биогенез — БИОГЕНЕЗ — одна из теорий происхождения жизни на Земле, согласно которой зародыши живых существ были занесены в состоянии анабиоза с более древних небесных тел.
Презентация, доклад Представления о возникновении жизни на Земле
Теория биогенеза предлагает происхождение жизни, начиная с уже существующих живых существ. абиогенез и биогенез сборник картинок | Узнайте больше о значении абиогенеза и разнице между абиогенезом и биогенезом. В 1870 году Хаксли, как новый президент Британской ассоциации развития науки, выступил с речью, озаглавленной «Биогенез и абиогенез». После своего возникновения Земля представляла знойную и горячую сферу без жизни. Спустя же 4,5 миллиарда лет фауна и флора оказались представлены многочисленными формами ныне живущих организмов.
Теория биогенеза и абиогенеза презентация
Механизм воспроизведения вирусных частиц проще, но они не способны к самостоятельному самокопированию: вирусы размножаются только в живых клетках. Приблизительная оценка времени, необходимого для случайного образования сложно устроенной первой клетки из смеси органических веществ, превосходит время существования Земли, а по некоторым оценкам — даже возраст Вселенной. Проблема хиральной чистоты Все известные в настоящее время живые организмы содержат только определённые оптические изомеры аминокислот и сахаров: L-аминокислоты и D-сахара. Противоположные изомеры встречаются в клетках крайне редко, например в клеточной стенке бактерий.
Это свойство живых систем называется хиральной чистотой. Она поддерживается за счёт пространственного соответствия молекул ферментов биологических катализаторов химических реакций только одному из оптических изомеров. В неживых системах большинство химических реакций протекает с участием изомеров обеих форм с равной вероятностью.
Проблема отсутствия восстановителя в первичной атмосфере По данным современной науки, концентрации водорода и угарного газа в атмосфере древней Земли были незначительными. Изучение газов, заключённых в пузырьках древнейших магматических пород, позволило уточнить состав древней атмосферы. Экспериментально показано также, что такой состав газовой смеси приводит к малой эффективности процесса синтеза органических веществ из-за отсутствия восстановителей.
Свернуть Узнать больше: гипотеза РНК-мира 9—11 кл. РНК-мир, по мнению современных учёных, мог быть первым этапом возникновения жизни на Земле. РНК — единственные известные молекулы, способные выполнять функцию хранения генетической информации и катализа химических реакций.
Возможно, из ассоциаций молекул РНК возникли первые самовоспроизводящиеся системы, а затем первые клетки — ДНК-РНК-белковые системы, обособленные мембранными оболочками от внешней среды. Эта гипотеза находит всё больше подтверждений в настоящее время. Ещё в 1982 г.
Затем были искусственно получены самовоспроизводящиеся РНК, то есть молекулы, способные катализировать синтез своих копий. Подобный процесс наблюдается в современных клетках: при биосинтезе белка на рибосомах каталитическая роль принадлежит рибосомной РНК. РНК участвует в критически важных процессах жизнедеятельности современных клеток.
Основной носитель энергии в клетках — это АТФ рибонуклеотид. Биосинтез белка осуществляется с помощью различных видов РНК. Многие вирусы хранят свой генетический материал в виде РНК.
Все эти факты говорят в пользу того, что именно РНК выполняла все биологически значимые функции в первых живых системах, а уже затем часть функций перешла к ДНК хранение наследственной информации и белкам катализ, структурные функции. Это предположение называется гипотезой РНК-мира и пользуется поддержкой среди современных учёных. Свернуть Существует несколько гипотез возникновения жизни на Земле.
Концепция креационизма: многообразие современных форм органического мира является результатом сотворения их Богом. Гипотеза самозарождения жизни: в далёком прошлом жизнь возникла абиогенным путём — так же, как некоторые живые организмы возникают из неживой материи в настоящее время. Опровергнута результатами опытов Ф.
Реди, Л. Спалланцани, Л. Гипотеза стационарного состояния: Земля и жизнь на ней никогда не возникали, они существуют вечно.
Опровергнута палеонтологическими находками. Гипотеза панспермии: жизнь занесена на Землю из космоса. Не имеет прямых доказательств.
Гипотеза биохимической эволюции Опарина — Холдейна гипотеза абиогенеза : в далёком прошлом жизнь возникла абиогенным путём и эволюционировала от простых форм к сложным; в настоящее время процесс возникновения жизни невозможен. Имеет экспериментальные доказательства: результаты опытов Миллера — Юри, палеонтологические данные. Этапы химической и начала биологической эволюции 9—11 кл.
Абиогенный синтез простых органических соединений. Образование биополимеров. Установление связей между биополимерами образование коацерватов.
Возникновение мембран, которые отделяли тела протобионтов — первых древних примитивных живых структур — от окружающей среды. Появление у протобионтов способности к самовоспроизведению. Возникновение аэробности, автотрофного питания, хищничества: формирование разных экологических групп организмов и связей между ними; появление первых экосистем.
Словарь темы Эукариоты от др. Эукариотами являются животные, растения и грибы. Прокариоты от др.
Прокариотами являются бактерии и археи. Автотрофы, или автотрофные организмы от др. Источником углерода для построения автотрофами органических соединений является углекислый газ, источником энергии — энергия солнечных лучей фототрофы или химических реакций неорганических соединений хемотрофы.
Иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами нет. Например, эвглена зелёная на свету питается автотрофно, а в темноте — гетеротрофно. Гетеротрофы, или гетеротрофные организмы от др.
К гетеротрофам относятся все многоклеточные животные в том числе человек , грибы, паразитические бесхлорофилльные растения и многие бактерии. Среди одноклеточных организмов есть как строго гетеротрофные виды, так и миксотрофные от др. Хищные растения непентенс, венерина мухоловка, росянка тоже являются миксотрофами.
Голозойный от др. Свойственен большинству животных и хищным растениям. Противопоставляется осмотрофному голофитному способу питания, при котором организм поглощает только растворимые питательные вещества.
Голофитный тип питания характерен для растений, грибов и большинства микроорганизмов. Осмотрофное от др. Происходит посредством транспорта растворённых питательных веществ через мембрану клетки.
Фотосинтез от др.
В 1864 году Луи Пастер провел первый эксперимент, который убедительно показал, что живые существа происходят от других живых существ. Пастер создал колбу, которая имела форму «лебединой шеи». Этот дизайн позволял атмосфере проникать в колбу, но предотвращал пыль, бактерии и другие частицы от входа. Он отварил бульон для стерилизации и разделил его на две колбы с лебединой шеей.
С течением времени Пастер заметил, что ни в одной колбе ничего не растет. Затем он снял шейку лебедя с одной из колб. Через несколько часов в бульоне образовалась дымка, что указывало на рост и размножение микробов.
Они, в свою очередь, могут сами организовываться в живые клетки. Рисунок 1: Александр Опарин справа в своей лаборатории Эксперимент Миллера-Юри 1953 Стэнли Миллер и Гарольд Юри провели эксперимент, пытаясь смоделировать условия примитивной земной атмосферы. На дне колбы кипятили воду, превращая ее в пар, а затем пар пропускали через устройство, соединяя с газами водорода, аммиака и метана. Полученную смесь подвергали искровому разряду 50 000 вольт.
Затем смесь охлаждали и собирали образовавшееся смолообразное вещество. Они нашли строительные блоки жизни, такие как аминокислоты, в смолоподобном веществе. Рисунок 2: Эксперимент Миллера-Юри Этот эксперимент продемонстрировал, как органические соединения образуются спонтанно; таким образом, он решительно поддерживает гипотезу об изначальном супе Опарина. Но кислородный газ, присутствующий на исконной земле, может препятствовать образованию органических соединений. Но в 1950-х годах ученые считали, что на изначальной Земле было очень мало кислорода. Однако геологические данные свидетельствуют о том, что в ранней атмосфере присутствовало значительное количество кислорода. Таким образом, если бы газы использовались в правильных пропорциях в качестве начальной атмосферы, аминокислоты могли бы не образовываться в колбе.
Что такое биогенез Биогенез относится к теории происхождения жизни, описывающей, что жизнь произошла из ранее существовавшей живой материи. Эта концепция была впервые описана Луи Пастером. Он заключил, что живые существа могут возникнуть только из ранее существовавших живых существ посредством воспроизводства. Теория резюмируется во фразе Omne vivum ex vivo, что на латыни означает «все живое [исходит] от жизни».
Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.
Однако гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии , которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетарных систем вокруг звёзд. Поэтому эта гипотеза не рассматривается академической наукой. Сторонники этой гипотезы не признают, что наличие или отсутствие определённых ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистепёрых рыб — латимерию. По палеонтологическим данным кистепёрые вымерли в конце мелового периода. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистепёрых.
Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, её сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определённом пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Теория стационарного состояния представляет собой только исторический или философский интерес, так как выводы этой теории противоречат научным данным. Теория Опарина — Холдейна[ править править код ] В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения.
Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации , которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их коацерватные капли , или просто коацерваты. Согласно его теории, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа: Возникновение органических веществ Возникновение белков Возникновение белковых тел Астрономические исследования показывают, что как звёзды , так и планетные системы возникли из газопылевого вещества. Наряду с металлами и их оксидами в нём содержались водород , аммиак , вода и простейший углеводород — метан. Условия для начала процесса формирования белковых структур установились с момента появления первичного океана бульона.
В водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы. Наука доказала, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты , но и другие органические вещества. При определённых условиях водная оболочка органических молекул приобретала чёткие границы и отделяла молекулу от окружающего раствора. Молекулы, окружённые водной оболочкой, объединялись, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты.
Коацерватные капли также могли возникать при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом происходила самосборка полимерных молекул в многомолекулярные образования — видимые под оптическим микроскопом капли. Капли были способны поглощать извне вещества по типу открытых систем. При включении в коацерватные капли различных катализаторов в том числе и ферментов в них происходили различные реакции , в частности полимеризация поступающих из внешней среды мономеров.
Столетие исследованиям абиогенеза: великий квест продолжается
В этой статье дается определение термина «абиогенез» и рассматриваются доказательства, подтверждающие эту теорию. Мы также обсудим раннюю Землю и возможности для зарождения первой жизни на планете с чисто научной точки зрения. Определение Как возникла жизнь на Земле? Когда все началось? Эти вопросы оставались загадкой на протяжении тысячелетий человеческой истории. Мы знаем, что возраст Земли составляет около 4,5 миллиардов лет, и что первые бактерии уже обитали на нашей планет более 3,5 миллиард лет назад. Теория эволюции дает нам объяснение того, как жизнь началась с одноклеточных бактерий и распространилась на миллионы видов животных , растений, грибов и бактерий. Но откуда взялась первая живая клетка? Абиогенез — это научная теория, утверждающая, что жизнь на Земле появилась спонтанным естественным путем благодаря существующим в то время условиям. Другими словами, живая материя возникла из неживой. Абиогенез предполагает, что первые созданные формы жизни были очень примитивными и постепенно становились все более сложными.
Биогенезу , в котором жизнь возникает в результате воспроизводства другой жизни, предположительно предшествовал абиогенез, который стал невозможным, когда атмосфера Земли приняла свой нынешний состав. Ранняя Земля Представьте себе безжизненную Землю: постоянные извержения вулканов , мощные грозы, кипящие океаны, частые землетрясения и атмосфера с высоким уровнем токсичных газов. Так как же и почему возникла жизнь в этих условиях? Эта тема интересовала многих ученых, которые хотели найти достоверный ответ на столь важный вопрос.
Это различие также можно найти в книгах о происхождении жизни. Джон Касти дает одно предложение: По более или менее общему мнению, в настоящее время сущность считается «живой», если она способна выполнять три основных функциональных действия: метаболизм, самовосстановление и репликацию. Дирк Шульце-Макух и Луи Ирвин, напротив, проводят всю первую главу своей книги на эту тему. Ферментация Цикл лимонной кислоты Общая диаграмма химических реакций метаболизма в цикл лимонной кислоты можно распознать как кружок чуть ниже середины рисунка Альберт Ленингер примерно в 1970 году заявил, что ферментация, включая гликолиз, является подходящим примитивным источником энергии для зарождения жизни. Поскольку живые организмы, вероятно, впервые возникли в атмосфере, лишенной кислорода, анаэробная ферментация является самым простым и наиболее примитивным типом биологического механизма получения энергии из молекул питательных веществ.
Ферментация включает гликолиз, который довольно неэффективно преобразует химическую энергию сахара в химическую энергию АТФ. Хемиосмос Окислительное фосфорилирование Хемиосмотическое связывание митохондрий Поскольку Ферментация была выяснена примерно в 1970 году, в то время как механизм окислительного фосфорилирования не был выяснен, и некоторые споры все еще существуют, ферментация могло показаться слишком сложным для исследователей происхождения жизни в то время. Хемиосмос Питера Митчелла теперь общепризнан как правильный. Даже сам Питер Митчелл предполагал, что брожение предшествовало хемиосмосу. Однако хемиосмос встречается в жизни повсеместно. И дыхание митохондриями, и фотосинтез в хлоропластах используют хемиосмос для генерации большей части их АТФ. Сегодня источник энергии всего живого можно связать с фотосинтезом, и говорят о первичном производстве солнечным светом. Кислород, используемый для окисления восстанавливающих соединений организмами в гидротермальных источниках на дне океана, является результатом фотосинтеза на поверхности Мирового океана.
Позднее экспериментально было доказано, что липиды склонны к самопроизвольному образованию однослойных на поверхности воды и двухслойных в толще воды жировых плёнок. Плёнки, напоминающие бислой цитоплазматической мембраны, могли окружать сгустки, состоящие из белковых молекул пептидов и других органических веществ. Цитоплазматическая мембрана современных клеток — двойной слой липидов. Для дальнейшей эволюции жизни важны были те коацерваты, которые содержали в себе белково-нуклеиновые комплексы. Биологические мембраны, организовавшиеся на основе жировых плёнок, обеспечивали коацерватам защиту и независимое существование, создавая упорядоченность биохимических процессов.
Такие сложные коацерватные капли были способны поглощать вещества из окружающей среды. Если в коацерватные капли попадали катализаторы например, ферменты , то в них происходили химические реакции, в том числе полимеризация мономеров, поступающих из внешней среды. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и массе. В дальнейшем сохранялись только те простейшие живые структуры, которые были способны к саморегуляции и самовоспроизводству. Так появились первые живые клетки — пробионты, или протобионты от др.
Так закончилась химическая эволюция и наступило время биологической эволюции живой материи. Свернуть Узнать больше: вероятное начало биологической эволюции 9—11 кл. В начале биологической эволюции источником питания, вероятно, служили запасы органических веществ, созданных абиогенным путём. Первые клетки были, скорее всего, анаэробными осмотрофными гетеротрофами, поскольку атмосфера древней Земли не содержала кислорода, а «первичный бульон» отличался высокой концентрацией органических веществ. Протобионты не были способны производить вещества своих тел самостоятельно и поглощали их из «первичного бульона».
Со временем запасы органических соединений, накопившиеся за миллионы лет в виде «бульона», истощились, и организмы были вынуждены начать синтез необходимых органических веществ из неорганических внутри клетки. Так появились автотрофные организмы — хемотрофы и фототрофы. Самые древние остатки живых существ принадлежат фотосинтезирующим организмам. Это окаменевшие цианобактериальные маты — строматолиты от др. Современные строматолиты на побережье Австралии а ; спил древнего строматолита б — видны слои, образованные микроорганизмами.
Жизнедеятельность фотосинтезирующих организмов вызвала накопление в атмосфере кислорода и появление озонового слоя. Количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли, уменьшилось, это затрудняло абиогенный синтез органических веществ и их накопление в древнем океане. Но плотность организмов в водной среде увеличилась, поэтому часть гетеротрофов получила возможность перейти от осмотрофного питания к хищничеству, то есть поглощению других клеток. Молекулярный кислород ядовит для анаэробных организмов, а обитатели древней Земли были анаэробами. Учёные считают, что насыщение атмосферы кислородом стало первой глобальной экологической катастрофой, которая привела к вымиранию многих организмов.
Выжившие приспособились, выработав системы защиты от действия кислорода, а некоторые научились использовать его для окисления органических веществ. Так появилось и распространилось кислородное дыхание, а анаэробные формы жизни сохранились только в тех местах, где наблюдается недостаток кислорода на дне океана, в воде горячих источников. Использование кислорода позволило получать дополнительную энергию по сравнению с бескислородным обменом веществ, поэтому аэробы получили конкурентное преимущество. Между разными группами организмов сформировались экологические связи: пищевые взаимоотношения хищников и жертв, выделение кислорода фотосинтетиками и поглощение его аэробами и др. Так появились первые экосистемы.
Постепенно благодаря спонтанным изменениям наследственного материала мутациям и процессу естественного отбора появились все живые организмы, существующие на Земле. Именно от аэробных организмов произошло большинство современных видов, а озоновый слой, поглощающий жёсткое ультрафиолетовое излучение, позволил жизни выйти на сушу. Свернуть Узнать больше: гипотеза о хемотрофах-первопроходцах 9—11 кл. В настоящее время учёные склоняются к тому, что первыми живыми организмами на Земле были не гетеротрофные, а хемотрофные прокариоты. Они жили на дне морей и окисляли неорганические соединения без участия кислорода, а полученную энергию использовали для синтеза органических веществ из углекислого газа.
Гетеротрофы и фототрофы, согласно этой гипотезе, возникли позднее. Узнать больше: эксперименты Миллера — Юри и их последователей 9—11 кл. В середине ХХ в. Опарина и Дж. Холдейна получила экспериментальное подтверждение.
Установка состояла из двух колб «океана» и «атмосферы» , соединённых трубками. В «атмосферу» помещалось устройство, имитирующее молнии, — два электрода, между которыми периодически проходил разряд напряжением около 60 тыс. В «океане» вода периодически нагревалась до кипения. Установку заполнили газовой смесью, схожей по составу с атмосферой, предположительно существовавшей на древней Земле: метаном, водородом, аммиаком, азотом, сероводородом. Водорастворимые продукты реакций конденсировались в холодильнике и снова стекали в «океан».
Установка Миллера-Юри. Через неделю после начала работы аппарата был исследован состав «океанической воды». В растворе было обнаружено некоторое количество простейших органических веществ муравьиная и молочная кислоты, мочевина , в том числе аминокислоты — глицин, аланин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты. Публикация данных эксперимента Миллера — Юри вызвала огромный интерес. Другие учёные стали повторять этот опыт и обнаружили, что видоизменение условий даёт возможность получать другие продукты реакции: четырёх- и пятиуглеродные сахара, жирные кислоты, альдегиды.
Если добавить в реакционную смесь цианиды или синильную кислоту, то можно получить пуриновые основания — аденин и гуанин. К 2008 г. Свернуть Узнать больше: проблемы гипотезы абиогенеза 9—11 кл. Этот материал будет полезен тем, кто готовится к олимпиадам. Проблема сложности известных самовоспроизводящихся систем Даже самые примитивные современные прокариотические клетки очень сложно устроены.
Они имеют геном из миллионов нуклеотидов, кодирующий тысячи белков. Для работы генома требуются молекулярные машины синтеза белка рибосомы , синтеза ДНК ферменты и белки репликационной вилки , энергоснабжения ферменты гликолиза. Науке неизвестны биологические системы проще бактериальной клетки, способные к самостоятельному воспроизведению. Механизм воспроизведения вирусных частиц проще, но они не способны к самостоятельному самокопированию: вирусы размножаются только в живых клетках. Приблизительная оценка времени, необходимого для случайного образования сложно устроенной первой клетки из смеси органических веществ, превосходит время существования Земли, а по некоторым оценкам — даже возраст Вселенной.
Проблема хиральной чистоты Все известные в настоящее время живые организмы содержат только определённые оптические изомеры аминокислот и сахаров: L-аминокислоты и D-сахара. Противоположные изомеры встречаются в клетках крайне редко, например в клеточной стенке бактерий.
Гипотеза биохимической эволюции презентация. Биохимическая гипотеза возникновения жизни. Идеи абиогенеза гипотезы. Биогенез ученые. Теория биогенеза картинки. Возникновение живого из неживого. Абиогенез это в биологии. Происхождение жизни.
Теории происхождения живого. Биогенез гипотеза происхождения жизни. Основные концепции возникновения жизни. Абиогенез живое из неживого. Теория абиогенеза Опарина. Гипотезы происхождения жизни на земле абиогенез. Идея абиогенеза. Сторонниками концепции абиогенеза были. Гипотезы биохимической эволюции Миллера. Гипотеза биохимической эволюции Стэнли Миллер.
Биохимическая Эволюция абиогенез. Миллер биохимическая Эволюция. Сущность абиогенеза состоит в. Сущность теории абиогенеза состоит в. Гипотеза абиогенеза сущность. Биогенез живое из неживого. Абиогенез и биогенез презентация. Биогенез картинки. Биогенез и абиогенез картинки. Биохимическая гипотеза Опарина Холдейна.
Эволюция Опарина Холдейна. Биохимическая Эволюция Опарина. Абиогенез гипотеза Опарина. Абиогенез доказательства. Теоретические и практические доказательства абиогенеза. Основные гипотезы происхождения жизни на земле. Таблица гипотезы происхождения жизни на земле абиогенез. Живое только от живого теория биогенеза.
Основные этапы абиогенеза
Креационисты не мешкая напоминают эволюционистам, что абиогенез и эволюция описывают события, которые вступают в прямое противоречие с установленным законом. Узнайте больше о значении абиогенеза и разнице между абиогенезом и биогенезом. Абиогенез, процесс, посредством которого жизнь возникает в результате размножения другой жизни, вероятно, предшествовал биогенезу, который стал невозможен, как только атмосфера Земли приобрела свой нынешний состав. «Ответ пользователю @unawareof #христианскийтикток #вера #65доказательств #наукаибог #библия #биогенез #креационизм» от автора счастье в голове с композицией «Drivin» (исполнитель Willow Avalon). Существует две основных концепции возникновения жизни на Земле: концепция абиогенеза и концепция биогенеза. А панспермия не отрицает абиогенез, просто меняет его локализацию.
Абиогенез и биогенез: основные различия
Дарвинистам просмотр категорически противопоказан! Опасно! Можно заразиться здравым смыслом!Почему физика – это наука, а биология – нет? Какую веру под видом. На протяжении многих лет были разработаны многочисленные теории, пытающиеся выяснить происхождение живых существ, такие как абиогенез (спонтанное зарождение) и биогенез (жизнь возникает из другой формы жизни), но ни одна из них не могла удовлетворительно объяснить. Абиогенез, процесс, посредством которого жизнь возникает в результате размножения другой жизни, вероятно, предшествовал биогенезу, который стал невозможен, как только атмосфера Земли приобрела свой нынешний состав. Биогенез и абиогенез. Канал видеоролика: Репетитор по биологии. 1.2 Опыт Реди. Биогенез и абиогенез. Смотреть видео: Свежая информация для ЕГЭ и ОГЭ по Биологии (листай).
Основные этапы абиогенеза
Через несколько дней он заметил, что никаких микроорганизмов нет. Спалланцани пришел к выводу, что Нидхэм недостаточно долго варил питательные бульоны и что микроорганизмы не были полностью уничтожены. Нидхэм ответил, что Спалланцани долгое время варил питательный бульон и уничтожил «жизненную силу». В этих вопросах в перерывах между экспериментами Нидхэм имел преимущество, и абиогенез продолжал укрепляться.
В 1862 году Луи Пастер провел эксперимент по окончательному опровержению абиогенеза. Он проводил эксперименты с питательными бульонами на воздушных шарах из лебединой шеи. При вскипании жидкости и переломе горловины баллона появились микроорганизмы.
Пока шея не была сломана, микроорганизмы не появлялись. Пастер доказал, что кипение не уничтожает никакой «активной силы», достаточно сломать горлышко баллона, чтобы возникли микроорганизмы. Таким образом, биогенез был принят как теория, объясняющая появление живых существ.
Узнайте больше о:.
Согласно этой теории, наследственная РНК была связана с некоторыми кофакторами, такими как металлы, пиримидины и аминокислоты. По мере развития и усложнения обмена веществ возникает способность синтезировать полипептиды.. Эти среды были заселены архебактериями, организмами, способными расти, развиваться и размножаться в экстремальных условиях, вероятно, очень похожих на пребиотические условия включая низкие концентрации кислорода и высокие уровни СО. Термостойкость этих сред, защита, которую они обеспечивают от внезапных изменений, и постоянный поток газов - вот некоторые из положительных качеств, которые делают морское дно и вулканические дымоходы подходящими средами для возникновения жизни..
Термины биогенез и абиогенез В 1974 году известный исследователь Карл Саган опубликовал статью, разъясняющую использование терминов биогенез и абиогенез. По словам Сагана, оба термина были неправильно использованы в статьях, связанных с объяснениями происхождения первых живых форм. Среди этих ошибок - использование термина биогенез в качестве собственного антонима. Таким образом, биогенез используется для описания происхождения жизни от других живых форм, тогда как абиогенез относится к происхождению жизни из неживой материи.. В этом смысле современный биохимический путь считается биогенным, а пребиологический метаболический путь - абиогенным.
Поэтому необходимо уделить особое внимание использованию обоих терминов.. Пролог: структура и организация носителей информации Прежде чем перейти к химическим реакциям получения органических соединений, мы изучим молекулы, условия абиогенного синтеза которых будем искать большую часть статьи. Нуклеиновые кислоты делятся на дезоксирибонуклеиновые ДНК — находятся в хромосомах, митохондриях, хлоропластах, нуклеоидах и рибонуклеиновые РНК — транспортирующие генетическую информацию, обеспечивающие синтез белка, регуляцию генов и сплайсинг. При построении нуклеиновых кислот рибоза связывается с одним азотистым основанием, образуя молекулу нуклеозида. Такое соединение, вместе с фосфатными группами, образует уже молекулы нуклеотидов рис.
