Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Вопросы и ответы к экзамену по общей биологии - файл 1.doc


Вопросы и ответы к экзамену по общей биологии
скачать (568 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc568kb.24.11.2011 12:00скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Вопрос 1. Критика представлений механизма и витализма на содержание понятия живая материя

Вопрос 1. Критика представлений механизма и витализма на содержание понятия живая материя

Вопрос 2. Атрибутивные подходы

Вопрос 3. Определение понятия живая материя: логика построения определения, требования к понятию, формулировка понятия.

Вопрос 4 Основные моменты физической и химической эволюции Вселенной и солнечной системы

Вопрос 5 Теория коацерватов

Вопрос 6 Строение нуклеиновых кислот

Вопрос 7 Роль и строение ДНК

Вопрос 8 Механизм репликации ДНК

Вопрос 9 Принципиальная схема биосинтеза белка. Генетический код

Вопрос 10 Механизм трансляции генетической информации в структуру белковой молекулы

Вопрос 11 Гипотеза, описывающая происхождение механизма транскрипции и трансляции

Вопрос 12 Механизмы регуляции активности генов.

Вопрос 13 Клеточная теория. Сравнительная характеристика про- и эукариотических организмов

Вопрос 14 Строение и функции клеточных мембран

Вопрос 15 Строение цитоплазмы клеток. Явление циклоза. Структуры, обеспечивающие циклоз.

Вопрос 16 Строение и функции митохондрий и пластид.

Вопрос 17 Симбиотическая теория происхождения эукариотической клетки.

Вопрос 18 Пути становления многоклеточности.

Вопрос 19 Сравнительная характерстка бесполого и полового размножения. Происхождение полового процесса.

Вопрос 20 Номенклатура видов.

Вопрос 21 Основные положения классической генетики. Теория Грегора Менделя.

Вопрос 22 Хромосомная теория наследственности

Вопрос 23 Теория «один ген-один фермент»». Проблема колинеарности генов и белков

Вопрос 24 Понятие изменчивости популяции. Классическая и балансовая модели изменчивости популяции.

Вопрос 25 Источники популяционной изменчивости.Закон Харди-Вайнберга

Вопрос 26 Факторы, вызывающие изменения в генофонде популяций.

Вопрос 27 Теория эволюции Чарльза Дарвина.

Вопрос 28 Факты, подтверждающие теорию эволюции

Вопрос 29 Основные положения синтетической теории эволюции.

Вопрос 30 Типы индивидуального отбора

Вопрос 31 Механизм изоляции видов

Вопрос 32Теория географического видообразования

Вопрос 33 Концепция симпатрического видообразования

Вопрос 34 Формы, направления и скорость филогенеза

Вопрос 35 Правила макроэволюции: правило Долло, Депере, Копа, Осборна, Шмальгаузена

Вопрос 36 Понятие популяции. Статистические характеристики популяции.

Вопрос 37 Динамические характеристики популяции

Вопрос 38 Концепция биогенеза Сукачева. Структура биогенеза

Вопрос 39 Система экосистемы Тэнсли. Понятия трофических цепей, уровней, пирамид

Вопрос 40 Концепция биосферы. Структура и функции биосферы

Вопрос 41 Живое вещество: основные характеристики и функции

Вопрос 42 Зарождение биосферы. Прокариотический мир

Вопрос 43 Основные моменты становления биосферы

Вопрос 44 Концепция ноосферы


^ Вопрос 1. Критика представлений механизма и витализма на содержание понятия живая материя

В XVII-XVIII вв. широкое распространение получил витализм (от лат. vitalis - жизненный), основоположником которого считают древнегреческого философа Аристотеля. Виталистами же назывались приверженцы этого учения, среди которых можно отметить имена Платона, Аристотеля и в особенности Аретея. Сторонники этого направления предполагали, что организмам присуща особая "жизненная сила", которая управляет всеми жизненными процессами. Как только она покидает тело, организм начинает разрушаться. Виталисты считали, что живые организмы состоят из органических веществ, которые невозможно получить искусственным путем, что к живым организмам неприменим закон сохранения энергии.

