Тема: Происхождение жизни на Земле. Новые теории

Круг обсуждаемых вопросов:

1. Происхождение жизни на Земле – одна из проблем биологии.

2. История развития представлений о зарождении жизни.

3. Гипотезы происхождения жизни на Земле.

Задание 1. Подготовиться к обсуждению по вопросам:

1) Современная естественнонаучная картина мира.

2) История развития представлений о зарождении жизни.

3) Вселенная и жизнь.

4) Гипотезы происхождения жизни на Земле и других планетах.

Происхождение жизни на Земле –одна из проблем биологии

Происхождение жизни - одна из методологически важных проблем биологии, которую не снимает ни маловероятное предположение о занесении жизни на Землю из других миров (см. Биогенез, Панспермия), ни теории о постоянном возникновении жизни на нашей планете во все периоды её истории (см. Абиогенез). Научный подход здесь состоит в том, чтобы выяснить, в каких условиях зарождалась жизнь на Земле (это произошло несколько млрд. лет назад), и попытаться моделировать процессы, которые при этом могли происходить, реконструируя экспериментально последовательные этапы возникновения жизни. Так, на основании данных о физическом и химическом состоянии атмосферы и поверхности Земли в ту эпоху получены теоретические и экспериментальные доказательства возможности синтеза простейших углеводородов и более сложных органических соединений - аминокислот и мононуклеотидов, что подтверждает принципиальную вероятность их полимеризации в короткие цепочки - пептиды и олигонуклеотиды.

Однако следующий этап происхождения жизни пока не изучен. Существенным для теории было применение понятия естественного отбора к органическим структурам, находящимся на грани живого и неживого. Естественный отбор может играть конструктивную роль в эволюции только в применении к саморазмножающимся структурам, способным хранить и многократно воспроизводить содержащуюся в них информацию.

Этим требованиям удовлетворяют только нуклеиновые кислоты (преимущественно ДНК), самокопирование которых может происходить лишь при соблюдении ряда условий (наличие мононуклеотидов, подвод энергии и присутствие ферментов, которые осуществляют полимеризацию - комплементарно к существующему полинуклеотиду, повторяя тем самым содержащуюся в нём информацию). Самокопирование других химических соединений и в иных, более простых условиях пока неизвестно. Основная трудность теории, т.о., состоит в том, что для удвоения нуклеиновых кислот нужны ферментные белки, а для создания белков нужны нуклеиновые кислоты. Это напоминает извечную философскую проблему: «что первично – дух или материя? курица или яйцо?».

После появления первичной саморазмножающейся системы её дальнейшую эволюцию представить уже менее сложно - тут начинают действовать уже открытые Дарвином принципы, которые определяют эволюцию более сложных организмов. Поскольку неизвестен механизм возникновения жизни на Земле, трудно оценить вероятность возникновения жизни во внеземных условиях. Исходя из астрономических данных о множественности планетных систем во Вселенной и из достаточно высокой вероятности возникновения условий, совместимых с жизнью, многие учёные допускают множественное возникновение жизни. Однако существует и иная точка зрения, что земная жизнь чрезвычайно редкое, практически уникальное явление в обозримом участке окружающей нас части Галактики (см. Астробиология, Экзобиология).

 

История развития представлений о зарождении жизни

Необходимые для обсуждения значимые исторические этапы:

· Стихийно-материалистическое мировоззрение Фалеса (8-6 в до н.э.).

· Необходимость возникновения растений и животных по Демокриту.

· Самозарождение жизни (на примере личинок мух в гниющем мясе) и понятие о «жизненной силе» (энтелехии) Аристотеля.

· Уильям Гарвей: «всякое животное из яйца».

· Принцип Реди: «Живое от живого». Развитие эксперимента с гниющим мясом.

· Луи Пастер: гниение и разложение – результат действия микроорганизмов. Окончание эксперимента с гниющим мясом.

· Опарин и Холдейн: живое из неживого в результате биохимической эволюции.

· Стенли Миллер: доказательства принципиальной возможности неорганического пути образования биогенных органических соединений.

· Современные представления: не случайность, а закономерность возникновения жизни (квантовая теория).

 

Гипотезы происхождения жизни на Земле

Гипотезы, выносимые на обсуждение:

· Креационизм.

· Гипотеза стационарного состояния (панспермия).

· Гипотеза самозарождения живого из неживого и биохимической эволюции.

· Новые теории (например: ферменты – носители жизни).

 

Необходимо обсудить, что все теории, несмотря на приводимые доказательства, умозрительны, т.к. доказательства – не прямые, а косвенные.  

Особенно остановиться на:

1. противоречиях в гипотезе самозарождения живого из неживого и биохимической эволюции,  

2. актуальности креационизма по причине биосоциальной природы человека и слиянии наблюдения и веры, эксперимента и веры.

 

При изложении гипотезы самозарождения живого из неживого и биохимической эволюции особенно остановиться на условиях, благоприятствующих зарождению жизни на Земле.

 

Условия зарождения жизни на Земле

1. Первоначальное отсутствие жизни до момента ее возникновения.

2. Единая химическая основа.

3. Определенная масса планеты.

4. Наличие в атмосфере восстановителей.

5. Наличие воды.

6. Совокупность определенных физических факторов.

 

Задание 2. Обсудить необходимость и достаточность совокупности условий в форме ролевой игры: докладчик – оппоненты.

 

Задание 3. используя ресурсы Интернет, найдите новую теорию происхождения жизни на Земле, кратко изложите ее в тетради для практических работ и докажите, что она не является вариантом трех основных теорий.

 

ЗАНЯТИЕ 6.

 

 ТЕМа: Циклические изменения деятельности клеток, органов, систем, организма (биоритмы). Отрицательная энтропия живых объектов. Теория информационного воздействия

Круг обсуждаемых вопросов:

1. Биоритмы и внешние ритмы, влияющие на биоритмы.

2. Обсуждение теории «трёх ритмов».

3. Отрицательная энтропия живых объектов.

4. Зависимость живого от непрерывных потоков информации.