4. Осн. Гипотезы о происхождении жизни. Принцип актуализма.

1. Креационизм (жизнь была создана неким сверхъестественным существом). на первый день Бог создал свет и отделил его от тьмы; на второй день — создал твердь и воду, на третий — сушу и растения, на четвёртый — небесные светила, на пятый — птиц, рыб и пресмыкающихся, наконец, на шестой — животных и человека.

2. Жизнь самопроизвольно зарожд. из неживого неоднократно.

3. Теория стационарного состояния (жизнь была всегда)

4. Панспермия (жизнь занесена извне)

5. Биохимическая эволюция (суть - жизнь возникла 1 раз в результате процессов подчиняющимся физическим и химическим законам)

Принцип актуализма в науке — презумпция, состоящая в том, что в прошлом действовали те же самые законы природы, что и в настоящее время. Введён Ч. Лайелем в 1830 году.

Происхождение жизни связано с последовательным и вероятным протеканием определенных химич. и физич. процессов.

13 в. Уильям Оккам (ок. 1285—1349). «Не следует множить сущее без необходимости»

-выбирая из нескольких гипотез нужно начинать с самой простой. Если мы увидим, что она не работает, то нужно переходить к сложной. Нет никаких данных, которые говорили бы о том, что 5 млн лет назад физ. и хим. законы были другими. Геология: древние породы земли (Австралия, Кольский п-ов); исследуем дальние звезды (смотрят на сотни млн лет назад). Возр. Вселенной – 14 млрд лет.

5. Осн. Этапы геологической истории Земли. Хим. И физ. Особенности углерода и воды для возникновения и существования жизни.

1. Синтез низкомол. органических соединений из газов в первичную атм.

2. Полимеризация низкомолекулярных соединений и образование пептидов и НК.

3. Образование фазовообособленной сис-мы (отграничение в-в от внешней среды)

4. Возн. простейших кл., кот. обладают св-вами живого: репродуктивный аппарат.

1-3 этап - химическая эволюция; 4 этап – биологическая эволюция.

Хим и физ особенности углерода и воды для возникновения и существования жизни.

Углерод: 1) распространен повсеместно 2) стабилен 3) идеальный химический элемент 4) растворитель Н2О - на Земле много и подходящие температурные условия.

Вода: 1) прекрасный растворитель - образует горные породы, почвы, что важно для возникновения и поддержания жизни. 2) удельная теплоемкость воды высока 3) вода медленно нагревается и остывает (жизнь продолжает существовать при + темп подо льдом) 4) у воды высокое поверхностное натяжение, выше только у ртути => вода легко поднимается по капиллярам почвы. Облегчение движения воды у стеблей растений. 5) вода имеет высокую температуру плавления и кипения.

Земля находится на идеальном расстоянии от Солнца. Земле повезло с массой. Малая масса планеты не позволило бы удержать атмосферы, так же был бы сильный перепад температуры ночью и днем (на несколько сотен градусов).

6. =8+ Этапы становления жизни – хим., предбиол. и биол. эволюция. Ассиметрия орг. мол. в живых организмах.

Этапы становления жизни: 1) синтез НМС из газов; 2) полимеризация мономеров; 3) обр. фазовообособленных сис-м; 4) возн. мембран.

Источники эн. в усл. молодой Земли: солн. изл., ионизирующее изл. космоса, радиоакт. распад изотопов, эл. заряды (молнии), эн. от падения метеоритов. Хиральная чистота – одно из осн. св-в живого. Возн. конкуренция между хим. р-иями (борьба за субстраты), начался ест. отбор (медл. р-ии постепенно затухали, вытеснялись быстрыми). Роль сыграли катализаторы. Преимущество получили автокаталитические р-ии (р-ия Бутлерова: формальдегид => сахара: необх. затравка).

ДНК, РНК, белки – что первично? Белки не явл. носит. генетич. инф. ДНК не функц. без белков. Рибозимы (откр. в 80е гг.) – мол. РНК с каталиточ. св-вами. Среди рибозимов – катализатор репликации. РНК, т.о., явл. первичн. Согласно совр. теории, первые живые сущ-ва – РНК-организованные. Для возн. РНК нужно: фосфорная к-та; азотистые осн. (м.б. сост. из CO, HCN, NH3); сахар (запуск автокаталитич. р-ии Бутлерова). Нек. рибозимы лучше раб. при оч. низк. тем-рах. Больш-во рибозимов не способн. катализ. созд. собств. копии. Сод. Ме рибозимы м.б. исп. для синт. НК. Исп. РНК с доп. фосф. => энерг.(АТФ, НАД, КоА)

Пред-жизнь существовала в виде р-ра. Переход от доорганизменного уровня к организменному – обособление с пом. оболочки. Жиры спос. обр. на пов-ти воды липидные пленки. Липидн. мембр. обл. избир. проницаемостью. Опарин, 1920е: иссл. мелкие липидн. пузырьки (коацерваты), кот. могли вступать во вз/д (симбиоз) с «живыми» р-рами (НК, б.-сод.). Изнач. ДНК – покоящ. форма РНК, т.е. ДНК появл. позже, чем РНК и б. Полимеразы, 4 типа: 1) ДНК-зав ДНК-полим; 2) ДНК-зав РНК-полим; 3) РНК-зав РНК-полим (возн. раньше); 4) РНК-зав ДНК-полим (возн. второй).

Вследствие отбора среди мн. соед. сохр. только те, кот. были спос. к накопл. б. полим.

Рост капли, она разваливается на 2 дочерние. Если доч. похожа на мат., то она выживает.

3,8 – 4 млрд лет – первые водоемы; 3,2 млрд лет – весь круговорот С контрол. живые орг-мы. 3,1 млрд лет породам, сод. фикобилин (исп. цианобактериями для фотосинт.) Ок. 1,5 млрд лет мир был анаэробным. Поздний докембрий – ранний кембрий – нач. накопление О2 (ранее – св. с железом), обр. О3- экран.

Прогенот => 3 ветви жизни: архебактрии, эубактерии+цианобактерии, эукариоты. Прокариоты созд. бактериальные сообщества (строматолиты, цианобактериальные маты), т.е. не орг-м, а биоценоз. Среди прокариот практически не встреч. хищничество (оч. плотн. кл. оболочка; нет сокр. белков). Никем не съеденная биомасса => нефть, газ, сланцы (исчерп. ресурсы, созданные 2,5-3,5 млрд лет назад).