Все самое интересное и актуальное по теме "Абиогенез".
Биогенез и абиогенез
- Биогенез - Biogenesis - Википедия
- Гипотеза стационарного развития
- Абиогенез и естественный отбор
- Разница между абиогенезом и биогенезом
- Пролог: структура и организация носителей информации
- Определение
Возникновение жизни на Земле
| Разница между абиогенезом и биогенезом | В главное отличие между абиогенезом и биогенезом заключается в том, что абиогенез не подтвержден научными экспериментами, тогда как биогенез доказан научными экспериментами. |
| Биогенез и абиогенез презентация | Приверженцы абиогенеза и биогенеза сходились во мнении, что кипячение воды убивало любые живые существа, которые могли в ней находиться. |
| Как появилась жизнь или абиогенез простыми словами | Пикабу | Теперь исследователям абиогенеза приходилось разбираться еще и с самопроизвольным появлением этой уникальной биомолекулы. |
| 1.2 Опыт Реди. Биогенез и абиогенез — ЭкзаменТВ | К 1861 году ему, наконец, удалось утвердить биогенез как твердую теорию, а не спорную гипотезу. |
1. Происхождение жизни на Земле
В результате ряда экспериментов Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения. До биогенеза общепринятой теорией, объясняющей происхождение живых существ, был абиогенез. Все самое интересное и актуальное по теме "Абиогенез". В этой статье дается определение термина "абиогенез" и рассматриваются доказательства, подтверждающие эту теорию.
1.2 Опыт Реди. Биогенез и абиогенез
| Абиогенез: определение, теория, доказательства и примеры - Наука - 2024 | теория, утверждающая, что всё живое происходит только от живого (Ю. Либих, Л. Пастер, Г. Гельмгольц, Ф. Реди,)Абиогенез (a - отрицание) - теория возникновения. |
| Теория биогенеза | Теория биогенеза предлагает происхождение жизни, начиная с уже существующих живых существ. |
| Что такое биогенез? Сущность теории, ее сторонники и эксперименты. Особенности и теория биогенеза | Существует две основных концепции возникновения жизни на Земле: концепция абиогенеза и концепция биогенеза. |
Абиогенез и естественный отбор
При этом, смена геномного материала сопровождается преобразованием фермента отвечающего за копирование — полимеразы. Согласно идее П. Фортера, эти реакции происходили в вирусах, а выгодой стало прохождение защитных систем клетки [24]. Эволюция РНК: увеличение масштаба генома С появлением белкового синтеза в результате отбора, РНК-полимераза сняла с рибозимов обязанность репликации и позволила увеличить количество генетической информации. Белки стали промежуточным звеном построения липидной оболочки, а эволюция плоских структур РНК превратила их в трехмерные скопления, покрытые мембраной [25].
Независимость от сульфида цинка была еще невозможна, но появились пузыревидные структуры напоминающие вирусы не только механизмами репликации, но и размерами геномов. Эти кислоты использовали протоклетки , позволяющие увеличивать размер и стабильность генома. Изобретение ДНК и совершенствование ее копирования во множестве линий вирусов привело к обильному разнообразию ферментов, работающих с ней. Углубляясь в опыт прошлых глав, можно подытожить — надежная репликация ДНК знаменует скорое объединение генетических элементов в большие геномы, и последующий исход из источников возникновения не заставит себя ждать.
Дальнейшая эволюция: происхождение эукариот Остался неразрешенный вопрос перехода количества в качество — о структуре клетки. Форму эукариота поддерживает цитоскелет из тонких и толстых белковых трубочек, а моторные белки перемещают компоненты клетки и обеспечивают ее подвижность. Деление и слияние мембран регулируется специальными белками. Благодаря этому большинство эукариот способны к фагоцитозу — поглощению частиц внешней среды.
Еще одними важными органеллами являются митохондрии, которые имеют собственную генетическую систему. Их сходство с аэробными бактериями и пластидами стало первым этапом понимания происхождения эукариот. Пластиды и митохондрии образуются только в процессе деления, указывающего на происхождение от бактериальных симбионтов , попавших в цитоплазму [26]. В 2015 году найдены археи, близкие к эукариотам во множестве компонентов рис.
Экспедиция, изучавшая геотермальные поля в Северной Атлантике, после сбора осадков, населенных бактериями и археями, провела анализ их ДНК. Он показал преобладание в той локации вида архей, относящегося к некультивируемой группе глубоководных архей deep-sea Archaea group [27]. После сбора и прочтения генома средствами вычислительной биологии установленный вид оказался ближе к эукариотам, чем все известные ранее. Вид обладает большим набором сигнальных белков, которые в эукариотах регулируют: перестроение цитоскелета, сигналы между мембраной, цитоплазмой и ядром, деление клеток и другие функции.
Рисунок 4. Происхождение функций белковых доменов в клетках эукариот иллюстрация автора статьи на основе [1] В ходе эволюции эукариотам пришлось подчинить себе внутриклеточные симбиотические бактерии, вслед за тем появился новый биохимический путь. После симбиоза с митохондриями аэробное дыхание повысило эффективность использования пищи. Десятки кластеров глубоководных организмов независимо друг от друга приручили бактерии, окисляющие сероводород или метан [1].
Благодаря этому эукариоты приобрели функции фиксации азота, разложения целлюлозы, синтеза витаминов и пр. Но не надо захлебываться серотониновой пеной, ведь такой вектор эволюции кажется эгоистичным. Сложно сказать, существуют ли живые организмы только для пользы репликации генома или нет. Но в сравнении с короткой жизнью всего организма, часть информации нуклеиновых кислот существует невероятно продолжительное время, передаваясь при размножении и создавая новую структуру носителя [16].
Заключение Нами были описаны места возможного возникновения абиогенного синтеза органических соединений с содержанием нужных для этого веществ. А также на молекулярном уровне разобраны реакции получения органических соединений из простых микроэлементов на примерах работ А. Опарина и Д. Дальнейшую же эволюцию полученных биомолекул объясняют рассмотренные теории А.
Маркова и П. Фортера, которые позже подтверждаются исследованиями в геотермальных полях Северной Атлантики. На протяжении всего текста можно было наблюдать уникальную биохимическую эволюцию, закономерности которой описываются лишь свойствами химических веществ. Закончу статью словами эволюционного биолога Ричарда Докинза: «Все живое эволюционирует в результате дифференциального выживания реплицирующихся единиц».
Литература Никитин М. Происхождение жизни. От туманности до клетки.
Эта способность делает РНК идеальным кандидатом для зарождения первой жизни на Земле.
Так откуда же взялась РНК? Может ли РНК самопроизвольно образовываться? Если они могут быть синтезированы самопроизвольно в условиях ранней Земли, тогда можно будет решить большую часть головоломки о том, как зародилась жизнь. И вот, недавно было обнаружено, что некоторые молекулы действительно могут образовывать все четыре нуклеотида в присутствии ультрафиолетового излучения или солнечного света.
Первые клетки Итак, если органические молекулы и РНК могут спонтанно образовываться, то как насчет клеток? Как создаются клеточные мембраны? Липиды — это молекулы, которые составляют слой клеточной мембраны. Как стало ясно из эксперимента Миллера — Юри, липиды могут спонтанно образовываться при определенных атмосферных условиях.
Они имеют гидрофильную и гидрофобную стороны. В то время как гидрофильная сторона может взаимодействовать с водой, гидрофобная сторона — нет, и поэтому они образуют кластеры в воде. Гидрофильная сторона, обращена наружу, а гидрофобная — внутрь. Это похоже на то, как масло в лавовой лампе никогда не смешивается с жидкостью.
В липидном бислое молекулы ориентированы таким образом, что их полярные части направлены в сторону водной фазы и формируют две гидрофильные стороны, а неполярные «хвосты» формируют гидрофобную внутри бислоя. Это препятствует прохождению воды между ними и образует мембрану клетки.
В дальнейшем С. Фокс экспериментальным путем получил микросферы — капельки концентрированных растворов искусственно полученных белков протеиноидов. Последователи Опарина больше внимания уделяли происхождению матричных процессов, в т. Мёллер, С. Фокс, Г. Основные этапы абиогенеза 1. Синтез органических мономеров: органических кислот, аминокислот, углеводов, азотистых оснований.
Для этого на Земле имелись все условия: обилие воды, метана, аммиака и цианидов, отсутствие кислорода и других окислителей атмосфера носила восстановительный характер , избыток свободной энергии в виде ультрафиолетового света, электрических разрядов и вулканической деятельности. Синтез органических полимеров из имеющихся мономеров с участием неорганических катализаторов ионы металлов и неорганические матрицы в виде частиц глины. В присутствии воды образуются коацерваты или микросферы. Образование нуклеопротеидов комплексов белков и нуклеиновых кислот , появление реакций матричного типа, появление липидных мембран. Этот этап завершается появлением молекулярно-генетических систем управления и естественного отбора. Вероятно, первичными нуклеиновыми кислотами были различные типы РНК, которые обеспечивали все матричные процессы; ДНК как основной носитель генетической информации возникла значительно позже. Появление первых биологических систем — пробионтов. Опарин считал пробионтов еще неживыми существами, но его последователи считают их уже живыми. Вероятно, пробионты обладали уже всеми свойствами жизни, но системы гомеостаза и гомеореза еще не сформировались.
Появление архебионтов по терминологии А. Опарина — протобионтов — предшественников современных организмов. Архебионты характеризовались наличием основных компонентов клетки: плазмалеммы, цитоплазмы и генетического аппарата. Существовали системы обмена веществ электрон—транспортные цепи и системы воспроизведения, передачи и реализации наследственной информации репликация нуклеиновых кислот и биосинтез белка на основании генетического кода.
Открытая биология, 3 3 , 120190. Садава Д. Жизнь: наука биология. Panamerican Medical Ed. Саган, К. О терминах «биогенез» и «абиогенез». Истоки жизни и эволюция биосфер, 5 3 , 529—529. Шмидт, М. Ксенобиология: новая форма жизни как высший инструмент биобезопасности. Биологические исследования, 32 4 , 322—331. Серафино, Л. Абиогенез как теоретический вызов: некоторые размышления. Jourфинал теоретической биологии, 402, 18—20. Первые теории эволюции Королевский ботаник В свободное время Ламарк изучал растения и приобрел в этом столь обширные познания, что в 1781 году его назначили главным ботаником французского короля. Здесь он выступал с лекциями, устраивал выставки. Заметив различия между окаменелостями и современными видами животных, Ламарк пришел к выводу, что виды и признаки животных и растений не неизменны, а наоборот, меняются от поколения к поколению. Этот вывод ему подсказали не только окаменелости, но и геологические свидетельства изменений ландшафта Земли за долгие миллионы лет. Ламарк пришел к выводу, что на протяжении жизни особенности животного могут меняться в зависимости от внешних условий. Он доказал, что эти изменения передаются по наследству. Открытия Дарвина Экспедиция отплыла на корабле «Бигл» и продолжалась 5 лет. За это время исследователи посетили Бразилию, Аргентину, Чили, Перу и Галапагосские острова — десять скалистых островков у побережья Эквадора в Тихом океане, на каждом из которых существует своя фауна. В этой экспедиции Дарвин собрал огромную коллекцию горных пород окаменелостей, составил гербарии и коллекцию чучел животных. Он вел подробный дневник экспедиции и впоследствии воспользовался многими материалами сделанными на Галапагосских островах, при изложении своей теории эволюции. В октябре 1836 г. В 1858 г. В 1859 г. Книга имела огромный успех и наделала много шума, так как противоречила традиционным представлениям о возникновении жизни на Земле. Одной из самых смелых мыслей было утверждение, что эволюция продолжалась многие миллионы лет. Это противоречило учению Библии о том, что мир был создан за 6 дней и с тех пор неизменен. В наши дни большинство ученых используют модернизированный вариант теории Дарвина для объяснения изменений в живых организмах. Некоторые же отвергают его теорию по религиозным мотивам. Естественный отбор Дарвин открыл, что организмы борются друг с другом за пищу и среду обитания. Он заметил, что даже в пределах одного вида есть особи с особыми признаками, увеличивающими их шансы на выживание. Потомство таких особей наследует эти признаки, и они постепенно становятся общими. Особи, не имеющие этих признаков, вымирают. Этот процесс называют естественным отбором. Сперва все мотыльки имели серебристую окраску и были незаметными на ветвях деревьев. Выживали же мотыльки, окрашенные темнее. Эта темная окраска перешла к их потомству и впоследствии распространилась на весь вид. В своем эксперименте они использовали аппарат с колбой, наполненной водой и химическими веществами, которые, как считалось, существовали на ранней Земле. Ученые обнаружили, что эти химические вещества при определенных условиях спонтанно образуют органические молекулы. Эксперимент предполагает, что органические молекулы могли самопроизвольно образоваться на молодой Земле, став фундаментом для появления первых живых существ. Некоторые ученые считают, что условия эксперимента Миллера — Юри не соответствовали реальным, но последующие эксперименты с измененной атмосферой показали аналогичные результаты спонтанного образования аминокислот, липидов и нуклеотидов. Биогенез: теория и характеристика Согласно теории биогенеза, жизнь произошла от других уже существовавших форм жизни. Эту теорию поддержали несколько ученых, в том числе Франсиско Реди, Луи Пастер, Хаксли и Лаззаро Спалланцани; Все эти исследователи выделяются своим огромным вкладом в биологические науки. Однако теория биогенеза предполагает, что все живое кажется живым. Поэтому мы должны спросить себя, где и как появилась эта первая форма жизни? Чтобы добиться этого слабого — и замкнутого — аргумента, мы должны обратиться к теориям возникновения жизни. Этот вопрос разрешили несколько исследователей, в том числе А. Опарин и Дж. Сначала мы обсудим эксперименты, которые подтвердили биогенез, а затем вернемся к этому вопросу. Но откуда появилось первое живое существо??
Абиогенез. Верна ли его современная теория?
В широком смысле абиогенез возникновение живого из неживого одна из современных… … Энциклопедический словарь абиогенез — abiogenesis абиогенез. Oбразование вне организма свойственных живой природе органических веществ: в широком понимании А. Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов».
Сама земля обладала особыми свойствами для организации зарождения жизни. Эксперименты, проведенные Миллером и Юри, подтверждают утверждение о том, что земля ожидала своего начала в свое время. Органические молекулы, белки, растительная и животная жизнь эволюционировали вместе с нами. Были обнаружены ископаемые свидетельства, говорящие о том, что жизнь зародилась сразу же на охлажденной земле. Окаменелости показывают разнообразие видов и показывают виды, эволюционирующие в другие виды промежуточные или переходные. Например, на западе США ученые смогли проследить путь современной лошади с одним копытом до существа размером с собаку — эохиппа, которое бегало на пяти пальцах. Кроме того, согласно развитию животных и человека, все организмы начинают жизнь в одной и той же форме, в конечном итоге специализируясь на своих конкретных видах. Например, человек развивается подобно рептилии с несколькими модификациями, которые делают человеческий вид уникальным: желточный мешок для рыбьих яиц, наличие хвоста, 3-камерное сердце как у рептилии , 4-камерное сердце, двойной челюстной сустав рептилии, складки кожи жаберные щели , покрытие волос, наличие человеческих характеристик.
Одним из аргументов креационистов против ископаемых свидетельств является идея о том, что датировка ископаемых может быть неточной. Датирование ископаемых производится с использованием углерода 14, но для того, чтобы оно имело ценность, количество C-14 всегда должно было быть постоянным. Если бы интенсивность излучения в частности, космического излучения каким-либо образом отличалась, то система датирования C-14 была бы ошибочной. Ученые обнаружили окаменелости в различных слоях земли в соответствии с периодом времени, которому соответствовали организмы. Нижние слои содержали виды, связанные с началом Земли, в то время как верхние слои содержат более поздние и продвинутые виды, особенно млекопитающих. Эволюционисты считают, что эти результаты убедительно свидетельствуют в пользу эволюции. Креационисты утверждают, что причина того, что окаменелости распределены таким образом, как они есть, кроется в Великом потопе. Креационизм кратко все во Вселенной имеет Бога в качестве своей конечной причины; природа жизни на Земле является прямым результатом творческих действий Бога; альтернативным способом изложения той же идеи является: вселенная и все, что в ней есть, не могли бы возникнуть без того, чтобы высшее существо не заставило это произойти. Креационизм в значительной степени основан на религиозных верованиях. Гипотеза панспермии Греческий философ Анаксагор писал об этой идее в V веке до н.
С тех пор другие ученые, в том числе британский астроном сэр Фредерик Хойл 1915—2001 , считали, что панспермия не только объясняет, как здесь возникла жизнь, но и предполагает, что процесс продолжает приносить микробы или другие формы жизни на Землю. Определение 4 Панспермия — это теория о том, что жизнь может быть доставлена на Землю или любую другую планету путем переноса через космос метеоритами, кометами или астероидами. Панспермия затрагивает вопрос о том, как жизнь могла быть распределена по Галактике, а не о том, как на самом деле зародилась жизнь. Другие считают, что при наличии достаточного количества микробов в пылевом облаке некоторые могли бы выжить в космосе в спящем состоянии. Пример Тихоходки — это крошечные организмы, известные своей способностью выживать в самых суровых условиях, являются одним из примеров жизнеспособных организмов. Различные виды панспермии Литопанспермия. Литопанспермия предполагает, что микроскопическая жизнь экстремофильного типа может существовать в обломках, выброшенных в космос в результате столкновений планет с астероидами и кометами. Радиопанспермия постулирует, что организмы могут путешествовать в космосе под воздействием радиационного давления звезд — в этой ситуации утверждается, что смертельное действие ультрафиолетового и рентгеновского излучения плюс космический вакуум не полностью уничтожают все микроорганизмы, и что, возможно, выживет достаточное количество, чтобы создать подходящую планетарную среду.
Несмотря на это, происхождение жизни остается загадкой. Теория биогенеза Некоторые ученые скептически относились к гипотезе самозарождения, особенно в более поздний период.
В 1858 году учёный Рудольф Вирхов выдвинул контргипотезу, утверждая, что жизнь может возникнуть только из жизни. Однако у него не было экспериментов, подтверждающих это. В 1861 году Луи Пастер решил эту проблему, проведя собственные эксперименты по проверке гипотезы биогенеза. Его эксперименты оказались успешными, поэтому биогенез теперь является солидной теорией, а не просто гипотезой. Эксперименты Пастера были призваны доказать, что микроорганизмы живут в воздухе и могут загрязнять пищу и жидкости, но сам воздух не является первоначальным источником этих микробов. Они не появляются просто так. Сначала он сварил говяжий бульон в нескольких разных емкостях. В то время люди уже знали, что тепло убивает микроскопические организмы, и опыты Пастера подтвердили это. После того как бульон закипел, Пастер немедленно запечатал некоторые емкости, а другие оставил открытыми для охлаждения. В закрытых емкостях микробы не развивались, а появлялись в открытых.
На другом этапе этого эксперимента Пастер разработал специальную колбу с S-образным отверстием, которое препятствовало проникновению бактерий, даже если она была открыта для воздуха. Горлышко фляги было резко изогнуто, очень похоже на шею лебедя. Эта извилистая конструкция удерживала бактерии в изгибе, поэтому они не могли добраться до говяжьего бульона, хотя воздух мог проникнуть внутрь. В совокупности эти эксперименты опровергли спонтанное зарождение и подтвердили теорию биогенеза. Работа Луи Пастера стала значительным вкладом в научное сообщество, а биогенез стал видной теорией в микробиологии. Эксперименты, подтверждающие теорию биогенеза Эксперименты, подтверждающие самопроизвольное зарождение, не удосужились ни стерилизовать используемый материал, ни держать контейнер, в котором проводился эксперимент, закрытым.. По этой причине прилетали мухи или другие животные например, мыши и откладывали яйца, что ошибочно интерпретировалось как самопроизвольное зарождение жизни. Эти исследователи полагали, что стали свидетелями рождения живых органических существ из безжизненной материи. К числу наиболее выдающихся экспериментов, в которых удалось дискредитировать абиогенез, относятся работы Франческо Реди и Луи Пастера.. Опыты Франческо Реди Франческо Реди был врачом из Италии, который интересовался самопроизвольным зарождением жизни.
Чтобы попытаться опровергнуть это убеждение, Реди разработал серию контролируемых экспериментов, чтобы продемонстрировать, что жизнь может возникнуть только из существующей жизни.. В конструкции эксперимента использовалась серия банок с кусочками мяса внутри, запечатанных марлей. Роль марли заключалась в том, чтобы пропускать воздух, исключая проникновение насекомых и откладывание яиц. На самом деле в банках, закрытых марлей, следов животных обнаружено не было, а яйца мух оказывались на поверхности марли.
В 1765 г. Спалланцани подверг критике взгляды «сениоров Нидхэма и Бюффона». На результаты этого опыта виталисты возразили: длительное кипячение убивает «жизненную силу», которая не может проникнуть затем в запаянную колбу. Споры между сторонниками абиогенеза допускавшими возможность самозарождения жизни и биогенеза все живое от живого продолжались и в XIX в. Возможность самозарождения допускал Эразм Дарвин. Даже Ламарк в 1809 г. В общем можно сказать, что способность к самозарождению чаще принималась трансформистами, а сторонниками биогенеза чаще выступали критики трансформизма. Однако между взглядами на проблему происхождения жизни и на возможность существования эволюции нет прямой связи. Многократно наблюдавшиеся случаи загнивания питательных сред, предварительно прокипяченных, вновь и вновь давали пищу для предположений о возможности самозарождения. В ту пору еще не было известно, что некоторые бактерии или их споры например, сибирской язвы выдерживают длительное кипячение. Впрочем, немецкий натурфилософ Лоренц Окен еще в своей книге «Зарождение» 1805 выступил убежденным сторонником биогенеза[211]. Окен был одним из провозвестников клеточной теории. Задолго до В. Вернадского он писал о том, что масса живого вещества на Земле есть величина постоянная. Окен заключил «Зарождение» словами: Nullum vivum ex ovo! Нет живого не из яйца! Все живое от живого. С новой силой разгорелись споры вокруг проблемы самозарождения в середине XIX в. Пуше повторил опыты предшественников и настаивал на том, что в присутствии «жизненной силы» возможно самозарождение микроорганизмов. Как уже говорилось, в разгар спора в том же 1859 г. Французская академия назначила специальную премию за окончательное разрешение вопроса о возможности самозарождения жизни. Эту премию в 1862 г. Пастер провел эксперимент, соперничающий по своей простоте со знаменитым опытом Реди. Он кипятил в колбе различные питательные среды, в которых могли развиваться микроорганизмы.
Столетие исследованиям абиогенеза: великий квест продолжается
Эксперимент Реди Этот исследователь разработал эксперимент, чтобы показать, что насекомые не возникают спонтанно. Для этого он поместил разные виды мяса в восемь стеклянных банок, оставив четыре из них полностью открытыми, а другая половина накрыла их марлей, которая пропускала воздух, но не насекомых. Через несколько дней в открытом мясе появились личинки, а в закрытом, по-видимому, не было жизни. Результат эксперимента показал, что мухам необходимо откладывать яйца в мясо, чтобы появились другие представители их вида.
