Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни

 

Эта гипотеза подразумевает многократное самопроизвольное возникновение живых организмов из неживой материи. В средние века многим «удавалось» наблюдать появление живых организмов (червей, личинок насекомых, мышей, плесневых грибов) в гниющих остатках организмов.

 

В 1668 г. итальянский врач Ф. Реди экспериментально опроверг эти представления. Он поместил кусочки мяса в сосуды, часть из которых закрыл марлей. В открытых сосудах вскоре появились личинки мух, а в закрытых их не было. Так была доказана невозможность самозарождения мух в гниющем мясе. Реди выдвинул принцип «всё живое — от живого».

Окончательно опровергнуть гипотезу спонтанного возникновения живых организмов удалось в 1859 г. французскому микробиологу Л. Пастеру. Он экспериментально установил, что не могут самопроизвольно появляться также и микроорганизмы. Стерильный бульон Пастер поместил в специальные колбы с длинными S-образными горлышками. Часть колб оставалась открытой. В открытых колбах вскоре появились и стали размножаться бактерии. В колбах с изогнутым вытянутым горлышком, которое служило своеобразной ловушкой для бактерий, бульон оставался стерильным.

 

К концу 19 в. практически все учёные признали, что живые организмы возникают только от других живых организмов.

Гипотеза панспермии

 

В 1865 г. немецкий учёный Г. Рихтер впервые высказал идею о космическом происхождении жизни на Земле. Согласно его гипотезе жизнь была занесена с других планет. Сторонники космического происхождения жизни считают, что жизнь на Землю была занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами. Но остаётся открытым вопрос о возникновении жизни в космосе.

Биохимическая гипотеза

В 1924 г. советский биохимик А. И. Опарин и в 1929 г. английский биохимик Дж. Холдейн выдвинули гипотезу о том, что жизнь возникла из неорганических веществ в специфических условиях древней Земли.

 

1947 г. английский учёный Дж. Бернал базируясь на гипотезе Опарина-Холдейна сформулировал гипотезу биопоэза, которая характеризует три этапа формирования жизни на Земле.

 

1.14. Подготовьте ответы на вопросы:

 

1) Охарактеризуйте метаболизм и его компоненты (анаболизм, катаболизм). Как изменяется уровень обмена веществ во время эмоционального напряжения и интенсивной физической нагрузки?

Обязательным условием существования любого организма является постоянный приток питательных веществ и постоянное выделение конечных продуктов химических реакций, происходящих в клетках. Клетка постоянно находится в движении - цитоплазма перемещается, увлекая за собой органоиды и включения, активно работают рибосомы и митохондрии, совершается множество химических превращений. Все живые организмы, существующие на Земле, представляют собой открытые системы, характеризующиеся способностью активно обмениваться с окружающей средой веществами и энергией. Из окружающей среды в клетку поступают различные вещества, а из клетки в окружающую среду удаляются ненужные продукты обмена – происходит обмен веществ, или метаболизм.

В организм, кроме питательных веществ, поступают также вода, кислород, минеральные соли. Поступившие в клетки органические вещества (или синтезированные в ходе фотосинтеза) расщепляются на – мономеры и направляются во все клетки организма.

В клетках синтезируются белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие вещества, которые выполняют различные функции (строительную, каталитическую, регуляторную, защитную и так далее).

Другая часть низкомолекулярных органических соединений, поступивших в клетки, идет на образование АТФ, в молекулах которой заключена энергия, предназначенная непосредственно для выполнения работы.

Энергия необходима для синтеза всех специфических веществ организма, поддержания постоянства, активного транспорта веществ внутри клеток, из одних клеток в другие, из одной части организма в другую, для передачи нервных импульсов, передвижения организмов, поддержания постоянной температуры тела и для других целей.

Итак, обмен веществ (метаболизм) –совокупность биохимических реакций,протекающих в клетке и обеспечивающих процессы ее жизнедеятельности.

В ходе превращения веществ в клетках образуются конечные продукты обмена, которые могут быть токсичными для организма и выводятся из него (например, аммиак).

Таким образом, все живые организмы постоянно потребляют из окружающей среды определенные вещества, преобразуют их и выделяют в среду конечные продукты. В зависимости от общей направленности процессов выделяют катаболизм и анаболизм.

Анаболизм (ассимиляция) –совокупность химических процессов,направленныхна образование и обновление структурных частей клеток, пластический обмен.

Катаболизм (диссимиляция) –совокупность реакций,в которых происходитраспад крупных органических молекул до простых соединений с одновременным высвобождением энергии.

Катаболизм обеспечивает энергией все процессы, протекающие в клетке, и имеет второе название – энергетический обмен.

Анаболизм тесно связан с катаболизмом, поскольку из продуктов распада питательных веществ получаются новые вещества. Если анаболизм направлен на образование составных структур клеток и тканей, то катаболизм превращает сложные молекулы в простые. Простые молекулы частично используются на биосинтез и частично выводятся из организма в виде продуктов распада, таких как мочевина, аммиак, диоксид углерода и вода.

Состояние эмоционального фона напрямую влияет на выработку гормонов. В стадии волнения или возбуждения в кровь выбрасывается гормон адреналин, увеличивая скорость метаболизма. А в состоянии длительного стресса за день сжигаются сотни калорий.

Так же ускоряет метаболизм и регулярные физические нагрузки.

 

 

2) Какие адаптации к условиям произрастания можно выделить у приведенных на рисунке 19 растений?Опишите их биологическую целесообразность.Почему адаптацииносят относительный характер?

 

 

Рис. 19

Адаптация – особенности внешнего или внутреннего строения, а также поведения, проявляющиеся как приспособления к различным условиям жизни. Признаки и свойства, которые благоприятствуют выживанию особи в условиях конкуренции или давления неблагоприятных факторов среды, способствуют повышению успеха размножения и поэтому сохраняются в популяциях при естественном отборе.

1. Суккуленты — очень стойкие к перегреву и устойчивые к обезвоживанию, во время засухи они не испытывают недостатка воды, потому что содержат большое количество ее и медленно расходуют. Корневая система у них разветвлена во все стороны в верхних слоях почвы, благодаря чему в дождливые периоды растения быстро всасывают воду. Это кактусы, алоэ, очиток, молодило.

2. Поведенческие приспособления, или избегание действия неблагоприятного фактора. Примером могут служить эфемеры и эфемероиды (мак, звездчатка, крокусы, тюльпаны, подснежники). Они проходят весь цикл своего развития весной за 1,5-2 месяца, еще до наступления жары и засухи. Таким образом, они как бы уходят, или избегают попадания под влияние стрессора.

3.    Вечнозеленая омела адаптирована к полупаразитическому образу жизни Омела извлекает из ветвей того дерева, на котором поселилась, воду и минеральны элементы. Омела на половину паразит, по этому в листьях, как и у других растений осуществляется фотосинтез, она сама снабжает себя органическими веществами. Выбор дерева обуславливается его древесиной, чем она мягче, тем больше вероятности того, что оно чаще будет поражаться омелой, а с более твердой - редко.

4. Хвоя сосны и ели промерзает насквозь сразу же после наступления сильных холодов. Для них опасен не мороз, а высыхание. Хвоинки покрыты особой тончайшей пленкой, кутикулой, которая не пропускает воду и предохраняет от пересыхания. Кроме того, на поверхности хвоинки имеются устьица — отверстия, через которые растения летом поглощают углекислый газ и испаряют воду. В зимние время все «устьица» закрываются и «запечатываются» воскоподобным веществом.

Относительный характер адаптаций. Все живые организмы оптимальноприспособлены к условиям своего обитания, будь это пустыня или экваториальные леса, морские глубины или саванны. Каждый организм имеет множество адаптаций, которые образовывались в результате действия естественного отбора во вполне определѐнных условиях среды. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою приспособительную ценность и даже принести вред их обладателю, т. е. адаптации имеют относительную целесообразность. Адаптации всегда относительны. При изменении среды часть признаков может утратить полезное значение. Известно, например, что рыбы, хорошо защищѐнные от хищников шипами и колючками, чаще попадают в сети, в которых они запутываются и удерживаются как раз из-за твѐрдых выростов тела. Таким образом, изменения условий среды вызывают сдвиг в приспособленности отдельных организмов и популяции в целом.

 

1.15. Подготовьте ответы на вопросы:

 

1) Что такое сенсорные системы (или анализаторы)? Приведите примеры анализаторов в организме человека и опишите их общий план строения. Перечислите свойства анализаторов.

Природа «одарила» человека способностью воспринимать многообразные раздражители окружающей и внутренней среды: запахи, звуки, цвета, свет, температуру и пр. Благодаря этому он может чувствовать и воспринимать явления, которые происходят в окружающей среде или в собственном организме, и соответственно реагировать на них. Получение информации из внешней и внутренней среды и еѐ анализ происходит в организме человека благодаря работе анализаторов (этот термин предложил в 1909 г. российский физиолог И. Павлов), или сенсорных систем (с латин. ощущение, восприятие или чувствительный).

Анализаторы (сенсорные системы) —это совокупность образований,которыевоспринимают, передают и анализируют информацию из окружающей и внутренней среды организма.

Каждый анализатор состоит из трех основных частей: периферической (рецепторы), проводящей (чувствительные нервные волокна) и центральной (центры мозгового ствола и определенный чувствительный участок коры головного мозга).

Информация об окружающем мире воспринимается органами чувств человека, передается в мозг, где она анализируется и синтезируется, после чего мозг выдает соответствующие команды исполнительным органам. Поэтому необходимо иметь понятие о строении органов чувств и их взаимодействии с окружающей средой и друг с другом.

Различают восемь анализаторов: зрительный, слуховой, вкусовой, обонятельный, кожный (или тактильный), вестибулярный, двигательный и висцеральный (или анализатор внутренних органов). При выявлении опасности в качестве доминирующих выступают зрительный, слуховой и кожный анализаторы. Другие выполняют вспомогательную функцию.

Строение анализаторов. В целом анализаторы представляют собой совокупностьвзаимодействующих образований периферической и центральной нервной системы, которые осуществляют восприятие и анализ информации об окружающей среде и о процессах внутри организма. Все анализаторы имеют на своей периферии воспринимающие аппараты - рецепторы, в которых и осуществляется превращение энергии раздражителя в процесс возбуждения. От рецепторов по сенсорным (чувствительным) нейронам и синапсам (контактам между нервными клетками) сигналы поступают в центральную нервную систему. Различают следующие основные виды рецепторов: механорецепторы, воспринимающие механическую энергию (к ним принадлежат рецепторы слуховой, вестибулярной, двигательной, тактильной, частично висцеральной чувствительности); хеморецепторы - обоняние, вкус; терморецепторы, которые имеет кожный анализатор; фоторецепторы - зрительный анализатор.

Каждый рецептор выделяет из огромного количества влияний внешней и внутренней среды свой адекватный раздражитель.