приховати рекламу

Походження життя на Землі 2

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати


Зміст

Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .......... ... ... ... ... ... .2

1. Сучасні уявлення про походження життя на Землі ....... ... ... ... 4

2. Основні закони біологічної еволюції ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .......... 18

3. Мікро і макроеволюція ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .......... 22

Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ............. 32

Список використаної літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ........... 33

Введення

З моменту виникнення життя природа знаходиться в безперервному розвитку. Процес еволюції продовжується вже сотні мільйонів років, і його результатом є те велика кількість форм живого, яке багато в чому до кінця ще не описано і не класифіковано. Еволюція відбувається на всіх рівнях організації живої матерії і на кожному рівні характеризується новоутворенням структур і появою нових функцій. Об'єднання структур і функцій одного рівня супроводжується переходом живих систем на більш високий еволюційний рівень.

Існує багато визначень поняття "життя" - настільки ж складного, багатогранного і неоднозначного, як поняття "Всесвіт", "матерія" і "розум", гранично широкого, що відображає найзагальніші риси дійсності - категорії, яка визначається через опис основних характеристик і властивостей.

Визначення з енциклопедичного словника дуже вразливе: "Живими називаються системи, які здатні самостійно підтримувати і збільшувати свою дуже високу ступінь упорядкованості в середовищі з меншим ступенем упорядкованості" - по ньому живими є всі самоорганізуються і саморегульовані системи - зірки, галактики і сама Метагалактика, коацерватние краплі і багато складні органічні сполуки, самопроектірующіеся і самозбірні кібернетичні пристрої тощо. Пропозиція академіка С.Ф. Лихачова розглядати життя як деякий невизначне властивість Всесвіту нічого не дає в плані практичного використання поняття.

Не втратило своєї актуальності уточнене у ХХ столітті визначення Ф. Енгельса: "Життя - це спосіб існування білкових тіл і нуклеїнових кислот" - оскільки поза живих організмів білки в природі не зустрічаються.

Найкращим слід визнати визначення академіка Н.В. Волькенштейна: "Живі тіла, що існують на Землі, являють собою відкриті, що самоорганізуються і що самовідтворюються системи, побудовані з біополімерів - білків і нуклеїнових кислот".

Проблеми походження і еволюції життя на Землі належали і належать до числа найбільших проблем природознавства. Ці проблеми привертали до себе увагу людського розуму з самих незапам'ятних часів. Вони були предметом інтересу всіх філософських і релігійних систем. Проте в різні епохи і на різних щаблях розвитку людської культури проблеми походження і еволюції життя вирішувалися по-різному. Зараз вважається загальновизнаним, що виникнення життя на Землі являло собою закономірний процес, цілком піддається науковому дослідженню. Проте питання про походження життя важкий у дослідженні, оскільки коли наука підходить до проблем розвитку як створення абсолютно нового, вона виявляється у межі власних можливостей, так як вчені зараз не в змозі відтворити процес виникнення життя з такою ж точністю, як це було кілька мільярдів років тому. Навіть ретельно поставлений досвід буде тільки модельним експериментом, позбавленим ряду факторів, що супроводжували появу живого на Землі.

Таким чином, питання про походження життя цікавий не тільки сам по собі, а й тісним зв'язком з питаннями еволюції форм життя.

Актуальність обраної теми не викликає сумнівів, тому в даній роботі розглядаються сучасні теорії виникнення життя та процесу еволюції її форм.

При виконанні роботи використовувалися підручники і навчальні посібники по концепціях сучасного природознавства, філософії, астрономії, екології, екологічного права та природокористування, а також монографії та наукові статті в періодичних виданнях.

1. Сучасні уявлення про походження життя на Землі

В даний час вчені виділяють п'ять наукових концепцій виникнення життя:

1. Виникнення живого з неживого, підкоряючись певним фізичним і хімічним закономірностям - абиотическая концепція;

2. Гіпотеза «голобіоза» - концепція протобіонти або Біодім, якогось доклеточний предка, початкових «життєздатних» структур;

3. Гіпотеза «генобіоза», тобто пошуку геному як реліктового предка всіх живих клітинних структур, вважаючи, що конкретно РНК зіграла провідну роль у її зародження життя;

4. Концепція стаціонарного стану життя - життя було постійно, початку життя не існує;

5. Позаземне походження життя - життя була занесена на Землю з Космосу (концепція панспермії).

У розвитку навчань про походження життя істотне місце займає теорія, яка стверджує, що все живе відбувається лише від живого - теорія біогенезу. Цю теорію в середині XIX століття протиставляли ненауковим уявленням про самозародження організмів. Але як теорія походження життя біогенез неспроможний, оскільки принципово протиставляє живе неживому, стверджує відхилену наукою ідею вічності життя [7. С. 129].

Абіотичних концепція. Абіогенез - думка про походження живого з неживого - початкова гіпотеза сучасної теорії походження життя. У 1924 р. біохімік А. І. Опарін висловив припущення, що при масивних електричних розрядах в земній атмосфері, яка 4-4,5 млрд. років тому складалася з аміаку, метану, вуглекислого газу і пари води, могли з'явитися прості органічні сполуки, потрібні для виникнення життя. Передбачення академіка Опаріна виправдалося. У 1955 р. американський дослідник С. Міллер, пропускаючи електричні заряди через суміш газів і парів, отримав прості жирні кислоти, сечовину, оцтову і мурашину кислоти і кілька амінокислот. Таким чином в середині XX століття був експериментально здійснено абіогенний синтез белковоподобних та інших органічних речовин в умовах, що відтворюють умови первісної Землі.

Гіпотеза Опаріна про виникнення життя на Землі спирається на уявлення про поступовий ускладненні хімічної структури та морфологічного виду попередників життя (пробіонтов) на шляху до живим організмам. На стику моря, суші і повітря створювалися сприятливі умови для утворення складних органічних сполук. У концентрованих розчинах білків, нуклеїнових кислот можуть утворюватися згустки подібно акварастворам желатину. А. І. Опарін назвав ці згустки коацерватнимі краплями або коацерватами.

Коацервати - це відособлені в розчині органічні багатомолекулярних структури. Це ще не живі істоти. Їх виникнення розглядають як стадію розвитку преджізні.

Більш принциповим етапом походження життя було виникнення механізму відтворення собі подібних і успадкування параметрів минулих поколінь. Це стало можливим завдяки утворенню складних комплексів нуклеїнових кислот і білків. Нуклеїнові кислоти, здатні до самовідтворення, стали контролювати синтез білків, визначаючи в них порядок амінокислот, а білки-ферменти здійснювали процес створення новітніх копій нуклеїнових кислот. Так з'явилося основне властивість, характерна для життя - здатність до відтворення подібних собі молекул.

Сильна сторона абіогенетіческой гіпотези - її еволюційний характер (життя - закономірний етап еволюції матерії), можливість експериментальної перевірки головних положень гіпотези (на коацерватних краплях можна зімітувати доклеточний фази зародження життя). Слабка сторона гіпотези Опаріна допускала відтворення протожівих структур у відсутності молекулярних структур генетичного коду. Гіпотеза Опаріна пред'являє особливі вимоги до експериментального відтворення коацерватних структур: «первинний бульйон» з хімічно складною структурою, елементи біогенного походження (ферменти і коферменти).

Абіогенний гіпотеза зустріла рішучу відсіч вчених - прихильників ідеї вічності і безначальности біологічного життя. Російський вчений біохімік С.П. Костичев в брошурі «Про появу життя на Землі» зауважує, що прості організми складніше всіх фабрик і заводів, і випадкове виникнення життя малоймовірно, життя ніколи «не створюється з мертвої матерії» [7. С. 132].

У відношенні самозародження організмів потрібно відзначити, що Французька Академія наук ще в 1859 р. призначила спеціальну премію за спробу висвітлити по-новому питання про самовільне зародження життя. Цю премію в 1862 р. отримав відомий французький учений, засновник сучасної мікробіології Л. Пастер. Своїми дослідами він довів неможливість самозародження мікроорганізмів.

Слід зазначити, що в даний час життя на Землі не може з'явитися абіогенним методом. Ще Дарвін в 1871 р. писав: "Але якщо б зараз в будь-якому теплом водоймі, що містить всі потрібні солі амонію і фосфору та доступному дії світла, тепла, електроенергії тощо, хімічно утворився білок, здатний до подальших все більше складним перетворень, то це речовина негайно було б зруйновано і поглинено, що було нереально в період виникнення живих істот ".

З гіпотезою А. І. Опаріна в даний час важко погодитися. Наявність аналогів обміну речовин і «природного відбору» у коацерватів ще не є доказ того, що вони могли призвести до утворення перших примітивних організмів. А як стався якісний стрибок від неживого до живого гіпотеза Опаріна не пояснює.

Теорія панспермії. Ідея панспермії була висунута в 1907 році С. Арреніус і підтримувалася такими великими вченими, як Е. Хойл, Ч. Вікрамсінх, У. Крик, С. Ортелія, К. Саган. У 1865 р. німецький лікар Г. Ріхтер висунув гіпотезу Космозоо (космічних зачатків), в узгодженні з якою життя є вічною і зачатки, які населяють світовий простір, можуть переноситися з однієї планети на іншу. Подібну гіпотезу в 1907 р. висунув шведський природодослідник С. Арреніус, припустивши, що у Всесвіті постійно є зародки життя. Він описував, як з населених іншими істотами планет йдуть у світовий простір частинки речовини, порошинки і живі спори мікроорганізмів. Вони зберігають свою життєздатність, літаючи у просторі Всесвіту за рахунок світлового тиску. Потрапляючи на планету з відповідними умовами для життя, вони починають нове життя на цій планеті. Цю гіпотезу підтримували багато хто, в т.ч. російські вчені С. П. Костичев, Л.С. Берг.

Дана гіпотеза не передбачає ніякого механізму для пояснення первинного виникнення життя і переносить дилему в інше місце Всесвіту. Лібіх вважав, що «атмосфери небесних тіл, а також обертових космічних туманностей можна вважати як віковічні сховища жвавій форми, як вічні плантації органічних зародків», звідки життя розсіюється у вигляді цих ембріонів у Всесвіті. Схожим чином мислили німецькі вчені Кельвін, Гермгольц.

Для обгрунтування панспермії традиційно вживають наскальні малюнки із зображенням предметів, схожих на ракети або космонавтів, або появи НЛО. Польоти космічних апаратів зруйнували віру в існування розумного життя на планетах сонячної системи, яка виникла після відкриття Скіпареллі каналів на Марсі в 1877 р. [7. С. 135]

Ловелл нарахував на Марсі 700 каналів. Мережа каналів обхоплювала всі материки. У 1924 р. канали були сфотографовані, і велика частина вчених побачили в них підтвердження існування розумного життя. Фотознімки 500 каналів зафіксували і сезонні зміни кольору, які підтвердили ідеї російського астронома Г.А. Тихова про рослинність на Марсі, оскільки озера і канали мали зеленуватий колір. Цінна інформація про фізичні умови на Марсі була отримана російським космічним апаратом «Марс» і американськими посадочними станціями «Вікінг-1» і «Вікінг-2». Так, полярні шапки, які відчувають сезонні конфігурації, виявилися складаються з аквапара з домішкою мінерального пилу і з жорсткої двоокису вуглецю (сухого льоду). Але поки слідів життя на Марсі не знайдено. Дослідження поверхні з борту штучних супутників дозволило припустити, що канали і річки Марса могли з'явитися в результаті розтоплювання під поверхневого водяного льоду в зонах підвищеної активності якого внутрішнього тепла планети, або при періодичних конфігураціях клімату.

В кінці 60-х років знову виник інтерес до гіпотез панспермії. При дослідженні речовини метеоритів і комет були виявлені багато «попередники живого» - органічні сполуки, синильна кислота, вода, формальдегід, ціаногени. Формальдегід, зокрема, знайдений в 60% випадків в 22 досліджених областях, хмари з його концентрацією приблизно 1000 молекул в кубічному сантиметрі заповнюють великі простори. У 1975 р. попередники амінокислот знайдені в місячному грунті та метеоритах [2. С. 76].

Деякі вчені вважають, що життя виникло не на Землі, а була занесена на неї з космічного простору у вигляді спор мікроорганізмів розмірами 0,2-0,6 мкм. У складі планетарних і дифузних газопилових туманностей і глобул виявлені складні органічні сполуки. При проходженні Сонячної системи в спіральних рукавах на поверхню Землі може випадати до 1014 органічних молекул на м2.

На користь вищезгаданої гіпотези свідчать: універсальність генетичного коду всіх земних організмів і важливість ролі молібдену в живій клітині, більш рідкого на Землі, ніж хром і нікель, які могли б виконувати ті ж функції. Стійкі до ультрафіолетового опромінення та космічної радіації суперечки дійсно могли б подорожувати між зірок, але для того, щоб за мільярд років Земля отримала 1 спору, всі інші зірки Галактики повинні мати планети, що викидають в той же термін у космос за 1 т. суперечка.

В якості місця виникнення і розвитку життя передбачалися комети і кам'яні метеорити - вуглисті хондрити, що містять складні органічні речовини, у тому числі амінокислоти (у складі метеорита Мерчісон було виявлено 18 різновидів амінокислот), що не зустрічаються на Землі. Численні дані свідчать про достаток органічних сполук на поверхні Землі в епоху її формування [2. С. 79].

Бактерії здатні розмножуватися в екстремальних умовах температур від - 25њ С до 300њ С при тиску до 1,3 × 10 8 Па. Вони зберігають життєздатність у вигляді спор при температурах від - 240њ С до 600њ С і тиску від 10-4-10-6 Па до 2 × 10 9 Па, опромінення ультрафіолетовим випромінюванням інтенсивністю до 5 × 10 4 ерг/мм2 і жорсткої радіації потужністю до 104 Гр. Колонії бактерій (E. coli) на борту АМС "Сервейер" змогли вижити в протягом 1 року на поверхні Місяця, і понад 5 років знаходилися на відкритій панелі ШСЗ. У викопних льодах Арктики й Антарктиди виявлені спори мікроорганізмів (до 107 клітин на грам), які перебувають у стані анабіозу від 20-40 тисяч років до 8 мільйонів років! Деякі вчені вважають, що у багатьох виявлених популяцій мікроорганізмів в умовах вічної мерзлоти метаболізм вкрай сповільнюється, але не зупиняється. Така життєздатність зумовлена ​​нерозривністю зв'язку популяцій організмів із середовищем проживання.

