Гипотезы происхождения и развития жизни на Земле
Жизнь есть совместная функция белков и нуклеиновых кислот
№
|
Гипотеза
|
Автор
|
Суть гипотезы
|
1
|
Креацио-
низма
|
|
Жизнь сотворена Творцом. Наблюдаются постоянство, неизменность и изначальная целесообразность природы
|
2
|
Этернизма
|
В. Прайер
|
Стационарное состояние, вечность жизни
|
3
|
Панспермии
|
Г. Рихтер
|
Занесение жизни на Землю из Космоса
|
4
|
Абиогенеза
|
|
Возникновение жизни из неживого
|
5
|
Витализма
|
-
|
«Жизненная сила» превращает неживое в живое
|
6
|
Биохимическая
|
А.И. Опарин, Дж. Холдейн
|
Живое из неживого при определенных условиях среды
|
7
|
Биопоэза
|
Дж. Бернал
|
Базируясь на гипотезе Опарина — Холдейна, предположил, что возникновение жизни шло в три этапа
|
Этапы биопоэза по Дж. Берналу
1
|
Абиогенный синтез простых органических соединений из неорганических. По мере снижения температуры на планете Земля постепенно формировалась первичная атмосфера, состоявшая из паров воды, аммиака, диоксида углерода, метана и цианистого водорода. При дальнейшем остывании Земли образовался первичный океан.Мощные электрические разряды, космическое и солнечное излучения в отсутствие озонового слоя и постоянная вулканическая деятельность привели к образованию простых органических соединений: формальдегида, молочной и муравьиной кислот, глицерола и некоторых аминокислот. В силу отсутствия в атмосфере кислородаэти соединения не окислялись и постепенно накапливались в водах первичного океана, образовав «первичный бульон». Этот этап биохи-мической эволюции подтвержден экспериментально С. Миллером и Дж. Оро.
|
2
|
Образование биополимеров из простых органических соединений. Часть возникших на первом этапе мономеров разрушалась, а некоторые вступали в соединение друг с другом, образуя биополимеры.Аминокислоты образовывали полипептиды,моносахариды — полисахариды, а нуклеотиды — нуклеиновые кислоты. Первыми нуклеиновыми кислотами были, вероятно, короткие цепи РНК. Жирные кислоты, соединяясь со спиртами, могли образовывать липиды, покрывающие жирной пленкой поверхность водоемов. Комплексы белков с другими органическими и неорганическими соединениями могли покрываться сольватными оболочками, образуя коацерваты(сгустки). Второй этап биопоэза нашел экспериментальное подтверждение в опытах Л. Орджел и С. Акабюры
|
3
|
Третьим этапом биопоэза было формирование биологических мембран и появление самовоспроизведения.Мембраны образовались, вероятно, из липидных пленок. При волнении воды могли возникнуть пузырьки, внутрь которых попадали коацерваты. В живые организмы могли превратиться только те коацерваты, которые стали способны к саморегуляции и самовоспроизведению, т. е. содержали белки и нуклеиновые кислоты. Увеличение размеров коацерватов и их фрагментация вызывали, вероятно, образование идентичных коацерватов. Такая последовательность событий могла привести к возникновению примитивных самовоспроизводящихся гетеротрофных организмов—протобионтов. С появлением устойчивых механизмов воспроизведения генетической информации закончился период химической эволюции и наступила эра биологической эволюции
|
Первые этапы эволюции протобионтов
1
|
Первые живые организмы были прокариоты, анаэробные гетеротрофы, так как в атмосфере еще не было кислорода, а в первичном океане имелось достаточно органических веществ
|
2
|
По мере истощения органических веществ в «первичном бульоне» начали появляться первые автотрофы, которые с помощью энергии солнечного света окисляли сероводород до сульфатов, а высвобождавшийся при этом водород использовали для восстановления диоксида углерода до углеводов. При этом кислород не выделялся
|
3
|
Возникновение фотосинтезирующих организмов, использующих воду в качестве источника водорода с выделением свободного кислорода; вероятно, это были цианобактерии
|
4
|
По мере насыщения атмосферы Земли кислородом (около 3%) появились первые аэробы, способные к более выгодному кислородному этапу энергетического обмена. В верхних слоях атмосферы сформировался озоновый экран, защищающий живые существа от губительного действия коротковолновых ультрафиолетовых лучей, что позволило им выйти на поверхность воды и сушу
|
5
|
Появление эукариотических одноклеточных организмов
|
6
|
Появление многоклеточных организмов
|
Гипотезы происхождения эукариот
1
|
Инвагинационная
(аутогенная)
|
Эукариотические клетки появились путем впячивания и отшнуровывания участков мембран с частями цитоплазмы прокариотических клеток, в которых содержалось несколько молекул ДНК
|
2
|
Симбиотическая
|
Разработана Л.С. Маргулис. Исходной была прокариотическая анаэробная клетка, способная к амебоидному движению. Она заглатывала более мелкие клетки (например, аэробные бактерии), которые не переваривались, а постепенно превращались в различные органоиды
|
Гипотезы происхождения многоклеточных
1
|
Гастреи
|
Предложена Э. Геккелем. Многоклеточные произошли от колониальных жгутиковых (типа вольвокса)путем впячивания одного полюса внутрь колонии с образованием второго внутреннего слоя клеток, как это происходит при образовании гаструлы путем впячивания
|
2
|
Фагоцителлы
|
Предложена И.И. Мечниковым. Многоклеточныепроизошли от колониальных жгутиковых,которые питались путем фагоцитоза. Клетки наружного слоя, захватившие пищевые частицы, становились тяжелее и погружались внутрь колонии. После переваривания пищи они опять поднимались на поверхность. Постепенно эти клетки потеряли способность мигрировать и образовали второй слой клеток
|
|
Скачать 485.25 Kb.