Реферат по биологии

Учеников 11 класса А

Средней школы№1259

По теме:
Теория Происхождения Жизни

На протяжении тысячелетий людям казалось очевидным, что живая природа была создана такой , какой мы ее знаем сейчас ,и всегда оставалась неизменной .

Но уже в глубокой древности высказывались догадки о постепенном изменении ,развитии (эволюции) живой при-роды.Одним из предтеч эволюционных идей можно назвать древнегреческого философа Гераклита (6-5 вв. до н.э), кото-рый сформулировал положения о постоянно происходящих в природе изменениях "Все течет , все изменяется".

Другой древнегреческий мыслитель Эмпедокл - в 5 веке до н.э. выдвинул
, вероятно , одну из древнейших теорий эволюции . Он считал ,что вначале на свет появились разрозненные части различных орга-низмов
(голова,туловище,ноги). Они соединялись между собой в самых невероятных сочетаниях .Так например появились кентавры (мифические полулюди – полукони).Позднее будто бы все нежизнеспособные комбинации погибли.

Великий древнегреческий ученый Аристотель выстроил все известные ему организмы в ряд по мере их усложне-ния.В 18 веке эту идею развил швецарский натуралист Шарль Бонне, создав учение о "лестнице природы".На первой ступени "лестницы" находились "тонкие материи"- огонь ,вода,земля; на следующих - животные и растения по степени слож-ности их строения ,на одной из верхних ступеней -человек ,а еще выше небесное воинство и бог.Правда, о возможности перехода "со ступени на ступень" речи, конечно не шло, и к эволюции эта система имеет еще очень отдаленное отношение.

Первую последовательную теорию эволюции живых организмов разработал французский ученый Жан Батист Ламарк в книге "Философия зоологии", вышедшей в 1909 год у. Ламарк предложил ,что в течение жизни каждая особь, изменяется ,приспосабливается к окружающей среде. Приобретенные ею на протяжении всей жизни новые приз-наки передаются потомству . Так из поколения в поколение накапливаются изменения. Но рассуждения Ламарка содер- жали ошибку ,которая заключается в простом факте : приобретенные признаки не наследуются . В конце 19-го века немецкий биолог Август Вейсман поставил известный эксперимент .На протяжении 22-ух поколений отрезал хвосты подопытным мышам .И все равно новорожденные мышата имели хвосты ничуть ни короче , чем их предки .

Английский ученый Ч. Дарвин в отличие от Ламарка обратил внимание на то, что хотя любое существо изменя-ется в течение жизни , но и рождаются особи одного вида неодинаковыми . Дарвин писал , что опытный фермер различает каждую из овец даже в большом по численности стаде. Например
,шерсть их может быть светлее или темнее, гуще или реже и т.п. В обычных условиях среды такие различия несущественны . Но при перемене условий жизни эти мелкие наследственные изменения могут давать преимущества их обладателям . Среди множества бесполезных и вредных изменений могут встречаться и полезные . Рассуждая таким образом , Дарвин пришел к идее естественного отбора. Особи с полезными отличиями лучше выживают и размножаются , передают свои признаки потомству . Поэтому в следующем поколении процент таких особей станет больше и.т. д.

Таков механизм эволюции. Дарвин писал: ” Можно сказать , что естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения , отбрасывая дурные , сохраняя хорошие, работая неслышно и невидимо …”

Эволюция разных видов идет с разной скоростью .К примеру , беспозвоночных ,относящихся к типу плече-ногих , почти не изменились за последние 440 млн. лет. А в роде Человек , по данным палеонтологов , за последние 2 млн. лет возникло и вымерло несколько видов .

Конечно , взгляды на теорию эволюции не остались неизменными со времен
Дарвина . К примеру,Дарвин счел очень серьезным возражением против своей теории , выдви-нутое английским инженером Ф. Дженкином (оно получи-ло название “Кошмара Дженкина” ). Дженкин рассуждал так :допустим , у одной особи случайно появился какой-то полезный признак .Но у ее потомства этот признак “разба-вится” ровно вдвое , у следующего поколения – еще более уменьшится, пока совершенно не “растворится “ и не будет утрачен. В то время считалось , что у потомства признаки родителей могут сливаться .Это распространенное заблуж-дение опровергли только открытия Грегора Менделя , ко-торые Дарвину еще не были известны.

В своей аргументации Дарвин опирался на множество примеров .

В течение долгих веков , свято веря в акт Божественного творения ,люди
,кроме того,были твердо убеждены ,что жизнь постоянно зарождается cамопроизвольно .
Еще древнегреческий философ Аристотель писал ,что не только растения
,черви ,насекомые ,но даже рыбы, лягушки и мыши могут рождаться из влажной почвы или гниющего ила .
Голландский ученый Ян Ван Гельмонт в 17веке описал свой опыт ,утверждая
,что живые мыши якобы зарождались у него из грязного белья и горсти пшеницы
,запертых в шкафу.
Другой натуралист , Гриндель фон Ах ,так рассказывал о якобы наблюдавшемся им самозарождении живой лягушки: ”Хочу описать появление на свет лягушки ,которое мне удалось наблюдать при помощи микроскопа .Однажды я взял каплю майской росы и , тщательно наблюдая за ней под микроскопом, заметил ,что у меня сформировывается какое–то существо .Прилежно наблюдая на второй день ,я заметил , что появилось уже туловище ,но голова еще казалась не ясно сформированной ;продолжая свои наблюдения на третий день
,я убедился ,что наблюдаемое мною существо не что иное ,как лягушка с головой и нога–ми. Прилагаемый рисунок все поясняет”.

В 1688 году итальянский ученый Франческо Реди решил проверить идею самопроизвольного зарождения жизни.Он рассказывал о своем опыте :”Я взял четыре сосуда , поместил в один из них мертвую змею ,в другой – немного рыбы, в третий – дохлых угрей ,в четвертый – кусок телятины, плотно закрыл их и запечатал.Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда ,оставив их открытыми .Вскоре мясо и рыба зачервивели .Можно было видеть ,как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не видел ни одного червяка , хотя прошло много дней после того ,как в них была положена дохлая рыба и мясо”.
В 1675 году итальянский ученый Ладзаро Спалланцани прокипятил в запаянном сосуде крепкий мясной бульон . Прошло несколько дней ,но никаких признаков жизни в бульоне не обнаружилось.

Наконец ,в 1860 году Луи Пастер с помощью ряда блестящих опытов ,похожих на опыт Спалланцани , окончательно доказал ,что жизнь в современных условиях не самозарождается. Он показал ,что даже бактерии могут возникать только от других бактерий.

Опыты Пастера не разрешили вопрос о происхождении жизни ,а поставили его с новой остротой .Если жизнь в современных условиях не самозарождается ,то когда и как она возникла впервые ? Наблюдаемая нами Вселенная ,по данным современной науки , возникла в результате Большого Взрыва около 15-20 миллиардов лет назад .Возраст нашей планеты – около 5 миллиардов лет
.Сейчас большинство ученых склоняется к мнению о том ,что жизнь зародилась на Земле на заре ее существования.

Древнейшая Земля весьма мало напоминала планету , на которой мы живем
.Ее атмосфера состояла из водяных паров,углекислого газа и, по одним данным
,- из азота ,по другим – из метана и аммиака .Кислорода в воздухе безжизненной планеты не было .И,надо сказать,отсутствие кислорода было необходимо для возникновения жизни . Быть может такое известное и распространенное выражение как “живительный кислород“ поменяет ваше понимание возникновения жизни в другой интерпретации как “смерт-оносный кислород”, так как он разрушительно действует на органические молекулы. Мы привыкли к его воздействию, но на Земле и сейчас есть бактерии ,которые воспринимают кислород как яд и в его присутствии жить не могут. Кисло- родная атмосфера делает невозможным в наше время само-зарождение жизни .

Итак ,в атмосфере древней Земли гремели грозы ,ее про-низывало жесткое ультрафиолетовое излучение
Солнца,на планете извергались вулканы .

Под влиянием всех этих воздействий в первичном океане, покрывавшем поверхность Земли, образовывались орга-нические вещества – простейшие
“кирпичики”, из которых строится все живое .В наше время их немедленно поглоти-ли бы бактерии и грибы. Но тогда их еще не было ,и поэ-тому органические вещества накапливались ,пока весь первичный океан не превратился в“теплый разбавленный бульон”.

Такое предположение впервые высказал в 1922 году советский биолог
Александр Опарин. В 1953 году аме-риканский биолог Стенли Миллер решил проверить гипотезу Опарина и воспроизвел в специальной установке природные условия древней Земли .В стеклянном сосуде находилась нагретая вода
(“океан”) и смесь газов –аммиака, метана и водорода (“первичная атмосфера”).Через “атмос-феру” проскакивали – “молнии”.Опыт продолжался в тече-ние недели .
Через неделю “первичный бульон” проанализировали и нашли в нем многие органические вещества ,в том числе 5 аминокислот .В другой раз в результате такого же опыта были обнаружены даже нуклеиновые кислоты – цепочки длиной до шести звеньев .

Согласно одной гипотезе ,содержание органических веществ выше всего было в высыхающих лужах ,остав-авшихся на берегу океана после отлива .Здесь образо-вывались цепочки белков и нуклеиновых кислот .При этом чем длиннее была цепочка ,тем она была устойчивее .Она закручивалась в клубок ,который разрушался уже не так легко.

Опарин считал ,что главная роль в превращении неживого в живое принадлежала белкам .В “первичном бульоне” образовывались “сгустки “ белка
(коацерваты) . Они могли вбирать в себя новые питательные вещества , разбиваться на более мелкие капельки .Конечно ,они еще не были живыми .
По словам Опарина , расстояние от этих “сгустков” до самых примитивных бактерий ничуть не меньше ,чем от амебы до человека. Главное ,что отличало
“сгустки” от клеток ,- неспособность точно воспроизводить самих себя.
Чтобы “штамповать” одинаковые белки ,нужна матрица .В ныне живущих организмах (от бактерий и вирусов до человека ) этой матрицей служат нуклеиновые кислоты
( РНК и ДНК ).
В какой момент белковые “сгустки” “перешагнули” порог живого ? Тогда , когда включили в себя нуклеиновые кисло-ты ,которые позволили создавать хотя бы грубые , прибли-зительные копии уже имеющихся белков.Это были уже за-чатки примитивных клеток .

Один из скептиков высказал мнение ,что возникновение жизни в результате перечисленных процессов столь же не правдоподобно ,как сборка самолета
“Боинг – 747“ в результате урагана , пронесшегося над мусорной свалкой .Но не будем забывать ,что на протяжении длительного времени (миллиарда лет) в огромном пространстве ,где происходил “опыт” (весь земной океан) ,самое маловероят-ное событие могло стать почти неизбежным .