Тому метою моєї роботи стало дослідження можливих причин появи життя на нашій Землі.
Для досягнення цієї мети були поставлені такі завдання:
1.Ознакоміться з гіпотезами вчених світу про походження життя на Землі.
2.Разработать і провести експерименти в домашніх умовах.
3.Обобщіть отримані дані і оформити матеріал в доступному вигляді.
В ході дослідження були застосовані наступні методи. вивчення літератури по темі і матеріалу, вміщеного в інтернеті, виготовлення та демонстрація дослідів, приготованих в домашніх умовах, фіксування результатів шляхом висновків до роботи.
Деякі поняття, які допоможуть мені зрозуміти суть теми
Поява життя на Землі до сих пір є загадкою для вчених. За найпоширенішою гіпотезі життя на Землі з'явилося приблизно 3.8 мільярда років тому. Найбільш імовірною причиною появи життя вважається біохімічна еволюція. Однак вчені не виключають і гіпотези панспермії - позаземного походження життя. Класичне питання «Що з'явилося раніше: яйце чи курка?» Демонструє нам всю складність проблеми, з якою стикаються теорії зародження життя на Землі.
Біомолекули - основа для появи життя
Що можна вважати початком появи життя? Більшість сучасних вчених вважають, що поштовх виникненню життя на Землі дала хімічна еволюція, в ході якої неорганічні молекули на Землі під впливом води і повітря стали перетворюватися в органічні. Спочатку це були органічні спирти і кислоти, потім поступово стали з'являтися так звані «біомолекули» (амінокислоти, жирні кислоти і полісахариди). І нарешті безпосереднім передвісником появи на Землі життя став білок, який став «будівельним матеріалом» для всіх живих організмів.
Бактерії - перші живі організми
Найдавніші живі організми, про які нам відомо - ціанобактерії. Це синьо-зелені водорості, які, як вважають вчені, першими розвинули здатність до фотосинтезу. Перші живі організми на Землі були примітивними і жили в воді. Вчені вважають наявність на Землі води в рідкому стані одним з найважливіших умов для появи життя.
Еволюція - шлях розвитку життя на Землі
З плином часу живі організми ставали все складніше, намагаючись пристосуватися до земних умов і вижити в конкурентній боротьбі з родичами. Так з бактерій і водоростей з'явилися багатоклітинні організми, потім вони потихеньку перетворилися в риб і рептилій, вийшли на сушу і в підсумку утворили той неймовірно багатий тваринний світ, частиною якого ми з вами є.
Коацервати - в'язка, гелеобразная крапля. Коацервати здатні поглинати із зовнішнього середовища різні органічні речовини.
П'ять гіпотез вчених світу про виникнення життя на Землі.
Божественне створення світу.
Життя виникла в результаті якогось надприродного події в минулому. Процес створення світу мислиться як мав місце лише один раз і недоступний для спостереження.
Гіпотеза самовільного зародження життя. Біологічний етап. Походження життя на Землі. «Великий вибух». Земля і життя існували завжди, вічно певні речовини містять «активний початок», який при відповідних умовах може створити живий організм.
Живі організми утворювалися від живих організмів.
Земля ніколи не виникала, а існувала вічно; вона завжди здатна підтримувати життя, яка, якщо і змінювалася, то дуже мало.
Космічне походження життя.
Теорії виникнення життя на землі. А.Гангнус. Біохімічна еволюція. Теорію Великого вибуху запропонували вчені Фрідман і Леметр. Періодом Великого вибуху умовно називають інтервал часу від нуля до декількох сот секунд. Мабуть такі комплекси були прообразом майбутніх клітин. Молекули органічних речовин об'єднувалися один з одним, утворюючи ланцюжки нуклеїнових кислот. Теорія великого вибуху. Простір швидко розширилося, t часток, що розлітаються, що володіють високою енергією почала знижуватися.
Життя на Землю була занесена з космосу з метеоритами.
Вчені припускають, що життя на Землю занесена ззовні з метеоритами, кометами або навіть НЛО.
Сутність: можливо спонтанне зародження живого з неживого. Дані об'єднання забезпечували більшу стійкість. Сутність: життя виникла в результаті надприродного події в минулому. Теорія біохімічної еволюції (теорія А.И.Опарина 1923 г.). Повітря в колбу проходив вільно, а мікроби осідали в шийці і в бульйон не потрапляли.
Чому мене зацікавило це питання
Ми живемо в сучасному світі, в якому існують мільйони видів рослин, тварин, комах. У мене виникло питання: «З чого все почалося, звідки з'явилося життя на Землі?» Спочатку я запитала батьків, але вони змогли відповісти на моє запитання. Потім я підійшла до вчителя, і вона мені порадила вивчити це питання, порекомендувавши літературу і можливості інтернету. Ось що мені вдалося з'ясувати.
Отже, перший крок на шляху до виникнення життя полягає в освіті органічних речовин з неорганічних. Він пов'язаний з наявністю хімічного «сировини», синтез якого може відбутися при певному випромінюванні, тиску, температури, вологості. Виникненню найпростіших живих організмів передувала тривала хімічна еволюція. З порівняно невеликого числа сполук (в результаті природного відбору) виникли речовини з властивостями, придатними для життя. З'єднання, що виникли на основі вуглецю, утворили «первинний бульйон» гідросфери. На думку вчених, що містять азот і вуглець речовини виникли в розплавлених глибинах Землі і виносилися на поверхню при вулканічної діяльності. Другий крок у виникненні з'єднань пов'язаний з виникненням в первинному океані Землі упорядкованих складних речовин - біополімерів: нуклеїнових кислот, білків. Як здійснювалося формування біополімерів?
Якщо припустити, що в цей період всі органічні сполуки знаходилися в первинному океані Землі, то більш складні органічні сполуки могли утворитися на поверхні океану у вигляді тонкої плівки і на прогрівається сонцем мілководді. Безкисневому середовищі полегшувала синтез полімерів з неорганічних сполук. Кисень як сильний окислювач руйнував би виникають молекули. Порівняно нескладні органічні сполуки почали об'єднуватися у великі біологічні молекули. Утворилися ферменти - білкові речовини, які сприяють виникненню або розпаду молекул. В результаті активності ферментів виникли найважливіші «першоелемент життя» - нуклеїнові кислоти. Мономери нуклеїнових клітинах розташовані таким чином, що несуть певну інформацію, код, що полягає в тому, що кожній амінокислоті, що входить в білок, відповідає певний набір з трьох нуклеотидів. На основі нуклеїнових кислот вже можуть будуватися білки і відбуватися обмін із зовнішнім середовищем речовиною та енергією.
Як я вивчала це питання
Прочитавши про досліди Опаріна в домашніх умовах, я вирішила провести ці досліди у себе вдома. Для цього я взяла дощову воду і наповнила нею дві посудини. Один посудину був прозорий і відкритий для доступу світла, тепла і повітря, а другий непрозорий і закритий щільно кришкою і заліплений пластиліном.
Перший посудину помістили на підвіконні, а другий поставили в прохолодне темне місце.
Через 6 місяців мене вразив результат! У першому посудині зародилися живі організми!
У класі під мікроскопом ми подивилися краплі з різних судин. Ось як виглядає крапля з першого судини. Для того щоб побачити в краплі живі організми, я закрасила її марганцем. На жаль, ми не можемо в домашніх умовах відтворити клімат древньої Землі. І, природно, всю еволюцію життя. Але, даний досвід Опаріна дає нам зрозуміти, що, можливо, життя зародилося у воді (первинному бульйоні) стародавнього світового океану нашої Землі.
Вважають, що спочатку в земній атмосфері і Світовому океані не було вільного кисню, і в цих умовах жили і розвивалися лише анаеробні мікроорганізми. Особливим кроком в еволюції живого було виникнення фотосинтезуючих бактерій, які, використовуючи енергію світла, перетворювали вуглекислий газ в вуглеводні сполуки, що служать їжею для інших мікроорганізмів. Якщо перші фотосинтетики виділяли метан або сірководень, то з'явилися одного разу мутанти почали виробляти в процесі фотосинтезу кисень. У міру накопичення кисню в атмосфері і водах анаеробні бактерії, для яких він згубний, зайняли безкисневі ніші.
Якщо припустити, що в цей період всі органічні сполуки знаходилися в первинному океані Землі, то більш складні органічні сполуки могли утворитися на поверхні океану у вигляді тонкої плівки і на прогрівається сонцем мілководді. Безкисневому середовищі полегшувала синтез полімерів з неорганічних сполук. Кисень як сильний окислювач руйнував би виникають молекули. Порівняно нескладні органічні сполуки почали об'єднуватися у великі біологічні молекули. Утворилися ферменти - білкові речовини-каталізатори, які сприяють виникненню або розпаду молекул. В результаті активності ферментів виникли найважливіші «першоелемент життя» - нуклеїнові кислоти, складні полімерні речовини (що складаються з мономерів). Мономери нуклеїнових клітинах розташовані таким чином, що несуть певну інформацію, код, що полягає в тому, що кожній амінокислоті, що входить в білок, відповідає певний набір з трьох нуклеотидів, так званий триплет нуклеїнової кислоти. На основі нуклеїнових кислот вже можуть будуватися білки і відбуватися обмін із зовнішнім середовищем речовиною та енергією. Симбіоз нуклеїнових кислот утворив «молекулярно-генетичні системи управління».
Виникнення життя на Землі носить закономірний характер. Її поява пов'язана з тривалим процесом хімічної еволюції, яка походила на нашій планеті.