2. Электромагнитные силы могут быть как силами притяжения, так и силами отталкивания. А гравитационные – только притяжения.
3. Переносчиками электромагнитного взаимодействия являются фотоны. Они существуют реально. А переносчиком гравитационного взаимодействия является гипотетическая частица гравитон. Она до сих пор не открыта.
4. Оба поля дальнодействующие, но электромагнитное взаимодействие проявляется в микро-, макро- и мегамире, а гравитационное в микромире практически не играет роли.
5.10. Как описывается состояние микрочастицы в квантовой физике? Каково отличие в описании состояния в классической и квантовой механике? При электрическом разряде в трубке, наполненной криптоном , излучаются световые кванты, соответствующие разности энергий двух состояний атомаE2 - E1 = 3,27810-19 Дж. Найдите длину волны этого излучения, служащего эталоном единицы длины.
При одном описании или наблюдении за поведением микрочастицы удобнее представлять ее волной, а при другом — частицей. Единая картина синтезирует эти описания. После доказательства волновых свойств электрона и «полного успеха» корпускулярно-волнового дуализма вещества необходимо было подвести теорию к объяснению явлений. Идея о волновых свойствах электронов оказалась очень плодотворной. Для создания механики микрочастиц нужно было сформулировать ее основной закон (в классической науке таков закон динамики Ньютона). Для макрообъектов длина волны де Бройля, равная h/mv мала, и их движения можно описать законами классической механики как волновые процессы, характеризующиеся волновой функцией т. Но когда длиной волны де Бройля нельзя пренебречь, закон движения микрообъектов должен быть аналогичен волновому уравнению в оптике: ∆Ψ + (ω)2/v2)Ψ = 0. Австрийский физик Э. Шредингер, опираясь на аналогию оптико-лучевого и оптико-волнового описаний, обобщил гипотезу де Бройля для случая, когда электрон движется не в свободном пространстве, а во внешнем поле. Английский математик У. Гамильтон, ранее выразивший идею об оптико-механической аналогии, показал, что задачу классической механики можно формально записать как задачу геометрической оптики. Тогда в приведенном выше уравнении для фазы вместо о) надо поставить циклическую частоту волн де Бройля (2πE/h), a вместо скорости v — скорость распространения поверхности равного действия Е/[2m(Е- U)]1/2. Тогда уравнение для частицы примет вид: ∆Ψ + (8π2m2 /h2)(Е - U)Ψ = 0.
Здесь введен ∆Ψ = ∂2Ψ\∂х2 + ∂2Ψ\∂y2 + ∂2Ψ\∂z2 — оператор Лапласа; (Е - U) — функция координат и времени, которая характеризует силовое поле, в котором движется микрочастица.
Верную трактовку смысла волновой функции дал М.Борн в 1926 г. Обратившись к работам Эйнштейна по теории фотонов и проанализировав задачу о рассеянии частиц, он подошел к созданию формализма квантовой механики с позиции статистических методов. Он показал, что интенсивность f-волн есть мера вероятности положения частицы в определенном месте.
Квадрат модуля Ψ-функции определяет вероятность dW-того, что частица будет обнаружена в объеме dV: dW = │Ψ1│2dV = Ψ1*Ψ1dV, при этом полная вероятность обнаружения частицы во всем объеме, определяемая интегралом по объему, должна равняться (как достоверного события) единице: ∫vdW = 1. Значит, квантовая механика носит статистический характер. Она позволяет найти лишь вероятность того, что координаты лежат внутри определенного интервала, Ψ -функция позволяет только предсказать вероятность обнаружения частицы в различных точках пространства.
Итак, микропроцессам свойственны не динамические, а статистические закономерности, тем самым в области микромира причинность реализуется через многообразие случайностей и характер причинной связи в микромире отличается от детерминизма классической науки. Классическая наука, стремясь к объективности законов, фактически игнорировала случайность. В ней фигурировали только средние данные, но в реальных процессах всегда происходят случайные флуктуации (отклонения от средних), которыми можно пренебречь лишь в некоторых ситуациях. Динамические теории не могут описывать явления с большими флуктуациями, связь со случайностью сглажена, огрублена. Поэтому статистические законы глубже, чем динамические, а вероятностная причинность оказывается глубже, чем динамическая.
Задача
При электрическом разряде в трубке, наполненной криптоном , излучаются световые кванты, соответствующие разности энергий двух состояний атомаE2 - E1 = 3,27810-19 Дж. Найдите длину волны этого излучения, служащего эталоном единицы длины.
Энергия кванта пропорциональна частоте колебаний:
Е = h·ν,
h= 6,626·10-34 Дж·с — постоянная Планка;
с = 3·108м/с.
В нашем случае Е = E2-E1.
Длина волны для световых квантов определяется:
λ = с/ν.
Преобразуем формулу для энергии и выразим λ:
λ = h·с/Е = 6,626·10-34·3·108/3,27810-19= 6,064·10-7м.
6.10. Чем отличается живое от неживого? Оцените значение открытий Пастера. В чем сходства и различия растений и животных? Каковы методы генной инженерии и чем отличаются ее возможности от возможностей классической селекции?
Первые живые существа появились на нашей планете около 3 млрд. лет назад. От этих ранних форм возникло бесчисленное множество видов живых организмов, которые, появившись, процветали в течение более или менее продолжительного времени, а затем вымирали.
Интуитивно мы все понимаем, что есть живое и что – мертвое. Однако при попытке определить сущность живого возникают трудности. Так, один из авторов предложил следующее «глубокомысленное» определение: живой организм – это тело, слагаемое из живых объектов; неживое тело – слагаемое из неживых объектов. Но кроме подобных, явно бессодержательных определений, представляющих собой, по сути, тавтологию, имеют и другие, более содержательные. Однако и они на поверку оказываются неполными и потому уязвимыми.
Широко известно, например, определение, данное Ф.Энгельсом, что жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой. И все же живая мышь и горящая свеча с физико-химической точки зрения находятся в одинаковом состоянии обмена веществ с внешней средой, равно потребляя кислород и выделяя углекислый газ, но в одном случае – в результате дыхания, а в другом – в процессе горения. Этот простой пример показывает, что обмениваться веществами с окружающей средой могут и мертвые объекты. Таким образом, обмен веществ является хотя и необходимым, но недостаточным критерием определения жизни, впрочем, как и наличие белков.
Из всего сказанного можно сделать вывод, что дать точное определение жизни весьма непросто.
К важным свойствам живых систем относятся: __
1. Компактность. В 5 • 10-15 г ДНК, содержащейся в оплодотворенной яйцеклетке кита, заключена информация для подавляющего большинства признаков животного, которое весит 5 • 107 г (масса возрастает на 22 порядка).
2. Способность создавать порядок из хаотического теплового движения молекул и тем самым противодействовать возрастанию энтропии. Живое потребляет отрицательную энтропию и работает против теплового равновесия, увеличивая, однако, энтропию окружающей среды. Чем более сложно устроено живое вещество, тем более в нем скрытой энергии и энтропии.
3. Обмен с окружающей средой веществом, энергией и информацией. Живое способно ассимилировать полученные извне вещества, т.е. перестраивать их, уподобляя собственным материальным структурам и за счет этого многократно воспроизводить их.
4. В метаболических функциях большую роль играют петли обратной связи, образующиеся при автокаталитических реакциях. «В то время как в неорганическом мире обратная связь между «следствиями» (конечными продуктами) нелинейных реакций и породившими их «причинами» встречается сравнительно редко, в живых системах обратная связь (как установлено молекулярной биологией), напротив, является скорее правилом, чем исключением» (Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1986. С. 209). Автокатализ, кросскатализ и автоингибиция (процесс, противоположный катализу, — если присутствует данное вещество, оно не образуется в ходе реакции) существуют в живых системах. Для создания новых структур нужна положительная обратная связь, для устойчивого существования — отрицательная обратная связь.
