Реферати українською » Биология » Походження життя землі


Реферат Походження життя землі

Ліцей № 35

РЕФЕРАТ

на тему: «Походження життя землі»

Учня 10 «Ю» класу

Юкельсона Дмитра         

Калінінград,

2000 р.

Є дві головні гіпотези, по-різному в яких розтлумачувалося поява життя Землі. Відповідно до гіпотезі панспермии, життя занесена з космосу або у формі суперечка мікроорганізмів, або шляхом що збирається «заселення» планети розумними прибульцями з деяких інших світів.

Прямих посвідчень у користь космічного походження життя немає. Космос, проте, поруч із вулканами міг стати джерелом низькомолекулярних органічних поєднанні, розчин кото рых послужив середовищем у розвиток життя.

Сучасною наукою вік Землі становить 4,5 - 4,6 млрд. років. Поява планети перших водойм, із якими пов'язують зародження життя, віддалений від нашого часу на 3,8 - 4 млрд. років. Близько 3,8 млрд. років тому стала визначального чинника планетарного круговороту вуглецю. У породах поблизу містечка Фиг-Три (країни Південної Африки), мають вік більш 3,5 млрд. років, виявлено безперечні сліди життєдіяльності микроорганиз мов.

Отже, процес освіти примітивних живих су ществ йшов щодо швидко. Ускорению процесу могло шпп собствовать те, що найпростіші органічні речовини були з кількох джерел: абиогенно які утворюються в первинної атмосфери і до того ж час вступники з осідаючої на поверх ность планети космічної та вулканічної пилом. Підраховано. що земля, проходячи через пилове хмару протягом 1 млрд. років, змогла одержати з космічної пилом 10 млрд. т органічного матеріалу. Це в 300 разів менша сумарною біомаси совре менных наземних організмів (3 * 1012т). Вулкан заодно виверження викидає до 1000 тоннам органічних речовин.

Відповідно до другий гіпотезі, життя виникла Землі, коли склалася сприятлива сукупність фізичних і хімічних умов, зробили можливим абиогенное освіту органиче ских речовин з неорганічних.

У минулого століття Л. Пастер остаточно довів неможливість самозародження життя жінок у нинішніх умовах. У 1920-х роках нинішнього століття біохіміки А.І. Опарин і Дж. Хол-дейн припустили, що за умови, які мали місце планети кілька мільярдів років тому я, освіту живого речовини було можливе. До таких умовам вони відносили наявність атмосфери відновного типу, води, джерел енергії (як ульт рафиолетового (СФ) і космічного випромінювання, теплоти остигаю щей земної кори, вулканічної діяльності, атмосферних элек трических явищ, радіоактивного розпаду), прийнятною темпі ратуры, і навіть відсутність інших живих істот.

Головні етапи по дорозі виникнення та розвитку життя, очевидно, перебувають у: 1) освіті атмосфери з газів, кото рые міг би служити «сировиною» для синтезу органічних вешеств (метану, оксиду і діоксиду вуглецю, аміаку, сірководню, циа нистых сполук), і водяної пари; 2) абиогенном (т. е. происхо дящем без участияорганнзмов) освіті простих органічних речовин, зокрема мономерів біологічних полімерів — ами нокислот, Сахаров, азотистих підстав, АТФ та інших мононук-леотидов; 3) полімеризації мономерів в біологічні полімери. передусім білки (поліпептиди) і нуклеїнові кислоти (поли-нуклеотиды); 4) освіті предбиологических форм складного

хімічного складу —протобионтов, мають деякі свій ства живих істот; 5) виникненні найпростіших живих форм, мають всю сукупність головних властивостей жизни,—примитив ных клітин; 6) біологічної еволюції що виникли живих істот.

Можливість абіогенного освіти органічних речовин, включаючи мономери біологічних полімерів, за умов, колишніх Землі близько чотирьох млрд. років як розв'язано, доведено дослідами хіміків. У лабораторних умовах при пропущенні електричних розрядів через різні газові суміші, схожі на примітивну ат мосферу планети, і навіть під час використання інших джерел енергії вчені отримували серед продуктів реакцій амінокислоти (аланин, гліцин, аспарагиновую кислоту), бурштинову, оцтову, молочну кислоти, сечовину, азотисті підстави (аденін, гуа нин), АДФ і АТФ. Низкомолекулярные органічні сполуки накопичувалися водами первинного океану як первинного бульйону або ж адсорбировались лежить на поверхні глинистих відкладень. Останнє підвищувало концентрацію цих вешеств, створюючи цим кращі економічні умови для полімеризації.

Можливість полімеризації низькомолекулярних сполук з про разованием полипептидов і полинуклеотидов (визначальна сліду ющий етап по дорозі виникнення життя) у первинному бульйоні викликає сумніви з термодинамічним міркувань. Водна середовище сприяє реакції деполиме ризации. Вчені припускають, що освіта полипептидов і полинуклеотидов могло відбуватися в плівці з низкомолекуляр ных органічних сполук, у безводній середовищі, наприклад на схилах вулканічних конусів, покритих остывающей лавою. Це знаходить підтвердження у дослідах. Выдерживание протягом визначеного часу при 130°С сухий суміші амінокислот у судинах із шматків лави зумовлювало освіті полипептидов.

Образующиеся описаним чином біополімери змивалися зливовими потоками в первинний бульйон, що захищала їхні від руйнівної дії УФ-излучения, яке на той час через відсутність у атмосфері планети озонового шару було досить жест кім.

Принаймні підвищення концентрації полипептидов, полинукле отидов та інших органічних сполук, у первинному бульйоні склалися умови наступного этапа—самопроизвольного виникнення предбиологических форм складного хімічного складу, чи протобионтов. Імовірно могли бути представлені коацерватами (А. І. Опарин) чи микросферами (З. Фоке). Це колоїдні краплі з ущільненим поверховим шаром, имитирующим мембрану, вміст яких становили чи декілька тисяч видів біополімерів. Можливість образова ния в колоїдних розчинах структур типу коацерватов чи мик росфер доведено дослідним шляхом.

При певних умов коацерваты виявляють деякі загальні властивості живих форм. Вони можуть до певної міри вибірково поглинати речовини з навколишнього розчину. Частина продуктів хімічних реакцій, які відбуваються що коацерватах з навчаючи стием поглощаемых речовин, виділяється ними знову на середу. Відбувається процес, нагадує обмін речовин. Накапливая речовини, коацерваты збільшують свій обсяг (зростання). По достиже нии певних розмірів вони розпадаються на частини, зберігаючи у своїй деякі риси вихідної хімічної організації (розмноження). Оскільки стійкість коацерватов різного хімічного складу різна, у тому числі відбувається відбір.

Перераховані вище властивості вчені вбачають у протоби-онтов. Протобионты видаються як відособлені від окружа ющей середовища, відкриті макромолекулярные системи, виникаючі у первинному бульйоні та найздібніші до примітивним формам зростання, розмноження, обміну речовин і предбиологическому хімічному відбору.

Предбиологическая еволюція протобионтов здійснювалася у трьох головні напрями. Важливе значення мало досконалість вание каталітичної (ферментної) функції білків. Одне з шляхів, готових дати необхідний результат, полягає, очевидно, освіти комплексів металів з органічними молекулами. Так, включення заліза в порфириновое кільце гемоглобіну уве личивает його каталітичну активність тоді як активністю самого заліза в розчині в 1000 раз. Розвивалася таке властивість біологічного каталізу, як специфічність. По-друге, виключи тельная роль еволюції протобионтов належить придбання полинуклеотидами здатність до самовідтворення, що зробив можливим передачу інформації від покоління до покоління, т. е. збереження його в часу. У основі цієї здібності лежить матричний синтез. Механізм матричного синтезу використали також і перенесення інформації з полинуклеотидов на полипепти-ды. Третє головний напрямок еволюції протобионтов полягала в виникненні мембран. Отграничение від довкілля мем браной з Центральною виборчою проницаемостью перетворює протобионт в стійкий набір макромолекул, стабілізує важливі парамет ры обміну речовин з урахуванням специфічного каталізу.

Поділ функцій збереження і просторово-часової передачі, з одного боку (нуклеїнові кислоти), і її в організацію специфічних структури та обміну речовин — з іншого (білки); поява молекулярного ме ханизма матричного синтезу біополімерів; освоєння ефективних систем енергозабезпечення життєдіяльності (АТФ); освіту типовою біологічної мембрани — усе це призвело до виник новению живих істот, котрі спочатку було винесено примітивними клітинами.

З часу появи клітин предбиологический хімічний відбір поступився біологічному відбору. Подальший розвиток житті йшло відповідно до законів біологічної еволюції. Переломним цьому шляху була поява клітин эукариотического типу, багатоклітинних організмів, людини.  

Схожі реферати:

Навігація