Види і методи екологічних досліджень | Природні ресурси та їх залучення в сферу інтересів суспільства | періоди природокористування | ГЛАВА 3. Екосистеми. Структура і властивості, закони та закономірності | космічні фактори | Земля, як теплова машина (кліматичний фактор) | Океанічні і морські простори. | геологічні чинники | Грунт - биокосное речовина | Вода і її кругообіг |

загрузка...
загрузка...
На головну

Початок життя та еволюція живої речовини

  1. A) квантової характер взаємодії фотона рентгенівського випромінювання з електроном речовини
  2. A) кількості речовини
  3. A) кількість теплоти, яка отримує або віддає одиниця маси речовини при зміні його температури на 1К
  4. A) Магнітна проникність речовини
  5. A) Молекули речовини в дипольною поле набувають електричний момент
  6. A) Частинки речовини поряд з корпускулярними мають і хвильові властивості
  7. Aox і a red - активності відповідно окисленої і відновленої форм речовини, що бере участь в полуреакции

Донаукові уявлення йдуть в далеке минуле, і пов'язані з ідеєю божественного (Креаціонізм - creatio "створення") початку всього сущого, час якого навіть намагалися обчислити. Так в 1650 році архієпископ Ашер з Ірландії обчислив, що Бог створив світ і людину о 9 годині ранку 23 жовтня 4004 до нашої ери. Як це відбувалося, розповідає біблія.

"На початку створив Бог небо і землю. А земля була пуста та порожня, і темрява була над безоднею, і Дух Божий ширяв над поверхнею води ..." (Бут.1; 1,2).

Там же висвітлений ідея про постійність і спадкові ознаки всіх живих організмів: "І сказав Бог: Нехай земля вродить траву розсіває насіння [по роду і по подобі її, і] дерево овочеве, що за родом своїм плід приносить, що в ньому насіння його на землі. І стало так. "(Бит.1.11) Ця ідея, але вже з урахуванням статевого розмноження, відображена в Притчі про Ноєвому Ковчезі.

Щось подібне затверджується і в різних сурах Корану. Ось зразки таких текстів:

"Воістину, Господь ваш - Аллах, який створив небеса і землю в шість днів, а потім утвердився на троні. Він закриває вночі день, який невпинно за нею рухається ... І сонце і місяць і зірки, підлеглі його влади. О так! йому належить і створення та влада. Благословен Аллах, Господь світів! " (7: 54/52).

"Аллах - той, хто спорудив небеса без опор, які ви б бачили, потім утвердився на троні і підпорядкував сонце і місяць: все тече до певної межі. Він керує (Своїм) справою, встановлює ясно знамення, - може бути ви упевнитеся у зустрічі з вашим Господом! (13: 2)

Він - той, хто розтягнув землю і влаштував на ній міцно стоять (гори) і річки і з будь-яких плодів влаштував там пари по двоє. Він закриває вночі день. Воістину, в цьому - знамення для людей, які думають (13: 3).

Теорія спонтанного зародження життя, як альтернатива креаціонізму сходить до стародавнього Вавилону, Єгипту, Криту, Греції. Згідно поглядам натурфілософів того часу деякі частинки речовини, з тих, що утворюють весь всесвіт, містять якесь "активний початок" яке за певних умов може створити живий організм. Аристотель вважав, що активне начало є в заплідненої яйце, сонячному світлі, гниючому м'ясі. У Демокріта початок життя було в мулі, у Фалеса - у воді, у Анаксагора - в повітрі.

Науковий пошук зародження життя. Якщо відволіктися від Божественного Начала, загадка зародження життя до кінця ще не розгадана. Біологічні факти свідчать, що нині живе виникає тільки від живого. В. І. Вернадський (рис.1.3), посилаючись на італійського біолога Франческо Реді, постулював в 1688 році, що все живе може відбуватися тільки від живого, однозначно вказує, що:

· Ніколи не спостерігалося в умовах Землі зародження живого від мертвого (зверніть увагу на точність викладу думки. Чи не категоричне "не може бути", як зараз нерідко з додаванням, "тому що не може бути ніколи", а саме ніколи не спостерігалося що не виключає , в принципі, ймовірність такого ходу події).

· В геологічній історії немає епох відсутності життя.

· Сучасна жива речовина генетично родинно всім минулим організмам.

 І хоча в найдавніших архейських гірських породах вже є ознаки життя, немає свідоцтв її одномоментного зародження.

