трусики женские украина

На головну

Проблеми виникнення життя і еволюції її форм - Природознавство

МОСКОВСЬКА АКАДЕМІЯ ЕКОНОМІКИ І ПРАВА

РЯЗАНСКИЙ ФІЛІЯ

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

По курсу: «КОНЦЕПЦІЇ СУЧАСНОГО ПРИРОДОЗНАВСТВА»

Тема: "Проблеми виникнення життя і еволюції її форм."

Перевірив: до. ф. н. доцент

Агапов В. И.

Рязань 2002 р.

План

План.............................................................................................................. 2

Введення.................................................................................................... 5

1. Що таке життя? Відмінність живого від неживого........ 6

2. Гіпотези і теорії походження життя..................... 9

3. Як з'явилося життя на Землі............................................. 11

4. Еволюція форм біологічного життя на Землі...... 14

Висновок............................................................................................ 20

Література............................................................................................. 21

Введення

Проблема походження життя придбала зараз нездоланну чарівність для всього людства. Вона не тільки привертає до себе пильну увагу вчених різних країн і спеціальностей, але цікавить взагалі всіх людей світу.

Зараз вважається загальновизнаним, що виникнення життя на Землі являло собою закономірний процес, що цілком піддається науковому дослідженню. У основі цього процесу лежала еволюція з'єднань вуглеводу яка відбувалася у Всесвіті задовго до виникнення нашої Сонячної системи і лише продовжувалася під час утворення планети Земля - при формуванні її кори, гідросфери і атмосфер.

З моменту виникнення життя природа знаходиться в безперервному розвитку. Процес еволюції триває вже сотні мільйонів років, і його результатом є та різноманітність форм живого, яке багато в чому до кінця ще не описане і не класифіковане.

Питання про походження життя важке в дослідженні, тому, що, коли наука підходить до проблем розвитку як створення якісно нового, вона виявляється у межі своїх можливостей як галузі культури, заснованої на доказі і експериментальній перевірці тверджень.

Вчені сьогодні не в змозі відтворити процес виникнення життя з такою ж точністю, як це було декілька мільярдів років тому. Навіть найбільш ретельно поставлений досвід буде лише модельним експериментом, позбавленим ряду чинників, що супроводили появу живого на Землі. Трудність - в неможливості проведення прямого експерименту по виникненню життя (унікальність цього процесу перешкоджає використання основного наукового методу).

Питання походженні життя цікавий не тільки сам по собі, але і тісним зв'язком з проблемою відмінності живої від неживого, а також зв'язком з проблемою еволюції життя.

У даній роботі будуть коротко освітлені деякі аспекти виникнення життя і процесу эволюции.1. Що таке життя? Відмінність живого від неживого.

Для розуміння закономірностей еволюції органічного світу на Землі необхідно мати загальні уявлення про еволюцію і основні властивості живого. Для цього необхідно охарактеризувати живих істот з точки зору їх деяких особливостей і виділити основні рівні організації життя.

Колись вважалося, що живе можна відрізнити від неживого по таких властивостях, як обмін речовин, рухливість, раздражимость, зростання, розмноження, пристосовність. Але аналіз показав, що нарізно всі ці властивості зустрічаються і серед неживої природи, і тому не можуть розглядатися як специфічні властивості живої. У одній з останніх і найбільш вдалих спроб живе характеризується наступними особливостями, сформульованими Б. М. Медниковим у вигляді аксіом теоретичної біології:

Всі живі організми виявляються єдністю фенотипа і програми для його побудови (генотипа), що передається по спадщині з покоління в покоління (аксіома А. Вейсмана).

Генетична програма утвориться матричним шляхом. Як матриця, на якій будується ген майбутнього покоління, використовується ген попереднього покоління (аксіома Н. К. Кольцова).

У процесі передачі з покоління в покоління генетичні програми внаслідок різних причин змінюються випадково і не направлено, і лише випадково такі зміни можуть виявитися вдалими в даному середовищі (1-ая аксіома Ч. Дарвіна).

Випадкові зміни генетичних програм при становленні фенотипа багато разів посилюються (аксіома Н. В. Тимофеева-Ресовского).

Багато разів посилені зміни генетичних програм зазнають відбору умовами зовнішньої середи (2-ая аксіома Ч. Дарвіна).

«Дискретность і цілісність - дві фундаментальних властивості організації життя на Землі. Живі об'єкти в природі відносно відособлені один від одного (особня, популяції, види). Будь-який особень багатоклітинної тварини складається з кліток, а будь-яка клітка і одноклітинні істоти - з певних органелл. Органеллы складаються з дискретних высокомолекулярных органічних речовин, які в свою чергу складаються з дискретних атомів і елементарних частинок. У той же час складна організація немислима без взаємодії її частин і структур - без цілісності.»[1]

Цілісність біологічних систем якісно відрізняється від цілісності неживого, і передусім тим, що цілісність живого підтримується в процесі розвитку. Живі системи - відкриті системи, вони постійно обмінюються речовинами і енергією зі середою. Для них характерна негативна ентропія (збільшення впорядкованості), що збільшується, видимо, в процесі органічної еволюції. Ймовірно, що в живому виявляється здібність до самоорганизации матерії.

«Серед живих систем немає двох однакових особнів, популяція і видів. Ця унікальність вияву дискретности і цілісності живого заснована на чудовому явищі ковариантной редупликации.

