Обобщение облик на живота на Земята

Предиктори на живота.

С цел да се представят правилно процеса на възникването на живот, е необходимо да се направи кратък преглед на настоящите виждания за формирането на Слънчевата система и положението на Земята сред своите планети. Тези идеи са много важни, тъй като, въпреки че общият произход на планетите около Слънцето, само на Земята е направил живота и постига изключително разнообразие.

В астрономията го счита за прието, че Земята и другите планети от Слънчевата система, образувана от облак от газ и прах преди около 4,5 милиарда години. Такива вещества газ-прах се намира в междузвездното пространство и в този момент. Водородът - доминиращ елемент на вселената. Чрез сливане реакция настъпва тях хелий, който, от своя страна, въглеродът образува. Ядрените процеси в облака продължава за дълго време (милиони години). хелиеви ядра комбинират с ядрата на въглерод и кислород ядро ​​образува, след това неон, магнезий, сяра и други подобни. г.

По този начин, при висока температура и гравитационно компресия поради облаци въртене около оста си, има различни химични елементи, които представляват по-голямата част на звезди, планети и атмосферата. Формирането на химическите елементи в случай на звездните системи, включително като нашата слънчева система - природен феномен в еволюцията на материята. Въпреки това, има малко място и планетарни условия за по-нататъшното му развитие по пътя за са необходими за появата на живота. Едно от тези условия - на размера на планетата. Тегло тя не трябва да бъде твърде голям, тъй като енергията на атомна разпад на естествените радиоактивни вещества може да доведе до прегряване на планетата или, по-важното е, че за да радиоактивно замърсяване на околната среда, несъвместими с живота. Малките планети не са в състояние да задържат за атмосфера, тъй като силата на привличане на малък. Този факт премахва възможността за развитието на живота. Пример за такива планети може да бъде спътник на Земята - Луната. Вторият, не по-малко важно условие - движението на планетите около звездата в кръгова или почти кръгова орбита, което позволява непрекъснато и равномерно да се получи необходимото количество енергия. И накрая, третият е необходимо условие за развитието на въпроса и възникването на живите организми - постоянен интензитет на излъчване на светлина. Последното условие също е много важно, защото в противен случай, няма единен поток от лъчиста енергия идва на планетата. Неравномерност на потока на енергия, което води до резки колебания в температурата, неизбежно ще са попречили на възникването и развитието на живота, тъй като са възможни за съществуването на живите организми в рамките на една много тежка температура. Струва си да се забравя, че живи същества 80-90% вода, където не-газообразен (пара) и твърдо вещество (лед) и течност. Следователно, температурните граници се определят от живота на друг и течно състояние вода.

Всички тези условия са изпълнени, нашата планета - Земята. По този начин, преди около 4,5 млрд. Години на Земята от космически, планетарни и химични условия за развитието на въпроса в посока на произхода на живота.

Модерни идеи за произхода на живота.

В ранните етапи на неговото формиране на Земята имаше много висока температура. Както охлаждане планетата тежки елементи се премества в центъра му, и запалката съединението (Н2, CO2, CH4 и др.) Остава на повърхността. И други метали, които могат да окисление на елементите, свързани с кислород, и не е имало свободен кислород в атмосферата. Атмосферата беше свободен от водород и неговите съединения (NO, СН, NH, HCN) и следователно носят възстановяване природата. Според академик А. I. Oparina, служи като важна предпоставка за появата на органични молекули на не-биологични средства. Независимо от факта, че дори в първата третина на 19 век, немски учен Е. Wohler демонстрира възможността за синтез на органични съединения в лабораторията, много учени смятат, че тези съединения могат да се появят само в жив организъм. В тази връзка, те се наричат ​​органични съединения, за разлика от неодушевен вещества характер наречен неорганични съединения. Въпреки това, прости въглеродни съединения - въглеводороди - както се оказа, могат да се образуват дори в космоса. Астрономите са открити метан в състава на атмосферата на Jupiter, Saturn, и в много мъглявини свят. Въглеводородите могат да възникнат и в състава на атмосферата на Земята. Заедно с другите компоненти на дърдорко нашата планета - водород, водна пара, амоняк, циановодородна киселина и други вещества - те са изложени на различни енергийни източници: твърда, в близост до Х-лъчи, ултравиолетова радиация на слънцето, на високо температурния участък на изхвърляния мълния в областта на активната вулканична дейност и др. г. взаимодействали многократно променя и усложнява в резултат на този прост атмосферни компоненти. Възникнали молекули захари, аминокиселини, азотни основи, органични киселини и други органични съединения.

През 1953, Американската учен S. Miller доказано експериментално възможността за такива трансформации. Минавайки електрически разряд чрез смес от Н2, H2O, СН4 и NH3 получава набор от няколко амино киселини и органични киселини.

В бъдеще подобни експерименти са били извършени в много страни, с etomispolzovalis различни източници на енергия, повече и по-точно пресъздадени условията на примитивно Земята. Установено е, че чрез abiogenically в отсъствие на кислород може да се синтезира от много прости органични съединения, включени в биологични полимери - протеини, нуклеинови киселини и полизахариди.

Способност abiogenous синтез на органични съединения се доказва от факта, че те се намират в космоса. Става дума за циановодород (HCN), формалдехид, мравчена киселина, етилов алкохол и други вещества. Някои метеорити намерени мастни киселини, захароза, аминокиселини. Всичко това свидетелства за факта, че достатъчно сложни органични съединения могат да възникнат чисто химически средства при условия, които са съществували на Земята преди около 4-4500000000. Години.

Сега отново се връщаме към разглеждането на процесите, които протичат на Земята по това време, когато крушка Милър беше цялото земно кълбо. Земята е бил доминиран от мощни елементи. Изригване на вулкан, повдигане на небето огнени стълбове. От планини и вулкани, вливащи се потоци от лава, огромни облаци от пара с обвивка на Земята, мълния, грохот тътен на гръмотевица. Както охлаждане планета водната пара в атмосферата, и се охлажда, кондензира и засегнати от душове. Сформирана огромна водна шир. Тъй като Земята е все още достатъчно гореща вода се изпарява и след това се охлажда в горните слоеве на атмосферата, отново пада върху повърхността на планетата като дъжд. Това продължи в продължение на много милиони години. първични океански води бяха разтворени компоненти на атмосферата, както и различни соли. Освен това, има постоянно падна и непрекъснато оформен в атмосфера на прости органични съединения - същите компоненти, за които не са по-сложни молекули. Във водна среда, те се кондензират, при което се появява първични полимери - полипептиди и полинуклеотиди. Трябва да се отбележи, че образуването на по-сложни органични материали изисква много по-малко строги условия от тези, за появата на прости молекули. Например, синтезът на аминокиселини от смес от газове, съставени атмосферата на древен земята, настъпва при т = 1000 # 730 С, и тяхната кондензация в полипептида - само при Т = 160 # 730 В.

Следователно, образуването на различни органични съединения от неорганични вещества в тези условия е естествен процес на химическа еволюция.

По този начин, условията за abiogenous наличието органични съединения бяха възстановително земната атмосфера (съединения с намаляване свойства, лесно реагират помежду си и с окислители), висока температура, мълния и мощен ултравиолетовите лъчи на слънцето, което същевременно не се филтрира от екрана на озон.

Така, основната океана очевидно съдържа в разтворена форма различни органични и неорганични молекули, влизащи от атмосферата и извлича от повърхностните слоеве на земята. Концентрацията на органични съединения са непрекъснато се увеличава, и в крайна сметка става океанска вода "бульон" на протеин-подобни вещества - пептиди и нуклеинови киселини, и други органични съединения.

Молекули на различни вещества могат да се комбинират за да образуват комплекси мултимолекулни - коацервати. първични океана сливащи или коацерват капчици имат способността да абсорбират различни вещества, разтворени в основните океански води. В резултат на вътрешната структура на Сливащата претърпи промени, които водят до неговото разпадане или или вещества се натрупват, т.е. да расте и да се променят химичния състав, повишаване на стабилността на коацерват капки в постоянно променяща се среда. Съдбата на спада се определя от честотата на един от процесите. Акад А. И. Опарин посочи, че масата на коацерват капчици трябваше да отида в избора на най-стабилните в конкретните обстоятелства. След като достига до определен размер, пада на майка коацерват може да се разпадне в дъщерни дружества. Дъщерни коацервати, чиято структура се различават малко от тези на компанията, са продължили да растат, и се различава рязко пада раздробени. Естествено, че продължава да съществува само коацерват капчици, които влизат в някои елементарни форми на обмен с околната среда, запазване на относителния постоянството на неговия състав. Освен това, те са придобили способността да абсорбират от околната среда само тези вещества, които гарантират тяхната стабилност и отделените метаболити. Едновременно с това се увеличава различията между химичния състав на капчицата и околната среда. По време на продължително селекция (нарича химическа еволюция), задържани само тези капки, които по време на упадъка на дъщерно дружество не функции губят своята структура, т.е. придобил способността да се размножават.

Очевидно е, че това е най-важното свойство дойде заедно със способността да синтезират органични вещества вътре капчици Сливащата, важна част от които вече по това време са били полинуклеотидите и полипептиди. Способността да се възпроизвежда непрекъснато свързана с присъщите им свойства. По време на еволюцията появи полипептиди, имащи каталитична активност, т.е.. Е. способността значително да ускори процеса на химични реакции.

Полинуклеотиди, поради техните химични свойства могат да комуникират един с друг на базата на допълнения или допълване, и, следователно, не се извършва ензимната синтеза на нуклеотидни вериги дъщерни.

Следващата важна стъпка небиологичен развитието - Асоциация на полинуклеотиди способност за самостоятелно възпроизвеждат с възможност за полипептидите за ускоряване на химични реакции, като ефективен удвояване на ДНК молекули с помощта на протеини, имащи каталитична активност. В същото време, стабилността на "успешни" комбинации от аминокиселини в полипептидите може да осигури само информация за магазина за тях в нуклеинови киселини. Комуникационни протеинови молекули и нуклеинови киселини в края доведе до появата на генетичния код, т.е.. Е. Една организация на ДНК, в който нуклеотидната последователност става служител на информация за изграждането на специфична последователност на аминокиселини в протеини.

Освен това метаболитно усложнение в пребиотични структури може да се осъществи само в пространственото разделяне на различни синтетични процеси и енергия в Сливащата, както и по-стабилна изолация вътрешна среда от външни влияния в сравнение с това, което може да осигури воден разтвор на черупката. Такава изолация може да се въведе само мембрана. Около коацервати, богата на органични съединения, като слоеве на мазнини, или липиди, се отделят от Сливащата водната среда и се превръща в по-нататъшното развитие на външната мембрана. Появата на биологична мембрана, разделяне на съдържанието на Сливащата среда и имащи способността да селективна пропускливост, предварително определена посока допълнително химически еволюция в развитието на повече и по-съвършена саморегулираща се система, до поява на първите примитивни (т.е. много лесно), разположени клетките.

Формиране на първите клетъчни организми бележи началото на биологичната еволюция. Развитието на структури преди биологична, като коацервати, започва много рано и продължи за дълго време.

Преди повече от петнадесет години, акад BS Соколов, говорейки за времето на съществуването на живота на Земята, наречен цифра от 4 милиарда 250 000 000 години. Именно тук, в съответствие със съвременните научни данни, проследени границата между "не-живот" и "живот". Тази цифра е много важно. Оказа се, че най-важното събитие в историята на живота - появата на молекулярната му генетична основа на - случи на геоложката скала, откровено бързо: след само 250,0 милиона години след раждането на планетата и, както изглежда, едновременно с образуването на океаните. Други изследвания показват, че първите клетъчни организми се появили на Земята много по-късно - това отне около един милиард години, за да на структури, подобни на коацервати с първите прости клетъчни организми. Те са намерени в скалите с епохата на около 3 милиарда години.

Първите жители на тази планета са доста малки "прашинки": дължината им е само 0.7, а ширината на 0.2 микрометра. Развивайки идеята за химическа еволюция пребиотик, който доведе до появата на клетъчни форми на живот, разкрива ролята на различни фактори на околната среда в този процес. По-специално, Джон. Бернал заземен част от глинонаходища на дъното на водни басейни в концентрацията на органични вещества абиотичен произход. Смята се също така, че в ранните етапи на планетата Земя са преминали през междузвездните облаци от прах и може да улавят праха, заедно с голяма част от пространството в пространството, образуван от органични молекули. Смята се, че броят на

Това е съизмеримо с биомаса присъства Земята.

по биология на тема:

"Появата на живота на Земята"

1) ДВ Mamon VG Vaharov "Обща биология"