Возникновение жизни на Земле
Другие рефераты
Введение
Проблема происхождения жизни приобрела сейчас неодолимое очарование
для всего человечества. Она не только привлекает к себе пристальное
внимание ученых разных стран и специальностей, но интересует вообще всех
людей мира.
Сейчас считается общепризнанным, что возникновение жизни на Земле
представляло собой закономерный процесс, вполне поддающийся научному
исследованию. В основе этого процесса лежала эволюция соединений углерода
которая происходила во Вселенной задолго до возникновения нашей Солнечной
системы и лишь продолжалась во время образования планеты Земля – при
формировании ее коры, гидросферы и атмосферы.
С момента возникновения жизни природа находится в непрерывном
развитии. Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его
результатом является то разнообразие форм живого, которое во многом до
конца еще не описано и не классифицировано.
Вопрос о происхождении жизни труден в исследовании, потому, что, когда
наука подходит к проблемам развития как создания качественно нового, она
оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной
на доказательстве и экспериментальной проверке утверждений.
Ученые сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения
жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад.
Даже наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным
экспериментом, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на
Земле. Трудность - в невозможности проведения прямого эксперимента по
возникновению жизни (уникальность этого процесса препятствует использование
основного научного метода).
Вопрос происхождении жизни интересен не только сам по себе, но и
тесной связью с проблемой отличия живого от неживого, а также связью с
проблемой эволюции жизни.
Глава 1. Что такое жизнь? Отличие живого от неживого.
Для понимания закономерностей эволюции органического мира на Земле
необходимо иметь общие представления об эволюции и основных свойствах
живого. Для этого необходимо охарактеризовать живые существа с точки зрения
их некоторых особенностей и выделить основные уровни организации жизни.
Когда-то считалось, что живое можно отличить от неживого по таким
свойствам, как обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост,
размножение, приспособляемость. Но анализ показал, что порознь все эти
свойства встречаются и среди неживой природы, и поэтому не могут
рассматриваться как специфические свойства живого. В одной из последних и
наиболее удачных попыток живое характеризуется следующими особенностями,
сформулированными Б. М. Медниковым в виде аксиом теоретической биологии:
Все живые организмы оказываются единством фенотипа и программы для его
построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения в поколение
(аксиома А. Вейсмана).
Генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы,
на которой строится ген будущего поколения, используется ген
предшествующего поколения (аксиома Н. К. Кольцова).
В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в
результате различных причин изменяются случайно и не направленно, и лишь
случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (1-ая
аксиома Ч. Дарвина)[1].
Случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа
многократно усиливаются (аксиома Н. В. Тимофеева-Ресовского).
Многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются
отбору условиями внешней среды (2-ая аксиома Ч. Дарвина).
«Дискретность и целостность – два фундаментальных свойства организации
жизни на Земле. Живые объекты в природе относительно обособлены друг от
друга (особи, популяции, виды). Любая особь многоклеточного животного
состоит из клеток, а любая клетка и одноклеточные существа – из
определенных органелл. Органеллы состоят из дискретных высокомолекулярных
органических веществ, которые в свою очередь состоят из дискретных атомов и
элементарных частиц. В то же время сложная организация немыслима без
взаимодействия ее частей и структур – без целостности».[2]
Целостность биологических систем качественно отличается от целостности
неживого, и прежде всего тем, что целостность живого поддерживается в
процессе развития. Живые системы – открытые системы, они постоянно
обмениваются веществами и энергией со средой. Для них характерна
отрицательная энтропия (увеличение упорядоченности), увеличивающаяся,
видимо, в процессе органической эволюции. Вероятно, что в живом проявляется
способность к самоорганизации материи.
«Среди живых систем нет двух одинаковых особей, популяция и видов. Эта
уникальность проявления дискретности и целостности живого основана на
замечательном явлении ковариантной редупликации.
Ковариантная редупликация (самовоспроизведение с изменениями),
осуществляемая на основе матричного принципа (сумма трех первых аксиом), -
это, видимо, единственное специфическое для жизни (в известной нам форме ее
существования на Земле) свойство. В основе его лежит уникальная способность
к самовоспроизведению основных управляющих систем (ДНК, хромосом и
генов)».[3]
«Жизнь – одна из форм существования материи, закономерно возникающая
при определенных условиях в процессе ее развития».[4]
Итак, что такое живое и чем оно отличается от неживого. Наиболее точное
определение жизни дал около 100 лет назад Ф. Энгельс: "Жизнь есть способ
существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему
существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел".
Наиболее точное определение жизни дал около 100 лет назад Ф. Энгельс:
"Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования
состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных
частей этих тел".[5] Термин "белок" тогда ещё не был определён вполне точно
и его относили обычно к протоплазме в целом. Сознавая неполноту своего
определения, Энгельс писал: "Наша дефиниция жизни, разумеется, весьма
недостаточна, поскольку она далека от того, чтобы охватить все явления
жизни, а, напротив, ограничивается самыми общими и самыми простыми среди
них... Чтобы получить действительно исчерпывающее представление о жизни,
нам пришлось бы проследить все формы её проявления, от самой низшей до
наивысшей".[6]
Кроме того, есть несколько фундаментальных отличий живого от неживого в
вещественном, структурном и функциональном планах. В вещественном плане в
состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные
органические соединения, называемые биополимерами, - белки и нуклеиновые
кислоты (ДНК и РНК). В структурном плане живое отличается от неживого
клеточным строением. В функциональном плане для живых тел характерно
воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых
системах. Но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения. Не что-
то воспроизводит их, а они сами. Это принципиально новый момент.
Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ,
способностью к росту и развитию, активной регуляцией своего состава и
функций, способностью к движению, раздражимостью, приспособленностью к
среде и т. д. Неотъемлемым свойством живого является деятельность,
активность. «Все живые существа должны или действовать, или погибнуть. Мышь
должна находиться в постоянном движении, птица летать, рыба плавать и даже
растение должно расти».[7]
Жизнь возможна лишь при определённых физических и химических условиях
(температура, присутствие воды, ряда солей и т. д.). Однако прекращение
жизненных процессов, например при высушивании семян или глубоком
замораживании мелких организмов, не ведёт к потере жизнеспособности. Если
сохраняется неповрежденной структура, она при возвращении к нормальным
условиям обеспечивает восстановление жизненных процессов.
Однако строго научное разграничение живого и неживого встречает
определенные трудности. Так, например, вирусы вне клеток другого организма
не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный
аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и
поэтому они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки организма-
хозяина и используя его ферментные системы. В зависимости от того, какой
признак мы считаем важным, мы относим вирусы к живым системам или нет.
Итак, суммируя все выше сказанное, дадим определение жизни:
«Жизнь – процесс существования биологических систем (например, клетка,
организм растения, животного), основу которых составляет сложные
органические вещества и способные самовоспроизводиться, поддерживать свое
существование в результате обмена энергией, веществом и информацией со
средой.»[8]
Глава 2. Концепции происхождения жизни.
а) Идея самопроизвольного происхождения.
Вначале в науке вообще не существовало проблемы возникновения жизни,
потому что учеными античного мира допускалась возможность постоянного
зарождения живого из неживого. Великий Аристотель (4-ый в. до Р.Х.) не
сомневался в самозарождении лягушек. Философ Плотин в 3-ем веке до новой
эры утверждал, что живые существа самозарождаются в земле в процессе
гниения. Эта идея самопроизвольного зарождения организмов,
| |  скачать работу |
Другие рефераты
|