Из них и строятся нуклеиновые кислоты присоединением новых нуклеотидов, где две фосфатные группы отделяются, а третья входит в состав цепи [3]. Моносахариды рибоза и дезоксирибоза, как компоненты сахарофосфатного скелета, являются альдозами из-за своей открытой альдегидной группы, с формулами С5H10O5 и С5H10O4. Дезоксирибоза отличается от рибозы лишь отсутствием гидроксильной группы, поэтому у неё она заменена атомом водорода. Производные пурина: Пиримидиновые производные: Таблица 1. Азотистые основания Фосфатные группы, которые обеспечивают образование фосфодиэфирной связи с другими нуклеотидами, представлены солями фосфорных кислот P-O-P связь и метиленом СН2 , связывающим фосфатные группы с сахаридами.
При движении магмы в ядре магнитное поле благоприятствовало осаждению карбонатов и сдерживало целостность атмосферы [1]. Барьер из озона, образовавшийся в процессе реакции действия ультрафиолета фотолиза , создал нужный тепловой баланс к концу архейского эона [2]. Опарин и Д. Холдейн работали над концепцией коацервата. Их интересовало то, каким образом синтезируется сложная органика при разрядах молний, ультрафиолета и извержений вулканов [4].
Идея частично подтвердилась Г. Юри и С. Смесь соединений, имитирующих древнюю атмосферу, запаивалась в замкнутой установке и в колбу с водой пропускали электрический ток. Спустя две недели, на протяжении которых им периодически приходилось наблюдать за реакциями через стекло, они вскрыли колбу и выяснили, что теперь в ней присутствовали аминокислоты, сахара и органические кислоты [5]. Эксперимент показал реальность синтеза сложной органики из более простых химических веществ.
Последующие эксперименты синтезировали производные пурина таблица 1 и расширили список получаемых аминокислот. Казалось бы, вот же переход от химической эволюции к биологической. Но как это бывает, бронежилет теории не выдерживает обстрела реальности — концепция коацервата имела серьёзные недостатки. Реакция соединения аминокислот в белок или нуклеотиды происходит с выделением воды, и длинные молекулы подвержены распаду [1]. Ещё одной проблемой стал способ размещения вокруг атома углерода связей, которые являются взаимно-зеркальными — хиральными [6].
Аминокислоты чаще представлены левыми изомерами, а рибозы — правыми. Такая характеристика нуклеотидов придаёт спиральную структуру ДНК и РНК, но в синтезе из простых соединений получается равное количество изомеров, поэтому белки такой смеси не способны функционировать. Если железа много в неживой природе, то меди с марганцем и цинком — не особенно. Парадоксально, но все они содержатся в клетках в намного большей концентрации, чем во внешней среде. Перечисленные металлы характерны в обильном количестве для гидротермальных источников, с которых мы начнём поиск условий для абиогенного синтеза органических соединений.
Воды источников имеют чёрный цвет благодаря сульфидам, сероводороду и другими взвесям [10]. После контакта с океаном гидротермальные воды охлаждаются, а соединения железа, меди и никеля выпадают в осадок. При дальнейшем остывании вод сульфиды цинка и марганца осаждаются на уже сформированный рельеф. Сульфиды цинка способны к фотохимическому восстановлению, поглощая ультрафиолет и фосфоресцируя. В таком состоянии возбуждённый электрон восстанавливает соединения диоксида углерода до муравьиной и других органических кислот, а при ультрафиолете восстанавливает азот до аммиака.
При этом он защищает органические молекулы от ультрафиолета эффективней слоя воды в десятки метров. Именно поэтому первые организмы могли укрываться в минеральных осадках, имея доступ к продуктам фотохимических реакций [1]. Осадки образуются из мелких частиц и имеют много пор.
Появление живых существ из неживых существ происходило постепенно и медленно, на протяжении миллионов лет. По мере того, как живые существа продолжают разнообразиться, они в конечном итоге становятся более сложными с точки зрения физических и генетических атрибутов.
Таким образом, в то время как современная гипотеза абиогенеза требует миллионов лет, спонтанное зарождение описывает процесс, который включает относительно более короткий период времени например, минуты, часы, дни или годы. Биогенез относится к процессу, в котором жизнь возникает из одинаковых форм жизни. Принцип биогенеза противоположен принципу спонтанного зарождения. Человек, который первым придумал термин биогенез, был Генри Чарльтон Бастиан 1837-1915 гг. Он предложил использовать термин биогенез вместо спонтанного зарождения.
Позже Томас Генри Хаксли 1825-1895 предложил использовать термин «абиогенез» для обозначения процесса спонтанного зарождения, а термин «биогенез» - для процесса, в котором жизнь возникает из подобной жизни. Эти определения преобладали. Таким образом, биогенез противоположен спонтанному зарождению. Он утверждает, что живые существа могут быть произведены только другим живым существом, а не неживым существом. Еще одна важная концепция, которую следует отметить, - это однозначное поколение, которое относится к процессу, в результате которого потомство происходит от родителей одного и того же вида.
Это контрастирует с двусмысленным поколением, которое относится к процессу, при котором вид производится из неродственных видов, не обязательно вовлекая половое размножение. Например, когда-то считалось, что ленточный червь был произведен его хозяином. Биогенез - Резюме Луи Пастер, 1822-1895 - Спонтанное зарождение Неудовлетворенные теорией абиогенеза, ученые проводили эксперименты, которые шли шаг за шагом, подрывая теорию абиогенеза. Франческо Реди 1626—1697 , итальянский ученый, разработал эксперимент, чтобы опровергнуть теорию абиогенеза. Это были этапы вашего опыта: Он положил куски мяса в несколько банок; Некоторые бутылки были оставлены открытыми, а другие закрытыми.
Через несколько дней Реди заметил, что мясо в банках сгнило, и это привлекло мух, которые постоянно входили и выходили из открытых банок, так как в закрытых банках у мух не было доступа. Затем Реди заметил, что в колбе, к которой имели доступ открытые мухи, колбы были заполнены червями, тогда как в закрытых колбах черви не появлялись. Затем Реди обнаружил, что эти черви на самом деле были личинками мух, которые контактировали с открытой бутылкой с мясом, и он смог доказать на своем опыте, что гниющее мясо не способно генерировать жизнь, потому что то, что появилось черви , произошло от мух который уже существовал. Это произвело сильное потрясение в теории абиогенеза. Важные сторонники биогенеза:.
Эксперименты должны были подвести итог многовековым спорам... Многие ученые средневековья, допускавшие возможность самозарождения, в своих трактатах давали описания зарождения рыб из ила, червей из почвы, мышей из грязи, мух из мяса. Против теории самозарождения выступил Франческо Реди 626—1698 — флорентийский врач, лейб-медик великого герцога Тосканского Фердинанда II Медичи, натуралист и поэт. Положив мясо в закрытый горшок, Реди показал, что в гнилом мясе личинки мясных мух самозародиться не могут. Однако результаты этого опыта не убедили сторонников самозарождения. Они утверждали, что самозарождение личинок не произошло потому, что в закрытый горшок не было необходимого притока свежего воздуха. Тогда Реди в 1668 г.
Он поместил кусочки мяса в несколько глубоких сосудов. Часть из них он оставил открытыми, другие прикрыл кисеей. Через некоторое время в открытых сосудах мясо кишело личинками мух, тогда как в банках, обвязанных кисеей, в гнилом мясе никаких мух не было. Опыт Реди произвел большое впечатление на современников. Но никто не волен уйти от образа мыслей своего времени. Сам Реди, ставший одним из основателей паразитологии и гельминтологии, допускал возможность самозарождения мелких паразитических червей. Реди также считал, что мелкие насекомые—орехотворки, живущие в галлах — так называемых «чернильных орешках» — на листьях дуба из галлов делали чернила и они были тогда значительно шире известны, чем сейчас , могут возникнуть из растения.
Правда, Реди утешал себя тем, что растение живое и, таким образом, живые насекомые возникают из живого растения. Нидхэм был ведущим биологом-микроскопистом своего времени, работал в Лондоне член Королевского общества , Голландии, Бельгии где основал и возглавил Королевскую академию наук. В Париже он работал вместе с Бюффоном и Л. Добантоном, разделявшими концепцию самозарождения жизни. Они утверждали, что в живых организмах существует особая «жизненная сила». Сторонники этой концепции получили название виталистов, от латинского «vita» — жизнь. По мнению виталистов, «жизненная сила» постоянно присутствует повсюду.
Достаточно лишь в неживое вдохнуть «жизненную силу», и оно станет живым. Изобретение микроскопа привело к открытию микромира живого. Наблюдения показывали, что в плотно закрытой колбе с мясным бульоном или сенным настоем через некоторое время обнаруживаются микроорганизмы.
Биогенез — определение, суть теории, примеры и сторонники
Благоприятные условия на планете позволили им развиваться гораздо быстрее. Органическая эволюция могла происходить как с помощью изменений одного генетического признака существ, так и нескольких. Это значит, что организмы сохраняли свою наследственность, но приобретали новые биохимические, анатомические и даже поведенческие черты, вследствие взаимодействия с окружающей средой. Именно благодаря таким разным, даже случайным эволюционным процессам на Земле сформировалось так много разнообразных живых существ. Молекулярная эволюция Данное предположение гласит о том, что живые организмы на нашей планете появились благодаря химическим реакциям. Данная теория говорит о том, что ДНК, РНК и другие соединения могли меняться со временем под воздействием некоторых химических преобразований. На эту тему пока было не очень много исследований, так как сама молекулярная эволюция как наука появилась лишь во второй половине двадцатого века. Молекулярная эволюция Глина В восьмидесятых годах прошлого столетия появилась еще одна интересная теория, касающаяся возникновения жизни на Земле. Британский ученый Александр Грэм Кернс-Смит предположил, что первые живые организмы появились из глины. Согласно его теории, между слоями глины попали некоторые органические частицы, которые начали активно взаимодействовать с материалом, перенимая у него способ роста и хранения информации.
Ученый даже говорил о том, что изначально живые существа и глина представляли собой одно целое, но в результате эволюции разделились. Самозарождение Долгие столетия люди не верили, что жизнь на Земле могла появиться случайно. Ученые отвергали эту теорию, потому что вероятность возникновения чего-то живого из неживого не укладывалась у них в голове. Но в современном мире такой вариант вполне могли бы принять. Предположение самозарождения не говорит, что живые существа сами себя создали буквально. Они появились в результате разложения органических соединений, проще говоря — случайно. Еще в Древней Греции Аристотель говорил, что мухи рождаются из прогнившей еды, а крокодилы — из гниющих на дне рек бревен. Теория спонтанного зарождения жизни, хоть и отвергалась многими, смогла просуществовать вплоть до 19-го века, когда ее опроверг ученый Луи Пастер в ходе своих опытов. Он проводил эксперименты, чтобы понять, как бороться с различными инфекционными болезнями и понял, что спонтанно живые организмы появиться не могут даже при идеальных для этого условиях.
Ученый Луи Пастер Симбиоз В начале двадцатого века ученый Константин Мережковский высказал предположение о том, что появление жизни на Земле было результатом симбиоза некоторых бактерий. Он предположил, что одна клетка просто совместилась с другой, образовав стандартную эукариотическую клетку имеющую ядро. Благодаря этому симбиозу бактерии могли передавать между собой генетический материал и встать на путь эволюции. Космогония Данная теория похожа на панспермию, так как тоже утверждает, что жизнь на Землю «занесли» из космоса. Однако сторонники космогонии не пытаются объяснить только возникновение жизни на нашей планете. Они пытаются представить теорию о зарождении Солнечной системе и даже целой Вселенной, а появление жизни на Земле — логичным результатом этого. Согласно космогонии, космическая материя заполонила нашу планету, а затем начала эволюционировать. Однако никакой физической модели, которая могла бы правдоподобно описать ранние этапы развития Вселенной все еще нет, поэтому доказать эту теорию тоже невозможно. Космогония Когда на Земле появились люди?
Выясняя возможные причины появления жизни на планете, исследователи также пытаются понять, когда на ней появились первые люди. Согласно последним археологическим раскопкам, проведенным в Эфиопии, человечество существовало на Земле как минимум 2,8 миллиона лет назад. Там исследователи в 2013 году обнаружили человеческую кость.
Но откуда появилось первое живое существо?
Вернемся к нашему первоначальному вопросу. Сегодня широко известно, что живые организмы происходят только от других организмов - например, вы произошли от своей матери, а ваше домашнее животное в равной степени родилось от их матери. Но давайте перейдем к примитивной среде, в которой зародилась жизнь. В настоящее время биологи поддерживают гипотезу о том, что жизнь на Земле возникла из неживых веществ, которые образовали молекулярные агрегаты.
Эти агрегаты смогли адекватно воспроизвести и развить метаболизм - замечательные характеристики существ, которых мы считаем «живыми». Однако мы уже представили доказательства того, что живое не может возникнуть из неживой материи. Так как же разрешить этот очевидный парадокс? Ранняя атмосфера Земли сильно отличалась от нынешней.
Концентрация кислорода была чрезвычайно низкой, наблюдались молнии, вулканическая активность, постоянная бомбардировка метеоритами, приход ультрафиолетового излучения был более интенсивным. В этих условиях могла произойти химическая эволюция, которая по прошествии значительного периода времени привела к появлению первых форм жизни. Ссылки Бергман, Дж. Почему невозможен абиогенез.
Ежеквартальное издание Creation Research Society, 36 4. Просс, А. Происхождение жизни: что мы знаем, что можем знать и чего никогда не узнаем. Открытая биология, 3 3 , 120190.
Садава Д. Жизнь: наука биология. Panamerican Medical Ed.
Криксунов, В. Ионцева, А. Торгалов «Биология в схемах и таблицах».
Демьянков, А. Соболев «Сборник задач и упражнений. Биология 10-11», учебное пособие для общеобразовательных организаций. Все теории можно разделить на две группы: одни утверждают, что живые организмы созданы высшей силой, а другие - что жизнь появилась естественным путем. Основные гипотезы: 1. Зихтер и 1895г.
Аррениус 2. Гипотеза самозарождения древний Китай, Древний Египет, Аристотель Существуют определенные частицы вещества содержащие активное начало, которое приведет к созданию живого организма.
Аристотель не соглашался, но он все еще верил, что существа могут возникнуть из разных организмов или из почвы. Варианты концепции спонтанного зарождения существовали еще в XVII веке, но к концу XVII века началась серия наблюдений и аргументов, которые в конечном итоге дискредитировали такие идеи.
Этот прогресс в научном понимании встретил большое сопротивление, поскольку личные убеждения и индивидуальные предрассудки часто заслоняли факты. Уильям Харви 1578—1657 был одним из первых сторонников того, что вся жизнь начинается с яйца, omne vivum ex ovo. Франческо Реди , итальянский врач, еще в 1668 году доказал, что высшие формы жизни не возникли спонтанно, продемонстрировав, что личинки происходят из яиц мух. Но сторонники спонтанного зарождения утверждали, что это не относится к микробам, и продолжали считать, что они могут возникать спонтанно.
Попытки опровергнуть спонтанное зарождение жизни из неживого продолжались в начале 19 века наблюдениями и экспериментами Теодора Шванна.
Определены вероятные условия абиогенного синтеза полипептидов на ранней Земле
и -генез), — процесс превращения неживой природы в живую. Гипотеза биохимической эволюции Опарина — Холдейна (гипотеза абиогенеза): в далёком прошлом жизнь возникла абиогенным путём и эволюционировала от простых форм к сложным; в настоящее время процесс возникновения жизни невозможен. Теория биогенеза Биогенез возник после абиогенеза и объяснил возникновение живых существ противоположным образом. теория, утверждающая, что всё живое происходит только от живого (Ю. Либих, Л. Пастер, Г. Гельмгольц, Ф. Реди,)Абиогенез (a - отрицание) - теория возникновения. это процесс, который позволил неживой материи стать живыми клетками в источнике всех других форм жизни.
Особенности и теория биогенеза
В результате ряда экспериментов Пастер доказал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения. и -генез), — процесс превращения неживой природы в живую. Приверженцы абиогенеза и биогенеза сходились во мнении, что кипячение воды убивало любые живые существа, которые могли в ней находиться.