ГЛАВА 7. Возникновение и развитие жизни на Земле
§35. Взгляды, гипотезы и теории о происхождении жизни
Вспомните. Задание №1
Что такое жизнь?
Ответ:
Жизнь — это способ существования белковых тел и нуклеиновых кислот, существенным моментом которой является постоянный обмен веществ с окружающей средой, причем с прекращением этого обмена прекращается и жизнь.
Задание №2
Что такое мономер?
Ответ:
Мономер — низкомолекулярное вещество, образующее полимер в реакции полимеризации; а также повторяющиеся звенья (структурные единицы) в составе полимеров.
Задание №3
Что такое макромолекулы?
Ответ:
Макромолекула — молекула с высокой молекулярной массой, структура которой представляет собой многократные повторения звеньев, образованных (в действительности или мысленно) из молекул малой молекулярной массы. Число атомов, входящих в состав макромолекул, может быть очень большим (сотни тысяч и миллионы).
Вопросы. Задание №1
Почему представление о божественном происхождении жизни нельзя ни подтвердить, ни опровергнуть?
Ответ:
Проблема возникновения жизни на нашей планете является одной из центральных в современном естествознании. С древнейших времён люди пытались найти ответ на вопрос, как зародилась жизнь на Земле.
Креационизм (лат. сreatio — сотворение). В разные времена у разных народов были свои представления о возникновении жизни. Своё отражение они нашли в священных книгах различных религий, которые объясняют возникновение жизни как акт Творца (воля Бога). Гипотезу божественного возникновения живого можно принять только на веру, так как её нельзя экспериментально подтвердить или опровергнуть. Следовательно, она не может рассматриваться с научной точки зрения.
Задание №2
Каковы основные положения гипотезы А. И. Опарина — Дж. Холдейна?
Ответ:
В 20−е гг. XX в. русский учёный Александр Иванович Опарин (1894—1980) и англичанин Джон Холдейн (1892—1964) независимо друг от друга высказали гипотезу о возникновении жизни в процессе биохимической эволюции углеродных соединений, которая и легла в основу современных представлений.
В 1924 г. А. И. Опарин опубликовал основные положения своей гипотезы происхождения жизни на Земле. Он исходил из того, что в современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно. Абиогенное (т.е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов. По мнению А. И. Опарина, в первичной атмосфере планеты, насыщенной различными газами, при мощных электрических разрядах, а также под действием ультрафиолетового излучения (кислород в атмосфере отсутствовал и, следовательно, не было защитного озонового экрана, атмосфера была восстановительной) и высокой радиации могли образовываться органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».
1929 г. английский учёный Джон Холдейн также выдвинул гипотезу абиогенного происхождения жизни, но согласно его взглядам первичной была не коацерватная система, способная к обмену веществ с окружающей средой, а макромолекулярная система, способная к самовоспроизводству. Другими словами А. И. Опарин отдавал первенство белкам, а Дж. Холдейн — нуклеиновым кислотам.
Задание №3
Какие экспериментальные доказательства можно привести в подтверждение данной гипотезы?
Ответ:
В 1953 г. американский учёный Стэнли Миллер (1930—2007) в созданной им установке смоделировал условия, предположительно существовавшие в первичной атмосфере Земли. В результате опытов были получены аминокислоты (соединения, из которых построены молекулы белков). Сходные опыты многократно повторялись в различных лабораториях и позволили доказать принципиальную возможность синтеза в таких условиях практически всех мономеров основных биополимеров. В дальнейшем было установлено, что при определённых условиях из мономеров возможен синтез более сложных органических биополимеров: полипептидов, полинуклеотидов, полисахаридов и липидов.
Задание №4
Какие доводы приводят оппоненты, критикуя гипотезу А. И. Опарина?
Ответ:
Гипотеза А. И. Опарина — Дж. Холдейна имеет и слабую сторону, на которую указывают её оппоненты. В рамках данной гипотезы не удаётся ответить на главный вопрос: как произошёл качественный скачок от неживого к живому? Ведь для саморепродукции нуклеиновых кислот необходимы ферментные белки, а для синтеза белков — нуклеиновые кислоты. Таким образом, в настоящее время мы не можем считать, что проблема происхождения жизни решена, а можем лишь говорить, что учёные продолжают искать наиболее перспективные пути её решения.
Задания. Задание №1
Приведите возможные доводы за и против гипотезы панспермии.
Ответ:
Панспермия — это идея о том, что жизнь зародилась где−то за пределами Земли и лишь затем была перенесена на нашу планету через космическое пространство.
Доводы за:
• В качестве аргументов академик А. Ю. Розанов приводит информацию о том, что несколько лет назад в Гренландии были найдены бактерии возрастом 3,8 миллиарда лет. А нашей планете 4,5 миллиарда лет, а за такой короткий промежуток времени жизнь, по его мнению, просто не смогла бы возникнуть.
• При изучении метеорита Ефремовка и Мерчисонского метеорита, относящихся к углистым хондритам, в них, при помощи электронного микроскопа, были обнаружены сохранившие детали своего клетчатого строения ископаемые частички нитчатых микроорганизмов, напоминающие низшие грибы, а также окаменелые остатки неких бактерий.
Доводы против:
• На близлежащих планетах не было найдено зачатков "жизни".
Подумайте. Задание №1
Ч. Дарвин в 1871 г. писал: «Но если бы сейчас...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 превращениям, то это вещество немедленно было бы разрушено или поглощено, что было невозможно в период до возникновения живых существ». Подтвердите или опровергните данное высказывание.
Ответ:
На данный момент любое белковое вещество, образованное в результате какого−либо синтеза может быть поглощено более высшим организмом, который питается этим видом белка.
