Реферат: Происхождение жизни на Земле

Содержание

Введение………………………………………………………..........…………….2

1. Современные представления о происхождении жизни наЗемле.......………4

2. Основные законы биологической эволюции…………………………..........18

3. Микро и макроэволюция………………………………………………..........22

Заключение……………………………………………………………….............32

Список используемой литературы………………………………………...........33


Введение

С момента возникновения жизни природа находится внепрерывном развитии. Процесс эволюции продолжается уже сотни миллионов лет, иего результатом является то обилие форм живого, которое во многом до конца ещене описано и не классифицировано. Эволюция протекает на всех уровняхорганизации живой материи и на каждом уровне характеризуется новообразованиемструктур и появлением новых функций. Объединение структур и функций одногоуровня сопровождается переходом живых систем на более высокий эволюционныйуровень.

Существует много определений понятия «жизнь» — столь же сложного, многогранного и неоднозначного, как понятия«Вселенная», «материя» и «разум», предельноширокого, отражающего самые общие черты действительности — категории,определяемой через описание основных характеристик и свойств.

Определение из энциклопедического словаря весьма уязвимо:«Живыми называются системы, которые способны самостоятельно поддерживать иувеличивать свою очень высокую степень упорядоченности в среде с меньшейстепенью упорядоченности» — по нему живыми являются все самоорганизующиесяи саморегулирующиеся системы — звезды, галактики и сама Метагалактика,коацерватные капли и многие сложные органические соединения,самопроектирующиеся и самосборные кибернетические устройства и т.д…Предложение академика С.Ф. Лихачева рассматривать жизнь как некотороенеопределимое свойство Вселенной ничего не дает в плане практическогоиспользования понятия.

Не потеряло своей актуальности уточненное в ХХ векеопределение Ф. Энгельса: «Жизнь — это способ существования белковых тел инуклеиновых кислот» – поскольку вне живых организмов белки в природе невстречаются.

Наилучшим следует признать определение академика Н.В.Волькенштейна: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собойоткрытые, самоорганизующиеся и самовоспроизводящие системы, построенные избиополимеров — белков и нуклеиновых кислот».

Проблемы происхождения и эволюции жизни на Земле принадлежалии принадлежат к числу величайших проблем естествознания. Эти проблемыпривлекали к себе внимание человеческого ума с самых незапамятных времен. Ониявлялись предметом интереса всех философских и религиозных систем. Однако вразные эпохи и на разных ступенях развития человеческой культуры проблемыпроисхождения и эволюции жизни решались по-разному. Сейчас считаетсяобщепризнанным, что возникновение жизни на Земле представляло собойзакономерный процесс, вполне поддающийся научному исследованию. Однако вопрос опроисхождении жизни труден в исследовании, поскольку когда наука подходит кпроблемам развития как сотворения совершенно нового, она оказывается у пределасобственных возможностей, так как ученые сейчас не в состоянии воспроизвестипроцесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколькомиллиардов лет назад. Даже тщательно поставленный опыт будет только модельнымэкспериментом, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого наЗемле.

Таким образом, вопрос о происхождении жизни интересен не толькосам по себе, но и тесной связью с вопросами эволюции форм жизни.

Актуальность выбранной темы не вызывает сомнений, поэтомув данной работе рассматриваются современные теории возникновения жизни ипроцесса эволюции ее форм.

При выполнении работы использовались учебники и учебныепособия по концепциям современного естествознания, философии, астрономии,экологии, экологическому праву и природопользованию, а также монографии инаучные статьи в периодических изданиях.


1. Современные представления о происхождении жизни наЗемле

В настоящее время ученые выделяют пять научных концепцийвозникновения жизни:

1. Возникновение живого из неживого, подчиняясьопределенным физическим и химическим закономерностям — абиотическая концепция;

2. Гипотеза «голобиоза» — концепция протобионта либобиода, некоего доклеточного предка, начальных «жизнеспособных» структур;

3. Гипотеза «генобиоза», т.е. поиска генома какреликтового предка всех живых клеточных структур, считая, что конкретно РНКсыграла первостепенную роль в ёе зарождении жизни;

4. Концепция стационарного состояния жизни — жизнь былапостоянно, начала жизни не существует;

5. Внеземное происхождение жизни – жизнь была занесена наЗемлю из Космоса (концепция панспермии).

В развитии учений о происхождении жизни существенноеместо занимает теория, утверждающая, что все живое происходит лишь от живого — теория биогенеза. Эту теорию в середине XIX века противопоставляли ненаучнымпредставлениям о самозарождении организмов. Но как теория происхождения жизнибиогенез несостоятелен, поскольку принципиально противопоставляет живоенеживому, утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни [7. С. 129].

Абиотическая концепция. Абиогенез — мысль о происхожденииживого из неживого — начальная гипотеза современной теории происхождения жизни.В 1924 г. биохимик А.И.Опарин высказал предположение, что при массивныхэлектрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд. лет назадсостояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли появитьсяпростые органические соединения, нужные для возникновения жизни. Предсказаниеакадемика Опарина оправдалось. В 1955 г. американский исследователь С.Миллер,пропуская электрические заряды через смесь газов и паров, получил простыежирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколькоаминокислот. Таковым образом в середине XX века был экспериментальноосуществлен абиогенный синтез белковоподобных и других органических веществ вусловиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.

Гипотеза Опарина о возникновении жизни на Земле опираетсяна представление о постепенном усложнении химической структуры иморфологического вида предшественников жизни (пробионтов) на пути к живыморганизмам. На стыке моря, суши и воздуха создавались благоприятные условия дляобразования сложных органических соединений. В концентрированных растворахбелков, нуклеиновых кислот могут образовываться сгустки подобно акварастворамжелатина. А.И.Опарин назвал эти сгустки коацерватными каплями либокоацерватами.

Коацерваты — это обособленные в растворе органическиемногомолекулярные структуры. Это еще не живые существа. Их возникновение рассматриваюткак стадию развития преджизни.

Более принципиальным этапом в происхождении жизни быловозникновение механизма воспроизведения себе подобных и наследования параметровпрошлых поколений. Это стало возможным благодаря образованию сложных комплексовнуклеиновых кислот и белков. Нуклеиновые кислоты, способные ксамовоспроизведению, стали контролировать синтез белков, определяя в нихпорядок аминокислот, а белки-ферменты осуществляли процесс сотворения новейшихкопий нуклеиновых кислот. Так появилось основное свойство, характерное дляжизни — способность к воспроизведению подобных себе молекул.

Сильная сторона абиогенетической гипотезы — еёэволюционный характер (жизнь – закономерный этап эволюции материи), возможностьэкспериментальной проверки главных положений гипотезы (на коацерватных капляхможно сымитировать доклеточные фазы зарождения жизни). Слабая сторона гипотезы Опаринадопускала воспроизводство протоживых структур в отсутствии молекулярныхструктур генетического кода. Гипотеза Опарина предъявляет особые требования кэкспериментальному воспроизведению коацерватных структур: «первичный бульон» схимически сложной структурой, элементы биогенного происхождения (ферменты икоферменты).