5. Жизнь качественно превосходит другие формы существования материи в плане многообразия и сложности химических компонентов и динамики протекающих в живом превращений. Живые системы характеризуются более высоким уровнем упорядоченности и асимметрии в пространстве и во времени. Структурная компактность и энергетическая экономичность живого — результат высочайшей упорядоченности на молекулярном уровне.
6. В самоорганизации неживых систем молекулы просты, а механизмы реакций сложны; в самоорганизации живых систем, напротив, схемы реакций просты, а молекулы сложны.
7. У живых систем есть прошлое. У неживых его нет.
8. Жизнь организма зависит от двух факторов — наследственности, определяемой генетическим аппаратом, и изменчивости, зависящей от условий окружающей среды и реакции на них индивида. Интересно, что сейчас жизнь на Земле не могла бы возникнуть из-за кислородной атмосферы и противодействия других организмов. Раз зародившись, жизнь находится в процессе постоянной эволюции.
9. Способность к избыточному самовоспроизводству. «Прогрессия размножения столь высокая, что она ведет к борьбе за жизнь и ее последствию — естественному отбору» (Дарвин Ч. Соч. М.; Л., 1939. Т. 3. С. 666).
Обобщая и несколько упрощая сказанное о специфике живого , можно отметить, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут, не размножаются. [3]
Луи Пастер кипятил в колбе с s-образным горлышком питательную среду, в которой могли развиваться микроорганизмы. Открытое горлышко не мешало доступу в колбу мифической «жизненной силе», однако благодаря изгибам горлышка споры микроорганизмов оседали в нем и не могли проникнуть в питательную среду. Раствор в колбе долгое время оставался стерильным. Лишь когда горлышко сломали, хлынувшие внутрь микробы вызвали помутнение раствора. Своим гениально простым экспериментом Л. Пастер нанес сокрушительный удар витализму и поддержал теорию биогенеза, согласно которой все живое происходит только от живого.
Наиболее распространенным методом генной инженерии является метод получения рекомбинантных, т. е. содержащих чужеродный ген, плазмид. Плазмиды представляют собой кольцевые двухцепочечные молекулы ДНК, состоящие из нескольких тысяч пар нуклеотидов. Каждая бактерия помимо основной, не покидающей клетку молекулы ДНК (5·106 пар нуклеотидов), может содержать несколько различных плазмид, которыми она обменивается с другими бактериями. Плазмиды являются автономными генетическими элементами, реплицирующимися (т. е. размножающимися) в бактериальной клетке не в то же время, что основная молекула ДНК. Хотя на долю плазмид приходится лишь небольшая часть клеточной ДНК, именно они несут такие жизненно важные для, бактерии гены, как гены лекарственной устойчивости. Разные плазмиды содержат разные гены устойчивости к антибактериальным препаратам.
Большая часть таких препаратов - антибиотиков используется в качестве лекарств при лечении ряда заболеваний человека и домашних животных. Бактерия, имеющая разные плазмиды, приобретает устойчивость к различным антибиотикам, к солям тяжелых металлов. При действии определенного антибиотика на бактериальные клетки плазмиды, придающие устойчивость к нему, быстро распространяются среди бактерий, сохраняя им жизнь. Простота устройства плазмид и легкость, с которой они «входят и выходят» из бактерий, используются генными инженерами для введения в клетки бактерий генов высших организмов. [6]
Мощным инструментом генной инженерии являются открытые в 1974 г. ферменты—рестрикционные эндонуклеазы, или рестриктазы. Рестрикция буквально означает «ограничение». Бактериальные клетки вырабатывают рестриктазы для разрушения инородной, в первую очередь фаговой ДНК, что необходимо для ограничения вирусной инфекции. Рестриктазы узнают определенные последовательности нуклеотидов (так называемые сайты — участки узнавания) и вносят симметричные, расположенные наискось друг от друга, разрывы в цепях ДНК на равны расстояниях от центра сайта узнавания. В результате на концах каждого фрагмента рестриктированной ДНК образуются короткие одноцепочечные «хвосты», называемые липкими концами. Из разных видов бактерий выделено около 200 различных рестриктаз, для которых описаны сайты рестрикции. [5]
Мигрирующие генетические элементы обнаруживают значительное сходство с вирусами. Открытие явления трансдукции генов, т.е. переноса генетической информации в клетки растений и животных с помощью вирусов, включающих в себя часть генов исходной клетки хозяина, дает основание предполагать, что вирусы и сходные с ними биохимические образования занимают особое место в эволюции. Некоторые ученые высказывают мнение, что мигрирующие биохимические соединения способны вызвать даже более серьезные изменения в геномах клеток, чем мутации. Если это предположение окажется верным, то придется существенно пересмотреть нынешние представления о механизмах эволюции. Сейчас выдвигаются гипотезы о значительной роли вирусов в смешении генетической информации различных популяций, возникновении скачков эволюционного процесса, одним словом, речь идет о важнейшей роли вирусов в эволюционном процессе.
Термин «клон» происходит от греческого klon — ветка, побег. Клонирование — это точное (на генетическом уровне) воспроизведение живого объекта в n-ом количестве копий. При клонировании гены донорской особи сохраняются и в полном объеме передаются рождающемуся потомству. В этом случае гены доноров-родителей и клонов-детей не просто схожи, как в случае полового размножения, а полностью идентичны. [3]
7.10. Охарактеризуйте проблему поиска «первичных объектов» и концепцию атомизма. В чем единство дискретности и непрерывности? Поясните понятие элементарной частицы. Как классифицируются элементарные частицы, и как они исследуются? Что такое «античастицы»? В чем состоит гипотеза кварков?
В классической физике поле и вещество противопоставляются друг другу как два вида материи, у первого из которых структура дискретная, а у второго — непрерывная. Квантовая физика внесла идею о двойственной корпускулярно-волновой природе любого микрообъекта. Однако классическое волновое описание, в основе которого лежит деление материи на поле и вещество, является мощным инструментом познания окружающего мира.
Полное число параметров, определяющих свойства частиц, довольно велико. Важнейшими из них являются масса частицы, ее электрический заряд, спин и время жизни. Спином называется величина, дающая количественную характеристику вращательного движения частицы. Спин частицы (механический момент) у различных частиц может иметь различные значения, но все частицы одного типа имеют абсолютно одинаковые спины.
Разделение элементарных частиц на группы определяется не только различием в массах, но и рядом других существенных свойств. Лептоны и барионы имеют спин, равный — 1\2, спины мезонов равны нулю, а фотон обладает спином, равным 1. Особенно следует отметить существование четырех типов взаимодействия между элементарными частицами — гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого. Наиболее хорошо изученными являются гравитационные силы, действующие между любыми частицами, и электромагнитные силы, действующие между заряженными частицами. Примером сильного взаимодействия могут служить ядерные силы, связывающие в атомных ядрах протоны и нейтроны. Слабое взаимодействие обнаруживается в процессах, связанных с испусканием или поглощением нейтрино.
Английский физик Поль Дирак в 1928 г. создал теорию, из которой следовало, что в природе должна существовать частица с массой, равной массе электрона, но заряженная положительно. Такая частица — позитрон — была обнаружена экспериментально в 1932 г. После открытия первой античастицы — позитрона — естественно возник вопрос о существовании античастиц и у других частиц. К настоящему времени установлено, что античастица имеется у каждой элементарной частицы. Масса любой античастицы в точности равна массе соответствующей частицы, а электрический заряд (для заряженных частиц) равен по абсолютному значению заряду частицы и противоположен ему по знаку. Частица и античастица у таких незаряженных частиц, как фотон и пи-нуль-мезон, по физическим свойствам совершенно неразличимы и поэтому считаются одной и той же частицей.
Идею кварков выдвинули в 1964 году (Г. Цвейг и независимо от него М. Гелл-Ман, США) из теоретических соображений. Кварки трактовались как гипотетические прачастицы, из которых образовались адроны. Позже обнаружилось, что многие следствия из гипотезы кварков хороню подтверждаются экспериментально. Согласно этой теории адроны образованы из кварков подобно тому, как ядра атомов образованы из протонов и нейтронов. Предполагается, что мезоны образованы как связанное состояние кварка и антикварка, а барионы - как связанное состояние трех кварков. Поскольку кваркам приписываются дробные значения электрического заряда и спина, то образование адронов подчиняется простому правилу алгебраического сложения квантовых характеристик кварков.
8.10. Докажите, что популяция является единицей эволюции. Почему разные популяции одного вида отличаются по частоте генов? Поясните, как происходит эволюция видов с точки зрения генетики. Какова роль мутаций и окружающей среды в эволюции живого? Продолжается ли в настоящее время эволюция человека как вида? Что дала человечеству работа по программе «Геном человека»?
В генетическом смысле популяция — это пространственно-временная группа скрещивающихся между собой особей одного вида. Связи родителей с потомками обеспечивают непрерывность популяции во времени, а скрещивания особей из разных частей популяции обеспечивают ей пространственное единство. Численность популяции может меняться в результате изменения условий среды обитания, колебаний смертности и рождаемости, а также притока или оттока особей из других популяций. Наконец, популяции могут объединяться или разделяться, возникать и вымирать. Важно при этом, что популяции постоянно изменяются и эти изменения представляют собой элементарные эволюционные процессы.
Наиболее существенной характеристикой вида является то, что он представляет собой генетически единую систему. Особи разных популяций одного вида могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Вследствие этого гены могут распространяться из одной популяции вида в другую, образовывать новые комбинации. Но они не могут перейти из одного вида в другой из-за обособленности видов друг от друга специальными барьерами. Виды, несомненно, представляют собой реально существующие замкнутые репродуктивные сообщества. Вид так же реален, как индивидуум, однако это далеко не всегда очевидно. Вследствие этого практическое выявление принадлежности особи к определенному виду часто оказывается затруднительным. [6]
Мутации — фактор случайный, подчиняющийся статистическим законам. Поэтому они, как и перестройки генов и волны численности популяции, не могут быть решающим фактором эволюции. Причиной мутаций могут быть внешние жесткие излучения, химические воздействия и прочие мутагены. Опасные мутагены — вирусы. Большая часть мутаций рецессивна и не проявляется у гетерозигот. Рекомбинации при половом размножении также порождают множественные мутации, которые приводят к комбинативной изменчивости, создающей материал для естественного отбора, но новых видов при этом не образуется. При изменении внешних условий некоторые ранее вредные рецессивные мутации могут оказаться полезными и их носители могут получить преимущество при естественном отборе.
Четвериков утверждал, что из-за постоянных мутаций во всех популяциях создается существенная наследственная гетерогенность. Его генетика популяций показала, что отбору подвергаются не отдельные особи и виды, а генотип популяции: Мутации — основа эволюции, они перерабатываются естественным отбором. Исследования, проведенные в конце 20-х гг. ХХ века, подтвердили, что большую роль в эволюции играют не только новые мутации, но и изменение частоты встречаемости существующих аллелей (гена) из-за случайных процессов — колебания численности популяций и пр. (Р. А. Фишер, Н. П. Дубинин, Д. Д. Ромашов, С. Райт и др.). При резком снижении численности популяций (в связи (ростом близкородственных скрещиваний) снижается наследственная изменчивость. По Райту, это «дрейф генов», а по Дубинину — генетика - автоматический процесс. Другими проявлениями «волн жизни» являются изменение концентрации различных мутаций и уменьшение разнообразия генотипов популяции. Они могут привести к изменениям направленности и интенсивности действия отбора.
Эволюция всего живого продолжается, в т.ч. и человека тоже.
9.10. Дайте понятия о простых, сложных, устойчивых, неустойчивых, изолированных и открытых системах, об обратимых и необратимых процессах. «Если на систему оказать воздействие, то в ней разовьются процессы, направленные на ослабление этого воздействия». К каким системам это высказывание может относиться – к живым? Или - к неживым неупорядоченным системам?
Простая система – та, которая описывается несколькими параметрами. Сложная же система состоит из большого числа переменных и большого числа связей между ними.
Отличия неравновесной структуры от равновесной заключается в следующем:
Система реагирует на внешние условия (гравитационное поле и т. п.).
Поведение случайно и не зависит от начальных условий, но зависит от предыстории.
Приток энергии создает в системе порядок, и стало быть энтропия ее уменьшается.
Наличие бифуркации — переломной точки в развитии системы.
Когерентность: система ведет себя как единое целое и как если бы она была вместилищем дальнодействующих сил (такая гипотеза присутствует в физике). Несмотря на то, что силы молекулярного взаимодействия являются, система структурируется так, как если бы каждая молекула была «информирована» о состоянии системы в целом.
Различают также области равновесности и неравновесности, в которых может пребывать система. [3]
В закрытых системах, которые рассматривались классической физикой в качестве естественных, не происходит обмена энергией и веществом с внешним миром. В замкнутых системах вектор протекания процессов направлен от упорядоченности через равновесие к хаосу. Такие системы стремятся к состоянию максимальной неупорядоченности. Основными характеристиками процессов в замкнутых системах являются равновесность и линейность. Открытые системы, напротив, обмениваются энергией, веществом и информацией с внешним миром. В таких системах при определенных условиях могут самопроизвольно возникать новые упорядоченные структуры, повышающие степень самоорганизации системы. Ключ к пониманию процессов самоорганизации был найден в представлении о взаимодействии системы с окружающей средой. Основными характеристиками процессов в открытых системах являются неравновесность и нелинейность. [1, 5]
Под влиянием внешних воздействий система может переходить из одного равновесного состояния в другое, проходя через некоторые переходные состояния, не являющиеся равновесными. Такой переход будет обратимым, если его можно совершить в обратном направлении и при этом в окружающей среде не останется никаких изменений. В противном случае мы будем иметь дело с необратимым процессом. Обратимые и необратимые процессы различаются фундаментальным образом.
Высказывание относится к живым системам.
10.10. Опишите основные этапы развития биосферы. Какую роль играют живые организмы в формировании облика нашей планеты? Составьте хронологическую таблицу геологических периодов и впишите в нее основные ароморфозы, относящиеся к каждому периоду. Как представляет наука начало жизни на Земле?
Эволюцию биосферы изучает раздел экологии, который называется эволюционной экологией. Следует отличать эволюционную экологию от экодинамики (динамической экологии). Последняя имеет дело с короткими интервалами развития биосферы и экосистем, в то время как первая рассматривает развитие биосферы на более длительном отрезке времени. Так, изучение биогеохимических круговоротов и сукцессии — задача экодинамики, а принципиальные изменения в механизмах круговорота веществ и в ходе сукцессии — задача эволюционной экологии.
Одним из важнейших направлений в изучении эволюции является изучение форм жизни. Здесь можно отметить несколько этапов.
1. Клетки без ядра, но имеющие нити ДНК, напоминают нынешние бактерии и синезеленые водоросли. Возраст таких самых древних организмов более 3 млрд. лет. Их свойства: 1) подвижность; 2) питание и способность запасать пищу и энергию; 3) защита от нежелательных воздействий; 4) размножение; 5) раздражимость; 6) приспособление к изменяющимся внешним условиям; 7) способность к росту.
2. На следующем этапе (приблизительно 2 млрд лет тому назад) в клетке появляется ядро. Одноклеточные организмы с ядром называются простейшими. Их 25—30 тыс. видов. Самые простые их них — амебы. Инфузории имеют еще и реснички. Ядро простейших окружено двухмембранной оболочкой с порами и содержит хромосомы и нуклеоли. Ископаемые простейшие — радиолярии и фораминиферы — основные части осадочных горных пород. Многие простейшие обладают сложным двигательным аппаратом,
3. Примерно 1 млрд. лет тому назад появились многоклеточные организмы. В результате растительной деятельности — фотосинтеза — из углекислоты и воды при использовании солнечной энергии, улавливаемой хлорофиллом, создавалось органическое вещество. Возникновение и распространение растительности привело к коренному изменению состава атмосферы, первоначально имевшей очень мало свободного кислорода. Растения, ассимилирующие углерод из углекислого газа, создали атмосферу, содержащую свободный кислород, который не только активный химический агент, но и источник озона, преградившего путь коротким ультрафиолетовым лучам к поверхности Земли.
Л. Пастером выделены следующие две важные точки в эволюции биосферы: 1) момент, когда уровень содержания кислорода в атмосфере Земли достиг примерно 1% от современного. С этого времени стала возможной аэробная жизнь. Геохронологически это архей. Предполагается, что накопление кислорода шло скачкообразно и заняло не более 20 тыс. лет; 2) достижение содержания кислорода в атмосфере около 10% от современного. Это привело к возникновению предпосылок формирования озоносферы. В результате жизнь стала возможной на мелководье, а затем и на суше.
Палеонтология, которая занимается изучением ископаемых остатков, подтверждает факт возрастания сложности организмов. В самых древних породах встречаются организмы немногих типов, имеющих простое строение. Постепенно разнообразие и сложность растут. Многие виды, появляющиеся на каком-либо стратиграфическом уровне, затем исчезают. Это истолковывают как возникновение и вымирание видов.
В соответствии с данными палеонтологии можно считать, что в протерозойскую геологическую эру (700 млн. лет назад) появлялись бактерии, водоросли, примитивные беспозвоночные; в палеозойскую (365 млн. лет назад) — наземные растения, амфибии; в мезозойскую (185 млн. лет назад) — млекопитающие, птицы, хвойные растения;, в кайнозойскую (70 млн. лет назад) — современные группы. Конечно, следует иметь в виду, что палеонтологическая летопись неполна.
Веками накапливавшиеся остатки растений образовали в земной коре грандиозные энергетические запасы органических соединений (уголь, торф), а развитие жизни в Мировом океане привело к созданию осадочных горных пород, состоящих из скелетов и других остатков морских организмов.
Плодотворной оказалась гипотеза советского биохимика А. И. Опарина. Суть ее в том, что появлению жизни на Земле обязательно должно было предшествовать абиогенное образование органических соединений. Высказанная в 1924 г. гипотеза завоевала многочисленных сторонников. В 1928 г. английский биолог Дж.Холдейн, независимо от А. И. Опарина пришедший к сходным выводам, высказал предположение, что источником энергии для образования органических соединений на Земле служило ультрафиолетовое излучение Солнца. Аминокислоты, сахара и другие соединения накапливались в первичных океанах до тех пор, пока не приобретали консистенцию «теплого разжиженного бульона». Именно в таком «первичном бульоне», вероятно, и возникла жизнь.
Современная теория возникновения жизни на Земле, называемая теорией биопоэза, была сформулирована в 1947 г. английским ученым Дж. Берналом. Он выделил три стадии биопоэза: абиогенное возникновение биологических мономеров; образование биологических полимеров; формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).
Используемая литература
Бабушкин А.Н. Концепции современного естествознания. – СПБ., 2008.
Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. – М., 2003.
Горелов А.А. Концепции современного естествознания. - М., 2007.
Кабардин О. Физика - М., 2006.
Мотылева А.С. и др. Концепции современного естествознания. – СПБ., 2007.
Общая биология (ред. А. Рувинского). - М., 2008.
Стрельник О.Н. Концепции современного естествознания. – М., 2003.