Гипотезы зарождения жизни на Земле

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

по дисциплине «Концепции современного естествознания»

на тему: «Гипотезы зарождения жизни на Земле»

Выполнила: Студентка 1 курса

Матиевская З. В.

Руководитель: Митрофанова Л. Ю.

Санкт-Петербург

2014

Содержание

Введение

1. Гипотеза самопроизвольного (спонтанного) зарождения

2. Гипотеза креационизма (или сотворения)

3. Гипотеза стационарного состояния

4. Гипотеза панспермии

5. Гипотеза внеземных цивилизаций

6. Гипотеза биохимической эволюции (теория А.И. Опарина)

Заключение

Список использованных источников информации

Введение

Вопрос происхождения жизни на Земле -- один из самых сложных и интересных вопросов, существовавший на протяжение всего развития пчеловодства, и на который до сих пор нет однозначного ответа. В разные эпохи люди по-разному отвечали на этот вопрос; люди всегда искали и будут искать ответ на этот вопрос так же, как и на вопрос "куда мы уйдем, когда нас не станет". Ответы на эти вопросы, не только дали бы моральное ощущение осознанности пребывания на Земле, но и значительно продвинулась бы наука вперед: появилась большая возможность изучения и поиска других жизненных форм как на Земле, так и на других планетах, активнее пошел бы процесс построения теорий и практических попыток "заселения" других планет. Ведь мечтают же ученые создать цивилизацию людей на Марсе.

Существует несколько гипотез происхождения жизни на Земле, наиболее известные из которых:

гипотеза самопроизвольного (спонтанного) зарождения;

гипотеза креационизма (или сотворения);

гипотеза стационарного состояния;

гипотеза панспермии;

гипотеза внеземных цивилизаций;

гипотеза биохимической эволюции (теория А.И. Опарина).

В своем реферате я подробно рассмотрю каждую из них, раскрою суть и основные положения.

креационизм панспермия эволюция жизнь

1. Гипотеза самопроизвольного (спонтанного) зарождения

Теория самопроизвольного зарождения жизни была широко распространена в Древнем мире -- Вавилоне, Китае, Древнем Египте и Древней Греции (этой теории придерживался, в частности, Аристотель).

Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. На основе собственных наблюдений он развивал эту теорию дальше, связываю все организмы в непрерывный ряд - «лестницу природы». «Ибо природа совершает переход от безжизненных объектов к животным с такой плавной последовательностью, поместив между ними существа, которые живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва можно заметить различия» (Аристотель).

Этим утверждением Аристотель укрепил более ранние высказывания Эмпедокла об органической эволюции. Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.

Даже уже в более позднее время, в средневековье, люди продолжали верить в то, что живые существа постоянно возникают из неживой материи: черви -- из грязи, лягушки -- из тины, светлячки -- из утренней росы и т.п. Так, известный голландский ученый 17 в. Ван-Гельмонт совершенно серьезно описывал в своем научном трактате опыт, в котором он за 3 недели получил в запертом темном шкафу мышей непосредственно из грязной рубашки и горсти пшеницы.

Впервые широко распространенную теорию решился подвергнуть экспериментальной проверке итальянский ученый Франческо Реди (1688). Он поместил несколько кусков мяса в сосуды и часть из них закрыл кисеей. В открытых сосудах на поверхности гниющего мяса появились белые червячки -- личинки мух. В сосудах же, прикрытых кисеей, личинки мух отсутствовали. Таким образом Ф. Реди удалось доказать, что личинки мух появляются не из гниющего мяса, а из яиц, отложенных мухами на его поверхность.

В 1765 г. известный итальянский ученый и врач Ладзаро Спаланцани прокипятил в запаянных стеклянных колбах мясные и овощные бульоны. Бульоны в запаянных колбах не портились. Он сделал вывод, что под действием высокой температуры погибли все живые существа, способные вызывать порчу бульона. Однако опыты Ф. Реди и Л. Спаланцани убедили далеко не всех. Ученые-виталисты (от лат. vita - жизнь) считали, что в прокипяченном бульоне не происходит самозарождения живых существ, так как в нем разрушается особая «жизненная сила», которая не может проникнуть в запаянный сосуд, поскольку переносится по воздуху.

Споры но поводу возможности самозарождения жизни активизировались в связи с открытием микроорганизмов. Если сложные живые существа не могут самозарождаться, возможно, это могут микроорганизмы?

