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 поверхности в начальный период была 4000-8000OС и по мере того как Земля остывала, углерод и более тугоплавкие металлы конденсировались и образовали земную кору. Атмосфера была совершенно иной. Легкие газы - водород, гелий, азот, кислород - уходили из атмосферы, так как гравитационное поле нашей еще недостаточно плотной планеты не могло их удержать. Однако простые соединения, содержащие эти элементы, удерживались.
Первичная атмосфера содержала водород и соединения углерода (метан) и азота (аммиак). Отсутствие в атмосфере кислорода было вероятно необходимым условием возникновения жизни: лабораторные опыты показывают, что органические вещества гораздо легче создаются в восстановительной среде, чем в атмосфере, богатой кислородом. О том, что атмосфера была именно такой, свидетельствуют самые древние горные породы на Земле.
Существуют разные точки зрения на проблему жизни на Земле. По мнению В. И. Вернадского жизнь появилась одновременно с образованием Земли. А. И. Опарин считал, что периоду развития жизни предшествовал длительный период химической эволюции Земли, во время которого (3-5 млрд. лет тому назад) образовались сложные органические вещества и проток летки. Возникновение последних положило начало биохимической эволюции.
Известны три способа синтеза природных органических веществ. Содержащие углерод и азот вещества могли возникать в расплавленных глубинах Земли и выноситься на поверхность при вулканической деятельности, попадая далее в океан.
А. И. Опарин полагал, что органические вещества могли создаваться и в океане из более простых соединений. Энергию для этих реакций синтеза, вероятно, доставляла интенсивная солнечная радиация (главным образом, ультрафиолетовая), падавшая на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть. Разнообразие находящихся в океанах простых соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накопились органические вещества и образовался тот "первичный бульон", в котором могла возникнуть жизнь.
Наконец, органические соединения могли образоваться во Вселенной из неорганического космического "сырья".
Для построения любого сложного органического соединения, входящего в состав живых тел, нужен небольшой набор блоков-мономеров (низкомолекулярных соединений): 29 мономеров (из них 20 аминокислот, 5 азотистых оснований) описывают биохимическое строение любого живого организма. Оно состоит из аминокислот (из которых построены все белки), азотистых соединений (составные части нуклеиновых кислот), глюкозы - источника энергии, жиров - структурного материала, идущего на построение в клетке мембран и запасающего энергию.
После того, как углеродистые соединения образовали "первичный бульон", могли уже организовываться биополимеры - белки и нуклеиновые кислоты, обладающие свойством самовоспроизводства себе подобных. Необходимая концентрация веществ для образования биополимеров могла возникнуть в результате осаждения органических соединений на минеральных частицах, например, на глине или гидроокиси железа, образующих ил прогреваемого Солнцем мелководья. Кроме того, органические вещества могли образовать на поверхности океана тонкую пленку, которую ветер и волны гнали к берегу, где она собиралась в толстые слои. В химии известен также процесс объединения родственных молекул в разбавленных растворах.
В начальный период формирования Земли воды, пропитывающие земной грунт, непрерывно перемещали растворенные в них вещества из мест их образования в места накопления. Там формировались пробионты - системы органических веществ, способных взаимодействовать с окружающей средой, т. е. расти и развиваться за счет поглощения из окружающей среды разнообразных богатых энергией веществ.
Здесь уже возможен примитивный "отбор", ведущий к постепенному усложнению и упорядоченности, как обеспечивающих преимущество в выживании. Механизм отбора действовал на самых ранних стадиях зарождения органических веществ - из множества образующихся веществ сохранялись устойчивые к дальнейшему усложнению.
Затем образуются микросферы - шаровидные тела, возникающие при растворении и конденсации абиогенно полученных белковоподобных веществ.
В подтверждение возможности абиогенного синтеза были проведены следующие опыты. Воздействуя на смесь газов электрическими зарядами, имитирующими молнию, и ультрафиолетовым излучением, ученые получали сложные органические вещества, входящие в состав живых белков. Органические соединения, играющие большую роль в обмене веществ, были искусственно получены при облучении водных растворов углекислоты. Американский ученый С. Миллер в 1953 году синтезировал ряд аминокислот при пропускании электрического заряда через смесь газов, предположительно составлявших первичную земную атмосферу. Были синтезированы и простые нуклеиновые кислоты. Этими экспериментами было доказано, что абиогенное образование органических соединений во Вселенной могло происходить в результате воздействия тепловой энергии, ионизирующего и ультрафиолетового излучений и электрических разрядов. Первичным источником этих форм энергии служат термоядерные процессы, протекающие в недрах Земли.
Как показывает синергетика, энергия имела для возникновения жизни не меньшее значение, чем вещество. Разумно предположить, считает И. Пригожий, что некоторые из первых стадий эволюции к жизни были связаны с возникновением механизмов, способных поглощать и трансформировать химическую энергию, как бы выталкивая систему в сильно неравновесные условия. Неравновесные структуры - переход к живому, но еще нет воспроизводства. Итак, в образовании органических соединений большую роль играло не только вещество космического пространства, но и энергия звезд.
Похожие статьи
-
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...
-
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...
-
Сценарий происхождения жизни Ю. А. Колясникова На сегодня очевидно, что рождение Жизни могло произойти только в жидкой воде. Однако ни один исследователь...
-
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...
-
Согласно теории возникновения Вселенной из сгустка энергии, Большой Взрыв произошел около 14 млрд лет назад, а около 4,6 млрд лет назад завершилось...
-
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...
-
1. Органические вещества сформировались из неорганических под действием физических факторов среды. 2. Органические вещества взаимодействовали, образуя...
-
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...
-
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...
-
Введение - Возникновение жизни на Земле
Проблема происхождения жизни приобрела сейчас неодолимое очарование для всего человечества. Она не только привлекает к себе пристальное внимание ученых...
-
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...
-
Возможно ли возникновение жизни на Земле сейчас? - Концепции возникновения жизни
Из того, что мы знаем о происхождении жизни на Земле, ясно, что процесс возникновения живых организмов из простых органических соединений был крайне...
-
Теория биохимической эволюции Опарина-Холдейна Идея самозарождения живых организмов из неорганических веществ всегда оставалась чуть ли не единственной...
-
Введение - Возникновение и эволюция жизни на Земле
Проблема происхождения жизни приобрела сейчас неодолимое очарование для всего человечества. Она не только привлекает к себе пристальное внимание ученых...
-
Возникновение живых организмов - Эволюция биосферы Земли
Предполагается, что органические соединения, рассеянные в воде, в результате бесчисленных взаимодействий друг с другом, периодических образований привели...
-
Возникновение органических соединений - Эволюция биосферы Земли
В то время атмосфера была проницаема для космического излучения в несравненно большей степени, чем сейчас, поскольку основные компоненты современной...
-
Пять концепций возникновения жизни - Концепция возникновения "живого"
1. креационизм - божественное сотворение живого. Согласно креационизму, возникновение жизни относится к определенному событию в прошлом, которое можно...
-
Заключение - Возникновение жизни на Земле
Зарождение жизни - точка отсчета для развития всего живого мира на Земле. Именно в этот момент начали функционировать фундаментальные законы...
-
Возникновение жизни в глубинах гидротермальных систем - Возникновение жизни на Земле
В настоящее время большинство ученых придерживается традиционных представлений о зарождении жизни в древнем теплом океане. Однако ряд открытий сделанных...
-
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...
-
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....
-
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...
-
Жизнь на Земле: эры и периоды, АРХЕЙ - Жизнь на Земле: эры и периоды
История развития Земли для удобства изучения поделена на четыре эры и одиннадцать периодов. Два самых последних периода в свою очередь поделены на семь...
-
Экспериментальные доказательства гипотезы Опарина-Холдейна - Концепции происхождения жизни на Земле
Многие ученые положительно оценили основные концепции происхождения жизни на Земле на основе абиогенеза, хотя с самого начала находили в теории...
-
Концепция панспермии - Концепции происхождения жизни на Земле
Немецким ученым Г. Рихтером была высказана гипотеза о занесении живых существ на Землю из космоса, получившая позднее название концепции панспермии....
-
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...
-
Развитие экосистем - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
Основанием всей системы современной эволюционной биологии выступает синтетическая теория эволюции, принципиальные положения которой были заложены...
-
Внеземной живой биохимический эволюция Согласно данной концепции жизнь - это особый вид энергии, которая никуда не исчезает и ниоткуда не появляется....
-
Теории происхождения жизни, Античные толкования проблемы - Проблемы происхождения жизни
Античные толкования проблемы Два противоположных подхода к решению вопроса о происхождении жизни. Первый, религиозно-идеалистический, исходил из того,...
-
В наши дни на Земле существует большое разнообразие жизненных форм. По некоторым оценкам на ней обитает около 3 млн животных существ и при этом ученые...
-
Заключение, Список используемой литературы - Концепции происхождения жизни на Земле
Пока у ученых не будет возможности вернуться на 3 млрд лет назад, тайна возникновения жизни на нашей планете не будет раскрыта - к такому выводу приходят...
-
Гипотеза самозарождения - Возникновение жизни на Земле
Эта теория была широко распространена в Древнем мире - Вавилоне, Китае, Древнем Египте и Древней Греции (этой теории в частности придерживался и развивал...
-
Согласно этой концепции все многообразие органического мира планеты Земля созданы неким верховным существом или божеством. Основные положения...
-
Относительно проблемы происхождения и эволюции человека существует множество теорий появления человека на Земле. В настоящее время большинство ученых...
-
Заключение - Возникновение и эволюция жизни на Земле
Жизнь представляет собой особую форму существования и движения материи с двумя характерными признаками: самовоспроизведением и регулируемым обменом...
-
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...
-
Простые молекулы-предшественники под действием потоков энергии различной природы соединяются с образованием мономеров. Моделируя в лаборатории условия,...
-
Энергия и происхождение жизни на Земле, Образование малых молекул - Возникновение жизни на Земле
В процессе гравитационного коллапса звезд гравитационная энергия превращается в тепло и энергию световых квантов, инициируя реакцию слияния протонов в -...
-
Введение - Концепции происхождения жизни на Земле
Жизнь -- одно из сложнейших явлений природы. С глубокой древности она воспринималась как таинственная и непознаваемая -- вот почему по вопросам ее...
-
Жизнь на Земле могла появиться в вулканических озерах - Зарождение жизни в горячей воде
Первые примитивные живые клетки могли появиться в водах пресных озер, которые подогревались и насыщались микроэлементами доисторическими геотермальными...
Земля в период возникновения жизни - Происхождение жизни на Земле