Реферат: Возникновение жизни на земле

МАТИ-РГТУ им. Циолковского

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

группа 3

Выполнил студент:

Бобцов Д. С.

Преподаватель:__________________

г.Москва 2000г.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Много веков существовало мнение, что живые организмы могут зарождаться

непосредственно из неживых веществ. Думали, например что мыши, насекомые и

бактерии сами собой, образуются из земли или гниющих нечистот. Однако наука

уже давно установила, что грязь и отбросы не рождают сами по себе жизнь. Они

только способствуют развитию яичек, отложенных мухами, червями и

разнообразными насекомыми. Микроорганизмы также не могут самозарождаться из

гниющих пищевых продуктов. В свежие пищевые продукты попадают обычно из

воздуха споры микроорганизмов. Споры развиваются в микробы, а они-то и

вызывают гниение или брожение. Это открыл еще в середине прошлого века

знаменитый французский ученый Л. Пастер.

Каждое живое существо произошло от другого подобного ему организма. А тот в

свою очередь произошел от такого же организма. Так длинные цепи поколений

поддерживают жизнь на Земле со времени ее возникновения.

Все религии, и в частности христианская, учат, что растения животные и люди

при “со­творении мира” были созданы богом примерно такими же, каковы они

сейчас. Следовательно, по религиозным представлениям, наша планета была с

самого начала заселена одними и теми же видами живых существ.

Утверждение церкви опроверг великий англий­ский ученый Чарлз Дарвин. Он сумел

научно доказать, что все современные нам высоко­организованные существа

произошли от организ­мов, более просто устроенных, путем эволюции, т. е.

путем последовательного развития.

Исследование ископаемых остатков, сохра­нившихся в земной коре от некогда

населявших нашу планету живых существ, полностью подтвердило учение Дарвина.

Земля не всегда была заселена одними и теми же видами живых су­ществ. Ныне

живущие существа возникли в результате последовательного развития

сравни­тельно просто устроенных живых организмов.

Чем древнее ископаемые остатки организмов, тем проще устройство этих

организмов. Как же возникли тогда первичные организмы — родоначальники всего

живого на Земле? Перед таким вопросом остановился в раздумье и сам Дарвин.

В конце прошлого века Ф. Энгельс выска­зал предположение, что подобные

примитивные живые существа могли возникнуть только в результате развития

безжизненной материи. Одна­ко в то время конкретно представить себе

после­довательные ступени развития неживой мате­рии в живые организмы ученые

еще не могли. Это удалось лишь в XX в., когда было накоп­лено достаточное

количество научных сведений.

ИСТОРИЯ УГЛЕРОДА

Чтобы понять процесс появления жизни, надо прежде всего установить, как

образова­лись на нашей планете углеводороды и возник­шие из ник другие

простейшие органические вещества.

Сложные органические вещества, без которых невозможна жизнь, образовались из

простейших соединений углерода и водорода. Наиболее характерное для жизни

явление — обмен веществ — протекает только на основе превращения органических

соединений.

В начале нашего века многие естествоиспы­татели отрицали возможность

образования орга­нических веществ из неживой материи. Счита­лось тогда, что

неорганические формы угле­родистых соединений (например, углекислый газ

воздуха) превращаются в естественных условиях в органические исключительно

при посредстве живых существ. Это мнение сложи­лось потому, что именно так

образуется в на­стоящее время подавляющая масса органичес­ких веществ.

Зеленые растения поглощают углекислый газ воздуха и создают из него и воды

органические вещества, нужные им для жизни и роста. Травоядные животные

получают эти вещества, поедая растения, а хищники — питаясь травоядными

животными. Таким обра­зом, весь живой мир использует сейчас органи­ческие

вещества, образовавшиеся при участии живых существ.

Ученые-астрономы установили, однако, что и на всех небесных телах есть

углеводороды. Но ведь на многих из них нет жизни. Значит, углеводороды

возникли там независимо от живых организмов. Надо думать, что угле­водороды и

на нашей планете могли образо­ваться до появления живых организмов. Гео­логи

находят иногда в основных, глубоко залегающих породах, в трещинах гранитов

углеводородные газы и даже следы жидких углеводородов. Эти газы и жидкости

могли появиться там вне какой-либо связи с живыми существами.

История образования Земли показывает, что при формировании нашей планеты и в

пер­вые периоды ее существования на поверхности земного шара возникали

громадные количества простейших органических веществ. Сейчас в астрономии

считается общепринятым, что Земля и другие планеты солнечной системы

образовались из гигантского облака газово-пылевой материи. Такая газово-

пылевая материя есть в межзвездном пространстве и сейчас. Астрономы научились

определять ее состав. В ней обнаружен метан (СН4). Возможно, там имеются и

более сложные углеводороды. Когда частички газовопылевого облака объединились

в большие планеты (Юпи­тер, Сатурн), метан и другие газы сохранились в

первичной атмосфере формировавшихся пла­нет. Там астрономы обнаруживают эти

газы и теперь. А в составе Земли — она ведь срав­нительно небольшая планета —

углерод остался лишь в виде графита и карбидов (соединений углерода с

металлами). Из карбидов при их взаимодействии с водой образуются

углеводо­роды, а в состав Земли входила и вода — в виде гидратов различных

горных пород. Следовательно, углеводороды и их простейшие произ­водные

неизбежно должны были образоваться на Земле задолго до появления на ней живых

существ.

ОТ УГЛЕВОДОРОДОВ К БЕЛКАМ

Возраст Земли определяется наукой различ­ными способами в пределах 5 млрд.

лет, жизнь на ней существует более 2 млрд. лет. Таким образом, наибольший

период своего существо­вания наша планета была безжизненной. А угле­водороды

и простейшие органические вещества, возникшие из них, стали появляться на

земной поверхности с самого начала ее образования. Они послужили исходным

звеном той длинной цепи превращений, которые в конце концов привели к

возникновению на земной поверх­ности, в ее водной оболочке и в атмосфере

боль­шого числа разнообразных и иногда очень слож­ных веществ. В самой

природе углеводородов уже заложена возможность таких превращений. Но для того

чтобы они происходили, нужен достаточный приток энергии извне. Такая энергия

на земной поверхности имелась в не­скольких формах: лучистая энергия Солнца,

в частности ультрафиолетовый свет, электри­ческие разряды в атмосфере,

энергия атомного распада природных радиоактивных веществ.

Возможность возникновения сложных ор­ганических соединений в тех условиях,

которые были на поверхности Земли в начальные перио­ды ее существования,

можно доказать даже непосредственными лабораторными опытами. Недавно

американский исследователь С. Мил­лер искусственно воспроизвел обстановку

пер­вичной атмосферы Земли: он пропускал тихие электрические разряды через

смесь метана, водорода, аммиака и паров воды. В результате получились

аминокислоты — основные состав­ные части белковой молекулы. Индийский уче­ный

К. Бахадур в подобном же опыте получил аминокислоты воздействием солнечного

света. Этот опыт путем применения ультрафиолето­вых лучей значительно

уточнили наши ученые в Институте биохимии им. А. Н. Баха Акаде­мии наук СССР.

Опыты японского ученого Ш. Акабори тоже показали, как в условиях первичных

периодов существования Земли из соединения аминокислот - точнее, из их

бли­жайших предшественников — могли образо­ваться белковоподобные

вещества.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ

Когда на Земле возникли такие белково­подобные вещества, начался новый этап в

раз­витии материи — переход от органических соединений к живым существам.

Сначала орга­нические вещества находились в морях и океа­нах в виде растворов.

В них не было какого-либо строения, какой-либо структуры. Но когда растворы

белков или других подобных органических соединений смешиваются между собой, из

растворов выделяются особые полу­жидкие, студенистые образования —

коацерваты. Например, если смешать про­зрачные растворы желатина и

яичного аль­бумина, то они замутятся, и под микроскопом в них различимы

плавающие в воде маленькие резко очерченные капельки. Это и есть коацерваты. В

них концентрируются все находящиеся в растворе белковые вещества.

Хотя коацерватные капельки жидкие, но они обладают определенным внутренним

строением. Частицы вещества в них расположены не беспорядочно, как в

растворе, а с опреде­ленной закономерностью. При образовании коацерватов

возникают зачатки организации, правда, еще очень примитивной и неустойчи­вой.

Для самой капельки эта организация имеет большое значение. Любая коацерватная

ка­пелька способна улавливать из раствора, в ко­тором плавает, те или иные

вещества. Они хими­чески присоединяются к веществам самой ка­пельки. Таким

образом в ней протекает процесс созидания, роста. Но в любой капельке наряду

с созиданием наблюдается и распад. Тот или иной из этих процессов, в

зависимости от состава и внутреннего строения капельки, идет быстрее и

начинает преобладать.

Представим себе, что в каком-нибудь месте первичного океана смешались

растворы белково-подобных веществ и образовались коацерватные капельки. Они

плавали не в чистой воде, а в растворе разнообразных веществ. Капельки

улавливали эти вещества и росли за их счет.

Скорость роста отдельных капелек неоди­накова. Она зависит от внутреннего

строения каждой из них.

Если в капельке преобладают процессы раз­ложения, то она скоро распадается.

Вещест­ва, ее составляющие, переходят в раствор и поглощаются другими

капельками. Более или менее длительно будут существовать лишь те капельки, в

которых процессы созидания преобладают над процессами распада.

Таким образом, все случайно возникающие, так сказать “неудачные”, формы

организации сами собой выпадали из процесса дальнейшей эволюции материи.

Каждая отдельная капелька не может расти беспредельно как одна сплошная масса

— она распадается на дочерние капельки. Но каждая капелька в то же время чем-

то отлична от своих “сестер” и, отделившись от других, растет и изменяется

самостоятельно. В новом поколении все неудачно организованные капельки

поги­бают, разлагаются, а наиболее совершенные участвуют в дальнейшей

эволюции материи. Так в процессе возникновения жизни происхо­дил своеобразный

естественный отбор коацерватных капелек. Рост коацерватов постепенно

ускорялся. Количество организованного ве­щества на поверхности Земли

увеличивалось, усложнялась его организация.

В конечном итоге усовершенствование коа­церватов привело к новой форме

существования материи — к возникновению на Земле простей­ших живых существ.

ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ

Строение этих первичных живых организ­мов было гораздо совершеннее, чем у

коацерватных капелек. Но все же оно было несравненно проще даже самых простых

из нынеш­них живых существ. Естественный отбор, начав­шийся в коацерватных

капельках, продолжался и с появлением жизни. Проходили века, тыся­челетия, и

строение живых существ все более улучшалось, приспособлялось к условиям

существования.

Вначале пищей для живых существ были только органические вещества,

возникшие когда-то из первичных углеводородов. Но с течением времени

количество таких веществ уменьшилось. В этих условиях первичные живые

организмы должны были либо погиб­нуть, либо выработать в себе способность

стро­ить органические вещества из элементов неор­ганической природы — из

углекислоты и воды. Некоторым живым существам это удалось. В процессе

последовательного развития у них появилась способность поглощать энергию

сол­нечного луча, разлагать за счет этой энергии углекислоту и строить в

своем теле из ее угле­рода и воды органические вещества. Так воз­никли

простейшие растения — сине-зеленые водоросли.

Остатки сине-зеленых водорослей обнаруживаются в древнейших отложениях земной

коры.

Другие живые существа сохранили прежний способ питания, но пищей им стали

служить первичные растения. Так возникли в своем первоначальном виде

Страницы: 1, 2, 3, 4