Конспект урока. Гипотезы происхождения жизни на Земле.
Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле:
Гипотеза самопроизвольного, спонтанного зарождения (абиогенеза);
Гипотеза (теория) появления жизни путем биохимической (физико-химической) эволюции и теория абиогенного синтеза А. И. Опарина – Холдейна.
Гипотеза стационарного состояния или «гипотеза непрерывности жизни»
Гипотеза креационизма (божественного творения);
Гипотеза панспермии (космогенная);
1. Гипотеза самопроизвольного, спонтанного зарождения (абиогенеза) предполагает, что живое способно самозарождаться из неживого. Доказательства: опыт Ван-Гельмонта. Эта теория была опровергнута в ряде опытов итальянским биологом Франческо Реди и французским учёным Луи Пастером.
Опровержение самозарождения
Опыт Ф. Реди
Доктор Франческо Реди в 1968 году взял несколько банок с широким горлом и поместил в каждую из них кусок мяса.
Некоторые банки он накрыл сверху плотной материей, другие оставил открытыми. Через некоторое время в открытых банках на кусках мяса появились черви, в закрытых же банках ничего не произошло. Таким образом с помощью простого опыта было доказано, что личинки мух не могут самозародиться на гнилом мясе, а появляются из отложенных мухами яиц.
Опыт Луи Пастера
Поставил точку в многовековом споре о самозарождении некоторых форм жизни. Он прокипятил питательный раствор в колбе с S-образным горлышком, которое не запаивалось. Раствор в колбе долгое время оставался стерильным, хотя «жизненная сила» имела все возможности проникнуть внутрь.
2. Гипотеза появления жизни путем биохимической эволюции и теория абиогенного синтеза А. И. Опарина – Холдейна. Доказательства: опыт Миллера – Юри.
Сущность этой теории в том, что первичные органические вещества возникли из неорганических и, находясь в водной среде («первичный бульон»), стали объединяться в комплексы («коацерватные капли»). Постепенно это привело к формированию полноценных клеток.
Опыт Мюллера – Юри
Теорию Опарина и Холдейна подверглась проверке на практике. Первые эксперименты провел С. Миллер, пытавшийся синтезировать органические вещества из неорганических. Миллер использовал колбу, в которой непрерывно циркулировали метан (CH4), аммиак (NH3), водород (H2) и угарный газ (CO) – когда-то составлявшие атмосферу Земли (кислород в ее составе отсутствовал).
По итогам эксперимента в системе появились аминокислоты, сахара, жиры и даже предшественники нуклеиновых кислот, что доказывало возможность абиогенного синтеза биорганических молекул в условиях Древней Земли.
3. Гипотеза креационизма (божественного творения) предполагает, что все живые организмы были в определённый период времени сотворены некими сверхъестественным существом (божеством, абсолютной идеей, сверхразумом, сверхцивилизацией и. т. д.). Доказательства: нет – всё основано на вере.
4. Гипотеза стационарного состояния не ставит проблемы происхождения жизни, так как утверждает, что Земля существовала вечно, она всегда была способна поддерживать жизнь; если изменялась, то очень мало.
Доказательства: существование видов – реликтов. Клетка образуется только путём деления материнской (жизнь от жизни).
5. Гипотеза панспермии предполагает, что жизнь была занесена на Землю из космоса, например, вместе с метеоритами, астероидами, космической пылью. Однако, это не снимает вопроса о том, как жизнь появилась вообще. На Землю попали зачатки живого – споры бактерий, вирусы. Доказательства: споры очень долго могут оставаться жизнеспособными.
Этапы происхождения жизни
1) Первичный океан + условия среды (эл. разряды, бескислородная среда, УФ-излучение, аммиак, азот и т.д.).
2) Абиогенный синтез низкомолекулярных органических веществ (мономеров) из неорганических соединений (газов первичной атмосферы).
3) Усложнение строения веществ, абиогенный синтез биополимеров из мономеров (появление цепей белков, углеводов, отдельно липиды).
4) Объединение полимеров в многомолекулярные комплексы и образование обособленных систем, способных взаимодействовать с окружающей средой – коацерваты. (Коацерват – это капля, внутри которой содержатся белки, липиды, нуклеиновые кислоты, углеводы, обладает осмотическим давлением).
5) Образование белково-липидных мембран на границах разделах сред (вода, воздух, суша).
6) Белково-липидные мембраны стали окружать мембраны.
7) Переход химической эволюции в биологическую, происходит возникновение примитивных одноклеточных организмов (анаэробных гетеротрофов – пробионтов), обладающих свойствами живого (рост, питание, раздражимость, самовоспроизведение, метаболизм).
Схема возникновения жизни