Ковариантная редупликация (самовоспроизведение із змінами), здійснювана на основі матричного принципу (сума трьох перших аксіом), - це, видимо, єдина специфічна для життя (у відомій нам формі її існування на Землі) властивість. У основі його лежить унікальна здатність до самовоспроизведению основних керуючих систем (ДНК, хромосом і генів).»[2]

«Життя - одне з форм існування матерії, закономірно виникаюче при певних умовах в процесі її розвитку».[3]

Отже, що таке живе і чим воно відрізняється від неживого. Найбільш точне визначення життя дав біля 100 років тому Ф. Енгельс: "Життя є спосіб існування білкових тіл, і цей спосіб існування складається по своїй суті в постійному самообновлении хімічних складових частин цих тіл". Найбільш точне визначення життя дав біля 100 років тому Ф. Енгельс: "Життя є спосіб існування білкових тіл, і цей спосіб існування складається по своїй суті в постійному самообновлении хімічних складових частин цих тіл".[4] Термін "білок" тоді ще не був визначений цілком точно і його відносили звичайно до протоплазми загалом. Усвідомлюючи неповноту свого визначення, Енгельс писав: "Наша дефініція життя, зрозуміло, вельми недостатня, оскільки вона далека від того, щоб охопити всі явища життя, а, навпаки, обмежується самими загальними і самими простими серед них... Щоб отримати дійсно вичерпне уявлення про життя, нам довелося б прослідити всі форми її вияву, від самої нижчої до найвищої".[5]

Крім того, є декілька фундаментальних відмінностей живого від неживого в речовинному, структурному і функціональному планах. У речовинному плані до складу живого обов'язково входять высокоупорядоченные макромолекулярные органічні сполуки, звані биополимерами, - білки і нуклеїнові кислоти (ДНК і РНК). У структурному плані живе відрізняється від неживого клітинною будовою. У функціональному плані для живих тіл характерно відтворювання самих себе. Стійкість і відтворення є і в неживих системах. Але в живих тілах має місце процес самовоспроизведения. Не щось відтворює їх, а вони самі. Це принципово новий момент.

Також живі тіла відрізняються від неживих наявністю обміну речовин, здібністю до зростання і розвитку, активною регуляцией свого складу і функцій, здібністю до руху, раздражимостью, приспособленностью до середи і т. д. Невід'ємною властивістю живого є діяльність, активність. «Всі живі істоти повинні або діяти, або загинути. Миша повинна знаходитися в постійному русі, птах літати, риба плавати і навіть рослина повинно зростати».[6]

Життя можливе лише при певних фізичних і хімічних умовах (температура, присутність води, ряду солей і т. д.). Однак припинення життєвих процесів, наприклад при висушуванні сім'я або глибокому заморожуванні дрібних організмів, не веде до втрати життєздатності. Якщо зберігається непошкодженої структура, вона при поверненні до нормальних умов забезпечує відновлення життєвих процесів.

Однак суворо наукове розмежування живого і неживого зустрічає певні труднощі. Так, наприклад, віруси поза клітками іншого організму не володіють жодним з атрибутів живого. У них є спадковий апарат, але відсутні основні необхідні для обміну речовин ферменти, і тому вони можуть зростати і розмножуватися, лише проникаючи в клітки організму-господаря і використовуючи його ферментні системи. У залежності від того, яку ознаку ми вважаємо важливим, ми відносимо віруси до живих систем чи ні.

Отже, підсумовуючи все вище сказане, дамо визначення життя:

«Життя - процес існування біологічних систем (наприклад, клітка, організм рослини, тваринної), основу яких складає складні органічні речовини і здатні самовоспроизводиться, підтримувати своє існування внаслідок обміну енергією, речовиною і інформацією зі середою.»[7]

2. Гіпотези і теорії походження життя.

Існує п'ять наукових концепцій виникнення життя:

1. Виникнення живого з неживого, підкоряючись певним фізичним і хімічним закономірностям - (абиотическая концепція);

2. Гіпотеза «голобиоза» - концепція протобионта або биода, деякого доклеточного предка, початкових «життєздатних» структур;

3. Гіпотеза «генобиоза», тобто пошуку генома як реліктового предка всіх живих клітинних структур, вважаючи, що саме РНК зіграла першорядну роль в її зародженні життя;

4. Концепція стаціонарного стану життя - життя існувало завжди, початки життя не існує;

5. Неземне походження життя - життя було занесене на Землю з Космосу (концепція панспермии).

У розвитку вчень про походження життя істотне місце займає теорія, що затверджує, що все живе відбувається тільки від живого - теорія биогенеза. Цю теорію в середині XIX століття протиставляли ненауковим уявленням об самозарождении організмів (черв'яків, мух і інш.). Однак як теорія походження життя біогенез неспроможний, оскільки принципово протиставляє живе неживому, затверджує знехтувану наукою ідею вічності життя.

Абиотическая концепція. Абиогенез - ідея про походження живого з неживого - початкова гіпотеза сучасної теорії походження життя. У 1924 р. відомий біохімік А.И.Опарін висловив припущення, що при могутніх електричних розрядах в земній атмосфері, яка 4-4,5 млрд. років назад складалася з аміаку, метану, вуглекислого газу і пар води, могли виникнути найпростіші органічні сполуки, необхідні для виникнення життя. Прогноз академіка Опаріна виправдався. У 1955 р. американський дослідник С.Міллер, пропускаючи електричні заряди через суміш газів і пар, отримав найпростіші жирні кислоти, мочевину, оцтову і мурашину кислоти і декілька амінокислот. Таким чином в середині XX століття був експериментально здійснений абиогенный синтез белковоподобных і інш. органічних речовин в умовах, відтворюючих умови первісної Землі.

Гіпотеза Опаріна про виникнення життя на Землі спирається на уявлення про поступове ускладнення хімічної структури і морфологічного вигляду попередників життя (пробионтов) на шляху до живих організмів. На стику моря, суші і повітря створювалися сприятливі умови для утворення складних органічних сполук. У концентрованих розчинах білків, нуклеїнових кислот можуть утворюватися згустки подібно водним розчинам желатину. А.І.Опарін назвав ці згустки коацерватными краплинами або коацерватами.

Коацерваты - це відособлені в розчині органічні многомолекулярные структури. Це ще не живі істоти. Їх виникнення розглядають як стадію розвитку преджизни. Найбільш важливим етапом в походженні життя було виникнення механізму відтворення собі подібних і успадкування властивостей попередніх поколінь. Це стало можливим завдяки утворенню складних комплексів нуклеїнових кислот і білків. Нуклеїнові кислоти, здатні до самовоспроизведению, стали контролювати синтез білків, визначаючи в них порядок амінокислот. А білки-ферменти здійснювали процес створення нових копій нуклеїнових кислот. Так виникла головна властивість, характерна для життя - здібність до відтворення подібних собі молекул.

Сильна сторона абиогенетической гіпотези - її еволюційний характер, життя - закономірний етап еволюції матерії. Можливість експериментальної перевірки основних положень гіпотези. На коацерватных краплинах можна сымитировать доклеточные фази зародження життя. Слаба сторона гіпотези Опаріна допускала відтворювання протоживых структур у відсутності молекулярних структур генетичного коду. Гіпотеза Опаріна пред'являє особливі вимоги до експериментального відтворення коацерватных структур: «первинний бульйон» з хімічно складною структурою, елементи біогенний походження (ферменти і коферменты).

Абиогенная гіпотеза зустрічає рішуча відсіч вчених - прихильників ідеї вічності і безначальности біологічного життя. Російський вчений біохімік С. П. Костичев в своїй брошурі «Об появу життя на Землі» помічає, що найпростіші організми поскладніше за всі фабрики і заводи, і випадкове виникнення життя малоймовірне, життя ніколи «не створюється з мертвої матерії».

Відносно самозарождения організмів необхідно відмітити, що Французька Академія наук ще в 1859 р. призначила спеціальну премію за спробу освітити по-новому питання про мимовільне зародження життя. Цю премію в 1862 р. отримав славнозвісний французький вчений, основоположник сучасної мікробіології Луї Пастер. Своїми дослідами він довів неможливість самозарождения мікроорганізмів.

Важливо підкреслити, що в цей час життя на Землі не може виникнути абиогенным шляхом. Ще Дарвін в 1871 р. писав: "Але якби зараз. .. в якому-небудь теплому водоймищі, вмісному всі необхідні солі амоній і фосфору і доступному впливу світла, тепла, електрики і т.п., хімічно утворився білок, здібний до подальших все більш складних перетворень, то ця речовина негайно була б зруйнована і поглинена, що було неможливе в період виникнення живих істот". Життя виникло на Землі абиогенным шляхом. У цей час живий відбувається тільки від живого (біогенний походження). Можливість повторного виникнення життя на Землі виключена.

Теорія панспермии. Нарівні з теорією абиогенного походження життя існують і інші гіпотези. Так, в 1865 р. німецький лікар Г.Ріхтер висунув гіпотезу космозоев (космічних зачатків), відповідно до якої життя є вічним і зачатки, що населяють світовий простір, можуть перенестися з однієї планети на іншу. Схожу гіпотезу в 1907 р. висунув відомий шведський дослідник С.Арреніус, передбачивши, що у Всесвіті вічно існують зародки життя - гіпотезу панспермии. Він описував, як з населених іншими істотами планет йдуть в світовий простір частинки речовини, пылинки і живі спори мікроорганізмів. Вони зберігають свою життєздатність, літаючи в просторі Всесвіту за рахунок світлового тиску. Попадаючи на планету з відповідними умовами для життя, вони починають нове життя на цій планеті. Цю гіпотезу підтримували багато які, в тому числі російські вчені С. П. Костичев, Л. С. Берг і П. П. Лазарев.

Дана гіпотеза не передбачає ніякого механізму для пояснення первинного виникнення життя і переносить проблему в інше місце Всесвіту. Либих вважав, що «атмосфери небесних тіл, а також космічних туманностей, що обертаються можна вважати як вековечные сховища пожвавленої форми, як вічні плантації органічних зародків», звідки життя розсіюється у вигляді цих зародків у Всесвіті. Подібним образом мислили Кельвін, Гельмгольц.

Для обгрунтування панспермии звичайно використовують наскальний малюнки із зображенням предметів, схожих на ракети або космонавтів, або появи НЛО. Польоти космічних апаратів зруйнували віру в існування розумного життя на планетах сонячної системи, яка з'явилася після відкриття Скипареллі каналів на марсі в 1877 р.

Ловелл нарахував на Марсі 700 каналів. Мережа каналів охоплювала всі материки. У 1924 р. канали були сфотографовані, і більшість вчених побачили в них доказ існування розумного життя. Фотознімки 500 каналів зафіксували і сезонні зміни кольору, які підтвердили ідеї радянського астронома Г. А. Тіхова про рослинність на Марсі, оскільки озера і канали мали зелений колір. Цінна інформація про фізичні умови на Марсі була отримана радянським космічним апаратом «Марс» і американськими посадочними станціями «Вікінг-1» і «Вікінг-2». Так, полярні шапки, що випробовують сезонні зміни, виявилися такими, що складаються з водної пари з домішкою мінерального пилу і з твердого двоокису вуглеводу (сухого льоду). Але поки слідів життя на Марсі не знайдено.

Вивчення поверхні з борта штучних супутників дозволило передбачити, що канали і ріки Марса могли виникнути внаслідок розтоплення під поверхневого водяного льоду в зонах підвищеної активності або внутрішнього тепла планети або при періодичних змінах клімату.

У кінці 60-х років знову зріс інтерес до гіпотез панспермии. При вивченні речовини метеоритів і комет були виявлені багато які «попередники живого» - органічні сполуки, синильна кислота, вода, формальдегид, цианогены. Формальдегид, зокрема, виявлений в 60% випадків в 22 досліджених областях, його хмари з концентрацією приблизно 1 тисяча молекул в кубічному сантиметрі заповнюють обширні простори. У 1975 р. попередники амінокислот знайдені в місячному грунті і метеоритах.

Концепція стаціонарного стану життя. На думку В. І. Вернадського, треба говорити об извечности життя і вияви її організмів, як ми говоримо об извечности матеріального субстрат небесних тіл, їх теплових, електричних, магнітних властивостей і їх виявів. Далекий від наукового шукання питання про початок життя, як і питання про початок матерії, теплоти, електрики, магнетизму, руху. Все живе сталося від живого (принцип Реді). Примітивні одноклітинні організми могли виникнути тільки в біосфері Землі, а ширше, в біосфері Вселеній. На думку Вернадського, природні науки побудовані на припущенні, що життя з її особливими якостями не бере ніякої участі в житті Вселеному. Але біосферу треба брати як ціле, як єдиний живий космічний організм (тоді і відпадає питання про початок живого, про стрибок від неживого до живого).

Гіпотеза «голобиоза» торкається прообразу доклеточного предка і його здібностей. Є різні форми доклеточного предка - «биоид», «биомонада», «микросфера». Згідно биохимику П. Деккера, структурну основу «биоида» складають «жизнеподобные» «»нерівновагий диссипативные (від лати. «dissipate») структури, т. е. відкриття микросистемы з ферментативным апаратом, катализирующим метаболізм биоида. Ця гіпотеза трактує активність доклеточного предка в обмінно-метаболічному дусі. Саме в рамках гіпотези «голобиоза» моделювали биохимики С. Фокс і К. Дозе свої биополимеры, здібні до метаболізму - комплексному білковому синтезу. Головна нестача цієї гіпотези - відсутність генетичної системи при такому синтезі. Звідси перевага «молекулярного прародителя» всякого живого, а не первинної протоклеточной структури.

Гіпотеза «генобиоза». Американський вчений Холдейн вважав, що первинною була не структура, здібна до обміну речовин з навколишнім середовищем, а макромолекулярная система, подібна гену і здібна до репродукції, а тому і названим ним «голим геном». Загальне визнання гіпотез «генобиоза» отримали після відкриття РНК і ДНК і їх феноменальних властивостей. На початку 80-х рр. була встановлена здатність РНК до самопродукции у відсутності білкових ферментів. Другий момент - відкриття у РНК автокаталитических функцій. Саме об'єднання двох функцій - каталітичної і інформаційно-генетичної - привело до того, що макромолекулярная система стала здатною до саморепродукции. Древня РНК суміщала в собі межі фенотипа і генотипа, була схильна як генетичним перетворенням, так і природному відбору, т. е. вона еволюціонувала.

Отже, РНК зіграла першорядну роль в зародженні життя. Але ми ж знаємо, що сучасний геном біосфери саме ДНК, а не РНК. Але як це пояснити, Ревертаза і матричний синтез з ДНК на РНК з'явилися компонентами єдиного для усього живого доклеточного предка. Але еволюція останнього йшла в сторону сучасної ДНК і втрати їм самостійних каталітичних функцій.

РНК є тією первинною інформаційною молекулою, яка стояла у джерел життя. Ось так вирішує сучасна наука питання про прообраз доклеточного предка живої матерії.

3. Як з'явилося життя на Землі.

Сучасна концепція виникнення життя на Землі є результатом широкого синтезу природних наук, багатьох теорій і гіпотез, висуненого дослідниками різних спеціальностей.

Для виникнення життя на Землі важлива первинна атмосфера (планети). Первинна атмосфера Землі містила метан, аміак, водяну пару і водень. Саме впливаючи на суміш цих газів електричними зарядами і ультрафіолетовим випромінюванням, вченим вдалося отримати складні органічні речовини, вхідні до складу живих білків. Елементарними «кирпичиками» живого є такі хімічні елементи як вуглевод, кисень, азот і водень. У живій клітці по вазі міститься 70 відсотків кисня, 17 відсотків вуглеводу, 10 відсотків водня, 3 відсотки азоту, потім йдуть фосфор, калій, хлор, сірка, кальцій, натрій, магній, залізо. Отже, перший крок на шляху до виникнення життя полягає в утворенні органічних речовин з неорганічних. Він пов'язаний з наявністю хімічної «сировини», синтез якого може статися при певному випромінюванні, тиску, температурі, вогкості. Виникненню найпростіших живих організмів передувала тривала хімічна еволюція. З порівняно невеликого числа з'єднань (внаслідок природного відбору) виникли речовини з властивостями, придатними для життя. З'єднання, виниклі на основі вуглеводу, утворили «первинний бульйон» гідросфери. На думку вчених, вмісні азот і вуглевод речовини виникли в розплавлених глибинах Землі і виносилися на поверхню при вулканічній діяльності. Другий крок у виникненні з'єднань пов'язаний з виникненням в первинному океані Землі впорядкованих складних речовин - биополимеров: нуклеїнових кислот, білків. Як здійснювалося формування биополимеров?

Якщо передбачити, що в цей період всі органічні сполуки знаходилися в первинному океані Землі, то більш складних органічні сполуки могли утворитися на поверхні океану у вигляді тонкої плівки і на мілководді, що прогрівається сонцем. Безкиснева середа полегшувала синтез полімерів з неорганічних з'єднань. Кисень як найсильніший окислювач руйнував би виникаючі молекули. Порівняно нескладні органічні сполуки почали об'єднуватися у великі біологічні молекули. Утворилися ферменти - білкові речовини-каталізатори, які сприяють виникненню або розпаду молекул. Внаслідок активності ферментів виникли найважливіші «первоэлементы життя» - нуклеїнові кислоти, складні полімерні речовини (що складаються з мономеров). Мономеры в нуклеїнових клітках розташовані таким чином, що несуть певну інформацію, код, що полягає в тому, що кожній амінокислоті, вхідній в білок, відповідає певний набір з трьох нуклеотидов, так званий триплет нуклеїнової кислоти. На основі нуклеїнових кислот вже можуть будуватися білки і відбуватися обмін із зовнішньою середою речовиною і енергією. Симбіоз нуклеїнових кислот утворив «молекулярно-генетичні системи управління».

Ця стадія, мабуть, була відправному, переломному у виникненні життю на Землі. Молекули нуклеїнових кислот придбали властивості самовоспроизведения собі подібних, стали управляти процесом утворення білкових речовин. У джерел усього живого стояли ревертаза і матричний синтез з ДНК на РНК, еволюція РНК-овой молекулярної системи в ДНК-овую. Так виник «геном біосфери».

Жара і холод, блискавки, ультрафіолетова реакція, атмосферні електричні заряди, пориви вітру і водяні струмені - все це забезпечувало початок або затухання біохімічних реакцій, характер їх протікання, генные «сплески». До кінця біохімічної стадії з'явилися такі структурні освіти, як мембрани, що відмежовують суміш органічних речовин від зовнішньої середи.

Мембрани зіграли головну роль в побудові всіх живих кліток. Тіла всіх рослин і тварин складаються з основних одиниць життя - кліток. Живий зміст клітки - протоплазма. Сучасні вчені прийшли до висновку, що перші організми на Землі були одноклітинними прокариотами - організмами, позбавленими ядра («карио» - в перекладі з грецького «ядро»). По своїй будові вони нагадують нині бактерії або синьо-зелені водорості.

Для існування перших «живих» молекул, прокариотов необхідний, як для усього живого, притока енергії ззовні. Кожна клітка - маленька «енергетична станція». Безпосереднім джерелом енергії для кліток служить аденозинтрифосфорная кислота і інші з'єднання, вмісна фосфор. Енергію клітки отримують з їжею, вони здатні не тільки тратити, але і запасати енергію.

Предметом дискусії є питання про те, чи виник на Землі спочатку якийсь один вигляд організму або з'явилося їх велика безліч. Передбачають, що виникла безліч перших комочков живої протоплазми.

Приблизно 2 млрд. років тому в живих клітках з'явилося ядро. З прокариотов виникли эукариоты - одноклітинні організми з ядром. Їх на Землі нараховується 25-30 видів. Самі прості з них - амеби. У эукариотов існує в клітці оформлене ядро з речовиною, вмісною код синтезу білка. Приблизно до цього часу намітився «вибір» рослинного або тваринного образу життя. Основна відмінність цих образів життя пов'язана зі способом живлення, з виникненням такого важливого для життя на Землі процесу, як фотосинтез. Фотосинтез полягає в створенні органічних речовин, наприклад, цукру, з вуглекислоти і води при використанні енергії світла. Завдяки фотосинтезу рослини виробляють органічні речовини, за рахунок якого відбувається нарощування маси рослин. Щорічно рослини на Землі виробляють понад 200 мільйонів тонн органічної речовини. З виникненням фотосинтезу в атмосферу Землі став поступати кисень. Внаслідок фотосинтезу утворилася повторна атмосфера Землі з високим змістом кисня. Нинішній зміст кисня був досягнутий 250 млн. років тому в ході інтенсивного розвитку наземних рослин.

Поява кисня і багатоклітинних - найбільший етап в розвитку життя на Землі. З цього моменту почалася поступова видозміна і розвиток живих форм.

Життя з всіма її виявами зробило найглибші зміни в розвитку нашої планети, принаймні зовнішніх її оболонок. Удосконалюючись в процесі еволюції, живі організми все ширше розповсюджувалися по планеті, беручи все більшу участь в перерозподілі енергії і речовин в земній корі, а також в повітряній і водній оболонках Землі. Виникнення і поширення рослинності привели до корінної зміни складу атмосфери, що спочатку містила дуже мало вільного кисня і що складалася головним чином з двоокису вуглеводу і, ймовірно, метану в аміаку. Рослини, що асимілюють вуглевод з CO2, привели до створення атмосфери, вмісної вільний кисень і лише сліди CO2. Вільний кисень в складі атмосфери служив не тільки активним хімічним агентом, але також джерелом озону, що перегородив шлях коротким ультрафіолетовим променям до поверхні Землі ( "озоновий екран"). Одночасно вуглевод, віками що скупчувався в залишках рослин, утворив в земній корі грандіозні енергетичні запаси у вигляді покладів органічних сполук (кам'яне вугілля, торф).

Рослинний покрив змінив фізичні і хімічні характеристики планети; змінився, зокрема, коефіцієнт відображення поверхнею суші різних дільниць сонячного спектра. Розвиток життя в Світовому океані привів до створення осадкових порід, що складаються з скелетів і інш. залишків морських організмів. Це відкладення, їх механічний тиск, хімічні і фізичні перетворення змінили поверхню земної кори. Активне виборче поглинання речовин організмами викликало перерозподіл речовин у верхніх шарах кори. Все це свідчить про наявність на Землі особливої оболонки, названій сов. геохімік В. І. Вернадським біосферою, в якій розгорталися і продовжуються понині життєві явища.

4. Еволюція форм біологічного життя на Землі.

Як же виникла та різноманітність, яку ми спостерігаємо в живій природі? Адже колись 2-3 мільярди років тому життя була представлена досить одноманітними істотами. Які етапи, періоди і форми розвитку живих організмів на Землі? Які закономірності історичного розвитку організмів?

Щоб відповісти на ці питання, необхідно звернутися до сучасної синтетичної теорії еволюції. Вона включає палеонтологію, екологію, систематику рослин і тварин і інші науки.

Ідея еволюції живої природи виникла в Новий час як зіставлення креационизму (від лати. "творення") - вченню про створення світу богом з нічого і незмінності створеного творцем світу. Креацианизм як світогляд склався в епоху пізньої античності і в Середньовіччі і зайняв пануючі позиції в культурі.

Фундаментальну роль в світогляді того часу грали також ідеї телеологии - вчення, по якому все в природі влаштоване доцільно і всякий розвиток є здійсненням зазделегідь приречених цілей. Телеологія приписує процесам і явищам природи мети, які або встановлюються богом (Х.Вольф), або є внутрішніми причинами природи (Аристотель, Лейбніц).

У подоланні ідей креацианизма і телеологии важливу роль зіграла концепція обмеженої мінливості видів в межах відносно вузьких підрозділів (від одного єдиного предка) під впливом середи - трансформизм. Цю концепцію в розгорненій формі сформулював видатний дослідник 18 віку Жорж Бюффон в своєму 36-млосному труді "Природна історія". Трансформизм в основі своїй має уявлення про зміну і перетворення органічних форм, походження одних організмів від інших. Серед дослідників і философов-трансформистов 17 і 18 віків найбільш відомі також Р.Гук, Ж.Ламетрі, Д.Дідро, Е.Дарвін, І.Гете, Е.Сент-Илер. Всі трансформисты визнавали змінність видів організмів під дією змін навколишнього середовища.

У становленні ідеї еволюції органічного світу істотну роль зіграла систематика - біологічна наука про різноманітність всіх існуючих і вимерлих організмів, про взаємовідносини і родинні зв'язки між їх різними групами (таксонами). Основними задачами систематики є визначення шляхом порівняння специфічних особливостей кожного вигляду і кожного таксона більш високого рангу, з'ясування загальних властивостей у тих або інакших таксонов. Основи систематики закладені в трудах Дж. Рея (1693) і К. Ліннея (1735).

Шведський дослідник 18 віку Карл Лінней уперше послідовно застосував бінарну номенклатуру і побудував найбільш вдалу штучну класифікацію рослин і тварин. У 1751 році вийшла його книга "Філософія ботаніки", в якої К.Лінней писав: " Штучна система служить тільки доти, поки не знайдена природна. Перша вчить тільки розпізнавати рослини. Друга навчить нас пізнавати природу самої рослини". І далі: "Природний метод є остання мета ботаніки". Тобто, що Лінней називає "природним методом", по суті деяка фундаментальна теорія живого. Заслуга Ліннея в тому, що через створення штучної системи він підвів біологію до необхідності розгляду колосального емпіричного матеріалу з позицій загальних теоретичних принципів.

Велику роль в становленні і розвитку ідеї еволюції живої природи зіграла ембріологія, для якої в Новий час було характерне протистояння преформизма і эпигенеза. Преформизм - від лати. "предобразую" - вчення про наявність в статевих клітках матеріальних структур, що зумовлюють розвиток зародка і ознаки організму, що розвивається з нього. Преформизм виник на базі уявлення, що панувало в 17-18 повіках об преформации, згідно з яким організм, що сформувався ніби предобразован в яйці (овисты) або сперматозоиде (анималькулисты). Преформисты (Ш.Бонне, А. Галлер і інш.) вважали, що проблема ембріонального розвитку повинна отримати свій дозвіл з позицій загальних принципів буття, що осягаються виключно розумом, без емпіричних досліджень.

Эпигенез - це вчення, згідно з яким в процесі зародкового розвитку відбувається поступове і послідовне новоутворення органів і частин зародка з бесструктурной субстанції заплідненого яйця. Эпигенез як вчення склався в 17-18 віках в боротьбі з преформизмом. Эпигенетические уявлення розвивали У.Гарвей, Ж.Бюффон, К.Ф.Вольф. Эпигенетики відмовилися від ідеї божественного витвору живого і підійшли до наукової постановки проблеми походження життя.

Таким чином, в 17-18 віках виникала ідея історичних змін спадкових ознак організмів, безповоротного історичного розвитку живої природи - ідея еволюції органічного світу.

Еволюція - від лати. "розгортання" - історичний розвиток природи. У ході еволюції, по-перше, виникають нові види, тобто збільшується різноманітність форм організмів. По-друге, організми пристосовуються, тобто пристосовуються до змін умов зовнішньої середи. По-третє, внаслідок еволюції поступово підвищується загальний рівень організації живих істот: вони ускладнюються і удосконалюються.

Перехід від уявлення про трансформацію видів до ідеї еволюції, історичного розвитку видів передбачав, по-перше, розгляд процесу утворення видів в його історії, облік конструктивної ролі чинника часу в історичному розвитку організмів, а по-друге, розвиток ідей про виникнення якісно нового в такому історичному процесі.

Перехід від трансформизма до еволюціонізм в біології стався на рубежі 18-19 віків. Перші еволюційні теорії були створені двома великими вченими 19 віки - Ж.Ламарком і Ч.Дарвіном. Жан Батист Ламарк і Чарльз Роберт Дарвін створили еволюційні теорії, які протилежні по ладу, характеру аргументації, основним висновкам. Їх історичні долі також склалися по-різному. Теорія Ламарка не отримала широкого визнання сучасників, в той час як теорія Дарвіна стала основою еволюційного вчення. У цей час і дарвінізм, і ламаркизм продовжують впливати на наукові концепції, хоч і по-різному.

У 1809 році вийшла книга Ламарка "Філософія зоології", в якій була викладена перша цілісна теорія еволюції органічного світу.

Ламарк в цій книзі дав відповіді на питання, що стоять перед еволюційною теорією, шляхом логічних висновків з деяких прийнятих ним постулатів. Він уперше виділив два самих загальних напряму еволюції: висхідний розвиток від найпростіших форм життя до все більш складних і довершених і формування у організмів пристосувань в залежності від змін зовнішньої середи (розвиток "по вертикалі" і "по горизонталі"). Ламарк був одним з перших дослідників, які розвинули ідею еволюції органічного світу до рівня теорії.

Ламарк включив в своє вчення якісно нове розуміння ролі середи в розвитку органічних форм, трактуючи зовнішню середу як важливий чинник, умову еволюції.

Ламарк вважав, що історичний розвиток організмів має не випадковий, а закономірний характер і відбувається в напрямі поступового і неухильного вдосконалення. Ламарк назвав це підвищення загального рівня організації градацією.

Рушійною силою градацій Ламарк вважав "прагнення природи до прогресу", "прагнення до вдосконалення", спочатку властиве всім організмам і закладене в них Творцем. При цьому організми здатні доцільно реагувати на будь-які зміни зовнішніх умов, пристосовуватися до умов зовнішньої середи. Це положення Ламарк конкретизував в двох законах:

1) орган, що активно використовується посилено розвивається, а непотрібний зникає;

2) зміни, придбані організмами при активному використанні одних органів і невикористанні інших, зберігаються у потомства.

Роль середи в еволюції організмів по-різному розглядається різними напрямами еволюційного вчення. Для напрямів в еволюційному вченні, які розглядають історичний розвиток живої природи як пряме пристосування організмів до середовища мешкання, використовується загальна назва - эктогенез (від греч. слів "поза, зовні" і "виникнення, освіта"). Прихильники эктогенеза розглядають еволюцію як процес прямого пристосування організмів до середи і простого підсумовування змін, що придбавається організмами під впливом середи.

Вчення, що пояснюють еволюцію організмів дією тільки внутрішніх нематеріальних чинників ( "принципом вдосконалення", "силою зростання" і інш.), об'єднуються загальною назвою - автогенез.

Ці вчення розглядають еволюцію живої природи як процес, незалежний від зовнішніх умов, що направляється і регульований внутрішніми чинниками. Автогенез противоположен эктогенезу.

Автогенез близький віталізму - сукупності течій в біології, згідно яким життєві явища пояснюються присутністю в організмах нематеріальної надприродної сили ( "життєва сила", "душа", "энтелехия", "архей"), керуючої цими явищами.

Віталізм - від лати. "життєвий" - пояснює життєві явища дією особливого нематеріального початку.

По-своєму ідея еволюції органічного світу розвивалася в теорії катастроф. Французький біолог Жорж Кювье (1769-1832) писав:

"Життя не раз приголомшувало на нашій землі страшними подіями. Незліченні живі істоти ставали жертвою катастроф: одні, мешканці суші, були такі, що поглинаються потопами, інші, що населяли надра вод, виявлялися на суші разом з раптово підведеним дном моря, самі їх раси навіки зникали, залишивши на світі лише небагато залишки, ледве помітні для натуралістів". Розвиваючи такі погляди, Кювье став фундатором теорії катастроф - концепції, в якій ідея біологічної еволюції виступила як похідна від більш загальної ідеї розвитку глобальних геологічних процесів. Теорія катастроф (катастрофизм) виходить з уявлень про єдність геологічних і біологічних аспектів еволюції. У теорії катастроф прогрес органічних форм пояснюється через визнання незмінності окремих біологічних видів.

Проти вчення катастрофизма виступили прихильники іншої концепції еволюції, які також орієнтувалися переважно на геологічну проблематику, але виходили з уявлень про тотожність сучасних і древніх геологічних процесів - концепції униформизма.

Униформизм складався під впливом успіхів класичної механіки, передусім небесної механіки, галактичної астрономії, уявлень про нескінченність і безграничности природи в просторі і часі. У 18-першій половині 19 віку концепцію униформизма розробили Дж. Геттон, Ч. Лайель, М.В.Ломоносов, К.Гофф і інш. Ця концепція спирається на уявлення про одноманітність і безперервність законів природи, їх незмінності протягом історії Землі; відсутності всіляких переворотів і стрибків в історії Землі; підсумовуванні дрібних відхилень протягом великих періодів часу; потенційній оборотності явищ і запереченні прогресу в розвитку.

На основі синтетичної теорії еволюції можна представити загальну картину видозміни і розвитку форм на Землі, зрозуміти причини цих змін.

Геологічна ера Землі від її утворення до зародження життя називається катархей. Катархей (від греч. "нижче древнейшего") - ера, коли була млява Земля, обкутана отруйною для живих істот атмосферою, позбавленою кисня; гриміли вулканічні виверження, виблискували блискавки, жорстке ультрафіолетове випромінювання пронизувало атмосферу і верхні шари води. Під впливом цих явищ з суміші пар сірководня, що закутала Землю, аміаку, чадного газу починають синтезуватися перші органічні сполуки, виникають властивості, характерні для життя. Така картина ери катархея (біля 5 - 3,5 млрд. років тому) з'являється з сучасних досліджень. Але висуваються і інші гіпотези. Вернадский, наприклад, вважав, що біосфера геологічно вічна, тобто що життя на Землі існує стільки ж часу, скільки і сама Земля як планета.

Архей - древнейшая геологічна ера Землі (3,5 - 2,6 млрд. років тому).

До часу архея відноситься виникнення перших прокариот (бактерій і синьо-зелених) - організмів, які на відміну від эукариот не володіють оформленим клітинним ядром і типовим хромосомним апаратом (спадкова інформація реалізовується і передається через ДНК).

У відкладенні архея знайдені також залишки нитчатых водоростей. У цей період з'являються гетеротрофные організми не тільки в морі, але і на суші. Утвориться грунт. У атмосфері знижується зміст метану, аміаку, водня, починається накопичення вуглекислого газу і кисня.

Протерозой (з греч. "первинне життя) - величезний по тривалості етап історичного розвитку Землі (2,6 млрд.-570 млн. років тому). Виникнення многоклеточности - важливий ароморфоз в еволюції життя.

Кінець протерозоя іноді називають "віком медуз" - дуже поширених в цей час представників кишечнополостных.

Палеозой (від греч. "древнє життя") - геологічна ера (570-230 млн. років) з наступними періодами: кембрий (570-500 млн. років) ордовик (500-440 млн. років) силур (440-410 млн. років) девон (410-350 млн. років) карбон (350-285 млн. років) пермь (285-230 млн. років). Для розвитку життя в ранньому палеозої (кембрий, ордовик, силур) характерний інтенсивний розвиток наземних рослин і вихід на сушу тварин.Фауна раннього палеозою: головоногий молюск, трилобіт-найпримітивніші ракоподібні, одиночні корали.

Горотворний період, що Наступив в кінці силура змінив клімат і умови існування організмів. Внаслідок підняття суші і скорочення морів клімат девона був більш континентальний, ніж в силуре. У девоне з'явилися пустинні і полупустынные області; на суші з'являються перші ліси з гігантських папоротей, хвощів і плаунов. Нові групи тварин починають завойовувати сушу, але їх відрив від водного середовища не був ще остаточним. До кінця карбона відноситься поява перших плазунів - повністю наземних представників хребетних. Вони досягли значної різноманітності через засушливий клімат і похолодання. Так в палеозої сталося завоювання суші багатоклітинними рослинами і тваринами.

Мезозой (з греч. "середнє життя") - це геологічна ера (230-67 млн. років) з наступними періодами: тріас (230-195 млн. років) юра (195-137 млн. років) крейда (137-67 млн. років). Мезозой справедливо називають ерою плазунів. Їх розквіт, найширша дивергенція і вимирання відбуваються саме в цю еру. У мезозое посилюється засушливость клімату. Вимирає безліч сухопутних організмів, у яких окремі етапи життя пов'язані з водою: більшість земноводних, папороті, хвощі і плауны. Замість них починають переважати наземні форми, в життєвому циклі яких немає стадій, пов'язаних з водою. У триасе серед рослин сильного розвитку досягають голосеменные, серед тварин - плазуни. У триасе з'являються растительноядные і хижі динозаври. Вельми різноманітні в цю еру морські плазуни. Крім іхтіозаврів, в морях юри з'являються плезиозавры. У юрі плазуни почали освоювати і повітряне середовище. Літаючі ящери проіснували до кінця крейди.

Мезозойські плазуни: водяний ящір, полуводный ящір, рогатий динозавр, літаючий хвостатий ящір, растительноядный динозавр-бронтозавр, растительноядный динозавр-стегозавр.

У юрі від плазунів виникли і птахи. На суші в юрі зустрічаються гігантські растительноядные динозаври. У другій половині крейди виникли сумчасті і плацентарные ссавці. Придбання живорождения, теплокровности були тими ароморфозами, які забезпечили прогрес ссавців.

Геологічна ера, в яку ми живемо, називається кайнозой. Кайнозой (від греч. "нове життя") - це ера (67 млн. років - наш час) розквіту квіткових рослин, комах, птахів і ссавців.

Кайнозой ділиться на два нерівних періоди: третинний (67-3 млн. років) і четверинний (3 млн. років - наш час). У першій половині третинного періоду широко поширені ліси тропічного і субтропічного типу. Протягом третинного періоду від комахоїдних ссавців відособляється загін приматів. До середини цього періоду широке поширення отримують і загальні предковые форми человекообразных мавп і людей. До кінця третинного періоду зустрічаються представники всіх сучасних сімейств тварин і рослин і переважна більшість родів. Третинні ссавці: гиппарион, палеотранус, саблезубый тигр, оленеобразный жираф, гігантський носоріг.

У цей час починається великий процес остепнения суші, який привів до вимирання одних деревних і лісових форм і до виходу інших на відкритий простір. Внаслідок скорочення лісових площ одні з форм антропоидных мавп відступали вглиб лісів, інші спустилися з дерев на землю і стали завойовувати відкриті простори. Нащадками останніх є люди, виниклі в кінці третинного періоду.

Протягом четвертичного періоду вимирають мамонти, саблезубые тигри, гігантські лінивці, большерогие торфові олені і інші тварини. Велику роль у вимиранні великих ссавців зіграли древні мисливці.

Біля 10 тисяч років тому в помірно теплих областях Землі наступила "неолітична революція", пов'язана з переходом людини від собирательства і полювання до землеробства і скотарства. Це визначило видової склад органічного світу, який існує в цей час.

Висновок

За останні десять років розуміння походження життя зробило величезні успіхи. Залишається сподіватися, що наступне десятиріччя принесе ще більше: нові дослідження дуже активно ведуться в багатьох областях.

Але, саме, теорія еволюції дає можливість зрозуміти оптимальну стратегію взаємовідношення людини і навколишньої живої природи, дозволяє ставити питання про розробку принципів керованої еволюції. Окремі елементи такої керованої еволюції вже сьогодні переглядаються, наприклад, в спробах не простого промислового використання, а господарського управління еволюцією окремих видів тварин і рослин.

Вивчення процесів еволюції важливе для охорони навколишнього середовища. Людина, вторгаючись в природу, ще не навчилася передбачувати т і попереджати небажані наслідки свого втручання. Людина використовує для боротьби з шкідниками гексахлоран, ртутні препарати і багато які інші отруйні речовини. Це негайно веде до еволюційної «відповіді» природу - виникненню стійких до пестицидів рас комах, «суперкрыс», стійких до антикоагулянтам і т. п.

Часто таким же катастрофічним стає промислове забруднення. Мільйони тонн пральних порошків, попадаючи в стічні води, вбивають вищі організми і викликають небачений раніше розвиток цианей і деяких мікроорганізмів. Еволюція в цих випадках придбаває потворні форми, і не виключена, що в майбутньому людство зіткнеться з несподіваною «еволюційною загрозою» з боку яких-небудь суперустойчивых до промислових забруднень мікроорганізмів, бактерії і цианей, які зможуть змінити вигляд нашої планети в небажаному напрямі.

Сьогодні еволюційна теорія дозволяє інтегрувати досягнення всіх біологічних дисциплін (визначаючи в значно міри напряму кожної з них), завтра - стане основою оптимальної стратегії взаємовідношення людства, що розвивається і Землі.

Література

1. Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Еволюционноє вчення (Дарвінізм): Навчань. для биол. спец. вузів. - 3-е изд. - М.: Висш. шк., 1989.

2. Агапова О. В., Агапов В. И. Лекциї по концепціях сучасного природознавства. Вузовский курс. - Рязань, 2000.

3. Горелов А. А. Концепциї сучасного природознавства. - М.: Думка, 1997.

4. Концепції сучасного природознавства. Серія «Підручники і учбові допомоги». - Ростов н/Д, 1997.

5. Дубнищева Г. Д. Концепциї сучасного природознавства: Навчань. для студ. вузів / Під ред. М. Ф. Жукова. - Новосибірськ: ЮКЭА, 1997.

6. Вернадский В. И. Начало і вічність життя. - М.: Республіка, 1989.

7. Селье Г. От мрії до відкриття. - М., 1987. СТОР. 32.

8. Радянський енциклопедичний словник. - М.: Сов. енциклопедія, 1982.

9. Маркс К. і Енгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20. М.: Думка, 1965.

10. «Біологічна картина світу». (http: // nrc.edu.ru)

[1] Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Еволюционноє вчення (Дарвінізм): Навчань. для биол. спец. вузів. - 3-е изд. - М.: Висш. шк., 1989.СТОР. 32.

[2] Селье Г. От мрії до відкриття. - М., 1987. СТОР. 32.

[3] Радянський енциклопедичний словник.

[4] Маркс К. і Енгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20, з. 82

[5] Там же.

[6] Селье Г. От мрії до відкриття. - М., 1987. СТОР. 32.

[7] Агапова О. В., Агапов В. И. Лекциї по концепціях сучасного природознавства. Вузовский курс. - Рязань, 2000. СТОР. 87.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка