Возникновение жизни на Земле

Реферат: Возникновение жизни  на Земле 

                             Введение 

Проблема происхождения  жизни приобрела сейчас неодолимое очарование для всего

человечества. Она  не только привлекает к себе пристальное  внимание ученых

разных стран  и специальностей, но интересует вообще всех людей мира.

Сейчас считается  общепризнанным, что возникновение  жизни на Земле

представляло собой  закономерный процесс, вполне поддающийся  научному

исследованию. В  основе этого процесса лежала эволюция соединений углерода

которая  происходила  во Вселенной задолго до возникновения  нашей Солнечной

системы и лишь продолжалась во время образования  планеты Земля – при

формировании ее коры, гидросферы и атмосферы.

С момента возникновения  жизни природа находится в  непрерывном развитии.

Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является

то разнообразие форм живого, которое во многом до конца  еще не описано и не

классифицировано.

Вопрос о происхождении  жизни труден в исследовании, потому, что, когда наука

подходит к проблемам  развития как создания качественно  нового, она

оказывается у  предела своих возможностей как  отрасли культуры, основанной на

доказательстве  и экспериментальной проверке утверждений.

Ученые сегодня  не в состоянии воспроизвести  процесс возникновения жизни  с

такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже

наиболее тщательно  поставленный опыт будет лишь модельным  экспериментом,

лишенным ряда факторов, сопровождавших появление  живого на Земле. Трудность

- в невозможности  проведения прямого эксперимента  по возникновению жизни

(уникальность  этого процесса препятствует  использование основного научного

метода).

Вопрос происхождении  жизни интересен не только сам  по себе, но и тесной

связью с проблемой  отличия живого от неживого, а также  связью с проблемой

эволюции жизни.

    

Глава 1. Что такое жизнь? Отличие живого от неживого. 

Для понимания  закономерностей эволюции органического  мира на Земле необходимо

иметь общие представления  об эволюции и основных свойствах  живого. Для этого

необходимо охарактеризовать живые существа с точки зрения их некоторых

особенностей и  выделить основные уровни организации  жизни.

Когда-то считалось, что живое можно отличить от неживого по таким свойствам,

как обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение,

приспособляемость. Но анализ показал, что порознь все  эти свойства

встречаются и  среди неживой природы, и поэтому  не могут рассматриваться как

специфические свойства живого. В одной из последних и  наиболее удачных

попыток живое  характеризуется следующими особенностями, сформулированными Б.

М. Медниковым в  виде аксиом теоретической биологии:

Все живые организмы  оказываются единством фенотипа и программы для его

построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения  в поколение

(аксиома А. Вейсмана).

Генетическая программа  образуется матричным путем. В качестве матрицы, на

которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего

поколения (аксиома  Н. К. Кольцова).

В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате

различных причин изменяются случайно и не направленно, и лишь случайно такие

изменения могут  оказаться удачными в данной среде (1-ая аксиома Ч. Дарвина)

[1].

Случайные изменения  генетических программ при становлении  фенотипа

многократно усиливаются (аксиома Н. В. Тимофеева-Ресовского).

Многократно усиленные  изменения генетических программ подвергаются отбору

условиями внешней  среды (2-ая аксиома Ч. Дарвина).

«Дискретность и  целостность – два фундаментальных  свойства организации жизни на

Земле. Живые объекты  в природе относительно обособлены друг от друга (особи,

популяции, виды). Любая особь многоклеточного  животного состоит из клеток, а

любая клетка и  одноклеточные существа – из определенных органелл. Органеллы

состоят из дискретных высокомолекулярных органических веществ, которые в свою

очередь состоят  из дискретных атомов и элементарных частиц. В то же время

сложная организация  немыслима без взаимодействия ее частей и структур – без

целостности».[2]

Целостность биологических  систем качественно отличается от целостности

неживого, и прежде всего тем, что целостность живого поддерживается в

процессе развития. Живые системы – открытые системы, они постоянно

обмениваются веществами и энергией со средой. Для них  характерна

отрицательная энтропия (увеличение упорядоченности), увеличивающаяся, видимо,

в процессе органической эволюции. Вероятно, что в живом  проявляется

способность к  самоорганизации материи.

«Среди живых  систем нет двух одинаковых особей, популяция и видов. Эта

уникальность проявления дискретности и целостности живого основана на

замечательном явлении  ковариантной редупликации.

Ковариантная редупликация (самовоспроизведение с изменениями), осуществляемая на

основе матричного принципа (сумма трех первых аксиом), - это, видимо,

единственное специфическое  для жизни (в известной нам  форме ее существования на

Земле) свойство. В  основе его лежит уникальная способность  к

самовоспроизведению основных управляющих систем (ДНК, хромосом и генов)».

[3]

«Жизнь – одна из форм существования материи, закономерно  возникающая при

определенных условиях в процессе ее развития».

[4]

Итак, что такое  живое и чем оно отличается от неживого. Наиболее точное

определение жизни  дал около 100 лет назад Ф. Энгельс: "Жизнь есть способ

существования белковых тел, и этот способ существования  состоит по своему

существу в постоянном самообновлении химических составных  частей этих тел".

Наиболее точное определение жизни дал около 100 лет назад Ф. Энгельс: "Жизнь

есть способ существования  белковых тел, и этот способ существования  состоит по

своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих

тел".[5] Термин "белок" тогда ещё не был

определён вполне точно и его относили обычно к  протоплазме в целом. Сознавая

неполноту своего определения, Энгельс писал: "Наша дефиниция жизни, разумеется,

весьма недостаточна, поскольку она далека от того, чтобы  охватить все явления

жизни, а, напротив, ограничивается самыми общими и самыми простыми среди них...

Чтобы получить действительно  исчерпывающее представление о  жизни, нам пришлось

бы проследить все формы её проявления, от самой  низшей до наивысшей".

[6]

Кроме того, есть несколько  фундаментальных отличий живого от неживого в

вещественном, структурном  и функциональном планах. В вещественном плане в

состав живого обязательно входят высокоупорядоченные  макромолекулярные

органические соединения, называемые биополимерами, - белки и  нуклеиновые

кислоты (ДНК и  РНК). В структурном плане живое  отличается от неживого

клеточным строением. В функциональном плане для живых  тел характерно

воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение  есть и в неживых

системах. Но в  живых телах имеет место процесс  самовоспроизведения. Не что-то

воспроизводит их, а они сами. Это принципиально  новый момент.

Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к

росту и развитию, активной регуляцией своего состава  и функций, способностью к

движению, раздражимостью, приспособленностью к среде и  т. д. Неотъемлемым

свойством живого является деятельность, активность. «Все живые существа должны

или действовать, или погибнуть. Мышь должна находиться в постоянном движении,

птица летать, рыба плавать и даже растение должно расти».

[7]

Жизнь возможна лишь при определённых физических и химических условиях

(температура, присутствие  воды, ряда солей и т. д.). Однако  прекращение

жизненных процессов, например при высушивании семян  или глубоком

замораживании мелких организмов, не ведёт к потере жизнеспособности. Если

сохраняется неповрежденной структура, она при возвращении  к нормальным

условиям обеспечивает восстановление жизненных процессов.

Однако строго научное разграничение живого и  неживого встречает определенные

трудности. Так, например, вирусы вне клеток другого организма  не обладают ни

одним из атрибутов  живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют

основные необходимые  для обмена веществ ферменты, и  поэтому они могут расти и

размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина  и используя его

ферментные системы. В зависимости от того, какой признак  мы считаем важным,

мы относим вирусы к живым системам или нет.

Итак, суммируя все  выше сказанное, дадим определение  жизни:

«Жизнь – процесс  существования биологических систем (например, клетка, организм

растения, животного), основу которых составляет сложные  органические вещества и

способные самовоспроизводиться, поддерживать свое существование в  результате

обмена энергией, веществом и информацией со средой.»

^[8]

    

Глава 2. Концепции происхождения  жизни. 

     а) Идея самопроизвольного происхождения.

Вначале в науке  вообще не существовало проблемы возникновения  жизни, потому что

учеными античного  мира допускалась возможность постоянного  зарождения живого из

неживого. Великий  Аристотель (4-ый в. до Р.Х.) не сомневался в самозарождении

лягушек. Философ  Плотин в 3-ем веке до новой эры утверждал, что живые существа

самозарождаются в земле в процессе гниения. Эта  идея самопроизвольного