Але в історії формування Землі був період, який не знайшов відображення в геологічному літописі, званий В. І. Вернадським азойним періодом. Період, що відноситься до космічної історії Землі, як частини Сонячної Системи. Відносно цього часу В. І. Вернадський вказує на такі можливості: "Не знаючи науково цього минулого, ми не можемо науково вирішити питання про генезис в ньому життя, якщо він стався в космічні періоди історії Землі. Іншого часу для цього немає, бо в геологічні часи зародження життя не було ". І далі, "Визнаючи біогенез, згідно науковому спостереженню, за єдину форму зародження живого, неминуче доводиться допустити, що початку життя в тому космосі, який ми спостерігаємо, не було, оскільки не було початку цього космосу. Життя вічне постільки, оскільки вічний космос, і передавалася завжди біогенезом. Те, що вірно для десятків і сотень мільйонів років, що минули від архейської ери до наших днів, вірно і для всього незліченного ходу часу космічних періодів історії Землі. вірно і для всього Всесвіту. " Значить "... Залишаються три можливості:

· Життя створилася на Землі при космічних стадіях її історії в умовах, що не повторюються в пізніші геологічні епохи;

· Життя було на Землі і в космічні епохи її колишнього, вона одвічна;

· Життя, одвічна у всесвіті, з'явилася нової на Землі, її зародки приносилися в неї ззовні постійно, але зміцнилися на Землі лише тоді, коли на Землі виявилися сприятливі для цього можливості ". Цей механізм привнесення життя на землю відомий як ідея панспермії.

Інша точка зору, висунута і розроблена, зокрема, академіком А. І. Опаріним вам відома з шкільного курсу біології. Вона полягає в тому, що первинно жива речовина все-таки виникло з неживого в особливо сприятливих для цього умовах дна мілководних теплих морів катархея, води яких були багаті складними органічними речовинами неорганічного походження. Там і могло початися утворення подвійних сахарофосфатнимі спіральних ниток високополімерних нуклеїнових кислот з закріпленими на них підставами, службовцями "кодами" для подальшого синтезу білків. Ці нитки, при деяких зовнішніх умовах могли розгортатися в одинарні спіралі і синтезувати на кожній з них відсутню другу спіраль, тобто породжувати пару собі подібних, передаючи їм інформацію, закладену в підставах. Подібні полімери, що забезпечують досить тривале збереження і відтворення вже можна розглядати як первинні організмів. Їх розвиток, в свою чергу, виключило умова подальшого самозародження життя. Енергетичними джерелами подібного процесу могли служити грозові розряди, енергія діючих вулканів або, можливо - ультрафіолетового випромінювання яке не стримується озоновим екраном.

Подібні умови і ефекти, що нагадують перетворення природних неорганічних хімічних сполук в органічні, були виявлені в гарячих газах курильського вулкана Алаід, в гідротермальних розчинах джерел Камчатки і Курильських островів, змодельовані в лабораторних умовах. Складні органічні речовини, аж до амінокислот, і синьо-зелених водрослей виявлені в ряді кам'яних метеоритів, зокрема, так званих вуглистих хондрити.

Найбільш древні залишки життєдіяльності організмів, виявлені в Трансваалі в породах, вік яких визначається 3,1-3,4 млрд. Років (нагадаємо. Що вік планети Земля становить близько 4,5 млрд. Років.) Являють собою мікроскопічні ізольовані палички. довжиною 0,45-0,7 мк і діаметрів 0,18-0,32 мк, що мають двошарові оболонки товщиною 0,015 мк. Там же виявлені нітеподобние освіти, а також численні кулясті, дископодібні і багатокутні оболонки мікроскопічних водоростей. Палеонтологічні дані дозволяють, однак, вважати, що при будь-яких причинах освіти життя, її подальший розвиток полягає в безперервній зміні, еволюціонування живих організмів. Відповідно до теорії еволюції сучасні організми виникли від давніших форм життя, успадкувавши від них ряд ознак і зазнали різні модифікації.

Генетичні основи еволюції. Будь-який організм містить в собі інформаційний запас розвитку, який визначається містяться в ньому генетичним матеріалом, успадкованим від організмів попереднього покоління. Одиницями такого генетичного матеріалу (і інформації) є гени. Однак гени можуть нести не тільки схожі риси, але і відмінності, викликані спадковими зміною генетичного матеріалу, званим мутаціями. Мутації можуть, в свою чергу, викликатися помилками при копіюванні генетичного матеріалу, виникати в результаті хімічного впливу або випромінювання. Вони випадкові, вельми рідкісні (лише у декількох особин одна на 100 000) і в більшості випадків несприятливі для свого носія.

Крім мутаційної, мінливість також виникає в результаті змішування генів при статевому розмноженні, тому що кожен нащадок отримує половину генів від кожного з батьків. Загальна сума всіх генів, наявних у даної популяції становить її генофонд.

Можна оцінити, скільки разів зустрічається той чи інший ген в даній популяції і визначити частоту його народження, наприклад в першому і другому поколінні. Різниця покаже нам зміни в генетичному фонді, тобто еволюцію, яка відбувається в популяції. Під популяцією в екології розуміється сукупність організмів одного виду, в тій чи іншій мірі ізольована від інших таких же сукупностей, здатна тривалий час існувати на єдиній території, самовідтворюватися і змінюватися внаслідок переважного розмноження тих чи інших груп входять до її складу особин. Таким чином, еволюція популяції є зміна частоти народження одного або декількох генів в даній популяції, від покоління до покоління. Еволюціонує компонента тобто компонента, що змінюється в часі, визначає популяцію, а не окремий, що входить в неї організм. Однак, накопичення змін частоти деяких генів в генофонді протягом багатьох поколінь може привести до різких змін і в популяції.

 Знахідки організмів, нині не існують на Землі, переконували в тому, що в різний час Землю заселяли різні їх види. Геолог Чарльз Лейаль (рис.1.4) опублікував в 1830 р перший том "Підстави геології", в якому доводив поступовість геологічного розвитку Землі.

 У 1809 р Жан Батист де Ламарк (рис.1.5) висунув ідею, що організми протягом всього свого життя можуть набувати ознак, що підвищують їх пристосованість до середовища проживання, ці ознаки вони можуть передавати своїм нащадкам. Суть цієї теорії, що отримала назву ламаркізм, найчастіше ілюструють Примор'я з шиєю жирафи. Так як жирафам постійно доводилося витягати шию, щоб дотягтися до листя на деревах, міркував Ламарк, то їх шиї витягувалися і вони передавали таку подовжену шию своїм нащадкам.

Однак незабаром з'явилася революційна теорія еволюції шляхом природного відбору висунута Чарльзом Дарвіном (рис.1.6) і Альфредом Расселом Уоллесом (рис.1.7).

 Примітно, що за кілька днів до того, як Ч. Дарвін готувався передати свою доповідь в видавництво, Альфред Рассел Уоллес надіслав йому свій нарис, присвячений питанням еволюції. Тим часом ідеї, що відносяться до еволюції, були практично ідентичні і Лейаль наполіг на тому, щоб той і інший матеріали були опубліковані спільно. Відповідно в 1858 році ними і була висунута теорія еволюції на засіданні лондонського Лінєєвського суспільства. А в 1858 році була опублікована монографія Ч. Дарвіна "Походження видів" в якій була описана еволюція на основі механізму природного відбору. Книга була ілюстрована численними прикладами і викликала безліч суперечок, бо суперечила біблійним положенням про походження видів і стверджувала, що еволюція може відбуватися і без втручання людини або божественного начала.

Як класичний приклад природного відбору і перетворення виду, що відбувається на популяційному рівні, було розглянуто зміна кольору метелика березового п'ядуна на півночі Англії в результаті розвитку там промислового виробництва. Біологи звернули увагу на те, що метелики сірого кольору за останні 100 років стали порівняно рідкісні і були заміщені метеликами чорного кольору (рис.1.8). Особливо помітно це було поблизу великих промислових міст. Причина такого зсуву кольору була імовірно пов'язана із загибеллю світло-сірих лишайників і почорнінням стовбурів дерев від кіптяви, що утворюється при спалюванні вугілля. Білі метелики були краще видно на темних стовбурах дерев і в першу чергу ставали жертвами птахів.

 Був проведений класичний експеримент - вирощено в лабораторії і позначено велика кількість чорних і світлих метеликів, які були випущені на волю в забрудненій і незабрудненій місцевості. Відсоток виловлених чорних метеликів був удвічі вище в забрудненій місцевості, ніж незабрудненій. З іншого боку, в незабрудненій місцевості птаха виловили на очах у спостерігачів чорних метеликів удвічі більше, ніж світлих. Отже, в забрудненій місцевості птахи поїдають більший відсоток метеликів, що містять ген світлого забарвлення і більший шанс вижити до статевої зрілості і залишити потомство належить метеликам, що несе ген сірого забарвлення.

Треба зауважити, що саме лишайники, які отримують матеріал для побудови своїх тканин безпосередньо з повітря, при його забрудненні гинуть в першу чергу. В цьому відношенні лишайники є прекрасними індикаторами стану повітряного середовища в багаторічному розрізі.

Випадковість в генетичному відборі може мати часом вирішальне значення. Випадкові мутації, що можуть виникати в результаті генетичної помилки або завдяки якому те односпрямованому впливу, наприклад фізичній або хімічним на генетичний апарат окремих особин можуть привести до стійкого їх зміни.

Модель поступової еволюції не вкладається в існуючі палеонтологічні матеріали, зокрема схожість багатьох дуже древніх організмів з сучасними. Здавалося б, вони, ці організми, повинні були б змінитися більш істотно. І навпаки, буквально за кілька тисяч років з'являлися нові види. На цій підставі була розроблена модель переривчастої еволюції, поєднувала в собі можливість повільного еволюційного розвитку з революційним вибуховим.



Ознаки та умови існування життя | Основні екологічні проблеми
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати