МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный исследовательский Томский государственный университет.

Факультет Иностранных Языков.

Возникновение жизни.

Реферат по дисциплине «Концепции современного естествознания».

Выполнил: Студент группы № 19709

Лоскутов Георгий Игоревич.

Томск 2019.

Содержание.

1. Введение. Страница 3.

2. Глава 1. Что такое жизнь? Страница 4.

3. Глава 2. Концепции происхождения жизни. Страница 5.

4. Глава 2. 1. Подробное рассмотрение основных концепций происхождения жизни на Земле. Страница 6.

5. Глава 3. Происхождение жизни. Страница 11.

6. Заключение. Страница 15.

Введение.

Возникновение жизни является проблемой, которая относится к числу наиболее сложных вопросов науки. За все время существования земли было проведено множество дискуссий, в которых принимало участие не одно поколение человечества. Эта проблема вызывает интерес не только у ученых из разных уголков этого мира, но и у всего человечества в целом. Проблема возникновения жизни в некотором роде является уникальной, так как она может быть рассмотрена как учеными, так и философами. Для изучения этой проблемы я решил прибегнуть к основным теориям о происхождения жизни, а также к работам Ф. Энгельса, Ф. И. Вернадского и А. Вейсмана.

Глава 1.

Во - первых, возникает следующий вопрос: Что такое жизнь? Энгельс говорил, что жизнь – есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел. Это определение по своему существу может быть подразделено на две части. В первой части нами рассматривается особенность всего живого на Земле – содержание белков во всех живых организмах. Главным образом, живое отличается от неживого наличием обмена веществ в организме, способностью к различным формам движения, размножению, активной регуляции, раздражимостью и умением приспосабливаться к окружающей среде – адаптацией. Это утверждение можно считать верным, но с момента его представления Энгельсом прошло более ста лет. Благодаря современным исследованиям было установлено, что все эти свойства могут встречаться отдельно друг от друга в неживой природе. Это значит, что все вышеперечисленное не является особенными отличительными чертами живого. Это определение в своем роде является уникальным. Также, рассуждая о такой проблеме, можно воспользоваться определением Волькенштейна… «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот». Особое внимание еще может быть сосредоточено на начале определения. Там говорится «Живые тела». Внимание заостряется на том, что жизнь может быть и за пределами нашей планеты, однако человечество пока не может предоставить точное определение этому тезису. Так, однозначного определения пока быть не может. Чтобы подтвердить эту точку зрения, достаточно дать несколько примеров. Так, например, на данный момент не совсем понятно, можно ли считать вирусы формой жизни. Ведь вне клеток хозяина они никак не могут проявлять известные нам признаки живого организма. Поэтому очень сложно грамотно объяснить разделение живого и не живого. Существуют две взаимоисключающие друг друга точки зрения – Биогенез и Абиогенез. Биогенез – это происхождение живого от живого, а Абиогенез – это происхождение живого от неживого. Современная наука в свою очередь считает, что именно абиогенное зарождение жизни на земле верно. Далее мною будут рассмотрены пять основных теорий о возникновении жизни на Земле.

Глава 2. Концепции происхождения жизни.

Когда история возникновения жизни начала активно изучаться человечеством, появилось большое множество разного рода теорий и гипотез. Мною же будут рассмотрены пять основных теорий о возникновении жизни.

1)Креационизм. Эта теория утверждает, что жизнь была создана на Земле чем-то сверхъестественным. Это может быть Бог, космическое существо, высший разум и так далее. Также существует такие направления, как «научный креационизм», однако все современные концепции считаются псевдонаучными.

2)Теория самопроизвольного самозарождения. Эта теория утверждает, что жизнь на Земле зародилась благодаря появлению благоприятных условий. Жизнь сама по себе возникла из не живого. То есть живое произошло от не живого.

3)Теория стационарного состояния – Жизнь существовала, существует и будет существовать. Теория гласит, что за все время менялись лишь формы жизни.

4)Теория панспермии. Жизнь была занесена на Землю высшим разумом из Космоса.

5)Теория биохимической эволюции. Жизнь произошла естественным путем в результате различных химических и биологических процессов.

Также стоит принять во внимание основные эры развития человечества на Земле:

• Архейская эра. Три с половиной миллиарда лет назад

• Протерозойская эра. Главным образом, данная эра характеризуется появлением одноклеточных, беспозвоночных.

• Палеозойская эра. Земноводные и насекомые.

• Мезозойская эра. Появление Млекопитающих.

• Кайнозойская эра. Появление Человека.

Глава 2. 1.

