Гипотезы происхождения жизни на Земле

Конспект урока. Гипотезы происхождения жизни на Земле.

Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле:

• Теории абиогенеза:

• Гипотеза самопроизвольного, спонтанного зарождения (абиогенеза);

• Гипотеза (теория) появления жизни путем биохимической (физико-химической) эволюции и теория абиогенного синтеза А. И. Опарина – Холдейна.

• Теории биогенеза:

• 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