Жіночі теревеньки - сайт для кожної жінки
15-09-2018, 20:10

Сучасні уявлення про виникнення життя. Виникнення життя на Землі (коротко)

Рекламний блок

Якщо проаналізувати всі дані, які вдалося отримати вченим в ході різних досліджень, стає очевидним, що життя на Землі - неймовірно неймовірний факт. Шанси на її поява в нашій Всесвіту мізерно малі. Всі етапи виникнення життя містили в собі можливість альтернативного розвитку подій, в результаті яких світ так і залишився б холодною космічною прірвою без натяку не те що на людський розум, а навіть на найдрібнішого мікроба. Креаціоністи пояснюють настільки неймовірна подія божественним втручанням. Проте існування Бога неможливо довести або спростувати, а сучасні уявлення про виникнення життя, як і вся наука в цілому, базуються на експериментальних даних і теоретичних розробках, які можна поставити під сумнів або підтвердити.

Віталізм

Людські пізнання переживають еволюцію, чимось схожу на основних моментах з описаним Дарвіном процесом. Теорії проходять природний відбір і виживають найсильніші, зуміли витримати натиск контраргументів або пристосуватися, видозмінитися під ним стати. Гіпотези походження життя також пройшли тривалий шлях становлення, завершення якого ще навіть не позначилося, оскільки щодня відкриваються нові факти, які змушують коригувати вже усталені погляди.

Великою віхою на цьому шляху став віталізм - теорія постійного самозародження життя. Згідно з її положеннями, миші з'являлися в старому ганчір'я, черви - в гниючих залишків їжі. Віталізм нависав над наукою аж до дослідів Луї Пастера в 1860 році, коли він довів неможливість самозародження живих організмів. Результати викликали парадоксальні події: вони зміцнили віру в божественне начало і змусили вчених шукати докази того, що вони нещодавно спростували. Наука прагнула пояснити, що самостійне зародження життя мало місце, але дуже давно і відбувалося поетапно, зайнявши мільйони років.

Синтез вуглеводів

Ситуація здавалася безнадійною до того моменту, поки в 1864 році А. М. Бутлеров не зробив важливе відкриття.формы жизни Він зумів отримати органічна речовина (вуглець) з неорганічної (в його експерименті це був формальдегід). Отримані дані зруйнували значну стіну, разграничивавшую досі живі організми і світ мертвої матерії. Через деякий час вчені змогли отримати і інші варіанти органіки з неорганічних речовин. З цього моменту стали формуватися сучасні уявлення про виникнення життя. Вони увібрали в себе дані не тільки біологію, але і космології і фізики.

Наслідки Великого вибуху

жизнь на Земле

Теорії виникнення життя охоплюють величезний період: перші передумови для майбутнього формування організмів учені знаходять ще на ранніх етапах зародження Всесвіту. Сучасна фізика веде відлік існування світу від Великого вибуху, коли практично з нічого з'явилося все. В швидко розширюється і охолоджується Всесвіту утворилися спочатку атоми і молекули, потім вони почали об'єднуватися, утворюючи зірки першого покоління. Вони стали місцем формування більшості елементів, відомих сьогодні науці. Нові атоми заповнювали космос після вибухів зірок і ставали основою для наступного покоління об'єктів, в тому числі і нашого Сонця. Сучасні дані дозволяють припустити, що перші органічні сполуки могли з'явитися в протопланетных хмарах, що оточували нові зірки. З них незабаром сформувалися і планети. Виходить, що перші етапи виникнення життя на Землі проходили ще до її утворення.этапы возникновения жизни

Автокаталитические цикли

Процеси, що відбувалися на Блакитній планеті в її «дитячі роки», підтримувалися речовинами, що входять до складу її надр і надходять із космосу в якості метеоритів. Гіпотези виникнення життя однієї з важливих основ для зародження органіки на Землі називають каталізатори хімічних реакцій, що потрапили сюди з осколками цих «прибульців». Вони призвели до того, що переважну роль у формуванні нових речовин на планеті стали грати самі швидкі процеси.

Наступний етап - автокаталитические цикли. У таких процесах утворюються речовини, які сприяють збільшенню швидкості реакції, а також відновлюючи субстрат - елементи, які вступають у взаємодію. Цикл, таким чином, замкнулося: процеси самі себе прискорювали і самі собі готували їжу», тобто речовини, які знову вступали в реакцію, знову каталізуючи самі себе і знову утворюючи субстрат, і так далі.

Сумніви

Сучасні уявлення про виникнення життя довгий час містили суперечливі думки. Камінь спотикання - проблема курки і яйця. Що виникло спочатку: білки, які здійснюють всі процеси в клітині, або ДНК, що визначає будову цих білків, що зберігає всю спадкову інформацію. Перші необхідні для організму, так як сприяють самопідтримки системи, без якого життя неможливе. ДНК містить запис будови клітини, також визначає життєздатність. Думки вчених розділилися і відповіді на питання не було до того моменту, коли стало відомо, що в якості сховища спадкової інформації у вірусів виступає не ДНК, а РНК, третій клас органічних сполук, до якого зазвичай відводилася у теорії виникнення життя лише другорядна роль.

РНК-світ

Поступово стали накопичуватися факти і в 80-х роках минулого століття з'явилися дані, що змінили уявлення про початкових етапах формування живої матерії. Були виявлені рібозіми, молекули РНК, що володіють здібностями білків, зокрема, каталізувати реакції. Перші форми життя, таким чином, могли виникнути і без участі білків і ДНК. В них функцію зберігання інформації, а також всю внутрішню роботу здійснювала РНК. Життя на Землі тепер походила від протоорганизмов, що представляють собою автокаталитические цикли, що складаються з самовідтворюваних рібозімов. Теорія отримала назву «РНК-світ».зарождение жизни

Коацерваты

Сьогодні важко уявити собі життя того періоду, оскільки вона не мала одній важливій особливості - оболонки або державного кордону. По суті, це був розчин, що містить автокаталитические цикли з РНК. Проблема відсутності меж, необхідних для правильного протікання процесів, вирішувалася підручними способами. Протоорганизмы знаходили притулок поблизу мінералів цеолітів, що володіли сітчастою структурою кристалічної решітки. Їх поверхня була здатна каталізувати утворення ланцюжків РНК і надавати їм певну конфігурацію.

Далі - більше: на сцені з'являються коацерваты або водно-ліпідні краплі. Гіпотези походження життя як недавнього часу, так і сучасності багато в чому спираються на теорію А. В. Опаріна, вивчав властивості подібних утворень. Коацерваты - це краплі розчину, укладені в оболонку з жирів (ліпідів). Їх мембрани характеризуються виборчої проникністю і здатністю здійснювати обмін речовин. Частина з них, мабуть, об'єдналася з ланцюжками самовідтворюваних РНК, в тому числі і з тими, які каталізували синтез самих ліпідів. Так виникли нові форми життя, подолали шлях від доорганизменного рівня до власне организменному. Можливість таких утворень була підтверджена зовсім недавно: вчені експериментально підтвердили здатність РНК у сполученні з іонами кальцію прикріплятися до липидным мембран і регулювати їх проникність.возникновение жизни на Земле биология

Вмілі помічники

Зародження життя на наступному етапі відбувався процес удосконалення функцій утворилися організмів. РНК придбала здатність каталізувати синтез амінокислотних полімерів, спочатку досить простих. Вінцем налаштування нового механізму стала можливість синтезувати білки. З'явилися освіти в кілька разів ефективніше справлялися з біологічними процесами, ніж рібозіми.

Спочатку синтез пептидів не був упорядкованим. Процес відбувався «як попало», залишаючи нагоди керівництво послідовністю амінокислот у нових ланцюжках. Згодом закріпилося точне копіювання, оскільки саме воно сприяло більшої стабільності всієї системи. Так з'явився генетичний код, що дозволяє синтезувати певні білки з необхідними функціями.

Вдосконалення

Відточування здатності синтезувати потрібні білки проходило поступово. Першим етапом була поява спеціального виду РНК, які могли з'єднувати амінокислоти. Наступна фаза супроводжувалася побудовою процесу утворення молекул пептиду з допомогою збудованих в певному порядку підстав. Послідовність при цьому задавалася РНК-шаблоном. Співвіднесенням «інструкції» інформативною РНК і елементів майбутніх білків зайнявся новий тип РНК, названий транспортним. Як і інформаційна, вона й донині - важливі частини синтезу пептидів.

ДНК

Ускладнення організмів далі йшло по шляху удосконалення способів зберігання інформації. Припускають, що спочатку ДНК була однією з фаз життєвого циклу колоній РНК. Вона володіла більш стійкою структурою. Її ступінь захисту інформації була на порядок вище, тому через певний, досить тривалий, час ДНК стала головним сховищем генетичного коду.этапы возникновения жизни на земле

Одне з властивостей нового утворення, у свій час не дозволив поставити ДНК під голову теорії виникнення життя, - це нездатність до активних дій. Воно стало своєрідною платою за вдосконалені функції сховища інформації. Вся «робота» залишилася білків і РНК.

Симбіоз

Сучасні уявлення про виникнення життя не виводять в якості предка замкнутий і відгороджений від решти організм. Вчені більше схиляються на користь припущення, що на перших етапах існували спільноти мікроскопічних подібностей клітин, що виконують різні функції. Подібний симбіоз неважко зустріти в природі і сьогодні. Найпростіший приклад - ціано-бактеріальні мати, є одночасно співтовариством мікроорганізмів і єдиним цілим живою істотою.гипотезы возникновения жизни

Виникнення життя на Землі біологія на сучасному етапі свого розвитку бачить процесом, що характеризується не постійною боротьбою і конкуренцією, а швидше усезростаючим згуртованістю певних різнопланових структур, у результаті призвів до появи живої клітини, як ми її сьогодні представляємо.

Узагальнення

Підводячи підсумки, можна коротко перерахувати всі етапи формування життя, що представляються в рамках сучасних теорій найбільш вірогідною версією появи і розвитку організмів на Землі:

  • Освіта первинних органічних сполук у протопланетных хмарах.

  • Поступовий вихід на перший план реакцій, що володіють здатністю до самоускорению, і автокаталитических циклів.

  • Поява автокаталитических циклів, що складаються з РНК.

  • Союз РНК і ліпідних оболонок.

  • Придбання РНК здатності синтезувати білок.

  • Поява ДНК та її затвердження в якості головного сховища інформації.

  • Утворення перших одноклітинних організмів на основі симбіозу.

  • Розуміння процесів, що призвели до появи життя, ще недосконале. У вчених залишається маса питань. Не відомо точно, як зародилася РНК, багато проміжні фази залишаються лише теоретичними. Проте кожен день ставляться нові експерименти, перевіряються факти і гіпотези. Можна з упевненістю говорити, що наше століття подарує світу ще безліч відкриттів, пов'язаних з доісторичною епохою.

    Рекламний блок

    Обов'язково для перегляду