1)Креационизм. Для изучения вышеперечисленных концепций возникновения жизни разрешается прибегнуть к трем основным точкам зрения: Религиозный подход, научный подход и философский подход. Если научный подход опирается на систематизацию ранее полученных знаний и позже выдвигает гипотезы и ее проверка, то религиозный подход опирается на веру и предание и не требует никаких доказательств. В первую очередь Креационизм – это религиозная концепция. Ссылаясь на эту теорию, человек был создан неким высшим существом. Религиозное мировоззрение по праву может считаться одним из древнейших теорий о зарождении жизни. Конкретные способы создания человека также везде разные. Опора делается на священные тексты и они же воспринимаются как ультимативная реальность, а их интерпретация – единственный надежный инструмент познания. Если вера не требует доказательств так, как она создана для испытания человека, то она не нуждается ни в каких аргументах. Следовательно, так как креационизм и вера тесно связаны, они не являются научной теорией, чтобы это хоть как-то доказывать или опровергать. Аргументы могут быть лишь только у тех теорий, которые возможно или доказать, или опровергнуть. Отсюда следует, что креационизм находится в области веры, а не в области науки или аргументов. Тем не менее, данная теория о происхождении жизни на Земле имеет место быть и являться одной из пяти самых распространенных теорий о возникновении жизни на Земле. Она рассматривается как, возможная потому что не является опровергнутой.

2)Теория самопроизвольного самозарождения. Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель был сторонником самопроизвольного зарождения жизни. «Ибо природа совершает переход от безжизненных объектов к животным с такой плавной последовательностью, поместив между ними существа, которые живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва можно заметить различия». Согласно гипотезе Аристотеля о самопроизвольном зарождении жизни на Земле, определенный объект или субъект имеет некое «начало», благодаря которому в дальнейшем может быть сформирован живой организм. Аристотель считал, что это самое начало может содержаться в оплодотворенном яйце, например. Однако он ошибочно полагал, что это начало также может присутствовать в гниющем мясе и солнечном свете. Таким образом, Аристотель ошибочно полагал, что живые существа постоянно возникают из неживой материи: черви - из грязи, лягушки - из тины, светлячки - из утренней росы и так далее. Только в тысяча восемьсот пятьдесят девятом году французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни. Окончательное опровержение теории принадлежит французскому химику и биологу Луи Пастеру, который прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была не обычная, а с горлышком в виде S-образной трубки. Воздух, а следовательно и «жизненная сила», могли проникать в колбу, но пыль, а вместе с нею и микроорганизмы, присутствующие в воздухе, оседали в нижнем колене S-образной трубки, и бульон в колбе оставался стерильным. Однако стоило сломать горло колбы или ополоснуть стерильным бульоном нижнее колено S -образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть - в нем появлялись микроорганизмы. Тогда эта теория была опровергнута и на тот момент утвердилась теория биогенеза.

3)Теория стационарного состояния. Данная теория указывает на то, что Земля существовала всегда, она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб. Считалось, что кистепёрая рыба (целакант) представляет собой переходную форму от рыб к земноводным и давно вымерла. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в тысяча девятьсот тридцать девятом году у побережья Мадагаскара был выловлен первый живой целакант, а затем и другие экземпляры. Таким образом, целакант не является переходной формой. Затем были выловлены и другие виды рыб, которые до этого считались вымершими. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с неизвестными на данный момент человечеству разных эволюционных аспектов, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении. Также необходимо упомянуть академика Владимира Ивановича Вернадского и его учения о биосфере. Вернадский считал, что жизнь — такая же вечная основа космоса, которыми являются материя и энергия. «Мы знаем, и знаем это научно, — твердил он, — что Космос без материи, без энергии не может существовать. И достаточно ли материи и без выявления жизни - для построения Космоса, той Вселенной, который доступный человеческому уму? ». Исходя из представления о биосфере как о земном, но одновременно и космическом механизме, Вернадский связывал ее образование и эволюцию с организованностью Космоса. «Для нас становится понятным, — писал он, — что жизнь есть явление космическое, а не сугубо земное». Эту мысль Вернадский повторял многократно: «... начала жизни в том Космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого Космоса. Жизнь вечна, поскольку вечный Космос». По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли исчисляется более чем четырем с половиной миллиардов лет. Более совершенные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля существовала всегда. Таким образом, теория не может быть ни опровергнута, ни доказана из-за неясных аспектов эволюции, встречающихся на пути у ученых.

4)Теория панспермии. В теории панспермии существует два утверждения. Первое: жизнь всегда существовала, она тесно связана с материей. Второе: споры микроорганизмов могут, а также должны переноситься посредством космического пространства. В тысяча восемьсот шестьдесят пятом году Х. Рихтер полагал, что жизнь была занесена на Землю путем попадания на нее метеоритов с микроорганизмами. Вообще сама теория может подразумевать, что Земля была заселена неким высшим разумом, который превосходит наш привычный мир. Рассуждая логически, эта теория не может быть опровергнута. Ведь глупо спорить с тем, что все живые существа на земле имеют интеллект. У одних существ интеллект примитивный, а у других посредственный. У некоторых животных интеллект развитый, а у человека в свою очередь – совершенный. Соответственно, условно говоря, существует иерархия разумов. Если же разделить эту иерархию разумов на определенные ступени, то увидим, что для каждого существа понимание окружающего мира ограничено только его ступенью. Все, что может находиться выше - это непознаваемый мир для этого существа, а все, что ниже - это примитивные существа. Точно так же мир видит и человек. Организм, находясь в середине списка иерархии считает себя винцом творения, а тех кто ниже примитивными и недоразвитыми. Этот организм не видит, что над ним стоит более совершенный разум потому что между этими организмами огромная пропасть физиологических отличий. Одно существо критически усложнено для другого. Таким образом, каждая ступень разумных существ осознает нижние ступени существ и игнорирует верхние. Человек также встроен в эту систему и на данном этапе развития человек не может отрицать существование высшего разума, поскольку не может утверждать, что его сознания достаточно для осознания существования существа выше по уровню, чем он. Мы прекрасно понимаем, что шансов на обнаружение жизни в пределах нашей солнечной системы практически нет, однако нет никакой гарантии на отсутствие жизни за пределами нашей солнечной системы. При изучении материалов «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю. Появился ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих примитивные формы жизни, однако доводы в пользу их биологической природы пока не кажутся учёным убедительными. Следует взять во внимание факты, которые бы препятствовали возможность зародышей с одного небесного тела на другое, при котором сохранялась бы жизнеспособность этих зародышей. Современные ученые, противники теории панспермии утверждают, что зародыш на своем пути может встретиться с такими трудностями, как: незащищенность от ультрафиолетовых лучей, холод межпланетного пространства или же процесс преодоление атмосферы, когда назародыша действует сила трения и способствует его сгоранию. На сегодняшний день, существует много приверженцев данной теории, в числе которых числится даже лауреат Нобелевской премии Английский биофизик Ф. Крик. Также теория панспермии постоянно видоизменяется в зависимости от прохождения какого – то промежутка времени. Доказательства этой теории нет, и, возможно, никогда не будет.

5) Теория биохимической эволюции. В тысяча девятьсот двадцать третьем году А. И. Опарин сказал, что органические вещества могли быть созданы из более простых соединений. Немного позже Джон Холдейн независимо от исследований Опарина предложил к рассмотрению ту же самую гипотезу. Суть этой теории в том, что жизнь на Земле возникла из неживой материи в ходе естественной биохимической эволюции. Процесс, приведший к возникновению жизни на Земле может быть разделен на три этапа.

1) Возникновение органических веществ. 2) Возникновение белков. 3) Возникновение белковых тел.

Было научно доказано, что применение ультрафиолетовых лучей в закрытом пространстве способствует искусственному синтезированию аминокислот и других органических веществ. Помимо теории Опарина, в теорию биохимической эволюции входит ряд моделей происхождения жизни на Земле такие, как: генобиоз и голобиоз или теория мира РНК. Генобиоз – это подход о происхождении жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода. Голобиоз – это подход о происхождении жизни, основанный на идее первичности структур со способностью к элементарному обмену веществ при участии ферменного механизма. Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных учёных. Среди биологов преобладает гипотеза РНК-мира, утверждающей, что между химической эволюцией, в которой размножались и конкурировали отдельные молекулы и полноценной жизнью, основанной на модели ДНК—РНК—белок, был промежуточный этап, на котором размножались и конкурировали между собой отдельные молекулы РНК. Современные ученые могут с уверенностью сказать, что некоторые молекулы РНК обладают автокаталитическими свойствами. Помимо этого, они могут обеспечивать самовоспроизведение без участия сложных белковых молекул.

Глава 3. Происхождение жизни.

Как уже было сказано ранее, все теории могут быть разделены на теории абиогенеза и биогенеза. На сегодняшний день большинство ученых согласны с биогенным происхождением жизни на Земле, а возможность повторного зарождения жизни на Земле попросту исключена. Кроме того, некоторые концепции о возникновении жизни антинаучны, хотя и имеют право на существование. Далее мною будет подробно рассмотрена одна из известнейших теорий возникновения жизни на Земле.

Насколько нам известно, на сегодняшний день Земля - это единственная обитаемая планета во вселенной. После первого же утверждения возникает вопрос: Чем же наша планета выделяется от остальных во вселенной, чем же она особенна? Чтобы найти ответ на этот вопрос, необходимо изучить историю далекого прошлого земли. Как известно, история нашей планеты грамотно организована в хронологическом порядке в таблицу. В свою очередь эта таблица имеет такое название, как Геохронологическая шкала. Эта шкала разделена на интервалы, основываясь на стратиграфический анализ. Стратиграфия – это раздел геологии, история нашей планеты стала известной нам благодаря изучению горных пород планеты. Чтобы разобраться в этом вопросе, учеными была проделана огромная работа, начиная с изучения Палеозойской эры, которая была самой длинной эрой Фанерозоя. Примерно пять миллиардов лет назад не было ни Земли, ни остальных планет нашей солнечной системы. Существовала только что родившаяся звезда – наше Солнце. Земля еще даже не сформировалась. Солнце и ничего, кроме пыли и крошечных камней. Согласно научной гипотезе солнечной туманности, солнечная система образовалась из облаков межзвездной пыли и газа, которые образовались после Большого взрыва и элементов, которые были сформированы после взрывов сверхновых. В процессе аккреции пыль и газ, путем гравитационного притяжения материи, стали сливаться в более крупные объекты, формируя планеты. Весь этот процесс занял более десяти миллионов лет. В течение этого промежутка времени, силой тяжести эти элементы стягиваются воедино и образуется Земля. Четыре миллиарда пятьсот сорок лет назад наша родная планета не имела ничего общего с тем, что мы имеем сейчас. Температура на ней превышает тысячу двести градусов. Воздуха нет, лишь углекислый газ, азот, и водяной пар. Ничего кроме газа и токсинов. Твердой поверхности также нет, только камни в жидком состоянии – бескрайнее море лавы. Луна сформировалась позднее. Примерно четыре с половиной миллиардов лет назад Земля была подвергнута столкновению с объектом по размерам близким Марсу, его именуют «Тейя». После взрывной волны, в космос было выброшено примерно миллион обломков, но всего за тысячу чет эти обломки превратились в кольцо из пыли и камней, вращающиеся вокруг Земли. Главным образом, это стало возможным благодаря силе тяжести. Из этого кольца формируется Луна.

Спустя миллионы лет возникают водоемы. Ответить с достоверной точностью, откуда на Земле взялась вода невозможно. Однако некоторые ученые обычно рассматривают три гипотезы. Во – первых, вода попала на Землю, когда кометные ядра со льдом падали на Землю и образовывали водоемы. Во – вторых, стоит взять во внимание, что вблизи орбиты Юпитера вода может существовать в твердой форме. Некоторые из них, возможно, могли попасть на Землю. В – третьих, Земля могла не всегда оставаться на постоянном расстоянии от Солнца. Она, под влиянием тяготения других тел, могла мигрировать от Солнца, а потом занять свою привычную орбиту. После появления воды, поверхность Земли значительно остыла. Планета стала вращаться медленнее. Помимо воды на Земле были расплавленные горные породы, которые со временем формировали вулканические острова. В будущем они соединятся, образовав первые континенты. Однако атмосфера до сих пор токсична.

Позже на Землю попали минералы, аминокислоты и простейшие белки. Есть вероятность того, что эти минералы попали на Землю также благодаря кометам. На сегодняшний день невозможно точно сказать как, но эти все химические вещества соединились и создали жизнь. Это были одноклеточные бактерии – самые ранние формы жизни на Земле. Гораздо позже благодаря их способности к фотосинтезу высвобождается газ под названием кислород. Под водой строматолиты наполняют океан кислородом. Спустя два миллиарда лет кислорода становится все больше, а день становится все длиннее.

Затем формируется континент «Родиния». Семьсот миллионов лет назад земная кора разрывается. Год за годом великий континент разделяется на два. На Земле существовало множество горных пород, обнажившихся при разделении континента. Всего за несколько тысяч лет температура Земли падает. А извержения вулканов происходят с тех пор, как мир начал замерзать, но они не влияли на лед. Газ, выпущенный вулканами, наполняет атмосферу и задерживает солнечное тепло вокруг планеты и лед растаял спустя пятнадцать миллионов лет. Серией химических реакций лед создал кислород. Атмосфера стала теплее.

Пятьсот сорок миллионов лет назад в океане произошла эволюция тех самых бактерий. Живые существа становятся крупнее, появляются черви и губки. Встречаясь с солнечной радиацией, кислород превращается в озон и озоновый слой поглощает радиацию. Не будь этого озонового слоя, жизнь на суше никогда бы не существовала. Более трехсот миллионов лет назад на Земле наблюдался бурный рост растительности, и появились первые четвероногие, которые постепенно заселили землю. Затем появляются рептилии. Растительные остатки скапливаются и разлагаются, превращаясь в плотные сырые слои. За сотни миллионов лет эти слои окажутся под горными породами и превратятся в угольные пласты. Весь уголь, который человечество использует в наши дни – это результат отмирания растений триста миллионов лет назад.

Двести пятьдесят миллионов лет назад происходит Пермское вымирание. Дно моря покрылось толстым слоем вулканического пепла. Причиной этому служит резкая перестройка океанических и атмосферных «конвейеров» течений и ветров и крайне резким переменам в работе экосистем во всех уголках Земли. Выжили лишь некоторые виды животных, а почти все виды животных были истреблены. Планета долго восстанавливается и появляется растительность. Появляется новый вид – динозавры. Они произошли от рептилий, которые пережили вымирание. Мир обретает привычные нам формы. Образуется океаны и новые континенты.

Шестьдесят миллионов лет назад астероид диаметром около десяти километров на скорости семьдесят тысяч километров в час падает на поверхность Земли с огромной силой. Разрывная волна проходит по всей Земле, и осколки астероида градом падают на Землю, образуя цунами. Дым и пепел преграждают дорогу солнечным лучам. Растения погибают, а животные голодают. Далее, млекопитающие, жившие под землей, и пережившие пожары и катастрофы, могут ходить по поверхности. Сорок семь миллионов лет тому назад появляются приматы.

Три четверти всего времени существования жизни на Земле она была представлена исключительно микроорганизмами, пока не произошёл качественный скачок эволюции, приведший к появлению высокоорганизованных организмов, включая человека. Проследим основные вехи в истории жизни на Земле.

Четыре миллиарда лет назад загадочным образом возникла РНК. Возможно, что она образовалась из появившихся на первобытной Земле более простых органических молекул. Полагают, что древние молекулы РНК имели функции носителей генетической информации и белков-катализаторов, они были способны к репликации (самоудвоению), мутировали и подвергались естественному отбору. В современных клетках РНК не имеют или не проявляют этих свойств, но играют очень важную роль посредника в передаче генетической информации с ДНК на рибосомы, в которых происходит синтез белков.

Три миллиарда девятьсот тысяч лет назад появились одноклеточные организмы, которые, вероятно, выглядели, как современные бактерии, и архебактерии. Как древние, так и современные прокариотные клетки устроены относительно просто: они не имеют оформленног ядра и специализированных органелл, в их желеподобной цитоплазме располагаются макромолекулы ДНК - носители генетической информации, и рибосомы, на которых происходит синтез белка, а энергия производится на цитоплазматической мембране, окружающей клетку.

Два миллиарда лет назад появились сложноорганизованные эукариотные клетки, когда одноклеточные организмы усложнили своё строение за счёт поглощения других прокариотных клеток. Одно из них - аэробные бактерии - превратились в митохондрии - энергетические станции кислородного дыхания. Другие - фотосинтетические бактерии - начали осуществлять фотосинтез внутри клетки-хозяина и стали хлоропластами в клетках водорослей и растений. Эукариотные клетки, имеющие эти органеллы и чётко обособленное ядро, включающее генетический материал, составляют все современные сложные формы жизни - от плесневых грибов до человека.

Один миллиард лет назад произошёл взрыв эволюции, обусловленный появлением полового размножения и ознаменовавшийся появлением высокоорганизованных форм жизни - растений и животных.

Заключение.

Возникновение жизни - это очень важный и объемный вопрос для всего человечества. Это один из наиболее трудных вопросов современного естествознания. Уже прошло много тысяч лет с того момента, как человечество в первые начало задаваться этим вопросом. На данный момент невозможно выделить какую – то определенную теорию возникновения жизни, однако фундаментальный антропный принцип дает возможность исключить из рассмотрения широкий круг представлений, исходящих из предположения о случайном характере этого процесса. Безусловно, в будущем наука обязательно будет продолжать исследования и либо опровергать, либо подтверждать вышеупомянутые гипотезы, однако на данный момент современная наука не имеет возможности однозначно утвердить одну из них.

Список литературы.

· Вернадский В. И. Живое вещество.

· Войткевич Г. В. Возникновение и развитие жизни на Земле.

· Опарин А. И. Возникновение жизни на Земле.

· Волькенштейн. «Молекулярная биология».

· Википедия- Происхождение жизни.

· Поннамперума С., Происхождение жизни.