Абиогенная гипотеза встретила решительный отпор ученых –приверженцев идеи вечности и безначальности биологической жизни. Российскийученый биохимик С.П. Костычев в брошюре «О появление жизни на Земле» замечает,что простые организмы посложнее всех фабрик и заводов, и случайноевозникновение жизни маловероятно, жизнь никогда «не создается из мертвойматерии» [7. С. 132].

В отношении самозарождения организмов нужно отметить, чтоФранцузская Академия наук еще в 1859 г. назначила специальную премию за попыткуосветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении жизни. Эту премию в 1862 г. получил известный французский ученый, основатель современной микробиологии Л.Пастер. Своимиопытами он доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.

Следует отметить, что в настоящее время жизнь на Земле неможет появиться абиогенным методом. Еще Дарвин в 1871 г. писал: «Но если бы сейчас в каком-либо теплом водоеме, содержащем все нужные солиаммония и фосфора и доступном действию света, тепла, электроэнергии и т.п., химическиобразовался белок, способный к дальнейшим все более сложным превращениям, тоэто вещество немедленно было бы разрушено и поглощено, что было нереально впериод возникновения живых существ».

С гипотезой А.И.Опарина в настоящее время трудносогласиться. Наличие аналогов обмена веществ и «естественного отбора» укоацерватов еще не есть доказательство того, что они могли привести кобразованию первых примитивных организмов. А как произошел качественный скачокот неживого к живому гипотеза Опарина не объясняет.

Теория панспермии. Идея панспермии была выдвинута в 1907году С. Аррениусом и поддерживалась такими крупными учеными, как Э. Хойл, Ч.Викрамсинх, У. Крик, С. Ортель, К. Саган. В 1865 г. немецкий врач Г.Рихтер выдвинул гипотезу космозоев (космических зачатков), в согласовании скоторой жизнь является вечной и зачатки, населяющие мировое пространство, могутпереноситься с одной планеты на другую. Сходную гипотезу в 1907 г. выдвинул шведский естествоиспытатель С.Аррениус, предположив, что во Вселенной постоянно естьзародыши жизни. Он описывал, как с населенных другими существами планет уходятв мировое пространство частички вещества, пылинки и живые спорымикроорганизмов. Они сохраняют свою жизнеспособность, летая в пространствеВселенной за счет светового давления. Попадая на планету с подходящимиусловиями для жизни, они начинают новенькую жизнь на данной планете. Этугипотезу поддерживали многие, в т.ч. российские ученые С. П. Костычев, Л.С.Берг.

Данная гипотеза не предполагает никакого механизма дляобъяснения первичного возникновения жизни и переносит дилемму в другое место Вселенной.Либих считал, что «атмосферы небесных тел, а также вращающихся космическихтуманностей можно считать как вековечные хранилища оживленной формы, как вечныеплантации органических зародышей», откуда жизнь рассеивается в виде этихэмбрионов во Вселенной. Схожим образом мыслили немецкие ученые Кельвин, Гермгольц.

Для обоснования панспермии традиционно употребляютнаскальные картинки с изображением предметов, похожих на ракеты либокосмонавтов, либо появления НЛО. Полеты космических аппаратов разрушили веру всуществование разумной жизни на планетах солнечной системы, которая возниклапосле открытия Скипарелли каналов на марсе в 1877 г. [7. С. 135]

Ловелл насчитал на Марсе 700 каналов. Сеть каналовобхватывала все материки. В 1924 г. каналы были сфотографированы, и большаячасть ученых узрели в них подтверждение существования разумной жизни.Фотоснимки 500 каналов зафиксировали и сезонные конфигурации цвета, которыеподтвердили идеи русского астронома Г.А. Тихова о растительности на Марсе,поскольку озера и каналы имели зеленоватый цвет. Ценная информация о физическихусловиях на Марсе была получена русским космическим аппаратом «Марс» иамериканскими посадочными станциями «Викинг-1» и «Викинг-2». Так, полярныешапки, испытывающие сезонные конфигурации, оказались состоящими из аквапара спримесью минеральной пыли и из жесткой двуокиси углерода (сухого льда). Но покаследов жизни на Марсе не найдено. Исследование поверхности с бортаискусственных спутников позволило предположить, что каналы и реки Марса моглипоявиться в итоге растапливания под поверхностного водяного льда в зонах повышеннойактивности либо внутреннего тепла планеты, либо при периодических конфигурацияхклимата.

В конце 60-х годов вновь возник интерес к гипотезампанспермии. При исследовании вещества метеоритов и комет были обнаружены многие«предшественники живого» — органические соединения, синильная кислота, вода,формальдегид, цианогены. Формальдегид, в частности, найден в 60% случаев в 22исследованных областях, облака с его концентрацией приблизительно 1000 молекулв кубическом сантиметре заполняют обширные пространства. В 1975 г. предшественникиаминокислот найдены в лунном грунте и метеоритах [2. С. 76].

Некоторые ученые считают, что жизнь возникла не на Земле,а была занесена на нее из космического пространства в виде спор микроорганизмовразмерами 0,2-0,6 мкм. В составе планетарных и диффузных газопылевыхтуманностей и глобул обнаружены сложные органические соединения. Припрохождении Солнечной системы в спиральных рукавах на поверхность Земли можетвыпадать до 1014 органических молекул на м2.

В пользу вышеупомянутой гипотезы свидетельствуют:универсальность генетического кода всех земных организмов и важность ролимолибдена в живой клетке, более редкого на Земле, чем хром и никель, которыемогли бы выполнять те же функции. Устойчивые к ультрафиолетовому облучению икосмической радиации споры действительно могли бы путешествовать между звезд,но для того, чтобы за миллиард лет Земля получила 1 спору, все остальные звездыГалактики должны иметь планеты, выбрасывающие в тот же срок в космос по 1 т.спор.

В качестве места возникновения и развития жизнипредполагались кометы и каменные метеориты — углистые хондриты, содержащиесложные органические вещества, в том числе аминокислоты (в составе метеоритаМерчисон было обнаружено 18 разновидностей аминокислот), не встречающиеся наЗемле. Многочисленные данные свидетельствуют об изобилии органическихсоединений на поверхности Земли в эпоху ее формирования [2. С. 79].

Бактерии способны размножаться в экстремальных условияхтемператур от – 25њ С до 300њ С при давлении до 1,3× 108 Па. Онисохраняют жизнеспособность в виде спор при температурах от – 240њ С до 600њ С идавлении от 10-4-10-6 Па до 2× 109 Па, облучению ультрафиолетовымизлучением интенсивностью до 5× 104 эрг/мм2 и жесткой радиации мощностьюдо 104 Гр. Колонии бактерий (E. coli) на борту АМС «Сервейер» смогливыжить в течение 1 года на поверхности Луны, и свыше 5 лет находившихся наоткрытой панели ИСЗ. В ископаемых льдах Арктики и Антарктиды обнаружены спорымикроорганизмов (до 107 клеток на грамм), находящихся в состоянии анабиоза от 20-40тысяч лет до 8 миллионов лет! Некоторые ученые полагают, что у многихобнаруженных популяций микроорганизмов в условиях вечной мерзлоты метаболизмкрайне замедляется, но не останавливается. Такая жизнеспособность обусловленанеразрывностью связи популяций организмов со средой обитания.

Отдельные группы земных микроорганизмов, примитивныхгрибов, дрожжей и водорослей могут не только выжить, но и размножаться вусловиях, существующих в криосфере и на поверхности Марса или в океанах Европы.И все же, несмотря на космическую распространенность органических веществ,гипотеза панспермии до сих пор не получила материального подтверждения, хотямассовая печать неоднократно в форме сенсаций сообщала об обнаружении вметеоритах окаменелостей микроорганизмов. Главным недостатком этой гипотезыявляется то, что перенос места возникновения земной жизни с поверхности Земли вглубины Вселенной не решает вопроса о происхождении жизни из неживой материи.

Концепция стационарного состояния жизни. По мнению В.И.Вернадского, необходимо говорить об извечности жизни и проявлений еёорганизмов, как мы говорим об извечности материального субстрата небесных тел,их тепловых, электрических, магнитных параметров и их проявлений. Далек отнаучных исканий вопрос о начале жизни, как и вопрос о начале материи, теплоты,электроэнергии, магнетизма, движения. Все живое вышло от живого (принцип Реди).Примитивные одноклеточные организмы могли появиться лишь в биосфере Земли, ашире, в биосфере Вселенной. По мнению Вернадского, естественные науки построенына предположении, что жизнь с её особыми свойствами не играет никакой роли вжизни Вселенной. Но биосферу необходимо брать как целое, как единый живойкосмический организм (тогда и отпадает вопрос о начале живого, о скачке отнеживого к живому) [8. С. 12].

Гипотеза «голобиоза» касается прообраза доклеточногопредка и его способностей. Есть разные формы доклеточного предка – «биоид», «биомонада»,«микросфера». Согласно биохимику П. Деккера, структурную базу «биоида»составляют «жизнеподобные» неравновесные диссипативные (от лат. «dissipate»)структуры, т.е. открытые микросистемы с ферментативным аппаратом,катализирующим метаболизм биоида. Эта гипотеза трактует активность доклеточногопредка в обменно-метаболическом духе. В рамках гипотезы «голобиоза»конструировали биохимики С.Фокс и К.Дозе свои биополимеры, способные кметаболизму – комплексному белковому синтезу. Основной недостаток даннойгипотезы – отсутствие генетической системы при таком синтезе. Отсюда — следуетотдать предпочтение «молекулярному прародителю» всякого живого, а не первичнойпротоклеточной структуре.

Гипотеза «генобиоза». Американский ученый Холдейн считал,что первичной была не структура, способная к обмену веществ с окружающейсредой, а макромолекулярная система, подобная гену и способная к репродукции, апотому и названным им «голым геном». Общее признание гипотеза «генобиоза»получила после открытия РНК и ДНК и их феноменальных параметров. В начале 80-хгг. 20 века была установлена способность РНК к саморепродуцированию в отсутствиибелковых ферментов. Второй момент – открытие у РНК автокаталитических функций.Объединение двух функций – каталитической и информационно-генетической –привело к тому, что макромолекулярная система стала способной ксаморепродукции. Т.е. старая РНК кооперируя в себе черты фенотипа и генотипа, моглабыть подвержена как генетическим преобразованиям, так и естественному отбору,т. е. она эволюционировала.

Итак, РНК сыграла первостепенную роль в зарождении жизни.Но мы же знаем, что современный геном биосферы составляет ДНК, а не РНК. Но какэто объяснить? Ревертаза и матричный синтез с ДНК на РНК явились компонентамиодного для всего живого доклеточного предка. Но эволюция последнего шла всторону современной ДНК и утраты им самостоятельных каталитических функций.Таким образом, РНК является той первичной информационной молекулой, котораястояла у истоков жизни.

Можно допустить, что обе нуклеиновые кислоты произошли отодной более примитивной молекулы. Усложняясь и специализируясь в процессеэволюции, эта «прануклеиновая» кислота превратилась в функционально различныетипы молекул ДНК и РНК. Возможно, что этой первичной нуклеиновой кислотой моглабыть молекула, близкая к более простой РНК. Подобно РНК вируса табачной мозаикиона обладала способностью к передаче наследственной информации и к синтезубелка. Возможно также, что вирусы содержащие только одну РНК (филогенетическиболее раннее образование), следует рассматривать как современные модификациидревней, примитивной формы жизни [8. С. 15].

Все это может пролить некоторый свет на путивозникновения и развития живых существ от более простых форм управления ипримитивной формы жизни к более сложным формам. Если небелковая («неживая»)молекула РНК в подходящей среде образует живые системы, то не на этом ли путиможно обнаружить мостик между неживой и живой природой. Решающее слов в этомвопросе принадлежит различным будущим биохимическим и генетическимисследованиям.

Таким образом, основные гипотезы о происхождении жизни наЗемле можно разделить на 3 группы:

1) религиозная гипотеза о «божественном»происхождения жизни;

2) «панспермия» — жизнь возникла в космосе изатем была занесена на Землю;

3) жизнь возникла на Земле в результате естественныхпроцессов.

Рассмотрим более подробно закономерности и химическиеособенности происхождения жизни на земле.

Возникновение и развитие жизни и разума на Землеподготовлено всем ходом эволюции неживой материи Метагалактики. Закономерностьи неизбежность возникновения и развития жизни и разума обусловлена одним изважнейших свойств Метагалактики — «антропным принципом».Существование и развитие объектов Метагалактики обусловлено внутреннимидинамическими процессами. Все возникающие объекты, от космических пылинок итуманностей, бактерий и людей, звезд, галактик и, по-видимому, всейМетагалактики в целом, являются открытыми неравновесными системами,обменивающимися с окружающей средой веществом и энергией. В ходе эволюциивозникает способность к воспроизведению подобных объектов и усвоению имиблагоприобретенных признаков и свойств. С увеличением сложности структурупорядоченных систем возрастает их способность к накоплению, запоминанию ихранению информации. Информационная эволюция ускоряет темпы самоорганизацииматерии и идет в направлении уменьшения возможных наборов элементов,определяющих структуру и функционирование сложных систем. Наборы с наименьшимчислом элементов легче восстанавливаются, передаются и тиражируются. Для атомовчисло возможных комбинаций протонов и нейтронов в атомных ядрах равно числуизотопов (свыше 1500). Для молекул возможное число наборов атомов равноколичеству элементов таблицы Менделеева (около 100). Для полимеров в растворах- числу 5 пространственных конфигураций. Для живых организмов — количествунуклеотидов в ДНК и РНК (4). С увеличением сложности структур возрастаетзависимость их существования и развития от физических и химических свойствсреды и неизменности внешних условий.

