Возникновение жизни на земле

МАТИ-РГТУ им. Циолковского

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

группа 3

Выполнил студент:

Бобцов Д. С.

РЕФЕРАТ на тему:

Возникновение жизни на земле

Преподаватель:__________________

г.Москва 2000г.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Много веков существовало мнение, что живые организмы могут зарождаться непосредственно из неживых веществ. Думали, например что мыши, насекомые и бактерии сами собой, образуются из земли или гниющих нечистот. Однако наука уже давно установила, что грязь и отбросы не рождают сами по себе жизнь. Они только способствуют развитию яичек, отложенных мухами, червями и разнообразными насекомыми. Микроорганизмы также не могут самозарождаться из гниющих пищевых продуктов. В свежие пищевые продукты попадают обычно из воздуха споры микроорганизмов. Споры развиваются в микробы, а они-то и вызывают гниение или брожение. Это открыл еще в середине прошлого века знаменитый французский ученый Л. Пастер.

Каждое живое существо произошло от другого подобного ему организма. А тот в свою очередь произошел от такого же организма. Так длинные цепи поколений поддерживают жизнь на Земле со времени ее возникновения.

Все религии, и в частности христианская, учат, что растения животные и люди при “со¬творении мира” были созданы богом примерно такими же, каковы они сейчас. Следовательно, по религиозным представлениям, наша планета была с самого начала заселена одними и теми же видами живых существ.

Утверждение церкви опроверг великий англий¬ский ученый Чарлз Дарвин. Он сумел научно доказать, что все современные нам высоко¬организованные существа произошли от организ¬мов, более просто устроенных, путем эволюции, т. е. путем последовательного развития.

Исследование ископаемых остатков, сохра¬нившихся в земной коре от некогда населявших нашу планету живых существ, полностью подтвердило учение Дарвина. Земля не всегда была заселена одними и теми же видами живых су¬ществ. Ныне живущие существа возникли в результате последовательного развития сравни¬тельно просто устроенных живых организмов.

Чем древнее ископаемые остатки организмов, тем проще устройство этих организмов. Как же возникли тогда первичные организмы — родоначальники всего живого на Земле? Перед таким вопросом остановился в раздумье и сам Дарвин.

В конце прошлого века Ф. Энгельс выска¬зал предположение, что подобные примитивные живые существа могли возникнуть только в результате развития безжизненной материи. Одна¬ко в то время конкретно представить себе после¬довательные ступени развития неживой мате¬рии в живые организмы ученые еще не могли. Это удалось лишь в XX в., когда было накоп¬лено достаточное количество научных сведений.

ИСТОРИЯ УГЛЕРОДА

Чтобы понять процесс появления жизни, надо прежде всего установить, как образова¬лись на нашей планете углеводороды и возник¬шие из ник другие простейшие органические вещества.

Сложные органические вещества, без которых невозможна жизнь, образовались из простейших соединений углерода и водорода. Наиболее характерное для жизни явление — обмен веществ — протекает только на основе превращения органических соединений.

В начале нашего века многие естествоиспы¬татели отрицали возможность образования орга¬нических веществ из неживой материи. Счита¬лось тогда, что неорганические формы угле¬родистых соединений (например, углекислый газ воздуха) превращаются в естественных условиях в органические исключительно при посредстве живых существ. Это мнение сложи¬лось потому, что именно так образуется в на¬стоящее время подавляющая масса органичес¬ких веществ. Зеленые растения поглощают углекислый газ воздуха и создают из него и воды органические вещества, нужные им для жизни и роста. Травоядные животные получают эти вещества, поедая растения, а хищники — питаясь травоядными животными. Таким обра¬зом, весь живой мир использует сейчас органи¬ческие вещества, образовавшиеся при участии живых существ.

Ученые-астрономы установили, однако, что и на всех небесных телах есть углеводороды. Но ведь на многих из них нет жизни. Значит, углеводороды возникли там независимо от живых организмов. Надо думать, что угле¬водороды и на нашей планете могли образо¬ваться до появления живых организмов. Гео¬логи находят иногда в основных, глубоко залегающих породах, в трещинах гранитов углеводородные газы и даже следы жидких углеводородов. Эти газы и жидкости могли появиться там вне какой-либо связи с живыми существами.

История образования Земли показывает, что при формировании нашей планеты и в пер¬вые периоды ее существования на поверхности земного шара возникали громадные количества простейших органических веществ. Сейчас в астрономии считается общепринятым, что Земля и другие планеты солнечной системы образовались из гигантского облака газово-пылевой материи. Такая газово-пылевая материя есть в межзвездном пространстве и сейчас. Астрономы научились определять ее состав. В ней обнаружен метан (СН4). Возможно, там имеются и более сложные углеводороды. Когда частички газовопылевого облака объединились в большие планеты (Юпи¬тер, Сатурн), метан и другие газы сохранились в первичной атмосфере формировавшихся пла¬нет. Там астрономы обнаруживают эти газы и теперь. А в составе Земли — она ведь срав¬нительно небольшая планета — углерод остался лишь в виде графита и карбидов (соединений углерода с металлами). Из карбидов при их взаимодействии с водой образуются углеводо¬роды, а в состав Земли входила и вода — в виде гидратов различных горных пород. Следовательно, углеводороды и их простейшие произ¬водные неизбежно должны были образоваться на Земле задолго до появления на ней живых существ.

ОТ УГЛЕВОДОРОДОВ К БЕЛКАМ

Возраст Земли определяется наукой различ¬ными способами в пределах 5 млрд. лет, жизнь на ней существует более 2 млрд. лет. Таким образом, наибольший период своего существо¬вания наша планета была безжизненной. А угле¬водороды и простейшие органические вещества, возникшие из них, стали появляться на земной поверхности с самого начала ее образования. Они послужили исходным звеном той длинной цепи превращений, которые в конце концов привели к возникновению на земной поверх¬ности, в ее водной оболочке и в атмосфере боль¬шого числа разнообразных и иногда очень слож¬ных веществ. В самой природе углеводородов уже заложена возможность таких превращений. Но для того чтобы они происходили, нужен достаточный приток энергии извне. Такая энергия на земной поверхности имелась в не¬скольких формах: лучистая энергия Солнца, в частности ультрафиолетовый свет, электри¬ческие разряды в атмосфере, энергия атомного распада природных радиоактивных веществ.

Возможность возникновения сложных ор¬ганических соединений в тех условиях, которые были на поверхности Земли в начальные перио¬ды ее существования, можно доказать даже непосредственными лабораторными опытами. Недавно американский исследователь С. Мил¬лер искусственно воспроизвел обстановку пер¬вичной атмосферы Земли: он пропускал тихие электрические разряды через смесь метана, водорода, аммиака и паров воды. В результате получились аминокислоты — основные состав¬ные части белковой молекулы. Индийский уче¬ный К. Бахадур в подобном же опыте получил аминокислоты воздействием солнечного света. Этот опыт путем применения ультрафиолето¬вых лучей значительно уточнили наши ученые в Институте биохимии им. А. Н. Баха Акаде¬мии наук СССР. Опыты японского ученого Ш. Акабори тоже показали, как в условиях первичных периодов существования Земли из соединения аминокислот - точнее, из их бли¬жайших предшественников — могли образо¬ваться белковоподобные вещества.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ

Когда на Земле возникли такие белково¬подобные вещества, начался новый этап в раз¬витии материи — переход от органических соединений к живым существам. Сначала орга¬нические вещества находились в морях и океа¬нах в виде растворов. В них не было какого-либо строения, какой-либо структуры. Но когда растворы белков или других подобных органических соединений смешиваются между собой, из растворов выделяются особые полу¬жидкие, студенистые образования — коацерваты. Например, если смешать про¬зрачные растворы желатина и яичного аль¬бумина, то они замутятся, и под микроскопом в них различимы плавающие в воде маленькие резко очерченные капельки. Это и есть коацерваты. В них концентрируются все находящиеся в растворе белковые вещества.

Хотя коацерватные капельки жидкие, но они обладают определенным внутренним строением. Частицы вещества в них расположены не беспорядочно, как в растворе, а с опреде¬ленной закономерностью. При образовании коацерватов возникают зачатки организации, правда, еще очень примитивной и неустойчи¬вой. Для самой капельки эта организация имеет большое значение. Любая коацерватная ка¬пелька способна улавливать из раствора, в ко¬тором плавает, те или иные вещества. Они хими¬чески присоединяются к веществам самой ка¬пельки. Таким образом в ней протекает процесс созидания, роста. Но в любой капельке наряду с созиданием наблюдается и распад. Тот или иной из этих процессов, в зависимости от состава и внутреннего строения капельки, идет быстрее и начинает преобладать.

Представим себе, что в каком-нибудь месте первичного океана смешались растворы белково-подобных веществ и образовались коацерватные капельки. Они плавали не в чистой воде, а в растворе разнообразных веществ. Капельки улавливали эти вещества и росли за их счет.

Скорость роста отдельных капелек неоди¬накова. Она зависит от внутреннего строения каждой из них.

Если в капельке преобладают процессы раз¬ложения, то она скоро распадается. Вещест¬ва, ее составляющие, переходят в раствор и поглощаются другими капельками. Более или менее