Луи Пастер (1822- 1895)

В связи с этим в 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни. Эту премию получил в 1862 г. знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер. Так же как Спаланцани, он прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была не обычная, а с горлышком в виде S-образной трубки. Воздух, а следовательно и «жизненная сила», могли проникать в колбу, но пыль, а вместе с нею и микроорганизмы, присутствующие в воздухе, оседали в нижнем колене S-образной трубки, и бульон в колбе оставался стерильным. Однако стоило сломать горло колбы или ополоснуть стерильным бульоном нижнее колено S-образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть -- в нем появлялись микроорганизмы.

Подводя итог, можно выделить основные положения данной теории:

1 живые существа постоянно возникают из неживой материи

2 жизнь "входит" в тело и оживляет его благодаря Жизненной силе - если тело находится в каком-нибудь непроницаемом объекте (например в запаянной колбе) то и Жизненная сила в нее войти не может

Опровергли теорию

1 Ф. Реди и Л. Спаланцани

2 Окончательно опроверг теорию самозарождения Луи Пастер

Таким образом, благодаря работам Луи Пастера теория самозарождения была признана несостоятельной и в научном мире утвердилась теория биогенеза, краткая формулировка которой -- «все живое -- от живого».

2. Гипотеза креационизма (или сотворения)

С появлением Крестовых походов в Средневекой Европе теория Самозарождения отодвинулась на задний план, - главенствовать стала Церковь, а значит появилась и активно проповедоваться стала новая идеология зарождения жизни на Земле.

Креационимзм (от англ. creation -- создание) -- философско-методологическая концепция, в рамках которой основные формы органического мира (жизнь), человечество, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким сверхсуществом или божеством. Последователи креационизма разрабатывают совокупность идей -- от сугубо богословских и философских до претендующих на научность, хотя в целом современное научное сообщество относится к таким идеям критически.

Согласно критерию научности К. Поппера, креационизм является не научной теорией, а философской концепцией и религиозной верой, так как введение непроверяемых научными методами понятий таких, как Бог-Творец

Основные положения:

Сторонники креационизма утверждают, что жизнь возникла в результате акта божественного творения, свидетельством чего является наличие в живых организмах особой силы, управляющей всеми биологическими процессами.

Итоги: Данную теорию нельзя опровергнуть или доказать - ее можно воспринимать только на веру

3. Теория стационарного состояния

Теории вечности жизни в современном виде возникли почти одновременно с появлением работ Л. Пастера и на первый взгляд являются логическим выводом из последних.

Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности -- либо изменение численности, либо вымирание

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определённых ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб - латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода, 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что, только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, её немногочисленные сторонники интерпретируют появление какого-либо ископаемого вида в определённом пласте и объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении.

Основные положения:

1 Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно.

2 Виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности -- либо изменение численности, либо вымирание.

Итоги:

Гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии, которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетных систем вокруг звёзд. По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~4,6 млрд лет. А так же противоречит современной археологии, которая предоставляет научные доказательства изменение Земли и видов в виде археологических ископаемых животных и горных пород. Поэтому эта гипотеза обычно не рассматривается академической наукой.

4. Гипотеза панспермии

С опровержение Л. Пастером теории самопроизвольного зарождения жизни, и изучая теория Стационарного состояния, ученые выдвинули новую теорию - принесение жизни из космоса.

Возникло представление о вечности жизни во Вселенной. Так появилась гипотеза панспермии, которую выдвинул немецкий химик Ю. Либих (1803-1873). Согласно гипотезе панспермии, жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их споры ("семена жизни"), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным. Сторонником гипотезы панспермии был выдающийся отечественный естествоиспытатель В.И. Вернадский (1863-1945).Особенно активно развивал теорию панспермии шведской физико-химик С. Аррениус (1859-1927). В опытах русского физика П.Н. Лебедева (1866- 1912), открывшего давление светового потока, С. Аррениус увидел доказательство возможности переноса спор микроорганизмов с планеты на планету. Жизнь переносится, предполагал он, не в виде микроорганизмов на метеоритах, раскаляющихся при вхождении в плотные слои атмосферы, - сами споры могут перемещаться в мировом пространстве, движимые давлением солнечного света!

Аррениус, в частности, доказал путем расчетов принципиальную возможность переноса бактериальных спор с планеты на планету под действием давления света; предполагалось также, что вещество Земли в момент ее образования из газо-пылевого облака уже было "инфицировано" входившими в состав последнего "зародышами жизни". Концепцию панспермии обычно упрекают в том, что она не дает принципиального ответа на вопрос о путях происхождения жизни, и лишь отодвигает решение этой проблемы на неопределенный срок. При этом молчаливо подразумевается, что жизнь должна была произойти в некой конкретной точке (или нескольких точках) Вселенной, и далее расселяться по космическому пространству - подобно тому, как вновь возникшие виды животных и растений расселяются по Земле из района своего происхождения; в такой интерпретации гипотеза панспермии действительно выглядит просто уходом от решения поставленной задачи.

Однако действительная суть этой концепции заключается вовсе не в романтических межпланетных странствиях "зародышей жизни", а в том, что жизнь как таковая просто является одним из фундаментальных свойств материи, и вопрос о "происхождении жизни" стоит в том же ряду, что и, например, вопрос о "происхождении гравитации". Легко видеть, что из двух исходных положений концепции панспермии - вечность жизни и повсеместность ее распространения - проверяемым является лишь второе.

Все попытки обнаружить живые существа (или их ископаемые остатки) вне Земли, и прежде всего - в составе метеоритного вещества, так и не дали положительного результата. Неоднократно появлявшиеся сообщения о находках следов жизни на метеоритах основаны или на ошибочной интерпретации некоторых бактериоподобных неорганических включений, или на загрязнении "небесных камней" земными микроорганизмами. Метеоритное вещество оказалось достаточно богатым органикой, однако вся она, как уже было сказано, не обладает хиральной чистотой ; это последнее обстоятельство - весьма сильный довод против принципиальной возможности существования "межзвездной жизни".

Основные положения

Согласно гипотезе панспермии, жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами, астероидами и другими небесными телами;

Простейшие организмы или их споры ("семена жизни"), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным.

Итоги

Таким образом, по крайней мере положение, касающееся повсеместности распространения жизни во Вселенной, не нашло подтверждения. Это заставляет сделать грустный вывод, что панспермия не дает удовлетворительного ответа на вопрос о возникновении жизни на Земле

5. Гипотеза внеземных цивилизаций

Внеземныме цивилизамции -- гипотетические цивилизации, возникшие и развивающиеся (развивавшиеся) не на Земле. Понятие используется главным образом в научной сфере, а также в фантастике и уфологических теориях. Существование (равно как и несуществование) внеземных цивилизаций в настоящее время строго не доказано, но статистически возможно.

Гипотеза о существовании внеземных цивилизаций следует из представлений о естественном происхождении жизни на Земле и её эволюции. Если возникновение жизни, а затем и разумной жизни -- естественный процесс, то подобное могло произойти и в любом другом месте, где есть подходящие условия. Хотя, по современным представлениям, остальные планеты нашей системы, скорее всего, безжизненны, Солнечная система не единственная: Солнце -- одна из десятков миллиардов звёзд нашей галактики. Исследования показывают, что вокруг многих других её звёзд также обращаются планеты (которые называют экзопланетами). Сама наша галактика -- также не единственная. В телескопы наблюдаются миллиарды галактик, многие из которых очень похожи на нашу.

Представления о научно-техническом прогрессе дают возможность предположить, что некоторые внеземные цивилизации могут быть гораздо более развитыми, чем наша, поскольку человек появился достаточно поздно по меркам возраста Вселенной. Этой точке зрения во многом способствует связывание с ними феномена НЛО. Не исключено, однако, что наша цивилизация, наоборот, является первой и самой развитой во Вселенной (или в Млечном Пути).

К настоящему времени нет точного научного подтверждения существования внеземных цивилизаций, что, в сочетании со статистическими выводами о широком распространении разумной жизни во Вселенной, создаёт так называемый парадокс «Великого молчания Вселенной» Ферми.

Среди возможных разрешений парадокса можно выделить следующие:

внеземных цивилизаций просто не существует: по каким-то причинам человечество -- уникальное явление; либо по каким-то причинам цивилизации достаточно быстро гибнут сами собой -- например, в результате войн, природных, экологических или иных катастроф;

внеземные цивилизации существуют, но расположены в удалённых частях Вселенной, и из-за огромных расстояний контакт с ними невозможен (по крайней мере в ближайшем будущем);

внеземные цивилизации существуют, их уровень близок к нашему, и они более склонны наблюдать, выискивая чужие сигналы, чем подавать свои (по энергетическим или другим причинам);

внеземные цивилизации существуют, однако уровень их развития слишком низок, чтобы связаться с нашей цивилизацией;

внеземные цивилизации существуют, однако уровень их развития слишком высок, чтобы связываться с Земной цивилизацией;

и многие другие

Палеоконтакт

Широко распространено убеждение, что контакты происходили в прошлом, но мы забыли о них, либо не воспринимаем их именно как контакт с внеземными цивилизациями. Спектр гипотез варьируется от объяснения контактом отдельных необычных явлений в прошлом (например, строительство циклопических сооружений людьми прошлого без соответствующего технического развития) до объявления контактом всех действительных или мнимых столкновений со сверхъестественным, описанных, например, в религиозных книгах.

Затем существует до сих пор огромное количество необъяснённых фактов, такие как:

ь наскальные рисунки первобытных людей изображающих существ в скафандрах - как мы бы сейчас выразились - космонавтов

ь НЛО

ь круги на полях

Существуют и другие доказательства, такие как "показание все возможных приборов улавливающие природные аномалии", рассказы очевидцев, которые якобы встречавшиеся (или видевшие) тем или иным путем с инопланетянами (напрямую или через сны, кому и т.д.) - но и это не доказывает реальное существование инопланетной жизни, т.к. это пока, на сегодняшний день, еще официально не изучено и не доказано.

Основные положения

Жизнь занесена на землю "Более высшей инопланетной расой"

Инопланетные существа либо стоят ниже по уровню развития людей и именно не выходят с «землянами» в контакт, либо, наоборот, выше - и они либо за нами просто молча наблюдают, и может быть даже не заметно влияют на нашу жизнь, либо мы, «земляне» не представляем для них интереса.

Итоги:

Ученые-уфологи не отказались от этой теории и активно работают над ее изучением. К тому же, если бы жизнь на Землю и занесли представители высшей инопланетной расой, вопрос об изначальном возникновении жизни оставался бы без ответа все равно.

6. Гипотеза биохимической эволюции

В 1924 г. биохимиком А. И. Опариным, а позднее английским ученым Дж. Холдейном (1929) была сформулировала гипотеза, рассматривающая жизнь как результат длительной эволюции углеродных соединений.

В своей работе он подчеркивал, что предшественники организмов (пробионты) в ходе ряда химических и физиологических процессов (этап химической эволюции), происходивших на протяжении длительного времени в условиях молодой планеты, приобрели свойства организмов. После этого начался этап борьбы за существование с закономерностями, выявленными Ч. Дарвином (этап биологической эволюции).

Заслугой А.И. Опарина является создание теории эволюции живой материи.

А. И. Опарин (1894-1980)

Ее основные идеи:

1. Первоначально жизнь возникла в Мировом океане как результат химической эволюции (то есть абиогенно).

2. Развитие живой материи и появление большого разнообразия форм жизни происходило в процессе биологической эволюции (то есть биогенно), которая стала вторым этапом развития жизни на Земле.

Современная теория возникновения жизни на Земле, называемая теорией биопоэза, была сформулирована в 1947 г. английским ученым Дж. Берналом.

Основные этапы зарождения жизни на земле.

1 Образование Солнца и Солнечной системы из облака космической пыли более 7 млрд. лет назад

2 Образование планеты Земля (4,5 - 7 млрд. лет назад) из скопления газов и холодных (замерзших) пылевых частиц, состоящих из металлов и других химических элементов

3 Разогрев недр планеты под действием сил гравитации и под влиянием тепла от распада радиационных элементов, образование первичной газовой атмосферы Земли, состоящей из водорода, воды в виде пара, углекислого газа, метана и аммиака

4 Остывание поверхности планеты, конденсация паров воды, образование первичных морей и океанов

Возникновение и развитие жизни на Земле происходило на протяжении трех эволюционных этапов

I. Химическая эволюция - абиогенный синтез органических полимеров

1) Под действием ультрафиолетовых лучей и электрических разрядов молний в атмосфере образовались первые молекулы простейших органических соединений (аминокислоты, полинуклеотиды, полипептиды);

2) Образование в океане «первичного бульона»

3) Органические соединения, вступая между собой в различные взаимодействия в течение миллионов лет, образовали отдельные сложные молекулы: белки, липиды, нуклеиновые кислоты, сахара и др.

II.Предбиологическая эволюция - формирование белково -нуклеиново-липидных комплексов (коацерваты, пробионты, прогеноты), способных к упорядоченному обмену веществ и самовоспроизведению. Появление первых примитивных живых организмов - прокариотов.

III. Биологическая эволюция. Состояла из ряда последовательно протекающих процессов.

1) Появление первых одноклеточных организмов (прокариотов). Они были гетеротрофами (т.к питательных веществ было много и производить самостоятельно не было потребности) с малоэффективным анаэробным типам обмена веществ.

2) Запас органических веществ на Земле стал постепенно истощаться, что послужила причиной к постепенному переходу к автотрофному питани.

Сначала эволюция прокариот пошла по пути процесса хемосинтеза - образования органических веществ из оксида углерода за счет энергии окисления неорганических веществ (серенные пурпурные бактерии).

3) Условия на Земле начали меняться: уменьшалась вулканическая деятельность, солнечный свет уже не задерживался атмосферой, так как в ней было меньше пыли. Поэтому дальнейшая эволюция пошла по пути использования солнечной энергии. Возник процесс фотосинтеза - образование органических веществ и кислорода из неорганических: углекислого газа и воды, с использованием энергии Солнца. Первыми фотосинтезирующими организмами были синезеленые водоросли.

4) с появлением фотосинтезирующих организмов в атмосферу стал выделяться кислород. Который под действием ультрафиолетового излучения частично превращается в озон. Сформировался защитный озоновый слой.

5) в условиях окислительной атмосферы появился энергетически более выгодный кислородный тип обмена веществ. Появились аэробные бактерии.

Основные положения:

· Предшественники организмов (пробионты) в ходе ряда химических и физиологических процессов (этап химической эволюции), приобрели свойства организмов.

· Развитие живой материи и появление большого разнообразия форм жизни происходило в процессе биологической эволюции (то есть биогенно), которая стала вторым этапом развития жизни на Земле.

Итоги: гипотеза биохимической эволюции является самой совершенной, так как ее можно смоделировать и археологически доказать.

Заключение

Гипотеза биохимической эволюции можно считать теорией, так как она наиболее продуманная, аргументированная, и самое главное смоделированная и вполне доказана. На сегодняшний день это самая достоверная версия зарождения жизни на Земле.

Что касается меня самой, то мне ближе гипотеза креационизма. Не потому что я верующая, просто не ставлю под сомнение возможность существования Высшего Разума или Творца. К тому же если довериться этой гипотезе, то намного спокойнее воспринимается смерть (я лично верю, что умирает лишь тело, а душа перевоплощается вновь и вновь). Не смотря на то, что гипотеза биохимической эволюции является самой достоверной, мне кажется она немного сухой. Ведь только наше тело состоит из белков, жиров и углеводов, душа же намного сложнее, неизведанней и непостижимей. Именно благодаря душе мы не существуем, а живем, творя, любя и познавая мир. Так же, мне нравится гипотеза внеземных цивилизаций своей необычностью и таинственностью "потусторонней" жизни, параллельных миров, неразгаданностью загадок необычных сооружений и памятников на Земле, наличием инопланетной жизни. Самое главное в этой гипотезе то, что существует огромное количество реальных, не выдуманных, аномалий, необъяснимых явлений, необычных рисунков располагающихся во всех уголках мира, которые еще только предстоит разгадать нашим ученым.

Список использованных источников информации

1 Учебник биологии. Общая биология. 10-11 класс. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В. В., М.: Дрофа, 2010

2. Основные гипотезы происхождения жизни на Земле http://www.fio.vrn.ru/2004/7/gipotez.htm

3. Гипотеза креационизма http://www.sunhome.ru/philosophy/5733

4. Гипотеза стационарного состояния http://www.evoluts.ru/2009-11-28-09-04-37/2009-11-28-09-15-13.html

5. Гипотеза внеземных цивилизаций https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BD%D0%B5%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%86%D0%B8%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0

Размещено на Allbest.ru

...