|
Ключевые слова:
креационизм, панспермия, биогенез, ультрафиолетовый,
метеорит, консервирование.
Вопросы и задания:
1. Расскажите об основных этапах химической эволюции жизни.
2. Объясните, когда начинается химическая эволюция жизни?
3. Объясните процесс возникновения коацерватов.
4. Возможно ли в настоящее время образование жизни путём абиогенного
синтеза?
5. Какие знаете сведения, доказывающие абиогенный синтез?
Задание для самостоятельной работы:
Заполните таблицу.
Основные теории о происхождении
жизни на земле
Сторонники этой
концепции
Идеи в предложе-
ниях
Самозарождение жизни
Панспермия
Биохимическая эволюция
222
§ 52. ТЕОРИЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
Теория абиогенной молекулярной эволюции жизни из неорганических
веществ была создана русским учёным А.И. Опариным (1924 г.) и англий-
ским учёным Ж. Холдейном (1929 г.).
По мнению естествоведов, Земля появилась примерно 4,5–5 млрд.лет
назад. Вначале Земля представляла собой пыльное облако, температура
была высокой и она колебалась в пределах 4000–8000
о
С. В процессе ох-
лаждения, тяжёлые элементы начали располагаться в центре планеты, а
более лёгкие по периферии. На Земле самые простые живые организмы
появились примерно 3,5 млрд. лет назад. Жизнь есть результат химиче-
ской, затем биологической эволюции.
Химическая эволюция.
Предполагается, что в первичной атмосфере
Земли, содержались водяные пары, свободный водород, азот, углерод, ча-
стично метан, сероводород и аммиак. Постепенно Земля остывала, нача-
лась в атмосфере конденсация водяных паров. Непрерывные дожди стали
образовывать на поверхности Земли водные бассейны. В водах раство-
рялись органические соединения, возникшие в атмосфере Под влиянием
ультрафиолетовых и рентгеновых лучей, идущие от солнца, а также под
сильным зарядом молний, синтезировались сложные соединения. Таким
образом, появились первые органические соединения: углеводы, амино-
кислоты, азотистые основании, органические (уксусная, муравьиная, мо-
лочная) кислоты. В водных условиях из простых органических соедине-
ний образовались полимеры.
А.И. Опарин первым выдвинул идею экспериментального изучения
возникновения жизни. С. Миллер (1953) создал модель первичных усло-
вий Земли. Воздействуя на нагретый метан, аммиак, водород и воду элек-
трическим разрядом, он осуществил синтез аминокислот, в такой системе
газы имитировали атмосферу, электрический разряд – молнии. Д. Оро,
нагревая цианистый водород, аммиак и воду, осуществил синтез аденина.
Путём воздействия на метан, аммиак и воду ионизирующими излучени-
ями были синтезированы рибоза и дезоксирибоза. Результаты подобных
опытов подтвердились многочисленными исследованиями.
С. Фокс, нагревая смесь аминокислот, синтезировал протеиноиды
(белковые вещества). В дальнейшем, были синтезированы нуклеотиды
полимеров. При достижении определенной концентрации органических
веществ в первичном океане могли возникать сложные агрегаты разноо-
бразных соединений – коацерваты (по латински «koatservus» – гуща, гу-
стое вещество). Изучение искусственно создаваемых коацерватов (очень
223
широко исследованных А. И. Опариным и его сотрудниками) показало,
что они проявляют некоторые свойства живых систем. Коацерваты спо-
собны избирательно поглощать разные вещества из окружающей среды,
которые участвуют в химических реакциях внутри коацерватных капель,
а часть продуктов этих реакций выделяется обратно в среду. Тем не менее
коацерваты не могут считаться живыми существами прежде всего потому,
что у них нет стабильного самовоспроизведения. На последующих этапах
химической эволюции коацерваты начали расти, в них начало происходить
нечто, подобное обмену веществ у живых существ. Предполагается, что
коацерваты были окружены мембраной и приобрели способность делить-
ся. Такие коацерваты называются протобионтами или первичными клет-
ками. На следующем этапе образовались взаимосвязи нуклеиновых кис-
лот и белков. Синтез белков определенного состава стал осуществляться
на основе информации, заключенной в нуклеиновых кислотах. Возникает
способность нуклеиновых кислот к самовоспроизведению при участии
специфических белков – ферментов. Дальнейшее развитие протобионтов,
усложнение их организации привели к появлению организмов, облада-
ющих клеточным строением, – первичных прокариот. С этого момента
начинается биологическая эволюция.
Первые живые организмы были гетеротрофными, т. е. питались го-
товыми органическими веществами. Все жизненные процессы в них про-
текали в анаэробных условиях, так как в атмосфере не содержался сво-
бодный кислород. По мере увеличения их числа происходило уменьшение
пищевых ресурсов и между ними возрастала конкуренция. Это привело
к появлению автотрофов – организмов, синтезирующих необходимые им
органические вещества из неорганических. Возникновение организмов,
обладающих способностью к фотосинтезу – первичных сине-зеленых во-
дорослей, – считается одним из самых значительных ароморфозов. Основ-
ное значение фотосинтеза в эволюции заключается в следующем: фото-
синтез способствует обогащению атмосферы кислородом; возникновение
фотосинтеза ослабляет конкуренцию организмов за органические веще-
ства, синтезируемые абиогенным путем; появление в атмосфере озонового
экрана, в результате фотосинтеза, защищает организмы от губительного
воздействия ультрафиолетовых лучей. В результате образования в ат-
мосфере свободного кислорода, организмы стали переходить к аэробно-
му дыханию. Поскольку аэробное дыхание было более эффективным по
сравнению с анаэробным, переход к нему ускорил развитие и усложнение
органического мира. По мере увеличения содержания кислорода в атмос-
фере начали появляться эукариотные организмы.
224
Do'stlaringiz bilan baham: |
