Концепция происхождения жизни

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский государственный технический университет «МАМИ»

Реферат

по дисциплине  «Концепция современного естествознания»

по теме

«Концепция происхождения жизни»

Выполнил:

Проверил:

Москва 2010 г.

Содержание

1. Введение

2. Основные концепции возникновения жизни

2.1. Креационизм

2.2 Теория стационарного состояния

2.3 «Жизнь из космоса» - панспермия

2.4 Теория самозарождения жизни

2.5 Химическая эволюция

4. Заключение

1 Введение

Вопрос возникновения жизни волновал человечества со времен появления первых мыслителей и философов. Что такое жизнь и откуда она появилась? Почему есть живое и неживое? В данной работы предлагается рассмотреть концепции возникновения жизни с древнейших времен по наше время.

2.1. Креационизм

Теория креационизма, т.е. целенаправленного создания жизни (как жизни, так и всего сущего вокруг) неким творцом, Богом, является древнейшей из концепций возникновения жизни, наряду с концепцией самозарождения жизни. Данная концепция ныне не считается научной, т.к. не может быть доказана или опровергнута научными методами (опытом). Кроме того, креационизм не дает ответа на вопрос о начале жизни вообще, вопрос возникновения самого творца, лишь принимая его существование как данность.

«Сотворение мира» - часть грандиозной фрески, написанной Микеланджело Буонарроти на потолке Сикстинской капеллы.

Креационизм у многих людей, особенно нерелигиозных, вызывает лишь усмешку. Однако, с позиции изучения естествознания креационизм и религиозные концепции создания мира и жизни достаточно интересны, ведь они касаются вопроса перехода вещества из «неживого» в «живое» состояние, а также стимулируют критический подход к изучению теорий возникновения жизни. Кроме того, хоть и теория эволюции (противоположность креационизму) напрямую не связана именно с возникновением жизни, а её развитием, она отлично иллюстрирует нерешенность проблемы понимания вопроса в целом. По сути, сторонники и противники теории креационизма находятся в бесконечном споре, в котором более «разумной» и «понятной» считается теория эволюции (креационизм считается «явно неправдоподобным»), однако существует огромное количество фактов, которые сторонники обоих теорий объяснить не могут. В частности, не найдено промежуточных видов животных, только древние и современные, а происхождение современного человека (кроманьонца) до сих пор не объяснено, и т.д.

Такой дуализм полезен с точки зрения науки, особенно на ранних этапах развития философской и научной мысли. Отдельно стоит отметить, что несмотря на развитие науки, ни одна из концепций (а не только креационизм) на сегодняшний день не является полностью доказанной и не отвечает на все вопросы.

2.2. Теория стационарного состояния

Согласно этой теории, земля и жизнь на ней существовали всегда. Как и креационизм, не отвечает на вопрос появления жизни, лишь постулируя понятия. Данная теория опровергается современными учеными, т.к. согласно научным изысканиям возраст Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~4,6 млрд лет, т.е. конечен. Кроме того, существует контр-доказательная база на основе исследования космоса радиологическими методами. Концепция считается устаревшей.

2.3. Жизнь из космоса – панспермия

В 1865 г. на стыке космогонии и физики немецким ученым Г. Рихтером разрабатывается гипотеза занесения живых существ на Землю из космоса -  так называемая концепция панспермии. Согласно этой идее, зародыши простых организмов могли попасть в земные условия вместе с метеоритами и космической пылью и положить начало эволюции живого, которая в свою очередь породила все многообразие земной жизни. Концепцию панспермии разделяли такие крупные ученые, как С. Аррениус, Г. Гельмгольц, В.И. Вернадский, что способствовало ее широкому распространению среди ученых.

Для обоснования этой гипотезы используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты, а также изучение материалов метеоритов и комет. В их составе обнаруживаются многие «предшественники живого». Это такие вещества, как цианогены, синильная кислота, те органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.

Данная теория, хотя и не может быть опровергнута, не отвечает на вопрос первичного возникновения жизни. Однако, стоит отметить, что несмотря на обывательский скепсис и низкий уровень практического интереса у ученых химиков и биологов, данная концепция трудно опровергаема и поддерживается необъяснимыми статистическими и историческими фактами. Как таковая, она вполне могла бы объяснить появление жизни на земле, но не «вообще», кроме того, данная теория конечна и не представляет критического и исследовательского интереса.

2.4. Теория самозарождения жизни

Суть этой гипотезы заключается в том, что жизнь возникла из неживого. Эта концепция является одной из древнейших, её придерживались Аристотель, врач Парацельс, эмбриолог Гарвей, Коперник, Галилей, Декарт, Гете, Шеллинг и др. Их авторитет во многом определил длительный срок существования идеи самозарождения и ее широкое распространение.

Согласно теории самозарождения, «живое начало», без вмешательства духовных сил, присутствует везде – земле, воде, воздухе. Так, Аристотель полагал, что «живое начало» есть в гниющих отходах, мясе.

В современной научной литературе сразу после объяснения сути теории переходят к её опровержению, знаменитому опыту Луи Пастера с двумя сосудами, который положил конец серьезному восприятию данной теории в научном сообществе:

В данном опыте Луи Пастер сравнивал поведение (появление) микроорганизомов в двух колбах: в них он кипятил мясной бульон, в котором могли бы развиваться микроорганизмы. При кипячении они и их споры погибали. К колбе Пастер присоединил изогнутую трубку, споры микробов оседали в ней и не могли проникнуть в питательную среду, а доступ «жизненной силы» «из воздуха» был обеспечен. Питательная среда оставалась стерильной, но стоило отломить трубку, как среда загнивала.

Однако стоит обратить на тот факт, что данная теория при всем примитивизме затрагивает возможность появления жизни из «неживого», что является важнейшим моментом в понимании и определении развития мысли естествознания в дальнейшем.

2.5. Химическая эволюция

Наиболее научной и современной концепцией возникновения жизни является концепция химической эволюции. Это теория возникновения жизни из «неживого» на основе энергетических и селекционных факторов и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, которыми являются все углерод-содержащие молекулы. Данное явление получило название «абиогенез», т.е. до-биологический.

Описал возможность в определенных условиях, благодаря химическим свойствам веществ на планете, создать условия для обособления и создания первой обособленной «надхимической» единицы в 1924 году русский ученый Александр Опарин.

Опарин предположил и экспериментально доказал, что под действием электрических разрядов, тепловой энергии, ультрафиолетовых лучей на газовые смеси, содержащие пары воды, аммиака, циана, метана, появились аминокислоты, нуклеотиды и их полимеры, которые по мере увеличения концентрации органических веществ в «первичном бульоне» гидросферы Земли способствовали возникновению коллоидных систем, так называемых коацерватных капель.

Согласно гипотезе Опарина, возникновение и развитие химической эволюции произошло в ходе образования и накопления в первичных водоемах исходных органических молекул. Весь дальнейший процесс ему представлялся следующим образом. Органические вещества сталкивались в сравнительно неглубоких местах первичных водоемов, прогреваемых Солнцем. Солнечное излучение доносило в то время до поверхности Земли ультрафиолетовые лучи, которые в наше время сдерживаются озоновым слоем атмосферы. В свою очередь ультрафиолетовые лучи обеспечивали энергией протекание химических реакций между органическими соединениями. Таким образом, в некоторых зонах первичных водоемов протекали случайные химические реакции. Большая их часть быстро завершилась из-за недостатка исходного сырья. Но в хаосе химических реакций произвольно возникали и закреплялись реакции циклических типов, обладавшие способностью к самоподдержанию. Результатом этих реакций и стали коацерваты - пространственно обособившиеся целостные системы. Существенной их особенностью была способность поглощать из внешней среды различные органические вещества, что обеспечивало возможность первичного обмена веществ со средой. А уже функционировавший «естественный отбор» способствовал «выживанию» наиболее устойчивых коацерватных систем. Иными словами, первичная клеточная структура, описанная Опариным, представляла собой открытую химическую микроструктуру и уже была наделена способностью к первичному метаболизму (обмену веществ), хотя еще не имела системы для передачи генетической информации на основе функционирования нуклеиновых кислот.

По сути, коацерваты - это обособленные в растворе органические многомолекулярные структуры. Это еще не живые существа. Их возникновение рассматривают как стадию развития преджизни. Наиболее важным этапом в происхождении жизни было возникновение механизма воспроизведения себе подобных и наследования свойств предыдущих поколений. Это стало возможным благодаря образованию сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Нуклеиновые кислоты, способные к самовоспроизведению, стали контролировать синтез белков, определяя в них порядок аминокислот. А белки-ферменты осуществляли процесс создания новых копий нуклеиновых кислот. Так возникло главное свойство, характерное для жизни - способность к воспроизведению подобных себе молекул.

Теория химической эволюции получила мощнейшее развитие в последние 50 лет с ростом возможностей моделирования и накопления знаний в биологической и химической научных отраслях. Возникли вопросы важности и порядка возникновения и закрепления информации (ген), без которой развитие жизни невозможно и т.д. Вслед за теорией Опарина последовали следующие:

Однако все эти теории объединяет одно: и биологическая масса (клетки), а самое главное информационная структура (ген) образовались благодаря уникальному сочетанию факторов в неживой природе.

3. Заключение

Все представленные выше концепции возникновения жизни представляют интерес для исследователей развития познания окружающего мира – они показывают степень развития науки а также развитие исследовательской мысли на протяжении времени. Отдельно стоит отметить, что ни одна из теорий полностью не подтверждена, а ряд теорий – не опровергнут.