Концепции происхождения органической жизни на Земле и сущность жизни

2,0 млрд. лет назад возникло  большое разнообразие бактерий; содержание кислорода в атмосфере  достигло 1% от современного («точка Пастернака»).

После точки Пастернака микроорганизмы получили возможность  перейти от процессов брожения к  процессам дыхания. Затем приблизительно за 200 млн. лет содержание кислорода  в атмосфере достигло современного уровня¹².

Ученые-биологи, занимающиеся сегодня решением вопроса о происхождении жизни, самым сложным считают характеристику структурных и функциональных особенностей протобиологической системы, то есть доклеточного предка. Трудность решения этого вопроса объясняется хорошо известным фактом: для саморепродукции нуклеиновых кислот - основы генетического кода - необходимы ферментные белки, а для синтеза белков - нуклеиновые кислоты. Поэтому предметом дискуссии издавна служили два взаимосвязанных вопроса. Первый: что было первичным - белки или нуклеиновые кислоты? Второй: если признать, что оба эти класса биополимеров возникли не одновременно, а последовательно, то на каком этапе и как произошло их объединение в единую систему, способную к функциям передачи генетической информации и регуляции биосинтеза белков?

Рассматривая ответы на вопрос о первичности белков или  нуклеиновых кислот, все существующие гипотезы и концепции можно разделить  на две большие группы – голобиоза и генобиоза. Рассмотренная нами концепция Опарина относится к группе голобиоза – методологического подхода, основанного на идее первичности структур типа клеточной, наделенной способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма. Появление нуклеиновых кислот в ней считается завершением эволюции, итогом конкуренции протобионтов. Эту точку зрения можно еще назвать субстратной. Сторонники генобиоза исходят из убеждения в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода. Эту группу гипотез и концепций можно также назвать информационной.

Таким образом, одной  из самых популярных на сегодняшний  день концепций является концепция  происхождения жизни из неорганических молекул в определенных условиях, сложившихся на Земле окало 4 млрд. лет. Эта теория является наиболее оправданной рядом экспериментов. В рамках этой теории удается объяснить большинство фактов существования жизни, чего не удается сделать в рамках других теорий. Однако она также имеет ряд пробелов – отсутствие объяснения некоторых этапов становления жизни: этапы синтеза белка и нуклеиновых кислот, остается непонятным что первично белок или нуклеиновые кислоты. Решением этих проблем занимаются современные ученые.

3. Сущность и определение жизни

 

Описанные гипотезы и теории дают возможность определить сущность процессов, жизненно необходимых для существания живых организмов. Исходя из житейского опыта мы все понимаем, что представляет собой живое, а что – мертвое. Однако определить сущность жизни на научном уровне не так просто, т.к. возникают определенные препятствия, так как сущность жизни и в каждом из этих случаев понимается и определяется п-разному.

Большинство ученых убеждены, что жизнь представляет собой  особую форму существования материального  мира. До конца 50-х годов в научной  и философской литературе общепринятым было знаменитое определение Ф. Энгельса, которое утверждало, что жизнь есть способ существования белковых тел, состоящий в постоянном самообновлении химических составных частей этого тела. Но к этому времени стало очевидным, что субстратная основа жизни не сводится только к белкам, а функциональная – к присущему им обмену веществ.

Интересны также определения  жизни Э. Шредингера как апериодического  кристалла, Г. Югая как космической  организованности материи, а также  определение, подчеркивающее энергетический аспект жизни – противостояние энтропийным процессам.

Есть аксиоматические  определения жизни, называющие ее важнейшие  черты. Таково определение А.И. Опарина. К этой группе относят и определение Б.М. Медникова, называющее жизнью активное, идущее с затратой энергии, поддержание и воспроизведение специфических структур, функционирование которых описывают следующие положения: 1) живые организмы характеризуются наличием фенотипа и генотипа; 2) генетические программы не возникают заново, а реплицируются матричным способом; 3) в процессе   репликации неизбежны ошибки на микроуровне, случайные и непредсказуемые изменения генетических программ (мутации); 4) в ходе формирования фенотипа эти изменения многократно усиливаются, что делает возможным их селекцию со стороны факторов внешней среды¹³.

Современная биология в  вопросе о сущности живого все  чаще идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При  этом акцент делается на то, что только совокупность данных свойств может  дать представление о специфике жизни.

Итак, что такое живое  и чем оно отличается от неживого. К числу свойств живого обычно относят следующие:

- живые организмы характеризуются  сложной упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно  выше, чем в неживых системах;

- живые организмы получают  энергию из окружающей среды,  используя ее на поддержание  своей высокой упорядоченности.  Большая часть организмов прямо  или косвенно использует солнечную  энергию;

- живые организмы активно  реагируют на окружающую среду.  Способность реагировать на внешнее раздражение – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных;

- живые организмы не  только изменяются, но и усложняются;

- все живое размножается. Способность к самовоспроизведению – один из самых главных признаков жизни, так как в этом проявляется действие механизма наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы;

- живые организмы передают  потомкам заложенную в них  информацию, необходимую для жизни,  развития и размножения. Эта информация содержится в генах - единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направление развития организма. Вот почему потомки похожи на родителей. Однако эта информация в процессе передачи несколько изменяется, искажается. В связи с этим потомки не только похожи на родителей, но и отличаются от них;

- живые организмы хорошо  приспособлены к среде обитания  и соответствуют своему образу  жизни¹⁴.

В обобщенном и упрощенном варианте все отмеченное можно выразить в выводе, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут и не размножаются ¹⁵.

Однако строго научное  разграничение живого и неживого встречает определенные трудности. Имеются как бы переходные формы от неживого к живому. 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 другого организма и используя его ферментные системы. Поэтому, в зависимости от того, какой признак живого мы считаем самым важным, мы относим вирусы к живым системам или нет. Естественно, что в определении жизни должны быть зафиксированы все эти функциональные признаки. Поэтому можно предложить следующее определение: жизнь – высшая из природных форм движения материи, она характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, вещественную основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфороорганические соединения. Признаками жизни являются: противостояние энтропийным процессам, обмен веществ с окружающей средой, воспроизводство на основе генетического кода и молекулярная хиральность.

Итак, сущность жизни  заключается в ряде свойств живых  объектов, отличающих их от неживых: сложная упорядоченная структура, способность к энергетическому обмену с внешней средой; способность реагировать на внешние раздражители; способность к развитию и усложнению; способность к размножению; способность к передачи генетической информации; способность к приспособлению к условиям внешней среды. Обязательными являются все указанные признаки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

Попытки понять, как возникла и развивалась жизнь на Земле, предпринимались еще в глубокой древности. Существует большое количество гипотез происхождения жизни на Земле. Наиболее распространенными являются: креационизм, концепция стационарного состояния, концепция самопроизвольного зарождения, концепция панспермии, концепция биохимического происхождения жизни. Практически все описанные выше концепции продолжают пользоваться большей или меньшей популярностью и в настоящее время.

Таким образом, на протяжении веков менялись взгляды на эту проблему, но наука все еще далека от ее решения. Как и сто, и двести лет назад, сегодня продолжаются споры о сущности жизни: является ли она просто чрезвычайно упорядоченным состоянием обычных атомов и молекул, из которых состоит «живое вещество», или существуют пока не открытые элементарные «частицы жизни», переводящие обычные химические и физические вещества в живое состояние. Веских доказательств и аргументов в пользу справедливости той или иной точки зрения нет, и выбор позиции определяется внутренними убеждениями каждого участника спора.

Одной из самых популярных на сегодняшний день концепций является концепция происхождения жизни  из неорганических молекул в определенных условиях, сложившихся на Земле окало 4 млрд. лет. Эта теория является наиболее оправданной рядом экспериментов. В рамках этой теории удается объяснить большинство фактов существования жизни, чего не удается сделать в рамках других теорий. Согласно этой теории

Однако она также  имеет ряд пробелов – отсутствие объяснения некоторых этапов становления жизни: этапы синтеза белка и нуклеиновых кислот, остается непонятным что первично белок или нуклеиновые кислоты. Решением этих проблем занимаются современные ученые.

Исходя из рассмотренных  концепций, и, обобщив знания о происхождении жизни, можно сделать заключение, что сущность жизни заключается в ряде свойств живых объектов, отличающих их от неживых. Свойствами живых организмов являются: сложная упорядоченная структура; способность к энергетическому обмену с внешней средой; способность реагировать на внешние раздражители; способность к развитию и усложнению; способность к размножению; способность к передачи генетической информации; способность к приспособлению к условиям внешней среды. Обязательными являются все указанные признаки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для ВУЗов. – М: ООО «Издательство Астрель», 2003 – 380 с.
2. Грушевицкая Т., Садохин А. Концепции современного естествознания. – М.: Высш. шк., 1998. – 383 с.
3. Концепции современного естествознания: Курс лекций / Сост. В.Н. Великанов. – М.: Евразийский институт экономики, менеджмента, информатики, 2006. – 100 с.
4. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. – 622 с.
5. Опарин А.И. Материя – жизнь – интеллект. М.: Наука, 1977. – 206 с.

¹ Грушевицкая Т., Садохин А. Концепции современного естествознания. – М.: Высш. шк., 1998. – 383 с.

² Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. – 622 с

³ Грушевицкая Т., Садохин А. Концепции современного естествознания. – М.: Высш. шк., 1998. – 383 с.

⁴ Грушевицкая Т., Садохин А. Концепции современного естествознания. – М.: Высш. шк., 1998. – 383 с.

⁵ Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. – 622 с

⁶ Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. – 622 с

⁷ Концепции современного естествознания: Курс лекций / Сост. В.Н. Великанов. – М.: Евразийский институт экономики, менеджмента, информатики, 2006. – 100 с.

⁸ Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. – 622 с

⁹ Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. – 622 с

¹⁰ Опарин А.И. Материя – жизнь – интеллект. М.: Наука, 1977. – 206 с.

¹¹ Грушевицкая Т., Садохин А. Концепции современного естествознания. – М.: Высш. шк., 1998. – 383 с.

¹² Концепции современного естествознания: Курс лекций / Сост. В.Н. Великанов. – М.: Евразийский институт экономики, менеджмента, информатики, 2006. – 100 с.

¹³ Грушевицкая Т., Садохин А. Концепции современного естествознания. – М.: Высш. шк., 1998. – 383 с.

¹⁴ Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для ВУЗов. – М: ООО «Издательство Астрель», 2003 – 380 с.

¹⁵ Грушевицкая Т., Садохин А. Концепции современного естествознания. – М.: Высш. шк., 1998. – 383 с.

понедельник, 15 апреля 2013 г., 2:12:57