Концепции зарождения жизни на Земле

Федеральное агентство по образованию Сочинский государственный  университет туризма и курортного дела. Филиал Сочинского государственного университета туризма и курортного дела в г.Нижний Новгород.

 

 

Кафедра математики и информационных наук

РЕФЕРАТ

по концепциям современного естествознания на тему:

 

Концепции зарождения жизни на Земле.

 

 

                                                                        Выполнила: Удалова Алёна,

                                                                         гр. М-23-09

                                                           Проверил:  Крылов Е.А. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Нижний Новгород

2010 год.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение…………………………………………………………………3
2. Концепции возникновения жизни на Земле…………………………4

2.1. Отличие живого от неживого……………………………………….4

2.2. Гипотезы возникновения жизни……………………………………5

    2.2.1. Креационистская гипотеза………………………………………5

    2.2.2. Гипотеза самопроизвольного зарождения……………………..6

    2.2.3. Гипотеза стационарного состояния…………………………….8

    2.2.4. Гипотеза панспермии…………………………………………...10

    2.2.5. Гипотеза биохимической эволюции…………………………..11

3. Заключение……………………………………………………………..14

4. Список литературы………………………………………………...…..15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ВВЕДЕНИЕ

Одним из наиболее трудных и в то же время интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Проблема происхождения жизни на Земле и возможности ее существования в других областях Вселенной издавна привлекала внимание как ученых и философов, так и простых людей.

Попытки понять, как возникла и развивалась жизнь на Земле, предпринимались еще в глубокой древности. Следствием этого стало  появление различных гипотез, по-своему объясняющих возникновение жизни. На всем протяжении своего существования,  каждая гипотеза имела своих сторонников и противников, приводилось множество доказательств в их пользу и опровержений.

Разрешением этого наитруднейшего вопроса в настоящее время  занимаются ученые и философы всего  мира. Проводится множество опытов и экспериментов, но пока ученые не в состоянии воспроизвести процесс  возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на Земле.

В данной работе будут подробно рассмотрены основные гипотезы возникновения  жизни, их основные положения.

 

 

 

 

 

2. КОНЦЕПЦИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ.

2.1. Отличие живого от неживого.

Прежде чем начать говорить о жизни и живой материи, необходимо понять основные различия между живым  и неживым.

Итак, что такое живое  и чем оно отличается от неживого. Есть несколько фундаментальных отличий в вещественном, структурном и функциональном планах. В вещественном плане в состав живого обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения, называемые биполимерами, - белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). В структурном плане живое отличается от неживого клеточным строением. В функциональном плане для живых тел характерно воспроизводство самих себя. Устойчивость и воспроизведение есть и в неживых системах, но в живых телах имеет место процесс самовоспроизведения, не что-то воспроизводит их, а они сами. Это принципиально новый момент.

Также живые тела отличаются от неживых наличием обмена веществ, способностью к росту и развитию, активной регуляцией своего состава  функций способностью к движению, раздражимостью, приспособленностью к  среде и т.д. Неотъемлемым свойством живого является деятельность, активность.

Однако строго научное  разграничение живого и неживого встречает определённые трудности. Имеются как бы переходные формы  от «нежизни» к жизни. Так, например, вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки организма-хозяина и используя его ферментные системы.

 

2.2. Гипотезы возникновения жизни.

На сегодняшний день основными  гипотезами возникновения жизни  на Земле являются:

1. Креационистская (божественное сотворение живого высшими силами – Творцом, Богом);
2. Гипотеза многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества;
3. Гипотеза стационарного состояния (жизнь существовала всегда);
4. Гипотеза панспермии (внеземное происхождение жизни);
5. Гипотеза биохимической эволюции (происхождение жизни в результате протекания физических и химических законов).

2.2.1. Креационистская гипотеза.

Креационизм (от лат. creaсio -- создание) -- философско-методологическая концепция, в рамках которой всё многообразие органического мира, человечества, планеты Земля, а также мир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким сверхсуществом (Творцом) или божеством. Никаких научных подтверждений этой точки зрения нет: в религии истина постигается через божественное откровение и веру. Процесс сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения.

Теории креационизма придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений (особенно христиане, мусульмане, иудеи). Согласно этой теории, возникновение  жизни относится к какому-то определённому  сверхъестественному событию в  прошлом, которое можно вычислить. В 1650 году архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н. э. и закончил свой труд 23 октября в 9 часов утра, создав человека. Ашер получил эту дату, сложив возраст всех людей, упоминающихся в Библейской генеалогии, от Адама до Христа («кто кого родил»). С точки зрения арифметики, это разумно, однако при этом получается, что Адам жил в то время, когда, как показывают археологические находки, на Ближнем Востоке уже существовала хорошо развитая городская цивилизация.

Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Однако существующие противоречия не опровергают  концепцию творения. Гипотеза творения не может быть ни доказана, ни опровергнута и будет существовать всегда вместе с научными гипотезами происхождения  жизни.

Креационизм мыслится как  Божье Творение. Однако в настоящее  время некоторые рассматривают  его и как результат деятельности высокоразвитой цивилизации, создающей  различные формы жизни и наблюдающей  за их развитием.

2.2.2. Гипотеза самопроизвольного  зарождения.

Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Религиозные учения всех времен и  всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому  творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают  основателем биологии, придерживался  теории спонтанного зарождения жизни. Даже для такого выдающегося ума  древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные -- черви, насекомые и даже рыбы -- могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.

Чем дальше развивалось естествознание, чем большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного зарождения. Уже в 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он установил, что маленькие белые червячки - это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

Эта гипотеза потерпела крах в середине ХIХв, когда проблемой происхождения жизни занялся знаменитый ученый Луи Пастер. К этому времени он уже многое сделал в области микробиологии и сумел разрешить проблемы, угрожавшие шелководству и виноделию. Он доказал также, что бактерии вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. Рядом опытов он показал, что всюду, а в особенности около человеческого жилья, в воздухе носятся мельчайшие вещества (зародыши). Они так легки, что свободно плавают в воздухе, лишь очень медленно и постепенно опускаясь на землю. Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения. Он доказалал, что если тщательно прокипятить содержимое колбы и затем предохранять его от зародышей, которые могли бы попасть с притекающим в колбу воздухом, то в ста случаях из ста загнивания жидкости и образования микробов не происходит.

Для обеспложивания притекающего в колбу воздуха Пастер применял самые разнообразные приемы: он или прокаливал воздух в стеклянных и металлических трубках, или защищал горло колбы ватной пробкой, в которой задерживаются все мельчайшие частицы, взвешенные в воздухе, или, наконец, пропускал воздух через тонкую стеклянную трубку, изогнутую в виде буквы S,-- в этом случае все зародыши механически задерживались на влажных поверхностях изгибов трубки.

Опыты Пастера с несомненностью показали, что самозарождения микробов в органических настоях не происходит. Все живые организмы развиваются  из зародышей, т. е. берут свое начало от других живых существ. Однако подтверждение  теории биогенеза породило другую проблему. Коль скоро для возникновения  живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Только теория стационарного состояния  не требует ответа на этот вопрос, а  во всех других теориях подразумевается, что на какой-то стадии истории жизни  произошел переход от неживого к живому. Так как же зародилась на Земле жизнь?

2.2.3. Гипотеза стационарного  состояния

Согласно этой теории, Земля  никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была 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.

По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли исчисляется 4,6 млрд. лет. Более совершенные методы датирования дают все более высокие  оценки возраста Земли, что позволяет  сторонникам теории стационарного  состояния полагать, что Земля  существовала всегда.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может  указывать на время появления  или вымирания того или иного  вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб - латимерию (целаканта). Считалось, что кистепёрая рыба (целакант) представляет собой переходную форму от рыб к земноводным и вымерла 60-90 млн. лет назад (в конце мелового периода). Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в 1939 году у побережья о. Мадагаскар был выловлен 1-й живой целакант, а затем и другие экземпляры. Таким образом, целакант не является переходной формой. Были найдены и многие другие, считавшиеся вымершими, животные, например, лингула - маленькое морское животное, якобы вымершее 500 миллионов лет назад, живо и сегодня и как другие "живые ископаемые": солендон - землеройка, туатара - ящерица. За миллионы лет они не претерпели никаких эволюционных изменений.

Сторонники этой теории утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте.

Так, например, внезапное  появление какого-либо ископаемого  вида в определенном пласте они объясняют  увеличением численности его  популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.

Гипотезу стационарного  состояния иногда называют гипотезой  этернизма (от лат. еternus - вечный). Гипотеза этернизма была выдвинута немецким учёным В. Прейером в 1880 г.

Взгляды Прейера поддерживал академик Владимир Иванович Вернадский (1864 - 1945), автор учения о биосфере. Вернадский считал, что жизнь - такая же вечная основа космоса, которыми являются материя и энергия. Исходя из представления о биосфере как о земном, но одновременно и космическом механизме, Вернадский связывал ее образование и эволюцию с организованностью Космоса. «Для нас становится понятным, -- писал он, -- что жизнь есть явление космическое, а не сугубо земное». Эту мысль Вернадский повторял многократно: «...начала жизни в том Космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого Космоса. Жизнь вечна, поскольку вечный Космос».