Введення.
Проблема зародження життя на наше ї планеті є однією з найважливіших на сьогоднішній день для всього людства. Людина завжди хотів знати, звідки стався він і все живе його оточує. У найдавніших релігіях світу ми вже бачимо перші теорії про походження життя. Пізніше античні мислителі кілька більш переконливо давали відповідь на це питання, але все-таки життя, і все що з нею пов'язано було оточене ореолом святості, в ці справи могли втручатися хіба що боги. Середньовіччя також не принесло нічого нового, крім теорії самозародження. І через кілька століть, у вісімнадцятому столітті, почалися спроби розібратися в цих проблемах з наукової точки зору, закликавши на допомогу то, за допомогою чого Галілеєю спростував перевірений тисячоліттями, але помилкові, погляди Аристотеля, - науковий експеримент. Перші ж експерименти показали помилковість існувала на той час теорії самозародження, а й поставили нові питання. І завжди для доведення або спростування теорій і гіпотез застосовувався експеримент, як найнадійніше неупереджене засіб вирішення наукових суперечок. Поступово в ході експериментів почали виділитися напрямки, по яких наукові вишукування могли принести великі плоди, так, наприклад вдалося отримати деякі прості органічні речовини з неорганічних, і це вселяло надію в вчених на часткове відкриття таємниці зародження життя. Наступні вдалі експерименти з синтезу все більш і складних речовин зміцнювали віру в майбутній успіх. Мене дуже зацікавили ці експерименти, захотілося більше дізнатися про цю дуже цікавої теми, тому для свого реферату я вибрав цю, найцікавішу, на мій погляд, тему. І хочеться вірити, що хоча б через кілька десятиліть, біологія розставить всі крапки над i в цій дуже важливій проблемі.
1. Виникнення життя на Землі.
1.1 Розвиток уявлень про походження життя.
Походження життя - одна з трьох найважливіших світоглядних проблем поряд з проблемою походження нашого Всесвіту і проблемою походження людини.
Спроби зрозуміти, як виникла і розвивалася життя на Землі, були зроблені ще в далекій давнині. В античності склалися два протилежні підходи до вирішення цієї проблеми. Перший, релігійно-ідеалістичний, виходив з того, що виникнення життя на Землі не могло здійснитися природним, об'єктивним, закономірним чином; життя є наслідком божественного творчого акту (креаціонізм), і тому всім істотам властива особлива, незалежна від матеріального світу «життєва сила» (vis vitalis), яка спрямовує всі процеси життя (віталізм). В основі другого, матеріалістичного підходу лежало уявлення про те, що під впливом природних факторів живе може виникнути з неживого, органічне з неорганічного. Незважаючи на свою примітивність, перші історичні форми концепції самозародження зіграли прогресивну роль у боротьбі з креаціонізму.
Ідея самозародження набула широкого поширення в середньовіччя та епоху Відродження, коли допускалася можливість самозародження не тільки простих, а й досить високоорганізованих істот, навіть ссавців (наприклад, мишей з ганчірок). Наприклад, у трагедії В. Шекспіра "Антоній і Клеопатра» Леонід каже Марку Антонію: «Ваші єгипетські гади заводяться в бруду від променів вашого єгипетського сонця. Ось, наприклад, крокодил ... »1. Відомі спроби Парацельса розробити рецепти штучної людини (гомункулуса).
Неможливість довільного зародження життя була доведена цілим рядом дослідів. Італійський учений Ф. Реді експериментально довів неможливість самозародження скільки-небудь складних тварин. Застосування мікроскопа в біологічних дослідженнях сприяло відкриттю великої різноманітності одноклітинних організмів. На цій основі знову відродилися старі ідеї довільного самозародження найпростіших істот. Остаточно версія про самозародження була розвінчана Л. Майстром у середині XIX століття, Л. Пастер показав, що не тільки в запаяному посудині, а й незакритих колбі з довгою S-образної горловиною добре прокип'ячений бульйон залишається стерильним, тому що в колбу через таку горловини не можуть проникнути мікроби. Так було доведено, що в наш час якої б то не було, новий організм може з'явитися тільки від іншої живої істоти.
Поява життя на Землі намагалися пояснити і занесенням її з інших космічних світів. У 1865 р. німецький лікар Г. Ріхтер висунув гіпотезу Космозоо (космічних зачатків), відповідно, до якої життя є вічною і зачатки, які населяють світовий простір, можуть переноситися з однієї планети на іншу. Ця гіпотеза була підтримана багатьма видатними вченими XIX ст. - У. Томсоном, Гельмгольцем і ін Подібну гіпотезу в 1907 р. висунув відомий шведський природодослідник С. Арреніус. Його гіпотеза отримала назву панспермії: у Всесвіті вічно існують зародки життя, які рухаються в космічному просторі під тиском світлових променів; потрапляючи в сферу тяжіння планети, вони осідають на її поверхні і закладають на цій планеті початок живого.
Природознавство XX ст. зробило крок вперед у вивченні життя, її проявів на Землі і за її межами. Такі галузі знань, як біохімія, біофізика, генетика, молекулярна біологія, космічна біохімія та ін, набагато розширили уявлення про сутність земного життя, про можливість існування подібних явищ поза межами нашої планети. Зараз вже точно з'ясовано, що «абетка» живого порівняно проста: в будь-якому істоту, що живе на Землі, присутній 20 амінокислот, п'ять підстав, два вуглеводу і один фосфат. Існування невеликого числа одних і тих самих молекул у всіх живих організмах переконує нас, що все живе має мати спільне походження.
Заперечення можливості самозародження життя в даний час не суперечить уявленням про принципову можливість розвитку органічної природи і життя в минулому з неорганічної матерії. На певній стадії розвитку матерії життя може виникнути як результат природних процесів, що відбуваються в самій матерії. Крім того, елементарні хімічні процеси на початкових етапах виникнення і розвитку життя могли відбуватися не тільки на Землі, але і в інших частинах Всесвіту і в різний час. Тому не виключається можливість зане-сення певних предпосилочних факторів життя на Землю з Космосу. Однак у вивченій поки людиною частини Всесвіту тільки на Землі вони призвели до формування та розквіту життя.
1.2 Виникнення життя.
З позицій сучасної науки життя виникло з неживої речовини в результаті еволюції матерії, є результатом природних процесів, що відбувалися у Всесвіті. Життя - це властивість матерії, яке раніше не існувало і з'явилося в особливий момент історії нашої планети Земля. Виникнення життя стало результатом процесів, що протікали спочатку мільярди років у Всесвіті, а потім багато мільйонів років на Землі. Від неорганічних сполук до органічних, від органічних до біологічних. такі послідовні стадії, за якими здійснювався процес зародження життя.
Вік Землі обчислюється приблизно 5 млрд. років. Життя існує на Землі, мабуть, більше 3,5 млрд. років. Ознаки діяльності живих організмів виявлені в докембрійських породах, розсіяних по всій земній кулі. У складному процесі виникнення життя на Землі можна виділити кілька основних етапів. Перший з них пов'язаний з утворенням простих органічних сполук з неорганічних.
Освіта простих органічних сполук.
Походження життя пов'язане з протіканням певних хімічних реакцій на поверхні первинної планети. Які ж основні етапи хімічної еволюції життя? На початкових етапах своєї історії Земля являла собою розпечену планету. Внаслідок обертання при поступовому зниженні температури атоми важких елементів переміщувалися до центру, а в поверхневих шарах концентрувалися атоми легких елементів (водню, вуглецю, кисню, азоту), з яких і складаються тіла живих організмів. При подальшому охолодженні Землі з'явилися хімічні сполуки: вода, метан, вуглекислий газ, аміак, ціаністий водень, а також молекулярний водень, кисень, азот. Фізичні і хімічні властивості води (високий дипольний момент, в'язкість, теплоємність і т. д.) і вуглецю (трудність утворення окислів, здатність до відновлення і утворення лінійних сполук) визначили те, що саме вони опинилися біля колиски життя.