Например, температурные границы существования объектов:

— атомов — от 0,5–1 К до 105 К (температура ионизации);

— молекул — от 2-3 К до 104 К (температура диссоциации);

— твердотельных кластеров (объектов, содержащихминимальное число атомов для проявления всех макроскопических свойств данноговещества) — от 10-15К до 5× 103К;

— микроорганизмов — от 100 К до 700 К;

— человека — от 308 К до 312 К [7. С. 142].

Вышесказанное определяет условия, необходимые идостаточные для проявления и развития жизни, возможное время ее возникновения вМетагалактике и на Земле, основные темпы и направления эволюции живыхорганизмов. В раннюю эпоху существования Метагалактики вплоть до образованиягалактик, жизнь не могла существовать из-за абсолютно неподходящих внешнихусловий. Не могла она возникнуть вблизи звезд I поколения, которые, скореевсего, не имеют планетных систем из-за 10-40-кратного дефицита тяжелыххимических элементов.

Для образования космических тел с современным химическимсоставом и соотношением изотопов тяжелых элементов их синтез должен былпроизойти за 4-6 миллиардов лет до образования Солнечной системы, т.е. не позже9-11 миллиардов лет назад. Образование тяжелых элементов было особенноинтенсивным в период формирования основных галактических структур; в нашемрайоне Галактики период интенсивного звездообразования закончился к моментуобразования Солнечной системы.

Химические условия возникновения и развития жизниопределяются составом ее молекулярных основ. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНКпостроены из нуклеотидов, состоящих в свою очередь из сахара, азотистыхоснований и фосфата; белки состоят из аминокислот. Все химическое разнообразиежизни на Земле исчерпывается 28 веществами: 20 видов аминокислот, 5 оснований,2 углеводов и 1 фосфата, элементарный химический состав которых состоит изводорода (37,5%), углерода (29,8%), кислорода (18,3%), азота (11,3%), фосфора(3,1%). Водород — самый распространенный химический элемент, углерод, кислороди азот — самые распространенные из тяжелых химических элементов, способныеобразовывать огромное число сложных и относительно стабильных молекул(благодаря наличию химически инертных соединений углерода). Кислород — активныйокислитель, его соединение с водородом Н2О, вода — широко распространенныйуниверсальный биологический химический растворитель, остающийся в жидкомсостоянии в широком диапазоне температур, обладающий высокой диэлектрическойпроницаемостью и теплоемкостью.

Химические условия существования жизни налагают ряддополнительных требований к физическим характеристикам объектов, на которых онимогли бы реализоваться [7. С. 135].

Химический состав объекта должен допускать наличиегидросферы и атмосферы приемлемого состава, состоящей из газов, способствующихвозникновению и развитию живых организмов и поддерживающих необходимыйэнергетический режим (температуры и энергетической освещенности) без резкихколебаний вышеупомянутых условий и давления. Например, углекислый газ ватмосфере Земли не только основное сырье для фотосинтеза, но и важнейшийинструмент для поддержания температуры атмосферы с оптимальной концентрацией0,03-0,04%. Масса объекта должна обеспечивать силу тяжести, достаточную дляудержания постоянной атмосферы достаточной плотности у поверхности космическоготела без перехода атмосферных газов в другие агрегатные состояния.

Орбита космического тела должна лежать в пределах«зоны жизни» данной планетной системы, обеспечивающей достаточнуюэнергетическую освещенность поверхности в приемлемом диапазоне длин волн ииметь малый эксцентриситет во избежание резких колебаний внешних условий наповерхности тела. Объект должен вращаться вокруг своей оси со скоростью, достаточнойдля установления атмосферной и гидросферной циркуляции и некоторого усредненияфизических условий на поверхности.

Всем вышеперечисленным условиям отвечают планетные тела(планетоиды и планеты земной группы) массой от 0,1 до 10 МÅ, входящие всостав планетных систем одиночных, медленновращающихся, обладающих постоянствомсветимости звезд главной последовательности II и последующих поколенийспектральных классов F5-К5. Число планетных тел Галактики с благоприятнымиусловиями для существования жизни определяется формулой:

/>,

где N* — общее число звезд Галактики (около 2×109);

fn — доля звезд, имеющих планетные системы (все одиночныемедленновращающиеся звезды, от 20 до60 % звезд);

ne — доля звезд, вблизи которых могут быть благоприятныедля жизни условия (для звезд классов F5-К5 около 0,01-0,02).

Если в каждой из вышеуказанных планетных систем«обитаема» лишь одна планета, то в настоящее время в Галактике можетбыть от 40 до 240 миллионов планет, на которых существует жизнь. Даже если покаким-либо причинам вероятность возникновения жизни в сотни и тысячи разменьше, в Галактике сейчас должны быть сотни тысяч и миллионы населенныхпланетных тел. Для Галактики это очень маленькая величина. Так, на расстояниидо 5 парсек (16,3 св. года) от Солнца насчитывается 53 звезды, из которых лишь3 — e Эридана, t Кита и e Индейца — удовлетворяют вышеупомянутым условиям;однако у e Эридана планетная система находится в стадии формирования.

В настоящее время в научных лабораториях подробноисследованы и воспроизведены первые этапы эволюции от «неживой» к«живой» материи:

1. Эволюция малых молекул (CH4, H2O, NH3, CO и т.д.).

2. Образование полимеров.

3. Возникновение каталитических функций.

Ведутся исследования последующего этапа эволюции — самосборки молекул-гиперциклов, возникновению биологических мономеров(аминокислот, азотистых оснований и т.д.) и биополимеров, накопленыопределенные сведения по следующему этапу — возникновению мембран и доклеточнойорганизации. К сожалению, весьма далеки от окончательного понимания дваважнейших заключительных этапа превращения «неживого» в «живое»- возникновение механизма наследственности и возникновение клетки. Основойжизни в Метагалактике могут являться:

1) Широко распространенные химические элементы IV-VIгрупп таблицы Менделеева (углерод, кремний, кислород, фтор, азот, фосфор, сераи т.д.), способные образовывать сложные молекулярные цепочки, выполняющиефункции органических молекул.

2) Химические соединения (вода H2O, аммиак NH3, смесьводы с аммиаком, сероводород H2S, синильная кислота HCN, фтористый водород HF ит.д.), обладающие свойством быть одновременно кислотой и основанием: ониспособны стать биологическими растворителями. Водородная связь определяетструктуру белков, нуклеиновых кислот и других органических соединений и ихвозможных аналогов [8. С. 36].

«Аммиачная» жизнь является второй по вероятностираспространенности после земной, основанной на соединениях углерода и воде.Аммиак обладает достаточно высокими теплотой плавления, парообразования итеплоемкостью, остается жидким в диапазоне температур от –77,7њ С до –33,4њ Спри нормальном давлении; при возрастании давления температура кипенияувеличивается (до +132,4њ С при р = 112 атм.). Океаны и моря из жидкого аммиака(или смеси аммиака с водой и гидроксиламином NH2OH) будут так же эффективносмягчать колебания температуры, как гидросфера Земли. Аммиак обладаетнекоторыми биологическими преимуществами перед водой (большей текучестью,способностью растворять органические соединения и т.д.). «Аммиачная»жизнь может процветать на относительно холодных планетах земной группы иплаентоидах с плотными атмосферами.

В плотных атмосферах планет-гигантов в условиях низкихтемператур (от – 100њ С до — 50њ С) может возникнуть сероводородная жизнь.Жизнь может появиться и на поверхности планетных тел с плотными атмосферами изсмеси газов CS2, COS, CH4, N2, Ar, и гидросферами из сернистого ангидрида SO2(Тзамерзания = – 75,5њ С, Ткипения = — 10,2њ С при р = 1 атм).

Кремний может успешно заменить углерод и бытьцепочкообразующим элементом органических систем, молекулы которых основаны насвязях Si–O–Si или Si–N–Si. «Кремниевая» жизнь может встретиться напланетах, обладающих очень плотными горячими (Т³ 300њ С) атмосферами,обращающихся на небольшом расстоянии вокруг массивных горячих звезд.

Фтор — довольно редкий химический элемент, но жизнь егооснове могла бы существовать на планетах земной группы с атмосферами,содержащими свободный F2 как аналог кислорода, и океанами из фтористоговодорода HF (Тзамерзания = – 83,1њ С, Ткипения = + 19,5њ С при р = 1 атм),обращающихся на большом расстоянии вокруг высокотемпературных звезд смаксимумом энергетической светимости в УФ-диапазоне.

В следующей части работы рассмотрим основные законыбиологической эволюции.

2. Основные законы биологической эволюции

Творцом первой подлинно научной теории эволюции сталвеликий английский ученый Чарльз Роберт Дарвин (1809-1882). Главным трудомЧ.Дарвина является книга «Происхождение видов путем естественного отбораили сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1859),существенным дополнением к которой служат его книги «Изменение домашнихживотных и культурных растений» (1869) и «Происхождение человека иполовой отбор» (1871).

Эволюционное учение Дарвина состоит из трех разделов, аименно: совокупность доводов в пользу того, что историческое развитиеорганизмов действительно имеет место; положение о движущих силах эволюции;представления о путях эволюционных преобразований. Движущими силами эволюции Ч.Дарвин назвал наследственность, изменчивость и естественный отбор. Он считал,что наследственность и изменчивость позволяют фиксировать изменения итрансформировать их в поколениях.

Изменчивость вызывает разнообразие, а наследственностьпередает эти изменения потомству. Следовательно, для всех живых существ врезультате изменений и скрещиваний характерна наследственная гетерогенность.

Поскольку все организмы очень склонны к интенсивномуразмножению, то в пределах каждого вида производится потомства больше, чемвыживает. Излишнее потомство гибнет в результате борьбы за существование, формыкоторой очень разнообразны [6. С. 115].

По Ч. Дарвину борьба за существование происходит какмежду видами, так и внутри видов, причем внутривидовая борьба является болееожесточенной по сравнению с межвидовой, ибо особи обитают в одной местности,нуждаются в одинаковой пище, подвергаются одинаковым опасностям и т.д. Врезультате борьбы за существование выживают наиболее приспособленные, т.е. теорганизмы, которые обладают каким-либо признаком, обеспечивающимприспособление.

Следовательно, неизбежным следствием борьбы засуществование является естественный отбор. «Сохранение благоприятныхиндивидуальных различий и изменений и уничтожение вредных я назвал естественнымотбором или переживанием наиболее приспособленных (Ч. Дарвин). Ч. Дарвинсчитал, что естественный отбор является главным механизмом эволюции.

Заслуги Ч. Дарвина перед естествознанием имеютнепреходящее значение. Он всесторонне обосновал исторический метод в применениик природе, создал теорию эволюции и изгнал из науки креационизм.

Учение Дарвина касалось эволюции крупных групп организмов,включая все таксоны, в большие отрезки времени, измеряемые геологическимимасштабами и на обширных территориях. Следовательно, классический дарвинизмявляется учением о макроэволюции.

Однако оно оказалось недостаточно разработанным вгенетическом плане. Дарвин имел в виду эволюцию особей, но ведь особи живут,как сейчас известно, в популяциях. Поэтому через 8 лет после выхода»Происхождения видов" англичанин Ф. Дженкин поставил такой вопрос:«Если отбор оставляет в живых те особи, которые лишь незначительноотличаются от других, то уже при последующем скрещивании наступает»поглощение" новых признаков, т.к. партнер по скрещиванию, вероятнеевсего, не имеет этого нового свойства — произойдет растворение при-J знаков впотомстве".

Дарвин называл этот вопрос кошмаром Дженкина, т.к.никогда не мог дать удовлетворяющий ответ. Дарвинизму длительное время нехватало генетической основы, но генетика очень быстро сама подошла к эволюции.Используя методологию классического генетического анализа, генетики стали анализироватьроль отдельных факторов эволюции путем вычленения элементарных единиц ипротекающих в них процессов [6. С. 118].

Первый шаг на пути объединения дарвинизма и генетикизаключался в законе Дж. Харди-В.Вайнберга, которые в 1908 г. показали, что в популяции при свободном скрещивании, отсутствии мутаций данного гена иотсутствии отбора по данному признаку соотношение генотипов АА, Аа и ааостается постоянным. Это позволило им сформулировать закон, содержание которогосводится к тому, что частоты генов в бесконечно большой панмиксическойпопуляции без давления каких-либо внешних факторов стабилизируются уже послеодной смены поколений. Однако таких популяций, как известно, в природе несуществует. Поэтому значение закона заключается в том, что накопленныенаследственные изменения в генофонде популяций бесследно не исчезают, т.е.частоты генов постоянны.

Исходя из закона Харди-Вайнберга и учитывая влияниеотбора и возникновение новых мутаций, в 1926 г. С.С. Четвериков (1880-1959) показал, что в результате спонтанного мутационного процесса во всех популяцияхсоздается генетическая гетерогенность. Другими словами, в популяциях всегдаесть мутации, в большинстве случаев в малых количествах. Он показал также, чтопопуляция насыщена мутациями, как губка, и что мутации служат основой(материалом) эволюционного процесса, идущего под действием естественногоотбора.

Позднее Н.П. Дубинин и Д.Н. Ромашов (1932) показали, чтокогда популяции малы, в них происходят явления, получившие названиегенетико-автоматических процессов (по Н.П. Дубинину, 1931) или дрейфа генов (поС.Райту, 1932). В результате генетико-автоматических процессов изменяютсячастоты встречаемости генов, устраняются гетерозиготы и появляются гомозиготы.Изолированная популяция становится доминантной гомозиготной или рецессивнойгомозиготной. Если дрейфует мутантный летальный ген, это ведет к вымираниюорганизмов [6. С. 122].

Таким образом, структура популяции зависит не только отпоявления новых мутаций, но и от простого изменения частоты встречаемостиданного гена. Эти и другие генетические исследования связали эволюционнуютеорию с генетикой.

Современная концепция возникновения жизни на Землеявляется результатом широкого синтеза естественных наук, многих теорий игипотез, выдвинутых исследователями различных специальностей.

Огромный интерес представляет решение проблем:

— Почему все белковые соединения в составе живоговещества имеют левую симметрию?

— Однократно или многократно возникала жизнь на Земле,было ли ее возникновение глобальным или локальным явлением?

— Почему жизнь на Земле не возникает из неживого внастоящее время?

— Почему у всех живых существ на Земле белки строятсятолько из 20 аминокислот из более чем 100 известных науке?

— Может ли возникнуть жизнь в других условиях, напринципиально иной химической основе?

Таким образом Эволюция живых организмов от простейшихформ к разумным существам занимает, по-видимому, несколько миллиардов лет — наЗемле 3,5 миллиарда лет. Движущей силой эволюции являются мутации иестественный отбор — процессы, носящие статистический характер и обусловленныеплавными медленными изменениями условий существования организмов (составом,плотностью и температурой атмосферы и гидросферы, климатом, рельефом, магнитнымполем планеты, спектральным составом и уровнем освещенности поверхности и т.д.), причинами которых являются незначительные изменения в действии космическихфакторов в сочетании с мелкими, периодическими и беспорядочными колебаниямиряда основных характеристик внешней среды, в основе которых, как правило, такжележит действие космических процессов и объектов [1. С. 155].

3. Микро и макроэволюция

Эволюция биомассы на Земле рисуется следующим образом.Разделим существующие организмы на группы:

1) водоросли,

2) морские животные,

3) наземные растения,

4) наземные животные.

Водоросли появились в катархее, и в течение архея ипротерозоя их биомасса нарастала до величины порядка сегодняшней, т.е. до 1млрд. т. Морские животные появились в среднем протерозое, их биомасса оченьмедленно росла до венда, а в течение кембрия, вероятно, быстро выросла довеличины порядка сегодняшней, т.е. до 20-30 млрд. т. Наземные растенияпоявились, возможно, еще в ордовике или даже в кембрии, однако их биомассастала ощутимой лишь в силуре, а за девон и карбон быстро выросла доколоссальных размеров, порядка нескольких триллионов тонн; в перми она,возможно, даже несколько уменьшилась и приблизилась к современному уровню.Наконец, наземные животные появились только в девоне, их биомасса достигласовременной величины, вероятно, еще в палеозое.

Что же касается изменений со временем разнообразия форморганизмов, то здесь имеются довольно надежные фактические данные. Онипоказывают, что в разнообразии форм монотонного нарастания со временем не было,так как при появлении новых форм некоторые из старых отмирали. Так, в кембриипоявилось 28 классов животных, в ордовике еще 14 (но часть классов ужеотмерла), в силуре еще 3 (но 2 отмерли). Начало верхнего палеозояознаменовалось новой вспышкой формообразования — в девоне появилось 9 новыхклассов (и их число достигло фанерозойского максимума), а карбоне еще 5 (но 8отмерло), в перми новых классов не появилось (но 4 отмерли). К триасу 3 классаотмерли, но 1 появился (и число классов достигло фанерозойского минимума, еслине считать кембрия), в юре и мелу был небольшой прирост. В кайнозое измененийне произошло. Аналогичны данные и по классам растений; здесь также разделяютсянижний палеозой, верхний палеозой, мезозой и кайнозой, лишь отмирания классовпочти не происходило [7. С. 197].

Жизнь на Земле зародилась, когда на дне мелких теплыхморей катархея, богатых сложными органическими веществами до аминокислотвключительно, начали образовываться двойные сахаро-фосфатные спиральные нитивысокополимерных нуклеиновых кислот с закрепленными на них последовательностямиоснований (служащими «кодами» для синтеза белков), способные при некоторыхусловиях разворачиваться в одинарные спирали и синтезировать на каждой из нихнедостающую вторую спираль, т.е. порождать пару себе подобных (передавать иминформацию о процедурах синтеза белков, закодированных последовательностямиоснований). Такие полимеры, которые синтезировали белки, обеспечивающие имдостаточно длительное самосохранение, по-видимому, уже можно считать первичнымиорганизмами.

Эти первичные микроорганизмы, возможно, питалисьимевшейся органикой небиологического происхождения, осуществляя, например,бескислородное разложение белков и аминокислот — гниение или углеродов — брожение (анологично питаются современные сапрофиты, поглощая через свои стенкиклеток органику биологического происхождения: например, дрожжи при отсутствиикислорода сбраживают глюкозу до спирта и углекислоты). Развитие этихорганизмов, вероятно, исключило условия для дальнейшего самозарождения жизни, ис тех пор все живое появляется уже только от живого. В результате эволюциимикроорганизмов (вынуждаемой нехваткой подходившей для пищи органики) у нихпоявилась способность синтезировать необходимые для самосохранения органическиемолекулы из неорганических. Наиболее эффективным способом оказался фотосинтез — продуцирование органического вещества из углекислоты и воды под действиемсолнечного света (энергия света, поглощаемого пигментами, прежде всего зеленымхлорофиллом, расходуется на расщепление молекул воды, кислород выделяется ватмосферу, а водород вместе с углекислотой идет на образование первичногоорганического продукта — фосфоглицериновой кислоты).

Первыми фотосинтезирующими растениями были, по-видимому,микроскопические синезеленые водоросли цианофиты, у которых хлорофилл рассеян ввиде мелких зерен по плазме клеток (у более развитых растений он сосредоточен вспециальных тельцах — хлоропластах), и имеется еще синий пигмент фикоцианин.Эти водоросли похожи на бактерий тем, что в их клетках трудно различить ядра, иразмножаются они только делением.

Наиболее древние остатки жизнедеятельности организмов,найденные в Трансваале в породах серии Свазиленд возрастом 3.1-3.4 млрд. лет,были тщательно изучены Э. Баргхорном и Дж. Шопфом. Они представляют собоймикроскопические изолированные палочки длиной 0.45-0.7 мк. и диаметром0.18-0.32 мк., имеющие двухслойные оболочки толщиной 0.045 мк.; там жеобнаружены нитеподобные образования, а также микроскопические шаровидные,дисковидные и многоугольные оболочки одноклеточных водорослей акритархи. Почтистоль же древними (более 2.9 млрд. лет) являются обызвествленные продуктыжизнедеятельности цианофитов и бактерий — прикрепленные ко дну столбчатыестроматолиты и неприкрепленные округлые онколиты, найденные в известковыхпрослоях зеленокаменных пород системы Булавайо в Южной Родезии и описанные А.Мак-Грегором еще в 1940 г. [7. С. 204]

Один из наиболее древних следов животных, найден А.М.Лейтесом в среднепротерозойских слоях Удоканской серии Забайкалья. Онпредставляет собой приуроченные к строматолитовым породам тонкостенные трубочкидлиной до 2.5 см, диаметром до 4 мм, имеющие четырехгранное сечение сокругленными углами и оставшиеся, по-видимому, от червей. По-видимому, к началурифея кислорода было уже достаточно для развития примитивных животных. Впородах среднего и верхнего рифея найдены следы роющих животных и трубочкичервей. В породах венда обнаружены уже многочисленные отпечатки разнообразныхбесскелетных животных, а начало кембрия маркируется массовым появлениемскелетообразующих организмов.

Палеонтологические данные позволили воссоздатьграндиозную и стройную картину эволюции форм жизни в фанерозое, не оставляющуюникаких сомнений в естественности этого процесса. Проследим фанерозойскуюэволюцию ряда важнейших типов организмов.

Начнем с растений, которые осуществляют фотосинтезпервичного органического вещества и потому являются первоосновой всей жизни.Водоросли появились еще в начале архея (или, может быть, даже в катархее) и стех пор благополучно существуют до настоящего времени преимущественно в видеодноклеточных форм. Доля водорослей в общей массе живых организмов на Земле внаше время составляет меньше одной тысячной (около 1.7 млрд. т из общей суммы в2-3 триллиона т), но зато они чрезвычайно быстро размножаются — их клеткиделятся каждые 1-2 суток, и в результате их продукция, около 550 млрд. т в год,составляет основную долю продукции биомассы на Земле в целом.

Первые наземные растения появились, вероятно, в ордовикеили даже в кембрии, но достоверные их следы найдены лишь в силуре. Это былисамые примитивные из высших растений типа сосудистых — псилофиты, мелкиерастения без корней и листьев, а также первые плауны. В девоне появилисьпредставители двух других подтипов сосудистых растении — клинолистных (хвощей)и папоротникообразных (из последних — пока лишь наиболее примитивные растениякласса папоротников а также отряда семенных папоротников птеридосперм из классаголосемянная), причем крупные древовидные формы плаунов хвощей и папоротниковобразовали первые леса нашей планеты. В карбоне обширные участки суши покрылиогромные заболоченные леса из гигантских плаунов лепидодендронов и сигиллярий,хвощей каламитов, древовидных папоротников и птеридосперм, а также новыхотрядов вечнозеленых голосемянных кордаитов, а к концу периода — первых хвойныхрастении и гинкго. В перми появились бенеттиты, плауны пришли в упадок; натерриториях Гондваны господствовала специфическая растительность во главе сголосемянными глоссоптерисами.

Триас и юра — это время расцвета голосемянных растенийотрядов бенеттитов, хвойных, гинкго и цикадовых (саговников); птеридоспермы икордаиты вымерли. В нижней половине мела, а возможно даже в юре, появилисьпервые покрытосемянные (цветковые) растения, сначала двудольные. Во второйполовине мела появились также однодольные цветковые растения, а двудольныеобразовали уже леса (кленовые и дубовые). Они вытеснили ряд отрядовголосемянных — бенеттиты вымерли, цикадовые и гинкго пришли в упадок.Наступивший затем кайнозой — эра расцвета цветковых растений.

Рассмотренная эволюция форм растений от водорослей доцветковых ттооисходила по линии уменьшения роли двуполых гаплоидных поколении,в телах которых (гаметофитах) клетки содержат одинарные наборы хромосом, иувеличений роли бесполых диплоидных поколений, в телах которых клетки содержатдвойные наборы хромосом. Так, у многоклеточной водоросли улотрикс имеетсятолько 1 диплоидная клетка, остальные — гаплоидны. У покрытосемянных, наоборот,все растение гаплоидно а гаметофит состоит лишь из нескольких клеток в тканяхцветка; эволюционная выгода этого заключается как в том, что для размноженияцветковых не требуется внешней влаги, так и в меньшей чувствительностидиплоидных организмов к влиянию рецессивных генов (таких, которые действуютлишь при наличии их в обоих наборах хромосом в диплоидной клетке). В наше времяназемные растения, преимущественно цветковые и хвойные, составляют 98-99% от2-3 триллионов т биомассы на Земле, но растут они медленно — их годичнаяпродукция составляет всего около 50 млрд. т (вдесятеро меньше продукцииводорослей в океане), а средний возраст (очевидно, возраст деревьев в лесах) — 40-60 лет [7. С. 211].

Переходя к эволюции животных, отметим, что сведенияпалеонтологии о времени появления, расцвета и вымирания тех или иных группживотных вместе с данными о степени сложности их устройства, способахразмножения и особенностях развития их зародышей позволяют судить опроисхождении этих групп. Современные представления о происхождении основныхтипов животных (базирующиеся на принципе монофилии, т.е. на предположении оналичии единого корня происхождения каждой группы организмов) показаны на рис. 1.Согласно этим представлениям, одноклеточные простейшие животные породили кактупиковую ветвь губок, так и прогрессивную ветвь кишечнополостных, от которойпошли два главных ствола — первичноротых и вторичноротых. На первом из этихстволов промежуточным этапом были низшие черви, от которых пошли ветвинемертин, плеченогих, мшанок, форонид, моллюсков и через кольчатых червей,наконец, членистоногие. От другого ствола поочередно отделялись ветвищетинкочелюстных червей, иглокожих, погонофор, кишечнодышащих, оболочников,головохордовых и, наконец, позвоночных.

Ряд типов животных — по крайней мере простейшие,кишечнополостные и некоторые низшие черви — появился, хотя бы в небольшихпопуляциях, еще в среднем протерозое. Число семейств — одна из возможныхколичественных характеристик разнообразия форм данного типа организмов,свидетельствующая о темпах его эволюции: в периоды быстрой эволюцииразнообразие форм должно возрастать.

К сожалению, мы не имеем возможности остановиться наистории развития каждого из типов животных — напомним, что всего имеется 23типа!

Поэтому о первичноротых мы скажем лишь то, что все ихтипы появились, по-видимому, еще в докембрии. Нам придется оставить в сторонетакие интересные и важные вопросы, как, например, связанная с эволюциейкишечно-полостных история коралловых рифов или же охватывающая весь фанерозойистория «приматов моря» — головоногих моллюсков (не раз порождавших и массовыеформы, и таких гигантов, как наутилусы ордовика с 6-метровыми прямымираковинами, меловые аммониты со спиральными раковинами 3-метрового диаметра исовременные гигантские «кракены» — глубоководные кальмары архитевтисы длиной до15-20 м.).

/>

Рис. 1. Происхождение основных типов животных.

Из вторичноротых рассмотрим лишь историю позвоночных.Первые их представители появились в кембрии, это так называемые панцирные рыбы- небольшие рыбообразные донные животные без челюстей и плавников, покрытыепанцирем из костных пластинок на голове и толстых чешуи на туловище; они еще небыли настоящими рыбами — из современных позвоночных животных к ним ближе всегобесчерепные (ланцетники) и бесчелюстные — круглоротые (миноги и миксины). Всилуре появились, а в девоне получили широкое развитие уже и настоящие рыбы,как хрящевые (сначала панцирные, а затем и беспанцирные акулы, благоденствующиес тех пор по настоящее время), так и костные, уже в середине девонаподелившиеся на лопастеперых (двоякодышащих и кистеперых) и лучеперых, сначалаганоидных в триасе, а с юры и костистых, имеющих абсолютное господство средирыб в настоящее время. Девон был временем первых попыток рыб выбраться на сушу;двоякодышащие рыбы в этом не преуспели, а от кистеперых пошли земноводныеживотные (амфибии), которые осваивали сушу одновременно с насекомыми.

Первые настоящие наземные позвоночные — этопресмыкающиеся (рептилии), у которых размножение и развитие происходят на суше.История рептилий перми и мезозоя, этих двухсот миллионов лет господства чудовищна нашей планете, является, вероятно, самой драматической главой истории жизнина Земле до появления человека. Современное представление о пресмыкающихся, — как о холоднокровных животных с чешуйчатой кожей, плохо приспособленных к средес низкой или резко колеблющейся температурой, возможно, не следуетраспространять на динозавров. Для выяснения этого вопроса Роберт Беккер (1975 г.) использовал три признака, отличающих теплокровных животных от холоднокровных:

1) наличие в костях большого количества кровеносныхсосудов, а также каналов, в которых происходит быстрый обмен фосфатом кальция,необходимый для нормального функционирования мышц и нервов;

2) малое отношение биомасс хищников и их жертв (порядка1-5% против десятков процентов у холоднокровных животных);

3) способность существовать в условиях холодного климата[8. С. 92].

По всем трем признакам установлено, что еслираннепермские хищные пеликозавры (например, диметродоны) еще былихолоднокровными, то уже позднепермские терапсиды и позднетриасовые текодонтыбыли теплокровными (отношения хищник-жертва порядка 10-15%); у динозавровпризнаки теплокровности выражены даже ярче, чем у современных млекопитающих(отношение хищник-жертва всего 1-3%, так что находки костей хищных динозавровчрезвычайно редки). Динозавры, особенно жившие в высоких широтах, вероятно,имели и волосяные покровы.

Таким образом, эволюция форм организмов происходит,во-первых, вследствие мутаций (вызываемых физико-химическими воздействиямислучайных изменений в нуклеинокислотных носителях наследственности) и,во-вторых, вследствие отбора тех мутантов, которые оказываются способными кадаптации (т.е. к приспособлению) к окружающей их живой и неживой природе. Вбольшинстве случаев способными к адаптации оказываются мутанты с полезнымиусложнениями организмов; полезные упрощения возникают гораздо реже, и жизнь вцелом эволюционирует от простого к сложному. Иногда же возникают особенно удачныеформы организмов, столь хорошо приспособленные не только к среде, окружавшей ихв период образования, но и к широкому спектру ее изменений, что им удаетсяпросуществовать чрезвычайно долго, до сотен миллионов лет включительно. Иначеговоря, высокая мера адаптированности приводит к низкой мере эволюционирования(и наоборот) [8. С. 89].

Человеческое общество оказывает все усиливающееся влияниена развитие жизни на Земле, которое началось в форме охоты, рыболовства иистребления опасных для человека животных и вытеснения дикой жизни изнаселенных районов, а в наши дни идет по пути создания и разведения культурныхсортов растений и пород животных и может, в конце концов, привести почти кстопроцентному управлению развитием всех форм жизни.

Это может касаться и вида Homo sapiens, развитие которогоопределяется не столько биологическими, сколько социальными факторами — преждевсего уровнем производительных сил общества и производственными отношениями егочленов (и такими надстройками, как складывающаяся стихийно или формируемаясознательно общественная мораль, которая, например, в прошлые столетиявследствие высокой детской смертности поощряла многодетность; в последние жедесятилетия при снижении детской смертности, но создаваемых урбанизациейжилищных ограничениях это отношение изменяется).


Заключение

В современной теории эволюции значительное место занимаютвопросы происхождения жизни на Земле, ибо в рамках теории эволюциипроисхождение жизни рассматривают в качестве изначального процесса образованияживых форм (необиогенеза) из неорганических веществ, т.е. в виде химическойэволюции. В наше время абиогенезу противопоставлена концепция постепенноговозникновения и развития живого материала в течение длительного периодавремени. Эта концепция получила название архебиоза или археогенеза. Всоответствии с теорией Опарина жизнь является результатом историческогоодносторонне направленного развития в виде постепенного усложнения органическихсубъединиц и развития их в сложные системы, обладающие свойствами живого. Несмотряна остающуюся неопределенность в вопросе о происхождении жизни на Земле, невызывает сомнения факт в естественности ее происхождения как определенногозакономерного этапа развития материи.

1. Возникновение жизни на Земле подготовлено ходом эволюциинеживой материи во Вселенной.

2. Существование жизни на Земле определяется постоянствомдействия космических факторов: мощностью и спектральным составом солнечногоизлучения, неизменностью основных характеристик орбиты Земли и ее осевоговращения, наличием магнитного поля и атмосферы планеты.

3. Развитие жизни на Земле во многом обусловлено плавныминезначительными изменениями космических факторов; сильные изменения ведут ккатастрофическим последствиям: космические лучи и их рассмотрение какмутагенных факторов.

4. На определенном этапе своего развития жизнь становитсяфактором космического масштаба, оказывающим влияние на физико-химическиехарактеристики основных оболочек планеты (например, состав и температуруатмосферы, гидросферы и верхних слоев литосферы).


Список используемой литературы

1. Барг О.А. Живое в едином мировом процессе. Изд-во Пермского университета1993. – 227 с.

2. Вселенная, астрономия, философия. М.: изд. МГУ 1988. – 192 с.

3. Данилова В.С., Кожевников Н.И. Основные концепции современногоестествознания: учебник, М.: Аспект-пресс, 2000 – 256 с.

4. Карпенков С.Х. Современное естествознание: учеб., М.: Академическийпроект 2003. – 560 с.

5. Найденыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пособиед/вузов, М.: Гардарики 2002, — 476 с.

6. Соколов Е.Ф. Концепции современного естествознания: Учеб. пособиед/вузов, М.: ВЛАДОС, 1999. – 232 с.

7. .Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум – М.: Наука, 1997 г. – 320 с.

8. Щербаков В.П. Эволюция как сопротивление энтропии – М.: ЭКСМО, 2006 г. –125 с.

еще рефераты
Еще работы по биологии