РАБОТУ СДАТЬ В СРЕДУ К 12:00
Практическое занятие
Тема: Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни.
Цель: знакомство с различными гипотезами происхождения жизни на Земле.
Обучающийся должен:
уметь: работать в команде и дополнительными источниками информации.
знать: знать основные гипотезы происхождения жизни.
Критерии оценки:
Оценка "5" ставится, если:
• тщательно спланирован труд и рационально организовано рабочее место; полностью соблюдались правила техники безопасности;
• правильно выполнялись приемы труда; самостоятельно и творчески выполнялась работа;
• задание выполнено в установленный срок и раньше;
• изделие изготовлено с учетом установленных требований.
Оценка "4 " ставится, если:
• допущены незначительные недостатки в планировании труда и организации рабочего места; полностью соблюдались правила техники безопасности;
• в основном правильно выполнялись приемы труда; самостоятельно выполнялась работа;
• норма времени выполнена или превышена на 10-15%;
• изделие изготовлено с незначительными отклонениями.
Оценка "3" ставится, если:
• имели место недостатки в планировании труда и организации рабочего места; не полностью соблюдались правила техники безопасности;
• отдельные приемы труда выполнялись неправильно; самостоятельность в работе была низкой;
• норма времени превышена на 15-20%;
• изделие изготовлено с нарушением отдельных требований.
Оценка "2" ставится, если:
• имели место существенные недостатки в планировании труда и организации рабочего места; не соблюдались многие правила техники безопасности;
• неправильно выполнялись многие приемы труда; самостоятельность в работе почти отсутствовала;
• норма времени превышена на 20-30%;
• изделие изготовлено со значительными нарушениями требований.
Ход работы.
Прочитать текст «Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».
2. Заполнить таблицу:
| Теории и гипотезы | Сущность теории или гипотезы | Доказательства |
Ответить на вопрос: Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?
«Многообразие теорий возникновения жизни на Земле» (дополнительный текст к учебнику)
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 о длине «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 прото материи возникают живая и неживая материя.
Химические гипотезы.
Эта группа гипотез основывается на химической специфике 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 органические 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.
Выводы
Контрольные вопросы: (поможет просмотр фильма на моей странице «Земля – биография планеты»)
1. Чем характеризуются звездная и планетарная стадии истории Земли?
2. Какие химические элементы, а затем их соединения были в первичной атмосфере?
3. Что послужило причиной образования первичного океана?
4. Какие соединения могли быть растворены в водах первичного океана?
5. Когда началась геологическая история Земли и какая эра была первой?
6. В чем сущность I этапа зарождения жизни?
7. Какие органические вещества первыми возникли в водах океана?
8. В чем заключается II этап зарождения жизни на Земле?
9. Почему соединение нуклеиновых кислот с коацерватными каплями считается важнейшим этапом возникновения жизни?
10. Как питался и как дышал первый живой организм — пробионт?
11. Какие изменения под действием естественного отбора претерпевали пробионты?
12. Какую роль в эволюции органического мира сыграло появление фотосинтезирующих организмов?
13. На какие два направления развития подразделяют ядерные организмы (эукариоты)?
14. Кто из советских ученых создал рассмотренную теорию возникновения жизни на Земле?
15. Почему невозможно самозарождение жизни, т. е. возникновение ее из неорганической материи в современных условиях?