Сущность жизни, происхождение жизни, уровни организации живого

Обычно понятие жизни определяют указанием наиболее существенных признаков живого, такие как:

– питание;

– дыхание;

– раздражимость;

– подвижность;

– выделение;

– размножение;

– рост.

Проблема происхождения жизни – одна из самых волнующих загадок для человечества. На эту проблему до сих пор имеются неоднозначные воззрения. В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория, утверждающая, что все живое происходит только от живого – теория биогенеза. Однако как теория происхождения жизни биогенез несостоятелен, поскольку принципиально противопоставляет живое неживому. Абиогенез – идея о происхождении живого из неживого, исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4–4,5 млрд лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. В 1955 г. это было подтверждено экспериментально.

Теория биохимической эволюции. Коацерва-ты – обособленные в растворе органические многомолекулярные структуры. Это еще не живые существа. Их возникновение рассматривают как стадию развития преджизни. Наиболее важным этапом в происхождении жизни было возникновение механизма воспроизведения себе подобных и наследования свойств предыдущих поколений. Это стало возможным благодаря образованию сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Нуклеиновые кислоты, способные к самовоспроизведению, стали контролировать синтез белков, определяя в них порядок аминокислот. А белки-ферменты осуществляли процесс создания новых копий нуклеиновых кислот. Так возникло главное свойство, характерное для жизни, – способность к воспроизведению подобных себе молекул. Жизнь возникла на Земле абиогенным путем. В настоящее время живое происходит только от живого. Возможность повторного возникновения жизни на Земле исключена.

Гипотеза творения (креационизм). Наряду с гипотезами абиогенного происхождения жизни существуют и другие гипотезы. Гипотеза творения утверждает, что жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время.

Гипотеза стационарного состояния. Жизнь существовала всегда. Согласно этой теории Земля никогда не возникала, а существовала вечно. Она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало. Виды тоже существовали всегда.

Гипотеза панспермии. Панспермия – гипотеза о повсеместном распространении во Вселенной зародышей живых существ. Согласно панспермии в мировом пространстве рассеяны зародыши жизни, которые движутся под давлением световых лучей, а попадая в сферу притяжения планеты, оседают на ее поверхности и закладывают на этой планете начало живого.

Уровни организации живых систем выражаются следующим образом:

– живая молекула (протоплазма);

– клетка с ДНК, РНК, белками и ферментами;

– организм, в котором реализуется наследственная информация;

– вид (популяция) – в его пределах осуществляются конкуренция и естественный отбор;

– биогеосфера, в которой реализуются геохимические функции живого вещества.

ЭВОЛЮЦИЯ ФОРМ ЖИЗНИ

Возраст самых ранних следов жизни (остатков бактерий) – около 3,5 млрд лет.

Докембрий. Самая древняя эпоха развития жизни – докембрийская – длилась свыше 3 млрд лет.

Первые обитатели нашей планеты были гетеро-трофами и питались за счет органических веществ, растворенных в первородном океане. Постепенно в первородном океане стали иссякать органические вещества, накопившиеся в нем абиогенным путем. Появление аутотрофных организмов обеспечило дальнейший непрерывный синтез органических веществ, а следовательно, существование и развитие жизни. Но аутотрофный синтез органических веществ сопровождался выделением кислорода в атмосферу. Накопление последнего изменило восстановительный характер атмосферы на окислительный, что привело к массовой гибели анаэробов. Это явление называют первым глобальным экологическим кризисом. Именно в это время и появились первые аэробные организмы, способные использовать кислород для дыхания. Присутствие свободного кислорода в атмосфере под воздействием грозовых разрядов привело к образованию озона, который и составил известный защитный экран, блокирующий коротковолновое излучение.

Важным этапом нужно считать появление первых многоклеточных существ. К концу докембрия земные моря населяли разнообразные животные: медузы, плоские черви, губки, полипы. Все они были мягкотелыми, лишенными скелета. Возникновение у животных скелета раковин, панцирей и так далее обозначило начало новой геологической эры.

Палеозойская эра, начавшаяся 570 млн лет назад, длилась 340 млн лет. Ученые делят ее на шесть периодов. Самый ранний из них – кембрий (он продолжался 70 млн лет). В этот период у самых разнообразных животных начинает развиваться скелет.

За кембрием следует ордовик (60 млн лет). В море процветают трилобиты. Появляются первые позвоночные.

В следующем периоде – силуре (30 млн лет) – на сушу выходят первые растения (псилофиты). Вслед за ними на сушу начинают переселяться животные – многоножки, черви, пауки и скорпионы.

У позвоночных появляется новый, неизвестный прежде орган – челюсти, произошедшие из жаберных щелей бесчерепных, одновременно у рыб возникают парные плавники, увеличивающие маневренность.

Следующий период – девон (60 млн лет). Сушу заселяют плауны, папоротники, хвощи, мхи. В их зарослях уже живут первые насекомые. Происходит выход на сушу позвоночных.

В девоне кистеперые рыбы дали начало первым земноводным – стегоцефалам.

Карбон, каменноугольный период (65 млн лет). Насекомые осваивают воздух. У растений появились семена вместо спор, у яиц рептилий – скорлупа.

Пермь (55 млн лет). Влажные леса из папоротников и плаунов исчезли. Широко разрослись хвойные. Земноводных теснят рептилии.

Мезозойская эра началась 230 млн лет назад и длилась 163 млн лет. Она делится на 3 периода: триас (35 млн лет), юру (58 млн лет) и мел (70 млн лет). Океаны Земли богаты моллюсками – белемнитами. Появляются цветковые. Мезозой, особенно юру, можно назвать царством рептилий. Но еще в самом начале мезозоя появляются млекопитающие.

Кайнозойская эра. (67 млн лет назад). Она продолжается и сейчас. Ученые разделяют ее на 3 периода: палеоген, неоген и антропоген. В последнем периоде появляется человек.