В XVIII в. был распространен механистический взгляд на природу, в соответствии с которым живые организмы рассматривались как особые механизмы, отличающиеся от созданных человеком только сложностью строения.

Такой подход, как известно, разрабатывал еще Декарт. Он писал, что между машинами и различными телами, созданными природой, он видит только одно различие. Действия механизмов зависят от составляющих деталей, которые всегда могут быть видимы, а детали механизмов природных вещей настолько малы, что человеку незаметны. И хотя Декарт признавал существование души как особой субстанции, дальнейшие представители этого направления околонаучного мифотворчества довели его идеи до логического завершения: душа человека стала считаться чем-то производным от фундаментальных физико-химических закономерностей.

Принятие декартовских механистических представлений о сущности живой материи, стирает принципиальное различие между живым и неживым.

На фоне подобного «естественно-научного» объяснения становятся бессмысленными дальнейшие размышления о каких-либо духовных проблемах, ибо все эти проблемы будут связываться в сознании человека с чем-то производным от более фундаментальных физико-химических законов, где никаких нравственных проблем не существует и куда человеческая личность должна безвозвратно кануть после своей смерти. Эта мировоззренческая установка закладывается не прямо, но косвенно, через изложение якобы научных представлений. И такой образ действия, пожалуй, эффективнее, чем более прямые формы воздействия на человека.

Вопрос первый: Есть ли у живой материи сущность? (Менее философичный вариант – Обладает ли живая материя таким уникальным свойством, которое не может быть выведено или сведено к явлениям иной природы?)

“Нет” - утверждают представители философского направления, получившего названия механицизм.

Механицизм отрицает наличие каких-либо принципиальных отличий живой материи от неживой. В первую очередь в этом подходе предполагается отсутствие особой сущности, обусловливающей биологические явления. Вот, например, что писал Рассел по этому поводу: "все, отличающее живую материю, может быть сведено к химии и тем самым в конце к физике. Основные законы, управляющие живой материей, являются, по всей вероятности, теми же самыми, которые управляют и поведением атома, а именно - законами квантовой механики".

Доказать несостоятельность такого подхода очень сложно. В современной биологии наблюдается отчетливая подмена изучения сущности жизни, которую познать сложно, изучением физической и химической основы, которую познать гораздо проще. По всей видимости, наступает осознание того факта, что не увенчались успехом надежды понять биологические явления через изучение их молекулярных основ. Возможный путь опровержения несостоятельности механицизма - обнаружении сущности живой материи.

Мы, не вдаваясь в философское обоснование наличия собственной сущности у живой материи, примем это как данность и, в противоположность механицистам, ответим на данный вопрос утвердительно. Тогда перед нами встает вопрос, необходимость постановки которого редко осознается исследователями.

Вопрос второй: Познаваема ли сущность живой материи? (или В состоянии ли человеческий разум познать скрытую от него сущность?)

Далеко не все оптимистично смотрят на возможности человеческого познания. Например, витализм отрицает рациональное познание мира. Правда в рамках этого направления мысли утверждается возможность трансцедентального познания – восприятием идеи (в христианстве, например, верованием в церковные догматы). Главная характерная черта витализма - попытка объяснить жизненные явления посредством особого нематериалистического начала. Очень тесно такая методология связана с объективно-идеалистическим направлением, объявляющим материю результатом деятельности духа.

Примером такого типа могут служить рассуждения Куэно: семена имеют приспособления для распространения (типа парашют или винт)  они поразительно совершенны  они очень похожи на орудия, произведенные человеком  нечеловеческие орудия появились в результате осуществления идей мастера. Хотя приведенные рассуждения чрезмерно примитивны, но они помогают разобраться в более хитроумных построениях, так как часто “творец замаскирован” под "жизненное поля", энтелехии и т.п.

Логическую несостоятельность позиции витализма философия обнаруживает в парадоксе лжеца (Я лжец, так лжец ли я?): аргументировано отрицая научное познание, без доказательно утверждается возможность трансцедентального познания. Дриш хорошо заметил по этому поводу: “они подменяют объяснение, объяснением, которого на самом деле нет”

При положительных ответах на два первых вопроса, перед исследователем встает

Вопрос третий. Как дать определение?

