Шпаргалка по "Концепциям современного естествознания"

Основные  гипотезы

Для перехода к  проблеме происхождения жизни на Земле сначала определим, что  такое жизнь. Вспомним определения  понятия «жизнь».

«Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит  по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел» - Ф. Энгельс.

Жизнь - это высшая по сравнению с физической и химической форма существования материи.

Живые объекты  отличаются от неживых обменом веществ - непрерывным условием жизни, способностью к размножению, росту, активной регуляции  своего состава и функций, к различным  формам движения, раздражимостью, приспособляемостью к среде и т. д.

Окончательного  и строгого определения понятия  «жизнь» нет до сих пор. Так, например, неясно, можно ли вирусы считать  формой жизни, т. к. вне клеток хозяина  они не проявляют никаких признаков  жизни, например, они не могут размножаться.

Живые системы  характеризуются очень высоким  уровнем структурной и функциональной организации на молекулярном уровне, высочайшей информационной плотностью, самоорганизацией, способностью к самовосстановлению и т. п.

Существуют следующие  пять основных групп теорий о происхождении  жизни.

Креационизм, утверждающий, что жизнь была создана сверхъестественным существом (Богом, космическим разумом и т.п.), к этому направлению примыкают теологи и философы-идеалисты. Этот процесс был произведен один раз, больше он не повторится и поэтому не доступен экспериментальной проверке. Поэтому эту теорию обычно выносят за рамки научного исследования.

Остальные направления  материалистичны.

Теория  самопроизвольного  зарождения - жизнь самозарождается при создании для этого подходящих условий, и это на протяжении всей истории Земли на ней происходило неоднократно, однако попытки создания жизни в искусственных лабораторных условиях (в «пробирке») химическим путем пока не удались.

Теория  стационарного состояния. Жизнь существовала всегда, и только изменялись ее формы.

Теория  панспермии. Жизнь на Землю была занесена из космоса, поскольку в нем зародыши жизни и белковые элементы непрерывно переносятся с планеты на планету (основание – найденные на метеоритах органические соединения).

Теория  биохимической революции - жизнь произошла естественным путем в результате саморазвития химических и физических процессов (примыкает ко второй группе теорий).

Последняя группа теорий в настоящее время является господствующей. Согласно ней биологической  эволюции предшествовала длительная химическая эволюция – возникновение все  более сложных химических соединений.

Теория  абиогенного происхождения  жизни

Пожалуй, первая научная, хорошо продуманная теория происхождения жизни абиогенным путем была предложена биохимиком А.И. Опариным еще в 20-х годах прошлого века и дополненная Дж. Холдейном. Теория базировалась на представлении, что все начиналось с белков, и  на возможности в определенных условиях спонтанного химического синтеза  мономеров белков - аминокислот и  белковоподобных полимеров (полипептидов) абиогенным путем. Публикация теории стимулировала  многочисленные эксперименты в ряде лабораторий мира, показавшие реальность такого синтеза в искусственных  условиях. Теория быстро стала общепринятой и необыкновенно популярной.

Основным ее постулатом было то, что спонтанно  возникавшие в первичном «бульоне»  белковоподобные соединения объединялись в коацерватные капли - обособленные коллоидные системы (золи), плавающие  в более разбавленном водном растворе. Это давало главную предпосылку  возникновения организмов - обособление  некой биохимической системы  от окружающей среды, ее компартментализацию. Так как некоторые белковоподобные  соединения коацерватных капель могли  обладать каталитической активностью, то появлялась возможность прохождения  биохимических реакций синтеза  внутри капель - возникало подобие  ассимиляции, а значит, роста коацервата с последующим его распадом на части - размножением. Ассимилирующий, растущий и размножающийся делением коацерват рассматривался как прообраз живой клетки.

У теории Опарина-Холдейна имеются существенные недостатки –  она не объясняла механизма возникновения  из коацерватов полноценной клетки и способности к самовоспроизведению. Существует и ряд других проблем  – каким образом аминокислоты без участия ферментов могли  образовать белковые структуры, как  образовались первые ферменты и т.д. Для объяснения этих моментов теория модифицировалась, и этот процесс  продолжается до сегодняшнего дня.

По господствующим современным представлениям, образованию  белков предшествовало образование  РНК. Нуклеиновые кислоты являются единственным типом биологических  полимеров, макромолекулярная структура  которых, благодаря принципу комплементарности  при синтезе новых цепей, обеспечивает возможность копирования собственной  линейной последовательности мономерных звеньев, другими словами, возможность  воспроизведения (репликации) полимера, его микроструктуры. Поэтому только нуклеиновые кислоты, но не белки, могут  быть генетическим материалом, то есть воспроизводимыми молекулами, повторяющими свою специфическую микроструктуру в поколениях.