Возникновение и развитие жизни
Существующие теории возникновения живого:
1. Креационизм (от лат. creatio – сотворение). Модель, предполагающая сотворение одновременно всех единиц природы: атомов, молекул, организмов, планет и т.д. Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения, уже по этой причине концепция выводится за рамки научного исследования.
2. Панспермия – перенос жизни на Землю из космоса посредством органических соединений. Сторонниками такого взгляда были У. Кельвин, Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Л.С. Берг, П.П. Лазарев, С. П. Костычев.
3. Биогенез – концепция стационарного состояния. Жизнь существовала всегда, как и материя вообще. Меняются виды, меняется их численность на Земле, жизнь перетекает между ними.
4. Абиогенез – самопроизвольное возникновение живого из неживого. Эта теория была распространена в древнем Китае, Вавилоне и Египте. Ее сторонниками были Аристотель, Платон, Демокрит, предполагавшие активное жизненное начало то в солнечном свете, то в иле озер, то в воде, то в земле. Научными исследователями концепция была отвергнута (Ф. Реди, Л. Пастер).
5. Геохимическая – зарождение жизни в результате физико-химических процессов одновременно с эволюцией планеты. В 20-х годах текущего столетия биохимики А. И. Опарин и Дж. Холдейн предположили, что в условиях, имевших место на планете несколько миллиардов лет назад, образование живого вещества было возможно. К таким условиям они относили наличие атмосферы восстановительного типа, воды, источников энергии (в виде ультрафиолетового (УФ) и космического излучения, теплоты остывающей земной коры, вулканической деятельности, атмосферных электрических явлений, радиоактивного распада), приемлемой температуры, а также отсутствие других живых существ.
Главные этапы на пути возникновения и развития жизни состоят в:
1) образовании атмосферы из газов, которые могли бы служить «сырьем» для синтеза органических веществ (метана, оксида и диоксида углерода, аммиака, сероводорода, цианистых соединений), и паров воды;
2) абиогенном (т.е. происходящем без участия организмов) образовании простых органических веществ, в том числе мономеров биологических полимеров: аминокислот, сахаров, азотистых оснований, АТФ и других мононуклеотидов;
3) полимеризации мономеров в биологические полимеры, прежде всего белки (полипептиды) и нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды);
4) образовании предбиологических форм сложного химического состава – протобионтов, имеющих некоторые свойства живых существ;
5) возникновении простейших живых форм, имеющих всю совокупность главных свойств жизни, – примитивных клеток;
6) биологической эволюции возникших живых существ.
Жизнь. Свойства жизни
Жизнь– активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования.
Фридрих Энгельс: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».
М.В. Волькенштейн: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».
Живые системы отличаются от неживых важными свойствами:
1. Метаболизм – обмен веществ.
2. Энергозависимость. Любая упорядоченность для своего поддержания требует затраты энергии.
3. Самовоспроизведение, или репродукция (от лат. re – возобновление – и produktion – производство) – в результате чего воссоздаются структуры, соответствующие снашиваемым и утрачиваемым.
4. Развитие и рост. В результате развития возникает новое качественное состояние биологической системы. Развитие живой формы существования материи представлено индивидуальным развитием организмов, т.е. их онтогенезом, и историческим развитием видов, или филогенезом. Развитие сопровождается ростом.
5. Приспособляемость к среде –свойство менять свое состояние в зависимости от колебаний параметров окружающей или внутренней среды.
6. Раздражимость –индивидуальные реакции живых существ на внешние и внутренние стимулы.
7. Дискретность. Область жизни представлена совокупностью отдельных организмов, т.е. характеризуется дискретностью. Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность его постоянного самообновления путем замены «износившихся» структурных элементов без прекращения выполняемой функции. Дискретность вида предопределяет возможность его эволюции через гибель или устранение от размножения неприспособленных особей и сохранения индивидов с полезными для выживания признаками.
8. Целостность. Взаимозависимость частей обеспечивает структурное единство и выполнение определенной функции.
9. Размножение – воспроизведение себе подобных по типу обмена веществ и главным чертам морфофизиологической организации.
10. Наследственность – способность организмов обеспечивать передачу признаков, свойств, особенностей развития из поколения в поколение.
11. Гомеостаз – поддержание постоянства своего химического состава и интенсивности течения всех физиологических процессов с помощью механизмов авторегуляции.
12. Изменчивость. В основе способности организмов приобретать новые признаки и свойства лежит изменение молекул ДНК.