Обычно биологи не задумываются о том КАК и дают определения. Все попытки дать определение в рамках биологии можно свести к трем подходам.

1. Моноатрибутивный подход: определение категории "живая материя" включает в себя характеристику только одного из свойств живых материальных объектов, которое считается ГЛАВНЫМ

2. Полиатрибутивный подход является другой крайностью - в его рамках пытаются перечислить все (или все основные) свойства и проявления жизни.

3. Хотя функциональный подход сходен с предыдущим, но отличается рядом существенных поправок:

- определение никогда не содержит указаний на конкретный материальный субстрат,

- учитываются только функции направленные во вне объекта (наружу).

Вывод– основывающая на индуктивной методологии биология не располагает общепринятым определением "живой материи" и, по-видимому, не в состоянии его сформулировать и в будущем.

1. Большинство имеющихся определений априорно предполагает один – организменный – уровень сложности живых систем. Что не верно по сути. По нашему мнению можно выделить как минимум три уровня организации живой материи: организменный, популяционный, биоценотический.

2. При выработке определения понятия "живая материя", по-видимому, необходимо учитывать следующие требования:

- жизнь есть объективное явление,

- живая материя происходит из неживой,

- нельзя осуществлять сущность живой материи и сущность живых организмов. Необходимо учитывать многоуровневую организацию живой материи.

- определение должно учитывать единство "живой материи" как субстрата и "жизни" как движения (функции).

Окончательно определение таким образом можно сформулировать следующим образом:

Живая материя – форма материи, сущностью которой является тенденция к самосохранению
^ Вопрос 2. Атрибутивные подходы

1. Моноатрибутивный подход: определение категории "живая материя" включает в себя характеристику только одного из свойств живых материальных объектов, которое считается ГЛАВНЫМ.

А.И. Опарин видел такую специфику в особой согласованности и направленности обменных процессов вещества: "особенностью является то, что в живых телах многочисленные биохимические реакции не только строго согласованы между собой во времени и пространстве, но и весь этот порядок закономерно направлен к постоянному самосохранению и самовоспроизведению всей живой системы в целом".

По мнению В.М. Жданова: "Существо жизни заключается в количественном и качественном возрастании генетической информации".

М.М. Камшилов считал, что "Жизнь - круговорот, совершаемый взаимодействующими системами сложных соединений углерода".

Уже на этих немногочисленных примерах можно увидеть внутреннюю несостоятельность этого подхода - каждый автор считает наиболее важными различные признаки: обмен веществ, накопление генетической информации и саморегуляцию.

Кроме того, если есть Важнейший признак, есть и производные, подчиненные. Это в наш прагматичный век чревато перекосами в развитии научного знания, ведь из такого подхода вытекает, что надо познавать этот важнейший признак, из которого проистекают все остальные второстепенные свойства.

Но самым большим недостатком является фактическое отрицание необходимости широты познания живого. К сожалению век энцеклопедистов прошел и в современной науке наблюдается прогрессирующая специализации исследователей, что не позволяет увидеть проблему в целом, во всей ее сложности.

2. Полиатрибутивный подход является другой крайностью - в его рамках пытаются перечислить все (или все основные) свойства и проявления жизни.

Подобными определениями пестреют практически все учебники и словари. Особенно часто такой подход используется в популярной литературе, что дополнительно придает ему широкое распространения в представлениях людей. Например, К. Вилли пишет

"Всем живым организмам в большей или меньшей степени свойственны определенные размеры и форма, обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение и приспособляемость".

Основной недостаток полиатрибутивного подхода видится в недоучете следующих моментов:

- проявление жизни имеет бесчисленное множество сторон,

- развитие жизни не остановилось, следовательно у нее появляются новые стороны, свойства, отношения и т.д.

