Städtische Bildungseinrichtung

Sekundarschule Nr. 45

Theorien über die Entstehung des Lebens auf der Erde

Aufgeführt : Schüler 11 "B"-Klasse

Nigmatullina Maria

Proveil : Biologie Lehrer

Trapueva L.S.

Tscheljabinsk

2010

Einführung

Hypothesen über den Ursprung des Lebens

Genobiose und Holobiose

Oparin-Haldane-Theorie

Die Welt der RNA als Vorläufer des modernen Lebens

Panspermie

Spontane Erzeugung des Lebens

Steady-State-Theorie

Kreationismus

Evolutionstheorie

Darwinistische Theorie

Fazit

Einführung

Theorien über den Ursprung der Erde und des Lebens darauf, ja des gesamten Universums, sind vielfältig und alles andere als zuverlässig. Nach der Steady-State-Theorie hat das Universum schon ewig existiert. Anderen Hypothesen zufolge könnte das Universum als Ergebnis des Urknalls aus einem Haufen Neutronen entstanden sein, in einem der Schwarzen Löcher geboren oder vom Schöpfer erschaffen worden sein. Entgegen landläufiger Meinungen kann die Wissenschaft die These von der göttlichen Erschaffung des Universums nicht widerlegen, ebenso wenig wie theologische Ansichten die Möglichkeit ablehnen, dass das Leben im Laufe seiner Entwicklung naturgesetzlich erklärbare Eigenschaften angenommen hat .

Hypothesen über den Ursprung des Lebens

Zur Entstehung des Lebens auf der Erde wurden zu verschiedenen Zeiten folgende Hypothesen aufgestellt:

Hypothese der biochemischen Evolution

Panspermie-Hypothese

Stationäre Lebenszustandshypothese

Hypothese der spontanen Zeugung

Theorien spontane Generation und Gleichgewichtszustand sind nur von historischem oder philosophischem Interesse, da die Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung den Schlussfolgerungen dieser Theorien widersprechen.

Theorie Panspermie löst die grundlegende Frage nach der Entstehung des Lebens nicht, sondern schiebt sie nur in eine noch neblige Vergangenheit des Universums zurück, obwohl sie als Hypothese über die Entstehung des Lebens auf der Erde nicht ausgeschlossen werden kann.

Genobiose und Holobiose

Je nachdem, was als primär gilt, gibt es zwei methodische Herangehensweisen an die Frage nach dem Ursprung des Lebens:

Genobiose- eine methodische Herangehensweise an die Frage nach dem Ursprung des Lebens, basierend auf dem Glauben an das Primat des molekularen Systems mit den Eigenschaften des primären genetischen Codes.

Holobiose- ein methodischer Ansatz zur Frage des Ursprungs des Lebens, basierend auf der Idee des Primats von Strukturen, die mit der Fähigkeit zum Elementstoffwechsel unter Beteiligung des enzymatischen Mechanismus ausgestattet sind.

Oparin-Haldane-Theorie

1924 veröffentlichte der spätere Akademiker Oparin den Artikel „The Origin of Life“, der 1938 ins Englische übersetzt wurde und das Interesse an der Theorie der spontanen Zeugung wiederbelebte. Oparin schlug vor, dass in Lösungen makromolekularer Verbindungen spontan Es bilden sich Zonen erhöhter Konzentration, die von der äußeren Umgebung relativ getrennt sind und mit dieser in Austausch stehen können. Er rief sie an Tropfen koazervieren, oder einfach koazerviert.

Nach seiner Theorie lässt sich der Prozess, der zur Entstehung des Lebens auf der Erde führte, in drei Phasen einteilen:

Die Entstehung organischer Materie

Die Entstehung von Proteinen

Die Entstehung von Eiweißkörpern

Astronomische Studien zeigen, dass sowohl Sterne als auch Planetensysteme aus Gas- und Staubmaterie entstanden sind. Neben Metallen und ihren Oxiden enthielt es Wasserstoff, Ammoniak, Wasser und den einfachsten Kohlenwasserstoff - Methan.

Die Bedingungen für den Beginn des Prozesses der Bildung von Proteinstrukturen wurden seit dem Auftreten des Primärozeans geschaffen. In der aquatischen Umwelt können Derivate von Kohlenwasserstoffen komplexen chemischen Veränderungen und Transformationen unterliegen. Als Ergebnis dieser Komplikation von Molekülen könnten komplexere organische Substanzen, nämlich Kohlenhydrate, gebildet werden.

Die Wissenschaft hat bewiesen, dass es durch die Verwendung von ultravioletten Strahlen möglich ist, nicht nur Aminosäuren, sondern auch andere biochemische Substanzen künstlich zu synthetisieren. Nach Oparins Theorie könnte die Bildung von Koazervattropfen ein weiterer Schritt zur Entstehung von Proteinkörperchen sein. Unter bestimmten Bedingungen erhielt die wässrige Hülle organischer Moleküle klare Grenzen und trennte das Molekül von der umgebenden Lösung. Moleküle, die von einer Wasserhülle umgeben sind, vereinen sich und bilden multimolekulare Komplexe - Koazervate.

Koazervattröpfchen könnten auch durch einfaches Mischen verschiedener Polymere entstehen. In diesem Fall fand die Selbstorganisation von Polymermolekülen zu multimolekularen Formationen statt – Tropfen, die unter einem Lichtmikroskop sichtbar sind.

Tropfen konnten nach Art offener Systeme Stoffe von außen aufnehmen. Wenn verschiedene Katalysatoren (einschließlich Enzyme) in Koazervattröpfchen eingeschlossen wurden, traten verschiedene Reaktionen in ihnen auf, insbesondere eine Polymerisation von Monomeren, die aus der Umgebung stammten. Aus diesem Grund könnten die Tropfen an Volumen und Gewicht zunehmen und dann in Tochterformationen aufbrechen. Somit könnten Koazervate wachsen, sich vermehren und Stoffwechsel durchführen.

Ähnliche Ansichten äußerte auch der britische Biologe John Haldane.

Die Theorie wurde 1953 von Stanley Miller im Miller-Urey-Experiment getestet. Er gab eine Mischung aus H 2 O, NH 3 , CH 4 , CO 2 , CO in ein geschlossenes Gefäß (Abb. 1) und begann, elektrische Entladungen hindurchzuleiten. Es stellte sich heraus, dass Aminosäuren gebildet werden. Später wurden andere Zucker und Nukleotide unter anderen Bedingungen erhalten. Er kam zu dem Schluss, dass die Evolution in einem phasengetrennten Zustand von der Lösung (Koazervate) stattfinden kann. Ein solches System kann sich jedoch nicht selbst reproduzieren.

Die Theorie wurde untermauert, bis auf ein Problem, das fast alle Experten auf dem Gebiet der Entstehung des Lebens lange Zeit verdrängte. Wenn spontan durch zufällige templatfreie Synthesen in einem Koazervat einzelne erfolgreiche Konstruktionen von Proteinmolekülen entstanden sind (zum Beispiel wirksame Katalysatoren, die diesem Koazervat einen Vorteil bei Wachstum und Reproduktion verschaffen), wie könnten sie dann für die Verteilung innerhalb des Koazervats kopiert werden? , und noch mehr für die Übertragung an nachkommende Koazervaten? Das Problem der exakten Vervielfältigung - innerhalb der Koazervat und in Generationen - einzelner, zufällig erscheinender effektiver Proteinstrukturen konnte die Theorie nicht lösen. Es wurde jedoch gezeigt, dass sich die ersten Koazervate spontan aus abiogen synthetisierten Lipiden bilden konnten und eine Symbiose mit "lebenden Lösungen" eingehen konnten - Kolonien von sich selbst reproduzierenden RNA-Molekülen, unter denen sich Ribozyme befanden, die die Lipidsynthese katalysieren, und eine solche Gemeinschaft ist bereits möglich, nenne es einen Organismus.

Alexander Oparin (rechts) im Labor

Die Welt der RNA als Vorläufer des modernen Lebens

Bis zum 21. Jahrhundert ist die Oparin-Haldane-Theorie, die vom anfänglichen Auftreten von Proteinen ausgeht, praktisch einer moderneren gewichen. Den Anstoß für seine Entwicklung gab die Entdeckung von Ribozymen – RNA-Moleküle mit enzymatischer Aktivität und damit in der Lage, Funktionen zu kombinieren, die in realen Zellen hauptsächlich getrennt von Proteinen und DNA ausgeführt werden, nämlich biochemische Reaktionen zu katalysieren und Erbinformationen zu speichern. Daher wird angenommen, dass die ersten Lebewesen RNA-Organismen ohne Proteine ​​und DNA waren, und ihr Prototyp könnte ein autokatalytischer Zyklus sein, der von genau den Ribozymen gebildet wird, die in der Lage sind, die Synthese ihrer eigenen Kopien zu katalysieren.

Panspermie

Nach der Panspermie-Theorie, die 1865 vom deutschen Wissenschaftler G. Richter vorgeschlagen und schließlich 1895 vom schwedischen Wissenschaftler Arrhenius formuliert wurde, könnte Leben aus dem Weltraum auf die Erde gebracht werden. Der wahrscheinlichste Treffer lebender Organismen außerirdischen Ursprungs mit Meteoriten und kosmischem Staub. Diese Annahme basiert auf Daten über die hohe Widerstandsfähigkeit einiger Organismen und ihrer Sporen gegenüber Strahlung, Hochvakuum, niedrigen Temperaturen und anderen Einflüssen. Es gibt jedoch noch keine verlässlichen Fakten, die den außerirdischen Ursprung der in Meteoriten gefundenen Mikroorganismen bestätigen. Aber selbst wenn sie auf die Erde gelangen und Leben auf unserem Planeten entstehen lassen, bleibt die Frage nach dem ursprünglichen Ursprung des Lebens unbeantwortet.

Francis Crick und Leslie Orgel schlugen 1973 eine weitere Option vor – kontrollierte Panspermie, d. h. die absichtliche „Infektion“ der Erde (zusammen mit anderen Planetensystemen) mit Mikroorganismen, die auf unbemannten Raumfahrzeugen von einer fortgeschrittenen außerirdischen Zivilisation übertragen wurden, die möglicherweise mit einer globalen konfrontiert war Katastrophe oder einfach nur in der Hoffnung, andere Planeten für eine zukünftige Kolonisierung zu terraformieren. Für ihre Theorie führten sie zwei Hauptargumente an - die Universalität des genetischen Codes (bekannte andere Varianten des Codes werden in der Biosphäre viel seltener verwendet und unterscheiden sich kaum vom universellen) und die bedeutende Rolle von Molybdän in einigen Enzymen . Molybdän ist ein sehr seltenes Element im gesamten Sonnensystem. Laut den Autoren könnte die ursprüngliche Zivilisation in der Nähe eines mit Molybdän angereicherten Sterns gelebt haben.

Gegen den Einwand, dass die Theorie der Panspermie (einschließlich der kontrollierten) die Frage nach der Entstehung des Lebens nicht löse, brachten sie folgendes Argument vor: Auf Planeten eines anderen uns unbekannten Typs kann die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Leben zunächst groß sein höher als beispielsweise auf der Erde, da spezielle Mineralien mit hoher katalytischer Aktivität vorhanden sind.

1981 schrieb F. Crick das Buch "Das Leben selbst: sein Ursprung und seine Natur", in dem er die Hypothese der kontrollierten Panspermie ausführlicher als im Artikel und in populärer Form beschreibt.

Spontane Erzeugung des Lebens

Diese Theorie wurde im alten China, in Babylon und im alten Ägypten als Alternative zum Kreationismus verbreitet, mit dem sie koexistierte. Aristoteles (384-322 v. Chr.), oft als Begründer der Biologie gefeiert, hielt an der Theorie der spontanen Erzeugung des Lebens fest. Nach dieser Hypothese enthalten bestimmte "Teilchen" der Materie eine Art "Wirkprinzip", das unter geeigneten Bedingungen einen lebenden Organismus erzeugen kann. Aristoteles hatte recht mit seiner Annahme, dass dieser Wirkstoff in einem befruchteten Ei enthalten ist, glaubte aber fälschlicherweise, dass er auch in Sonnenlicht, Schlamm und verrottendem Fleisch vorhanden ist.

Mit der Verbreitung des Christentums geriet die Theorie der spontanen Erzeugung des Lebens in Ungnade, aber diese Idee existierte noch viele Jahrhunderte lang irgendwo im Hintergrund.

Der berühmte Wissenschaftler Van Helmont beschrieb ein Experiment, bei dem er angeblich innerhalb von drei Wochen Mäuse erschaffen hatte. Dafür brauchte man ein dreckiges Hemd, einen dunklen Schrank und eine Handvoll Weizen. Van Helmont betrachtete den menschlichen Schweiß als das aktive Prinzip bei der Geburt einer Maus.

1688 ging der italienische Biologe und Arzt Francesco Redi das Problem der Entstehung des Lebens konsequenter an und stellte die Theorie der spontanen Zeugung in Frage. Redi stellte fest, dass die kleinen weißen Würmer, die auf verrottendem Fleisch erscheinen, Fliegenlarven sind. Nachdem er eine Reihe von Experimenten durchgeführt hatte, erhielt er Daten, die die Idee bestätigten, dass Leben nur aus einem früheren Leben entstehen kann (das Konzept der Biogenese).

Diese Experimente führten jedoch nicht zur Ablehnung der Idee der spontanen Erzeugung, und obwohl diese Idee etwas in den Hintergrund trat, war sie weiterhin die Hauptversion der Entstehung des Lebens.

Während Redis Experimente die spontane Entstehung von Fliegen zu widerlegen schienen, untermauerten die frühen mikroskopischen Studien von Antonie van Leeuwenhoek diese Theorie im Fall von Mikroorganismen. Leeuwenhoek selbst ließ sich nicht auf Streitigkeiten zwischen Befürwortern der Biogenese und der spontanen Erzeugung ein, aber seine Beobachtungen unter dem Mikroskop lieferten Nahrung für beide Theorien.

1860 griff der französische Chemiker Louis Pasteur das Problem der Entstehung des Lebens auf. Durch seine Experimente bewies er, dass Bakterien allgegenwärtig sind und dass nicht lebende Materialien leicht durch Lebewesen kontaminiert werden können, wenn sie nicht ordnungsgemäß sterilisiert werden. Der Wissenschaftler kochte verschiedene Medien in Wasser, in denen sich Mikroorganismen bilden könnten. Zusätzliches Kochen tötete die Mikroorganismen und ihre Sporen. Pasteur befestigte einen versiegelten Kolben mit einem freien Ende an dem S-förmigen Rohr. Sporen von Mikroorganismen setzten sich auf einem gebogenen Rohr ab und konnten nicht in das Nährmedium eindringen. Ein gut gekochter Nährboden blieb steril, es wurde kein Leben darin gefunden, obwohl Luftzugang gegeben war.

Als Ergebnis einer Reihe von Experimenten bewies Pasteur die Gültigkeit der Theorie der Biogenese und widerlegte schließlich die Theorie der spontanen Zeugung.

Steady-State-Theorie

Nach der Steady-State-Theorie ist die Erde nie entstanden, sondern existierte für immer; es war immer in der Lage, Leben zu erhalten, und wenn es sich geändert hat, hat es sich nur sehr wenig geändert. Nach dieser Version sind Arten auch nie entstanden, sie haben immer existiert, und jede Art hat nur zwei Möglichkeiten - entweder eine Veränderung der Anzahl oder das Aussterben.

Die Hypothese eines stationären Zustands widerspricht jedoch grundlegend den Daten der modernen Astronomie, die die endliche Existenzzeit aller Sterne und dementsprechend Planetensysteme um Sterne angeben. Nach modernen Schätzungen, die auf radioaktiven Zerfallsraten basieren, beträgt das Alter der Erde, der Sonne und des Sonnensystems ~4,6 Milliarden Jahre. Daher wird diese Hypothese von der akademischen Wissenschaft normalerweise nicht berücksichtigt.

Befürworter dieser Theorie erkennen nicht an, dass das Vorhandensein oder Fehlen bestimmter fossiler Überreste auf den Zeitpunkt des Auftretens oder Aussterbens einer bestimmten Art hinweisen kann, und nennen als Beispiel einen Vertreter des Lappenflossenfischs - Quastenflosser (Coelacanth). Nach paläontologischen Daten starben die Crossopteren am Ende der Kreidezeit aus. Diese Schlussfolgerung musste jedoch revidiert werden, als lebende Vertreter der Crossopterygier in der Region Madagaskar gefunden wurden. Befürworter der Steady-State-Theorie argumentieren, dass man nur durch das Studium der lebenden Arten und deren Vergleich mit fossilen Überresten auf das Aussterben schließen kann, und in diesem Fall ist es sehr wahrscheinlich, dass es sich als falsch herausstellen wird. Unter Verwendung paläontologischer Daten zur Unterstützung der Steady-State-Theorie interpretieren ihre Befürworter das Auftreten von Fossilien in einem ökologischen Sinne. So erklärt sich zum Beispiel das plötzliche Auftreten einer fossilen Art in einer bestimmten Schicht durch eine Zunahme ihrer Population oder ihre Verlagerung an Orte, die für die Erhaltung von Überresten günstig sind.

Kreationismus

Kreationismus (aus dem Englischen. Schaffung- Schöpfung) - ein religiöses und philosophisches Konzept, innerhalb dessen die gesamte Vielfalt der organischen Welt, der Menschheit, des Planeten Erde sowie der Welt als Ganzes als bewusst von einem höchsten Wesen oder einer Gottheit geschaffen betrachtet wird. Theorie Kreationismus, die Antwort auf die Frage nach dem Ursprung des Lebens auf die Religion (die Erschaffung des Lebens durch Gott) zu beziehen, liegt nach Poppers Kriterium außerhalb des Bereichs der wissenschaftlichen Forschung (da sie unwiderlegbar ist: es ist unmöglich, sie mit wissenschaftlichen Methoden zu beweisen sowohl, dass Gott das Leben nicht erschaffen hat, als auch, dass Gott es erschaffen hat). Außerdem gibt diese Theorie keine zufriedenstellende Antwort auf die Frage nach den Ursachen der Entstehung und Existenz des höchsten Wesens selbst und postuliert meist einfach seine Anfangslosigkeit.

Evolutionstheorie

Bislang galt die Evolutionstheorie im wissenschaftlichen und allgemeinbildenden Umfeld als die zentrale Theorie zur Entstehung des Lebens auf der Erde in seiner ganzen Vielfalt. Diese Theorie entstand aus der Arbeit der Familie Darwin: Der Arzt, Naturforscher und Dichter Erasmus Darwin (1731-1802), der in den 1790er Jahren die Evolutionstheorie vorschlug, und insbesondere sein Enkel, Naturforscher Charles Darwin (1809-1882), der 1859 sein heute berühmtes Buch Über die Entstehung der Arten durch natürliche Zuchtwahl oder die Erhaltung bevorzugter Rassen im Kampf ums Leben veröffentlichte.
Die Evolutionstheorie, die oft als darwinistische Theorie oder Darwinismus bezeichnet wird, entstand nicht aus dem Nichts. Zur Zeit Darwins war die kosmologische Theorie von Immanuel Kant mit ihrem in Raum und Zeit unendlichen Universum, das den von Isaac Newton beschriebenen Gesetzen der Mechanik unterworfen war, allgemein anerkannt. Darüber hinaus bestätigte der englische Wissenschaftler Charles Lyell (1797-1875) die Theorie des sogenannten Uniformitarismus des Wissenschaftlers Jason Hutton (1726-1797) aus dem 18. Jahrhundert, wonach die Erde über Jahrmillionen entstanden sei von langsamen und allmählichen Prozessen, die bis heute andauern. Lyell untermauerte diese Schlussfolgerung in 3 Bänden von „Fundamentals of Geology“, die 1830-1833 veröffentlicht wurden.
Damit war das Fundament der Evolutionstheorie geschaffen, auf dem Charles Darwin durch die Veröffentlichung von Büchern das harmonische Gebäude seiner Theorie schuf: „Die Entstehung der Arten“, „Wandel der Haustiere und Kulturpflanzen“, „Die Entstehung des Menschen und Sexuelle Selektion" und andere.

Darwinistische Theorie

Evolution, d.h. Die Geschichte der Entwicklung der organischen Welt der Erde wird als Ergebnis des Zusammenspiels von drei Hauptfaktoren durchgeführt: Variabilität, Vererbung und natürliche Selektion. Aufgrund dieser Faktoren akkumulieren Organismen im Entwicklungsprozess immer mehr neue Anpassungsmerkmale, was letztendlich zur Bildung neuer Arten führt.
Zur Unterstützung von Darwins Theorie wurden sofort zwei Argumente vorgebracht: verkümmerte Organe und die Theorie der embryonalen Rekapitulation.
So wurde eine Liste von 180 menschlichen Rudimenten zusammengestellt - Organe, die im Verlauf ihrer Entwicklung aus niederen Formen, d.h. Organe, die eine Person nicht mehr benötigt und entnommen werden kann. Als sie diese Rudimente (zum Beispiel den Blinddarm) untersuchten, strichen die Wissenschaftler jedoch Organ für Organ von der Liste, bis sie alles durchgestrichen hatten. Nach 100 Jahren halten Physiologen keines der menschlichen Organe für nutzlos.
Ziemlich bald gab die Theorie der embryonalen Rekapitulation, die 1868 von dem deutschen Zoologen Ernst Haeckel, einem Anhänger und Propagandisten von Darwins Lehren, vorgeschlagen wurde, ein langes Leben. Diese Theorie basiert auf der offensichtlichen Ähnlichkeit von Menschen- und Hundeembryos im Alter von 4 Wochen sowie dem Vorhandensein der sogenannten „Kiemenspalten“ und des „Schwanzes“ im menschlichen Embryo.
Tatsächlich stellte sich heraus, dass Haeckel die Illustrationen gefälscht (retuschiert) hatte, wofür der Akademische Rat der Universität Jena Haeckel des wissenschaftlichen Betrugs für schuldig befand und seine Theorie nicht haltbar war. Aber in der UdSSR, fast vor ihrem Zusammenbruch, zitierten Lehrbücher hartnäckig Bilder von Embryonen, was angeblich die Theorie der Rekapitulation bestätigte, die von Embryologen im Rest der Welt lange abgelehnt wurde.

Fazit

Viele dieser "Theorien" und die Erklärungen, die sie für die bestehende Artenvielfalt bieten, verwenden dieselben Daten, betonen jedoch unterschiedliche Aspekte davon. Wissenschaftliche Theorien können einerseits superfantastisch und andererseits superskeptisch sein. Auch theologische Überlegungen können in diesem Rahmen ihren Platz finden, je nach religiöser Anschauung ihrer Verfasser. Einer der Hauptstreitpunkte, schon in vordarwinistischer Zeit, war die Frage nach dem Verhältnis von naturwissenschaftlichen und theologischen Ansichten zur Lebensgeschichte.

(9) Leben auf der Erde in der historischen Vergangenheit als Ergebnis ... eine Vielzahl unterschiedlicher Hypothesen und Theorienüber die Ursache von Leben auf der Erde keines von denen...

Die Entstehung des Lebens auf der Erde ist ein zentrales und ungelöstes Problem der Naturwissenschaften, das oft als Grundlage für einen Konflikt zwischen Wissenschaft und Religion dient. Wenn die Existenz der Evolution lebender Materie in der Natur als erwiesen angesehen werden kann, seit ihre Mechanismen entdeckt wurden, Archäologen alte, einfacher aufgebaute Organismen entdeckten, dann hat keine Hypothese über die Entstehung des Lebens eine so umfangreiche Beweisgrundlage. Wir können die Evolution zumindest in der Selektion mit eigenen Augen beobachten. Niemand ist in der Lage gewesen, ein Lebewesen aus einem unbelebten zu erschaffen.

Trotz der großen Zahl von Hypothesen über die Entstehung des Lebens hat nur eine davon eine akzeptable wissenschaftliche Erklärung. Es ist eine Hypothese Abiogenese- eine lange chemische Evolution, die unter den besonderen Bedingungen der alten Erde stattfand und der biologischen Evolution vorausging. Gleichzeitig wurden zunächst einfache organische Substanzen aus anorganischen Substanzen synthetisiert, von denen komplexere, dann Biopolymere auftauchten, die folgenden Stufen sind eher spekulativ und kaum bewiesen. Die Hypothese der Abiogenese hat viele ungelöste Probleme, unterschiedliche Ansichten über bestimmte Stadien der chemischen Evolution. Einige seiner Punkte wurden jedoch empirisch bestätigt.

Andere Hypothesen zur Entstehung des Lebens - Panspermie(Einführung von Leben aus dem Weltraum), Kreationismus(Erstellung durch den Ersteller), spontane Generation(lebende Organismen erscheinen plötzlich in unbelebter Materie), Gleichgewichtszustand(Das Leben hat immer existiert). Die Unmöglichkeit der spontanen Erzeugung von Leben im Unbelebten wurde von Louis Pasteur (19. Jahrhundert) und einer Reihe von Wissenschaftlern vor ihm bewiesen, aber nicht so kategorisch (F. Redi - 17. Jahrhundert). Die Panspermie-Hypothese löst nicht das Problem der Entstehung des Lebens, sondern überträgt es von der Erde ins Weltall oder auf andere Planeten. Es ist jedoch schwierig, diese Hypothese zu widerlegen, insbesondere diejenigen ihrer Vertreter, die behaupten, dass das Leben nicht von Meteoriten auf die Erde gebracht wurde (in diesem Fall könnten Lebewesen in den Schichten der Atmosphäre ausbrennen, der zerstörerischen Wirkung von ausgesetzt werden kosmische Strahlung usw.), sondern durch intelligente Wesen. Aber wie kamen sie auf die Erde? Aus physikalischer Sicht (die riesige Größe des Universums und die Unfähigkeit, die Lichtgeschwindigkeit zu überwinden) ist dies kaum möglich.

Zum ersten Mal wurde eine mögliche Abiogenese von A.I. Oparin (1923-1924), später wurde diese Hypothese von J. Haldane (1928) entwickelt. Die Idee, dass dem Leben auf der Erde die abiogene Bildung organischer Verbindungen vorausgehen könnte, wurde jedoch von Darwin geäußert. Die Theorie der Abiogenese wurde fertiggestellt und wird bis heute von anderen Wissenschaftlern fertiggestellt. Sein ungelöstes Hauptproblem sind die Details des Übergangs von komplexen nicht lebenden Systemen zu einfachen lebenden Organismen.

1947 formulierte J. Bernal, basierend auf den Entwicklungen von Oparin und Haldane, die Theorie der Biopoiesis, wobei er drei Stadien der Abiogenese unterschied: 1) das abiogene Vorkommen biologischer Monomere; 2) Bildung von Biopolymeren; 3) die Bildung von Membranen und die Bildung von Primärorganismen (Protobionten).

Abiogenese

Das hypothetische Szenario der Entstehung des Lebens gemäß der Theorie der Abiogenese wird im Folgenden allgemein beschrieben.

Das Alter der Erde beträgt etwa 4,5 Milliarden Jahre. Laut Wissenschaftlern ist flüssiges Wasser auf dem Planeten, das für das Leben so notwendig ist, nicht früher als vor 4 Milliarden Jahren aufgetaucht. Zur gleichen Zeit existierte bereits vor 3,5 Milliarden Jahren Leben auf der Erde, was durch die Entdeckung von Gesteinen aus solchen Zeiten mit Spuren der lebenswichtigen Aktivität von Mikroorganismen bewiesen wird. So entstanden die ersten einfachen Organismen relativ schnell – in weniger als 500 Millionen Jahren.

Als die Erde entstand, konnte ihre Temperatur 8000 °C erreichen. Als der Planet abkühlte, kondensierten Metalle und Kohlenstoff als die schwersten Elemente und bildeten die Erdkruste. Gleichzeitig fand vulkanische Aktivität statt, die Kruste bewegte sich und zog sich zusammen, es bildeten sich Falten und Brüche. Gravitationskräfte führten zur Verdichtung der Kruste, während Energie in Form von Wärme freigesetzt wurde.

Leichte Gase (Wasserstoff, Helium, Stickstoff, Sauerstoff usw.) wurden vom Planeten nicht zurückgehalten und entwichen in den Weltraum. Aber diese Elemente blieben in der Zusammensetzung anderer Substanzen. Bis die Temperatur auf der Erde unter 100°C fiel, befand sich alles Wasser in einem Dampfzustand. Nachdem die Temperatur gefallen war, sich Verdunstung und Kondensation viele Male wiederholten, gab es heftige Schauer mit Gewittern. Heiße Lava und Vulkanasche, einmal im Wasser, schufen unterschiedliche Umweltbedingungen. In einigen könnten bestimmte Reaktionen stattfinden.

Die physikalischen und chemischen Bedingungen auf der frühen Erde waren also günstig für die Bildung organischer Substanzen aus anorganischen. Die Atmosphäre war reduzierend, es gab keinen freien Sauerstoff und keine Ozonschicht. Daher drang ultraviolette und kosmische Strahlung in die Erde ein. Weitere Energiequellen waren die Wärme der noch nicht abgekühlten Erdkruste, ausbrechende Vulkane, Gewitter, radioaktiver Zerfall.

Methan, Kohlenoxide, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Cyanidverbindungen und Wasserdampf waren in der Atmosphäre vorhanden. Aus ihnen wurden einige der einfachsten organischen Substanzen synthetisiert. Weiterhin könnten Aminosäuren, Zucker, stickstoffhaltige Basen, Nukleotide und andere komplexere organische Verbindungen gebildet werden. Viele von ihnen dienten als Monomere für zukünftige biologische Polymere. Die Abwesenheit von freiem Sauerstoff in der Atmosphäre begünstigte die Reaktionen.

Chemische Experimente (erstmals 1953 von S. Miller und G. Urey), die die Bedingungen der alten Erde simulierten, bewiesen die Möglichkeit der abiogenen Synthese organischer Substanzen aus anorganischen. Indem elektrische Entladungen durch ein Gasgemisch geleitet wurden, das die Uratmosphäre nachahmte, wurden in Gegenwart von Wasserdampf Aminosäuren, organische Säuren, stickstoffhaltige Basen, ATP usw. gewonnen.

Dabei ist zu beachten, dass in der Uratmosphäre der Erde die einfachsten organischen Substanzen nicht nur abiotisch gebildet werden konnten. Sie wurden auch aus dem Weltraum gebracht, eingeschlossen in Vulkanstaub. Außerdem könnten es ziemlich große Mengen an organischem Material sein.

