Проблема сущности жизни

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ РФ ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

РЕФЕРАТ

на тему:

ПРОБЛЕМА СУЩНОСТИ ЖИЗНИ

Выполнила: студентка 2 курса

Киященко Н.Н.

Проверила: Гергнер С.В.

АША - 2008

Содержание

Введение

Проблема сущности жизни

Концепции происхождения жизни

Особенность условий на ранней Земле

Возникновение простейших форм живого

Проблема возникновения жизни на планете

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Происхождение жизни - это одна из важнейших мировоззренческих проблем. Попытки понять, как возникла и развивалась жизнь на Земле, предпринимались еще в глубокой древности, основываясь на религиозно - идеалистических взглядах.

Естествознание 20 века сделало шаг вперед в изучении жизни, ее проявлений на Земле и за ее пределами.

В данной работе рассматривается проблема сущности жизни, основанная на представлениях таких отраслей знаний, как биохимия, биофизика, генетика, молекулярная биология и др., которые значительно расширили знания о происхождении земной жизни.

Проблема сущности жизни

Эволюция жизни предполагает ее истоки, начало. Проблема происхождения жизни является одной из важнейших не только в биологии, но и во всем естествознании и имеет большое мировоззренческое значение.

Концепция сверхъестественного (божественного) происхождения живого - креационизм - основана на вере и поэтому не относится к области науки. Не вдаваясь в подробности, заметим лишь, что в познавательном плане она принципиально бесплодна.

Концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества появилась в древности, ее придерживался еще Аристотель.

В 17 веке биолог Ф.Реди противопоставил ей принцип: живое возникает только из живого (так называемый принцип Реди, или концепция биогенеза). Уже в 19 веке Л.Пастер окончательно опроверг концепцию самопроизвольного зарождения, показав, что эффект неоднократного появления жизни там, где она не существовала, связан с бактериями. Методика избавления от бактерий получила название пастеризация.

Концепция стационарного состояния предполагает, что Земля и жизнь на ней существовали всегда, причем в неизменном виде. Эта концепция носит абсолютно умозрительный характер и не согласуется с перечисленными выше свидетельствами эволюционности живого.

Концепция панспермии связывает появление жизни на Земле с ее занесением из космического пространства. Теоретическая возможность панспермии подтверждается обнаружением следов органических соединений в метеоритном и кометном веществе. В 1975 году предшественники аминокислот найдены в лунном грунте. Эта концепция разделялась многими учеными, и интерес к ней периодически возрастает. Но нужно отметить, что на основе этих взглядов во второй половине 20 века возникло множество разнообразных псевдонаучных гипотез и совсем уж примитивных фантазий на тему космических пришельцев - «сеятелей жизни».

Общепринятой в настоящее время можно считать концепцию биохимической эволюции. Согласно ей, жизнь зародилась на Земле естественным путем в результате химических, а затем - биохимических процессов. Причем это явилось не маловероятной случайностью, а достаточно вероятным результатом самоорганизации (А.И.Опарин, Дж.Холдейн).

Образовавшись из протоплазменного облака примерно 4,5 млрд. лет назад, Земля была космическим объектом с температурой в несколько тысяч градусов. По мере остывания планеты образовалась земная кора, нестабильная из-за высокой вулканической активности и глобальных подвижек. Согласно гипотезе А.И.Опарина, атмосферу ранней Земли составляли в основном тяжелые газы (аммиак, двуокись углерода, метан, пары воды). Отсутствие в атмосфере кислорода было, вероятно, необходимым условием возникновения предбиологических образований, т.к. органические вещества гораздо легче синтезируются в восстановительной среде, чем в окислительной. Вода оставалась в газообразном состоянии до тех пор, пока изменение совокупности параметров «температура - давление» не привело к ее конденсации.

По современным представлениям появление жизни тесно связано с возникновением земных океанов. Первые осадочные породы, свидетельствующие о появлении крупных водоемов, датируются временем 3,8 млрд. лет назад. Опарин полагал, что сложные вещества могли синтезироваться из более простых при активационном воздействии мощного солнечного коротковолнового излучения, существовавшего в тот период без фильтрующего слоя современной атмосферы. для построения любого сложного органического соединения, необходимого живой материи, достаточно небольшого набора монометров.

С определенного этапа в процессе химической эволюции на Земле активное участие стал принимать кислород. Он мог накапливаться в атмосфере Земли в результате разложения воды и водяного пара под действием ультрафиолетовых лучей солнца. С накоплением в атмосфере кислорода восстановленные соединения начали окисляться. Эти вещества, вступая в реакции с аммиаком и цианистым водородом, дали начало аминокислотам и соединениям типа аденина. Важно и то, что более сложные органические соединения являются более стойкими, чем простые соединения, перед разрушающим действием ультрафиолетового излучения.

Дальнейший этап биогенеза связан с концентрацией органических веществ и образованием фазовообособленных систем. Такие системы носят открытый характер и способны взаимодействовать с внешней средой. «Механизм», определяющий образование фазовообособленных систем, - так называемая неспецифическая самосборка, спонтанное упорядоченное объединение биополимеров за счет образования нековалентных, вторичных связей (ионные, водородные, межмолекулярного взаимодействия). Особенно активно такое объединение происходит в условиях пространственной взаимодополняемости (взаимное соответствие) поверхностей взаимодействующих молекул (комплементарность). Фазовообособленные системы - это некие протоклетки (пробионты). В качестве пробионтов могли выступать коацерваты - мельчайшие коллоидальные частицы, капли, обладающие осмотическими свойствами.

В водах первичного океана концентрация органических веществ увеличивалась, происходили их смешивание, взаимодействие и объединение в мелкие обособленные структуры раствора. Эти обособленные в растворе органические многомолекулярные структуры русский ученый Опарин назвал коацерватными каплями (коацерваты).

Главная задача в учении о происхождении жизни - объяснить возникновение матричного синтеза белков. Жизнь возникла не тогда, когда образовались пусть даже очень сложные органические соединения, отдельные молекулы ДНК и др., а тогда, когда начал действовать механизм ковариантной редупликации. Именно поэтому завершение процесса биогенеза связано с возникновением у более стойких коацерватов способности к самовоспроизведению составных частей, генетического кода, с переходом к матричному синтезу белка, характерном для живых организмов. В ходе предбиологического отбора наибольшие шансы на сохранение имели те коацерваты, у которых способность к обмену веществ сочеталась со способностью к самовоспроизведению.

Переход к матричному синтезу белков был величайшим качественным скачком в эволюции материи. Однако механизм перехода пока не ясен. Основная трудность здесь состоит в том, что для удвоения нуклеиновых кислот нужны ферментные белки, а для создания белков - нуклеиновые кислоты. Иначе говоря, нужно объяснить, как в ходе предбиологического отбора объединились способности к самовоспроизведению полинуклеотидов с каталитической активностью полипептидов в условиях пространственно-временного разобщения начальных и конечных продуктов реакции.

На этот счет существуют различные гипотезы, но все они так или иначе не полны.

Отрицание возможности самозарождения жизни в настоящее время не противоречит представлениям о принципиальной возможности развития органической природы, жизни в прошлом из неорганической материи. На определенной стадии развития материи жизнь может возникнуть как результат естественных процессов, совершающихся в неорганической природе. Кроме того, элементарные химические процессы на начальных этапах возникновения и развития жизни могли происходить не только на Земле, но и в других частях Вселенной в различное время. Поэтому не исключается возможность занесения определенных предпосылочных факторов жизни на Землю из Космоса. Однако в изученной пока человеком части Вселенной только на Земле они привели к формированию и расцвету жизни.

Заключение

Возникновение жизни на Земле - это результат химической эволюции материи во Вселенной. Если суммируем все характеристики, данные живому существу В.И.Вернадским, то получим следующую формулировку: живое вещество есть вся совокупность самовоспроизводящихся органических соединений, активно взаимодействующих с окружающей средой и вызывающих в ней геохимические преобразования.

Следовательно, проблема доказательства зарождения жизни сводится к идентификации биогеохимических процессов, имевших место в том далеком прошлом.

Список использованной литературы

1. Концепции современного естествознания: 100 экзаменационных ответов / Экспресс - справочник для студентов вузов / Под общей редакцией С.И.Самыгина. - Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2003. - 272с.

2. Найдыш В.М.

Концепции современного естествознания: Учебник. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Альфа - М; ИНФРА - М, 2006 - 622с (в пер.).

3. Концепции современного естествознания: учеб. пособие / В.О.Голубинцев и др., под общ. ред. C.И.Самыгина. - 8-е изд. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 413с. - (Высшее образование).