Окремі групи земних мікроорганізмів, примітивних грибів, дріжджів і водоростей можуть не тільки вижити, але і розмножуватися в умовах, що існують у кріосфері і на поверхні Марса чи в океанах Європи. І все ж, незважаючи на космічну поширеність органічних речовин, гіпотеза панспермії до цих пір не отримала матеріального підтвердження, хоча масова друк неодноразово у формі сенсацій повідомляла про виявлення в метеоритах скам'янілостей мікроорганізмів. Головним недоліком цієї гіпотези є те, що перенесення місця виникнення земного життя з поверхні Землі в глибини Всесвіту не вирішує питання про походження життя з неживої матерії.

Концепція стаціонарного стану життя. На думку В.І. Вернадського, необхідно говорити про споконвічності життя і проявів її організмів, як ми говоримо про споконвічності матеріального субстрату небесних тіл, їх теплових, електричних, магнітних параметрів і їх проявів. Далекий від наукових пошуків питання про початок життя, як і питання про початок матерії, теплоти, електроенергії, магнетизму, руху. Все живе вийшло від живого (принцип Реді). Примітивні одноклітинні організми могли з'явитися лише в біосфері Землі, а ширше, в біосфері Всесвіту. На думку Вернадського, природничі науки побудовані на припущенні, що життя з її особливими властивостями не грає ніякої ролі в житті Всесвіту. Але біосферу необхідно брати як ціле, як єдиний живий космічний організм (тоді і відпадає питання про початок живого, про стрибок від неживого до живого) [8. С. 12].

Гіпотеза «голобіоза» стосується прообразу доклеточний предка і його здібностей. Є різні форми доклеточний предка - «біоід», «біомонада», «мікросфера». Згідно біохіміку П. Деккера, структурну базу «біоіда» складають «життєподібного» нерівноважні дисипативні (від лат. «Dissipate») структури, тобто відкриті мікросистеми з ферментативним апаратом, що каталізує метаболізм біоіда. Ця гіпотеза трактує активність доклеточний предка в обмінно-метаболічному дусі. У рамках гіпотези «голобіоза» конструювали біохіміки С. Фокс і К. Дозі свої біополімери, здатні до метаболізму - комплексному білкового синтезу. Основний недолік даної гіпотези - відсутність генетичної системи при такому синтезі. Звідси - слід віддати перевагу «молекулярному прародичу» будь-якого живого, а не первинної протоклеточной структурі.

Гіпотеза «генобіоза». Американський вчений Холдейн вважав, що первинної була не структура, здатна до обміну речовин з навколишнім середовищем, а макромолекулярная система, подібна гену і здатна до репродукції, а тому і названим їм «голим геном». Загальне визнання гіпотеза «генобіоза» отримала після відкриття РНК і ДНК і їх феноменальних параметрів. На початку 80-х рр.. 20 століття була встановлена ​​здатність РНК до саморепродуцірованію у відсутності білкових ферментів. Другий момент - відкриття у РНК автокаталітіческіх функцій. Об'єднання двох функцій - каталітичної та інформаційно-генетичної - призвело до того, що макромолекулярная система стала здатною до саморепродукції. Тобто стара РНК кооперуючи в собі риси фенотипу і генотипу, могла бути піддана як генетичним перетворенням, так і природного відбору, тобто вона еволюціонувала.

Отже, РНК зіграла першорядну роль у зародженні життя. Але ми ж знаємо, що сучасний геном біосфери становить ДНК, а не РНК. Але як це пояснити? Ревертаза і матричний синтез з ДНК на РНК з'явилися компонентами одного для всього живого доклеточний предка. Але еволюція останнього йшла в бік сучасної ДНК і втрати ним самостійних каталітичних функцій. Таким чином, РНК є тією первинною інформаційної молекулою, яка стояла біля витоків життя.

Можна припустити, що обидві нуклеїнові кислоти походять від однієї більш примітивної молекули. Ускладнюючи і спеціалізуючись в процесі еволюції, ця «прануклеіновая» кислота перетворилася на функціонально різні типи молекул ДНК і РНК. Можливо, що цієї первинної нуклеїнової кислотою могла бути молекула, близька до більш простої РНК. Подібно РНК вірусу тютюнової мозаїки вона володіла здатністю до передачі спадкової інформації і до синтезу білка. Можливо також, що віруси містять тільки одну РНК (філогенетично більш раннє освіта), слід розглядати як сучасні модифікації древньої, примітивної форми життя [8. С. 15].

Все це може пролити певне світло на шляху виникнення і розвитку живих істот від більш простих форм управління і примітивної форми життя до більш складних форм. Якщо небілкова («нежива») молекула РНК у відповідній середовищі утворює живі системи, то не на цьому чи шляху можна виявити місток між неживою і живою природою. Вирішальне слів у цьому питанні належить різним майбутнім біохімічним і генетичним дослідженням.

Таким чином, основні гіпотези про походження життя на Землі можна розділити на 3 групи:

1) релігійна гіпотеза про "божественне" походження життя;

2) "панспермия" - життя виникло в космосі і потім була занесена на Землю;

3) життя виникло на Землі в результаті природних процесів.

Розглянемо більш детально закономірності та хімічні особливості походження життя на землі.

Виникнення і розвиток життя і розуму на Землі підготовлено всім ходом еволюції неживої матерії Метагалактики. Закономірність і неминучість виникнення і розвитку життя і розуму обумовлена ​​одним з найважливіших властивостей Метагалактика - "антропним принципом". Існування і розвиток об'єктів Метагалактики обумовлено внутрішніми динамічними процесами. Усі виникаючі об'єкти, від космічних пилинок і туманностей, бактерій і людей, зірок, галактик і, мабуть, всієї Метагалактики в цілому, є відкритими нерівновагими системами, що обмінюються з навколишнім середовищем речовиною та енергією. У ході еволюції виникає здатність до відтворення подібних об'єктів та засвоєнню ними набутих ознак і властивостей. Зі збільшенням складності структур впорядкованих систем зростає їх здатність до накопичення, запам'ятовування і зберігання інформації. Інформаційна еволюція прискорює темпи самоорганізації матерії і йде в напрямку зменшення можливих наборів елементів, що визначають структуру і функціонування складних систем. Набори з найменшим числом елементів легше відновлюються, передаються і тиражуються. Для атомів число можливих комбінацій протонів і нейтронів в атомних ядрах дорівнює числу ізотопів (понад 1500). Для молекул можливе число наборів атомів дорівнює кількості елементів таблиці Менделєєва (близько 100). Для полімерів в розчинах - числу 5 просторових конфігурацій. Для живих організмів - кількості нуклеотидів в ДНК і РНК (4). Зі збільшенням складності структур зростає залежність їх існування та розвитку від фізичних і хімічних властивостей середовища і незмінності зовнішніх умов.

Наприклад, температурні межі існування об'єктів:

- Атомів - від 0,5-1 До до 105 К (температура іонізації);

- Молекул - від 2-3 До до 104 К (температура дисоціації);

- Твердотільних кластерів (об'єктів, що містять мінімальну кількість атомів для прояву всіх макроскопічних властивостей даної речовини) - від 10-15К до 5 × 10 3К;

- Мікроорганізмів - від 100 К до 700 К;

- Людини - від 308 К до 312 К [7. С. 142].

Вищесказане визначає умови, необхідні і достатні для прояву і розвитку життя, можливий час її виникнення в Метагалактиці і на Землі, основні темпи і напрямки еволюції живих організмів. У ранню епоху існування Метагалактика аж до утворення галактик, життя не могла існувати через абсолютно невідповідних зовнішніх умов. Не могла вона виникнути поблизу зірок I покоління, які, швидше за все, не мають планетних систем із-за 10-40-кратного дефіциту важких хімічних елементів.

Для утворення космічних тіл з сучасним хімічним складом і співвідношенням ізотопів важких елементів їх синтез повинен був відбутися за 4-6 мільярдів років до утворення Сонячної системи, тобто не пізніше 9-11 мільярдів років тому. Освіта важких елементів було особливо інтенсивним у період формування основних галактичних структур; в нашому районі Галактики період інтенсивного зореутворення закінчився до моменту утворення Сонячної системи.

Хімічні умови виникнення і розвитку життя визначаються складом її молекулярних основ. Нуклеїнові кислоти ДНК і РНК побудовані з нуклеотидів, які перебували у свою чергу з цукру, азотистих основ і фосфату; білки складаються з амінокислот. Всі хімічне різноманітність життя на Землі вичерпується 28 речовинами: 20 видів амінокислот, 5 основ, 2 вуглеводів і 1 фосфату, елементарний хімічний склад яких складається з водню (37,5%), вуглецю (29,8%), кисню (18,3 %), азоту (11,3%), фосфору (3,1%). Водень - найпоширеніший хімічний елемент, вуглець, кисень і азот - найпоширеніші з важких хімічних елементів, здатні утворювати величезну кількість складних і відносно стабільних молекул (завдяки наявності хімічно інертних сполук вуглецю). Кисень - активний окислювач, його з'єднання з воднем Н2О, вода - широко поширений універсальний біологічний хімічний розчинник, що залишається в рідкому стані в широкому діапазоні температур, що володіє високою діелектричною проникністю і теплоємністю.

Хімічні умови існування життя накладають ряд додаткових вимог до фізичних характеристик об'єктів, на яких вони могли б реалізуватися [7. С. 135].

Хімічний склад об'єкта повинен допускати наявність гідросфери та атмосфери прийнятного складу, що складається з газів, що сприяють виникненню і розвитку живих організмів і підтримують необхідний енергетичний режим (температури та енергетичної освітленості) без різких коливань вищезазначених умов і тиску. Наприклад, вуглекислий газ в атмосфері Землі не тільки основна сировина для фотосинтезу, але і найважливіший інструмент для підтримки температури атмосфери з оптимальною концентрацією 0,03-0,04%. Маса об'єкта повинна забезпечувати силу тяжіння, достатню для утримання постійної атмосфери достатньої щільності у поверхні космічного тіла без переходу атмосферних газів в інші агрегатні стани.

Орбіта космічного тіла повинна лежати в межах "зони життя" даної планетної системи, що забезпечує достатню енергетичну освітленість поверхні в прийнятному діапазоні довжин хвиль і мати малий ексцентриситет щоб уникнути різких коливань зовнішніх умов на поверхні тіла. Об'єкт повинен обертатися навколо своєї осі зі швидкістю, достатньою для встановлення атмосферної і гідросферних циркуляції і деякого усереднення фізичних умов на поверхні.

Всім перерахованим вище умовам відповідають планетні тіла (планетоїди і планети земної групи) масою від 0,1 до 10 М Å, що входять до складу планетних систем одиночних, медленновращающіхся, що володіють постійністю світності зірок головної послідовності II і наступних поколінь спектральних класів F5-К5. Число планетних тіл Галактики зі сприятливими умовами для існування життя визначається формулою:

,

де N * - загальне число зірок Галактики (близько 2 × 10 9);

fn - частка зірок, що мають планетні системи (всі одиночні медленновращающіеся зірки, від 20 до60% зірок);

ne - частка зірок, поблизу яких можуть бути сприятливі для життя умови (для зірок класів F5-К5 близько 0,01-0,02).

Якщо в кожній з вищевказаних планетних систем "заселений" лише одна планета, то в даний час в Галактиці може бути від 40 до 240 мільйонів планет, на яких існує життя. Навіть якщо з яких-небудь причин ймовірність виникнення життя на сотні й тисячі разів менше, в Галактиці зараз повинні бути сотні тисяч і мільйони населених планетних тіл. Для Галактики це дуже маленька величина. Так, на відстані до 5 парсек (16,3 св. Року) від Сонця налічується 53 зірки, з яких лише 3 - e Ерідана, t Кіта і e Індіанця - задовольняють вищезазначеним умовам, проте у e Ерідана планетна система перебуває в стадії формування.

В даний час у наукових лабораторіях детально досліджені і відтворені перші етапи еволюції від "неживий" до "живої" матерії:

1. Еволюція малих молекул (CH4, H2O, NH3, CO і т.д.).

2. Освіта полімерів.

3. Виникнення каталітичних функцій.

Ведуться дослідження наступного етапу еволюції - самозбірки молекул-гіперциклу, виникнення біологічних мономерів (амінокислот, азотистих основ і т.д.) і біополімерів, накопичені певні відомості з наступного етапу - виникненню мембран і доклеточний організації. На жаль, дуже далекі від остаточного розуміння два найважливіших останніх етапи перетворення "неживого" на "живе" - виникнення механізму спадковості і виникнення клітини. Основою життя в Метагалактиці можуть бути:

1) Широко поширені хімічні елементи IV-VI груп таблиці Менделєєва (вуглець, кремній, кисень, фтор, азот, фосфор, сірка тощо), здатні утворювати складні молекулярні ланцюжки, що виконують функції органічних молекул.

2) Хімічні сполуки (вода H2O, аміак NH3, суміш води з аміаком, сірководень H2S, синильна кислота HCN, фтористий водень HF і т.д.), що володіють властивістю бути одночасно кислотою і підставою: вони здатні стати біологічними розчинниками. Водневий зв'язок визначає структуру білків, нуклеїнових кислот та інших органічних сполук та їх можливих аналогів [8. С. 36].

"Аміачна" життя є другою за ймовірністю поширеністю після земної, заснованої на з'єднаннях вуглецю і воді. Аміак має досить високі теплотою плавлення, пароутворення і теплоємністю, залишається рідким в діапазоні температур від -77,7 њ С до -33,4 њ С при нормальному тиску, при зростанні тиску температура кипіння збільшується (до +132,4 њ С при р = 112 атм .). Океани і моря з рідкого аміаку (або суміші аміаку з водою і гідроксиламіном NH2OH) будуть так само ефективно пом'якшувати коливання температури, як гідросфера Землі. Аміак володіє деякими біологічними перевагами перед водою (більшою плинністю, здатністю розчиняти органічні сполуки і т.д.). "Аміачна" життя може процвітати на відносно холодних планетах земної групи і плаентоідах з щільними атмосферами.

У щільних атмосферах планет-гігантів в умовах низьких температур (від - 100њ С до - 50њ С) може виникнути сірководнева життя. Життя може з'явитися і на поверхні планетних тіл з щільними атмосферами з суміші газів CS2, COS, CH4, N2, Ar, і гідросфера з сірчистого ангідриду SO2 (Тзамерзанія = - 75,5 њ С, Ткіпенія = - 10,2 њ С при р = 1 атм).

Кремній може успішно замінити вуглець і бути цепочкообразующім елементом органічних систем, молекули яких засновані на зв'язках Si-O-Si або Si-N-Si. "Кремнієва" життя може зустрітися на планетах, що володіють дуже щільними гарячими (Т ³ 300 њ С) атмосферами, що обертаються на невеликій відстані навколо масивних гарячих зірок.

Фтор - досить рідкісний хімічний елемент, але життя його основі могла б існувати на планетах земної групи з атмосферами, що містять вільний F2 як аналог кисню, і океанами з фтористого водню HF (Тзамерзанія = - 83,1 њ С, Ткіпенія = + 19,5 њ З при р = 1 атм), що обертаються на великій відстані навколо високотемпературних зірок з максимумом енергетичної світимості в УФ-діапазоні.

У наступній частині роботи розглянемо основні закони біологічної еволюції.

2. Основні закони біологічної еволюції

Творцем першої справді наукової теорії еволюції став великий англійський вчений Чарльз Роберт Дарвін (1809-1882). Головною працею Ч. Дарвіна є книга "Походження видів шляхом природного відбору або збереження обраних порід в боротьбі за життя" (1859), істотним доповненням до якої служать його книги "Зміна домашніх тварин і культурних рослин" (1869) і "Походження людини і статевий відбір "(1871).

Еволюційне вчення Дарвіна складається з трьох розділів, а саме: сукупність доказів на користь того, що історичний розвиток організмів дійсно має місце; положення про рушійні сили еволюції; уявлення про шляхи еволюційних перетворень. Рушійними силами еволюції Ч. Дарвін назвав спадковість, мінливість і природний добір. Він вважав, що спадковість і мінливість дозволяють фіксувати зміни і трансформувати їх в поколіннях.

Мінливість викликає різноманітність, а спадковість передає ці зміни потомству. Отже, для всіх живих істот у результаті змін і схрещувань характерна спадкова гетерогенність.

Оскільки всі організми дуже схильні до інтенсивного розмноження, то в межах кожного виду проводиться потомства більше, ніж виживає. Зайве потомство гине в результаті боротьби за існування, форми якої дуже різноманітні [6. С. 115].

За Ч. Дарвіном боротьба за існування відбувається як між видами, так і всередині видів, причому внутрішньовидова боротьба є більш запеклою в порівнянні з міжвидової, бо особини мешкають в одній місцевості, потребують однакової їжі, піддаються однаковим небезпекам і т.д. У результаті боротьби за існування виживають найбільш пристосовані, тобто ті організми, які мають будь-якого ознакою, що забезпечує пристосування.

Отже, неминучим наслідком боротьби за існування є природний добір. "Збереження сприятливих індивідуальних розходжень і змін і знищення шкідливих я назвав природним добором або переживанням найбільш пристосованих (Ч. Дарвін). Ч. Дарвін вважав, що природний відбір є головним механізмом еволюції.

Заслуги Ч. Дарвіна перед природознавством мають неминуще значення. Він всебічно обгрунтував історичний метод у застосуванні до природи, створив теорію еволюції і вигнав з науки креаціонізм.

Вчення Дарвіна стосувалося еволюції великих груп організмів, включаючи всі таксони, у великі відрізки часу, вимірювані геологічними масштабами і на великих територіях. Отже, класичний дарвінізм є вченням про макроеволюції.

Однак воно виявилося недостатньо розробленим в генетичному плані. Дарвін мав на увазі еволюцію особин, але ж особини живуть, як зараз відомо, в популяціях. Тому через 8 років після виходу "Походження видів" англієць Ф. Дженкін поставив таке питання: "Якщо відбір залишає в живих ті особини, які лише незначно відрізняються від інших, то вже при наступному схрещуванні настає" поглинання "нових ознак, тому що партнер зі схрещування, найімовірніше, не має цього нового властивості - відбудеться розчинення при-J знаків у потомстві ".

Дарвін називав це питання кошмаром Дженкина, тому що ніколи не міг дати зрозумілу відповідь. Дарвінізму тривалий час не вистачало генетичної основи, але генетика дуже швидко сама підійшла до еволюції. Використовуючи методологію класичного генетичного аналізу, генетики стали аналізувати роль окремих чинників еволюції шляхом виокремлення елементарних одиниць і що протікають у них процесів [6. С. 118].

Перший крок на шляху об'єднання дарвінізму і генетики полягав у законі Дж. Харді-В.Вайнберга, які в 1908 р. показали, що в популяції при вільному схрещуванні, відсутності мутацій даного гена і відсутності відбору за цією ознакою співвідношення генотипів АА, Аа і аа залишається постійним. Це дозволило їм сформулювати закон, зміст якого зводиться до того, що частоти генів в нескінченно великий панміксіческой популяції без тиску будь-яких зовнішніх факторів стабілізуються вже після однієї зміни поколінь. Однак таких популяцій, як відомо, в природі не існує. Тому значення закону полягає в тому, що накопичені спадкові зміни в генофонді популяцій безслідно не зникають, тобто частоти генів постійні.

Виходячи із закону Харді-Вайнберга та враховуючи вплив відбору і виникнення нових мутацій, в 1926 р. С.С. Четвериков (1880-1959) показав, що в результаті спонтанного мутаційного процесу у всіх популяціях створюється генетична гетерогенність. Іншими словами, в популяціях завжди є мутації, в більшості випадків у малих кількостях. Він показав також, що популяція насичена мутаціями, як губка, і що мутації служать основою (матеріалом) еволюційного процесу, що йде під дією природного відбору.

Пізніше Н.П. Дубінін і Д.М. Ромашов (1932) показали, що коли популяції малі, в них відбуваються явища, що отримали назву генетико-автоматичних процесів (за М. П. Дубініну, 1931) або дрейфу генів (за С. Райта, 1932). У результаті генетико-автоматичних процесів змінюються частоти зустрічальності генів, усуваються гетерозиготи і з'являються гомозиготи. Ізольована популяція стає домінантною гомозиготною або рецесивною гомозиготною. Якщо дрейфує мутантний ген летальний, це веде до вимирання організмів [6. С. 122].

Таким чином, структура популяції залежить не тільки від появи нових мутацій, але і від простої зміни частоти зустрічальності даного гена. Ці та інші генетичні дослідження пов'язали еволюційну теорію з генетикою.

Сучасна концепція виникнення життя на Землі є результатом широкого синтезу природничих наук, багатьох теорій і гіпотез, висунутих дослідниками різних спеціальностей.

Величезний інтерес представляє рішення проблем:

- Чому всі білкові сполуки в складі живої речовини мають ліву симетрію?

- Одноразово або багато разів виникала життя на Землі, чи було її виникнення глобальних або локальним явищем?

- Чому життя на Землі не виникає з неживого в даний час?

- Чому у всіх живих істот на Землі білки будуються тільки з 20 амінокислот з більш ніж 100 відомих науці?

- Чи може виникнути життя в інших умовах, на принципово іншої хімічної основі?

Таким чином Еволюція живих організмів від найпростіших форм до розумних істот займає, мабуть, кілька мільярдів років - на Землі 3,5 мільярда років. Рушійною силою еволюції є мутації і природний відбір - процеси, що носять статистичний характер і зумовлені плавними повільними змінами умов існування організмів (складом, щільністю і температурою атмосфери та гідросфери, кліматом, рельєфом, магнітним полем планети, спектральним складом і рівнем освітленості поверхні і т. д .), причинами яких є незначні зміни у дії космічних факторів у поєднанні з дрібними, періодичними і безладними коливаннями ряду основних характеристик зовнішнього середовища, в основі яких, як правило, також лежить дію космічних процесів і об'єктів [1. С. 155].

3. Мікро і макроеволюція

Еволюція біомаси на Землі малюється наступним чином. Розділимо існуючі організми на групи:

1) водорості,

2) морські тварини,

3) наземні рослини,

4) наземні тварини.

Водорості з'явилися в катархее, і протягом архею та протерозою їх біомаса наростала до величини порядку сьогоднішньої, тобто до 1 млрд. т. Морські тварини з'явилися в середньому протерозої, їх біомаса дуже повільно росла до венда, а протягом кембрію, ймовірно, швидко зросла до величини порядку сьогоднішньої, тобто до 20-30 млрд. т. Наземні рослини з'явилися, можливо, ще в ордовику або навіть в кембрії, проте їх біомаса стала відчутною лише в силурі, а за девон і карбон швидко зросла до колосальних розмірів, порядку декількох трильйонів тонн; в пермі вона , можливо, навіть дещо зменшилася і наблизилася до сучасного рівня. Нарешті, наземні тварини з'явилися тільки в девоні, їх біомаса досягла сучасної величини, ймовірно, ще в палеозої.

Що ж до змін з часом різноманітності форм організмів, то тут є досить надійні фактичні дані. Вони показують, що в різноманітності форм монотонного наростання з часом не було, тому що при появі нових форм деякі зі старих відмирали. Так, в кембрії з'явилося 28 класів тварин, в ордовику ще 14 (але частина класів вже відмерла), в силурі ще 3 (але 2 відмерли). Початок верхнього палеозою ознаменувався новим спалахом формоутворення - у девоні з'явилося 9 нових класів (і їх число досягло фанерозойського максимуму), а карбоні ще 5 (але 8 відмерло), в пермі нових класів не з'явилося (але 4 відмерли). До тріасу 3 класу відмерли, але 1 з'явився (і число класів досягло фанерозойського мінімуму, якщо не вважати кембрію), в юрі і крейді був невеликий приріст. У кайнозої змін не відбулося. Аналогічні дані і по класах рослин; тут також поділяються нижній палеозой, верхній палеозой, мезозой і кайнозой, лише відмирання класів майже не відбувалося [7. С. 197].

Життя на Землі зародилося, коли на дні дрібних теплих морів катархея, багатих складними органічними речовинами до амінокислот включно, почали утворюватися подвійні цукрово-фосфатні спіральні нитки високополімерних нуклеїнових кислот з закріпленими на них послідовностями підстав (службовцями «кодами» для синтезу білків), здатні при деяких умовах розгортатися в одинарні спіралі і синтезувати на кожній з них відсутню другу спіраль, тобто породжувати пару собі подібних (передавати їм інформацію про процедури синтезу білків, закодованих послідовностями підстав). Такі полімери, які синтезували білки, які забезпечують їм досить тривалий самозбереження, мабуть, вже можна вважати первинними організмами.

Ці первинні мікроорганізми, можливо, харчувалися що була органікою небіологічного походження, здійснюючи, наприклад, бескислородное розклад білків та амінокислот - гниття або вуглеців - бродіння (анологично харчуються сучасні сапрофіти, поглинаючи через свої стінки клітин органіку біологічного походження: наприклад, дріжджі при відсутності кисню зброджують глюкозу до спирту і вуглекислоти). Розвиток цих організмів, ймовірно, виключило умови для подальшого самозародження життя, і з тих пір все живе з'являється вже тільки від живого. У результаті еволюції мікроорганізмів (змушує брак підходила для їжі органіки) у них з'явилася здатність синтезувати необхідні для самозбереження органічні молекули з неорганічних. Найбільш ефективним способом виявився фотосинтез - продукування органічної речовини з вуглекислоти і води під дією сонячного світла (енергія світла, що поглинається пігментами, перш за все зеленим хлорофілом, витрачається на розщеплення молекул води, кисень виділяється в атмосферу, а водень разом з вуглекислотою йде на освіту первинного органічного продукту - фосфогліцеринової кислоти).

Першими фотосинтезуючими рослинами були, мабуть, мікроскопічні синьо-зелених водоростей ціанофіти, у яких хлорофіл розсіяний у вигляді дрібних зерен за плазмі клітин (у більш розвинених рослин він зосереджений у спеціальних тільцях - хлоропластах), і є ще синій пігмент фікоціанін. Ці водорості схожі на бактерій тим, що в їхніх клітинах важко розрізнити ядра, і розмножуються вони тільки розподілом.

Найбільш древні залишки життєдіяльності організмів, знайдені в Трансваалі в породах серії Свазіленд віком 3.1-3.4 млрд. років, були ретельно вивчені Е. Баргхорном і Дж. Шопф. Вони являють собою мікроскопічні ізольовані палички довжиною 0.45-0.7 мк. і діаметром 0.18-0.32 мк., що мають двошарові оболонки товщиною 0.045 мк.; там же виявлено нітеподобние освіти, а також мікроскопічні кулясті, дисковидні і багатокутні оболонки одноклітинних водоростей акрітархі. Майже настільки ж древніми (більше 2.9 млрд. років) є звапніння продукти життєдіяльності ціанофітов і бактерій - прикріплені до дна стовпчасті строматоліти і непрікрепленний округлі онколіти, знайдені у вапняних прошарку зеленокам'яних порід системи Булавайо у Південній Родезії і описані А. Мак-Грегором ще в 1940 р. [7. С. 204]

Один з найбільш древніх слідів тварин, знайдений А.М. Лейтес у среднепротерозойскіх шарах Удоканський серії Забайкалля. Він являє собою приурочені до строматолітових породам тонкостінні трубочки довжиною до 2.5 см, діаметром до 4 мм, що мають чотиригранний перетин з округленими кутами і залишилися, мабуть, від черв'яків. Мабуть, до початку рифею кисню було вже достатньо для розвитку примітивних тварин. У породах середнього і верхнього рифею знайдені сліди риючих тварин і трубочки черв'яків. У породах венда виявлено вже численні відбитки різноманітних бесскелетних тварин, а початок кембрію маркується масовою появою скелетообразующіх організмів.

Палеонтологічні дані дозволили відтворити грандіозну і струнку картину еволюції форм життя в фанерозої, що не залишає ніяких сумнівів у природності цього процесу. Простежимо фанерозойських еволюцію ряду найважливіших типів організмів.

Почнемо з рослин, які здійснюють фотосинтез первинного органічної речовини і тому є першоосновою всього життя. Водорості з'явилися ще на початку архею (або, може бути, навіть у катархее) і з тих пір благополучно існують до цього часу переважно у вигляді одноклітинних форм. Частка водоростей в загальній масі живих організмів на Землі в наш час становить менше однієї тисячної (близько 1.7 млрд. т із загальної суми в 2-3 трильйони т), але зате вони надзвичайно швидко розмножуються - їх клітини діляться кожні 1-2 доби, і в результаті їх продукція, близько 550 млрд. т на рік, становить основну частку продукції біомаси на Землі в цілому.

Перші наземні рослини з'явилися, ймовірно, в ордовику або навіть в кембрії, але достовірні їхні сліди знайдені лише в силурі. Це були найпримітивніші з вищих рослин типу судинних - псилофіти, дрібні рослини без коріння і листя, а також перші плауни. У девоні з'явилися представники двох інших підтипів судинних рослині - клінолістних (хвощів) і папоротеподібних (з останніх - поки лише найбільш примітивні рослини класу папороті а також загону насінних папоротей птерідосперм з класу голонасінних), причому великі деревовидні форми плаунів хвощів і папоротей утворили перші ліси нашої планети. У карбоні великі ділянки суші покрили величезні заболочені ліси з гігантських плаунів лепідодендронів і сигилляріямі, хвощів каламітів, деревовидних папоротей і птерідосперм, а також нових загонів вічнозелених голонасінних кордаітов, а до кінця періоду - перше хвойних рослині і гінкго. У пермі з'явилися бенеттіти, плауни прийшли в занепад; на територіях Гондвани панувала специфічна рослинність на чолі з голонасінних глоссоптерісамі.

Тріас і юра - це час розквіту голонасінних рослин загонів бенеттітов, хвойних, гінкго та цикадових (саговників); птерідосперми і кордаіти вимерли. У нижній половині крейди, а можливо навіть в юрі, з'явилися перші покритонасінні (квіткові) рослини, спочатку дводольні. У другій половині крейди з'явилися також однодольні квіткові рослини, а дводольні утворили вже лісу (кленові і дубові). Вони витіснили ряд загонів голонасінних - бенеттіти вимерли, цикадові і гінкго прийшли в занепад. Наступив потім кайнозой - ера розквіту квіткових рослин.

Розглянута еволюція форм рослин від водоростей до квіткових ттооісходіла по лінії зменшення ролі двостатевих гаплоїдних поколінні, в тілах яких (гаметофіту) клітини містять одинарні набори хромосом, і збільшень ролі безстатевих диплоїдних поколінь, в тілах яких клітини містять подвійні набори хромосом. Так, у багатоклітинній водорості улотрикс є тільки 1 диплоїдна клітина, решта - гаплоїдний. У покритонасінних, навпаки, вся рослина гаплоидном а гаметофіт складається лише з декількох клітин в тканинах квітки; еволюційна вигода цього полягає як у тому, що для розмноження квіткових не потрібно зовнішньої вологи, так і у меншій чутливості диплоїдних організмів до впливу рецесивних генів (таких, які діють лише при наявності їх в обох наборах хромосом в диплоїдної клітці). У наш час наземні рослини, переважно квіткові і хвойні, складають 98-99% від 2-3 трильйонів т біомаси на Землі, але ростуть вони повільно - їх річна продукція становить лише близько 50 млрд. т (вдесятеро менше продукції водоростей в океані), а середній вік (очевидно, вік дерев у лісах) - 40-60 років [7. С. 211].

Переходячи до еволюції тварин, відзначимо, що відомості палеонтології про час появи, розквіту і вимирання тих чи інших груп тварин разом з даними про ступінь складності їх влаштування, способи розмноження і особливості розвитку їх зародків дозволяють судити про походження цих груп. Сучасні уявлення про походження основних типів тварин (що базуються на принципі монофілії, тобто на припущенні про наявність єдиного кореня походження кожної групи організмів) показані на рис. 1. Згідно з цими уявленнями, одноклітинні найпростіші тварини породили як тупикову гілку губок, так і прогресивну гілку кишковопорожнинних, від якої пішло два головних стовбура - первичноротих і вторичноротих. На першому з цих стовбурів проміжним етапом були нижчі черв'яки, від яких пішли гілки немертин, плечоногих, мшанок, форонід, молюсків і через кільчастих хробаків, нарешті, членистоногі. Від іншого стовбура по черзі відділялися гілки щетінкочелюстних хробаків, голкошкірих, погонофор, кишководишних, покривників, Головохордові і, нарешті, хребетних.

Ряд типів тварин - принаймні найпростіші, кишковопорожнинні і деякі нижчі черв'яки - з'явився, хоча б у невеликих популяціях, ще в середньому протерозої. Число родин - одна з можливих кількісних характеристик різноманіття форм даного типу організмів, що свідчить про темпи його еволюції: у періоди швидкої еволюції різноманітність форм має зростати.

На жаль, ми не маємо можливості зупинитися на історії розвитку кожного з типів тварин - нагадаємо, що всього є 23 типу!

Тому про первичноротих ми скажемо лише те, що всі їх типи з'явилися, мабуть, ще в докембрії. Нам доведеться залишити осторонь такі цікаві і важливі питання, як, наприклад, пов'язана з еволюцією кишково-порожнинних історія коралових рифів або ж охоплює весь фанерозой історія «приматів моря» - головоногих молюсків (не раз породжували і масові форми, і таких гігантів, як наутилуси ордовика з 6-метровими прямими раковинами, крейдяні амоніти зі спіральними раковинами 3-метрового діаметру і сучасні гігантські «кракени» - глибоководні кальмари архітевтіси довжиною до 15-20 м.).

Рис. 1. Походження основних типів тварин.

З вторичноротих розглянемо лише історію хребетних. Перші їхні представники з'явилися в кембрії, це так звані панцирні риби - невеликі рибообразние донні тварини без щелеп і плавників, покриті панциром з кісткових пластинок на голові і товстих луски на тулубі; вони ще не були справжніми рибами - з сучасних хребетних тварин до них ближче всього безчерепних (ланцетник) і безщелепні - круглороті (міноги і міксин). В силурі з'явилися, а в девоні отримали широкий розвиток вже і справжні риби, як хрящові (спочатку панцирні, а потім і безпанцирні акули, благоденство з тих пір по теперішній час), так і кісткові, вже в середині девону поділилися на лопастеперих (Двоякодихаючих і кистеперих) і Променепері, спочатку ганоидних в тріасі, а з юри і костистих, мають абсолютне панування серед риб в даний час. Девон був часом перших спроб риб вибратися на сушу; Дводишні риби в цьому не досягли успіху, а від кистеперих пішли земноводні тварини (амфібії), які освоювали сушу одночасно з комахами.

Перші справжні наземні хребетні - це плазуни (рептилії), у яких розмноження і розвиток відбуваються на суші. Історія рептилій пермі і мезозою, цих двохсот мільйонів років панування чудовиськ на нашій планеті, є, ймовірно, самої драматичної главою історії життя на Землі до появи людини. Сучасне уявлення про плазунів, - як про холоднокровних тварин з лускатої шкірою, погано пристосованих до середовища з низькою або різко коливається температурою, можливо, не слід поширювати на динозаврів. Для з'ясування цього питання Роберт Беккер (1975 р.) використовував три ознаки, що відрізняють теплокровних тварин від холоднокровних:

1) наявність в кістках великої кількості кровоносних судин, а також каналів, в яких відбувається швидкий обмін фосфатом кальцію, необхідний для нормального функціонування м'язів і нервів;

2) мале відношення біомас хижаків і їхніх жертв (порядку 1-5% проти десятків відсотків у холоднокровних тварин);

3) здатність існувати в умовах холодного клімату [8. С. 92].

За всіма трьома ознаками встановлено, що якщо раннепермского хижі пелікозаври (наприклад, диметродона) ще були холоднокровними, то вже позднепермскіе терапсид і позднетріасовие текодонти були теплокровними (відносини хижак-жертва порядку 10-15%); у динозаврів ознаки теплокровности виражені навіть яскравіше, ніж у сучасних ссавців (відношення хижак-жертва всього 1-3%, так що знахідки кісток хижих динозаврів надзвичайно рідкісні). Динозаври, особливо жили у високих широтах, ймовірно, мали й волосяні покрови.

Таким чином, еволюція форм організмів відбувається, по-перше, внаслідок мутацій (викликаються фізико-хімічними впливами випадкових змін до нуклеінокіслотних носіях спадковості) і, по-друге, внаслідок відбору тих мутантів, які виявляються здатними до адаптації (тобто до пристосування ) до навколишнього їх живої та неживої природи. У більшості випадків здатними до адаптації виявляються мутанти з корисними ускладненнями організмів; корисні спрощення виникають набагато рідше, і життя в цілому еволюціонує від простого до складного. Іноді ж виникають особливо вдалі форми організмів, настільки добре пристосовані не тільки до середовища, що оточувала їх в період утворення, але і до широкого спектру її змін, що їм вдається проіснувати надзвичайно довго, до сотень мільйонів років включно. Інакше кажучи, висока міра адаптованості призводить до низької мірою еволюціонування (і навпаки) [8. С. 89].

Людське суспільство надає все посилюється вплив на розвиток життя на Землі, яке почалося у формі полювання, рибальства і винищення небезпечних для людини тварин і витіснення дикого життя з населених районів, а в наші дні йде по шляху створення і розведення культурних сортів рослин та порід тварин і може, врешті-решт, навести майже до стовідсоткового управління розвитком усіх форм життя.

Це може стосуватися і виду Homo sapiens, розвиток якого визначається не стільки біологічними, скільки соціальними чинниками - перш за все рівнем продуктивних сил суспільства і виробничими відносинами його членів (і такими надбудовами, як складається стихійно або формована свідомо суспільна мораль, яка, наприклад, в минулі століття внаслідок високої дитячої смертності заохочувала багатодітність; в останні ж десятиліття при зниженні дитячої смертності, але створюваних урбанізацією житлових обмеженнях це відношення змінюється).

Висновок

У сучасній теорії еволюції значне місце займають питання походження життя на Землі, бо в рамках теорії еволюції походження життя розглядають в якості початкового процесу утворення живих форм (необіогенеза) з неорганічних речовин, тобто у вигляді хімічної еволюції. У наш час абіогенез протиставлена ​​концепція поступового виникнення та розвитку живого матеріалу протягом тривалого періоду часу. Ця концепція отримала назву архебіоза або археогенеза. У відповідності з теорією Опаріна життя є результатом історичного однобічно спрямованого розвитку у вигляді поступового ускладнення органічних субодиниць і розвитку їх у складні системи, які мають властивості живого. Незважаючи на що залишається невизначеність у питанні про походження життя на Землі, не викликає сумніву факт у природності її походження як певного закономірного етапу розвитку матерії.

1. Виникнення життя на Землі підготовлено ходом еволюції неживої матерії у Всесвіті.

2. Існування життя на Землі визначається постійністю дії космічних факторів: потужністю і спектральним складом сонячного випромінювання, незмінністю основних характеристик орбіти Землі і її осьового обертання, наявністю магнітного поля й атмосфери планети.

3. Розвиток життя на Землі багато в чому обумовлено плавними незначними змінами космічних факторів; сильні зміни ведуть до катастрофічних наслідків: космічні промені і їх розгляд як мутагенних факторів.

4. На певному етапі свого розвитку життя стає фактором космічного масштабу, який впливає на фізико-хімічні характеристики основних оболонок планети (наприклад, склад і температуру атмосфери, гідросфери та верхніх шарів літосфери).

Список використаної літератури

  1. Барг О.А. Живе в єдиному світовому процесі. Вид-во Пермського університету 1993. - 227 с.

  2. Всесвіт, астрономія, філософія. М.: вид. МДУ 1988. - 192 с.

  3. Данилова В.С., Кожевников Н.І. Основні концепції сучасного природознавства: підручник, М.: Аспект-прес, 2000 - 256 с.

  4. Карпенків С.Х. Сучасне природознавство: навч., М.: Академічний проект 2003. - 560 с.

  5. Найда В.М. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник д / вузів, М.: Гардаріки 2002, - 476 с.

  6. Соколов Є.Ф. Концепції сучасного природознавства: Учеб. посібник д / вузів, М.: ВЛАДОС, 1999. - 232 с.

  7. . Шкловський І.С. Всесвіт, життя, розум - М.: Наука, 1997 р. - 320 с.

  8. Щербаков В.П. Еволюція як опір ентропії - М.: ЕКСМО, 2006 р. - 125 с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Курсова
125кб. | скачати


Схожі роботи:
Походження життя на Землі
Теорія походження життя на Землі 2
Концепції походження життя на Землі
Теорія походження життя на Землі
Походження та еволюція життя на Землі
Проблема сутності життя і її походження на землі
Походження та початковий розвиток життя на Землі
Філософські ідеї про походження життя на Землі
Наукові і релігійні концепції походження Всесвіту і життя на Землі
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru