Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни

Аристотель, Ван Хельмонт, Франческо Реди. После проведения опытов Франческо Реди сторонники этой теории объяснили отсутствие признаков жизни в закрытых сосудах тем, что в них не проникала жизненная сила. Еще более остроумный эксперимент – Л. Спалланциани. Он взял несколько склянок с различными бульонами и кипятил их на огне и сразу же запечатывал. Затем он откупоривал сосуды, и начиналось активное образование колоний микроорганизмов. Сторонники теории самозарождения объяснили это тем, что, как только был открыт доступ жизненной силе и началось формирование живых организмов. Левенгук рассматривал возможность размножения бактерий. Эти размышления давали пищу как сторонникам теории самозарождения жизни, так и сторонникам биогенеза.

Споры велись до того времени, когда в 1860 году парижская академия объявила конкурс на достоверное доказательство или опровержение самозарождения жизни. В этом же году другой химик Луи Пастер по результатам своего эксперимента стал лауреатом премии. Опыт: реторта с бульоном, оттянул и прогнул горлышко S-образно так, что колено ниже уровня бульона, который подвергался кипячению. Пары бульона осаждались в колене вместе со спорами микроорганизмов. Горлышко этой колбы Пастер не закрывал и не запаивал, но, тем не менее, бульон в колбе не зацветал в течение 10 дней. Затем Пастер ополоснул изогнутое колено бульоном, и через 3 дня на поверхности бульона сформировались многочисленные колонии микроорганизмов.

Следовательно, вывод о том, что живое происходит от живого, соответственно концепция биогенеза оказывается верной.

Гипотеза биохимической эволюции.

Основные предположения были предложены в 1924 году. Автор – А.И. Опарин. Возраст Земли составляет примерно 4,5 млрд. лет. В то время, по мнению Опарина, атмосфера состояла из NH3, CH4, CO2, H2O(пар). Из этих компонентов под воздействием электричества атмосферы, высокой температуры поверхности Земли (4-8 тыс оС) могли появиться первые простейшие органические вещества, необходимые для последующего возникновения биологических полимеров и в последствии живых организмов в первом океане.

Позднее предположения Опарина были подтверждены американскими учеными из Чикагского университета: Г. Юри и С. Миллером. На специально сконструированной установке им удалось получить простейшие жирные кислоты, мочевину, некоторые аминокислоты, СН3СО2Н и НСО2Н.

Они пропускали электрические разряды до 60 тыс. вольт через смесь Н2, NH3, CH4, CO2, H2O (пар) под давлением в несколько Паскалей при температуре 80оС. Подобные эксперименты получения органических веществ из неорганических проводились еще в XIX веке. Так в 1828 году немецкий химик Ф. Веллер, выпаривая раствор NH4NCO3, неожиданно для себя получил мочевину. Хотя проведенная реакция представляла собой простую перегруппировку атомов, открытие Веллера имело принципиальное значение: органическое вещество было получено искусственно.

В XX веке синтез органических веществ стал мощным направлением в химической науке и в промышленности в последствии. До Юри и Миллера проводились эксперименты по получению органических соединений под воздействием различных физических факторов из веществ, входящих в состав первичной атмосферы, предположительно описанной Опариным. Так М. Кальвин из Калифорнийского университета обнаружил, что при облучении смеси СО2 и Н2О (пара) a-частицами образуются некоторые простейшие органические соединения НСО2Н и НСОNН4.

Наши соотечественники показали, что органические соединения образуются при воздействии на газовую смесь, использованную Юри и Миллером, ультрафиолетового излучения. Таким образом, эти эксперименты подтверждают возможность образования простейших органических соединений из неорганических соединений, составляющих первичную атмосферу Земли, которая имела резко восстановительный характер.

Позднее приобрела популярность гипотеза, согласно которой первичная атмосфера Земли имела не резко восстановительный, а нейтральный характер и в основном состояла из СО2, СО, N2, Н2О (пара).

До сегодняшнего момента достоверно не доказано, какой характер имела атмосфера Земли, а в конце 60 годов американцем Эгельсоном было показано, что из любой смеси, содержащей водород, кислород, азот и углерод могут быть получены аминокислоты.

Для исследователей до сих пор является загадкой, каким образом на Земле смогли появиться биологические полимеры: ДНК и РНК. Между ДНК, полученными в лабораторных условиях, и ДНК природными существует большая разница. На основе ДНК получить в лабораторных условиях белковую молекулу пока не удалось. Предполагают, что на ранних этапах развития Земли ДНК-подобные молекулы несли информацию в виде бессмысленного потока нуклеотидов, но в какой-то момент случайно, образовалась молекула ДНК, кодирующая белки, ставшие основой первых живых организмов – ПРОТОБИОНОТОВ.

Теория Опарина получила название гипотезы биохимической эволюции. В соответствии с этой теорией развитие жизни на Земле проходило в несколько этапов, до возникновения протобионтов эволюция носила химический характер (синтез простейших органических веществ из неорганических, синтез биополимеров). С появлением первых живых организмов –протобионтов начинается этап биологической эволюции.

Химическая эволюция.

На ее начальной стадии произошло образование атомов химических элементов. Основным состоянием вещества, составляющего звезды, является плазма. На поверхности Солнца с помощью спектрального анализа обнаружено около 60 химических элементов, среди которых преобладают водород и гелий, наиболее устойчивые к высоким температурам. В ходе термоядерных реакций из этих элементов и их изотопов возникают новые элементы. Так, например, три ядра гелия образуют изотоп 12С. При присоединении к ядру других частиц гелия возникают другие изотопы кислорода и азота, магния и т.д. Водород, углерод, кислород, азот, фосфор – биогенные элементы. Они широко распространены в космосе и активно реагируют друг с другом с образованием простейших неорганических соединений. Этому способствовало наличие в космосе энергии в виде электромагнитных излучений и тепла, испускаемого звездами. Преобладание в живых системах именно этих элементов не случайно.

Водород – хороший восстановитель, легко образует с кислородом и азотом связи; кислород – сильный окислитель; а для фосфора характерно образование макроэргических связей. Эта наиболее распространенная гипотеза образования химических элементов и простых неорганических соединений. Образование самой Земли началось примерно 4,5 млрд. лет назад из газа пылевого воздуха, как и другие планеты солнечной системы. Постепенное уплотнение изначально холодного облака привело к его разогреванию и расплавлению всей его массы. Затем наступило постепенное вторичное охлаждение Земли, которое вызвало ее затвердение и образование коры. В атмосфере в это время шло образование простейших неорганических веществ. Это вторая стадия химической эволюции. В атмосфере Земли помимо СО2, NН3, СН4, Н2О содержались инертные газы и выделяющиеся при вулканических извержениях вещества: HCl, H2S, HF. В этот период масса Земли по сравнению с современной была значительно меньше, следовательно, ниже была сила притяжения и легкие газы: водород и гелий улетучивались в космическое пространство.

Кислород постоянно расходовался на реакции окисления, поэтому его содержание в атмосфере было крайне низким. Фактически первичная атмосфера быстро расходовалась. По мере охлаждения планеты стала образовываться вторичная атмосфера. Земля становилась более тяжелой.

Во вторичной атмосфере, по-прежнему, практически отсутствовал кислород. Азот стал образовываться

Случайные записи:

ТОП 5 ТЕОРИЙ ЗАРОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ


Похожие статьи:

  • Гипотезы возникновения жизни на земле

    1. Гипотеза, отражающая креационистические взгляды. Креационизм предполагает возникновение Земли и жизни на ней под влиянием сверхъестественных сил. Эта…

  • Происхождение жизни на земле

    Вопрос о происхождении жизни на Земле оставался почти до последнего времени в сфере чисто теоретических исследований. Лишь последние десятилетия открыли…

  • Вопрос 5. теории происхождения жизни

    Теория А.А. Опалина: 1. Абиогенный синтез углеводорода. 2. Появление сложных, комплексных углеводородов. 3. Появление коацерватных капель – протобионты….

Добавьте постоянную ссылку в закладки. Вы можете следить за комментариями через RSS-ленту этой статьи.
Комментарии и трекбеки сейчас закрыты.