На цих початкових етапах склалася первинна атмосфера Землі, яка носила не окислювальний, як зараз, а відновлювальний характер. Крім того, вона була багата інертними газами (гелієм, неоном, аргоном). Ця первинна атмосфера вже втрачена. На її місці утворилася друга атмосфера Землі, що складається на 20% з кисню - одного з найбільш хімічно активних газів. Ця друга атмосфера - продукт розвитку життя на Землі, одне з його глобальних наслідків.
Подальше зниження температури зумовило перехід ряду газоподібних сполук у рідкий і твердий стан, а також утворення земної кори. Коли температура поверхні Землі опустилася нижче 100 ° С відбулося згущення водяної пари. Тривалі зливи з частими грозами призвели до утворення великих водойм. У результаті активної вулканічної діяльності з внутрішніх шарів Землі на поверхню виносилося багато розпеченої маси, в тому числі карбідів - сполук металів з вуглецем. При взаємодії карбідів з водою виділялися вуглеводневі сполуки. Гаряча дощова вода як хороший розчинник мала у своєму складі розчинені вуглеводні, а також гази (аміак, вуглекислий газ, ціаністий водень), солі та інші сполуки, які могли вступати в хімічні реакції. З особливим успіхом, очевидно, протікали процеси росту молекул при наявності групи-N = C = N-. У цієї групи великі хімічні можливості до зростання за рахунок як приєднання до атому вуглецю атома кисню, так і реагування з азотистим підставою. Так поступово на поверхні моло-дою планети Земля накопичувалися найпростіші органічні сполуки. Причому накопичувалися у великих кількостях. Підрахунки показують, що тільки за допомогою вулканічної діяльності на поверхні Землі могло утворитися близько 1016 кг органічних молекул. Це всього на 2-3 порядки менше маси сучасної біосфери!
Разом з тим астрономічними дослідженнями встановлено, що й на інших планетах, і в космічній газопилової матерії є вуглецеві сполуки, в тому числі вуглеводні.
Виникнення складних органічних сполук. Другий етап біогенезу характеризувався виникненням більш складних органічних сполук, зокрема білкових речовин у водах первинного океану. Завдяки високій температурі, грозових розрядів, посиленому ультрафіолетового випромінювання відносно прості молекули органічних сполук при взаємодії з іншими речовинами ускладнювалися і утворювалися вуглеводи, жири, амінокислоти, білки і нуклеїнові кислоти.
Можливість такого синтезу була доведена дослідами А.М. Бутлерова, який ще в середині минулого століття отримав з формальдегіду вуглеводи (цукор). У 1953-1957 рр.. хіміками різних країн (США, СРСР, Німеччини) в цілому ряді експериментів із суміші газів (аміаку, метану, водяного пара, водню) при 70-80 ° С і тиску кілька атмосфер під впливом електричних розрядів напругою 60 000 В і ультрафіолетових променів були синтезовані органічні кислоти, у тому числі амінокислоти (гліцин, аланін, аспарагінова і глутамінова кислоти), які є матеріалом для утворення білкової молекули. Таким чином, були змодельовані умови первинної атмосфери Землі, при яких могли утворюватися амінокислоти, а при їх полімеризації - і первинні білки.
Експерименти в цьому напрямі виявилися перспективними. Надалі (при використанні інших співвідношень вихідних газів і видів енергії), шляхом реакції полімеризації з простих молекул отримували більш складні молекули: білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти та їх похідні, а пізніше була доведена можливість синтезу в умовах лабораторії та інших складних біохімічних з'єднань, в тому числі білкових молекул (інсуліну), азо-Тісти підстав нуклеотидів. Особливо важливо те, що лабораторні експерименти зовсім виразно показали можливість освіту, білкових молекул в умовах відсутності життя.
З певного етапу в процесі хімічної еволюції на Землі активну участь став приймати кисень. Він міг накопичуватися в атмосфері Землі в результаті розкладу води і водяної пари під дією ультрафіолетових променів Сонця. (Для перетворення відновленої атмосфери первинної Землі в окислену знадобилося не менше 1-1,2 млрд. років.) З накопиченням в атмосфері кисню відновлені з'єднання почали окислюватись. Так, при окисленні метану утворилися метиловий спирт, формальдегід, мурашина кислота і інші сполуки, які разом з дощовою водою потрапляли в первинний океан. Ці речовини, вступаючи в реакції з аміаком і ціаністим воднем, дали початок амінокислотам і з'єднанням типу аденіну. Важливо і те, що більш складні органічні сполуки є більш стійкими перед руйнівним впливом ультрафіолетового випромінювання, ніж прості з'єднання.
Аналіз можливих оцінок кількості органічної речовини, яке накопичилося неорганічним шляхом на ранній Землі, вражає: за деякими розрахунками за 1 млрд. років над кожним квадратним сантиметром земної поверхні утворилося кілька кілограмів органічних сполук. Якщо їх все розчинити у світовому океані, то концентрація розчину була б приблизно 1%. Це досить концентрований «органічний бульйон». У такому «бульйоні» міг цілком успішно розвиватися процес утворення більш складних органічних молекул. Таким чином, води первинного океану поступово насичується різноманітними органічними речовинами, утворюючи «первинний бульйон». Насиченню такого «органічного бульйону» в чималому ступені сприяла ще й діяльність підземних вулканів. «Первинний бульйон» і утворення коацерватів ». Подальший етап біогенезу пов'язаний з концентрацією органічних речовин, виникненням білкових тіл.
У водах первинного океану концентрація органічних речовин збільшувалася, відбувалися їх змішування, взаємодію і об'єднання в дрібні відокремлені структури розчину. Такі структури можна легко отримати штучно, змішуючи розчини різних білків, наприклад желатину і альбуміну. Ці відокремлені в розчині органічні багатомолекулярних структури видатний російський учений А.І. Опарін назвав коацерватнимі краплями або коацерватамі2. Коацервати - найдрібніші колоїдальних частки - краплі, які мають осмотическими властивостями. Коацервати утворюються в слабких розчинах. Внаслідок взаємодії протилежних електричних зарядів відбувається агрегація молекул. Дрібні сферичні частинки виникають тому, що молекули води створюють навколо утворився агрегату поверхню розділу.
Дослідження показали, що коацервати мають досить складну організацію і мають ряд властивостей, які зближують їх з найпростішими живими системами. Наприклад, вони здатні поглинати з навколишнього середовища різні речовини, які вступають у взаємодію із з'єднаннями самої краплі, і збільшуватися в розмірі. Ці процеси в якійсь мірі нагадують первинну форму асиміляції. Разом з тим у коацерватах можуть відбуватися процеси розпаду і виділення продуктів розпаду. Співвідношення між цими процесами у різних коацерватів неоднаково. Виділяються окремі динамічно більш стійкі структури з переважанням синтетичної діяльності. Однак усе це ще не дає підстави для віднесення коацерватів до живих систем, тому що вони позбавлені здатності до самовідтворення та саморегуляції: синтезу органічних речовин. Але передумови виникнення живого в них вже містилися.
Коацервати пояснюють, як з'явилися біологічні мембрани. Освіта мембранної структури вважається самим «важким» етапом хімічної еволюції життя. Істинне жива істота (у вигляді клітки, нехай навіть самої примітивної) не могло оформитися до виникнення мембранної структури і ферментів. Біологічні мембрани - це агрегати білків і ліпідів, здатні відмежувати »речовини від середовища і надати упаковці молекул міцність. Мембрани могли виникнути в ході формування коацерватів.
Підвищена концентрація органічних речовин в коацерватах збільшувала можливість взаємодії між молекулами і ускладнення органічних сполук. Коацервати утворювалися в і воді при зіткненні двох слабко взаємодіючих полімерів.
Крім коацерватів в «первинному бульйоні» накопичувалися полінуклеотіди, поліпептиди і різні каталізатори, без яких неможливе утворення здатність до самовідтворення і про міну речовин. Каталізаторами могли бути і неорганічні речовини. Так, Дж. Берналом свого часу була висунута гіпотеза про те, що найбільш вдалі умови для виникнення життя складалися в невеликих спокійних теплих лагунах з великою кількістю мулу, глинистої каламуті. У такому середовищі дуже швидко протікає полімеризація амінокислот; тут процес полімеризації не потребує нагріванні, так як частинки мулу виступають в якості своєрідних каталізаторів.
Виникнення найпростіших форм живого. Головна проблема у вченні про походження життя полягає в поясненні виникнення матричного синтезу білків. Життя виникла не тоді, коли запроваджувалися нехай навіть дуже складні органічні сполуки окремі молекули ДНК і ін, а тоді, коли почав діяти механізм конваріантной редуплікації. Саме тому завершення процесу біогенезу пов'язано з виникненням у більш стійких коацерватів здатності до самовідтворення складових частин, з переходом до матричному синтезу білка, характерного для живих організмів. У ході предбіологічною відбору найбільші шанси на збереження мали ті коацервати, у яких здатність до обміну речовин поєднувалася зі здатністю до самовідтворення.
Перехід до матричному синтезу білків був найбільшим якісним стрибком в еволюції матерії. Проте механізм такого переходу поки не ясний. Основна трудність тут полягає в тому, що для подвоєння нуклеїнових кислот потрібні ферментні білки, а для створення білків - нуклеїнові кислоти. Як розірвати цей «замкнутий ланцюг»? Інакше кажучи, потрібно пояснити, як в ході предбіологічною відбору об'єдналися здатність до самовідтворення полінуклеотидів з каталітичною активністю поліпептидів в умовах просторово-часового роз'єднання початкових і до пічних продуктів реакції.
Існують різні гіпотези щодо цього, але всі вони, так чи інакше, не повні. Проте в даний час найбільш перспективними тут є гіпотези, які спираються на принципи теорії самоорганізації, сінергетікі3, на уявлення про гіперциклу, тобто системах, що пов'язують самовідтворюються (автокаталітіческіе) одиниці один з одним за допомогою циклічної зв'язку. У таких системах продукт реакції одночасно є і її каталізатором або вихідним реагентом. Тому і виникає явище самовідтворення, яке на перших етапах зовсім могло і не бути точною копією вихідного органічного освіти. Про труднощі становлення самовідтворення свідчить саме існування вірусів і фагів, які представляють собою, мабуть, осколки форм передбіологічній еволюції.
У подальшому предбіологічною відбір коацерватів, мабуть, йшов по, кількома напрямками. По-перше, в напрямку вироблення здібності накопичення спеціальних, белковоподобних полімерів, відповідальних за прискорення хімічних реакцій. У результаті будова нуклеїнових кислот змінювалося в напрямку переважного «розмноження» систем, в яких подвоєння нуклеїнових кислот здійснювалося за участю ферментів. На цьому шляху і виникає характерний для живих істот циклічний обмін речовин: По-друге, в системі коацерватів відбувався і відбір самих нуклеїнових кислот по найбільш вдалому поєднанню послідовності нуклеотидів. На цьому шляху формувалися гени. Самовоспроизводящиеся системи з ситуацією, стабільної послідовністю нуклеотидів в нуклеїнової кислоти вже можуть бути названі живими.
У проблемі виникнення життя ще багато невизначеного, вона ще далека від свого остаточного вирішення. Так, наприклад, не зрозуміло, чому всі білкові сполуки, що входять до складу живої речовини, мають тільки «ліву симетрію». Які механізми передбіологічній еволюції могли до цього призвести?
Знання умов, які сприяли виникненню життя на Землі, дозволяють зрозуміти, чому в наш час неможливо поява живих істот з неорганічних систем. У нашу епоху відсутні умови для синтезу і ускладнення органічних речовин. Прості з'єднання, які могли б десь утворитися, відразу ж були б використані гетеротрофами. Тепер живі істоти з'являються тільки внаслідок розмноження.
Виникнувши, життя стало розвиватися швидкими темпами (прискорення еволюції в часі). Так, розвиток від первинні протобионтов до аеробних форм зажадало близько 3 млрд. років, тоді як з моменту виникнення наземних рослин і тварин пройшло близько 500 млн. років; птахи та ссавці
2. Розвиток органічного світу.
2.1 Основні етапи геологічної історії Землі.
Перш ніж перейти до розгляду розвитку органічного світу, ознайомимося з основними етапами геологічної історії Землі. Геологічна історія Землі підрозділяється на великі проміжки - ери; ери - на періоди, періоди - на віки. Поділ на ери, періоди і століття, звісно ж, відносне, тому що різких розмежувань між цими підрозділами не було. Але все ж таки саме на рубежі сусідніх ер, періодів переважно відбувалися істотні геологічні перетворення: горотворні процеси, перерозподіл суші та моря, зміна клімату та ін. Крім того, кожен підрозділ характеризувалося якісним своєрідністю флори і фауни. Геологічні ери Землі:
катархей (від освіти Землі 5 млрд. років тому до зародження життя);
архей, найдавніша ера (3,5 млрд. - 2,6 млрд. років);
протерозою, (2,6 млрд. - 570 млн. років);
палеозой. (570 млн. - 230 млн. років) з такими періодами:
кембрій (570 млн. - 500 млн. років);
ордовик (500 млн. - 440 млн. років);
силур (440 млн. - 410 млн. років);
девон (410 млн.-350 млн. років);
карбон (350 млн. - 285 млн. років);
перм (285 млн. - 230 млн. років);
мезозой (230 млн. - 67 млн. років) з такими періодами:
тріас (230 млн. - 195 млн. років);
юра (195 млн. - 137 млн. років);
крейда (137 млн.-67 млн. років);
кайнозой (67 млн. - до нашого часу) з такими періодами століттями:
палеоген (67 млн. - 27 млн. років);
палеоцен (67-54 млн. років);
еоцен (54-38 млн. років);
олігоцен (38-27 млн. років);
неоген (27 млн. - 3 млн. років);
міоцен (27-8 млн. років);
пліоцен (8-3 млн. років);
четвертинний (3 млн. - наш час);
плейстоцен (3 млн. - 20 тис. років);
голоцен (20 тис. років - наш час).
2.2 Початкові етапи еволюції життя.
Більше 3,5 млрд років тому на дні мілководних, теплих і багатих поживними речовинами морів, водойм виникло життя у вигляді дрібних примітивних істот. Перший період розвитку органічного світу на Землі характеризується тим, що первинні живі організми були анаеробними (жили без кисню), харчувалися і відтворювалися за рахунок «органічного бульйону», що виник з неорганічних систем; інакше кажучи, вони харчувалися готовими органічними речовинами, синтезованими в ході хімічної еволюції, тобто були гетеротрофами. Але це не могло тривати довго, адже такий резерв органічної речовини швидко убував. Перший великий якісний перехід в еволюції живої матерії був пов'язаний з «енергетичною кризою»: «органічний бульйон» було вичерпано і слід було виробити способи формування великих молекул біохімічним шляхом, всередині клітин, за допомогою ферментів. У цій ситуації перевага була у тих клітин, які могли отримувати більшу частину необхідної їм енергії безпосередньо з сонячного випромінювання.
Такий перехід цілком можливий, тому що деякі прості сполуки мають здатність поглинати світло, якщо вони включають в свій склад атом магнію (як у хлорофілі). Вловлена таким чином світлова енергія може бути використана для посилення реакцій обміну, зокрема, для утворення органічних сполук, які можуть спочатку накопичуватися, а потім розщеплюватися вивільненням енергії. На цьому шляху і йшов процес утворення хлорофілу і фотосинтезу. Фотосинтез забезпечує організму але лучанин необхідної енергії від Сонця і разом з тим незалежність від зовнішніх поживних речовин. Такі організми називаються автотрофними. Це означає, що їх харчування здійснюється внутрішнім шляхом завдяки світлової енергії. При цьому, зрозуміло, поглинаються із зовнішнього середовища і деякі речовини - вода, вуглекислий газ, мінеральні сполуки.
Першими фотосінтетікамі на нашій планеті були, мабуть, цианеи, а потім зелені водорості. Залишки їх знаходять у породах архейського віку (близько 3 млрд. років тому). У протерозої в морях жило багато різних представників зелених і золотистих водоростей. В цей же час, мабуть, з'явилися перші прикріплені до дна водорості.
Перехід до фотосинтезу і автотрофного харчування був великим революційним переворотом в еволюції живого. Значно збільшилася біомаса Землі. У результаті фотосинтезу кисень вже й значних кількостях став виділятися в атмосферу. Первинна атмосфера Землі не соді іржала вільного кисню, і для анаеробних організмів він був отрутою. Тому багато одноклітинних анаеробні організми загинули в «кисневої катастрофи»; інші сховалися в болотах, де не було вільного кисню, і, харчуючись, виділяли не кисень, а метан. Треті пристосувалися до кисню, отримавши величезну перевагу в здатності запасати енергію (аеробні клітини виділяють енергії в 10 разів більше, ніж анаеробні). Завдяки фотосинтезу в органічній речовині Землі накопичувалося все більше і більше енергії сонячного світла, що сприяло прискоренню біологічного кругообігу речовин і прискоренню еволюції в цілому. Перехід до фотосинтезу зажадав багато часу. Він завершився приблизно 1,8 млрд. років тому і привів до важливих перетворень на Землі: первинна атмосфера землі змінилася вторинної, кисневої; виник озоновий шар, який скоротив вплив ультрафіолетових променів, а значить, і припинив виробництво нового «органічного бульйону»; змінився склад морської води, він став менш кислотним. Таким чином, сучасні умови на Землі і значною мірою були створені життєдіяльністю організмів.
З «кисневої революцією» пов'язаний і перехід від прокаріотів до еукаріотів. Перші організми були прокариотами. Це були такі клітини, у яких не було ядра, ділення клітини не включало в себе точної дуплікації генетичного матеріалу (ДНК), через оболонку клітини надходили тільки окремі молекули. Прокаріоти - це прості, витривалі організми, що володіли високою варіабельністю, здатністю до швидкого розмноження, легко пристосовуються до мінливих умов природного середовища.
Але нова киснева середу стабілізувалася; первинна атмосфера була замінена новою. Знадобилися організми, які хоч були б і не варіабельні, але зате краще пристосовані до нових умов. Потрібна була не генетична гнучкість, а генетична стабільність. Відповіддю на цю потребу й стало формування еукаріотів.
Приблизно 1,8 млрд. років тому. У еукаріотів ДНК вже зібрана в хромосоми, а хромосоми сосреточени в ядрі клітини. Така клітина відтворюється без якихось істотних змін. Це означає, що в незмінній природному середовищу «дочірні» клітини мають стільки ж шансів на виживання, скільки їх мала клітина «материнська».
ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ Опарін (1894-1980)
Академік Олександр Іванович Опарін - радянський біохімік, творець матеріалістичної гіпотези виник-нення життя на Землі.
З дитинства майбутнього вченого цікавила біологія: він знав назви багатьох рослин і умови їх зростання. У Московському університеті Опарін слухав лекції К. А. Тіми - рязева. Вчення Ч. Дарвіна вразило його, але одночасно залишило почуття незадоволеності: не була вирішена проблема походження живого. Цій проблемі Олександр Іванович присвятив усе своє життя.
Вже у 1922 р, він сформулював основні положення своєї теорії походження жіж на Землі в результаті еволюції вуглецевих сполук.
Але лише в 1953 р. з'явилося її перше експериментальне підтвердження. Американські вчені С. Міллер і Г. Юри поставили експеримент за програмою, наміченою Опаріним, і отримали результати, які спонукали вчених різних країн зайнятися дослідженнями можливих шляхів передбіологічній еволюції. У 1957 р. в Москві відбувся 1-й Міжнародний симпозіум з проблеми походження життя. Через десятиліття було організовано Міжнародне товариство з вивчення походження життя, об'єднало вчених різних спеціальностей: біологів і хіміків, геологів і астрономів, фізиків і математиків. За пропозицією американських вчених в 1977 р. їм була заснована Золота медаль імені А. І. Опаріна, що присуджується раз на три роки за видатні заслуги у вивченні можливих шляхів походження життя. А. І. Опарін працював не тільки над проблемою походження життя. Його працями закладені основи радянської технічної біохімії: біохімії хлібопечення (спільно з А. Н. Бахом), сироваріння, виноробства, зберігання овочів та ін Більше 50 років життя присвятив Опарін підготовці радянських біохіміків, протягом 25 років він завідував кафедрою біохімії рослин Московського державного університету.
Всіх, хто працював з Опаріним, вражала його здатність надзвичайно швидко вникати в суть будь-якої проблеми і знаходити найкращі шляхи її вирішення. Енциклопедичні знання, ос-тротил і широта розуму, здатність сприймати нове, вміння радіти життю і бажання прийти на допомогу притягали до нього людей, які працювали поруч з ним.
З заснування Інституту біохімії АН СРСР (1935) Опарін був заступником директора, а потім його директором. Довгий час працював академіком-секретарем відділення біології Академії наук СРСР, був першим президентом, а потім почесним президентом Всесоюзного біохімічного товариства та Міжнародного товариства з вивчення походження життя, головою Всесоюзного товариства "Знання", членом Всесвітньої Ради Миру і віце-президентом Міжнародної федерації вчених.
Висновок.
Ось ми і розглянули основні гіпотези виникнення життя на нашій планеті, і, звичайно ж, переконалися, як велика була роль наукового експерименту в процесі становлення наукових гіпотез походження життя. Ці гіпотези б ніколи не виникли б без інших наук, таких як фізика, органічна хімія, астрономія, геологія. Адже астрономи висунули гіпотези походження нашої сонячної системи і самого Сонця. Фізики і геологи розрахували приблизний вік нашої планети, змоделювали які процеси відбувалися на ній у початковий період розвитку, і коли ж на ній з'явилася рідка вода. Хіміки показали, які хімічні перетворення могли відбуватися в цьому первинному «бульйоні», і внаслідок яких реакцій і з'явилося одне з найцінніших речовина - вода, або мовою все тієї ж хімії просто H2O. Адже вода як самий універсальний розчинник це основа з основ життя, по крайней мере, на нашій планеті, тому що науці відомі інші форми життя (хоча і не заперечується можливість їх існування). Одна з цілей, для яких людина посилає космічні апарати - це пошуки позаземного життя. І скам'янілі залишки марсіанських бактерій, знайдені в метеориті, вселяють надію в учених. Ми не знаємо, як зміниться весь наш спосіб життя, якщо ці експерименти закінчаться успіхом. І хочеться побажати всім ученим, так чи інакше пов'язаних з цією проблемою, удачі та подальших успіхів у їхній нелегкій роботі.
Список літератури
1. Найдиш В.М. Концепції сучасного естезвознанія; Учеб. посібник .- М., Гардаріки, 1999.-476 с.
2. Енциклопедичний словник юного біолога / Укл. Е86 М. Є. Аспиза .- М.: Педагогіка, 1986 .- 352 с., Іл.
Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www. bolshe.ru /