Diferența dintre cei vii și cei lipsiți de viață. Conceptul de origine a vieții. Baza reală a vieții. Pământ în perioada de origine a vieții. Începutul vieții pe Pământ. Evoluția formelor de viață
Unul dintre cele mai dificile și în același timp interesante în științele naturale moderne este problema originii vieții. Este dificil, pentru că atunci când știința abordează problemele dezvoltării ca fiind una nouă calitativ, ea se află la limita capacităților sale ca ramură a culturii bazată pe verificarea și verificarea experimentală a afirmațiilor.
Oamenii de știință de astăzi nu sunt capabili să reproducă procesul de origine a vieții cu aceeași precizie ca în urmă cu câțiva miliarde de ani. Chiar și experimentul cel mai atent realizat va fi doar un experiment model, lipsit de o serie de factori care au însoțit apariția celor vii pe Pământ. Metodologia dificilă - în imposibilitatea de a efectua un experiment direct asupra originii vieții (unicitatea acestui proces împiedică utilizarea metodei științifice fundamentale).
Problema originii vieții este interesantă nu numai în sine, ci și o legătură strânsă cu problema deosebirii vieții de cei fără viață și, de asemenea, legătura cu problema evoluției vieții. Care este esența celor vii? Cum și în ce măsură au funcționat mecanismele evoluției la originea vieții?
Diferența dintre cei vii și cei lipsiți de viață
Deci, ceea ce trăiește și cum diferă de viață. Există mai multe diferențe fundamentale în planurile materiale, structurale și funcționale. În planul real, compoziția organismelor vii implică în mod necesar compuși organici macromoleculari foarte numiți, numiți biopolimeri, proteine și acizi nucleici (ADN și ARN). În planul structural, lucrul viu este diferit de structura celulară inanimată. Planul funcțional pentru corpurile vii se caracterizează prin reproducerea ei înșiși. Stabilitatea și reproducerea se găsesc și în sistemele neînsuflețite. Dar în corpurile vii, are loc procesul de auto-reproducere. Nu le reproduce ceva, ci ele însele. Acesta este un moment fundamental nou.
De asemenea, organismele vii diferă de prezența non-vie a metabolismului, capacitatea de a dezvolta și de a dezvolta, reglementarea activă a compoziției sale și funcțiile, capacitatea de a muta, iritabilitate, adaptabilitate la mediu și așa mai departe. D. O caracteristică esențială a vieții este o activitate de activitate. "Toate ființele vii trebuie fie să acționeze, fie să piară. Mouse-ul ar trebui să fie în mișcare constantă, păsările zboară, înot pește și chiar de plante trebuie să crească „(Selye H. de la vis la · otkrytiyu.- M., 1987. - P. 32).
Cu toate acestea, o deosebire strict științifică între cei vii și cei lipsiți de viață suferă anumite dificultăți. Există, ca atare, forme de tranziție de la viață la viață. De exemplu, virușii din afara celulelor unui alt organism nu posedă niciun atribut al celor vii. Ei au un aparat ereditar, dar nu sunt necesare enzime esențiale pentru metabolism și, prin urmare, ele pot crește și se pot multiplica numai prin penetrarea în celulele organismului gazdă și prin utilizarea sistemelor sale enzimatice. În funcție de caracteristica pe care o considerăm cea mai importantă, trimitem viruși către sistemele vii sau nu.
Concepte ale originii vieții
Există cinci concepte despre originea vieții: 1) creaționismul - creația divină a celor vii; 2) Conceptul de generare spontană multiplă a vieții din materia nevii (menținea Aristotel, care credea că cei vii pot apărea ca rezultat al degradării solului); 3) conceptul unei stări staționare, conform căreia viața a existat întotdeauna; 4) conceptul de panspermie - originea extraterestră a vieții; 5) conceptul originii vieții pe Pământ în trecutul istoric ca urmare a proceselor care respectă legile fizice și chimice.
Primul concept este religios și nu are o legătură directă cu știința. Al doilea a fost negat de microbiologul francez al secolului al XIX-lea, care a studiat activitatea bacteriană - Louis Pasteur (cunoscută de noi prin pasteurizarea cuvântului). Al treilea, datorită originalității și speculațiilor sale, a avut întotdeauna puține suporteri.
La începutul secolului XX. în știință, ultimele două concepte au dominat. Conceptul panspermie, potrivit căreia viața a fost adus pe Pământ din exterior, descoperirea sa bazat pe studiul de meteoriți și comete „precursori viu“ - compuși organici, care ar fi jucat un rol de „semințe“.
Conceptul de apariție a vieții pe Pământ în trecutul istoric, două opțiuni. Potrivit uneia, originea vieții este rezultatul formării accidentale a unei singure "molecule vii", în structura căreia a fost pus întregul plan de dezvoltare a vieții. Biologul francez J. Mono scrie că "viața nu rezultă din legile fizicii, ci este compatibilă cu acestea. Viața este un eveniment, a cărui exclusivitate trebuie recunoscută. " Conform unui alt punct de vedere, originea vieții este rezultatul evoluției naturale a materiei.
Baza reală a vieții
Secolul al XX-lea a dus la crearea primelor modele științifice ale originii vieții. În 1924, în cartea sa Alexander Oparin „Originea vieții“ a fost formulată în primul rând conceptul naturalistă că apariția vieții - rezultatul unei lungi evoluții de pe Pământ - prima chimice, biochimice atunci. Acest concept a primit cea mai mare recunoaștere în comunitatea științifică.
Putem distinge următoarele etape ale sistemelor vii, începând cu cele mai simple și apoi urmând calea unei complicații treptate. În planul material, dezvoltarea vieții necesită, în primul rând, carbon. Viața de pe Pământ se bazează pe acest element, deși, în principiu, se poate presupune existența vieții pe bază de siliciu. Poate că undeva în univers există o "civilizație de siliciu", dar pe Pământ, baza vieții este carbonul.
Care este cauza? Atomii de carbon sunt produși în intestinul marilor stele în cantitatea necesară pentru formarea vieții. Carbonul poate crea o varietate de structuri de tip lanț, răsucite cu apă, cu lungimea de câteva zeci de milioane, mobilă, cu conductivitate redusă, gelatinoasă, cu apă saturată. Compușii de carbon cu hidrogen, oxigen, azot, fosfor, sulf, fier au caracteristici catalitice remarcabile, construcții, energie, informații și alte proprietăți.
Oxigenul, hidrogenul și azotul împreună cu carbonul pot fi atribuite "cărămizilor" celor vii. Celula constă din 70% oxigen, 17% carbon, 10% hidrogen, 3% azot. Toate cărămizile celor vii aparțin celor mai stabile și răspândite elemente chimice din univers. Acestea se unesc cu ușurință împreună, intră în reacție și au o greutate atomică mică. Compușii lor sunt ușor solubili în apă.
Prin date radioastronomice, substanțele organice au apărut nu numai înainte de apariția vieții, nici înainte de formarea planetei noastre. În consecință, substanțele organice de origine abiogenică au fost prezente pe Pământ deja în timpul formării.
Când Pământul este format din praful cosmic (particule de fier și silicați - substanțe care conțin siliciu) și gaz, este foarte probabil că gazele ar putea condensa pe părțile exterioare ale sistemului solar. Compușii organici ar putea fi, de asemenea, sintetizați pe suprafața particulelor de praf.
Chimice și studii paleontologice cele mai vechi sedimente precambrian și mai ales model de multe experimente care reproduc condițiile care au predominat pe suprafața pământului primitivă a lui, pentru a înțelege modul în care apar aceste condiții, în formarea de compuși organici mai complexe.
Viața este posibilă numai în anumite condiții fizice și chimice (temperatură, prezență de apă, săruri etc.). Încetarea proceselor de viață, de exemplu, la uscarea semințelor sau înghețarea profundă a micilor organisme, nu duce la pierderea viabilității. Dacă structura rămâne intactă, ea revine la condițiile normale și asigură restaurarea proceselor vitale.
De asemenea, pentru apariția vieții sunt necesare anumite intervale de temperatură, umiditate, presiune, nivel de radiație, o anumită direcție a dezvoltării universului și a timpului. Îndepărtarea reciprocă a galaxiilor duce la faptul că radiația lor electromagnetică ajunge la noi foarte slăbită. Dacă galaxiile s-au adunat, atunci densitatea radiațiilor din univers ar fi atât de mare încât viața nu ar putea exista. Carbonul a fost sintetizat în stele gigantice acum câțiva miliarde de ani. Dacă vârsta universului era mai mică, viața nu ar fi putut să apară. Planeta trebuie să aibă o anumită masă pentru a menține atmosfera.