- бесконечен сам процесс познания жизни. Поэтому, само требование полиатрибутивной методологии - перечислить все признаки живого - не выполнимо. Однако само стремление к комплексному анализу, по-видимому, возможный путь движения к истине (Обратите внимание на парадокс – методология, которая не верна в принципе, оказывается приемлемой как тенденция, как путь к истине).

Особенно жесткой критике подвергся полиатрибутивный подход со стороны биологов-теоретиков, стоящих на идеалистической точке зрения.

Ни наличие явлений, ни отсутствие каких-либо из них само по себе не может служить достаточным основанием для выводов о том, какие именно материальные тела относятся к живой материи, а какие нет. И это не исчерпывает все недостатки данного подхода к определению живой материи. практическое использование определений, созданных на основе полиатрибутивной методологии, ведет к трудностям в истолковании природных явлений

3. Хотя функциональный подход сходен с предыдущим, но отличается рядом существенных поправок:

- определение никогда не содержит указаний на конкретный материальный субстрат,

- учитываются только функции направленные во вне объекта (наружу).

Само желание отвлечься от частных особенностей конкретных материальных систем, существующих на Земле, можно рассматривать как достоинство, но полный отказ от учета субстрата чреват перегибами. Познание сущности подразумевает параллельное обобщение свойств живых материальных систем и свойственных им функций.

Однако более важна скрытая внутренняя несостоятельность самого подхода: с одной стороны - отрицание обобщенного анализа конкретных материальных объектов, с другой - рассмотрение конкретных жизненных функций, присущих этим конкретным объектам.

В принципе формально этого можно избежать, аккуратно составив определение. Но наш опыт ограничен земной практикой и, какие бы задачи не ставились изначально , определения содержат характеристики единственно известных нам земных объектов. Другими словами, кажется, что функциональный подход не способен разрешить им же поставленную задачу.

Итак, вывод из всего сказанного– основывающая на индуктивной методологии биология не располагает общепринятым определением "живой материи" и, по-видимому, не в состоянии его сформулировать и в будущем.

сущность скрытая, фундаментальная, атрибут-это свойство.
^ Вопрос 3. Определение понятия живая материя: логика построения определения, требования к понятию, формулировка понятия.

Обычно биологи не задумываются о том КАК и дают определения. Все попытки дать определение в рамках биологии можно свести к трем подходам.

Моноатрибутивный подход: определение категории "живая материя" включает в себя характеристику только одного из свойств живых материальных объектов, которое считается ГЛАВНЫМ. Посмотрим каким образом решают проблему выбора одного главного признака различные авторы.

А.И. Опарин видел такую специфику в особой согласованности и направленности обменных процессов вещества: "особенностью является то, что в живых телах многочисленные биохимические реакции не только строго согласованы между собой во времени и пространстве, но и весь этот порядок закономерно направлен к постоянному самосохранению и самовоспроизведению всей живой системы в целом".

По мнению В.М. Жданова: "Существо жизни заключается в количественном и качественном возрастании генетической информации".

М.М. Камшилов считал, что "Жизнь - круговорот, совершаемый взаимодействующими системами сложных соединений углерода".

Уже на этих немногочисленных примерах можно увидеть внутреннюю несостоятельность этого подхода - каждый автор считает наиболее важными различные признаки: обмен веществ, накопление генетической информации и саморегуляцию.

Кроме того, если есть Важнейший признак, есть и производные, подчиненные. Это, в наш прагматичный век, чревато перекосами в развитии научного знания, ведь из такого подхода вытекает, что надо познавать этот важнейший признак, из которого проистекают все остальные второстепенные свойства.

Но самым большим недостатком является фактическое отрицание необходимости широты познания живого. К сожалению век энцеклопедистов прошел и в современной науке наблюдается прогрессирующая специализации исследователей, что не позволяет увидеть проблему в целом, во всей ее сложности.

2. Полиатрибутивный подход является другой крайностью - в его рамках пытаются перечислить все (или все основные) свойства и проявления жизни.

Подобными определениями пестреют практически все учебники и словари. Особенно часто такой подход используется в популярной литературе, что дополнительно придает ему широкое распространения в представлениях людей.

