Контрольная работа по "Биологии"

1)Возникновение жизни на  Земле

Возраст Земли, определенный различными методами, насчитывает 6-7 млрд лет, однако ни один из методов не является точным. Должно было пройти около 3 млрд лет, прежде чем на Земле возникла жизнь. Высказывалось много гипотез о происхождении Земли,  
согласно которым Солнце и планеты Солнечной системы образовались внутри космического облака. Масса Земли была первоначально очень мала, но в силу гравитации все больше частиц притягивалось и масса увеличивалась и уплотнялась. Из-за увеличения плотности частиц начала повышаться температура Земли, а затем наступило охлаждение,  
продолжавшееся в течение миллионов лет и сопровождавшееся образованием химических веществ. Более тяжелые вещества оседали к центру, образуя ядро Земли, а более легкие образовали оболочку Земли. По мере охлаждения поверхность Земли затвердевала, исключая места вулканической деятельности. Благодаря большим размерам Земля имела силу притяжения, достаточную, чтобы удержать окружавшие ее газы. Это были совсем другие газы, нежели те, которые содержатся в современной атмосфере. В древней атмосфере Земли содержались вода (преимущественно в виде пара, поскольку температура Земли была высокой, чему способствовали распад радиоактивных соединений и поток ультрафиолетового излучения Солнца), пар, водород, аммиак и метан. Высоко над Землей водяной пар конденсировался, образуя тучи, и выпадал в виде дождя на горячие скалы. Свободного кислорода не было, он соединялся с железом, алюминием,  
кремнием и другими элементами, образуя минералы в земной коре, а также входил в состав воды и таких газов, как оксид углерода (СО) и окись углерода (СО2). Свободный кислород появился в атмосфере Земли много позже, когда возникла жизнь и  
развился процесс фотосинтеза. По-видимому, не было в атмосфере тогда и молекулярного азота (N2), он образовался позже в результате окисления аммиака кислородом.  
Содержание углерода в первичной атмосфере можно объяснить его образованием при взаимодействии карбидов (соединений углерода с металлами) с водой, в результате чего  
возникает метан (СН4) и другие углеводороды. Когда интенсивность радиоактивных,  
радиохимических и химических процессов стала снижаться, началось охлаждение планеты, но поверхность долгое время оставалась горячей; продолжалась активная вулканическая деятельность - образовывались горы и глубокие впадины. При температуре  
ниже 100 oC стали изливаться дожди, образовывались моря и океаны. В горячей дождевой воде растворялись NH3, CO2, CH4, HCN из атмосферы, а также соли и другие вещества,  
вымываемые из поверхностных слоев Земли. Между веществами, растворенными в первобытном океане, неизбежно должны были происходить химические реакции, в результате которых могли образоваться органические соединения.

Как же возникла жизнь на Земле? В античные и средневековые времена было широко распространено учение о зарождении живых существ из неживого материала. Спор между  
мистическими учениями и развивающимся материализмом состоял лишь в трактовке этого вопроса: является ли самозарождение проявлением “духовного начала” или  
же это процесс естественного образования живых организмов. Итальянский врач Франческо Реди в 1668 г. опубликовал результаты своих экспериментов и легко и просто  
доказал, что черви в мясе появляются в результате откладывания яиц мухами, а не из самого мяса. Тем самым он нанес неотразимый удар по представлению о самопроизвольном зарождении жизни. Молодым украинским ученым М.М.Тереховским (1775 г.) была также доказана невозможность самозарождения жизни: он показал,  
что если прокипятить мясной бульон и сосуд запаять, то в нем никаких микробов не появится. Знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер получил премию Парижской академии наук в 1862 г. за то, что проведя блестящий эксперимент,  
доказал невозможность самозарождения микробов. Пастер поместил бульон в склянку с S-образным узким горлышком, в которую свободно проходил воздух, а микробы, находившиеся в воздухе, оседали в S-образном колене горлышка. В таком состоянии сосуды были оставлены в спокойном месте и даже через несколько месяцев бульон был чистым. Если же сосуд поворачивали так, чтобы бульон обмыл S-образный изгиб и снова  
стек в колбу, в ней вскоре начиналось гниение. Как только споры попадали в  
бульон из изогнутого горлышка, начиналось размножение микробов. После работ Реди, Тереховского, Пастера было единодушно признано, что любой организм рождается от  
своих родителей - живых организмов т.е. происходит биогенез. И снова встал вопрос: каким образом возникла жизнь на Земле, на которой не было ничего живого?

В настоящее  время высказано несколько гипотез о происхождении жизни на Земле. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки и требует точных научных  
доказательств, которыми человечество владеет еще недостаточно.

Согласно космогонической теории (гипотеза о вечности жизни, или “панспермии”) зародыши жизни (споры растений и микроорганизмов) рассеяны в космическом пространстве и переносятся с планеты на планету, а на Землю попадают с метеоритами и  
пылью. Горячим сторонником этой гипотезы был выдающийся ученый конца XIX в. физикохимик С.Аррениус. Эту же точку зрения разделял виднейший биогеохимик академик В.И.Вернадский. Даже если жизнь существует на других планетах, трудно  
себе представить, что живые организмы переносятся на Землю без повреждений, поскольку они могут быть убиты из-за воздействия ультрафиолетовых лучей,  
интенсивность которых в космосе очень велика, и низкой температурой  
космического пространства, и, наконец, сгореть в верхних слоях атмосферы. Проверить эту гипотезу очень трудно.

Автотрофная гипотеза происхождения жизни на Земле полагает, что организм такого типа мог бы быть исходной формой жизни. Первые автотрофы должны были бы быть с самого начала очень сложными организмами, а согласно теории эволюции, сложные организмы развиваются в течение длительного времени из менее сложных, постепенно усложняясь.  
Более вероятно, что развитие началось с менее сложных организмов, которые не могли синтезировать пищу. К настоящему времени доказательств в пользу этой гипотезы почти нет, хотя теоретически автотрофный путь развития жизни вполне возможен.

В настоящее  время наибольшее количество доказательств получено в пользу гетеротрофной гипотезы происхождения жизни. Впервые современная гипотеза о  
происхождении жизни была опубликована советским биохимиком А.И.Опариным в 1924 г. Несколько позже, в 1929 г., к тем же представлениям пришел английский  
ученый Джон Холдейн. Эта гипотеза была подтверждена последующими научными исследованиями в разных областях биологии и химии. Согласно этой гипотезе, первым этапом на пути возникновения жизни на Земле стал абиогенный (небиологический) синтез  
органических молекул из неорганических. В 1953 г. американские ученые Миллер и Юри в сконструированном ими аппарате из смеси газов (CH4, NH3 и H2) при пропускании высокого электрического разряда получили в кипящей жидкости различные органические соединения. Они имитировали условия, существовавшие на Земле 4 000 млн лет тому назад. В жидкости были обнаружены мочевина, мочевая кислота, несколько разных  
аминокислот. Сходные результаты были получены советскими учеными А.Г.Пасынским и Т.Е.Павловской. Они исследовали влияние ультрафиолетовых лучей в подобных  
экспериментах. В течение миллионов лет возникали и разрушались бесчисленные варианты новых соединений - от простых до самых сложных и высокомолекулярных: могли быть углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты. Органические вещества были вначале в воде разбавленного раствора, а затем сгущались. Американский ученый  
Сидней В.Фокс в 1957 г. высказал предположение о том, что аминокислоты могут соединяться, образуя пептидные связи в отсутствии воды (дегидратационный синтез).

Дальнейший этап эволюции должен был состоять в соединении молекул с образованием того, что А.И.Опарин и Д.Холдейн назвали “питательным бульоном”. А.И.Опарин считал  
наиболее вероятным самопроизвольное концентрирование высокомолекулярных органических веществ с образованием капелек, называемых коацерватами - скоплениями белков или белковоподобных веществ. Поэтому вторым этапом на пути возникновения  
жизни на Земле был процесс концентрирования органических веществ. Между капельками коацерватов происходит некоторая взаимосвязь: каждая коацерватная  
капля может увеличиваться в размерах (сходно с процессом роста клеток), возможно они способны выделять какие-то продукты химических реакций, происходящих внутри, в  
окружающую ее среду, и даже между коацерватами может происходить нечто, напоминающее борьбу за существование. Но они еще не являются живыми объектами, они не обладают способностью к самовоспроизведению. Третий, последний этап - возникновение самовоспроизводства молекул. Образовавшиеся полипептиды не обладают способностью к самовоспроизводству и тем самым закреплять приобретенную в  
результате химическую структуру, которая может выполнять определенную функцию. Нуклеиновые кислоты в отличие от белков способны к репликации, т.е. созданию новых  
копий, неотличимых от материнских молекул. В 1982 г. американский биохимик Т.Чек открыл каталитическую активность РНК, что позволяет предположить, что молекулы РНК были первыми биополимерами на Земле. Наличие кодирующих белков молекул РНК и ДНК и белков-ферментов, катализирующих процессы репликации нуклеиновых кислот, позволяет образовываться системам с обратной связью. Такие системы уже обладают  
некоторыми признаками жизни, но поскольку они не имеют мембраны, не могут быть названы живыми организмами. Биомембраны могли образоваться на поверхности водной  
пленки, но этот процесс во многом еще не ясен. Образование биомембраны и формирование ее структуры продолжалось много миллионов лет. Эволюционно закреплялись лишь такие системы, которые были способны к саморегуляции и самовоспроизведению. Полагают, что это и были первые живые организмы -  
пробионты. На основании имеющихся на сегодняшний день знаний о составе  
древней атмосферы Земли можно сделать вывод о том, что первые организмы были анаэробными гетеротрофами, затем мог появиться, скорее всего у анаэробных бактерий,  
способных к азотфиксации, бактериальный фотосинтез. Но это был бескислородный фотосинтез, поскольку первые фотосинтезирующие бактерии могли получать водород путем расщепления органики или сероводорода. И лишь цианобактерии (цианобактерии, или синезеленые) первыми перешли к фоторасщеплению воды. При таком фотосинтезе стал выделяться кислород как побочный продукт. Этот кислород не только насытил воду, но стал выделяться и в атмосферу. Такой поворот событий вызвал коренное изменение хода эволюции, лик Земли стал изменяться. Появление озонового экрана защитило  
первичные организмы от ультрафиолетового облучения и положило конец абиогенному синтезу органических веществ. До этого момента вода защищала первые живые  
организмы от интенсивного солнечного излучения, а с появлением озонового слоя жизнь “вышла” из воды и распространилась по всей поверхности Земли.

( http://bril2002.narod.ru/ob4.html)

2) Как Дарвин объяснил  появление жизни  на Земле

Согласно эволюционной модели, развитие органического мира Земли от "микроба к человеку" осуществлялось в результате взаимодействия трёх основных факторов: изменчивости, наследственности и естественного отбора. Благодаря этим факторам организмы в процессе развития постепенно накапливают всё новые приспособительные признаки, что в конечном итоге ведёт к образованию новых  видов, родов, семейств, отрядов, классов, типов и царств (вопреки этой гипотезе, новые виды возникали внезапно, им не предшествовали длинные цепи промежуточных звеньев). 
      В поддержку гипотезы эволюции сразу же было предложено 2 аргумента: рудиментарные органы и теория эмбриональной рекапитуляции.

 
      Так был составлен список из 180 человеческих рудиментов - органов, якобы утративших своё назначение в процессе его развития из низших форм, т.е. органов которые человеку уже не нужны и их можно удалить. Однако, по мере изучения этих рудиментов (например, аппендикса), учёные вычёркивали из списка орган за органом, пока не вычеркнули практически все.       Спустя 150 лет, физиологи не считают  бесполезным ни один из человеческих органов, якобы полностью утративший свои функции. Поэтому наличие т.н. "рудиментарных" органов не может служить доказательством гипотезы эволюции, согласно предсказаниям которой должны появляться новые (нарождающиеся) органы, но их нет! 
      Довольно скоро приказала долго жить и т.н.

Итак, нет достоверных  окаменелостей, т.е. ни скелетов ни их частей, которые свидетельствовали бы, что  человек развился из обезьяны. Но может  человек является средоточием иных органов, возникших в результате эволюции, окаменелости которых нельзя обнаружить?  
      За ответом можно обратиться к самому создателю  эволюционного учения Чарльзу Дарвину. В своей книге "Происхождение видов" он писал: "В высшей степени абсурдным, откровенно говоря, может показаться предположение, что путем естественного отбора мог образоваться глаз со всеми его неподражаемыми изобретениями для регуляции фокусного расстояния, для регулирования количества проникающего света, для поправки на сферическую и хроматическую аберрацию". 
      При этом, Дарвин не знал, что человеческий глаз, как крошечная телекамера (диаметром всего около 24 мм и массой - 7,5 грамм), невероятно сложно устроен и может одновременно обрабатывать около 1,5 миллиона изображений, передаваемых в мозг с помощью 137 миллионов нервных окончаний. Поэтому, после правильного предположения об абсурдности образования глаза путём естественного отбора, Дарвин, для спасения своей теории эволюции,  использовал отвлекающий нечестный приём, обратившись к философии науки.  
      "Но когда в первый раз была высказана мысль, что солнце стоит, а земля вертится вокруг него, здравый человеческий смысл тоже объявил ее ложной; однако каждый философ знает, что старое изречение Vox populi - vox Dei не может пользоваться доверием в науке."       
      Верно, солнце не стоит и земля вертится (при чём здесь это?), но ... человеческий глаз никак не мог развиться путём естественного отбора или мутаций, так как бесполезен без хотя бы одного компонента: роговицы, сетчатки,  хрусталика, стекловидного тела, центральной ямки, зрительного нерва и пр. Более того, сам глаз совершенно бесполезен без приёмника видеосигналов (зрительной коры головного мозга) и сложного вычислительного аппарата  для обработки поступающей в него информации. 
      Вышеприведенное утверждение можно с полным основанием отнести не только к другим органам человека, например, мозгу или сердцу, но и к его первоэлементу - клетке, мельчайшему органу размером около 0,01 мм (10 микрон!!).  
      Я называю клетку органом не случайно, так как это огромный химический завод, микровселенная, содержащая триллионы молекул со сложнейшими связями и 40 тысячами функций. В последнем, заключается неразрешимая для религиозных материалистов проблема, которая называется "проблемой несократимой сложности" ("irreduciable complexity"): из ВСЕХ функций клетки нельзя сократить НИ ОДНОЙ, недопустимо разорвать ни одну связь, иначе клетка погибнет. Такая система неподдающейся снижению сложности должна возникнуть сразу, целиком, чтобы выполнить своё назначение. 
     

3)Факторы  эволюции

1. Антропогенез —  длительный исторический процесс  становления человека, который происходит  под влиянием биологических и  социальных факторов. Сходство человека  с млекопитающими — доказательство  его происхождения от животных. 
 2. Биологические факторы эволюции человека — наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. 1) Появление у предков человека S-образного позвоночника, сводчатой стопы, расширенного таза, прочного крестца — наследственные изменения, которые способствовали прямохождению; 2) изменения передних конечностей — противопоставление большого пальца остальным пальцам — формирование руки. Усложнение строения и функций головного мозга, позвоночника, руки, гортани — основа формирования трудовой деятельности, развития речи, мышления. 
  3. Социальные факторы эволюции — труд, развитое сознание, мышление, речь, общественный образ жизни. Социальные факторы — основное отличие движущих сил антропогенеза от движущих сил эволюции органического мира. 
  Главный признак трудовой деятельности человека — способность изготавливать орудия труда. Труд — важнейший фактор эволюции человека, его роль в закреплении морфологических и физиологических изменений у предков человека. 
 4. Ведущая роль биологических факторов на ранних этапах эволюции человека. Ослабление их роли на современном этапе развития общества, человека и возрастание значения социальных факторов. 
 5. Стадии эволюции человека: древнейшие, древние, первые современные люди. Ранние стадии эволюции — австралопитеки, черты их сходства с человеком и человекообразными обезьянами (строение черепа, зубов, таза). Находки остатков человека умелого, его сходство с австралопитеками

6. Древнейшие люди  — питекантроп, синантроп, развитие  у них лобных и височных  долей мозга, связанных с речью,  — доказательство ее зарождения. Находки примитивных орудий труда  — доказательство зачатков трудовой  деятельности. Черты обезьян в  строении черепа, лицевого отдела, позвоночника древнейших людей. 
 7. Древние люди — неандертальцы, их большее сходство с человеком по сравнению с древнейшими людьми (больший объем мозга, наличие слаборазвитого подбородочного выступа), использование более сложных орудий труда, огня, коллективная охота. 
 8. Первые современные люди — кроманьонцы, их сходство с современным человеком. Находки разнообразных орудий труда, наскальных рисунков — свидетельство высокого уровня их развития.