Этапы развития жизни на Земле

Выполнили ученицы 9б
класса
МОУ СОШ №2
Попова Валерия
Шрамко Влада
Щербинина Елизавета
На этом этапе происходил абиогенный синтез органических
мономеров. Вы уже знаете, что древняя атмосфера Земли была
насыщена вулканическими газами, в состав которых входили оксиды
серы, азота, аммиак, оксиды и двуоксиды углерода, пары воды и ряд
других веществ. Активная вулканическая деятельность,
сопровождавшаяся выбросами больших масс радиоактивных
компонентов, сильные и частые электрические разряды во время
практически не прекращающихся гроз, а также ультрафиолетовое
излучение способствовали образованию органических соединений.
Древняя атмосфера не содержала свободного кислорода, поэтому
органические соединения не окислялись и могли накапливаться в
теплых и даже кипящих водах различных водоемов, постепенно
усложняться по строению, формируя так называемый «первичный
бульон».
Продолжительность этих процессов составляла многие миллионы и
десятки миллионов лет.
На этом этапе протекали реакции полимеризации,
которые могли активизироваться при значительном
увеличении концентрации раствора (пересыхание
водоема) и даже во влажном песке. В конечном счете
сложные органические соединения формировали
белково-нуклеиново-липоидные комплексы (ученые
называли их по-разному: коацерваты, гиперциклы,
пробионты, прогеноты и т. д.). В результате
предбиологическогоестественного отбора появились
первые примитивные живые организмы, которые
вступили в биологический естественный отбор и дали
начало всему органическому миру на Земле. Жизнь,
очевидно, развивалась в водной среде на некоторой
глубине, так как единственной защитой от
ультрафиолетового излучения была вода.
Большинство ученых считают, что первые примитивные живые организмы были
близки по строению к прокариотам, Они питались органическими веществами
«перечного бульона», т. е. были гетеротрофами. Самой древней формой обмена
веществ являлся, по-видимому, гликолиз.
При увеличении численности гетеротрофных прокариотических клеток запас
органических соединений в первичном океане истощался. В этих условиях
обострилась конкуренция между древними прокариотами, которая, с одной стороны,
способствовала усложнению их строения, с другой — привела к появлению новых
способов получения энергии для жизненных процессов. Так произошли крупные
ароморфозы — появление автотрофного способа питания (хемосинтез и фотосинтез)
и фиксация атмосферного азота. Организмы, способные к автотрофности, т. е. к
синтезу органических веществ из неорганических за счет реакций окисления и
восстановления, получили значительные преимущества в конкурентной борьбе.
В результате фотосинтеза в земной атмосфере начал накапливаться кислород. Это
привело к смене восстановительной атмосферы планеты на окислительную, что
явилось предпосылкой для возникновения нового типа энергетических процессов —
дыхания, отличающегося от гликолиза и брожения значительно большим выходом
энергии и ставшего вследствие этого основой более быстрого и эффективного типа
обмена веществ.
Способность синтезировать при дыхании большее количество АТФ позволила
организмам расти и размножаться быстрее, а также усложнять свои структуры и
обмен веществ.
Мы подозреваем, что жизнь, прежде чем
она достигла современного многообразия,
прошла длительный путь эволюции.
Гипотеза Опарина-Холдейна была принята
и развивалась многими учёными.
В 1947 г. английский учёный Джон Бернал
сформулировал гипотезу биопоэза.
он выделил три основных этапа
формирования жизни:
абиогенное возникновение органических
мономеров (этап химической эволюции),
формирование биополимеров (этап
предбиологической эволюции) и
возникновение первых организмов
(этап биологической эволюции).
Большинство ученых считают, что эукариоты произошли
от прокариотических клеток. Существует две основные
гипотезы происхождения эукариотических клеток и их
органоидов.
симбиотическая гипотеза, согласно которой митохондрии, пластиды,
базальные тельца ресничек и жгутиков были когда-то свободными
прокариотами. Органеллами они стали в процессе симбиоза.
В пользу этой гипотезы свидетельствует наличие
собственных РНК и ДНК в митохондриях и хлоропластах.
По своему строению РНК хлоропластов сходны с РНК
цианобактерий, РНК митохондрий сходны с РНК
пурпурных бактерий.
на основании сравнения последовательности нуклеотидов в рибосомных
РНК ученые пришли к выводу, что все живые организмы можно отнести к
трем группам: эукариотам, эубактериям и архебактериям (две последние
группы - прокариоты). Поскольку генетический код во всех трех группах
один и тот же, была выдвинута гипотеза, что они имеют общего предка,
которго назвали "прогенот" (прародитель). Предполагается, что эубактерии
и архебактерии могли произойти от прогенота, а современный тип
эукариотической клетки,по-видимому, мог возникнут в результате симбиоза
древнего эукариота с эубактериями. именно это, как считают ученые,
обеспечило большое сходство строения всех прокариот, а впоследствии и
эукариот
Живое отличается от неживого такими признаками,
как: единство химического состава, единство
структурной организации, открытость, обмен
веществ и энергии, самовоспроизведение,
саморегуляция, развитие и рост, раздражимость,
наследственность и изменчивость.
В современной науке принята гипотеза абиогенного
(небиологического) происхождения жизни под
действием естественных причин в результате
длительного процесса космической, геологической и
химической эволюции – абиогенез. Первый этап
возникновения живого связан с химической эволюцией,
в результате чего образовались различные
углеводородные соединения. Второй этап возникновения
живого связан с появлением белковых веществ. Третий
этап возникновения жизни связан с формированием у
органических соединений способности к
самовоспроизведению. Для всех ныне существующих
организмов характерно такое направление потока
информации: ДНК,РНК,белок.
Главный принцип научного метода – «ничего не
принимай на веру». Логически не существует
противоречия между научным и религиозным
объяснением возникновения жизни, так как эти две
сферы мышления взаимно исключают одна другую.
Процесс Божественного сотворения мира мыслится
как имевший место лишь единожды и поэтому
недоступный для исследований. Наука занимается
только теми явлениями, которые поддаются
наблюдению и исследованиям. Следовательно,
гипотезу Божественного сотворения мира с научной
точки зрения нельзя ни доказать, ни опровергнуть.
В 1953 году предположение Опарина было
экспериментально подтверждено опытами Миллера.
В созданной им установке были смоделированы
условия, предположительно существовавшие в
первичной атмосфере Земли. В результате опытов
были получены аминокислоты. В дальнейшем в
подобных установках были получены крупные
биомолекулы из неорганических веществ, а также
коацерваты.
Наиболее сложен для объяснения вопрос: как в
процессе химической эволюции произошло
объединение двух функций – каталитической,
присущей белкам-ферментам, и информационногенетической, которую выполняют ДНК. Только в
этом случае может произойти скачок от неживого к
живому.
РНК обладает «генетической памятью», а также
каталитической активностью и способностью к
саморепродукции в отсутствии белковых ферментов.
Возможно, эволюция шла в направлении РНК –
белок – ДНК.