Например, К. Вилли пишет в своем знаменитом учебнике по биологии: "Всем живым организмам в большей или меньшей степени свойственны определенные размеры и форма, обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение и приспособляемость". Или другой пример из популярной литературы - Barker (1958) считает, что кошка отличается от кирпича следующими признаками: самодвижением, питанием, дыханием, ростом, самовосстановлением телесных повреждений, экскрецией продуктов обмена, раздражимостью, чередованием покоя и активности, размножением.

Часто в полиатрибутивные определения кроме свойств живой материи включаются характеристики ее материальной структуры.

Например, А.С. Мамзин считает, что "Жизнь в ее элементарной форме можно определить как способ существования открытых коллоидных систем, содержащих в качестве своих обязательных компонентов соединения типа белков, нуклеиновых кислот и фосфорорганических веществ", и далее "обладающих свойствами саморегуляции и развития на основе накопления и преобразования вещества, энергии и информации в процессе их взаимодействия с окружающей средой".

Основной недостаток полиатрибутивного подхода видится в недоучете следующих моментов:

- проявление жизни имеет бесчисленное множество сторон,

- развитие жизни не остановилось, следовательно у нее появляются новые стороны, свойства, отношения и т.д.

- бесконечен сам процесс познания жизни. Поэтому, само требование полиатрибутивной методологии - перечислить все признаки живого - не выполнимо. Однако само стремление к комплексному анализу, по-видимому, возможный путь движения к истине (Обратите внимание на парадокс – методология, которая не верна в принципе, оказывается приемлемой как тенденция, как путь к истине).

Особенно жесткой критике подвергся полиатрибутивный подход со стороны биологов-теоретиков, стоящих на идеалистической точке зрения.

Например, Сент-Илер писал: "Говорить, что жизнь есть способность перемещаться, воспроизводить, чувствовать … значит только перечислять ее свойства, а не определять ее сущность. Всякое определение есть синтез, а здесь мы имеем дело только с анализом жизни".

Выявить сущность объекта (его внутреннее содержание) - главная цель познания. Особенно отчетливо это становится понятно когда мы вспомним, что существование живых материальных тел не означает наличия у них всех проявлений жизни. Отдельные проявления жизни могут отсутствовать у некоторых живых материальных объектов вообще или в какие-то периоды их развития.

Например: не размножаются рабочие особи общественных насекомых (перепончатокрылых и термитов), отсутствует собственный метаболизм у вирусов, спор, животных в анабиозе.

Вывод - ни наличие явлений, ни отсутствие каких-либо из них само по себе не может служить достаточным основанием для выводов о том, какие именно материальные тела относятся к живой материи, а какие нет. И это не исчерпывает все недостатки данного подхода к определению живой материи. практическое использование определений, созданных на основе полиатрибутивной методологии, ведет к трудностям в истолковании природных явлений.

Примером может служить цитата из работы А.М. Голдовcкого: "состояние анабиоза и промежуточные должны быть признаны нежизненными состояниями организма. … однако организм в состоянии анабиоза не может приравниваться к телам мертвой природы, поскольку он является организованным телом c сохранившимися жизненными структурами клеток, которые могут начать функционировать при соответствующих условиях". Вот так! и не живое и не мертвое а некое третье состояние.

3. Хотя функциональный подход сходен с предыдущим, но отличается рядом существенных поправок:

- определение никогда не содержит указаний на конкретный материальный субстрат,

- учитываются только функции направленные во вне объекта (наружу).

Так А.Н. Колмогоров, рассуждая о жизни вообще, ставит два вопроса: 1) возможна ли жизнь на базе других материальных тел? 2) возможно ли моделирование сложноорганизованных материальных систем? И замечает по этому поводу: "Оба обстоятельства настоятельно требуют, чтобы определение жизни было освобождено от произвольных предпосылок о конкретной природе лежащих в их основе физических процессов, чтобы это определение было чисто функциональным".

Само желание отвлечься от частных особенностей конкретных материальных систем, существующих на Земле, можно рассматривать как достоинство, но полный отказ от учета субстрата чреват перегибами. Познание сущности подразумевает параллельное обобщение свойств живых материальных систем и свойственных им функций.

Однако более важна скрытая внутренняя несостоятельность самого подхода: с одной стороны - отрицание обобщенного анализа конкретных материальных объектов, с другой - рассмотрение конкретных жизненных функций, присущих этим конкретным объектам.

В принципе формально этого можно избежать, аккуратно составив определение. Но наш опыт ограничен земной практикой и, какие бы задачи не ставились изначально, определения содержат характеристики единственно известных нам земных объектов. Другими словами, кажется, что функциональный подход не способен разрешить им же поставленную задачу.

Итак, вывод из всего сказанного– основывающая на индуктивной методологии биология не располагает общепринятым определением "живой материи" и, по-видимому, не в состоянии его сформулировать и в будущем.

Здесь уместно еще раз вспомнить о недостаточности чистой индукции как методологии формулировки категорий.

Например, Ф. Энгельс писал по этому поводу: “По мнению индуктивистов, индукция является непогрешим методом. Это настолько неверно, что ее, казалось бы, надежные результаты ежедневно опровергаются новыми открытиями … Индукция учила нас, что все позвоночные животные обладают центральной нервной системой дифференцированной на головной и спинной мозг, и что спинной мозг заключен в хрящевых или костных позвонках … Но вот оказалось, что ланцетник – позвоночное животное с недифференцированной центральной нервной системой и без позвонков”.

Необходимым элементом является дедукция – рефлексия (выявление) сущности. Хотя обнаруживаемые индуктивным путем атрибуты – общие свойства, но сущность скрыта за ними и ее выявление требует иных подходов. Рефлексия сущности:

1. Большинство имеющихся определений априорно предполагает один – организменный – уровень сложности живых систем. Что не верно по сути. По нашему мнению можно выделить как минимум три уровня организации живой материи:

- организменный, для которого характерны основные свойства, приводимые обычно в определениях. А именно, раздражимость, размножение, определенные формы и т.д.

- популяционный. На этом уровне идут генетико-эволюционные процессы.

- биоценотический. Где происходят процессы передачи энергии, вещества и информации.

2. При выработке определения понятия "живая материя", по-видимому, необходимо учитывать следующие требования:

- жизнь есть объективное явление,

- живая материя происходит из неживой,

- нельзя осуществлять сущность живой материи и сущность живых организмов. Необходимо учитывать многоуровневую организацию живой материи.

- определение должно учитывать единство "живой материи" как субстрата и "жизни" как движения (функции).

Окончательно определение таким образом можно сформулировать следующим образом:

Живая материя – форма материи, сущностью которой является тенденция к самосохранению.
^ Вопрос 4 Основные моменты физической и химической эволюции Вселенной и солнечной системы

Открыв в 1917 г. теорию относительности Эйнштейн разрушил картину застывшей Вселенной. К концу 20-ых годов данная космологическая проблема была решена. Сначала А.А. Фридман показал, что общая теория относительности указывает на неизбежность эволюционирующей Вселенной. Затем Э. Хаббл доказал, что Вселенная расширяется.

Современная космология предполагает, что около 20 млрд лет назад где-то в глубинах Вселенной произошел "Большой Взрыв". Что в действительности произошло тогда неизвестно. И все же многое удалось узнать о физическом состоянии вещества в первые минуты, часы и годы от начала взрыва.

Первоначально вещество Вселенной, согласно гипотезе "горячего начала" (автор Г. Гамов, 40-ые годы), представляло собой необычайно плотную и горячую плазму, пронизанную к тому же мощным электромагнитным излучением. За несколько мгновений после начала взрыва плотность вещества от формально "бесконечно большой" стала описываемой современной физикой - сравнимой с плотностью вещества внутри атомного ядра (приблизительно 1018 кг/куб.м). При расширении вещества понижалась его плотность и температура. Сначала образовались элементарные частицы, а в дальнейшем и первое химический элемент - водород. В дальнейшем под действием сил гравитации единое водородное облако распалось на отдельные скопления (звезды) внутри которых под действием высокой температуры и давления начался ядерный синтез - превращение водорода в гелий (4H  He + тепло). По мере выработки водорода звезда продолжала сжиматься, что привело к новому подъему температуры. Началось превращение гелия (3He  C). Гелий сгорает быстрее водорода. Выделение слишком большого количества тепла привело к взрыву звезд. Образовавшиеся облака сформировали новые центры тяжести в которых снова собралась материя. Сжатие материи в новых звездах сопровождалось ядерными процессами, в результате которых из атомов гелия и углерода получился кислород, затем неон, магний, кремний, сера и так далее. Когда догорают остатки горючего звезды становятся неустойчивыми и взрываются - возникают сверхновые. Следующие поколения звезд уже в самом начале содержат примесь тяжелых элементов. Наше Солнце как раз относится к числу таких звезд, возникших из обогащенного тяжелыми элементами водородного облака.

В видимой Вселенной (Метагалактике) наблюдается сложная иерархия астрономических структур, от Солнечной системы, Галактики и скоплений галактик до сверхскоплений и ячеек. Однако, наблюдаемая Вселенная в целом однородна по распределению в ней вещества. Средняя плотность во всех случайных объемах составляет приблизительно 10-27 кг/куб.м).

Изучение радиоактивных изотопов метеоритов, возникших из космической пыли, показали, что Солнечная система сформировалась 4,6 млрд. лет назад, а планета Земля через 29 миллионов лет после ее образования.

Возникновение планетной системы около Солнца

Современный вариант этой гипотезы разработал шведский физик и астроном Альвен: на ранней стадии газопылевой диск вокруг Солнца состоял из плазмы, то есть из ионизированных атомов, движение которых отличается от ньютоновских электрически нейтральных частиц, обладающих только гравитационной массой. Возможно, Солнечная система развивалась как система магнитогидродинамических вихрей, вовлеченных в один главный вихрь. Позднее, уже электрически нейтральные, эти вихри сконденсировались в планеты и каждая из них обладала своим собственным моментом количества движения, который уже нельзя было изменить. В случае, если эта гипотеза верна, образование планетных систем можно рассматривать как обычное, закономерное явление, которое может повторяться в истории Вселенной вновь и вновь.

Расчеты возможного количества планет, пригодных для зарождения и развития жизни, были произведены Опариным и Фесенко (1936). Они исходили из того, что для развития материи в сторону биологической формы необходимо присутствие планетарных систем со строго определенными условиями. Первое, жизнь может возникнуть не планете масса которой имеет определенную величину. Если масса планеты будет слишком большой, например 0,01 массы Солнца, то они будут слишком горячими. Другая крайность - планеты малой массы (типа Меркурия): в силу слабой интенсивности тяготения они не способны удержать атмосферу. Первому условию в пределах солнечной системы отвечают Земля и Венера. Вероятность встречи в Космосе планет подобной массы оценивается в 1%. Второе важное условие - относительное постоянство и оптимальный режим радиации (подразумевается оптимальность орбиты, постоянство центрального светила). Вероятность этого условия оценивается в 0,01%. Произведение этих вероятностей дает величину 0,001%. В нашей галактике, где насчитывается более 150 млрд звезд, таких планет будет несколько сотен. Однако отсутствие космических препятствий к развитию жизни еще не означает, что жизнь на них обязательно разовьется.
^ Вопрос 5 Теория коацерватов (Опарин и Холдейн)

Хотя нам не известен механизм образования полимеров но представляется, что необходимым шагом на пути к появлению живого является появление большого количества сложных молекул, которые склонны образовывать коллоидные растворы. Рано или поздно, но такие коллоидные капли органического вещества должны были возникнуть в первичном океане Земли и раз возникнув они продолжали существовать усложняясь и увеличиваясь в размерах. Момент выпадения геля, момент образования первородного студня является крайне важным этапом в процессе зарождения жизни. В этот момент впервые бесструктурное до этого момента вещество обрело структуру, строение. Кроме того, это тело стало в то же время и индивидуумом. Но никакие оговорки в научных статьях не помогли и название "первичный организм" оказалось не приемлемым для этих тел. Их стали называть "коацерватами" – телами

- представляющими собой систему, ограниченную от окружающей среды,

- концентрация высокомолекулярных соединений в которых гораздо выше, чем в окружающем растворе,

- состояние которых определяется не только особенностями веществ в них входящих, но и внешними условиями,

- способными адсорбировать на своей поверхности различные вещества из раствора.

Как шло дальше развитие этого первичного тела с точностью сказать трудно, но можно установить общее направление этого процесса.

Представим себе, что в одном из уголков Земли образовались одновременно или последовательно один за другим два кусочка геля.

Концепции: 1. выпаривание океана

2. скопление в-ва на поверхности океана.

3. теория абсорбции

4. скопление на дне в гидротермах.

Если даже они выпали из одного и того же раствора, то и тогда они не могут быть абсолютно идентичны. Оба куска образовались и плавали не просто в воде. Они были погружены в питательный раствор. И тот и другой кусок геля поглощали эти вещества из окружающей их внешней среды. Они росли за счет этих веществ, но так как наши куски по своему строению были различны, то и усваивали эти вещества из внешней среды с различной скоростью. Тот кусок физико-химическая организация которого давала ему возможность более быстро совершать этот процесс конечно и рос быстрее. И чем дальше он рос, чем больше увеличивалась его поверхность, тем эта разница в скорости роста проявлялась сильнее. Вместе с тем все больше и больше увеличивалась опасность для куска потерять свою целостность, разбиться или распасться на отдельные более или менее мелкие части. Совершенно безразлично для нас произошло ли это по чисто механическим причинам, или разделение возникло под влиянием сил поверхностного натяжения. Кусок геля распался и дал начало новым коацерватам, построенным и организованным подобно их родителю.

Однако эта структура не была чем-то незыблемым, постоянным ведь она в значительной степени зависела от химического состава геля, а он все время изменялся по мере поступления новых веществ. Образовавшиеся при распаде первоначальные куски были сначала сходны между собой, но после разделения каждый из них пошел своим путем. В строении сестринских коацерватов происходили изменения, присущие только каждому из них. В результате этого по истечении уже очень короткого срока братья-куски должны были отличаться в своем строении друг от друга. И более совершенно устроенный начал расти быстрее.

И так повторялось в течении многих и многих тысячелетий. Структура одного коацервата со всеми возникшими в нем изменениями усваивалась, наследовалась теми кусками, которые возникли при его распаде. При этом все время происходил отбор более хорошо организованных кусков. Даже в том случае, если питательных веществ хватало на всех, главенствующее положение всегда оставалось за качественно более хорошо организованными. Поэтому тела, обладающие даже сравнительно незначительными преимуществами, быстро опережали в отношении роста и развития своих менее совершенных конкурентов. Так постепенно, но верно, из поколения в поколение, на протяжении многих и многих тысячелетий шло совершенствование физико-химической структуры гелей, завершившее добиологическую эволюцию живого.

Однако эти гели весьма далеки от того, что мы могли бы назвать протоорганизмом хотя бы уже по тому, что они не имеют ни генетического, ни белоксинтезирующего аппарата. Любой нерегулярный полимер, синтезированный в геле, в лучшем случае мог бы передаваться от одного коацервата другому в какой-то одной линии потомков и в конце концов подвергся бы распаду.

В современных организмах воспроизведение на молекулярном уровне осуществляется посредством сложного и в совершенстве отлаженного механизма с участием нуклеиновых кислот и белков. Однако логично предположить, что этим сложным процессам предшествовали процессы более простые. Нам необходимо прежде всего понять, каков тот минимум сложности, который служит условием для протекания подобного рода процессов, и, второе, как происходило совершенствование этих процессов до современного уровня. Эти вопросы считаются сейчас центральными во всей проблеме возникновения жизни. Для того, чтобы разобраться в данном вопросе мы вынуждены обратиться к современным представлениям о механизмах хранения и реализации генетической информации.


  1   2   3   4



Скачать файл (568 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru