Лекция 14. Происхождение и сущность жизни

Основы синтетической теории эволюции.

Обоснование эволюции:

-        палеонтология (изучает следы древней жизни в горных породах);

-        сравнительная эмбриология (Рекапитуляция – по Геккелю «онтогенез повторяет филогенез» – явление: организм в своем индивидуальном развитии проходит стадии, повторяющие эволюцию всего вида).

-        естественная классификация (основана на структурных свойствах организмов);

-        селекция (модель эволюции).

В настоящее время приняты факторы эволюции:

-        мутации (доминантные и рецессивные);

-        флуктуации численности особей;

-        изоляции;

-        естественный отбор (движущий, стабилизирующий, дезруптивный – гибель при резком изменении условий).

Эволюция не всегда идет с усложнением. Например, бактерии сохраняются благодаря упрощению.

Этапы биохимической эволюции (по А.И.Опарину) (теория абиогенного происхождения жизни):

1)      переход воды в жидкое состояние, образование атмосферы и гидросферы;

2)      образование органических соединений в первичном океане;

3)      образование белковых структур;

4)      объединение коацерватов (при слиянии гидрофильных комплексов);

5)      образование гидрофобных липидных границ;

6)      появление механизма саморегуляции;

7)      появление механизма самовоспроизведения при возникновении генетического кода.

По А.И. Опарину: «Переход к живому осуществляется, когда на смену соревнованию в скорости роста приходит борьба за существование».

Этапы космобиологической эволюции:

–       большой взрыв;

–       излучение + вещество;

–       Галактики, Вселенная;

–       планеты;

–       первичная атмосфера;

–       вторичная атмосфера, гидросфера;

–       образование органических веществ, аминокислот;

–       коацерватные капли;

–       естественный отбор, мутации;

–       ДНК, РНК;

–       белок.

Концепции происхождения жизни.

1. Генобиотическая гипотеза - утверждает первичность возникновения молекулярной системы со свойствами генетического кода (вероятность самовозникновения 10–2000)

2. В рамках концепции биохимической эволюции - можно выделить три этапа перехода неживое-живое:

1)      синтез исходных органических соединений из неорганических в условиях первичной атмосферы Земли; (В 1953 г. С.Миллер экспериментально доказал возможность такого синтеза).

2)      синтез биополимеров из органических соединений;

3)      самоорганизация сложных органических соединений, завершающаяся образованием клетки.

Согласно концепции биохимической эволюции основные условия возникновения жизни:

-        наличие определенных химических элементов;

-        наличие источников энергии;

-        отсутствие газообразного кислорода (окислительной среды);

-        бесконечно большое время.

Ежегодно растения образуют до 150 млрд.тонн органических веществ и запасают до 10 15 кДж энергии Солнца.

3. Коацерватная гипотеза (Опарина-Холдейна) - решающая роль принадлежит белкам. Из-за амфотерности (проявляют свойства и кислот и оснований) они способны притягивать молекулы воды, образуя гидрофильные коллоидные комплексы. При их слиянии образуются коацерваты, способные расти и делиться. В первичном океане происходили автокаталитические реакции (типа реакции Белоусова-Жаботинского).

4.Теории предбиологической эволюции:

-        жизнь возникла на Земле из неживых (минеральных) форм;

-        жизнь – направленный вектор эволюции от неживого к живому;

-        грань неживое-живое очень резка, жизнь неустойчива;

-        живое из неживого – событие маловероятное.

5.      Панспермия - гипотезы внеземной природы жизни:

-        жизнь является порождением Космоса и получила развитие на Земле;

-        принцип Пастера-Реди «живое только от живого»;

-        жизнь – не такое уж редкое событие во Вселенной;

-        жизнь – устойчивое образование;

-        Джеймс Джинс – «жизнь это плесень на поверхности небесных тел».

6.      Креационизм – гипотеза божественного творения жизни.

Общепринятой можно считать концепцию биохимической эволюции.