Практическое занятие № 8
«Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни и человека»
Цель: знакомство с различными гипотезами происхождения жизни на Земле.
Ход работы.
- Прочитать текст «Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».
- Заполнить таблицу:
| Теории и гипотезы | Сущность теории или гипотезы | Доказательства |
«Многообразие теорий возникновения жизни на Земле»
Креационизм
Согласно этой теории жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом. Ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений.
Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все христиане признают, что Библия – это завет Господа людям, по вопросу одлине «дня», упоминавшегося в Книге Бытия, существуют разногласия.
Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за 6 дней по 24 часа. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для людей форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим Творцом.
Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь однажды и потому недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного исследования. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, а потому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни опровергнуть эту концепцию.
Теория стационарного состояния
Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды тоже существовали всегда.
Современные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля и виды существовали всегда. У каждого вида есть две возможности – либо изменение численности, либо вымирание.
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 – латимерию. По палеонтологическим данным, кистеперые вымерли около 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что, только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, да и то он может оказаться неверным. Внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте объясняется увеличением численности его популяции или перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.
Теория панспермии
Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной. Гипотеза была выдвинута Ю. Либихом и Г. Рихтером в середине XIX века.
Согласно гипотезе панспермии жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их споры («семена жизни»), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным. Возможно, что жизнь на Земле возникла из одной единственной колонии микроорганизмов, заброшенных из космоса.
Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.
Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф. Крик, Л. Оргел. Ф. Крик основывался на двух косвенных доказательствах:
- универсальности генетического кода;
- необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.
Но если жизнь возникла не на Земле, то как она возникла вне ее?
Физические гипотезы
В основе физических гипотез лежит признание коренных отличий живого вещества от неживого. Рассмотрим гипотезу происхождения жизни, выдвинутую в 30-е годы XX века В. И. Вернадским.
Взгляды на сущность жизни привели Вернадского к выводу, что она появилась на Земле в форме биосферы. Коренные, фундаментальные особенности живого вещества требуют для его возникновения не химических, а физических процессов. Это должна быть своеобразная катастрофа, потрясение самих основ мироздания.
В соответствии с распространенными в 30-х годах XX века гипотезами образования Луны в результате отрыва от Земли вещества, заполнявшего ранее Тихоокеанскую впадину, Вернадский предположил, что этот процесс мог вызвать то спиральное, вихревое движение земного вещества, которое больше не повторилось.
Вернадский происхождение жизни осмысливал в тех же масштабах и интервалах времени, что и возникновение самой Вселенной. При катастрофе условия внезапно меняются, и из протоматерии возникают живая и неживая материя.
Химические гипотезы
Эта группа гипотез основывается на химической спедифике жизни и связывает ее происхождение с историей Земли. Рассмотрим некоторые гипотезы этой группы.
У истоков истории химических гипотез стояли воззрения Э. Геккеля. Геккель считал, что сначала под действием химических и физических причин появились соединения углерода. Эти вещества представляли собой не растворы, а взвеси маленьких комочков. Первичные комочки были способны к накоплению разных веществ и росту, за которым следовало деление. Затем появилась безъядерная клетка – исходная форма для всех живых существ на Земле.
Определенным этапом в развитии химических гипотез абиогенеза стала концепция А. И. Опарина, выдвинутая им в 1922-1924 гг. XX века. Гипотеза Опарина представляет собой синтез дарвинизма с биохимией. По Опарину, наследственность стала следствием отбора. В гипотезе Опарина желаемое выдастся за действительное. Сначала нее особенности жизни сводятся к обмену веществ, а затем его моделирование объявляется решенном загадки возникновения жизни.
Гипотеза Дж. Берпапа предполагает, что абиогенно возникшие небольшие молекулы нуклеиновых кислот из нескольких нуклеотидов могли сразу же соединяться с теми аминокислотами, которые они кодируют. В этой гипотезе первичная живая система видится как биохимическая жизнь без организмов, осуществляющая самовоспроизведение и обмен веществ. Организмы же, по Дж. Берналу, появляются вторично, в ходе обособления отдельных участков такой биохимической жизни с помощью мембран.
В качестве последней химической гипотезы возникновения жизни на нашей планете рассмотрим гипотезу Г. В. Войткевича, выдвинутую в 1988 году. Согласно этой гипотезе, возникновение органических веществ переносится в космическое пространство. В специфических условиях космоса идет синтез органических веществ (многочисленные орпанические вещества найдены в метеоритах – углеводы, углеводороды, азотистые основания, аминокислоты, жирные кислоты и др.). Не исключено, что в космических просторах могли образоваться нуклеотиды и даже молекулы ДНК. Однако, по мнению Войткевича, химическая эволюция на большинстве планет Солнечной системы оказалась замороженной и продолжилась лишь на Земле, найдя там подходящие условия. При охлаждении и конденсации газовой туманности на первичной Земле оказался весь набор органических соединений. В этих условиях живое вещество появилось и конденсировалось вокруг возникших абиогенно молекул ДНК. Итак, по гипотезе Войткевича первоначально появилась жизнь биохимическая, а в ходе ее эволюции появились отдельные организмы.
Контрольные вопросы: Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?
Вывод:
Прак. раб № 4: «Анализ и оценка различных теорий происхождения жизни»
п/п
Название теории (гипотезы)
Сторонники теории
Суть теории
(ее основная идея)
«Плюсы» и «минусы» гипотезы
1.
Теория креационизма
Жорж Кювье
Формы органического мира (жизнь) человечество, планета Земля, а также мир в целом созданы Творцом - Богом
Гипотезу божественного происхождения жизни, можно принять только на веру, так как экспериментально ее проверить нельзя. Следовательно, она не может рассматриваться с научной точки зрения.
2.
Теория самозарождения жизни
Аристотель, Платон,
Франческо Реди, Антон ванн Левенгук, Ладзаро Спалланцани, Луи Пастер
Живые организмы зарождаются самопроизвольно, спонтанно источником самозарождения могут служить либо неорганические соединения, либо гниющие органические остатки. Жизнь зародилась сама собой благодаря «жизненной силе». Жизнь была всегда
Доказанность невозможности самопроизвольного зарождения жизни породила другую проблему. Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся первый живой организм?
3.
Теория вечности жизни (стационарного состояния)
В.И. Вернадский
Органические вещества возникли вне Земли, на Земле дали начало жизни.
Нет доказательств.
4.
Теория панспермии
1907 г. - С. Аррениус,
Г. Рихтер, Дж. Томсон,
Г. Гельмгольц, Ф. Крик.
Во Вселенной вечно существуют зародыши жизни. Жизнь занесена из космоса (например, споры микроорганизмов). Жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими телами например с метеоритами, под действием давления света или
космическими пришельцами.
Но на сегодняшней день подтверждения этой гипотезы нет.
5.
Теория биохимической эволюции
Середина Х1Х в.
А.И. Опарин Холдейна
Химическая эволюция.
Биологическая эволюция.
Абиогенез
-живое возникло из не живого.
Биогенез
-живое возникло из живого
Гипотеза Опарина-Холдейна завоевала много сторонников, так как получила экспериментальное подтверждение.
6.
Теория N (допишите ту гипотезу, о которой вы знаете, но она не представлена в таблице)
Вывод.
Существует 5 основных теорий возникновения жизни на Земле. Каждая из теорий имеет свои сильные и слабые стороны, и ни одна не дает точного ответа на вопрос о происхождении жизни. Наиболее убедительная теория биохимической эволюции Опарина - Холдейна. Но в этой теории есть и недостаток: не удалось решить проблему, как произошел качественный скачок от не живого к живому. Это задача будущих научных исследований.
Теория, которая могла бы стать «руководящей» и превратиться во всеобъемлющую теорию, пока еще нет.
Практическая работа № 5 АНАЛИЗ И ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ ГИПОТЕЗ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ И ЧЕЛОВЕКА
Цель работы: Ознакомиться и сравнить различные взгляды на происхождение жизни на Земле.
В настоящее время существует современное определение понятия жизнь.
Жизнь — это процесс существования сложных систем, состоящих из больших органических молекул и неорганических веществ и способных самовоспроизводиться, саморазвиваться и поддерживать свое существование в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой.