Учителю
Урок в 10 классе на тему: «Возникновение жизни на Земле».

Урок в 10 классе на тему: «Возникновение жизни на Земле».

Автор публикации: Ковальчук Е.В.

Дата публикации: 22.04.2016

Краткое описание:

предварительный просмотр материала

Форма урока: пресс-конференция.

Цели: - расширить, углубить, систематизировать знания о возникновении жизни на Земле, опираясь на материалистические представления и работы различных ученых;

- развивать коммуникативные навыки: грамотно формулировать вопросы, находить логически-правильные ответы, работать и общаться в различных группах, уметь устанавливать причинно-следственные связи;

- воспитывать ответственное отношение к природе на основе знаний о роли человека в сохранении экологического равновесия, как необходимого условия существования всего живого на Земле.

Оборудование: самодельные схемы, таблицы, рисунки учащихся; портреты учёных; плакаты с определениями термина « жизнь»; презентации

Подготовка к уроку:

Учащиеся разбиваются на группы: журналисты, сторонники гипотезы панспермии, сторонники креационизма, сторонники биохимической эволюции, сторонники вечности жизни, сторонники

самопроизвольного зарождения.

Журналисты по ходу урока готовят и задают сторонникам той или иной гипотезы (теории) вопросы, чтобы потом написать статью и выпустить газету. Сторонники разных гипотез готовят доклады по соответствующим темам и фрагменты презентаций.

Ход урока

Учитель. Сегодняшнее занятие посвящено одному из фундаментальных вопросов современного естествознания - проблеме происхождения жизни. Различные аспекты этой проблемы относятся к областям химии, физики, биологии и имеют важный философский смысл.

« О, физика - наука из наук

Всё впереди, как мало за плечами

Пусть химия нам будет вместо рук

Пусть станет математика очами.

Не разлучайте этих трёх сестёр:

Познания всего в подлунном мире.

Тогда лишь будет ум и глаз остёр-

И знанье человеческое шире»

( Алигер « Ленинские горы»).

Мы попытаемся изложить и обсудить различные гипотезы и теории возникновения жизни, с тем, чтобы все получили представление о различии разных точек зрения на характер этого события. Большая часть соображений, на которых они основываются, умозрительны, так как воспроизвести в сколько-нибудь наглядном виде события, происходившие при возникновении жизни невозможно. Это относится и к научным, и к теологическим построениям. Следует особо отметить, что собранные учащимися данные и выведенные из них заключения соответствуют сегодняшним взглядам: эти взгляды постоянно пересматриваются, и их достоверность ограничена уровнем наших знаний в каждый данный момент.

Среди главных гипотез и теорий возникновения жизни на Земле необходимо назвать следующие: 1)креационизм; 2)самопроизвольное зарождение; 3) гипотеза стационарного состояния;

4)панспермия; 5)биохимическая эволюция.

На протяжении всей истории цивилизованное человечество задавалось вопросом о сущности и происхождении жизни. В практической деятельности мы без труда отличаем живое от неживого. Однако попытки дать строгое определение живого наталкиваются на ряд трудностей. Характеризуя живое не через один какой- либо признак, а через их совокупность, мы обнаруживаем такие объекты, которые, обладая некоторыми признаками, свойственными живым телам, не обладают другими, очень важными признаками живого. Известно несколько десятков определений « жизни». ( Некоторые из них написаны на плакатах и висят на стенах. О них рассказывают учащиеся).

Ученик. Наиболее удачное определение жизни в книге « Анти - Дюринг» дал Ф.Энгельс: « Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел». Определение Ф.Энгельса, прекрасное по форме и глубокое по содержанию, до сих пор пользуется широким признанием. Однако после выхода книги « Анти - Дюринг» прошло более ста лет. За это время в разных областях естествознания сделаны крупные открытия. В связи с этим многие ученые считают целесообразным расширить и дополнить характеристику живого тела. Считают, например, что живые тела - открытые системы, то есть существуют до тех пор, пока в них поступает энергия в виде пищи, а отбросы выделяются в окружающую среду. Указывают, что живые тела способны к саморегуляции, то есть поддержанию относительного постоянства своего состава и свойств, самовоспроизведению, индивидуальному и историческому развитию. В связи с этим, следует привести определение живого тела, данное нашим отечественным ученым

М.В Волькенштейном : « Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров - белков и нуклеиновых кислот».

Ученик. А теперь давайте проведем сравнение живого и неживого. К свойствам живого обычно относят: обмен веществ, способность к росту, индивидуальному развитию, воспроизведению себе подобных, способность к эволюционному развитию, раздражимость, подвижность. Наличие лишь некоторых из этих свойств не является, однако, достаточным для определения жизни. Ледник или река характеризуются ростом, подвижностью, обменом веществ, развитием, но они не способны к воспроизведению себе подобных. В насыщенных растворах при внесении туда кристалла идёт образование новых кристаллов, подобных внесённому. Однако кристаллы нельзя отнести к живым телам, так как несмотря на способность к воспроизведению, они не могут эволюционировать. Звёзды, планеты, звёздные системы (галактики), рождаются, стареют и умирают, то есть эволюционируют, они подвижны и даже могут образовывать новые звёзды. Но эти новые образования не будут подобны исходным. С другой стороны, мы, не задумываясь, относим к живому растения, хотя подвижность многим из них не свойственна. Таким образом, лишь комплекс свойств: раздражимость, обмен веществ, способность к росту, индивидуальному и историческому развитию, воспроизведению себе подобных - может считаться необходимым и достаточным для определения жизни.

Ученик. А теперь посмотрим ещё раз на определения « жизни», которые мы представили вашему вниманию и может быть кто - то попытается дать своё определение жизни.

1) Жизнь - способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянное самообновление химических составных частей этих тел (Ф. Энгельс, «Анти - Дюринг»)

2) Жизнь - это макромолекулярная система с определённой иерархической организацией, способная к воспроизведению, обмену веществ и регулируемому потоку энергии (К. Гробстейн)

3) Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров - белков и нуклеиновых кислот (М. В. Волькенштейн)

4) Жизнь - это особая, наиболее сложно организованная форма движения материи, возникшая на определенном этапе ее развития, и представленная в виде живых систем - организмов (А.И. Опарин)

5) Жизнь - это «питание, рост и одряхление» организма (Аристотель)

6) Жизнь - «химическая функция» (А. Л. Лавуазье)

7)Жизнь есть «стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний» (Г. Р. Тревиранус).

8)Жизнь - это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии.

Учитель. Пришло время познакомить вас с ответом на вопрос « Как возникла жизнь на Земле?»

Свой ответ вам представляют сторонники креационизма (выступление учащихся).

Вопросы журналистов. Согласно вашей гипотезы наша планета Земля и все её обитатели

созданы богом или каким - либо другим сверхестественным существом.

А зачем это было нужно?

Из вашего выступления следует, что Библия - это завет людям. А каково

ваше отношение к этой книге? Вы руководствуетесь в жизни теми

заповедями, которые в ней даются?

Учитель. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, а поэтому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни опровергнуть эту гипотезу.

В качестве альтернативы креацианизму в древнем Китае, Вавилоне и Египте была распространена гипотеза самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни. Послушаем сторонников этой гипотезы (выступление учащихся).

Вопросы журналистов. Ван Гельмонт, весьма знаменитый и удачливый ученый, описывая свой

опыт, допустил ошибку, назвав срок три недели. Как вы думаете, почему

это можно назвать ошибкой?

В чем состояло, по-вашему мнению, исходное представление Реди?

( он подверг сомнению идею спонтанного зарождения)

Какая другая причина могла препятствовать росту микроорганизмов в

опытах Спалланцани? (образование спор).

К каким практическим достижениям привели теоретические споры по

проблеме происхождения жизни? (научный спор Спалланцани и Нидхэма

натолкнул на мысль о возможности консервации продуктов, а в

результате спора Пастера и Пуше возникла пастеризация. Доказав

микробную основу инфекционных заболеваний, Л. Пастер заложил

фундамент для создания английским хирургом Дж. Листером теории

антисептики, после чего в медицине начала применяться стерилизация

ран и хирургических инструментов).

Учитель. Коль скоро для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Только гипотеза стационарного состояния не требует ответа на этот вопрос. Слушаем сторонников этой гипотезы (выступление учащихся).

Вопросы журналистов. Вы в своем выступлении сослались на метод радиоактивного распада,

применяемый при определении возраста Земли. В чем его суть? (за

каждые 100 мл. лет из 1кг. урана независимо от внешних условий

остается 985г., а образуется 13г. свинца и 2г. гелия. Определив количество

свинца и гелия в пробе породы, можно установить геологический

возраст).

Учитель. Еще одна гипотеза не предлагает никаких механизмов для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о её внеземном происхождении. Это гипотеза панспермии. Сторонники данной гипотезы, ваша очередь (выступление учащихся).

Вопросы журналистов. Что вам известно о возможности существования жизни на других

планетах? (при помощи космических приборов были получены

подробные снимки поверхности, свидетельствующие о том, что

Меркурий - безжизненная планета. Венера обладает атмосферой,

которая состоит из углекислого газа, не пропускающего теплового

излучения от поверхности Венеры. Поэтому температура поверхности

этой планеты 400⁰С. При такой температуре не могут существовать

вода в жидком состоянии и органический материал. На поверхности

Венеры жизнь невозможна. В результате исследовательских работ,

проведенных на Марсе космическими аппаратами «Викинг-1» и

«Викинг-2», положительные результаты получены не были. Хотя ученые

считают, что места посадки для этих аппаратов были выбраны неудачно.

Поэтому исследование Марса продолжается).

Учитель. Наиболее плодотворной оказалась гипотеза биохимической эволюции. Важным здесь явилось предположение А.И.Опарина, что атмосфера первичной Земли была не такой как сейчас и первым шагом на пути возникновения жизни на Земле стала химическая эволюция

(выступление учащихся).

Учитель. Предположение А.И.Опарина получило щирокое признание и было подтверждено экспериментами. Особую известность получили опыты С.Миллера (1955) (выступление учащихся).

Учитель. Результаты этих экспериментов подтвердили справедливость предположений А.И.Опарина и доказали, что ещё до возникновения жизни на поверхности Земли химическим путем могли образоваться вещества, входящие в живые системы. А затем началась биологическая

эволюция с концентрирования органических веществ (выступление учащихся).

Учитель. Хотя эту гипотезу, перешедшую в ранг теории, признают очень многие ученые, астроном Фред Хойл высказал мнение, что мысль о возникновении живого в результате описанных выше случайных взаимодействий молекул «столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может привести к сборке Боинга-747».

Вопросы журналистов. Могли ли простейшие органические соединения образоваться в космосе

и попасть на первичную Землю?

За счет какой энергии происходил синтез первых органических

соединений на Земле? (ультрафиолетовое излучение Солнца).

Какие требования должны быть предъявлены к органическим молекулам,

чтобы химическая эволюция могла перейти в биологическую?

(возникновение механизма воспроизведения себе подобных и

наследования свойств предыдущих поколений).

Какие характерные черты живых организмов вы видите у коацерватов?

(рост и обмен веществ с окружающей средой).

Учитель. Трудно сказать, каковы были первые исходные для всего живого формы организмов.

По-видимому, возникая в различных частях планеты, они отличались друг от друга. Какова же была природа самых первых организмов, узнаем из выступления учащихся (выступление учащихся).

Учитель. Если сейчас на Земле где-нибудь в районах интенсивной вулканической деятельности и

могут возникнуть достаточно сложные органические соединений, то вероятность сколько-нибудь

продолжительного существования этих соединений ничтожна. Они немедленно будут окислены

или использованы гетеротрофными организмами. Это понимал ещё Ч.Дарвин, в 1871 году он писал: «Но если бы сейчас (ах какое большое если!) в каком-либо тёплом водоёме, содержащем

все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества и т.п, химически образовался белок, способный к дальнейшим, всё более сложным преобразованиям, то это вещество немедленно было бы разрушено или поглощено, что было невозможно в период до возникновения живых существ». В настоящее время живое происходит от живого. Возможность повторного возникновения жизни на Земле исключена.

Ученик. Несмотря на всё сказанное выше, проблема возникновения жизни остаётся нерешенной, и

при всех огромных успехах биологии, химии, физики ответы на вопросы носят умозрительный характер. Вам был предложен в упрощенном виде сплав из имеющихся гипотез. Гипотезы, которая могла бы стать «руководящей» и превратиться во всеобъемлющую теорию, пока нет.

Креационизм. Согласно этой религиозной гипотезе, имеющей древние корни, все существующее во Вселенной, в том числе жизнь, было создано единой Силой - Творцом в результате нескольких актов сверхъестественного творения в прошлом. Организмы, населяющие сегодня Землю, происходят от сотворенных по отдельности основных типов живых существ. Сотворенные виды были с самого начала превосходно организованы и наделены способностью к некоторой изменчивости в определенных границах (микроэволюция). Этой гипотезы придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений.

Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Однако существующие противоречия не опровергают концепцию творения. Религия, рассматривая вопрос о происхождении жизни, ищет ответ главным образом на вопросы «почему?» и «для чего?», а не на вопрос «каким образом?». Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру.

Процесс божественного сотворения мира представляется как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения. В связи с этим гипотеза творения не может быть ни доказана, ни опровергнута и будет существовать всегда наряду с научными гипотезами происхождения жизни.

Гипотеза креационизма.

Согласно этой религиозной гипотезе, имеющей древние корни, все существующее во Вселенной, в том числе жизнь, было создано единой Силой - Творцом в результате нескольких актов сверхъестественного творения в прошлом. Организмы, населяющие сегодня Землю, происходят от сотворенных по отдельности основных типов живых существ. Сотворенные виды были с самого начала превосходно организованы и наделены способностью к некоторой изменчивости в определенных границах (микроэволюция). Этой гипотезы придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений.

Сторонники этой гипотезы приводят примеры особенностей живой материи, которые не могут быть объяснены современной наукой и с точки зрения религии демонстрируют существование Высшего Разума.

Например: вирусы состоят из белковой оболочки и ДНК. В клетке хозяина для размножения вирусу необходимо удвоить молекулу ДНК, но для этого нужна огромная энергия, кто инициирует этот процесс? В рамках естественных наук вопрос пока без ответа.

Материалист Ч.Дарвин в последние годы жизни писал о живых организмах - «меня прошибает холодный пот: такое не может образоваться само собой. У них должен быть Всевышний Творец».

Вот почему Альберт Эйнштейн говорил: «Наука без религии ущербна, религия без науки слепа».

Гипотезы самозарождения. На протяжении тысячелетий люди верили в самопроизвольное зарождение жизни, считая его обычным способом появления живых существ из неживой материи. Полагали, что источником спонтанного зарождения служат либо неорганические соединения, либо гниющие органические остатки (концепция абиогенеза). Эта гипотеза была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Идея самозарождения высказывалась также философами Древней Греции и даже более ранними мыслителями, т.е. она, по-видимому, так же стара, как и само человечество. На протяжении столь длительной истории эта гипотеза видоизменялась, но по-прежнему оставалась ошибочной. Аристотель, которого часто провозглашают основателем биологии, писал, что лягушки и насекомые заводятся в сырой почве. В средние века многим «удавалось» наблюдать зарождение разнообразных живых существ, таких как насекомые, черви, угри, мыши, в разлагающихся или гниющих остатках организмов. Эти «факты» считались весьма убедительными до тех пор, пока итальянский врач Франческо Реди (1626-1697) не подошел к проблеме возникновения жизни более строго и не подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. В 1668 г. Реди проделал следующий опыт. Он поместил мертвых змей в разные сосуды, причем одни сосуды накрыл кисеей, а другие оставил открытыми. Налетевшие мухи отложили яйца на мертвых змеях в открытых сосудах; вскоре из яиц вывелись личинки. В накрытых сосудах личинок не оказалось . Таким образом, Реди доказал, что белые черви, появляющиеся в мясе змей, - личинки мух и что если мясо закрыть и предотвратить доступ мух, то оно не «произведет» червей. Опровергнув концепцию самозарождения, Реди высказал мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

Подобных взглядов придерживался и голландский ученый Антони ван Левен-гук (1632-1723), который, используя микроскоп, открыл мельчайшие организмы, невидимые невооруженным глазом. Это были бактерии. Левенгук высказал мысль, что эти крошечные организмы, или «анималькулы», как он их называл, происходят от себе подобных.

Мнение Левенгука разделял итальянский ученый Ладзаро Спалланцани (1729- 1799), который решил доказать опытным путем, что микроорганизмы, часто обнаруживаемые в мясном бульоне, самопроизвольно в нем не зарождаются. С этой целью он помещал жидкость, богатую органическими веществами (мясной бульон), в сосуды, кипятил эту жидкость на огне, после чего сосуды герметично запаивал. В итоге бульон в сосудах оставался чистым и свободным от микроорганизмов. Своими опытами Спалланцани доказал невозможность самопроизвольного зарождения микроорганизмов.

Противники этой точки зрения утверждали, что жизнь в колбах не возникала по той причине, что воздух в них во время кипячения портится, поэтому по-прежнему признавали гипотезу самозарождения.

Сокрушительный удар по этой гипотезе был нанесен в 19 в. французским ученым-микробиологом Луи Пастером (1822-1895) и английским биологом Джоном Тиндалем (1820-1893). Они показали, что бактерии распространяются по воздуху и что если в воздухе, попадающем в колбы с простерилизованным бульоном, их нет, то и в самом бульоне они не возникнут. Пастер пользовался для этого колбами с изогнутым S -образ-ным горлышком, которое служило для бактерий ловушкой, тогда как воздух свободно проникал в колбу и выходил из нее

Тиндаль стерилизовал воздух, поступающий в колбы, пропуская его сквозь пламя или через вату. Впоследствии на основе опыта Пастера были созданы методы:

пастеризации 2. консервации 3. учение об асептики и антисептике

Гипотеза самозарождения жизни.

Суть этой гипотезы заключается в том, что жизнь возникла из неживого.

«Таковы факты, - писал в своем труде Аристотель, - живое может возникать в результате не только спаривания организмов, но и в результате разложения почвы, самозарождаясь под действием сил природы из разлагающейся земли.»

Против такого подхода к проблеме зарождения жизни выступил итальянский натуралист Франческо Реди.«Убежденность была бы тщетной,- писал он, -если бы ее нельзя было подтвердить экспериментом. Поэтому я взял 2 сосуда , поместил туда угря. Один сосуд был закрыт , а другой оставался открытым, Можно было видеть, что личинки мух появились только в открытом сосуде. Значит, личинки зарождаются не самопроизвольно, а из отложенных мухами яиц.» Но противники Реди, так называемые виталисты(от лат. витас-жизнь )- сторонники всепроникающей жизненной силы- утверждали, что в закрытый горшок не мог поступить воздух , а вместе с ним и «жизненная сила», поэтому личинки мух в закрытом сосуде и не появлялись.

Тогда Реди поставил гениальный по простоте опыт. Он поместил мертвых змей в 2 сосуда один оставил открытым , другой закрыл кисеей. Через некоторое время личинки мух появились только в открытом сосуде. Опыт убеждал в том , что растения и животные появляются только из семян или яиц, образуемых родительскими особями, но не могут возникнуть из неживой природы. А как быть с микроорганизмами? Споры между сторонниками биогенеза и абиогенеза продолжались.

В 1859 г. Французская академия наук назначила премию тому, кто положит конец спорам о самозарождении жизни.В 1862 г. Премию получил Луи Пастер. Он провел эксперимент, по простоте соперничавший с опытом Реди. В колбах он кипятил мясной бульон, в котором могли бы развиваться микроорганизмы. При кипячении они и их споры погибали. К колбе Пастер присоединил изогнутую трубку, споры микробов оседали в ней и не могли проникнуть в питательную среду, а доступ пресловутой «жизненной силы « был обеспечен.Питательная среда оставалась стерильной, но стоило отломить трубку, как среда загнивала.

Впоследствии на основе опыта Пастера были созданы методы:

пастеризации 2. консервации 3. Учение об асептики и антисептике

Гипотеза стационарного состояния. Согласно этой гипотезе Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда и у каждого вида есть две возможности- либо изменение численности, либо вымирание. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат. eternus - вечный).

Гипотеза этернизма была выдвинута немецким ученым В. Прейером в 1880 г. Взгляды Прейера поддерживал академик В.И. Вернадский, автор учения о биосфере.

Сторонники этой гипотезы не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб- латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода, 70 млн.лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники этой гипотезы утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, но он может оказаться неверным. Большая часть доводов в пользу этой гипотезы связана с такими неясными аспектами эволюции, как наличие разрывов в палеонтологической летописи.

Гипотеза стационарного состояния.

Согласно этой гипотезе , Земля никогда не возникала , она существовала вечно, она всегда была способна поддерживать жизнь. Эта гипотеза утверждает, что физические условия на Земле, в атмосфере и океане, как прежние , так и нынешние активно созданы жизнью самой для себя. Это противоположно дарвиновскому представлению, что жизнь приспособилась к условиям на Земле. Жизнь на Земле также вечна, как и геологическая история истории Земли. Виды тоже существовали всегда, у каждого вида существует 2 возможности- изменение численности, либо вымирание. . В качестве примера приводиться представитель кистеперых рыб- латимерия. По данным палеонтологии эти рыбы вымерли 70 млн. лет назад. Однако в 1938г у острова Мадагаскара была поймана живая латимерия. Значит, древние формы жизни живут рядом с нами. Эти факты плохо согласуются с учением о естественном отборе. В 1933 г. В Австралии в горных породах, возраст которых датируется в 3,8 млр. лет нашли следы цианобактерий, хотя геологи утверждают, что в то время на Земле происходили события , исключавшие возможность зарождения жизни. Кроме того, такие же цианобактерии были найдены в современных соленых лагунах. Они прошли в неизменном виде всю историю Земли.

Сторонники этой гипотезы не признают , что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может показывать на время появления или вымирания вида.

Появление какого- либо ископаемого вида в определенном пласте , говорит лишь об увеличением численности вида или перемещением его в места, благоприятные для сохранения остатков. А для определения возраста пласта предлагается использовать радиоактивный метод.

Гипотеза панспермии.

Согласно этой гипотезе жизнь возникла в разное время и в разных частях Галактики. Она переноситься с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их споры попадая на планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным. Для обоснования этой гипотезы используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты, а также изучение материалов метеоритов и комет .В их составе обнаруживаются многие «предшественники» живого- такие вещества, как цианогены, синильная кислота , те органические соединения, которые возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.

Одним из свидетельств в пользу гипотезы внеземного происхождения жизни было обнаружение внутри метеорита, названного ALH 84001 палочковидных образований, напоминающих по форме окаменелые бактерии. Сам метеорит был частичкой марсианской коры, которая была выброшена в космос 16 млн. лет назад в результате взрыва на этой планете. А 13 тыс. лет назад он упал на Землю, в Антарктиде, где и был недавно обнаружен. Окончательно ответить на вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?» удастся в скором будущем, когда будут опубликованы отчеты американского национального управления по аэронавтике и космическим исследованиям NASA. Эта организация осуществила запуск спутника на Марс с целью взятия образцов марсианского грунта и теперь проводит обработку полученного материала. Если исследования покажут, что микроорганизмы населяли Марс, то о занесении жизни из космоса можно будет говорить с большей долей уверенности.

Ученик: Мне хотелось сказать, что эта гипотеза не дает ответа на вопрос , как возникла жизнь вообще? Ведь даже, если споры жизни и были занесены на Землю из Космоса, они должны были где- то возникнуть. Кроме того, прежде чем споры попали на Землю, они долгое время пробыли в космосе под действием космической радиации, а мы знаем, что для всех живых существ на Земле радиация губительна.

Гипотеза панспермии. Гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет неких зародышей жизни получила название панспермии (от греч. pan - весь, всякий и sperma - семя). Эта гипотеза примыкает к гипотезе стационарного состояния. Ее приверженцы поддерживают мысль о вечном существовании жизни и выдвигают идею о внеземном ее происхождении. Одним из первых идею о космическом (внеземном) происхождении жизни высказал немецкий ученый Г. Рихтер в 1865 г. Согласно Рихтеру жизнь на Земле не возникла из неорганических веществ, а была занесена с других планет. В связи с этим вставали вопросы, насколько возможно такое перенесение с одной планеты на другую и как это могло быть осуществлено. Ответы искали в первую очередь в физике, и неудивительно, что первыми защитниками этих взглядов выступили представители этой науки, выдающиеся ученые Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, П.П. Лазарев и др. Согласно представлениям Томсона и Гельмгольца споры бактерий и других организмов могли быть занесены на Землю с метеоритами. Лабораторные исследования подтверждают высокую устойчивость живых организмов к неблагоприятным воздействиям, в частности к низким температурам. Например, споры и семена растений не погибали даже при длительном выдерживании в жидком кислороде или азоте. Другие ученые высказывали мысль о перенесении «спор жизни» на Землю светом. Современные приверженцы концепции панспермии (в числе которых - лауреат Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами.

К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Викрамасингха (Шри-Ланка) и Ф. Хойла (Великобритания). Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы, где они, по мнению ученых, и образуются. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни».

Гипотеза биохимической эволюции

Эта гипотеза основывается на химической специфике жизни и связывает ее происхождение с историей Земли. В настоящее время наиболее широкое признание получила гипотеза академика А. Опарина. Она исходит из предположения о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ ,путем длительной химической эволюции на уровне молекул. По Опарину, процесс возникновения жизни можно поделить на ряд этапов

Абиогенный синтез простейших органических соединений из неорганических.
Абиогенный синтез полимеров ( белков, углеводов, нуклеиновых кислот) из простых органических соединений.
Образование коацерватов, как обособление в растворе высокомолекулярных веществ в виде высококонцентрированного раствора.
Взаимодействие коацерватов с окружающей средой, сходство с живыми существами: рост, питание, дыхание, обмен веществ, размножение.
Возникновение генетического кода, мембраны, начало биологической эволюции.

Доказательством того, что первый и второй этап может осуществляться без участия живых организмов ,явились опыты С. Миллера и С. Фокса.

В 1955 г. С. Миллер создал установку, с помощью которой в миниатюре были воспроизведены условия, существовавшие на первобытной Земле. Атмосферой в этой модели служила смесь газообразного метана, воды, аммиака, водорода и углекислого газа. Именно такой, по-мнению, ученых была первичная атмосфера. В камеру с атмосферой были вмонтированы электроды, для получения электрических разрядов, имитировавших молнию - один из возможных источников энергии для химических реакций нам первобытной Земле. В результате опыта были получены простейшие углеводороды, и даже аминокислоты.

В 1953 г. С Фокс провел эксперимент , в котором , нагревая смесь аминокислот, при нормальных атмосферных условиях он получил полипептидные цепочки.

Эти опыты подтверждали гипотезу Опарина о том, что простые компоненты первичной атмосферы могли вступать во взаимодействие и усложняться, а затем конденсироваться с образованием полимеров.

Третий этап - образование коацерватов, тоже был подтвержден экспериментально. В коллоидных растворах полипептидов, при определенных условиях образуются сгустки объемом 10⁸ кубических сантиметров. Вокруг капель имеется граница раздела- водная оболочка. Коацерваты обладают способностью поглощать различные вещества, увеличиваться в размерах , т. е. проявлять признаки напоминающие питание, рост.

В результате включения в коацерват молекулы , способной к самовоспроизведению могла возникнуть примитивная клетка, так называемый пробионт ( предшественник первых живых организмов).

Ученик: Мне хотелось бы добавить следующее. Хотя гипотеза Опарина и считается одной из более убедительных ,много неясного и в ней.

Так, на мой взгляд, в этой гипотезе желаемое выдается за действительное. Сначала все особенности жизни сводятся к обмену веществ, а затем его моделирование объявляется решением загадки возникновения жизни. Но даже при таком подходе так никому и не удалось воспроизвести последний и самый важный этап - получить систему способную к самовоспроизведению.
Эта теория не объясняет существования на Земле единого генетического кода

⇧

⇩

скачать материал