Теория биохимической эволюции Опарина-Холдейна.

Признаки жизни. Отличие живого от неживого.

· Структура, организменность (Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах.)

· Подвижность

· Рост

· Размножение (Все живое размножается. Причем потомство и похоже, и в то же время чем-то отличается от родителей. В этом проявляется действие механизмов наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы)

· Развитие

· Раздражимость (Живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Способность реагировать на внешние раздражения – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных.)

· Потребление энергии (Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию.)

· Обмен веществ

· Приспособляемость

· Способность к эволюции

Теории возникновения жизни.

· теория креационизма - жизнь была создана Богом в определенное время, этого взгляда придерживаются все последователи религиозных учений, однако и среди них нет единого мнения.

· самопроизвольное зарождение жизни - жизнь возникала и возникает неоднократно из неживого вещества. Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте, опровергнута экспериментально в 1688 итальянским ученым Реди: "Живое происходит только от живого" - принцип Реди.

· теория панспермии - занесение жизни на Землю извне, например из космоса на метеорите. Не объясняет механизма зарождения жизни, а переносит проблему в другое место Вселенной.

· теория биохимической эволюции - жизнь возникла в результате физич. и химич. процессов. Жизнь возникла в условиях, непригодных для современной биоты! (высокая t, большое количество SO, SO₂, высокая эл. активность атмосферы; УФ излучение, высокая концентрация водяных паров и СО₂, СН₃, NН₃).

· теория Опарина—Холдейна - первые сложные углеводороды могли возникать в океане из более простых соединений.

· концепция самозарождения - нуклеотиды (материальные носители информации) под влиянием протеинов (катализаторы) воспроизводят самих себя и передают информацию след. протеину, получается замкнутая автокаталитическая цепь - гиперцикл. Дальше возникают первые живые клетки.

· Теория стационарного состояния - Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.

 

Теория биохимической эволюции Опарина-Холдейна.

· В 1923 г. появилась знаменитая теория Опарина.

Опарин предполагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. Белки способны образовывать гидрофильные комплексы: молекулы воды образуют вокруг них оболочку. Эти комплексы могут обособляться от водной фазы и образовывать так называемые коацерваты с липидной оболочкой, из которой затем могли образоваться примитивные клетки. Существенный недостаток этой гипотезы — она не опирается на совр. молекулярную биологию. Это вполне объяснимо, поскольку механизм передачи наследственных признаков и роль ДНК стали известны сравнительно недавно.

4. Молекулярно – генетический.

На этом уровне изучаются физико – химические процессы, происходящие в организме – синтез и разложение белков, липидов, нуклеиновых кислот, обмен веществ и энергии, копирование генетической информации. Элементарной единицей на молекулярно-генетическом уровне служит ген, в котором записан определенный объем биологической наследственной информации.

Элементарное явление на этом уровне – редупликация (самовоспроизведение) ДНК, в процессе которой могут возникать нарушения, изменяющие смысл генетической информации, приводящие к изменчивости. Биологическая информация, заключающаяся в молекулах ДНК, не участвует непосредственно в процессах жизнедеятельности. Она переходит в действующую форму, будучи перенесена в молекулы белков. Отмеченный перенос осуществляется благодаря механизму матричного синтеза, в котором исходная ДНК служит, как и в случае с редупликацией, матрицей (формой), но для образования не дочерней молекулы ДНК, а матричной РНК, контролирующей биосинтез белков. В основе этого процесса лежит принцип комплементарности. Это дает основание причислить матричный синтез информационных макромолекул также к элементарному явлению на молекулярно-генетическом уровне организации жизни.

 

5. Онтогенетический уровень

Онтогенез - это индивидуальное развитие организма, начиная от одной клетки (зиготы, образующейся при слиянии яйцеклетки и сперматозоида) до взрослого многоклеточного существа со множеством специализированных тканей и органов. Клетка является наименьшей, то есть элементарной живой системой, так как ей присущи все свойства живого организма, свойства жизни как явления. Клетка, как и многоклеточный организм способна питаться, поглощать энергию, синтезировать вещества, двигаться, реагировать на раздражители, размножаться, приспосабливаться и д.т. Многоклеточный организм, как и отдельная клетка, представляет законченный и устойчивый уровень биологической организации. Организм, или особь, способен к самостоятельному существованию, размножению и развитию.

6. Популяционно-видовой уровень.

Вид - важнейшая биологическая категория, которая определяется как совокупность особей (организмов), обладающих наследственным сходством по морфологическим, физиологическим, генетическим, эколого-географическим признакам, способных свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство.

Главное в определении вида (его главный критерий) - способность особей скрещиваться и, более того, оставлять плодовитое потомство.

Каждый вид занимает на Земле определенный ареал - территорию или акваторию. Чаще ареал вида бывает разорван, вид существует отдельными группировками - популяциями.

Популяция - некоторая изолированная совокупность особей одного вида, длительное время населяющая определенный ареал и способная к свободному скрещиванию.

7. Биогеоценотический уровень

На этом уровне рассматриваются экологические системы: сообщество, биогеоценоз, биосфера. Сообщество - совокупность популяций разных видов на определенной территории. Совокупность всех совместно обитающих сообществ разных видов, представленных на ареале отдельными популяциями, образует высшее сообщество - биоценоз.

Любое живое сообщество, весь биоценоз способны существовать в определенных условиях внешней среды. Биогеоценозы - это естественные (природные) экосистемы: лесные, степные, болотные, озерные, речные, морские и др. Но человек создает и искусственные экосистемы - в частности, агроценозы, аквариумы и рыборазводные пруды, очистные сооружения со специально подобранными сообществами микробов, водорослей, моллюсков-фильтраторов,…

8. Биосфера

биосфера - земная оболочка, населенная живыми существами. Основоположником учения о биосфере Земли является выдающийся российский натуралист и философ Владимир Иванович Вернадский (1863-1945). Основная мысль этого учения и созданной Вернадским науки биогеохимии состоит в том, что живой и неживой мир нашей планеты един, организмы и компоненты среды связаны обменом (круговоротом) веществ и энергии. На биосферном уровне современная биология решает глобальные проблемы, например определение интенсивности образования свободного кислорода растительным покровом Земли или изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, связанные с деятельностью человека. Главную роль в биосферном уровне выполняют "живые вещества", т. е. совокупность живых организмов, населяющих Землю. Также в биосферном уровне имеют значение "биокосные вещества", образовавшиеся в результате жизнедеятельности живых организмов и "косных" веществ (т. е. условий окружающей среды). На биосферном уровне происходит круговорот веществ и энергии на Земле с участием всех живых организмов биосферы.

 

9. Антропогенез - раздел антропологии (учение о происхождении человека) - процесс историко-эволюционного формирования физического типа человека, первоначального развития его трудовой деятельности и речи.

Находки, сделанные гл. образом в Южной Африке, позволяют представить облик существ, находившихся в основании линии приматов, приведшей к возникновению рода Homo. Их стали называть австралопитеками (АВП).

АВП - сравнительно крупные, около 20-65 кг массой, 100-150 см ростом ходили на коротких ногах при выпрямленном положении тела, масса мозга 450-550 г. Свободные руки служили для нападения и защиты. АВП широко использовали как ударные орудия палки, камни, кости копытных и др. Судя по строению зубов, эти были всеядными. Одновременно существовало несколько разных видов АВП и одним из наиболее вероятных «кандидатов» в непосредственные предки рода Homo является так называемый афарский АВП, остатки которого найдены в Эфиопии, в слоях возраста около 3,5 млн. лет. В целом АВП намного ближе к челу, чем совр. человекообразные обезьяны.

Род Homo, появившийся на Земле, продолжал претерпевать эволюционные изменения. В настоящее время известны несколько переходных форм: 1) Чел умелый (Homo habilis). — 2 млн. лет назад. 2) Архантропы (Homo erectus) — 2 млн. лет назад — 140 тыс. лет назад. 3) Палеоантропы (Homo Neanderthalensis, неандертальцы) — от 250 до 40-25 тыс. лет назад.

Последние исследования показывают, что неандертальцы — неоднородная группа. Интересно, что более древние по возрасту находки неандертальцев морфологически (т.е. по форме) более прогрессивны, чем более поздние формы. Ранние неандертальцы с менее мощным физическим развитием, по-видимому, впоследствии дали начало ветви современного человека — кроманьонца. Поздние же неандертальцы, более крупные и более развитой мускулатурой, оказались тупиковой ветвью и были вытеснены Человеком разумным — Homo sapiens.