Глава ХІІ. Виникнення життя на Землі Тема: Розвиток уявлень про виникнення життя Сформувати знання про основні гіпотези виникнення життя на Землі. Сформувати знання про 1 і 2 етапах біохімічної еволюції. Піменов А.В. 900igr.net
І Земля і життя створені Вищим Розумом. Мікроорганізми занесені з космосу разом з метеоритами, а далі - еволюція. Гіпотези абиогенеза Життя виникала неодноразово в результаті самозародження. Живі організми з'явилися на Землі 3,5 млрд. Років тому в результаті біохімічної еволюції. Гіпотези біогенезу: Основні гіпотези походження життя на Землі Все різноманіття гіпотез про походження життя можна звести до двох взаємовиключних точок зору - живе може утворитися від неживого і живе - тільки від живого.
Теорії абиогенеза протрималися багато століть. На початку ХIII століття люди, наприклад, вірили в те що плодів деяких дерев з'являються ягнята. Вважалося, що є дерева, з плодів яких, що впали на землю, утворюються птиці, з упалих у воду - риби. Гіпотези абиогенеза: самозародження
Бельгійський лікар Ван Гельмонт пропонував наступні рецепти: 1. Для зародження мишей: «Поклади в горщик зерна, заткни його брудною сорочкою і чекай. Що станеться? Через 21 день з'являться миші: вони зародяться з випарів злежалого зерна і брудної сорочки. »Гіпотези абиогенеза: самозародження
Теофраст Парацельс, швейцарський лікар: «Візьми відому людську рідину (сечу), залиш гнити її спершу запечатаній в гарбузі, потім в кінському шлунку сорок днів, поки не почне жити, рухатися і порпатися, що легко помітити. Те, що вийшло, ще не схоже на людину, воно прозоро і без тіла. Але якщо потім щодня, в таємниці і обережно, з розсудливістю, живити його людською кров'ю і зберігати в продовженні сорока тижнів в постійному і рівномірному теплоті кінського шлунка, то станеться справжній живий дитина, що має всі члени, як дитя, що народилося від жінки, але тільки вельми маленького зросту ». Гіпотези абиогенеза: самозародження
Перший удар по теорії абиогенеза: Франческо Реді 1668 рік. Реді взяв чотири глечики з широким горлом, помістив в один з них мертву змію, в іншій - трохи риби, в третій - вугрів, в четвертий - шматок телятини, щільно закрив. Потім помістив те ж саме в чотири інших горщика, залишивши їх відкритими. Гіпотези абиогенеза: самозародження
Незабаром м'ясо і риба у відкритих посудинах зачервівелі, і можна було бачити, як мухи вільно залітають в судини і вилітають з них. У закритих же горщиках не виявилося жодного черв'яка, хоча минуло багато днів, після того як було розпочато досвід Реді: «Мухи не народяться з гниючого м'яса. Черви не заводяться самі собою в гниючому м'ясі. Вони виводяться з яєчок, відкладених туди мухами. »Це був блискучий експеримент. Реді довів неможливість самозародження мух. Його дані підтверджували думку про те, що «життя може виникнути тільки з попереднього життя». Гіпотези абиогенеза: самозародження Франческо Реді
У XVII столітті Левенгук відкрив людям двері в мікросвіт. Виявилося, що вони всюди - ці мікроорганізми: у воді, гної, в повітрі і пилу, в землі і ринвах, в гниючих відходах тваринного і рослинного походження. Звідки вони взялися? - Вони відбулися з неживого, вони самозароділісь - стверджували прихильники абиогенеза. Гіпотези абиогенеза: самозародження
Але з ним не погодився італійський абат, знаменитий учений, математик і натураліст Лаццаро Спалланцани. «Варто тільки запаяти пляшечки і прокип'ятити настій протягом години - й там не з'явиться жодного мікроба, скільки б часу настій ні простояв.» Гіпотези біогенезу: Гіпотези абиогенеза Бюффон: Мікроби зароджуються з настоянок і підлив! І у мікробів повинні бути батьки!
Луї Пастер змінив горлечко в колбі - воно витягнуто в довгу трубочку і зігнуто, як шия у лебедя. Пар під час кипіння вільно виходив через довгий вузький кінець колби. Після того як колба остигала, поживні розчини залишалися прозорими. Гіпотези абиогенеза: самозародження
Отже, живе може з'явитися тільки від живого, перемогла теорія біогенезу. Але як тоді з'явилося життя на Землі, якщо Земля пройшла стадію розпеченого тіла? Креаціоністи (від латинського creatio - створення), послідовники релігійних учень стверджують, що життя створена Вищим Розумом. Гіпотези абиогенеза: самозародження
Цікава гіпотеза панспермії: мікроорганізми занесені з космосу разом з метеоритами, а далі - еволюція. Але як же все-таки виникло життя? Гіпотези біогенезу: гіпотеза панспермії
Відповідно до теорії Великого вибуху, наш Всесвіт утворився з однієї точки близько 15 млрд. Років тому. Відповідно до гіпотези біохімічної еволюції Опаріна - Холдейна життя з'явилася на Землі. Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Етапи виникнення життя на Землі: Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Етапи виникнення життя на Землі: Перший етап Освіта органічних речовин з неорганічних. Атмосфера і океан насичуються альдегидами, спиртами, амінокислотами. Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Стенлі Міллер і Сідні Фокс сконструювали апарат, в якому містилися гази первинної атмосфери. Через цю суміш вони пропускали електричні розряди. Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Так абіогенним шляхом були отримані амінокислоти, інші вчені отримали набір всіх мономерів, потрібних для синтезу біополімерів. Це було на першому етапі виникнення життя на Землі. Потім, на другому етапі, з простих органічних сполук у водах первинного океану формувалися біополімери - білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти, які мимовільно об'єднувалися в коацервати краплі. Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Етапи виникнення життя на Землі: Другий етап Освіта з простих органічних сполук у водах первинного океану - білків, жирів. вуглеводів, нуклеїнових кислот. Формування коацерватов, що діють як відкриті системи. Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Етапи виникнення життя на Землі: Третій етап Поява матричного синтезу в коацерватах, поява самовідтворення на основі матричного синтезу, спочатку самовідтворення РНК, потім ДНК. Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
На третьому етапі з'являється матричний синтез, самовідтворення нуклеїнових кислот в коацерватах. Матричний синтез починався з РНК. Для неї доведена можливість самокопірованія і каталітична активність. Більш стійкі Коацервати з такими РНК і дали пробіонтов. Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Еволюція на рівні молекул РНК в коацерватах йшла мільйони років. Так виник стародавній світ РНК. Мутації і рекомбінації в популяціях РНК створювали все більшу різноманітність цього світу. Паралельно йде еволюція зв'язків між РНК і синтезом поліпептидів, що забезпечують їх більш надійне існування. На наступному етапі виникає ДНК, їх двуцепочечной будова забезпечує стійкість і точну реплікацію (подвоєння). Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Перші фотосинтетики - зелені і пурпурні бактерії мали фотосистему-1, яка в якості донора електронів і використовувала Н2S. При фотосинтезі виділялася сірка. Пізніше, у ціанобактерій вперше з'являється ФС-2, здатна відбирати електрони у Н2О - атмосфера стала насичуватися киснем, що призвело до появи дихання. За типом харчування перші організми були доядернимі анаеробними гетеротрофів - харчувалися готовими органічними речовинами. Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Гіпотези абиогенеза: гіпотеза біохімічної еволюції
Чи можливе виникнення життя на Землі в даний час? Відповідь аргументуйте.
Підіб'ємо підсумки: Які гази входили до складу первинної атмосфери Землі? Метан, аміак, водень, пари води. Що сталося на первометапе виникнення життя на Землі відповідно до гіпотези А.И.Опарина? Освіта органічних мономерів - моносахаридів, амінокислот, нуклеотидів. Що сталося на другому етапі виникнення життя на Землі відповідно до гіпотези А.И.Опарина? Освіта органічних біополімерів - білків, нуклеїнових кислот, складних вуглеводів. Що сталося на третьому етапі виникнення життя на Землі відповідно до гіпотези А.И.Опарина? Поява самовідтворюються молекул - РНК, які володіли каталітичні властивості. Ким були перші пробіонти за типом харчування? Гетеротрофних анаеробами. Які організми з'явилися першими: синьо-зелені або бактерії-окислювачі? Ціанобактерії, вони утворили кисень, який почали використовувати бактерії-окислювачі.
Підіб'ємо підсумки: Які гіпотези походження еукаріотичної клітини Вам відомі? Гіпотеза симбиогенеза - деякі органели були самостійними організмами, але в результаті спільного життя втратили самостійність і стали органоидами. Або відбувалося впячивание або випинання мембрани клітини і утворення органоїдів. Які органели вважаються ендосімбіонтамі еукаріотичної клітини? Від яких організмів вони відбулися? Мітохондрії походять від бактерій-окислювачів, хлоропласти - від ціанобактерій. Чим закінчується хімічна еволюція? Освітою низькомолекулярних органічних сполук. Що відбувається на етапі предбиологической еволюції? Освіта пробіонтов, з'являються самовідтворюються молекули РНК.
Що зображено на малюнку? повторення: