Hét tudományos elmélet az élet eredetéről. És öt tudománytalan változat
Köztudott, hogy a tudományos folyóiratok igyekeznek nem fogadni publikálásra olyan problémákkal foglalkozó cikkeket, amelyek általános figyelmet vonzanak, de nincs egyértelmű megoldásuk – egy komoly fizikával foglalkozó kiadvány nem jelent meg örökmozgó projektet. Ez a téma a földi élet eredete volt. Az élő természet megjelenésének, az ember megjelenésének kérdése évezredek óta foglalkoztatja a gondolkodó embereket, és csak a kreacionisták - minden dolog isteni eredetének hívei - találtak biztos választ, de ez az elmélet nem tudományos, mivel nem lehet. ellenőrizve.
Nézetek a régiekről
Az ókori kínai és ősi indiai kéziratok az élőlények vízből való előbukkanásáról és a rothadó maradványokról szólnak, a kétéltű lények születését a nagy folyók iszapos üledékében az ókori egyiptomi hieroglifák és az ókori Babilon ékírása írják. A földi élet keletkezésének hipotézisei a spontán generáción keresztül nyilvánvalóak voltak a távoli múlt bölcsei számára.
Az ókori filozófusok is hoztak példákat az állatok élettelen anyagból való kiemelkedésére, de elméleti indoklásaik más jellegűek voltak: materialista és idealista. Démokritosz (Kr. e. 460-370) az élet kialakulásának okát a legkisebb, örök és oszthatatlan részecskék - atomok - különleges kölcsönhatásában találta meg. Platón (Kr. e. 428-347) és Arisztotelész (Kr. e. 384-322) a földi élet keletkezését egy magasabb rendű princípiumnak az élettelen anyagra gyakorolt csodálatos hatásával magyarázta, amely a lelkeket természetes tárgyakba juttatja.
Nagyon tartósnak bizonyult az az elképzelés, hogy létezik valamiféle „életerő”, amely hozzájárul az élőlények megjelenéséhez. Sok, a középkorban és később, a 19. század végéig élt tudós körében alakította a földi élet eredetéről alkotott nézeteket.
A spontán generáció elmélete
Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) a mikroszkóp feltalálásával az általa felfedezett legkisebb mikroorganizmusokat tette a fő vita tárgyává azon tudósok között, akik a földi élet keletkezésének két fő elméletét osztották: a biogenezist és az abiogenezist. Előbbiek úgy vélték, hogy minden élőlény csak élőlények terméke lehet, utóbbiak azt hitték, hogy speciális körülmények között elhelyezett oldatokban lehetséges a szerves anyagok spontán keletkezése. Ennek a vitának a lényege a mai napig nem változott.
Egyes természettudósok kísérletei bebizonyították a legegyszerűbb mikroorganizmusok spontán megjelenésének lehetőségét, a biogenezis támogatói teljes mértékben tagadták ezt a lehetőséget. Louis Pasteur (1822-1895) szigorúan tudományos módszerekkel és kísérleteinek nagyfokú korrektségével bebizonyította, hogy hiányzik egy mitikus életerő, amely a levegőn keresztül terjed, és élő baktériumokat generál. Munkáiban azonban megengedte a spontán nemzedék lehetőségét bizonyos speciális körülmények között, amit a jövő nemzedékeinek tudósainak kellett kideríteniük.
Az evolúció elmélete
A nagy Charles Darwin (1809-1882) munkái sok természettudomány alapjait megrendítették. A biológiai fajok hatalmas sokféleségének egy közös ősből való megjelenése ismét a földi élet keletkezését tette a tudomány legfontosabb kérdésévé. A természetes szelekció elmélete kezdetben nehezen találta támogatóit, és ma már meglehetősen ésszerűnek tűnő kritikai támadásoknak van kitéve, de a modern természettudományok alapját a darwinizmus képezi.
Darwin után a biológia a földi élet eredetét nem tudta korábbi pozícióiból figyelembe venni. A biológiai tudomány számos ágának tudósai meg voltak győződve az élőlények fejlődési útjának igazságáról. Bár a Darwin által az Életfa tövébe helyezett közös ősről szóló modern nézetek sok tekintetben megváltoztak, az általános koncepció igazsága megingathatatlan.
Steady State Theory
A baktériumok és más mikroorganizmusok spontán keletkezésének laboratóriumi cáfolata, a sejt összetett biokémiai szerkezetének tudatosítása, valamint a darwinizmus gondolatai különös hatással voltak a földi élet keletkezésének elméletének alternatív változatainak megjelenésére. 1880-ban az egyik új ítéletet William Preyer (1841-1897) javasolta. Úgy vélte, nem kell beszélni az élet születéséről bolygónkon, hiszen az örökké létezik, és nem volt kezdete, mint olyan, változatlan és állandóan készen áll az újjászületésre bármilyen alkalmas körülmények között.
Preyer és követőinek gondolatai pusztán történelmi és filozófiai érdeklődésre tartanak számot, mert a későbbi csillagászok és fizikusok kiszámították a bolygórendszerek végső létezésének időpontját, rögzítették az Univerzum állandó, de egyenletes tágulását, vagyis soha nem volt örök vagy állandó.
Az a vágy, hogy a világot egyetlen globális élőlényként szemléljük, a nagy orosz tudós és filozófus, Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij (1863-1945) nézeteit visszhangozta, akinek saját elképzelése volt a földi élet eredetéről. Az életnek az Univerzum, a kozmosz szerves jellemzőjeként való felfogásán alapult. Vernadszkij szerint az élet geológiai örökkévalóságáról beszélt, hogy a tudomány nem talált olyan rétegeket, amelyek nyomokban ne tartalmaznának szerves anyagokat. Az élet megjelenésének egyik módja a fiatal bolygón, Vernadsky az űrobjektumokkal - üstökösökkel, aszteroidákkal és meteoritokkal - való érintkezésének nevezte. Itt elmélete egyesült egy másik változattal, amely a földi élet keletkezését a pánspermia módszerével magyarázta.
Az élet bölcsője a tér
A panspermia (görögül „magkeverék”, „magok mindenütt”) az életet az anyag alapvető tulajdonságának tekinti, és nem magyarázza meg keletkezésének módjait, hanem a kozmoszt nevezi az égitestekre hulló életcsírák forrásának. „csírázásukra” alkalmas körülmények.
A pánspermia alapfogalmainak első említése Anaxagorasz (Kr. e. 500-428) ókori görög filozófus írásaiban található, a 18. században pedig Benoit de Maillet (1656-1738) francia diplomata és geológus beszélt róla. Ezeket az elképzeléseket Svante August Arrhenius (1859-1927), Lord Kelvin William Thomson (1824-1907) és Hermann von Helmholtz (1821-1894) elevenítette fel.
A kozmikus sugárzás és a bolygóközi tér hőmérsékleti viszonyainak élő szervezetekre gyakorolt kegyetlen hatásának tanulmányozása a földi élet eredetének ilyen hipotéziseit nem túl relevánssá tette, de az űrkorszak kezdetével megnőtt az érdeklődés a pánspermia iránt.
1973-ban a Nobel-díjas Francis Crick (1916-2004) kifejezésre juttatta a molekuláris élő rendszerek földönkívüli létrehozásának gondolatát, valamint meteoritokkal és üstökösökkel a Földre érkezését. Ugyanakkor nagyon alacsonynak értékelte az abiogenezis esélyét bolygónkon. A kiváló tudós nem tartotta valóságnak a földi élet keletkezését és fejlődését a magas szintű szerves anyagok önszerveződésének módszerével.
Megkövesedett biológiai struktúrákat találtak meteoritokban szerte a bolygón, és hasonló nyomokat találtak a Holdról és a Marsról visszahozott talajmintákban is. Másrészt számos kísérletet folytatnak a biológiai struktúrák olyan hatásokkal való kezelésével kapcsolatban, amelyek akkor lehetségesek, ha a világűrben vannak, és amikor a földihez hasonló légkörön haladnak át.
2006-ban egy fontos kísérletet hajtottak végre a Deep Impact küldetés részeként. A Tempel-üstököst egy automata eszközzel indított speciális ütköztetőszonda döngölte. A becsapódás következtében felszabaduló üstökösanyag elemzése víz és különféle szerves vegyületek jelenlétét mutatta ki benne.
Következtetés: Megalakulása óta a pánspermia elmélete jelentősen megváltozott. A modern tudomány másként értelmezi az élet azon elsődleges elemeit, amelyeket űrobjektumok juttathattak fiatal bolygónkra. Kutatások és kísérletek bizonyítják az élő sejtek életképességét a bolygóközi utazás során. Mindez relevánssá teszi a földi élet földönkívüli eredetének gondolatát. A földi élet eredetének fő fogalmai olyan elméletek, amelyek a pánspermiát tartalmazzák vagy fő részként, vagy olyan módszerként, amellyel a komponenseket a Földre szállítják élő anyag létrehozása céljából.
Oparin-Haldane biokémiai evolúció elmélete
Az élő szervezetek szervetlen anyagokból történő spontán létrehozásának gondolata mindig is szinte az egyetlen alternatívája maradt a kreacionizmusnak, és 1924-ben megjelent egy 70 oldalas monográfia, amely egy jól kidolgozott és megalapozott elmélet erejét adta ennek az ötletnek. Ezt a munkát „Az élet eredetének” nevezték, szerzője egy orosz tudós volt - Alekszandr Ivanovics Oparin (1894-1980). 1929-ben, amikor Oparin műveit még nem fordították le angolra, John Haldane (1860-1936) angol biológus is hasonló elképzeléseket fogalmazott meg a földi élet eredetéről.
Oparin azt javasolta, hogy ha a fiatal Föld primitív atmoszférája redukálódik (vagyis nem tartalmaz oxigént), akkor egy erőteljes energiakitörés (például villámlás vagy ultraibolya sugárzás) elősegítheti a szerves vegyületek szintézisét szervetlen anyagokból. Ezt követően az ilyen molekulák vérrögöket és klasztereket képezhetnek - koacerválhatnak cseppeket, amelyek proto-organizmusok, amelyek körül vízköpenyek keletkeznek - a héj-membrán kezdetei, rétegződés jön létre, töltéskülönbséget generálva, ami mozgást jelent - az anyagcsere kezdete , az anyagcsere kezdetei stb. A koacervátumokat tekintették az első életformák létrejöttéhez vezető evolúciós folyamatok megindulásának alapjául.
Haldane bevezette az „ősleves” fogalmát – a kezdeti földi óceánt, amely egy hatalmas kémiai laboratóriummá vált, amely egy erős áramforráshoz – a napfényhez – kapcsolódik. A szén-dioxid, az ammónia és az ultraibolya sugárzás kombinációja szerves monomerek és polimerek koncentrált populációját eredményezte. Ezt követően az ilyen képződményeket lipidmembrán megjelenésével kombinálták körülöttük, és fejlődésük élő sejt kialakulásához vezetett.
A földi élet keletkezésének fő szakaszai (Oparin-Haldane szerint)
Az Univerzum energiarögből való keletkezésének elmélete szerint az Ősrobbanás körülbelül 14 milliárd éve történt, és körülbelül 4,6 milliárd éve fejeződött be a Naprendszer bolygóinak létrehozása.
A fiatal Föld fokozatosan lehűl, szilárd héjat kapott, amely körül légkör alakult ki. Az elsődleges légkör vízgőzt és gázokat tartalmazott, amelyek később a szerves szintézis alapanyagául szolgáltak: szén-monoxid és -dioxid, hidrogén-szulfid, metán, ammónia és cianidvegyületek.
A fagyott vizet tartalmazó űrobjektumok általi bombázás és a légkörben lévő vízgőz lecsapódása a Világóceán kialakulásához vezetett, amelyben különféle kémiai vegyületek oldódtak fel. Erőteljes zivatarok kísérték a légkör kialakulását, amelyen keresztül erős ultraibolya sugárzás hatolt át. Ilyen körülmények között aminosavak, cukrok és más egyszerű szerves anyagok szintézise ment végbe.
A Föld fennállásának első milliárd évének végén megindult a vízben a legegyszerűbb monomerek fehérjékké (polipeptidek) és nukleinsavakká (polinukleotidok) történő polimerizációs folyamata. Elkezdtek prebiológiai vegyületeket képezni - koacervátumokat (a mag, az anyagcsere és a membrán kezdeteivel).
Kr.e. 3,5-3 milliárd év - az önreprodukciós, szabályozott anyagcserével és változó permeabilitású membránnal rendelkező protobionták kialakulásának szakasza.
Kr.e. 3 milliárd évvel e. - sejtes organizmusok, nukleinsavak, primer baktériumok megjelenése, a biológiai evolúció kezdete.
Kísérleti bizonyítékok az Oparin-Haldane hipotézishez
Sok tudós pozitívan értékelte a földi élet keletkezésének alapfogalmait az abiogenezis alapján, bár a kezdetektől fogva szűk keresztmetszeteket és következetlenségeket találtak az Oparin-Haldane elméletben. Különböző országokban megkezdődtek a hipotézis tesztvizsgálatai, amelyek közül a leghíresebb a Stanley Miller (1930-2007) és Harold Urey (1893-1981) amerikai tudósok által 1953-ban végzett klasszikus kísérlet.
A kísérlet lényege az volt, hogy laboratóriumban szimulálják a korai Föld körülményeit, amelyekben a legegyszerűbb szerves vegyületek szintézise megtörténhetett. A készülékben az elsődleges földi atmoszférához hasonló összetételű gázkeverék keringett. A készülék kialakítása a vulkáni tevékenység utánzatát adta, a keveréken áthaladó elektromos kisülések villámhatást keltettek.
Miután a keveréket egy hétig keringettük a rendszerben, megfigyelték, hogy a szén tizede átalakul szerves vegyületekké, aminosavakat, cukrokat, lipideket és aminosavakat megelőző vegyületeket fedeztek fel. Az ismételt és módosított kísérletek teljes mértékben megerősítették az abiogenezis lehetőségét a korai Föld szimulált körülményei között. A következő években ismételt kísérleteket végeztek más laboratóriumokban. A gázkeverék összetételéhez a vulkáni kibocsátás lehetséges összetevőjeként hidrogén-szulfidot adtak, és egyéb, nem drasztikus változtatásokat is végrehajtottak. A legtöbb esetben a szerves vegyületek szintetizálásának tapasztalatai sikeresek voltak, bár a továbbmenő kísérletek, és az élő sejt összetételét megközelítő összetettebb elemek beszerzése sikertelenek voltak.
RNS világ
A 20. század végére sok tudós, akit nem szűnt érdekelni a földi élet eredetének problémája, világossá vált, hogy az elméleti konstrukciók összhangja és a világos kísérleti megerősítés ellenére az Oparin-Haldane elmélet nyilvánvaló, talán áthidalhatatlan hibák. A legfontosabb az volt, hogy lehetetlen megmagyarázni az élő szervezetet meghatározó tulajdonságok protobiontokban való megjelenését - szaporodni az örökletes jellemzők megőrzése mellett. A genetikai sejtszerkezetek felfedezésével, a DNS működésének és szerkezetének meghatározásával, a mikrobiológia fejlődésével új jelölt jelent meg az ősélet molekulájának szerepére.
Ribonukleinsavmolekula - RNS - lett. Ez a makromolekula, amely minden élő sejt része, egy nukleotidlánc - a legegyszerűbb szerves egységek, amelyek nitrogénatomokból, monoszacharidból - ribózból és foszfátcsoportból állnak. A nukleotidok szekvenciája az örökletes információ kódja, és például a vírusokban az RNS játssza azt a szerepet, amelyet a DNS az összetett sejtszerkezetekben játszik.
Emellett a tudósok felfedezték egyes RNS-molekulák egyedülálló képességét arra, hogy más láncokban töréseket hozzon létre, vagy egyes RNS-elemeket ragasszon, egyesek pedig autokatalizátorok szerepét töltik be – vagyis hozzájárulnak a gyors önreprodukcióhoz. Az RNS makromolekula viszonylag kis mérete és a DNS-hez képest leegyszerűsített szerkezete (egy szál) a ribonukleinsavat tette a fő jelöltté a prebiológiai rendszerek fő elemének szerepére.
Az élő anyag bolygón való megjelenésének új elméletét végül 1986-ban Walter Gilbert (született 1932) amerikai fizikus, mikrobiológus és biokémikus fogalmazta meg. Nem minden szakértő értett egyet a földi élet eredetének ezzel a nézetével. A röviden „RNS-világnak” nevezett bolygónk prebiológiai világának felépítésének elmélete nem tud válaszolni arra az egyszerű kérdésre, hogy hogyan jelent meg az első adott tulajdonságokkal rendelkező RNS-molekula, még akkor sem, ha hatalmas mennyiségű „építőanyag” volt jelen a Földön. nukleotidok formája stb.
PAH világ
Simon Nicholas Platts 2004 májusában, 2006-ban pedig Pascale Ehrenfreund vezette tudóscsoport próbálta megtalálni a választ. A poliaromás szénhidrogéneket katalitikus tulajdonságokkal rendelkező RNS kiindulási anyagaként javasolták.
A PAH-ok világa ezen vegyületeknek a látható térben való nagy előfordulásán alapult (valószínűleg a fiatal Föld „őslevesében” is jelen voltak), valamint gyűrű alakú szerkezetük sajátosságaira, amely lehetővé teszi a nitrogéntartalmú bázisokkal való gyors kombinálódást. az RNS kulcsfontosságú összetevői. A PAH-elmélet ismét a pánspermia egyes rendelkezéseinek relevanciájáról beszél.
Egyedülálló élet egy egyedülálló bolygón
Amíg a tudósoknak nem lesz alkalmuk 3 milliárd évvel ezelőttre visszamenni, addig bolygónkon az élet eredetének rejtélye nem derül ki – erre a következtetésre jutottak azok közül, akik ezt a problémát tanulmányozták. A földi élet keletkezésének fő fogalmai: az abiogenezis elmélete és a pánspermia elmélete. Sok szempontból átfedhetik egymást, de nagy valószínűséggel nem fognak tudni válaszolni: hogyan jelent meg a hatalmas kozmosz közepén a Föld és annak műholdja, a Hold elképesztően pontosan kiegyensúlyozott rendszere, hogyan keletkezett rajta az élet. ...
A földi élet keletkezésének hipotézisei. Az élet a természet egyik legösszetettebb jelensége. Ősidők óta titokzatosnak és kiismerhetetlennek tűnt – ezért is folyt mindig éles harc a materialisták és az idealisták között eredetének kérdései miatt. Az idealista nézetek hívei az életet spirituális, immateriális alapelvnek tekintették (és tartják), amely az isteni teremtés eredményeként keletkezett. Ezzel szemben a materialisták úgy vélték, hogy a Földön élet keletkezhet az élettelen anyagból spontán keletkezés (abiogenezis) vagy más világokból való betelepülés útján, pl. más élő szervezetek terméke (biogenezis).
A modern fogalmak szerint az élet olyan komplex rendszerek létezésének folyamata, amelyek nagy szerves molekulákból és szervetlen anyagokból állnak, és képesek önreprodukcióra, önfejlődésre és létfenntartásra a környezettel való energia- és anyagcsere eredményeként. .
A körülöttünk lévő világról szerzett ismeretek felhalmozásával és a természettudomány fejlődésével az élet eredetéről alkotott nézetek megváltoztak, új hipotézisek fogalmazódtak meg. Az élet eredetének kérdése azonban még ma sincs véglegesen megoldva. Számos hipotézis létezik az élet eredetéről. Ezek közül a legfontosabbak a következők:
Kreacionizmus (az életet egy Teremtő teremtette);
A spontán keletkezés hipotézisei (spontán nemzedék; élettelen anyagból többszörösen keletkezett élet);
Steady state hipotézis (élet mindig is létezett);
Panspermia hipotézis (más bolygókról hozott élet a Földre);
Biokémiai hipotézisek (az élet a Föld körülményei között fizikai és kémiai törvényeknek engedelmeskedő folyamatok eredményeként, azaz biokémiai evolúció eredményeként jött létre).
Kreacionizmus. E vallási hipotézis szerint, amelynek ősi gyökerei vannak, mindent, ami az Univerzumban létezik, beleértve az életet is, egyetlen Erő - a Teremtő - teremtette a múltban több természetfeletti teremtés eredményeként. A Földön ma élő szervezetek az élőlények egyénileg létrehozott alaptípusaiból származnak. A létrehozott fajok kezdettől fogva kiválóan szerveződtek, és bizonyos határokon belül némi változékonysággal (mikroevolúció) voltak felruházva. Ezt a hipotézist szinte az összes legelterjedtebb vallási tanítás követői ragaszkodnak.
A Teremtés könyvében megfogalmazott hagyományos zsidó-keresztény teremtésszemlélet ellentmondásos volt és továbbra is ellentmondásos. A fennálló ellentmondások azonban nem cáfolják a teremtés fogalmát. A vallás az élet keletkezésének kérdésében elsősorban a „miért” kérdésekre keresi a választ? és a „miért?”, és nem a „hogyan?” kérdésre. Ha a tudomány széles körben alkalmazza a megfigyeléseket és a kísérleteket az igazság keresése során, akkor a teológia az isteni kinyilatkoztatás és hit által érti meg az igazságot.
A világ isteni teremtésének folyamatát úgy mutatják be, mint amely csak egyszer ment végbe, és ezért megfigyelhetetlen. Ebben a tekintetben a teremtés hipotézise sem bizonyítható, sem cáfolhatatlan, és mindig létezni fog az élet keletkezésének tudományos hipotéziseivel együtt.
A spontán generáció hipotézisei. Az emberek évezredeken át hittek az élet spontán nemzedékében, ezt tartották az élőlények élettelen anyagból való kiemelkedésének szokásos módjának. Úgy vélték, hogy a spontán képződés forrása szervetlen vegyületek vagy rothadó szerves maradványok. (abiogenezis koncepció). Ez a hipotézis gyakori volt az ókori Kínában, Babilonban és Egyiptomban a kreacionizmus alternatívájaként, amellyel együtt élt. A spontán generáció gondolatát az ókori Görögország filozófusai és még korábbi gondolkodók is megfogalmazták, pl. láthatóan egyidős, mint maga az emberiség. Egy ilyen hosszú történelem során ez a hipotézis módosult, de továbbra is hibás. Arisztotelész, akit gyakran a biológia megalapítójaként emlegetnek, azt írta, hogy a békák és rovarok a nedves talajban boldogulnak. A középkorban sokaknak „sikerült” megfigyelniük különféle élőlények, például rovarok, férgek, angolnák, egerek születését az élőlények lebomló vagy rothadó maradványaiban. Ezeket a „tényeket” nagyon meggyőzőnek tartották egészen addig, amíg az olasz orvos, Francesco Redi (1626-1697) szigorúbban közelítette meg az élet keletkezésének problémáját, és megkérdőjelezte a spontán generáció elméletét. 1668-ban Redi a következő kísérletet hajtotta végre. Az elhullott kígyókat különböző edényekbe helyezte, egyes edényeket muszlinnal beborítva, másokat nyitva hagyva. A becsapódó legyek nyitott edényekben halott kígyókra tojtak tojást; Hamarosan kikeltek a lárvák a tojásokból. A fedett edényekben lárvák nem voltak (5.1. ábra). Így Redi bebizonyította, hogy a kígyók húsában megjelenő fehér férgek a firenzei légy lárvái, és ha a húst letakarják és megakadályozzák, hogy hozzáférjenek a legyekhez, akkor nem „termel” férgeket. A spontán generáció fogalmát megcáfolva Redi azt javasolta, hogy élet csak egy előző életből fakadhat (biogenezis koncepció).
Hasonló nézeteket vallott Anthony van Leeuwen Hoek (1632-1723) holland tudós is, aki mikroszkóp segítségével apró, szabad szemmel láthatatlan élőlényeket fedezett fel. Ezek baktériumok és protisták voltak. Leeuwenhoek azt javasolta, hogy ezek az apró élőlények vagy „állatok”, ahogy ő nevezte őket, saját fajtájuk leszármazottai.
Leeuwenhoek véleményét osztotta Lazzaro Spallanzani (1729-1799) olasz tudós is, aki úgy döntött, kísérleti úton bebizonyítja, hogy a húslében gyakran előforduló mikroorganizmusok nem keletkeznek benne spontán módon. Erre a célra szerves anyagokban gazdag folyadékot (húslevest) helyezett edényekbe, ezt a folyadékot tűzön felforralta, majd az edényeket hermetikusan lezárta. Ennek eredményeként az edényekben lévő húsleves tiszta és mikroorganizmusoktól mentes maradt. Spallanzani kísérleteivel bebizonyította, hogy lehetetlen a mikroorganizmusok spontán keletkezése.
Ennek a nézőpontnak az ellenzői azzal érveltek, hogy a lombikokban azért nem keletkezett élet, mert forralás közben romlik a levegő, ezért mégis elfogadták a spontán keletkezés hipotézisét.
A 19. században megsemmisítő csapást mértek erre a hipotézisre. Louis Pasteur francia mikrobiológus (1822-1895) és John Tyndall angol biológus (1820-1893). Kimutatták, hogy a baktériumok a levegőben terjednek, és ha a sterilizált húsleves lombikokba belépő levegőben nincsenek baktériumok, akkor magában a húslében nem jelennek meg. Ehhez Pasteur ívelt S-alakú nyakú lombikokat használt, amelyek a baktériumok csapdájaként szolgáltak, miközben a levegő szabadon behatolt a lombikba és onnan ki (5.3. ábra).
Tyndall a lombikba belépő levegőt lángon vagy vattán keresztül sterilizálta. A 70-es évek végére. 19. század Szinte minden tudós felismerte, hogy az élő szervezetek csak más élőlényekből származnak, ami azt jelentette, hogy visszatérünk az eredeti kérdéshez: honnan jöttek az első szervezetek?
Steady State hipotézis. E hipotézis szerint a Föld soha nem jött létre, hanem örökké létezett; mindig képes volt támogatni az életet, és ha változott, az nagyon kevés volt; fajok is mindig léteztek. Ezt a hipotézist néha hipotézisnek is nevezik örökkévalóság (a lat. örökkévalóság- örök).
Az eternizmus hipotézisét W. Preyer német tudós terjesztette elő 1880-ban. Preyer nézeteit V.I. akadémikus támogatta. Vernadsky, a bioszféra tanának szerzője.
Panspermia hipotézis. Azt a hipotézist, miszerint bizonyos életembriók más bolygókról való átvitelének eredményeként létrejött élet a Földön az ún.
pánspermia (görögből Pán- minden, minden és sperma- vetőmag). Ez a hipotézis szomszédos a stacionárius állapot hipotézisével. Hívei támogatják az élet örökkévaló létezésének gondolatát, és előterjesztik földönkívüli eredetének gondolatát. Az élet kozmikus (földönkívüli) eredetének gondolatát az elsők között G. Richter német tudós fogalmazta meg 1865-ben. Richter szerint a Földön az élet nem szervetlen anyagokból keletkezett, hanem más bolygókról származott. Ezzel kapcsolatban kérdések merültek fel azzal kapcsolatban, hogy mennyire lehetséges egy ilyen átvitel egyik bolygóról a másikra, és hogyan valósítható meg. A válaszokat elsősorban a fizikában keresték, és nem meglepő, hogy e nézetek első védelmezői ennek a tudománynak a képviselői, kiemelkedő tudósok, G. Helmholtz, S. Arrhenius, J. Thomson, P.P. Lazarev et al.
Thomson és Helmholtz elképzelései szerint a baktériumok és más élőlények spóráit meteoritokkal lehetne a Földre juttatni. Laboratóriumi vizsgálatok igazolják, hogy az élő szervezetek nagymértékben ellenállnak a káros hatásoknak, különösen az alacsony hőmérsékletnek. Például a növényi spórák és magvak még folyékony oxigénnek vagy nitrogénnek való hosszan tartó expozíció után sem pusztultak el.
Más tudósok megfogalmazták azt az ötletet, hogy fénnyel vigyék át az „élet spóráit” a Földre.
A pánspermia fogalmának modern hívei (köztük a Nobel-díjas angol biofizikus, F. Crick) úgy vélik, hogy az életet véletlenül vagy szándékosan űrlények hoztak a Földre.
A pánspermia hipotézist alátámasztja C. Wickramasinghe (Srí Lanka) és F. Hoyle csillagászok álláspontja.
(Egyesült Királyság). Úgy vélik, hogy a mikroorganizmusok nagy számban vannak jelen a világűrben, elsősorban gáz- és porfelhőkben, ahol a tudósok szerint kialakulnak. Ezután ezeket a mikroorganizmusokat üstökösök fogják be, amelyek a bolygók közelében elhaladva „elvetik az élet csíráit”.
Számos hipotézis létezik a földi élet eredetéről. Ezek közül a legfontosabbak: kreacionizmus, spontán generáció, steady state, pánspermia, biokémiai hipotézisek
Az ókortól napjainkig számtalan hipotézist állítottak fel a földi élet eredetéről.
Jelenleg 5 tudományos koncepció létezik az élet eredetéről:
1. Az élőlények élettelenből való keletkezése, bizonyos fizikai és kémiai törvények betartása mellett (abiotikus fogalom);
2. Hipotézis "golobiózis"- a protobiont vagy biod fogalma, egy bizonyos precelluláris ős, kezdeti „életképes” struktúrák;
3. A „genobiózis” hipotézise azaz a genomot mint minden élő sejtszerkezet reliktum ősét keresni, figyelembe véve, hogy
az RNS volt az, amely elsődleges szerepet játszott az élet keletkezésében;
4. A stacionárius életállapot fogalma -élet mindig is létezett, az élet kezdete nem létezik;
5. Az élet földönkívüli eredete – az életet az űrből hozták a Földre (panspermia koncepció).
Az élet eredetére vonatkozó tanítások kidolgozásában jelentős helyet foglal el az az elmélet, amely azt állítja, hogy minden élőlény csak élőlényekből származik - a biogenezis elmélete.
1688-ban F. Redi olasz biológus nyitott és zárt edényekkel végzett kísérletsorozattal bebizonyította, hogy a húsban megjelenő kis fehér férgek légylárvák, és megfogalmazta az elvet: minden élőlény élőlényből származik.
1860-ban Pasteur kimutatta, hogy a baktériumok mindenhol jelen lehetnek, és megfertőzhetik az élettelen anyagokat. Ahhoz, hogy megszabaduljunk tőlük, szükséges a sterilizálás, az úgynevezett pasztőrözés.
Az élet keletkezésének elméleteként azonban a biogenezis tarthatatlan, mivel szembeállítja az élőket az élettelenekkel, és megerősíti az élet örökkévalóságának gondolatát, amelyet a tudomány elutasít.
Abiotikus koncepció.
Abiogenezis - az élőlények nem élő dolgokból való eredetének gondolata az élet keletkezésének modern elméletének kiinduló hipotézise.
1924-ben a híres biokémikus, A. I. Oparin azt javasolta, hogy a 4-4,5 milliárd évvel ezelőtt ammóniából, metánból, szén-dioxidból és vízgőzből álló földi légkörben a legegyszerűbb szerves vegyületek keletkezhetnek. élet.
Oparin akadémikus jóslatai beigazolódtak. 1955-ben S. Miller amerikai kutató gázok és gőzök keverékén elektromos töltéseket vezetve megszerezte a legegyszerűbb zsírsavakat, karbamidot, ecetsavat és hangyasavat, valamint számos aminosavat.
Így a huszadik század közepén kísérletileg a primitív Föld körülményeit reprodukáló körülmények között végezték fehérjeszerű és egyéb szerves anyagok abiogenetikus szintézisét.
Oparin hipotézise a földi élet eredetéről azon az elképzelésen alapul, hogy az élet előfutárai (probiontok) kémiai szerkezete és morfológiai megjelenése fokozatosan bonyolódik az élő szervezetek felé vezető úton. A tenger, a szárazföld és a levegő találkozásánál kedvező feltételek alakultak ki az összetett szerves vegyületek képződésére. A fehérjék és nukleinsavak koncentrált oldataiban a zselatin vizes oldataihoz hasonlóan vérrögök képződhetnek. A.I. Oparin elnevezte ezeket a vérrögöket koacervált cseppek vagy koacervál.
A koacervátok oldatban izolált szerves multimolekuláris szerkezetek. Ezek még nem élőlények. Előfordulásukat az élet előtti fejlődés szakaszának tekintik. Az élet keletkezésének legfontosabb szakasza a saját fajtájuk szaporodásának és az előző generációk tulajdonságainak öröklésének mechanizmusának kialakulása volt. Ez a nukleinsavak és fehérjék komplex komplexeinek kialakulása miatt vált lehetségessé. Az önreprodukcióra képes nukleinsavak elkezdték szabályozni a fehérjék szintézisét, meghatározva bennük az aminosavak sorrendjét. És a fehérjék - az enzimek a nukleinsavak új másolatainak létrehozásának folyamatát végezték el. Így keletkezett az életre jellemző fő tulajdonság - a magához hasonló molekulák reprodukálásának képessége.
Az abiogenetikus hipotézis ereje evolúciós természetében rejlik, az élet az anyag fejlődésének természetes szakasza. A hipotézis főbb rendelkezéseinek kísérleti igazolásának lehetősége.
Koacervátumcseppek segítségével szimulálható az élet keletkezésének precelluláris fázisa.
Oparin hipotézisének gyenge oldala lehetővé tette a proto-élő struktúrák reprodukálását a genetikai kód molekuláris struktúráinak hiányában. Oparin hipotézise speciális igényeket támaszt a koacervátum szerkezetek kísérleti reprodukálásával szemben: kémiailag összetett szerkezetű „primer tápleves”, biogén eredetű elemek (enzimek és koenzimek).
Az abiogén hipotézis döntő visszautasítást tartalmaz olyan tudósoktól, akik támogatják a biológiai élet örökkévalóságának és kezdet nélküliségének gondolatát.
S. P. Kostychev orosz biokémikus „Az élet megjelenéséről a földön” című brosúrájában megjegyzi, hogy a legegyszerűbb organizmusok bonyolultabbak, mint minden gyár és gyár, és az élet véletlenszerű felbukkanása nem valószínű, hogy élet soha nem jön létre a holt anyagon.
Az élőlények spontán nemzedékével kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a Francia Tudományos Akadémia még 1859-ben különdíjat jelölt ki az élet spontán nemzedékének kérdéskörének új megvilágítására tett kísérletért. Ezt a díjat 1862-ben a híres francia tudós, Louis Pasteur vehette át, aki kísérleteivel bebizonyította a mikroorganizmusok spontán nemzedékének lehetetlenségét.
Jelenleg a Földön élet nem keletkezhet abiogén módon. Darwin 1871-ben ezt írta: „De ha most... valami meleg víztömegben, amely tartalmazza az összes szükséges ammónium- és foszforsót, és hozzáférhető a fény, a hő, az elektromosság hatására, kémiailag képződik egy fehérje, amely egyre jobban képes bonyolult átalakulások, akkor ez az anyag azonnal megsemmisül és felszívódik, ami az élőlények megjelenésének időszakában lehetetlen volt." Az élet abiogén módon keletkezett a Földön. Jelenleg az élőlények csak élőlényekből származnak (biogén eredetű). Az élet újbóli megjelenésének lehetősége a Földön kizárt.
Panspermia elmélet.
1865-ben G. Richter német orvos előterjesztette kozmozoan hipotézis
(kozmikus rudimentumok), amely szerint az élet örök, és a kozmikus térben lakó rudimentumok egyik bolygóról a másikra átvihetők.
Hasonló hipotézist állított fel S. Arrhenius svéd természettudós 1907-ben, azt sugallva, hogy az élet embriói örökké léteznek az Univerzumban. pánspermia hipotézis. Leírta, hogy az anyagrészecskék, a porszemek és a mikroorganizmusok élő spórái hogyan jutnak ki a világűrbe más lények által lakott bolygókról. Életképességüket úgy tartják fenn, hogy könnyű nyomás hatására az Univerzum terében repülnek. Egyszer olyan bolygón, ahol megfelelő életkörülmények vannak, új életet kezdenek ezen a bolygón. Ezt a hipotézist sokan támogatták, köztük az orosz tudósok S.P. Kostychev, L.S Berg és P.P.
Ez a hipotézis nem feltételez semmilyen mechanizmust az élet elsődleges eredetének magyarázatára, és a problémát az Univerzum egy másik helyére helyezi át. Liebig úgy vélte, hogy „az égitestek légköre, valamint a forgó kozmikus ködök animált formák örök tárházának, szerves embriók örök ültetvényeinek tekinthetők”, ahonnan az élet ezen embriók formájában szétszóródik az Univerzumban.
A pánspermia igazolására barlangfestményeket használnak, amelyek rakétákhoz vagy űrhajósokhoz hasonló tárgyakat, vagy UFO-k megjelenését ábrázolják. Az űrrepülések megsemmisítették az intelligens élet létezésébe vetett hitet a Naprendszer bolygóin, amely azután jelent meg, hogy Schiparelli 1877-ben csatornákat fedezett fel a Marson.
Lovell 700 csatornát számolt meg a Marson. A csatornahálózat minden kontinenst lefedett. 1924-ben lefényképezték a csatornákat, és a legtöbb tudós az intelligens élet létezésének bizonyítékaként látta őket. Az 500 csatorna fényképei szezonális színváltozásokat is rögzítettek, ami megerősítette G. A. Tikhov szovjet csillagász elképzeléseit a Mars növényzetéről, mivel a tavak és a csatornák zöldek.
A Mars fizikai körülményeiről értékes információkat szereztek a szovjet Mars űrszondák és az amerikai Viking 1 és Viking 2 leszállóállomások. Így a szezonális változásokat tapasztaló sarki sapkákról kiderült, hogy ásványi porral és szilárd szén-dioxiddal (szárazjéggel) keveredett vízgőzből állnak. De eddig nem találtak életnyomokat a Marson.
A felszín mesterséges műholdakról történő tanulmányozása arra utalt, hogy a Mars csatornái és folyói a felszín alatti vizek jégének olvadása következtében keletkezhettek a bolygó fokozott aktivitású vagy belső hőjének zónáiban, vagy időszakos klímaváltozások során.
A huszadik század hatvanas éveinek végén ismét megnőtt az érdeklődés a pánspermia hipotézisei iránt. A meteoritok és üstökösök anyagának tanulmányozásakor „élőlények előfutárait” fedezték fel - szerves vegyületeket, hidrogén-cianidot, vizet, formaldehidet, ciánokat.
Az esetek 60%-ában formaldehidet találtak 22 vizsgált területen, körülbelül 1000 molekula/cm koncentrációjú felhőkkel. kocka töltsön be hatalmas tereket.
1975-ben aminosav-prekurzorokat találtak a Hold talajában és meteoritokban.
A stacionárius életállapot fogalma.
V. I. Vernadsky szerint az élet örökkévalóságáról és szervezeteinek megnyilvánulásairól kell beszélnünk, ahogyan az égitestek anyagi szubsztrátjának örökkévalóságáról, termikus, elektromos, mágneses tulajdonságairól és megnyilvánulásairól. Minden élőlény élőlényből származik (Redi elv).
Primitív egysejtű szervezetek csak a Föld bioszférájában, valamint az Univerzum bioszférájában keletkezhetnek. Vernadsky szerint a természettudományok arra a feltételezésre épülnek, hogy az élet a maga különleges tulajdonságaival nem vesz részt az Univerzum életében. De a bioszférát egészként, egyetlen élő kozmikus szervezetként kell felfogni (ekkor eltűnik az élő kezdetének, az élettelenből az élőbe való ugrás kérdése).
Hipotézis« holobiózis».
A precelluláris ős prototípusára és képességeire vonatkozik.
A precelluláris ősök különböző formái vannak - „bioid”, „biomonád”, „mikroszféra”.
P. Dekker biokémikus szerint a „bioid” szerkezeti alapját életképes, nem egyensúlyi disszipatív struktúrák alkotják, vagyis egy olyan mikrorendszer felfedezése, amelynek enzimatikus apparátusa a „bioid” metabolizmusát katalizálja.
Ez a hipotézis a sejtes ős előtti tevékenységet csere-metabolikus szellemben értelmezi.
A „holobiózis” hipotézis keretein belül S. Fox és K. Doze biokémikusok lemodellezték metabolizmusra - komplex fehérjeszintézisre - képes biopolimereiket.
Ennek a hipotézisnek a fő hátránya az, hogy egy ilyen szintézisben hiányzik a genetikai rendszer. Ezért minden élőlény „molekuláris elődjét” részesítik előnyben, nem pedig az elsődleges protocelluláris struktúrát.
A genobiózis hipotézise.
Haldane amerikai tudós úgy vélte, hogy az elsődleges nem egy olyan szerkezet, amely képes anyagokat cserélni a környezettel, hanem egy génhez hasonló, szaporodásra képes molekuláris rendszer, és ezért az úgynevezett „csupasz gén”. Ez a hipotézis általános elismerést kapott az RNS és a DNS, valamint fenomenális tulajdonságaik felfedezése után.
E genetikai hipotézis szerint a nukleinsavak először jelentek meg a fehérjeszintézis templátjaként. Először 1929-ben G. Möller terjesztette elő.
Kísérletileg bebizonyosodott, hogy az egyszerű nukleinsavak enzimek nélkül is képesek replikálódni. A riboszómák fehérjeszintézise a t-RNS és az r-RNS részvételével történik. Nemcsak véletlenszerű aminosav-kombinációkat képesek felépíteni, hanem rendezett fehérjepolimereket is. Talán az elsődleges riboszómák csak RNS-ből álltak. Az ilyen fehérjementes riboszómák rendezett peptideket tudtak szintetizálni olyan tRNS-molekulák részvételével, amelyek bázispárosodás révén érintkeznek az rRNS-sel.
A kémiai evolúció következő szakaszában olyan mátrixok jelentek meg, amelyek meghatározták a t-RNS-molekulák sorrendjét, és ezáltal a t-RNS-molekulák által megkötött aminosavak sorrendjét. A nukleinsavak azon képessége, hogy templátként szolgáljanak a komplementer láncok kialakításában (például az RNS szintézise a DNS-en), a legmeggyőzőbb érv amellett, hogy a nukleinsavak vezető szerepet játszanak a biogenezis folyamatában. az örökletes apparátus, és ezért az élet eredetének genetikai hipotézise mellett.
Ismered az élet eredetét?
3. Mi a tudományos módszer alapelve?
Az élet keletkezésének problémája bolygónkon a modern természettudomány egyik központi kérdése. Ősidők óta az emberek megpróbálták megtalálni a választ erre a kérdésre.
Kreacionizmus (latinul, creatio - teremtés).
Különböző időkben a különböző népeknek saját elképzeléseik voltak az élet eredetéről. Ezek tükröződnek a különböző vallások szent könyveiben, amelyek az élet létrejöttét a Teremtő (Isten akarata) aktusaként magyarázzák. Az élőlények isteni eredetének hipotézise csak a hitre vehető, mivel kísérletileg nem igazolható vagy cáfolható. Ezért nem lehet figyelembe venni tudományos nézőpontból.
Az élet spontán keletkezésének hipotézise.
Az ókortól a 17. század közepéig. a tudósoknak nem voltak kétségeik az élet spontán keletkezésének lehetőségét illetően. Azt hitték, hogy az élőlények élettelen anyagokból jelenhetnek meg, például halak iszapból, férgek a talajból, egerek rongyokból, legyek a rothadt húsból, és azt is, hogy egyes formák másokat is létrehozhatnak, például állatok képződhetnek. gyümölcsökből (lásd: 343. o.).
Így a nagy Arisztotelész az angolnákat tanulmányozva megállapította, hogy közöttük nincsenek kaviárral vagy miltel rendelkező egyedek. Ennek alapján azt javasolta, hogy az angolnák iszap „kolbászából” születnek, amely a kifejlett halak fenekén való súrlódásából képződik.
A spontán nemzedék gondolatára az első csapást Francesc Redi olasz tudós kísérletei adták, aki 1668-ban bebizonyította, hogy a rothadó húsban nem lehet spontán legyeket generálni.
Ennek ellenére a spontán életgenerálás eszméi a 19. század közepéig fennmaradtak. Louis Pasteur francia tudós csak 1862-ben cáfolta meg végleg az élet spontán nemzedékének hipotézisét.
A Mester művei lehetővé tették annak állítását, hogy a „Minden élőlény élőlényből van” elv minden ismertre igaz. szervezetek bolygónkon, de nem oldották meg az élet keletkezésének kérdését.
Panspermia hipotézis.
A spontán életgenerálás lehetetlenségének bizonyítása újabb problémát vet fel. Ha egy élő szervezet létrejöttéhez más élő szervezetre van szükség, akkor honnan jött az első élő szervezet? Ez lendületet adott a pánspermia hipotézisének megjelenéséhez, amelynek számos támogatója volt és van, többek között a kiemelkedő tudósok körében. Úgy gondolják, hogy az élet először nem keletkezett a Földön, hanem valahogy elhozták bolygónkra.
A pánspermia-hipotézis azonban csak az élet megjelenését próbálja megmagyarázni a Földön. Nem ad választ arra a kérdésre, hogyan keletkezett az élet.
Az élet spontán nemzedékének tényének jelenlegi tagadása nem mond ellent azoknak az elképzeléseknek, amelyek a múltban az élet szervetlen anyagból történő fejlődésének alapvető lehetőségéről szólnak.
A biokémiai evolúció hipotézise.
A XX. század 20-as éveiben az orosz tudós, A. I. Oparin és az angol J. Haldane hipotézist fogalmazott meg az élet megjelenéséről a biokémiai folyamatban. evolúció szénvegyületek, amelyek a modern eszmék alapját képezték.
1924-ben A. I. Oparin közzétette a földi élet keletkezésére vonatkozó hipotézisének főbb rendelkezéseit. Abból indult ki, hogy a modern körülmények között az élőlények élettelen természetből való megjelenése lehetetlen. Abiogén (azaz élő szervezetek részvétele nélkül) élő anyag megjelenése csak ősi légkör és élő szervezetek hiánya mellett volt lehetséges.
A. I. Oparin szerint a bolygó elsődleges atmoszférájában, amely különféle gázokkal telített, erős elektromos kisülések alatt, valamint ultraibolya sugárzás hatására (nem volt oxigén a légkörben, ezért nem volt védő ózonszűrő). , a légkör csökkent) és a magas sugárzás Szerves vegyületek képződhettek és felhalmozódhattak az óceánban, „őslevest” képezve.
Ismeretes, hogy szerves anyagok koncentrált oldataiban (fehérjék, nukleinsavak, lipidek) bizonyos körülmények között koacervált cseppeknek vagy koacervátumoknak nevezett csomók képződhetnek. A koacervátumok nem semmisültek meg redukáló légköri körülmények között. Oldatból kerültek beléjük a vegyi anyagok, új vegyületek szintetizálódtak beléjük, aminek következtében növekedtek, összetettebbé váltak.
A koacervátumok már korábban is hasonlítottak az élő szervezetekre, de még nem azok, mivel nem rendelkeztek az élő szervezetekben rejlő rendezett belső szerkezettel, és nem voltak képesek szaporodni. A fehérje koacervátumokat A.I. Oparin probiontoknak tekintette - az élő szervezetek elődjeinek. Feltételezte, hogy egy bizonyos szakaszban a fehérje probionok nukleinsavakat építenek be, és így egyedi komplexeket hoznak létre.
A fehérjék és a nukleinsavak kölcsönhatása az élőlények olyan tulajdonságainak megjelenéséhez vezetett, mint az önszaporodás, az örökletes információ megőrzése és a következő generációkra való átadása.
A probionok, amelyekben az anyagcserét az önreprodukciós képességgel kombinálták, már primitív procelláknak tekinthetők.
1929-ben J. Haldane angol tudós is felvetette az élet abiogén eredetének hipotézisét, de nézetei szerint az elsődleges nem egy durva rendszer volt, amely képes anyagokat cserélni a környezettel, hanem egy makromolekuláris rendszer, amely képes önmagára. -reprodukció. Más szavakkal, az A.I. az Oparin a fehérjéknek, a J. Haldane pedig a nukleinsavaknak adott elsőbbséget.
Az Oparin-Haldane hipotézis sok támogatót nyert, mivel kísérleti megerősítést kapott a szerves biopolimerek abiogén szintézisének lehetőségére.
1953-ban Stanley Miller amerikai tudós az általa létrehozott installációban (141. ábra) azokat a feltételeket szimulálta, amelyek a Föld elsődleges légkörében állítólag léteztek. A kísérletek eredményeként aminosavakat kaptunk. Hasonló kísérleteket többször megismételtek különböző laboratóriumokban, és lehetővé tették annak bizonyítását, hogy a fő biopolimerek szinte valamennyi monomerje ilyen körülmények között szintetizálható. Ezt követően megállapították, hogy bizonyos körülmények között lehetséges összetettebb szerves biopolimerek szintetizálása monomerekből: polipeptidekből, polinukleotidokból, poliszacharidokból és lipidekből.
De az Oparin-Haldane hipotézisnek van egy gyenge oldala is, amire ellenfelei is rámutatnak. Ennek a hipotézisnek a keretein belül nem lehet megmagyarázni a fő problémát: hogyan történt a minőségi ugrás az élettelenből az élőbe. Hiszen a nukleinsavak önreprodukciójához enzimfehérjékre, a fehérjék szintéziséhez pedig nukleinsavakra van szükség.
Kreacionizmus. Spontán generáció. Panspermia hipotézis. A biokémiai evolúció hipotézise. Koacervál. Probions.
1. Miért nem lehet sem megerősíteni, sem cáfolni az élet isteni eredetének gondolatát?
2. Melyek az Oparin-Haldane hipotézis főbb rendelkezései?
3. Milyen kísérleti bizonyítékok adhatók e hipotézis mellett?
4. Mi a különbség A.I. Oparin hipotézise és J. Haldane hipotézise között?
5. Milyen érveket hoznak fel az ellenzők az Oparin-Haldane hipotézis bírálatakor?
Adja meg a lehetséges érveket a pánspermia hipotézis mellett és ellen!
Charles Darwin 1871-ben ezt írta: „De ha most... valami meleg vízben, amely tartalmazza az összes szükséges ammónium- és foszforsót, és hozzáférhető a fény, hő, elektromosság stb. további, egyre bonyolultabb átalakulások, akkor ez az anyag azonnal megsemmisül vagy felszívódik, ami az élőlények megjelenése előtti időszakban lehetetlen volt.”
Erősítse meg vagy cáfolja meg Charles Darwin kijelentését.
Az élet lényegének és az emberi civilizáció kultúrájában való eredetének megértésében két gondolat létezik már régóta: a biogenezis és az abiogenezis. A biogenezis (az élőlények élőlényekből való eredete) ötlete az ősi keleti vallási konstrukciókból származik, amelyekben általános volt az az elképzelés, hogy a természeti jelenségeknek nincs kezdete és vége. Az örök élet valósága logikailag elfogadható ezeknek a kultúráknak, akárcsak az anyag és a Kozmosz örökkévalósága.
Egy alternatív ötlet - az abiogenezis (az élőlények eredete a nem élőlényekből) olyan civilizációkra nyúlik vissza, amelyek már jóval korunk előtt léteztek a Tigris és az Eufrátesz folyók völgyében. Ez a terület állandóan áradásoknak volt kitéve, és nem meglepő, hogy a katasztrófa szülőhelye lett, amely a judaizmuson és a kereszténységen keresztül befolyásolta az európai civilizációt. A katasztrófák mintha megszakítanák a kapcsolatot, a generációk láncolatát, ennek létrejöttét, újbóli megjelenését sugallva. E tekintetben az európai kultúrában széles körben elterjedt az a hiedelem, hogy a szervezet természetes vagy természetfeletti okok hatására periodikusan spontán keletkezik.
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biológia 10. osztály
A honlap olvasói küldték be
A BELORUSSZI KÖZTÁRSASÁG OKTATÁSI MINISZTÉRIUMA
BSPU IM. M. TANK
GYÓGYpedagógiai KAR
DEFEKTOLÓGIAI ALAPOK TANSZÉK
Absztrakt
a "természettudomány" tudományágban
a témában:
"A fő hipotézisek a földi élet eredetéről."
Elkészült:
A 101. csoport 1. éves tanulója
levelező osztály (költségvetési
képzési forma)
………Irina Anatoljevna
BEVEZETÉS………………………………………………………………………………..1.
1. KREACIONIZMUS…………………………………………………………………….1
2. AZ ÁLLAPOT ELMÉLETE…………..……………….….2
3. A SPONTÁN GENERÁLÁS ELMÉLETE…………..…3
4. A PANSPERMIA ELMÉLETE………………………………………………………………..7
5. AZ A.I. OPARIN ELMÉLETE………………………………………..……10
6. MODERN NÉZETEK A FÖLDI ÉLET EREDETÉSÉRŐL ……………………………………………………………………………………………………
KÖVETKEZTETÉS…………………………………………………………………..14
IRODALOM …………………………………………………………………………15
BEVEZETÉS
A földi élet eredetének problémája és létezésének lehetősége az Univerzum más területein régóta felkeltette mind a tudósok és filozófusok, mind a hétköznapi emberek figyelmét. Az elmúlt években jelentősen megnőtt az érdeklődés ezen „örök probléma” iránt.
Ez két körülménynek köszönhető: egyrészt az anyagfejlődés egyes szakaszainak laboratóriumi modellezésében történt jelentős előrelépés, amely az élet keletkezéséhez vezetett, másrészt az űrkutatás gyors fejlődése, amely lehetővé teszi az élet bármely formájának közvetlen keresését. a Naprendszer bolygói egyre valósághűbbek, és a jövőben azon túl is.
Az élet eredete az egyik legtitokzatosabb kérdés, amelyre nem valószínű, hogy valaha is kapunk átfogó választ. Az élet keletkezésére vonatkozó számos hipotézis, sőt elmélet, amely e jelenség különböző aspektusait magyarázza, mindeddig képtelen leküzdeni a lényeges körülményt - kísérletileg megerősíti az élet megjelenésének tényét. A modern tudománynak nincs közvetlen bizonyítéka arra, hogyan és hol keletkezett az élet. Csak logikai konstrukciók és modellkísérletekkel nyert közvetett bizonyítékok vannak, valamint adatok a paleontológia, geológia, csillagászat stb.
A földi élet eredetére vonatkozó elméletek változatosak és távolról sem megbízhatóak. A földi élet keletkezésének leggyakoribb elméletei a következők:
1. Az életet egy természetfeletti lény (Teremtő) hozta létre egy meghatározott időben (kreacionizmus).
2. Élet mindig is létezett (stacionárius állapot elmélet).
3. Az élet ismételten élettelen anyagból keletkezett (spontán generáció).
4. Az élet kívülről érkezett bolygónkra (panspermia).
5. Az élet olyan folyamatok eredményeként keletkezett, amelyek engedelmeskednek a kémiai és fizikai törvényeknek (biokémiai evolúció).
1. KREACIONIZMUS.
A kreacionizmus (a latin creaсio - teremtés) olyan filozófiai és módszertani fogalom, amelynek keretein belül a szerves világ, az emberiség, a Föld bolygó, valamint a világ egész sokféleségét úgy tekintik, mintha valamilyen szuperlény szándékosan hozta létre. (Alkotó) vagy istenség. Nincs tudományos bizonyíték erre a nézőpontra: a vallásban az igazságot az isteni kinyilatkoztatás és a hit által lehet megérteni. Úgy gondolják, hogy a világ teremtésének folyamata csak egyszer ment végbe, és ezért a megfigyelés számára elérhetetlen.
A kreacionizmus elméletéhez szinte az összes leggyakoribb vallási tanítás követői ragaszkodnak (különösen a keresztények, muszlimok, zsidók). Ezen elmélet szerint az élet keletkezése valamilyen konkrét természetfeletti eseményre utal a múltban, amely kiszámítható. 1650-ben Ussher armagh-i érsek (Írország) kiszámította, hogy Isten Kr.e. 4004 októberében teremtette a világot. e. és október 23-án 9 órakor fejezte be munkáját, megalkotva az embert. Asher úgy kapta meg ezt a dátumot, hogy összeadta a bibliai genealógiában említett összes ember életkorát Ádámtól Krisztusig („ki nemzette kit”). Számtani szempontból ennek van értelme, de ez azt jelenti, hogy Ádám akkor élt, amikor – amint azt a régészeti leletek mutatják – már jól fejlett városi civilizáció létezett a Közel-Keleten.
A Teremtés könyvében megfogalmazott hagyományos zsidó-keresztény teremtésszemlélet ellentmondásos volt és továbbra is ellentmondásos. A fennálló ellentmondások azonban nem cáfolják a teremtés fogalmát. A teremtés hipotézisét nem lehet sem bizonyítani, sem megcáfolni, és mindig létezni fog az élet keletkezésének tudományos hipotéziseivel együtt.
A kreacionizmust Isten teremtésének tekintik. Jelenleg azonban egyesek úgy tekintenek rá, mint egy magasan fejlett civilizáció tevékenységének eredményére, amely különféle életformákat hoz létre és figyeli azok fejlődését.
2. A STATIONÁRIS ÁLLAPOT ELMÉLETE.
Ezen elmélet szerint a Föld soha nem jött létre, hanem örökké létezett; mindig képes volt támogatni az életet, és ha változott, az nagyon kevés volt. E változat szerint a fajok szintén soha nem keletkeztek, mindig léteztek, és minden fajnak csak két lehetősége van - vagy számváltozás, vagy kihalás.
Modern becslések szerint a radioaktív bomlás sebessége alapján a Föld életkora 4,6 milliárd év. A fejlettebb kormeghatározási módszerek egyre magasabb becsléseket adnak a Föld életkoráról, ami arra készteti az állandósult állapot elmélet híveit, hogy a Föld mindig is létezett.
Ennek az elméletnek a hívei nem ismerik fel, hogy bizonyos fosszilis maradványok jelenléte vagy hiánya egy adott faj megjelenésének vagy kihalásának idejét jelezheti, és példaként említik a lebenyúszójú halak képviselőjét, a coelacanth-ot (coelacanth). Úgy gondolták, hogy a lebenyúszójú hal (coelacanth) a halaktól a kétéltűekig terjedő átmeneti forma, és 60-90 millió évvel ezelőtt (a kréta időszak végén) kihalt. Ezt a következtetést azonban felül kellett vizsgálni, amikor 1939-ben a sziget partjainál. Az első élő koelakantot Madagaszkáron fogták ki, majd más példányokat. Így a koelakant nem átmeneti forma.
Sok más, kihaltnak tekintett állatot is találtak, például a lingula - egy kis tengeri állat, amely állítólag 500 millió évvel ezelőtt halt ki, ma is él, és más "élő kövületekhez" hasonlóan: a solendon - egy cickány, a tuatara - egy gyík. Évmilliók óta nem mentek keresztül semmilyen evolúciós változáson.
Egy másik példa a tévhitre az Archeopteryx – egy olyan lény, amely madarakat és hüllőket köt össze, átmeneti forma a hüllők madarakká történő átalakításához. De 1977-ben madarak kövületeit fedezték fel Coloradóban, amelyek kora arányos, sőt meghaladja az Archeopteryx maradványainak korát, i.e. nem átmeneti forma.
A steady-state elmélet hívei azzal érvelnek, hogy csak az élő fajok tanulmányozásával és a fosszilis maradványokkal való összehasonlításával vonhatunk le következtetést a kihalásról, és még akkor is nagyon valószínű, hogy ez helytelen. A steady state elmélet alátámasztására paleontológiai adatokat használva, képviselői ökológiai értelemben értelmezik a kövületek megjelenését.
Például egy fosszilis faj egy bizonyos rétegben történő hirtelen megjelenését a populáció növekedésével vagy a maradványok megőrzése szempontjából kedvező helyekre való mozgásával magyarázzák.
Az elmélet melletti érvek nagy része az evolúció homályos aspektusaihoz kapcsolódik, mint például a fosszilis feljegyzések törésének jelentősége, és ezen a vonalon fejlesztették ki a legszélesebb körben.
Az egyensúlyi állapot hipotézist néha eternizmus hipotézisnek is nevezik (a latin eternus - örökkévaló szóból). Az eternizmus hipotézisét W. Preyer német tudós állította fel 1880-ban.
Preyer nézeteit támogatta Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij akadémikus (1864-1945), a bioszféra-doktrína szerzője. Vernadsky úgy vélte, hogy az élet ugyanaz az örök alapja a kozmosznak, amely anyag és energia. „Tudjuk, és ezt tudományosan is tudjuk – szögezte le –, hogy a Kozmosz nem létezhet anyag és energia nélkül. És van-e elég anyag az élet megnyilvánulása nélkül is a Kozmosz, az emberi elme számára hozzáférhető Világegyetem felépítéséhez? Erre a kérdésre nemmel válaszolt, kifejezetten tudományos tényekre hivatkozva, nem pedig személyes szimpátiára, filozófiai vagy vallási meggyőződésre. „...Beszélhetünk az élet örökkévalóságáról és élőlényeinek megnyilvánulásairól, ahogyan az égitestek anyagi szubsztrátumának örökkévalóságáról, azok termikus, elektromos, mágneses tulajdonságairól és megnyilvánulásairól. Ebből a szempontból az élet kezdetének kérdése ugyanolyan távol áll a tudományos kutatástól, mint az anyag, a hő, az elektromosság, a mágnesesség és a mozgás kezdetének kérdése.”
A bioszféra, mint földi, de egyben kozmikus mechanizmus elképzelése alapján Vernadsky összekapcsolta kialakulását és fejlődését a Kozmosz szerveződésével. „Világossá válik számunkra – írta –, hogy az élet kozmikus jelenség, és nem tisztán földi jelenség. Vernadsky sokszor megismételte ezt a gondolatot: „... nem volt az élet kezdete a Kozmoszban, amit megfigyelünk, mivel ennek a Kozmosznak nem volt kezdete. Az élet örök, mert a Kozmosz örök.”
3. A SPONTÁN GENERÁCIÓ ELMÉLETE.
Ez az elmélet általános volt az ókori Kínában, Babilonban és Egyiptomban a kreacionizmus alternatívájaként, amellyel együtt élt. Minden idők és minden nép vallási tanításai általában egy istenség egyik vagy másik alkotó cselekedetének tulajdonították az élet megjelenését. A természet első kutatói ezt a kérdést is nagyon naivan oldották meg. A biológia megalapítójaként gyakran emlegetett Arisztotelész (Kr. e. 384 – 322) ragaszkodott az élet spontán keletkezésének elméletéhez. Még egy olyan kiemelkedő ókori elmének, mint Arisztotelész, nem volt különösebben nehéz elfogadni azt a gondolatot, hogy állatok – férgek, rovarok, sőt halak is – keletkezhetnek az iszapból. Éppen ellenkezőleg, ez a filozófus azt állította, hogy minden száraz test, amely nedves lesz, és fordítva, minden nedves test, amely száraz lesz, állatokat fog szülni.
Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete