Гипотеза А.И. Опарина

Наиболее существенная черта гипотезы А.И. Опарина – постепенное усложнение химической структуры и морфологического облика предшественников жизни на пути к живым организмам. Согласно этой теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

1. Возникновение органических веществ;

2. Возникновение белков;

3. Возникновение белковых тел.

Это г

оворит о том, что средой возникновения жизни могли быть прибрежные районы морей и океанов. Здесь, на стыке моря, суши и воздуха, создавались благоприятные условия для образования сложных органических соединений. В концентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот могут образовываться сгустки, подобные сгусткам желатина в водных растворах. Такие сгустки называют коацерватными каплями или коацерватами.

Коацерваты – это еще не живые существа. Они претерпели очень длительный отбор на устойчивые структуры. Устойчивость была достигнута вследствие создания ферментов, контролирующих синтез тех или иных соединений. Наиболее важным этапом в происхождении жизни было возникновение механизма воспроизведения себе подобных и наследования свойств предыдущих поколений. Это стало возможным благодаря образованию сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Так возникло главное свойство, характерное для жизни – способность к воспроизведению подобных себе молекул. Живые существа представляю собой так называемые открытые системы, то есть системы, в которых энергия поступает. Без поступления энергии жизнь существовать не может. По способам потребления энергии организмы делятся на две большие группы: автовторные и гетеротрофные.

С момента возникновения жизни геологическая и геохимическая история Земли неотделима от биологических процессов. Историю живых организмов на Земле изучают по сохранившимся в осадочных горных породах остаткам, отпечаткам и другим следам их жизнедеятельности. Эти занимается наука палеонтология. Для удобства изучения и описания вся история Земли разделена на отрезки времени. В геологической летописи эти отрезки времени соответствуют разным слоям осадочных пород с включенными в них ископаемыми останками. Чем глубже расположен слой осадочных пород, тем древнее находящиеся там ископаемые. Такое определение возраста находок является относительным. Названия этих отрезков времени греческого происхождения. Самые крупные такие подразделения – зоны, их две – криптозой (скрытая жизнь) и фенорозой (явная жизнь). Зоны делятся на эры. В криптозое две эры – архей (древнейший) и протерозой (первичная жизнь). Фенорозой включает в себя три эры палеозой (древняя жизнь), мезозой (средняя жизнь) и кайнозой (новая жизнь). В свою очередь, эры разделены на периоды, периоды иногда делят на более мелкие части. Для того чтобы выяснить, какие реальные промежутки времени соответствуют эрам и периодам, определяют содержание изотопов различных химических элементов в горных породах и остатках организмов.

Криптозой. По мнению ученых, планета Земля формировалась 4,5 – 7 млрд лет назад. Около 4 млрд. лет назад стала остывать и затвердела земная кора. На земле возникали условия, позволившие развиваться живым организмам.

Архей. Архей – самая древняя эра, начался более 3,5 млрд лет назад и продолжался около 1 млрд лет. В это время на Земле были уже довольно многочисленны цианобактнрии, окаменевшие продукты жизнедеятельности которых – стромаотлиты – найдены в значительных количествах. В Архее существовало своеобразная «прокариотическая биосфера». Цианобактериям обычно для жизнедеятельности нужен кислород. Кислорода в атмосфере еще не было, однако им, по-видимому, хватало кислорода, который выделялся при химических реакциях, протекавших в земной коре. Какие именно организмы являлись первыми фотосинтетиками? Самым ранним свидетельством существования фотосинтеза являются содержащие углерод материалы с таким соотношением изотопов, которое характерно именно для углерода, прошедшего через процесс фотосинтеза. Возникновение фотосинтеза имело огромное значение для дальнейшего развития жизни на Земле. Биосфера получила неиссякаемый источник энергии, а в атмосфере начал накапливаться кислород.

Протерозой. Протерозойская эра – самая длинная в истории Земли. Она продолжалась около 2 млрд. лет. Примерно через 600 млн. лет после начала протерозоя, около 2 млрд. лет назад, содержание кислорода достигло так называемой «точки Пастера» – около 1% от его содержания в атмосфере, современной нам. Медленное, но постоянное увеличение содержания кислорода в атмосфере способствовало совершенствованию клеточного дыхания. Накопление кислорода в атмосфере привело к формированию озонового экрана в стратосфере, что сделало принципиально возможной жизнь на суше, защитив её от смертоносного жесткого ультрафиолета. Прокариоты – бактерии и синезеленые жили, по-видимому, и на суше, в пленках воды между минеральными частицами в зонах частичного затопления вблизи водоемов. Результатом их жизнедеятельности стало образование почвы. Не менее важным событием было и возникновение эукариот. Когда оно произошло, неизвестно, так как зафиксировать его очень трудно. Исследования на молекулярном уровне дали основание некоторым ученым предположить, что эукариоты могут быть столь же древними как и прокариоты. Первые эукариоты были одноклеточными организмами. Важнейшим этапом в развитии жизни явилось возникновение многоклеточности. Это событие дало мощный толчок увеличению разнообразия живых организмов, их эволюции. Многоклеточность делает возможным специализацию клеток в пределах одного организма, возникновение тканей и органов, в том числе органов чувств, активное добывание пищи, передвижение.

Примерно 680 млн. лет назад, ознаменовался мощной вспышкой разнообразия многоклеточных организмов и появлением животных. Возникшая в конце протерозоя фауна получила название эдиакарской, где в середине ХХв. в слоях возрастом 650 – 700 млн. лет были обнаружены первые отпечатки животных. Эти находки послужили причиной выделения в протерозое особого периода, получившего название венд. Венд продолжался примерно 110 млн. лет. За это короткое по сравнению с предыдущими эпохами время возникло и достигло значительного разнообразия большое количество видов многоклеточных животных. Ученые предполагают, что в конце протерозоя наша планета претерпевала значительные потрясения. Была очень высокой гидротермальная активность, шло горообразование, оледенения сменялись потеплением климата. Кончался криптозой, зон «скрытой жизни», охватывающий более 85% всего времени существования жизни на Земле, начинался новый этап – фонерозой.

Палеозойская эра значительно короче предыдущих, она продолжалась около 340 млн. лет. К началу палеозоя у некоторых животных образовался внешний органический и минеральный скелет. Его остатки сохранились в осадочных породах.

Кембрий. Климат кембрия был умеренным, материки – низменными. Быстрым распространением представителей новых типов беспозвоночных животных, многие из которых имели известковый или фосфатный скелет. Ученые связывают это с появлением хищничества. Среди одноклеточных животных были многочисленны фораминиферы – представители простейших, имевших известковую или склеенную из песчинок раковину. Весьма разнообразны были губки. Наряду с сидячими придонными животными развиваются разнообразные подвижные организмы: двустворчатые, брюхоногие и головоногие моллюски, кольчатые черви, от которых в кембрии уже произошли членистоногие – трилобиты.

 Скачать реферат