Это эксперимент, связанный с теорией биогенеза, и он был бы успешным в вытеснении спонтанного зарождения, если бы не открытия голландца Антона Ван Левенгука, отца микробиологии. Левенгук через несколько лет после того, как итальянец провел свое исследование, повторил эксперимент Реди, но на этот раз он исследовал мясо под микроскопом. Как в открытом, так и в закрытом мясе можно было наблюдать микроорганизмы, и в результате идеи спонтанного зарождения оставались возможными, по крайней мере, для этих живых организмов.
Осознание того, что животные могут исчезнуть Джордж Кювье был первым человеком, который задался таким вопросом. В 1796 году он написал статью о слонах, в которой описал африканские и азиатские разновидности. Также он упомянул о третьем типе слонов, известному науке только по его костям.
Кювье отметил ключевые отличия в форме челюсти третьего слона и предположил, что этот вид должен быть совершенно отдельным. Ученый назвал его мастодонтом, но где же тогда живые особи? По мнению Кювье, «все эти факты находятся в соответствии между собой и не противоречат ни одному другому сообщению, поэтому мне кажется возможным доказать существование мира, предшествующего нашему и разрушенному вследствие своего рода катастрофы».
Он не остановился только на этой революционной идее. Кювье изучил окаменелости других древних животных — попутно введя термин «птеродактиль» — и выяснил, что некогда рептилии были доминирующим видом. Минусы и недостатки абиогенеза В те далёкие времена наука была на начальных стадиях развития — очень многое ещё только предстояло узнать, а большинство утверждений и взглядов на жизнь были не просто ошибочными, а даже абсурдными.
Сейчас даже ученики начальной школы знают, что живое не может появиться из мёртвого. Опыты, якобы доказывающие состоятельность теории самозарождения, были проведены в ненадлежащих условиях, некоторые факторы не учитывались, из-за этого и сложилось ошибочное мнение о происхождении жизни на земле. Тем не менее и в те далекие времена были люди, считавшие эту концепцию абсурдной и старавшиеся привести опыты, опровергающие её.
Франческо Реди провёл ряд опытов в этой целью. Так он два одинаковых свежих куска мяса клал в глиняные горшочки, один из которых накрывал кисеей, а другой — нет. Соответственно, во втором он нашёл некие живые организмы, а в первом — нет.
Это значительно пошатнуло данное учение, но мир еще не был готов принять это. Его дело продолжали такие учёные, как Спалланцани и Пастер. Они сделали огромный вклад в науку, опровергнув в итоге теорию самозарождения.
После всех проведённых опытов возникает следующий вопрос: если все живое появляется из живого, то откуда взялся первичный, самый изначальный материал? К сожалению, человечеству уже не удастся узнать, что происходило на нашей планете миллиарды лет назад. Но существуют некоторые предположения по этому вопросу.
Считают, что в самом начале атмосфера Земли состояла из водяного пара, углекислого газа и аммиака, и органические соединения образовались в результате действия атмосферного электричества. Итак, теория самозарождения жизни — это очень сильная и состоятельная концепция, хоть и опровергнутая. Но она имеет некий смысл и имеет место быть в истории, причем довольно продолжительное время.
Её можно назвать одной из самых влиятельных теорий происхождения жизни на нашей планете. Ссылки Бергман, Дж. Почему невозможен абиогенез.
Ежеквартальное издание Creation Research Society, 36 4. Просс, А. Происхождение жизни: что мы знаем, что можем знать и чего никогда не узнаем.
Открытая биология, 3 3 , 120190. Садава Д. Жизнь: наука биология.
Panamerican Medical Ed. Саган, К. О терминах «биогенез» и «абиогенез».
Истоки жизни и эволюция биосфер, 5 3 , 529—529. Шмидт, М. Ксенобиология: новая форма жизни как высший инструмент биобезопасности.
Биологические исследования, 32 4 , 322—331. Серафино, Л. Абиогенез как теоретический вызов: некоторые размышления.
Jourфинал теоретической биологии, 402, 18—20. Первые теории эволюции Королевский ботаник В свободное время Ламарк изучал растения и приобрел в этом столь обширные познания, что в 1781 году его назначили главным ботаником французского короля. Здесь он выступал с лекциями, устраивал выставки.
Пастер использовал колбы с горизонтальным S-образным горлышком. В открытое горлышко из воздуха могла проникать «жизненная сила», а споры микроорганизмов оседали на изгибе трубки и не попадали в колбу. Питательный бульон в колбе оставался стерильным, микроорганизмы в нём не возникали. В результате ряда экспериментов Пастер окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения жизни и доказал справедливость теории биогенеза: «всё живое от живого». Луи Пастер а и колба Пастера с S-образным горлышком б Это интересно: Пастер, пастеризация, асептика и антисептика За эксперимент, доказавший невозможность самозарождения микроорганизмов, Луи Пастеру была вручена специальная премия Французской академии наук. Именно благодаря трудам этого учёного появились антисептики и асептики, открывшие дорогу современной хирургии. Впоследствии этот способ получил название в честь своего изобретателя — пастеризация.
Пастер выяснил, что некоторые бактерии очень устойчивы к воздействию высоких температур и уничтожить их можно только путём длительного кипячения, или нагревания под давлением, или прокаливания, или с помощью специальных химических растворов. Уничтожение всех микроорганизмов и их спор называется стерилизацией от лат. Антисептика от лат. При антисептических процедурах используют механические, физические и химические методы воздействия. Термин был введён английским хирургом Дж. Принглом, описавшем антисептическое действие хинина — вещества, извлекаемого из коры хинного дерева. Похожим словом — антисептики — называются обеззараживающие вещества: различные спирты, раствор йода, соединения фенола и др.
Аcептика — это мероприятия, направленные на предупреждение попадания микроорганизмов в рану путём обеззараживания рук хирурга, хирургических инструментов и перевязочного материала. Методики обеззараживания — кипячение, прокаливание, обработка химическими веществами раствором хлорной извести, этиловым спиртом. До осознания врачами того, что всё, что соприкасается с раной, должно быть стерильно, хирурги не делали операций, связанных со вскрытием полостей человеческого тела, поскольку такие вмешательства обычно вызывали быструю гибель пациента. Внедрение асептики и антисептики в хирургию стало одним из величайших достижений медицины XIX века. Александр Иванович Опарин. В 1924 г. Учёный предположил, что под влиянием солнечного излучения, мощных электрических разрядов молний и извержений вулканов в атмосфере древней Земли 4—4,5 млрд лет назад из неорганических веществ могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для появления жизни.
Самоорганизация сгустков органических молекул в водах древнего океана привела к появлению первых примитивных одноклеточных существ, похожих на современных бактерий. Условия древней Земли: а — частые грозы; б — жёсткое ультрафиолетовое солнечное излучение; в — бурная вулканическая деятельность; г — безжизненный океан. Одновременно с А. Опариным подобные взгляды на возможность зарождения жизни были высказаны американским учёным Джоном Холдейном. Их гипотеза возродила интерес учёных к идеям самозарождения абиогенеза. Узнать больше: вероятный механизм абиогенного происхождения жизни 9—11 кл. Гипотеза абиогенеза основывается на данных науки о формировании Земли примерно 4,5 млрд лет назад.
После образования планеты как твёрдого тела и её постепенного остывания происходила конденсация водяного пара в первичной атмосфере Земли. Дождевая вода с растворёнными в ней веществами накапливалась в углублениях рельефа. Первичная атмосфера Земли содержала углекислый газ, сероводород, метан, аммиак и пары воды; кислород почти полностью отсутствовал, следовательно, не существовало озонового слоя, поглощающего жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца. Энергию для образования и разрыва химических связей поставляли такие источники, как ультрафиолетовое излучение Солнца, электрические разряды при грозах молнии , ядерные реакции уровень естественной радиоактивности был очень высок , высокая температура вследствие мощной вулканической деятельности. По мнению А. Опарина, на протяжении миллионов лет вода на поверхности Земли насыщалась органическими соединениями, самопроизвольно образующимися в атмосфере. Часть этих веществ разрушалась, однако некоторые из них могли скапливаться в определённых местах, образуя более сложные органические вещества.
Например, из скоплений жирных кислот и спиртов образовывались липиды, а из аминокислот — пептиды. Далее из этих веществ образовывались обособленные сгустки — зоны повышенной концентрации органического вещества. Эти сгустки Опарин назвал коацерватными каплями, или коацерватами от лат. Такое состояние древнего океана учёный назвал «первичным бульоном», имея в виду его насыщенность органическим веществом, создавшимся абиогенным путём. Схема образования коацерватных капель. Позднее экспериментально было доказано, что липиды склонны к самопроизвольному образованию однослойных на поверхности воды и двухслойных в толще воды жировых плёнок. Плёнки, напоминающие бислой цитоплазматической мембраны, могли окружать сгустки, состоящие из белковых молекул пептидов и других органических веществ.
Цитоплазматическая мембрана современных клеток — двойной слой липидов. Для дальнейшей эволюции жизни важны были те коацерваты, которые содержали в себе белково-нуклеиновые комплексы. Биологические мембраны, организовавшиеся на основе жировых плёнок, обеспечивали коацерватам защиту и независимое существование, создавая упорядоченность биохимических процессов. Такие сложные коацерватные капли были способны поглощать вещества из окружающей среды. Если в коацерватные капли попадали катализаторы например, ферменты , то в них происходили химические реакции, в том числе полимеризация мономеров, поступающих из внешней среды. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и массе. В дальнейшем сохранялись только те простейшие живые структуры, которые были способны к саморегуляции и самовоспроизводству.
Так появились первые живые клетки — пробионты, или протобионты от др. Так закончилась химическая эволюция и наступило время биологической эволюции живой материи. Свернуть Узнать больше: вероятное начало биологической эволюции 9—11 кл. В начале биологической эволюции источником питания, вероятно, служили запасы органических веществ, созданных абиогенным путём. Первые клетки были, скорее всего, анаэробными осмотрофными гетеротрофами, поскольку атмосфера древней Земли не содержала кислорода, а «первичный бульон» отличался высокой концентрацией органических веществ. Протобионты не были способны производить вещества своих тел самостоятельно и поглощали их из «первичного бульона». Со временем запасы органических соединений, накопившиеся за миллионы лет в виде «бульона», истощились, и организмы были вынуждены начать синтез необходимых органических веществ из неорганических внутри клетки.
Так появились автотрофные организмы — хемотрофы и фототрофы. Самые древние остатки живых существ принадлежат фотосинтезирующим организмам. Это окаменевшие цианобактериальные маты — строматолиты от др. Современные строматолиты на побережье Австралии а ; спил древнего строматолита б — видны слои, образованные микроорганизмами. Жизнедеятельность фотосинтезирующих организмов вызвала накопление в атмосфере кислорода и появление озонового слоя. Количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли, уменьшилось, это затрудняло абиогенный синтез органических веществ и их накопление в древнем океане.
Формальдегид опадает с дождями, возникая при фотолизе метана. Угарный газ выделяется в составе газов вулкана. Все три случая рассмотрены ранее и внимательный читатель вспомнит их, но именно диоксид углерода стал конечным нужным соединением.
Хотя его восстановление без качественных катализаторов медленное, мы помним, что при абиогенном восстановлении реакция происходит под действием ультрафиолета или температуры. Выбор между способами использования углерода в обмене веществ зависит от среды. Рибулозо-монофосфатный цикл, питаемый формальдегидом [18] похож на древнейший синтез сахаров, а участие муравьиной кислоты в синтезе пуринов табл. РНК: энергия липидной мембраны Возвратимся к теме липидов. Электроны связей молекулы воды смещены из-за большей электроотрицательности кислорода. Вследствие этого одна сторона молекулы несет положительный заряд, а другая — отрицательный. Поэтому вещества с полярными молекулами гидрофильные притягиваются и смешиваются с водой, а неполярные молекулы гидрофобные — нет [19]. В живых организмах клетки окружены мембраной из двух слоев липидов, при смешивании их молекул в воде получается эмульсионная взвесь, а не растворение. Наружная сторона мембраны несет положительный заряд, а внутренняя — отрицательный.
Такой электрический потенциал используется при передаче и хранении энергии, а также транспорта веществ вместе с протонами для компенсации заряда мембраны [20]. Вероятно, протоклетки имели примитивные оболочки из липидов, которые пропускали протоны и ионы металлов, но задерживали белки и РНК, поэтому выход из геотермальных водоемов в среду с высоким содержанием натрия потребовал создания клетками способа его «откачки» [21]. Появления натриевых насосов, использующих энергию реакций, и освоение новых кислых сред подтверждает образование мембран в тот период, когда аденозинтрифосфаты уже были в наличии. Я отвечу, что реакция превращения рибозы в дезоксирибозу связана с образованием опасных радикалов , поэтому рибозимы не могут ее осуществлять. Реакцию проводят ферменты — большие белки, для кодирования которых нужны минимум тысячи нуклеотидов. Эволюция предковых образований клеток тесно связана с вирусами. Так, П. Фортер считает главной стадией жизни вируса — ее активную часть в зараженной клетке [22]. Вирусы образуют кластеры, сочетающие клеточные и вирусные белки, где клетки синтезируют копии вируса под контролем вирусного генома.
На этом этапе видно, что задача хранения генетической информации осуществляется разными вариациями соединений, но естественным отбором избраны содержащиеся в нынешних клетках. К слову, синтетическая биология достигла больших результатов, создавая альтернативные нуклеотиды. В 2014 году, «нуклеотидный алфавит» был расширен до шести букв за счет включения нескольких синтетических пар гидрофобных нуклеиновых оснований [23]. При этом, смена геномного материала сопровождается преобразованием фермента отвечающего за копирование — полимеразы. Согласно идее П. Фортера, эти реакции происходили в вирусах, а выгодой стало прохождение защитных систем клетки [24]. Эволюция РНК: увеличение масштаба генома С появлением белкового синтеза в результате отбора, РНК-полимераза сняла с рибозимов обязанность репликации и позволила увеличить количество генетической информации. Белки стали промежуточным звеном построения липидной оболочки, а эволюция плоских структур РНК превратила их в трехмерные скопления, покрытые мембраной [25]. Независимость от сульфида цинка была еще невозможна, но появились пузыревидные структуры напоминающие вирусы не только механизмами репликации, но и размерами геномов.
Эти кислоты использовали протоклетки , позволяющие увеличивать размер и стабильность генома. Изобретение ДНК и совершенствование ее копирования во множестве линий вирусов привело к обильному разнообразию ферментов, работающих с ней. Углубляясь в опыт прошлых глав, можно подытожить — надежная репликация ДНК знаменует скорое объединение генетических элементов в большие геномы, и последующий исход из источников возникновения не заставит себя ждать. Дальнейшая эволюция: происхождение эукариот Остался неразрешенный вопрос перехода количества в качество — о структуре клетки. Форму эукариота поддерживает цитоскелет из тонких и толстых белковых трубочек, а моторные белки перемещают компоненты клетки и обеспечивают ее подвижность. Деление и слияние мембран регулируется специальными белками. Благодаря этому большинство эукариот способны к фагоцитозу — поглощению частиц внешней среды. Еще одними важными органеллами являются митохондрии, которые имеют собственную генетическую систему. Их сходство с аэробными бактериями и пластидами стало первым этапом понимания происхождения эукариот.
Пластиды и митохондрии образуются только в процессе деления, указывающего на происхождение от бактериальных симбионтов , попавших в цитоплазму [26].
Положения концепции гипотезы абиогенеза следующие: Живое и неживое различаются по химическому составу и его особенностям обмену веществ. Все теории данного направления называют биохимическим абиогенезом. Происхождение жизни произошло именно на Земле, естественным путем и с затратами свободной энергии. Это результат появления сложных органических веществ из простых неорганических с появлением новых химических реакций между ними. Все теории происхождения жизни данного направления называются геоцентрическими. Главные свойства и признаки живого - это обмен веществ, самовоспроизведение себе подобных, наследственность и изменчивость. Таким образом, абиогенез - это геоцентрические и химические теории, объясняющие происхождение живого. Жизнь как результат биогенеза Биогенез во главу угла ставит термодинамические и экологические свойства, отличающие живое от неживого. При этом генетический, эволюционный и биохимический подходы считаются дополнительными.
Концепции биогенеза следующие: Живое, как и неживое, — это два взаимосвязанных и неразделимых состояния материи. Эти теории носят название физических. Термодинамическая противостояние энтропии и системная соподчинение и устойчивые динамические связи составляющая — это главные свойства и признаки жизни. Жизнь возникла во Вселенной, а биосфера Земли — проявление живой части Космоса. Эти теории называют космическими. Биогенез, таким образом, это космоцентрические физические теории происхождения жизни. Современные воззрения Современная наука придерживается точки зрения, которая объединяет все концепции в единую систему знаний о том, как неживая материя превратилась в живую. Как наиболее вероятный путь происхождения живого современная наука признает, что начальный этап — это абиогенез. И состоит он из 3 начальных этапов: Появление биологических мономеров.
Абиогенез. Верна ли его современная теория?
Итак, открываем колбу и микроорганизмы растут. Конечный результат Ладзаро Спалланцани пришел к выводу, что, хотя один час кипячения стерилизует суп, нескольких минут кипячения недостаточно, чтобы убить имеющиеся бактерии. Также микроорганизмы в колбах с испорченным супом попали в воздух. Часто задаваемые вопросы о биогенезе Вопрос 1: Каковы сильные стороны биогенеза?
Отвечать: The theory of biogenesis explains that living organisms came from other living organisms, as opposed to the theory of spontaneous generation which say that living things came from nonliving matter. So, it is well supported by other investigations. Вопрос 2: Что более принято биогенез или абиогенез?
Отвечать: The difference between abiogenesis and biogenesis is that abiogenesis has not been approved by scientific experiments whereas biogenesis has been proved by scientific experiments. So, biogenesis is more accepted. Вопрос 3: Каковы основные аргументы в пользу биогенеза?
Отвечать: The theory of biogenesis states that new living organisms can only emerge from other previously existing living organisms as the result of reproduction. Вопрос 4: Что такое мембранный биогенез? Отвечать: Membrane biogenesis is the process of formation of the biological membrane.
It involves the synthesis of cell membranes with the help of proteins and lipids. Вопрос 5: Как биогенез связан с клеточной теорией? Отвечать: The idea of spontaneous generation was replaced by cell theory which states all cells come from the existing cells, not from non-living things.
Конечный результат Весь эксперимент опроверг идею самозарождения всех живых организмов, от мельчайших микробов до гигантских животных. Кроме того, он дал теорию биогенеза. Если говорить о его экспериментах, то он доказал, что микробы происходят от других микробов. Согласно гипотезе Пастера: Все живые организмы возникают из клеток организмов на частицах пыли в воздухе, а не из самого воздуха. Процедура Выбрав несколько уникальных S-образных колб и разделив их на два разных набора, мы приготовили бульон. Приготовленный бульон добавляли в первый набор S-образных колб, затем кипятили и закрывали колбы крышками. Во вторую S-образную колбу добавили приготовленный бульон, вскипятили и открыли. После этого он разместил оба набора колб первый и второй в разных местах. Наблюдение Через несколько дней он заметил, что: Пыль собиралась на горлышках колб. В первом наборе колб рост микробов не наблюдался.
Во втором наборе колб также наблюдался микробный рост. Конечный результат Таким образом, он доказал, что микробы также присутствуют в воздухе, но не возникают из воздуха или пыли. В обоих наборах колб он кипятил бульон одинаково, но первый набор колб был запечатан, а второй набор оставлен открытым для проникновения, размножения и размножения микробов. Это как: от абиогенеза к спонтанному зарождению жизни могут исходить неживые существа. Процедура Взял две бутылки и бульон жидкая среда, содержащая белки и другие питательные вещества в каждой из двух отдельных бутылок. В первой бутылке подогрейте отвар и охладите его через некоторое время.
Однако, пока это не произойдет, несколько ученых проводят эксперименты, чтобы доказать и укрепить каждую из теорий. В настоящее время биогенез является общепринятой теорией, объясняющей, как живые существа появились на Земле.
Абиогенез x Биогенез: защитники Первой возникла теория абиогенеза. Таким образом, его защитники уходят корнями в прошлое. Абиогенез х Биогенез: эксперименты В 1668 году Франческо Реди первым поставил под сомнение теорию абиогенеза. Для этого он провел эксперимент с кусками сырого мяса в закрытых и открытых банках. Через несколько дней личинки появлялись только в открытых колбах. Реди пришел к выводу, что мухи откладывают яйца в открытых банках. Поскольку личинки не появлялись в закрытых колбах, было продемонстрировано, что живые существа не появлялись спонтанно. Эксперимент Реди доказал, что живые организмы могут возникнуть только из другой ранее существовавшей формы жизни.
Узнайте больше об эксперименте Redi.
Текущая жизнь, результат абиогенеза. С этим определением несколько разошлись хотя и следует тем же основным принципам , потому что разные учебники биологии определяют жизнь по-разному. Джеймс Гулд: Большинство словарей определяют жизнь как свойство, которое отличает живых от мертвых, и определяют мертвых как лишенных жизни.
Эти необычно круглые и неудовлетворительные определения не дают нам ни малейшего представления о том, что у нас общего с простейшими и растениями. Это различие также можно найти в книгах о происхождении жизни. Джон Касти дает одно предложение: По более или менее общему мнению, в настоящее время сущность считается «живой», если она способна выполнять три основных функциональных действия: метаболизм, самовосстановление и репликацию. Дирк Шульце-Макух и Луи Ирвин, напротив, проводят всю первую главу своей книги на эту тему.
Ферментация Цикл лимонной кислоты Общая диаграмма химических реакций метаболизма в цикл лимонной кислоты можно распознать как кружок чуть ниже середины рисунка Альберт Ленингер примерно в 1970 году заявил, что ферментация, включая гликолиз, является подходящим примитивным источником энергии для зарождения жизни. Поскольку живые организмы, вероятно, впервые возникли в атмосфере, лишенной кислорода, анаэробная ферментация является самым простым и наиболее примитивным типом биологического механизма получения энергии из молекул питательных веществ. Ферментация включает гликолиз, который довольно неэффективно преобразует химическую энергию сахара в химическую энергию АТФ. Хемиосмос Окислительное фосфорилирование Хемиосмотическое связывание митохондрий Поскольку Ферментация была выяснена примерно в 1970 году, в то время как механизм окислительного фосфорилирования не был выяснен, и некоторые споры все еще существуют, ферментация могло показаться слишком сложным для исследователей происхождения жизни в то время.
Хемиосмос Питера Митчелла теперь общепризнан как правильный. Даже сам Питер Митчелл предполагал, что брожение предшествовало хемиосмосу. Однако хемиосмос встречается в жизни повсеместно.
Определены вероятные условия абиогенного синтеза полипептидов на ранней Земле
Абиогенез и биогенез — две научные теории, пытающиеся объяснить происхождение жизни на Земле. новостей и на странице Марка на [1] (см. также [2]. На протяжении многих лет было разработано множество теорий, пытающихся выяснить происхождение живых существ, таких как абиогенез (самозарождение) и биогенез (Жизнь возникает из другой формы жизни). и -генез), — процесс превращения неживой природы в живую. Термин биогенез был придуман Генри Чарльтон Бастиан означать создание формы жизни из неживых материалов; тем не мение, Томас Генри Хаксли выбрал термин абиогенез и пересмотрели биогенез жизни, возникшей из существовавшей ранее жизни.[4]. Гипотеза абиогенеза имеет много нерешенных проблем, различных взглядов на определенные этапы химической эволюции. Одной из проблем при разработке научных моделей абиогенеза является объяснение того, как молекулы превращаются в клетки, которые стали самовоспроизводящимися.
Презентация, доклад Представления о возникновении жизни на Земле
это процесс, который позволил неживой материи стать живыми клетками в источнике всех других форм жизни. это процесс, который позволил неживой материи стать живыми клетками в источнике всех других форм жизни. Согласно гипотезе абиогенеза, жизнь возникла из неживой материи, и тем самым объясняет вечное существование Земли и жизни на ней, а все живые существа появились только от живых (биогенез). Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: После возникновения Земля представляла собой знойную и горячую сферу без жизни. Спустя же 4,5 миллиарда лет природа. В главное отличие между абиогенезом и биогенезом заключается в том, что абиогенез не подтвержден научными экспериментами, тогда как биогенез доказан научными экспериментами.
Определены вероятные условия абиогенного синтеза полипептидов на ранней Земле
Их гипотеза возродила интерес учёных к идеям самозарождения абиогенеза. Узнать больше: вероятный механизм абиогенного происхождения жизни 9—11 кл. Гипотеза абиогенеза основывается на данных науки о формировании Земли примерно 4,5 млрд лет назад. После образования планеты как твёрдого тела и её постепенного остывания происходила конденсация водяного пара в первичной атмосфере Земли. Дождевая вода с растворёнными в ней веществами накапливалась в углублениях рельефа. Первичная атмосфера Земли содержала углекислый газ, сероводород, метан, аммиак и пары воды; кислород почти полностью отсутствовал, следовательно, не существовало озонового слоя, поглощающего жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца. Энергию для образования и разрыва химических связей поставляли такие источники, как ультрафиолетовое излучение Солнца, электрические разряды при грозах молнии , ядерные реакции уровень естественной радиоактивности был очень высок , высокая температура вследствие мощной вулканической деятельности. По мнению А. Опарина, на протяжении миллионов лет вода на поверхности Земли насыщалась органическими соединениями, самопроизвольно образующимися в атмосфере. Часть этих веществ разрушалась, однако некоторые из них могли скапливаться в определённых местах, образуя более сложные органические вещества. Например, из скоплений жирных кислот и спиртов образовывались липиды, а из аминокислот — пептиды.
Далее из этих веществ образовывались обособленные сгустки — зоны повышенной концентрации органического вещества. Эти сгустки Опарин назвал коацерватными каплями, или коацерватами от лат. Такое состояние древнего океана учёный назвал «первичным бульоном», имея в виду его насыщенность органическим веществом, создавшимся абиогенным путём. Схема образования коацерватных капель. Позднее экспериментально было доказано, что липиды склонны к самопроизвольному образованию однослойных на поверхности воды и двухслойных в толще воды жировых плёнок. Плёнки, напоминающие бислой цитоплазматической мембраны, могли окружать сгустки, состоящие из белковых молекул пептидов и других органических веществ. Цитоплазматическая мембрана современных клеток — двойной слой липидов. Для дальнейшей эволюции жизни важны были те коацерваты, которые содержали в себе белково-нуклеиновые комплексы. Биологические мембраны, организовавшиеся на основе жировых плёнок, обеспечивали коацерватам защиту и независимое существование, создавая упорядоченность биохимических процессов. Такие сложные коацерватные капли были способны поглощать вещества из окружающей среды.
Если в коацерватные капли попадали катализаторы например, ферменты , то в них происходили химические реакции, в том числе полимеризация мономеров, поступающих из внешней среды. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и массе. В дальнейшем сохранялись только те простейшие живые структуры, которые были способны к саморегуляции и самовоспроизводству. Так появились первые живые клетки — пробионты, или протобионты от др. Так закончилась химическая эволюция и наступило время биологической эволюции живой материи. Свернуть Узнать больше: вероятное начало биологической эволюции 9—11 кл. В начале биологической эволюции источником питания, вероятно, служили запасы органических веществ, созданных абиогенным путём. Первые клетки были, скорее всего, анаэробными осмотрофными гетеротрофами, поскольку атмосфера древней Земли не содержала кислорода, а «первичный бульон» отличался высокой концентрацией органических веществ. Протобионты не были способны производить вещества своих тел самостоятельно и поглощали их из «первичного бульона». Со временем запасы органических соединений, накопившиеся за миллионы лет в виде «бульона», истощились, и организмы были вынуждены начать синтез необходимых органических веществ из неорганических внутри клетки.
Так появились автотрофные организмы — хемотрофы и фототрофы. Самые древние остатки живых существ принадлежат фотосинтезирующим организмам. Это окаменевшие цианобактериальные маты — строматолиты от др. Современные строматолиты на побережье Австралии а ; спил древнего строматолита б — видны слои, образованные микроорганизмами. Жизнедеятельность фотосинтезирующих организмов вызвала накопление в атмосфере кислорода и появление озонового слоя. Количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли, уменьшилось, это затрудняло абиогенный синтез органических веществ и их накопление в древнем океане. Но плотность организмов в водной среде увеличилась, поэтому часть гетеротрофов получила возможность перейти от осмотрофного питания к хищничеству, то есть поглощению других клеток. Молекулярный кислород ядовит для анаэробных организмов, а обитатели древней Земли были анаэробами. Учёные считают, что насыщение атмосферы кислородом стало первой глобальной экологической катастрофой, которая привела к вымиранию многих организмов. Выжившие приспособились, выработав системы защиты от действия кислорода, а некоторые научились использовать его для окисления органических веществ.
Так появилось и распространилось кислородное дыхание, а анаэробные формы жизни сохранились только в тех местах, где наблюдается недостаток кислорода на дне океана, в воде горячих источников. Использование кислорода позволило получать дополнительную энергию по сравнению с бескислородным обменом веществ, поэтому аэробы получили конкурентное преимущество. Между разными группами организмов сформировались экологические связи: пищевые взаимоотношения хищников и жертв, выделение кислорода фотосинтетиками и поглощение его аэробами и др. Так появились первые экосистемы. Постепенно благодаря спонтанным изменениям наследственного материала мутациям и процессу естественного отбора появились все живые организмы, существующие на Земле. Именно от аэробных организмов произошло большинство современных видов, а озоновый слой, поглощающий жёсткое ультрафиолетовое излучение, позволил жизни выйти на сушу. Свернуть Узнать больше: гипотеза о хемотрофах-первопроходцах 9—11 кл. В настоящее время учёные склоняются к тому, что первыми живыми организмами на Земле были не гетеротрофные, а хемотрофные прокариоты. Они жили на дне морей и окисляли неорганические соединения без участия кислорода, а полученную энергию использовали для синтеза органических веществ из углекислого газа. Гетеротрофы и фототрофы, согласно этой гипотезе, возникли позднее.
Узнать больше: эксперименты Миллера — Юри и их последователей 9—11 кл. В середине ХХ в. Опарина и Дж. Холдейна получила экспериментальное подтверждение. Установка состояла из двух колб «океана» и «атмосферы» , соединённых трубками. В «атмосферу» помещалось устройство, имитирующее молнии, — два электрода, между которыми периодически проходил разряд напряжением около 60 тыс. В «океане» вода периодически нагревалась до кипения. Установку заполнили газовой смесью, схожей по составу с атмосферой, предположительно существовавшей на древней Земле: метаном, водородом, аммиаком, азотом, сероводородом. Водорастворимые продукты реакций конденсировались в холодильнике и снова стекали в «океан». Установка Миллера-Юри.
Через неделю после начала работы аппарата был исследован состав «океанической воды».
Поэтому он эвакуировал контейнер после запечатывания его закрытым. Бульон впоследствии не затуманивался ростом бактерий, что подтверждает теорию биогенеза. Критики утверждают, что воздух необходим для жизни. Таким образом, отсутствие роста бактерий предполагалось из-за недостатка воздуха, а не потому, что бактерии распространяются в результате загрязнения. Эта критика стояла почти столетие, прежде чем Пастер вышел на сцену и опрокинул ее.
Экспериментальное оборудование Пастера Эксперимент, проведенный Пастером в 1859 году, однозначно опроверг теорию самопроизвольной генерации на микроскопическом уровне. Он сварил мясной бульон в колбе с длинной шеей, изогнутой вниз, а затем вверх, как гусиная шея. Изгиб в горловине препятствовал попаданию загрязняющих частиц в бульон, в то же время обеспечивая свободную диффузию воздуха. Тот факт, что фляга позволила проходить воздуху, был прорывом в дизайне, который, наконец, обратился к критикам Спалланцани. Колба Пастера оставалась свободной от бактериального роста до тех пор, пока колба оставалась в вертикальном положении.
Атмосферные газы первобытной земли индуцировались молнией и другими источниками энергии для взаимодействия друг с другом, образуя простые органические соединения мономеры. Эти соединения накапливались в «первичном супе» с высокими концентрациями в некоторых точках, таких как океанические жерла и береговые линии. Последующая самосборка этих простых органических соединений образовала сложные органические соединения полимеры , такие как углеводы и белки. Это, в свою очередь, может само по себе стать живыми клетками. Рисунок 1: Александр Опарин справа в своей лаборатории Эксперимент Миллера-Юри 1953 Стэнли Миллер и Гарольд Юри провели эксперимент, пытаясь смоделировать условия первичной земной атмосферы. На дне колбы вода кипела в пар, а затем пар пропускался через аппарат, объединяющийся с водородом, аммиаком и метановыми газами. Полученная смесь была подвергнута искре на 50000 Вольт. Затем смесь охлаждали и полученное смолоподобное вещество собирали. Они нашли строительные блоки жизни, такие как аминокислоты в смолоподобном веществе. Рисунок 2: Эксперимент Миллера-Юри Этот эксперимент продемонстрировал, как органические соединения образовались спонтанно; тем самым он решительно поддерживает гипотезу об изначальном супе Опарина. Но газообразный кислород, присутствующий в исконной земле, может предотвратить образование органических соединений. Но в 1950-х годах ученые полагали, что в исконной земле было очень мало кислорода.
Однако, в последнее время этот термин заменили новыми словами, предназначение которых в том, чтобы "смягчить" воздействие биогенеза на эволюционные представления. Однако, роза под любым другим названием остается розой, как говорится в одном известном изречении. И не может быть сомнений в том, что биогенез отражает словами доктора Халла "актуальную систему в природе", так как никогда не было ни единого задокументированного случая самопроизвольного зарождения жизни. И все-таки некоторые современные эволюционисты предпочитают употреблять другой термин, говоря о биогенезе. Под заголовком "Биогенеза, принцип" один известный биологический словарь предлагает следующее определение: "Биологическое правило, что живое существо может произойти только от родителя или родителей в целом схожих с ним самим. Он отрицает самопроизвольное зарождение... Аберкромби, 1961, с. Другие последовали этому примеру. Симп-сон и Бек в работе, которая цитировалась выше, утверждали: "Мы принимаем биогенез как основополагающий принцип воспроизводства на основе экспериментальных свидетельств, а также теоретических рассуждений" 1965, с. Креационисты не мешкая напоминают эволюционистам, что абиогенез и эволюция описывают события, которые вступают в прямое противоречие с установленным законом. Закон биогенеза гласит, что жизнь возникает только от ранее существовавшей жизни, абиогенез гла- сит, что жизнь зародилась от мертвых химикалий; эволюция утверждает, что формы жизни дают начало новым, улучшенным и отличным от них формам жизни, закон биогенеза утверждает, что виды воспроизводят только себе подобные виды. Эволюционисты не забывают об этом законе. Они попросту его оспаривают. Они говорят, что самопроизвольное зарождение было опровергнуто при условиях экспериментальных моделей Пастера, Реди и Спалланцани. Это, как они утверждают, не исключает возможности самопроизвольного образования жизни при иных условиях. На это креационист отвечает, что даже при искусственно созданных условиях и вооруженных разумом действиях опытов по абиогенезу жизнь все еще не "зародилась самопроизвольно". Креационисты настаивают, что, пока не настанет время, когда можно будет сказать, что жизнь зарождается самопроизвольно, закон биогенеза имеет смысл! Как еще можно назвать биогенез, кроме как законом? Мур и Слашер в учебнике "Биология: поиск порядка в сложности" писали: "Исторически, точка зрения на то, что жизнь происходит только от жизни, настолько прочно установилась посредством фактов, полученных в результате экспериментов, что ее стали называть законом биогенеза". В примечании авторы пишут: "Некоторые философы назвают это принципом вместо закона, но это вопрос определения, а определения произвольны. Некоторые ученые называют это суперзаконом, или законом о законах. Вне зависимости от терминологии, биогенез занимает самое высокое место в этих уровнях обобщений" 1974, с. Поистине, как отметил доктор Кирк цитированный выше , это изречение "стало догмой современной биологии, от которой, как представляется, не может отойти ни один разумный человек". Более того, интересно обратиться к научному словарю и отметить определение слова "принцип", которое так часто употребляется в нынешней полемике. Лапедиз, 1978, с. Причина, по которой некоторые ученые называют биогенез суперзаконом, имеет отношение к тому факту, что иногда от него выводятся другие законы законы генетики Менделя вряд ли могли иметь действие без того, что основополагающий "принцип" является правильным. Если принцип определяется как закон, и о биогенезе говорят как о "принципе биогенеза", что еще мы можем сказать? Как отметил сам Кирк: "Гораздо более всеохватные парадигмы, - те, от которых в упорядоченной форме могут быть установлены самые большие и разнообразные блоки биологической информации, - иногда называются "принципами" биологии" 1975, с. В других областях науки, помимо биологии, нередко можно услышать, как ученые говорят о твердо установленных и широко признанных законах как о "принципах". Часто речь ведут о "принципах" термодинамики или "принципе" силы тяжести, вместо "законов" термодинамики или "закона" силы тяжести. Однако, никто не станет оспаривать эти общие и основополагающие законы науки. Даже в биологии мы пользуемся такой терминологией например, мы говорим о "принципах" генетики Менделя , и при этом никто не ставит под сомнение основную сущность этих научных законов. Тогда почему утверждается, что к биогенезу слово "закон" более неприменимо? Ведь так было в девятнадцатом столетии. Разве его опровергли? Каждое имеющееся в наличии научное свидетельство по-прежнему подтверждает концепцию о том, что жизнь возникает только от ранее существовавшей жизни. Разве биогенез перестал быть "актуальной системой в природе"? Напротив, вся научная информация, которой мы обладаем, показывает, что на самом деле он и есть актуальная система в природе вспомните высказывание доктора Симпсона о том, что "нет серьезных сомнений в том, что биогенез это правило, что жизнь происходит только от другой жизни... Разве биогенез каким-то образом перестал быть экспериментально воспроизводимым?