Теорії походження біосфери та її еволюція

Реферат з геології

Заклецького Олександра

студента ФПН-2

на тему :

«Теорії походження біосфери та її еволюція»

Київ 1997р.

Зміст

Походження життя - творіння або абіогенний синтез

« Живе від живого !»

Життя - вічне явище

Розвиток життя та програмування

Що це за система

Подвійне керування

Чи правий Дарвін та його теорія?

Спонтанні мутації - двигун еволюції чи помилки «програми»?

Стрибки еволюції та онтогенез

Еволюція--експеримент супермозку

Роль людини у еволюції

Два шляхи розвитку

Майбутнє людства яке воно?

На початку Бог створив небо та землю.

А земля була над безоднею,

і Дух Божий ширяв над поверхнею води.

І сказав Бог : « Хай станеться світло !»

І сталося світло...

І сказав Бог : « Нехай вода вироїть дрібні

істоти, душу живу, і птаство що літає

над землею під небесною твердю»...

Перша книга Мойсеєва «Буття».

Поки що не відомо, чи дійсно так народилося життя на нашій планеті чи ні, але зрозуміло на даному етапі одне : життя не могло само зародитися само. Взагалі проблема походження життя на Землі до цього часу є одним з самих хвилюючих питань. Перші наукові теорії, як відомо створили О.Опарін та Дж. Холдейн. Згідно з їх уявленнями, на початку історії землі відбувся абіогенний синтез складних органічних сполук з простих хімічних сполук, що містилися первісних земних океанах, « в первинному бульйоні » під впливом вулканічного тепла, розрядів та блискавок, ультрафіолетового опромінення та інших факторів зовнішнього середовища почався синтез сполук та біополімерів. Молекули амінокислот об'єднувалися в пептиди, які потім зверталися у ?-спіраль, а потім у більш складну структуру утворюючи первісні білки. Утворювалися ліпіди, що утворювали первісні мембрани. З цих білків та ліпідів у свою чергу синтезувалися первісні живі істоти мікроскопічних розмірів.

На даному етапі серйозно сприймати такого типу гіпотези навіть смішно. Як відомо Стенлі Міллер у ряді експериментів моделював умови які, можливо були на первинній землі. (Вважають, що у ті часи атмосфера була зовсім не така як зараз: легкі гази - водень, гелій, азот, кисень та аргон - уходили з атмосфери, тому що гравітаційні поле нашої, ще не достатньо сильної планети не могло їх утримати ; однак прості сполуки, що містили ці елементи могли бути затримані, до них належить : вода аміак двоокис вуглецю та метан. До того як температура впала нижче 100 градусів, вважається, що уся вода знаходилася у паро образному стані. Атмосфера була відновна, а не окисна.) У створеному ним апараті, що мала джерело енергії, підігрівом та холодильником синтезував багато речовин, що мають важливе біологічне значення : амінокислоти, аденин, та прості цукри, наприклад рибозу та деякі інші. Після цього Орджел в Інституті Солка у східному експерименті синтезував нуклеотидні ланцюги довжиною у шість мономерних одиниць ( прості нуклеїнові кислоти ).

Так, дійсно теорія Опаріна має деякий сенс, але вона ніяк не може вирішити питання з переходом від складних органічних речовин до простих живих організмів. Особливо неймовірним є якесь з'ясування питання властивості живих систем до розмноження. Взагалі у цієї та інших гіпотез є один суттєвий недолік : немає жодного факту, який би підтвердив можливість

абіогенного синтезу на Землі хоча б найпростішого живого організму з неживих сполук. Усі досліди змогли синтезувати лише досить довгі ланцюжки пептидів, цукрів, та жирів. І тільки ! Жалюгідні деталі великої та дуже складної машини! Зараз найактуальнішим зараз є принцип Реді « Живе -- лише від живого ». Але навіть, якщо колись вдасться синтезувати у лабораторії життя, це доведе лише те, що для синтезу життя потрібна присутність потужного розуму, складних лабораторних умов та техніки. І, навіть, якщо вдасться синтезувати примітивне життя, як можна тоді розв'язати питання чому життєві форми ускладнювалися від бактерій до людини ?

Нищівного удару по теорії абіогенного синтезу завдало математичне моделювання. Математики підрахували, що зародження живого організму з неживих блоків практично дорівнює нулю. Так було доведено, що ймовірність спонтанного утворення ДНК становить 10^-800. Це число де в знаменнику стоїть число з вісьмома сотнями нулів. Хочеться згадати заяву Фреда Хойла, який сказав з приводу теорії абіогенного синтезу таке : « Швидше ураган, що пронесеться над смітником, збере новий Боїнг-747 ніж у результаті випадкового процесу утвориться зі своїх компонентів життя ». Окрім того як тоді можна дати відповідь на запитання як утворилися складні істоти, що мають складні органи, такі як вуха, ніс, очі і врешті-решт мозок ?

Крім того суперечать теорії абіогенного синтезу геологічні відомості, які знаходять на глибині, у породах, що мають вік 3,8 млрд. років залишки складно організованих організмів.

Вернадський вважав життя вічним явищем всесвіту, як матерія та енергія. Він вважав, що життя є невід'ємним явищем цього світу, як електрика, магнетизм, теплота, рух. Вернадський пов'язував утворення життя та її еволюцію з законами всесвіту, тобто життя він вважав явищем космічним, а не суто земним. Припускається також можливість того, що життя може існувати і в інших, не білково-нуклеїново-водяному виді. Деякі вчені розробляють гіпотези інших станів життя, наприклад життя за рахунок магнітних сил, що пов'язані з групами рухомих електричних зарядів, на основі агрегатів атомів, що знаходяться у різних станах збудження та інші. Між іншим дуже можливо, що не виключена можливість існування інших форм життя і на нашій планеті, про це може свідчити фольклор майже кожного народу, у якому згадуються різні види духів, привидів, елементів, демонів та ін. Крім того можна віднести сюди ж деякі види НЛО, кульові блискавки та «згустки», що можна зафіксувати різними приборами та які виявляють досить розумну поведінку.

Таким чином можна сказати, що життя існує на нашій планеті майже з її зародження.

Що ж, стає зрозумілим, що життя на землі зародилося завдяки втручанню вищого розуму (його можна назвати по різному Творець, Бог, Карма і т.д. ) тепер давайте прослідкуємо за еволюцією живого.

Еволюційні теорії, починаючи з теорії Ч. Дарвіна, кажуть про шлях ускладнення систем від простих до складних, але це протиріч логіці, це можна порівняти з таким твердженням як картина складніша за маляра. Еволюційний процес у світлі відкриття генетичного коду зараз більше нагадує створення надскладної програми : з початку утворюють умови для утворення програми ( у комп'ютері це видалення певного простру пам'ятки під програму, в нашому світі це формування Землі ), потім йде розробка версії програми - це так би мовити утворення скелету програми, який вже в змозі діяти ( на Землі це утворення перших живих істот ), потім йде доробка та утворення більш досконалої версії ( утворення авто і гетеротрофів, еукаріотів ) ; після того, як програма вже може досить стабільно діяти у неї починають вставляти все нові та нові блоки ( у клітини вставляли нові ланцюги ДНК ) в результаті цього програма має все більше можливостей. Потім, на якомусь рівні, програма може інтегруватися з іншими програмами (виникнення багатоклітинних організмів ). Врешті-решт мрія майже кожного програміста створити програму, що мала би штучний інтелект - Творцю або Творцям це вдалось, коли нам це вдасться ще не відомо. Поки що все що ми змогли повторити з живого це комп'ютерні віруси, які єдине, що вміють це розмножуватися, зберігаючи інформацію о собі в своїх клонах та робити спустошення в комп'ютерних системах. Спроби ж кібернетиків створити механізми, що могли б само відтворюватися наштовхуються на іншу проблему : у процесі самовідтворення неминуче спостерігається тенденція до зменшення складності систем.

Чому спостерігається така різниця між живим та не живим миром ? Мабуть тому, що у живих істот є якась « програма--запобіжник », яка не дає зменшувати складність системи. Усі організми одержують якісь інструкції, які керують розвитком індивіда, «розархівацією» генетичного коду ; ця система, що надає інструкції може бути або персональною та внутрішньою для кожного індивида, або зовнішньою, у будь-якому разі ця система набагато складніша самого організму, яким вона керує.

Виникає питання : так що ж це за система ?

Останнім часом має велику популярність ідея Вернадського про те, що біосфера у своєму розвитку керується інформацією, що надходить з космосу. Вернадський вважав, що на біосферу впливають випромінення, що йдуть від усіх космічних тіл. Вперше вплив сонячних процесів на процеси у біосфері відкрив О.Чижевський. Він довів, що біосфера знаходиться під впливом багатьох електромагнітних та інших випромінювань, що надходять з небесних тіл.

У нашому світі універсальну роль носіїв інформації відіграють електромагнітні поля. Електромагнітні поля мають набагато більше переваг ніж звукові та хімічні сигнали. Нажаль ми можемо відчувати досить невеликий спектр електромагнітних випромінювань. Раніше біологи враховували невеликий спектр цих випромінювань у високоенергетичній ділянці. Лише кілька десятиліть тому вони почали усвідомлювати ту роль, яку відіграють в живій природі електромагнітні хвилі у межах радіочастот, саме вони несуть величезний об'єм інформації, що сприймається та реалізується біотами. За твердженнями геліо- та космобіологів функціонування біосфери напряму пов'язано з інформаційними сигналами космічного походження. При чому встановлено, що чутливість до сигналів збільшується з ускладненням будови організмів. З ускладненням біосистем зростає їхня здатність накопичувати слабкі сигнали й сприймати їх інформацію. Отже, чи є ця система керування зовнішньою (її наприклад можна назвати ДУША ), або зовнішньою ? Я думаю, що керування йдеться одразу на двох рівнях -- зовнішньому та внутрішньому.

Отже Дарвін зі своєю теорією природного добору виглядає зараз вже не так впевнено. З його теорії випливає, що навколишнє середовище залишає найбільш пристосованих індивідів. Але тоді вся земля належала б бактеріям та синьо-зеленим водоростям, що є найбільш пристосованими до земних умов -- вони живуть вже кільканадцять мільйонів років без суттєвих змін. Вони панували у архейську еру та кардинально змінили обличчя землі, так кардинально, що їм довелося відійти на задній план та уступити шлях більш складним організмам. Зараз прокаріоти живуть там, де інші просто існувати не можуть: гідротермальні джерела, гейзери, солоні озера, ядерні реактори. Бактерії є консерваторами, у яких панує стандартизація, яка їм і забезпечує безвідказну систему життєдіяльності у певних умовах.

Як я вже казав вище тільки еукаріоти здобули шанс на прогресивний еволюційний розвиток. Це прояв кооперації. Значення кооперації зростало й стало вирішальним з появою розуму. Більше можливостей мають організми, що можуть сприймати більше інформації від інших організмів та з довкілля. Більше всього пощастило приматам вони започаткували носія розуму.

Але іноді в еволюції зустрічалися інциденти, коли перевагу мають не найбільш прогресивні форми. Так, наприклад найбільш пристосованою до навколишнього середовища є освічена людина, що гарно орієнтується в життєвих обставинах (доведено, що інтелект, головним чином, зумовлений генетичною схильністю ), але статистика доводить, що люди інтелектуальних професій народжують у середньому менше нащадків, ніж некваліфіковані робітники. Теж саме відбувається і у світі тварин.

Еволюція органічного світу відбувається за рахунок мутацій, тобто випадкових відхилень у генетичному записі під впливом активних мутагенних факторів навколишнього середовища. В разі, якщо ци властивості є вигідними для організму вони закріплюються. Але більшість мутацій, як відомо є шкідливою для організму, всім відомі чорнобильські мутанти--тварини що народилися після чорнобильської аварії всі вони є потворними, нежиттєздатними та безплідними. Теж саме стосується й інших видів мутантів, у яких мутації відбулися через вплив хімікатів. Накопичення помилок у коді ДНК можна порівняти з накопиченням помилок в комп'ютерній програмі. Виникнення нового виду за рахунок спонтанних мутацій також неймовірно як удосконалення радіоприймача в разі, якщо ви тикнете в нього відкруткою. Крім того сама природа опирається цьому процесу завдяки процесам реплікації ДНК природа намагається виправити ці помилки. Крім того гібриди дуже часто знову розщеплюються на попередників, наприклад гібрид вовка та собаки розщеплюється через пару поколінна вовків та собак. Так що питання як виникають нові види рослин і тварин ці теорії еволюції не з'ясовують.

Дійсно, якщо подивитися та зробити припущення, що еволюція йшла поступово, виникає питання : а деж величезна кількість перехідних видів ? Їх майже нема !

Модель1

Модель2

t t

Тут перед вами дві моделі прогресу еволюції відносно часу. Перша модель уявляє з себе класичне уявлення Дарвіна про темпи еволюції, які по його теорії були рівномірні ; друга модель показує те, що знайшли по викіпним залишкам, з цього графіку видно, що еволюція йшла якби « стрибками ».

Відомо, що в процесі формування плоду ( онтогенезу ) особливо на стадіях дроблення, гаструляції та ранішніх стадіях диференціювання спостерігається дивовижна структура збіжність. Геккель сформував закон рекапітуляції, за яким онтогенез повторює філогенез, це означає, що стадії розвитку плоду повторюють історію розвитку тієї групи до якої він належить. Вивчення будь-яких зародків хребетних на ранішніх стадіях показує, що визначити групу до якої він належить не має можливості. Потім по мірі розвитку зародка в нього відбуваються зміни, в результаті яких він отримує ознаки риби, амфібії, рептилії, птаха або ссавця.

Що ж тоді дає інструкцію клітині на який стадії їй зупинитися? Ця інструкція записана в її хромосомній структурі, міститься в геномі та починає працювати з моменту запліднення. Але залишається без відповіді питання : хто заложив в ДНК цю інструкцію ? Будова генома високоорганізованих істот дуже складна, наприклад в ДНК людини міститься 3 мільйони пар нуклеотидів, це 12 мільйонів комбінацій ! Зараз розшифрована лише мізерна частина.

Стає зрозуміло одне не було « сліпої » еволюції, не було абіогенного зародження життя ; було створення життя та спланована еволюція. Еволюція нагадує не генератор випадкових чисел, а експеримент по розвитку життя на планеті Земля. Але, якщо творець завжди досконаліший за творіння виникає риторичне питання : на скільки потужним ж повинен бути розум Творця щоб створити та запустити таку складну систему ? І оскільки людина була, мабуть одним з останніх експериментів Творця яка його роль у всій цій велетенський грі ?

Я ставив у цьому рефераті дуже багато питань, відповідав не на всі, але на це питання я спробую відповісти.

Перш за все людина не повинна суперечити основним принципам еволюції. Якщо ви помітили, усі екосистеми знаходяться, без втручання людини, у відносному спокої та балансі між собою, тобто ми мали повністю врівноважену конструкцію з передбаченими реакціями. І ось вводиться новий фактор -- людський ; людина, це зовсім інший тип звіра : вона має гарно розвинуті кінцівки, досконалий мозок що, та осознання свого EGO яке може вдосконалюватися. Людина саме завдяки цій здатності та можливості добре спілкуватися починає розвиватися, вона постає все більш великим конкурентом для інших тварин, вона починає змінювати природу, а потім вирішує взагалі її перебороти, при цьому він забуває, що сам є частиною природи, біосфери та, знищівши її він знищить себе, вже зараз ми готуємо самі собі генетичний терор випускаючи у природу мутагени, ми готові знищити самих себе через свою жадність та байдужість. Біблія каже : « Бог створив людину по образу і подобію свойому », але цей експеримент вийшов не зовсім вдало: людина стала занадто зла, вона стала заздріти всьому та руйнувати це. Ми пригадуємо Герострата та Вандалів, що зруйнували витвори мистецтва, та хіба життя не є витвором мистецтва самого великого Митця ? Хіба не вандалізмом є вижигання великих площ лісів, вбивства на полюванні заради азарту, а не їжі чи самозахисту, браконьєрський вилов риби та китів та багато іншого ? У людстві живе досі дух Каїна--братовбивці. Людина ж була створена для того щоб вдосконалюватися, а не опускатися до рівня тварини. Зараз перед людиною лежить два шляхи : шлях техногенний -- це подальше безбожне використання усіх ресурсів, та руйнування екосистеми Землі, або шлях, що веде до перегляду всіх життєвих позицій людини : забути про заздрість, забути про конкуренцію -- наші дуже давні предки колись видалилися завдяки кооперації, а не конкуренції, переглянути психологію всього людського світу, поступати з іншими так, як ти хочеш щоб з тобою поступали, пам'ятати дуже гарний вислів Антуана де Сент -Екзюпері « Ми відповідаємо за тих, кого приручили ». Отже другий шлях це шлях до гармонії. Якщо ми були зроблені по образу та подобію ми можемо, мабуть не тільки нищити життя а й творити його, це означає, що ми можемо створити зовсім новий вид життя, наприклад на основі комп'ютерів. Взагалі шлях до вдосконалення людини та суспільства лежить лише через творіння, а не знищення, не має значення яке пасивне, чи активне. Ми жаліємо гроші на очисні споруди для заводів та фабрик, через свою жадібність ведемо неконтрольований видобуток ресурсів, навіть і не подумав про наслідки. Якими вони можуть бути ? Можливо, сама природа встане проти нас новою хворобою, а можливо, людство знищить екосистему та зникне саме самознищівшись. Одним з наслідків нашої діяльності є ЧАЕС, яка ще довго буде лякати наших нащадків, таким наслідком є СНІД, таким наслідком є катастрофа Аральського моря та багато інших. Людство майже не знищило себе атомними бомбами. Природа попереджує : якщо і далі так буде людство майже вимре.

Який можна зробити висновок з усього вище написаного ? Життя на землі є експериментом якогось над розуму. Фінальним дослідом було створення людини. Людині треба доказати, що вона дійсно достойна свого Творця, а часу залишилося небагато всього 30-40 років. Якщо людство зможе піти по шляху гармонії, то це буде ще один « стрибок » еволюції біосфери, бо нарешті випромінення з планети Земля будуть мати гармонію ; якщо ні, то на Землі може відбутися АРМАГЕДДОН. Людство ! Твій хід !

Література :

1. Біблія

2. Living In The Environment G. Tyler Miller, Jr.

3. К. Вилли, В. Детье « Биология »

4. Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор « Биология »

5. Безусько Алла Герасимівна « Лекції по біології »

6. Г.О. Білявський, М.М. Падун, Р.С. Фурдуй «Основи загальної Екології»