Ipoteza originii vieții cel mai complet dezvoltată, motivată și recunoscută pe scară largă trebuie recunoscută prin evoluția biochimică sau prin ipoteza "Oparin-Haldane".
Ea postulează că viața a apărut pe Pământ din materie neînsuflețită, în condițiile care au avut loc pe planetă cu miliarde de ani în urmă. Aceste condiții includ prezența surselor de energie, a unui anumit regim de temperatură, a apei și a altor substanțe anorganice - precursori ai compușilor organici. Atmosfera a fost apoi anoxică (în prezent sursa de oxigen este plantele, iar apoi nu au fost).
În cadrul acestei teorii, putem distinge cinci etape principale pe drumul spre apariția vieții, care sunt date în tabel. 1.
Etapele dezvoltării vieții pe Pământ în conformitate cu ipoteza lui Oparin-Haldane
Etapele originii vieții
Evenimente care apar pe Terra
Acum 3,5 miliarde de ani
Formarea unei atmosfere primare care conține metan, amoniac, dioxid de carbon, hidrogen, monoxid de carbon și vapori de apă
Răcirea planetei (sub +100 ° C pe suprafața acesteia); condensarea vaporilor de apă; formarea oceanului primar; dizolvarea gazelor și a mineralelor în apa sa; puternic furtuni
Sinteza compușilor organici simpli - aminoacizi, zaharuri, baze azotate - ca rezultat al acțiunii de descărcări electrice puternice (trăsnet) și radiații ultraviolete
Formarea celor mai simple proteine, acizi nucleici, polizaharide, grasimi; coacervates
Acum 3 miliarde de ani
protobionts Education capabile de replicare și metabolism reglementat, ca urmare a unor membrane cu permeabilitate selectivă și interacțiuni ale acizilor nucleici și proteinelor
Acum 3 miliarde de ani
Apariția unor organisme care au o structură celulară (bacterii procariote primare)
Idei despre formarea și compoziția atmosferei Pământului primar pe baza datelor obiective ale diferitelor științe, pe studiul cochilii de gaz ale altor planete din sistemul solar. Dovezi foarte convingătoare ale posibilității de a pune în aplicare etapele a doua și a treia a dezvoltării vieții sunt obținute ca urmare a numeroaselor experimente privind sinteza artificială a monomerilor biologici. Astfel, pentru prima dată în 1953 de către S. Miller (USA) are o instalație relativ simplă, în care a reușit dintr-un amestec de gaze și vapori de apă sub acțiunea radiațiilor ultraviolete și descărcări electrice pentru a sintetiza o serie de aminoacizi și alți compuși organici (fig. 1).
Fig. 1. Instalarea lui Stanley Miller, în care el a sintetizat aminoacizii din gaze, creând condiții care probabil existau în atmosfera Pământului primitiv. Gazele și vaporii de apă care circulă în instalația de înaltă presiune au fost expuși la o tensiune înaltă timp de o săptămână. După aceea, substanțele colectate în "capcana" au fost examinate prin cromatografie pe hârtie. În total, s-au izolat 15 aminoacizi, incluzând glicina, alanina și acidul aspartic
În experiența lui S. Miller, în contextul său, condițiile care existau pe Pământ la timpul presupus au fost reproduse. Instrumentul conținea un amestec de gaze: hidrogen, amoniac, metan și o pereche de apă. Electrozii au fost introduși într-una din camere pentru a obține descărcări care simulează trăsnetul, ca o posibilă sursă de energie pentru reacțiile chimice. În cealaltă cameră a fost turnată apă și această cameră a fost încălzită (pentru a satura amestecul de gaze cu vapori de apă). O altă cameră a fost răcită, iar aici apa se condensează ("precipitații"). În decurs de o săptămână, în condensat s-au găsit diverse substanțe organice.
În deceniile următoare, în multe laboratoare ale lumii s-au efectuat sinteze artificiale de diverși aminoacizi, nucleotide, zaharuri simple și apoi compuși organici mai complexi. Toate acestea confirmă posibilitatea formării de substanțe organice pe Pământ în vremuri îndepărtate fără participarea organismelor vii. În absența oxigenului liber (care le-ar distruge) și a organismelor vii (care le-ar putea folosi sub formă de alimente), aceste substanțe s-au acumulat în oceanul primar în concentrații ridicate.
Următoarea etapă a fost formarea unor compuși mai complexi - substanțe asemănătoare proteinelor (lanțuri de aminoacizi) și molecule polinucleotidice scurte. Probabilitatea acestui lucru a fost confirmată în mod repetat: astăzi, acest lucru este obținut experimental. Atunci când o anumită concentrație de substanțe organice a atins oceanul primar, ar putea apărea agregate complexe de diferiți compuși coacervați. formațiuni sferice mici.
Studiul coacervatelor create artificial (studiat foarte mult de AI Oparin și colegii săi) a arătat că prezintă anumite proprietăți ale sistemelor vii. Având stratul exterior densificat, un fel de coacervates membranei celulare sunt capabile să absoarbă selectiv diferitele substanțe din mediul înconjurător, care sunt implicate în reacții chimice în picăturile coacervate, și a produselor acestor reacții este eliberat înapoi în mediul înconjurător. Substanțele acumulate, coacervatele "cresc" și, în mărime, se pot dezintegra în mai multe părți - "se înmulțește".
Coacervatele, diferite în compoziție, sunt caracterizate de grade diferite de stabilitate. Mai persistente persistă, altele dispar, se prăbușesc.
Aceste observații l-au determinat pe AI Oparin să-și asume posibilitatea acțiunii selecției naturale (a se vedea mai jos) deja în această etapă a formării celor vii.
Cu toate acestea, coacervatele, pentru toată complexitatea organizării lor, nu pot fi considerate ființe vii, în primul rând pentru că nu au o autoproducere stabilă.
La următoarea etapă, coacervatele au format interrelațiile dintre acizii nucleici și proteinele. Sinteza proteinelor unei anumite compoziții a început să se desfășoare pe baza informațiilor conținute în acizii nucleici.
Capacitatea acizilor nucleici de a se autoreproduce cu participarea proteinelor specifice - enzimelor. Asta este, putem vorbi despre apariția protobionților - formele primare de viață, care nu au încă o organizație celulară, dar sunt capabile de auto-reproducere și metabolism.
Dezvoltarea în continuare a protobionților, complicația organizării lor, a condus la apariția unor organisme care posedă o structură celulară, procariotele primare. bacterii. Din acest moment începe evoluția biologică. Aparent, organismele heterotrofice au existat inițial (deoarece în oceanul primar existau multe substanțe organice diferite). Pe măsură ce numărul lor a crescut, resursele alimentare au fost reduse și concurența a crescut între ele. Aceasta a dus la apariția autotrofelor - organisme care sintetizează substanțele organice necesare din anorganice.
La început, apar organisme care foloseau energia obținută ca urmare a oxidării mineralelor. Acest proces este cunoscut sub numele de chemosinteză. iar organismele erau numite medicamente chemosintetice. Apoi, în cursul transformărilor evolutive ulterioare, au apărut organisme autotrofice care utilizează energia soarelui - acestea sunt organisme fotosintetice (fotosintetice). O altă evoluție biologică a condiționat formarea acelei lumi diverse de natură vie, pe care o vedem astăzi.
Varietate de specii ca urmare a evoluției biologice. Teoria evolutivă (teoria evoluției) este o disciplină biologică care examinează cauzele și forțele motrice, modelele și mecanismele dezvoltării organismelor vii.
Evoluția biologică este înțeleasă ca un proces ireversibil și logic al dezvoltării istorice a celor vii, de la simple la mai complexe, de când primele organisme vii au apărut pe Pământ.
În cursul evoluției, unele specii au fost înlocuite de altele, organizarea și organizarea organismelor vii au crescut, diversitatea lor a crescut și a apărut un om.
semnificație excelentă filosofică a teoriei evoluționiste: menține ideea unității de origine a tuturor lucrurilor vii, explică motivele pentru diversitatea speciilor care trăiesc pe Pământ, caracterul adecvat al organizării ființelor vii (de exemplu, structura de conformitate și funcționarea sistemelor și organelor de condițiile de existență .. lor), prezența simultană în natură și simple, organisme foarte organizate.
Educația evolutivă servește ca bază teoretică a biologiei moderne, combinând, generalizând rezultatele obținute de numeroasele științe biologice private.
Evident, este de asemenea important pentru om să rezolve problemele de interacțiune cu biosfera.
În cele din urmă, cunoașterea legilor și a mecanismelor evoluției este baza dezvoltării selecției - o știință care dezvoltă metode de creare și îmbunătățire a soiurilor de soiuri și a raselor de animale domestice.
Istoria dezvoltării de idei cu privire la originea naturală a vieții și evoluția organismelor poate fi împărțit în trei faze: de pre-Darwin, Darwin și posledarvinovsky (moderne).
Sursa: Krasnodembsky Ye G. "Biologie generală: un manual pentru elevii și admiterea liceelor"
Trimiteți-le prietenilor: