07_opredelenia

Концепции эволюционной химии и происхождения жизни.

1. Самопроизвольного происхождения жизни

2. Креационизм

3. Происхождение живого от живого

4. Панспермия

5. Происхождение живого из неживого

6. Эволюционная химия

7. Современные концепции происхождения жизни

8. Специфика живых систем.

1. Идея самопроизвольного происхождения жизни

Эмпедокл – впервые высказал идею о самозарождении жизни.

Самозарождение — спонтанное зарождение живых существ из неживых материалов; в общем случае, самопроизвольное возникновение живого вещества из неживого.

Вещества содержат некое «активное начало», которое при определенных условиях может создать живой организм.

Анаксимандр – впервые выдвинул идею эволюции природы, путь к высшим организмам природа начинала с более примитивных видов.

Аристотель не сомневался в самозарождении лягушек, мышей и других мелких животных.

Бэкон, думал, что черви и насекомые могут зарождаться при гниении.

2. Креационизм

Согласно теории креационизма, возникновение жизни относится к определенному событию в прошлом, которое можно вычислить. В 1650 г. архиепископ Ашер из Ирландии вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н. э., а в 9 часов утра 23 октября этого же года — и человека. Это число он получил из анализа возрастов и родственных связей всех упоминаемых в Библии лиц.

Однако как доказано археологическими изысканиями, к тому времени на Ближнем Востоке уже была развитая цивилизация.

Согласно статистическим опросам в настоящее время около 50 % жителей США придерживаются этой гипотезы.

3. Происхождение живого от живого

В XVII в. Реди показал, что без мух черви в гниющем мясе не обнаружатся, а если прокипятить органические растворы, то в них не смогут зарождаться микроорганизмы

В 60-х г. XIX в. Л. Пастер (1822—1895), основоположник современной микробиологии и иммунологии, в своих опытах продемонстрировал, что микроорганизмы появляются в органических растворах только потому, что туда раньше был внесен зародыш. Он ввел передовые методы:

асептики – предупреждение попадания микроорганизмов в рану,

антисептики – уничтожение микроорганизмов в организме больного, с использованием активные химические веществ и биологических факторов.

Л.Пастер заложил основу стереохимии — области науки, изучающей пространственное строение молекул и влияние его на физические свойства. Открытый Л. Пастером принцип молекулярной асимметрии, является одним из важных критериев разделения объектов живой и неживой природы.

Принцип молекулярной асимметрии – молекулы органических веществ, в отличие от молекул неживой природы имеют ярко выраженный асимметричный характер.

Опыты Пастера:

1. Доказали несостоятельность концепции самопроизвольного зарождения жизни.

2. Обосновали идею о том, что все современное живое происходит только от живого.

4. Панспермия

Немецкий ученый Г. Рихтер (1865 г.) разработал гипотезу занесения живых существ на Землю из космоса.

Гипотетическая теория возникновения жизни на Земле, постулирующая существованием "спор жизни" – простейших микроорганизмов, пребывающих в "законсервированном" состоянии. Зародившись в космосе, простейшие формы живого долго сохранялась в анабиозе, попали на Землю вместе с метеоритами и космической пылью и послужили началом эволюции живого, которая породила все многообразие земной жизни.

Ее разделяли известные ученые Г. Гельмгольц, У. Томсон, что способствовало ее широкому распространению среди ученых.

В дальнейшем она не получила научного доказательства, так как простейшие организмы гибнут под действием ультрафиолетового излучения и космических лучей.

5. Появление живого из неживого

Абиогенный синтез органических соединений – появление живого из неживого.

В 1924 г. А. И. Опарин теоретически и экспериментально доказал, что органические вещества могут образовываться абиогенным путем, из газовой смеси, содержащие пары воды, аммиака, метана, под действием электрических зарядов, тепловой энергии, ультрафиолетовых лучей. В дальнейшем под влиянием различных факторов природы эволюция углеводородов привела к образованию аминокислот, нуклеотидов.

Современные исследования ученых из Санкт-Петербургского Института цитологии РАН экспериментально показали, что Синтез нуклеотидов и олигопептидов мог происходить уже на начальных этапах формирования Солнечной системы, а к моменту возникновения благоприятных условий на поверхности нашей планеты химическая эволюция уже была готова смениться биологической эволюцией.

6. Эволюционная химия − химический аспект происхождения жизни

К. А. Тимирязев: «Мы вынуждены допустить, что живая материя осуществлялась так же, как и все остальные процессы, путем эволюции... Процесс этот, вероятно, имел место и при переходе из неорганического мира в органический» (1912).

В 1969 г. А. П. Руденко используя принципы усложнения и прогрессивной направленности эволюции Ч. Дарвина, заложил теоретическую базу эволюционной химии, выделив три ее основных периода:

1. Образование простых органических соединений углерода и углеводородов.

2. Образование абиогенным путем в водах первичного океана простейших белковых соединений (аминокислот).

3. Дальнейшая эволюция белковых соединений, которая стала возможна благодаря накоплению кислорода в атмосфере, и изменение характера химических реакций с восстановительного на окислительный.

1. Появление «первичного бульона» жизни (безъядерных клеток, которые занимали промежуточное положение между растительным и животным миром),

2. Объединение простейших одноклеточных структур в более сложные многоклеточные системы.

Руденко, распространил дарвиновский принцип эволюции на изучение форм неживой материи, тем самым заложив основы концепции глобального эволюционизма.

7. Современные концепции происхождения жизни

Дальнейшее развитие теории абиогенного синтеза привела к выделению 3 основных научных направлений в исследовании происхождения жизни.

1. Концепция субстратного происхождения жизни (ее придерживаются биохимики во главе с А. Опариным).

2. Концепция энергетического происхождения (авторы И. Пригожин, А. Волькенштейн).

3. Концепция информационного происхождения (ее развивали А. Н. Колмогоров; А. А. Ляпунов, Д. С. Чернавский и др.).

Задача всех концепций происхождения жизни – провести границу, отделяющую неживое от живого, определить низший порог, с которого начинает действовать естественный отбор на биологическом уровне, а значит, начинают функционировать биологические законы.

До этой границы действуют другие законы — закономерности эволюционной химии, т.е. совсем иная форма естественного отбора.

По современным научным представлениям все живое на Земле имеет общие корни. (LUCA – last universal common ancestor). Последний универсальный общий предок – ближайший общий предок всех ныне живущих на Земле живых организмов. Жил предположительно 3,6—4,1 млрд лет назад.

Последний универсальный предок не является:

1. первым когда-либо существовавшим организмом (его появлению предшествовала долгая эволюция);

2. самым примитивным из возможных организмов.

3. единственным существом, жившим в то время на Земле.

8. Особенности живых системы

Жизнь — это активное, идущее с затратой энергии поддержание и воспроизведение специфической структуры.

Активное воспроизведение — это такой процесс, когда система сама воспроизводит себя и поддерживает свою целостность, используя для этого элементы окружающей среды с более низкой упорядоченностью.

Пассивный процесс такого рода — отнюдь не признак живой системы.

8.1 Поддержание и активное воспроизведение структуры, идущие с затратой энергии, отличает живые систем от других самовоспроизводящихся структур, например, кристаллов.

Механизмом поддержания структуры живого является передача наследственной информации с помощью ДНК.

Границы живого и неживого проходят через молекулы ДНК, в которых содержится программный механизм самовоспроизведения.

8.2 Метаболизм – основная черта отличия живого.

Метаболизм – процесс обмена веществом, энергией и информацией с окружающей средой — который проявляется на любом из выделенных подуровней.

Метаболизм является механизмом саморегуляции и поддержания постоянной внутренней среды. Характерен только для систем живой природы.