Отличие живого от неживого - Естественнонаучные модели происхождения и развития жизни
В вещественном плане в состав живого обязательно входят высокоупорядочные органические соединения: белки и нуклеиновые кислоты. В структурном плане живое отличается от неживого клеточным строением. В функциональном плане для живых тел характерно воспроизводство самих себя. Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к росту и развитию, способностью к движению, раздражимостью и т. д. Неотъемлемой частью живого являетличие воды, солей и т. д. Также и для возникновения жизни нужны определенные диапазоны температур, влажности, давления, уровня радиации и время. "В некотором смысле живые системы можно сравнить с хорошо налаженным производством: с одной стороны, они являются вместилищем многочисленных химических превращений, с другой - демонстрируют великолепную пространственно-временную организацию с весьма неравномерным распределением биохимического материала". Ели бы возраст Вселенной был меньше, то жизнь также не могла бы возникнуть. Возникновение жизни явилось результатом процессов, протекавших сначала миллиарды лет во Вселенной, а затем миллионы лет на Земле. От неорганических соединений к органическим, от органических к биологическим - таковы последовательные стадии, по которым осуществляется процесс зарождения жизни. " Специфичность жизни, отличие живых систем от неорганического мира хорошо видны с точки зрения химии. В живых системах протекает множество отдельных химических реакций..., многие из которых давно и хорошо изучены. Для живого специфичен определенный порядок этих реакций, их последовательность и объединение в целостную систему".
В сложном процессе возникновения жизни на Земле можно выделить несколько основных этапов :
Образование простых органических соединений;
Происхождение жизни связано с протеканием определенных химических реакций на поверхности первичной планеты. На начальных этапах своей истории Земля представляла собой раскаленную планету. Вследствие вращения при постепенном снижении температуры в поверхностных слоях концентрировались атомы легких элементов ( водорода, углерода, азота и т. д.), из которых и состоят тела живых организмов. При дальнейшем охлаждении Земли появились химические соединения: вода, метан, водород и др. Физические и химические свойства воды и углерода определили то, что именно они оказались у колыбели жизни. На Земле основой жизни является углерод, он способен создавать разнообразные, подвижные, низкоэлектропроводные, насыщенные водой, длинные цепеобразные структуры. Соединения углерода с водородом, кислородом, азотом и др. обладают каталитическими, строительными, энергетическими свойствами.
На начальных этапах сложилась первичная атмосфера Земли, которая носила не окислительный, как сейчас, а восстановительный характер. Первичная атмосфера содержала водород, соединения углерода (метан) и азота (аммиак). Отсутствие кислорода было вероятно необходимым условием возникновения жизни. Лабораторные опыты показывают, что органические вещества легче создаются в восстановительной среде, чем в атмосфере. Дальнейшее снижение температуры обусловило переход ряда газообразных соединений в жидкое и твердое состояние, а также образование земной коры.
Когда температура Земли опустилась ниже 100 град. С, произошло сгущение водяных паров. Длительные ливни привели к образованию больших водоемов. В результате активной вулканической деятельности из внутренних слоев Земли на поверхность выносилось много раскаленной массы, в т. ч. карбидов, которые вступали в химические реакции с растворенными в воде веществами. Так на поверхности молодой планеты Земля в большом количестве накапливались простейшие органические соединения. А. И.Опарин полагал, что органические вещества могли создаваться и в океане из более простых соединений. Энергию для этих реакций синтеза доставляла солнечная радиация.
" Органический синтез осуществлялся в период, предшествовавший образованию Солнечной системы и во время ее образования, он имел место уже на том этапе, когда Земля еще окончательно не сформировалась".
Механизм отбора действовал на самых ранних стадиях зарождения органических веществ - из множества образующихся веществ сохранялись устойчивые к дальнейшему усложнению.
Возникновение сложных органических соединений.
Благодаря высокой температуре, грозовым разрядам, усиленному ультрофиолетному излучению, относительно простые молекулы органических соединений при взаимодействии с другими веществами усложнялись и образовывались углеводы, жиры, аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты. Возможность такого синтеза доказана опытами А. М.Бутлерова, который еще в середине прошлого столетия получил из формальдегида - углеводы (сахар). А в 1953-1957 г. г. химиками различных стран в целом ряде экспериментов были синтезированы органические кислоты, в т. ч аминокислоты, которые являются материалом для образования белковых молекул. Эксперименты в этом направлении оказались перспективными, совершенно определенно показали возможность образования белковых молекул в условиях отсутствия жизни.
С определенного этапа в процессе химической эволюции на Земле, активное участие стал принимать кислород, с накоплением которого в атмосфере восстановленные соединения стали окисляться. При окислении метана образовывались метиловый спирт, формальдегид, муравьиная кислота и т. д., которые с дождевой водой попадали в первичный океан. Эти вещества вступая в реакции с аммиаком и цианистым водородом, дали начало аминокислотам. Так воды первичного океана постепенно насыщались разнообразными органическими веществами, образуя "первичный бульон".
" первичный бульон" и образование коацерватов.
После того, как углеродистые соединения образовали " первичный бульон", могли уже организоваться биополимеры - белки и нуклеиновые кислоты, обладающие свойством самовоспроизводства себе подобных. В водах первичного океана концентрация органических веществ увеличивалась, происходило их смешивание, взаимодействие и объединение в мелкие обособленные структуры раствора. Эти структуры русский ученый А. И.Опарин назвал "коацерватными каплями или коацерватами" (2). Коацерваты имеют достаточно сложную организацию и обладают рядом свойств, которые сближают их с простейшими живыми системами ( способны поглощать из окружающей среды разные вещества и увеличиваться в размерах, в них могут происходить процессы распада и выделяться продукты распада). Однако все это не дает основания для отнесения их к живым системам, но предпосылки живого уже содержались.
" Все живые существа должны или действовать или погибнуть. Мышь должна находиться в постоянном движении, птица летать, рыба плавать и даже растение должно расти".
К важным свойствам живых систем относятся:
Компактность;
Способность создавать порядок из хаотического теплового движения молекул. Чем более сложно устроено живое вещество, тем более в нем скрытой энергии;
Обмен с окружающей средой веществом, энергией, информацией;
Жизнь качественно превосходит другие формы существования материи в плане многообразия и сложности химических компонентов и динамики протекающих в живом превращений;
В самоорганизации живых систем, схемы реакций просты, а молекулы - сложны;
У живых систем есть прошлое, у неживых его нет;
Жизнь организма зависит от двух факторов - наследственности, определяемой генетическим аппаратом, и изменчивости, зависящей от условий окружающей среды и реакции на них индивида. Интересно, что сейчас жизнь не могла бы возникнуть из-за кислородной атмосферы и противодействия других организмов. Раз зародившись, жизнь находится в процессе постоянной эволюции;
Способность к избыточному само производству.
Похожие статьи
-
Введение, Переход от "неживого" к "живому" - Происхождение жизни
Одним из наиболее трудных и, в то же время, интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Он труден потому, что когда...
-
Гипотезы о происхождении жизни на Земле - Гипотеза происхождения живого вещества
Существуют несколько гипотез о происхождении жизни на Земле. Например более распространенный креационизм ( результат творения сверхъестественного...
-
Концепции возникновения жизни Происхождение жизни - одна из трех важнейших мировоззренческих проблем наряду с проблемами происхождения нашей Вселенной и...
-
Земля в период возникновения жизни - Происхождение жизни на Земле
Наша планета - "золотая середина" в Солнечной системе, которая наиболее подходит для зарождения жизни. Возраст Земли около 5 млрд. лет. Температура...
-
Вещественная основа жизни - Происхождение жизни на Земле
XX век привел к созданию первых научных моделей происхождения жизни. В 1924 году в книге Александра Ивановича Опарина "Происхождение жизни" была впервые...
-
Концепция биохимической эволюции (гипотеза А. И. Опарина) - Развитие понятия "жизнь"
Александр Иванович Опарин был не просто автором концепции физико-химической реконструкции зарождения жизни на Земле, а основоположником целого...
-
Гипотеза возникновения жизни академика А. И. Опарина - Происхождение жизни
Появление жизни академик рассматривал как единый естественный процесс, который состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической...
-
Отличие живого от неживого - Происхождение жизни на Земле
Итак, что такое живое и чем оно отличается от неживого. Есть несколько фундаментальных отличий в вещественном, структурном и функциональном планах. В...
-
Теория биохимической эволюции - Эволюция представлений о происхождении жизни
До середины XX в. многие ученые полагали, что органические соединения могут возникать только в живом организме. Именно поэтому их назвали органическими...
-
Начало жизни на Земле - Происхождение жизни на Земле
Начало жизни на Земле - появление нуклеиновых кислот, способных к воспроизводству белков. Переход от сложных органических веществ к простым живым...
-
Согласно теории возникновения Вселенной из сгустка энергии, Большой Взрыв произошел около 14 млрд лет назад, а около 4,6 млрд лет назад завершилось...
-
Концепции возникновения жизни, Самопроизвольное происхождение жизни - Развитие понятия "жизнь"
Попытки мысленной реконструкции зарождения жизни на Земле предпринимались с древнейших времен. С точки зрения науки данные концепции полезны по...
-
Сущность живого, его основные признаки - Развитие понятия "жизнь"
Понятие жизнь совпадает с предметом биологии как целостной научной системы (био-логия - наука о живом). Многие ученые склоняются к мысли о том, что...
-
Целостный охват явлений природы, материального Космоса (научно понимаемое всеединство) он сочетал с естественноисторическим подходом со стремлением...
-
Особо следует сказать о развитии биологических знаний в античности. Здесь достижения не были столь выдающимися, как в астрономии и математике, но, тем не...
-
Концепции происхождения жизни - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория, утверждающая, что все живое происходит только от живого - теория биогенеза....
-
Биохимическая эволюция - Теории возникновения жизни
Среди астрономов, геологов и биологов принято считать, что возраст Земли составляет примерно 4,5 - 5 млрд. лет. По мнению многих биологов, в прошлом...
-
Пять концепций возникновения жизни - Концепция возникновения "живого"
1. креационизм - божественное сотворение живого. Согласно креационизму, возникновение жизни относится к определенному событию в прошлом, которое можно...
-
Введение, Идея эволюции живой природы - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
Самые первые картины мира были разработаны в рамках античной философии и носили натурфилософский характер. Подлинно научные картины мира возникают в...
-
В конце Х1Х в. великий русский естествоиспытатель В. В. Докучаев своими исследованиями чернозема и других почв Русской долины и Кавказа установил, что...
-
Возникновение и эволюция жизни. Концепция происхождения жизни - Биология как естественная наука
Эволюция жизни предполагает ее истоки, начало. Проблема происхождения жизни является одной из важнейших не только в биологии, но и во всем естествознании...
-
Эволюция форм жизни. - Происхождение жизни на Земле
Клетки без ядра, но имеющие нити ДНК, напоминают нынешние бактерии и сине-зеленые водоросли. Возраст таких самых древних организмов около 3 млрд. лет. Их...
-
Современное представление о сущности живого - Сущность живого и проблема его происхождения
На основании вышесказанного, возможно такое определение жизни: "Живое - дискретные, молекулярные, термодинамические открытые системы или комплексы...
-
Сценарий происхождения жизни Ю. А. Колясникова На сегодня очевидно, что рождение Жизни могло произойти только в жидкой воде. Однако ни один исследователь...
-
Гипотеза А. И. Опарина. - Гипотеза Опарина, развитие жизни на земле
Среди современных теорий происхождения жизни на Земле, наиболее обоснованной является теория академика А. И. Опарина. Наиболее существенная черта...
-
Химическая эволюция - Зарождение жизни в горячей воде
Химическая эволюция или пребиотическая эволюция - этап, предшествовавший появлению жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли...
-
Внеземной живой биохимический эволюция Согласно данной концепции жизнь - это особый вид энергии, которая никуда не исчезает и ниоткуда не появляется....
-
Развитие экосистем - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
Основанием всей системы современной эволюционной биологии выступает синтетическая теория эволюции, принципиальные положения которой были заложены...
-
Введение - Гипотеза происхождения живого вещества
Основные признаки живого. Каждый организм представляет собой совокупность упорядоченно взаимодействующих структур, образующих единое целое, т. е....
-
Существует несколько гипотез происхождения жизни - Возникновение и эволюция жизни на Земле
1. Креационисты уверены, что жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; ее придерживаются последователи большинства...
-
Концепции происхождения живого - Сущность живого и проблема его происхождения
Белок обменный живой Попытки решить вопрос о происхождении жизни были предприняты еще в античности. В истории культуры существовало несколько...
-
Заключение - Происхождение жизни на Земле
Итак, с позиций современной науки жизнь возникла из неживого вещества в результате эволюции материи, является результатом естественных процессов,...
-
Введение - Естественнонаучные модели происхождения и развития жизни
Естествознание всегда оказывало значительное воздействие на развитие гуманитарных наук. Особенно мощным это воздействие стало сейчас - в эпоху...
-
Теория случайного однократного происхождения жизни - Эволюция представлений о происхождении жизни
Суть ее заключается в гипотезе о случайном характере возникновения на Земле первичной живой молекулы, которая появилась лишь раз за все время...
-
Относительно проблемы происхождения и эволюции человека существует множество теорий появления человека на Земле. В настоящее время большинство ученых...
-
Земля - уникальная планета, она находится на единственно возможном расстоянии от Солнца, которое определяет такую температуру поверхности Земли, при...
-
Развитие жизни на Земле - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
Геологическая эра Земли от ее образования до зарождения жизни называется катархей. Катархей (от греч. "ниже древнейшего") - эра, когда была безжизненная...
-
Законы наследственности - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
В 1865 году были опубликованы результаты работ по гибридизации сортов гороха, где были открыты важнейшие законы наследственности. Автор этих работ -...
-
Оплодотворение Оплодотворением или зачатием называется процесс слияния двух клеток: яйцеклетки (женской половой клетки) и сперматозоида (мужской половой...
-
Введение - Эволюция представлений о происхождении жизни
Одним из наиболее трудных и в то же время актуальных и интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Жизнь - одно из...
Отличие живого от неживого - Естественнонаучные модели происхождения и развития жизни