Im Ozean angesammelte niedermolekulare organische Verbindungen bilden die sogenannte Ursuppe. An der Oberfläche von Tonablagerungen wurden Substanzen adsorbiert, was deren Konzentration erhöhte.

Unter bestimmten Bedingungen der alten Erde (z. B. auf Lehm, den Hängen abkühlender Vulkane) konnte es zur Polymerisation von Monomeren kommen. So entstanden Proteine ​​und Nukleinsäuren – Biopolymere, die später zur chemischen Grundlage des Lebens wurden. In einer wässrigen Umgebung ist eine Polymerisation unwahrscheinlich, da in Wasser normalerweise eine Depolymerisation auftritt. Die Erfahrung hat die Möglichkeit bewiesen, ein Polypeptid aus Aminosäuren in Kontakt mit heißen Lavastücken zu synthetisieren.

Der nächste wichtige Schritt zur Entstehung des Lebens ist die Bildung koazervater Tropfen im Wasser ( koazerviert) aus Polypeptiden, Polynukleotiden, anderen organischen Verbindungen. Solche Komplexe könnten auf der Außenseite eine Schicht haben, die eine Membran imitiert und ihre Stabilität bewahrt. Koazervate wurden experimentell in kolloidalen Lösungen erhalten.

Proteinmoleküle sind amphoter. Sie ziehen Wassermoleküle an sich, sodass sich um sie herum eine Hülle bildet. Aus der Wassermasse isoliert werden kolloidale hydrophile Komplexe erhalten. Dadurch bildet sich in Wasser eine Emulsion. Außerdem verschmelzen die Kolloide miteinander und bilden Koazervate (der Vorgang wird als Koazervation bezeichnet). Die kolloidale Zusammensetzung des Koazervats hing von der Zusammensetzung des Mediums ab, in dem es gebildet wurde. In verschiedenen Reservoirs der alten Erde wurden Koazervate unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung gebildet. Einige von ihnen waren stabiler und konnten bis zu einem gewissen Grad einen selektiven Stoffwechsel mit der Umwelt durchführen. Es gab eine Art biochemische natürliche Auslese.

Koazervate sind in der Lage, bestimmte Substanzen aus der Umwelt selektiv zu absorbieren und einige Produkte der in ihnen ablaufenden chemischen Reaktionen freizusetzen. Es ist wie beim Stoffwechsel. Mit der Anhäufung von Substanzen wuchsen die Koazervate, und wenn sie eine kritische Größe erreichten, zerfielen sie in Teile, von denen jeder die Merkmale der ursprünglichen Organisation beibehielt.

In den Koazervaten selbst könnten chemische Reaktionen ablaufen. Bei der Aufnahme von Metallionen durch Koazervate könnten Enzyme gebildet werden.

Im Laufe der Evolution blieben nur solche Systeme übrig, die zur Selbstregulierung und Selbstreproduktion fähig waren. Dies markierte den Beginn der nächsten Stufe in der Entstehung des Lebens – der Emergenz Protobionten(Laut einigen Quellen ist dies dasselbe wie Koazervate) - Körper mit einer komplexen chemischen Zusammensetzung und einer Reihe von Eigenschaften von Lebewesen. Protobionten können als die stabilsten und erfolgreichsten Koazervate angesehen werden.

Die Membran könnte auf folgende Weise gebildet werden. Fettsäuren verbinden sich mit Alkoholen zu Lipiden. Lipide bildeten Filme auf der Oberfläche von Gewässern. Ihre aufgeladenen Köpfe zeigen ins Wasser, während die unpolaren Enden nach außen zeigen. Im Wasser schwimmende Proteinmoleküle wurden von den Lipidköpfen angezogen, was zur Bildung doppelter Lipoproteinfilme führte. Durch den Wind könnte sich ein solcher Film verbiegen und es bildeten sich Blasen. Koazervate könnten versehentlich in diesen Vesikeln eingeschlossen worden sein. Als solche Komplexe erneut auf der Wasseroberfläche auftauchten, waren sie bereits mit einer zweiten Lipoproteinschicht bedeckt (aufgrund hydrophober Wechselwirkungen von unpolaren Enden von einander zugewandten Lipiden). Der allgemeine Aufbau der Membran heutiger lebender Organismen besteht aus zwei Lipidschichten im Inneren und zwei Proteinschichten an den Rändern. Aber im Laufe der Jahrmillionen der Evolution wurde die Membran immer komplexer durch den Einschluss von Proteinen, die in die Lipidschicht eintauchten und diese durchdrangen, Vorsprünge und Vorsprünge einzelner Membranabschnitte usw.

Koazervate (oder Protobionten) könnten bereits vorhandene Nukleinsäuremoleküle zur Selbstreproduktion befähigen. Ferner könnte in einigen Protobionten eine solche Umordnung auftreten, dass die Nukleinsäure begann, das Protein zu kodieren.

Die Evolution der Protobionten ist keine chemische, sondern eine präbiologische Evolution. Es führte zu einer Verbesserung der katalytischen Funktion von Proteinen (sie begannen, die Rolle von Enzymen zu spielen), Membranen und ihrer selektiven Permeabilität (die den Protobionten zu einem stabilen Satz von Polymeren macht), der Entstehung der Matrixsynthese (Übertragung von Informationen von Nukleinsäuren). Säure zu Nukleinsäure und von Nukleinsäure zu Protein).

Stadien der Entstehung und Evolution des Lebens

	Evolution	Ergebnisse
1	Chemische Evolution - Synthese von Verbindungen	einfache organische Materie Biopolymere
2	Präbiologische Evolution – chemische Selektion: Die stabilsten, sich selbst reproduzierenden Protobionten bleiben übrig	Koazervate und Protobionten Enzymatische Katalyse Matrixsynthese Membran
3	Biologische Evolution - biologische Selektion: der Kampf ums Dasein, das Überleben der am besten an die Umweltbedingungen angepassten	Die Anpassung von Organismen an bestimmte Umweltbedingungen Vielfalt lebender Organismen

Eines der größten Geheimnisse über den Ursprung des Lebens ist, wie die RNA dazu kam, die Aminosäuresequenz von Proteinen zu kodieren. Die Frage bezieht sich auf RNA, nicht auf DNA, da man annimmt, dass Ribonukleinsäure zunächst nicht nur bei der Umsetzung der Erbinformation eine Rolle spielte, sondern auch für deren Speicherung verantwortlich war. DNA ersetzte es später, indem es durch reverse Transkription aus RNA hervorging. DNA kann Informationen besser speichern und ist stabiler (weniger anfällig für Reaktionen). Daher wurde sie im Verlauf der Evolution als Hüterin der Informationen zurückgelassen.

1982 entdeckte T. Chek die katalytische Aktivität von RNA. Darüber hinaus kann RNA unter bestimmten Bedingungen auch in Abwesenheit von Enzymen synthetisiert werden und auch Kopien von sich selbst bilden. Daher kann davon ausgegangen werden, dass RNAs die ersten Biopolymere waren (die RNA-Welt-Hypothese). Einige RNA-Abschnitte könnten versehentlich Peptide kodieren, die für den Protobionten nützlich sind, während andere RNA-Abschnitte im Laufe der Evolution zu herausgeschnittenen Introns wurden.

Bei Protobionten trat eine Rückkopplung auf - RNA codiert Enzymproteine, Enzymproteine ​​erhöhen die Menge an Nukleinsäuren.

Beginn der biologischen Evolution

Die chemische Evolution und die Evolution der Protobionten dauerte mehr als 1 Milliarde Jahre. Leben entstand, und seine biologische Evolution begann.

Einige Protobionten brachten primitive Zellen hervor, die die Gesamtheit der Eigenschaften von Lebewesen umfassen, die wir heute beobachten. Sie implementierten die Speicherung und Weitergabe von Erbinformationen, deren Nutzung zum Aufbau von Strukturen und Stoffwechsel. Energie für lebenswichtige Prozesse wurde durch ATP-Moleküle bereitgestellt, und es entstanden zelltypische Membranen.

Die ersten Organismen waren anaerobe Heterotrophe. Die in ATP gespeicherte Energie gewannen sie durch Fermentation. Ein Beispiel ist die Glykolyse – der sauerstofffreie Abbau von Zuckern. Diese Organismen ernährten sich auf Kosten von organischen Substanzen der Primärbrühe.

Aber die Reserven an organischen Molekülen wurden allmählich erschöpft, als sich die Bedingungen auf der Erde änderten und die neuen organischen Stoffe fast nicht mehr abiotisch synthetisiert wurden. Unter Konkurrenzbedingungen um Nahrungsressourcen beschleunigte sich die Evolution von Heterotrophen.

Den Vorteil verschafften sich Bakterien, die in der Lage waren, Kohlendioxid unter Bildung organischer Substanzen zu fixieren. Die autotrophe Synthese von Nährstoffen ist komplexer als die heterotrophe Ernährung, sodass sie in frühen Lebensformen nicht entstanden sein kann. Aus einigen Substanzen wurden unter dem Einfluss der Energie der Sonnenstrahlung für die Zelle notwendige Verbindungen gebildet.

Die ersten photosynthetischen Organismen produzierten keinen Sauerstoff. Die Photosynthese mit ihrer Freisetzung trat höchstwahrscheinlich später in Organismen auf, die den heutigen Blaualgen ähneln.

Die Anreicherung von Sauerstoff in der Atmosphäre, das Auftreten eines Ozonschirms und eine Abnahme der UV-Strahlung führten dazu, dass die abiogene Synthese komplexer organischer Substanzen nahezu unmöglich wurde. Andererseits sind neu entstehende Lebensformen unter solchen Bedingungen widerstandsfähiger geworden.

Die Sauerstoffatmung breitete sich auf der Erde aus. Anaerobe Organismen haben nur an wenigen Stellen überlebt (zB leben anaerobe Bakterien in heißen unterirdischen Quellen).

Das Leben auf der Erde begann vor drei Milliarden Jahren. Seitdem hat die Evolution elementare Einzeller in die Vielfalt von Formen, Farben, Größen und Funktionen verwandelt, die wir heute sehen. Aber wie genau entstand das Leben in der Ursuppe – Wasser, das in flachen Quellen enthalten und mit Aminosäuren und Nukleotiden gesättigt ist?

Es gibt viele theoretische Antworten auf die Frage, was genau die Entstehung des Lebens verursacht hat, vom Blitzschlag bis zum kosmischen Körper. Hier sind nur einige davon.

Funken der Elektrizität

Dieser sehr metaphorische Lebensfunke könnte ein ganz wörtlicher Funke sein oder viele Funken, deren Quelle ein Blitz war. Ins Wasser fallende elektrische Funken könnten die Bildung von Aminosäuren und Glukose verursachen und diese aus einer an Methan, Wasser, Wasserstoff und Ammoniak reichen Atmosphäre umwandeln. Diese Theorie wurde 1953 sogar experimentell bestätigt und bewies, dass Blitze sehr wohl die Ursache für die Bildung der Grundelemente sein könnten, die für die Entstehung der ersten Lebensformen notwendig sind.

Nach der Durchführung des Experiments konnten die Wissenschaftler beweisen, dass die frühe Atmosphäre unseres Planeten nicht genug Wasserstoff enthalten konnte, aber die Vulkanwolken, die die Erdoberfläche bedecken, alle notwendigen Elemente und dementsprechend genug Elektronen enthalten konnten, um Blitze zu verursachen.

Hydrothermalquellen unter Wasser

Relativ starke Tiefseeschlote könnten zu einer notwendigen Wasserstoffquelle für die Bildung der ersten lebenden Organismen auf ihren felsigen Oberflächen werden. Auch heute noch entwickeln sich rund um Hydrothermalquellen vielfältige Ökosysteme, auch in großen Tiefen.

Ton

Die ersten organischen Moleküle konnten sich auf einer Tonoberfläche treffen. Ton enthält immer eine ausreichende Menge an organischen Bestandteilen, außerdem könnte er zu einer Art Organisator dieser Bestandteile in komplexere und effizientere DNA-ähnliche Strukturen werden.

Tatsächlich ist die DNA eine Art Landkarte für Aminosäuren, die genau angibt, wie sie in komplexen Fettzellen organisiert sein sollten. Eine Gruppe von Biologen der University of Glasgow in Schottland argumentiert, dass Ton eine solche Karte für die einfachsten Polymere und Fette sein könnte, solange sie nicht lernen, sich „selbst zu organisieren“.

Panspermie

Diese Theorie wirft Fragen über die Möglichkeit eines kosmischen Ursprungs des Lebens auf. Das heißt, das Leben ist seinen Postulaten zufolge nicht auf der Erde entstanden, sondern erst mit Hilfe eines Meteoriten etwa vom Mars hierher gebracht worden. Auf dem Boden wurden genügend Fragmente gefunden, die angeblich vom roten Planeten zu uns kamen. Eine weitere Möglichkeit zum "Weltraumtaxi" für unbekannte Lebensformen sind Kometen, die in der Lage sind, zwischen Sternensystemen zu reisen.

Selbst wenn dies zutrifft, kann Panspermie die Frage, wie genau das Leben entstanden ist und von wo es auf die Erde gebracht wurde, noch nicht beantworten.

Unter dem Eis

Gut möglich, dass die Ozeane und Kontinente vor drei Milliarden Jahren mit einer dicken Eisschicht bedeckt waren, weil die Sonne nicht so hell schien wie heute. Das Eis könnte zu einer Schutzschicht für zerbrechliche organische Moleküle werden und verhindern, dass ultraviolette Strahlen und kosmische Körper, die mit der Oberfläche kollidieren, die ersten und schwächsten Lebensformen schädigen. Darüber hinaus könnte eine niedrigere Temperatur die Entwicklung der ersten Moleküle in stärkere und haltbarere bewirken.

RNA-Welt

Die RNA-Welttheorie basiert auf der philosophischen Frage nach dem Ei und dem Huhn. Tatsache ist, dass für die Bildung (Verdopplung) von DNA Proteine ​​​​benötigt werden, und Proteine ​​​​können sich ohne die in DNA eingebettete Karte nicht selbst reproduzieren. Wie also ist das Leben entstanden, wenn das eine nicht ohne das andere entstehen kann, aber beide wunderbar in der Gegenwart existieren? Die Antwort könnte RNA sein – Ribonukleinsäure, die in der Lage ist, Informationen wie DNA zu speichern und als Proteinenzyme zu dienen. Auf der Grundlage von RNA wurde eine perfektere DNA gebildet, dann ersetzten effizientere Proteine ​​​​die RNA vollständig.

Heute existiert RNA und erfüllt mehrere Funktionen in komplexen Organismen, zum Beispiel ist sie für den Betrieb einiger Gene verantwortlich. Diese Theorie ist durchaus logisch, beantwortet aber nicht die Frage, was als Katalysator für die Bildung von Ribonukleinsäure selbst diente. Die Annahme, dass es von selbst entstanden sein könnte, wird von den meisten Wissenschaftlern zurückgewiesen. Die theoretische Erklärung ist die Bildung der einfachsten Säuren PNA und TNA, die sich dann zu RNA entwickelt haben.

Der einfachste Anfang

Diese Theorie wird Holobiose genannt und beruht auf der Vorstellung, dass das Leben nicht von komplexen RNA-Molekülen und dem primären genetischen Code ausgeht, sondern von den einfachsten Teilchen, die zum Zwecke des Stoffwechsels miteinander interagieren. Vielleicht haben diese Partikel schließlich eine schützende Hülle wie eine Membran entwickelt und sich dann zu einem komplexeren Organismus entwickelt. Dieses Modell wird als "Enzymmodell des Stoffwechsels" bezeichnet, während die Theorie der RNA-Welt als "primäres genetisches Codemodell" bezeichnet wird.

Wie ist das Leben auf der Erde entstanden? Die Details sind der Menschheit unbekannt, aber die Grundprinzipien wurden festgelegt. Es gibt zwei Haupttheorien und viele kleinere. Laut der Hauptversion kamen die organischen Komponenten also aus dem Weltraum auf die Erde, einer anderen zufolge geschah alles auf der Erde. Hier sind einige der beliebtesten Lehren.

Panspermie

Wie ist unsere Erde entstanden? Die Biographie des Planeten ist einzigartig, und die Menschen versuchen, sie auf unterschiedliche Weise zu enträtseln. Es gibt eine Hypothese, dass das Leben, das im Universum existiert, mit Hilfe von Meteoroiden (Himmelskörper, die in der Größe zwischen interplanetarem Staub und einem Asteroiden liegen), Asteroiden und Planeten verteilt wird. Es wird davon ausgegangen, dass es Lebensformen gibt, die einer Exposition (Strahlung, Vakuum, niedrige Temperaturen usw.) standhalten können. Sie werden Extremophile genannt (einschließlich Bakterien und Mikroorganismen).

Sie geraten in Trümmer und Staub, die nach dem Tod kleiner Körper des Sonnensystems in den Weltraum geschleudert werden und so Leben retten. Bakterien können lange Zeit in Ruhe reisen, bevor sie erneut zufällig mit anderen Planeten kollidieren.

Sie können sich auch mit protoplanetaren Scheiben vermischen (dichte Gaswolke um einen jungen Planeten). Geraten „hartnäckige, aber schläfrige Soldaten“ an einem neuen Ort in günstige Verhältnisse, werden sie aktiv. Der Evolutionsprozess beginnt. Die Geschichte wird mit Hilfe von Sonden enträtselt. Daten von Instrumenten, die sich im Inneren von Kometen befunden haben, zeigen, dass in den allermeisten Fällen die Wahrscheinlichkeit bestätigt ist, dass wir alle „ein bisschen fremd“ sind, da die Wiege des Lebens der Weltraum ist.

Biopoese

Und hier ist eine andere Meinung darüber, wie das Leben entstanden ist. Auf der Erde gibt es Lebendes und Unbelebtes. Einige Wissenschaften begrüßen die Abiogenese (Biopoese), die erklärt, wie im Laufe der natürlichen Transformation aus anorganischer Materie biologisches Leben hervorgegangen ist. Die meisten Aminosäuren (auch als Bausteine ​​aller lebenden Organismen bezeichnet) können durch natürliche chemische Reaktionen gebildet werden, die nichts mit dem Leben zu tun haben.

Dies wird durch das Müller-Urey-Experiment bestätigt. 1953 leitete ein Wissenschaftler Elektrizität durch ein Gasgemisch und produzierte mehrere Aminosäuren unter Laborbedingungen, die denen der frühen Erde nachempfunden waren. In allen Lebewesen werden Aminosäuren unter dem Einfluss von Nukleinsäuren, den Hütern des genetischen Gedächtnisses, in Proteine ​​umgewandelt.

Letztere werden auf biochemischem Weg selbstständig synthetisiert, und Proteine ​​beschleunigen (katalysieren) den Prozess. Welches der organischen Moleküle ist das erste? Und wie haben sie interagiert? Die Abiogenesis ist dabei, eine Antwort zu finden.

Kosmogonische Trends

Das ist die Lehre vom Raum. In einem bestimmten Kontext der Weltraumwissenschaft und Astronomie bezieht sich der Begriff auf die Theorie der Entstehung (und Erforschung) des Sonnensystems. Versuche, sich einer naturalistischen Kosmogonie zuzuwenden, halten einer Überprüfung nicht stand. Erstens können die bestehenden wissenschaftlichen Theorien die Hauptsache nicht erklären: Wie ist das Universum selbst entstanden?

Zweitens gibt es kein physikalisches Modell, das die frühesten Momente der Existenz des Universums erklärt. In der erwähnten Theorie gibt es kein Konzept der Quantengravitation. Obwohl Stringtheoretiker sagen, dass Elementarteilchen durch Schwingungen und Wechselwirkungen von Quantenstrings entstehen, sind diejenigen, die den Ursprung und die Folgen des Urknalls untersuchen (Loop-Quantenkosmologie), damit nicht einverstanden. Sie glauben, dass sie Formeln haben, um das Modell in Form von Feldgleichungen zu beschreiben.

Mit Hilfe kosmogonischer Hypothesen erklärten die Menschen die Gleichmäßigkeit der Bewegung und Zusammensetzung von Himmelskörpern. Lange bevor das Leben auf der Erde erschien, füllte Materie den gesamten Raum und entwickelte sich dann.

Endosymbiont

Die endosymbiotische Version wurde erstmals 1905 vom russischen Botaniker Konstantin Merezhkovsky formuliert. Er glaubte, dass einige Organellen als frei lebende Bakterien entstanden und als Endosymbionten in eine andere Zelle aufgenommen wurden. Mitochondrien entwickelten sich aus Proteobakterien (insbesondere Rickettsiales oder nahe Verwandte) und Chloroplasten aus Cyanobakterien.

Dies deutet darauf hin, dass mehrere Formen von Bakterien mit der Bildung einer eukaryotischen Zelle eine Symbiose eingegangen sind (Eukaryoten sind Zellen lebender Organismen, die einen Zellkern enthalten). Die horizontale Übertragung von genetischem Material zwischen Bakterien wird auch durch symbiotische Beziehungen erleichtert.

Der Entstehung einer Vielzahl von Lebensformen könnte der letzte gemeinsame Vorfahre (LUA) moderner Organismen vorausgegangen sein.

Spontane Geburt

Bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts lehnten die Menschen „Plötzlichkeit“ im Allgemeinen als Erklärung dafür ab, wie das Leben auf der Erde begann. Die unerwartete spontane Entstehung bestimmter Lebensformen aus unbelebter Materie erschien ihnen unglaubwürdig. Aber sie glaubten an die Existenz von Heterogenese (eine Änderung der Fortpflanzungsmethode), wenn eine der Lebensformen von einer anderen Art stammt (z. B. Bienen von Blumen). Klassische Vorstellungen über spontane Zeugung laufen auf Folgendes hinaus: Einige komplexe lebende Organismen entstanden durch die Zersetzung organischer Substanzen.

Laut Aristoteles war dies eine leicht zu beobachtende Wahrheit: Blattläuse entstehen aus Tau, der auf Pflanzen fällt; Fliegen - von verdorbenem Essen, Mäuse - von schmutzigem Heu, Krokodile - von verrottenden Baumstämmen am Boden von Stauseen und so weiter. Die Theorie der spontanen Zeugung (vom Christentum widerlegt) existierte heimlich seit Jahrhunderten.

Es ist allgemein anerkannt, dass die Theorie im 19. Jahrhundert durch die Experimente von Louis Pasteur endgültig widerlegt wurde. Der Wissenschaftler untersuchte nicht den Ursprung des Lebens, sondern das Auftreten von Mikroben, um Infektionskrankheiten bekämpfen zu können. Pasteurs Beweise waren jedoch nicht mehr umstritten, sondern streng wissenschaftlich.

Tontheorie und sequentielle Erstellung

Die Entstehung des Lebens auf der Grundlage von Ton? Ist das möglich? Ein schottischer Chemiker namens A.J. Kearns-Smith von der University of Glasgow im Jahr 1985 ist der Autor einer solchen Theorie. Basierend auf ähnlichen Annahmen anderer Wissenschaftler argumentierte er, dass organische Partikel, die sich zwischen den Tonschichten befinden und mit ihnen interagieren, die Art und Weise der Speicherung von Informationen und des Wachstums übernommen haben. Daher hielt der Wissenschaftler das „Ton-Gen“ für primär. Ursprünglich existierten das Mineral und das werdende Leben zusammen, aber in einem bestimmten Stadium „liefen sie zusammen“.

Die Idee der Zerstörung (Chaos) in den Schwellenländern ebnete den Weg für die Katastrophentheorie als einen der Vorläufer der Evolutionstheorie. Ihre Befürworter glauben, dass die Erde in der Vergangenheit von plötzlichen, kurzlebigen, turbulenten Ereignissen betroffen war und dass die Gegenwart der Schlüssel zur Vergangenheit ist. Jede nächste Katastrophe zerstörte das bestehende Leben. Die nachfolgende Schöpfung belebte es bereits anders als das vorherige.

materialistische Lehre

Und hier ist eine andere Version davon, wie das Leben auf der Erde entstand. Es wurde von den Materialisten vorgeschlagen. Sie glauben, dass das Leben als Ergebnis allmählicher zeitlicher und räumlicher chemischer Umwandlungen entstand, die aller Wahrscheinlichkeit nach vor fast 3,8 Milliarden Jahren stattfanden. Diese Entwicklung nennt man molekular, sie betrifft den Bereich der Desoxyribonukleinsäuren und Ribonukleinsäuren und Proteine ​​(Eiweiße).

Als wissenschaftlicher Trend entstand die Doktrin in den 1960er Jahren, als aktive Forschung betrieben wurde, die die Molekular- und Evolutionsbiologie und die Populationsgenetik betraf. Die Wissenschaftler versuchten dann, die jüngsten Entdeckungen in Bezug auf Nukleinsäuren und Proteine ​​zu verstehen und zu validieren.

Eines der Schlüsselthemen, das die Entwicklung dieses Wissensgebiets stimulierte, war die Evolution der enzymatischen Funktion, die Nutzung der Nukleinsäuredivergenz als "molekulare Uhr". Seine Offenlegung trug zu einer tieferen Untersuchung der Divergenz (Verzweigung) von Arten bei.

organischen Ursprungs

Über das Erscheinen des Lebens auf der Erde argumentieren Befürworter dieser Doktrin wie folgt. Die Artenbildung begann vor langer Zeit - vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren (die Zahl gibt den Zeitraum an, in dem Leben existiert). Wahrscheinlich gab es zunächst einen langsamen und allmählichen Transformationsprozess, und dann begann eine schnelle (innerhalb des Universums) Verbesserungsphase, ein Übergang von einem statischen Zustand in einen anderen unter dem Einfluss bestehender Bedingungen.

Evolution, bekannt als biologisch oder organisch, ist der Prozess der Veränderung eines oder mehrerer vererbter Merkmale, die in Populationen von Organismen gefunden werden. Erbliche Merkmale sind besondere Unterscheidungsmerkmale, einschließlich anatomischer, biochemischer und verhaltensbezogener Merkmale, die von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden.

Die Evolution hat zur Vielfalt und Diversifizierung aller lebenden Organismen geführt (Diversifikation). Unsere bunte Welt wurde von Charles Darwin als „endlose Formen, die schönsten und wunderbarsten“ beschrieben. Man bekommt den Eindruck, dass der Ursprung des Lebens eine Geschichte ohne Anfang und Ende ist.

besondere Kreation

Nach dieser Theorie sind alle Lebensformen, die heute auf dem Planeten Erde existieren, von Gott geschaffen. Adam und Eva sind der erste Mann und die erste Frau, die vom Allmächtigen geschaffen wurden. Mit ihnen hat das Leben auf der Erde begonnen, glauben Christen, Muslime und Juden. Drei Religionen waren sich einig, dass Gott das Universum innerhalb von sieben Tagen erschuf und den sechsten Tag zum Höhepunkt der Arbeit machte: Er schuf Adam aus dem Staub der Erde und Eva aus seiner Rippe.

Am siebten Tag ruhte Gott. Dann atmete er ein und schickte los, um sich um den Garten namens Eden zu kümmern. In der Mitte wuchsen der Baum des Lebens und der Baum der Erkenntnis des Guten. Gott hat erlaubt, dass die Früchte aller Bäume im Garten gegessen werden, mit Ausnahme des Baums der Erkenntnis („denn an dem Tag, an dem du sie isst, wirst du sterben“).

Aber die Leute waren ungehorsam. Der Koran sagt, dass Adam angeboten hat, den Apfel zu probieren. Gott vergab den Sündern und sandte sie beide als seine Stellvertreter auf die Erde. Und doch... Woher kam das Leben auf der Erde? Wie Sie sehen können, gibt es keine einzige Antwort. Obwohl moderne Wissenschaftler zunehmend der abiogenen (anorganischen) Theorie des Ursprungs aller Lebewesen zuneigen.

Es ist kein Geheimnis, dass die ewige Frage, wann das Leben auf der Erde entstanden ist, seit jeher nicht nur Wissenschaftler, sondern alle Menschen beschäftigt. In diesem Artikel werden wir versuchen, uns oberflächlich mit allen angeblichen Theorien über den Ursprung allen Lebens auf unserem Planeten vertraut zu machen. Wir werden versuchen, die Stadien seiner Entwicklung zu sortieren und zu beschreiben, wie die Geschichte der Entwicklung des Lebens auf der Erde war.

Der Ursprung des Lebens auf der Erde in der Wissenschaft

Aus wissenschaftlicher Sicht gibt es mehrere Versionen der Entstehung des Lebens. Überlegen Sie, wie laut Wissenschaftlern, die sich seit vielen Jahrhunderten mit dieser mysteriösen Frage herumschlagen und neue Hypothesen aufstellen, das Leben auf der Erde entstanden ist.

• Die Theorie besagt, dass das Leben in einem Stück Eis entstanden ist. Ziemlich lächerliche Idee, aber alles ist möglich. Einige Wissenschaftler glauben, dass das in der Luft vorhandene Kohlendioxid für die Aufrechterhaltung der Gewächshausbedingungen sorgte, andere glauben, dass es zu dieser Zeit eine konstante Wintersaison auf der Erde gab.
• Die Wissenschaft, die den Ursprung des Lebens auf der Erde untersucht, ist die Biologie. Sie hält an der Theorie von Charles Darwin fest. Er und seine Zeitgenossen glaubten, dass sich das Leben in einem Reservoir zu bilden begann. Dieser Theorie folgen heute die meisten Wissenschaftler. Organische Stoffe, die von den zufließenden Gewässern geliefert werden, könnten sich in einem geschlossenen und eher flachen Reservoir in den erforderlichen Mengen ansammeln. Darüber hinaus waren diese Verbindungen noch stärker auf den inneren Oberflächen von Schichtmineralien konzentriert. Sie könnten Katalysatoren für Reaktionen sein.
• Wasser ist die Quelle des Lebens auf der Erde für alle Lebewesen auf der Erde – Menschen, Flora und Fauna. Es ist eine äußerst wichtige und teure Ressource auf unserem Planeten. Alle Gewässer der Erde stehen in ständiger Beziehung zu den Gesteinen und der Atmosphäre. Wasser reinigt sich selbst dank des kontinuierlichen Flusses, der die Existenz auf unserer Erde sichert. Das uralte und universelle Symbol der Fruchtbarkeit der Reinheit ist Wasser. Der Mensch besteht zu 80 % aus Wasser, Tiere zu 75 % und Pflanzen zu 89-90 % des gesamten Körpergewichts. Wasser ist ein unverzichtbares Produkt, da es der Hauptbaustoff für den menschlichen Körper ist. Es ist viel wertvoller als Eisen, Gas, Kohle und Öl. Ohne Wasser hätte das Leben auf der Erde niemals entstehen, sich erhalten und überhaupt nicht existieren können. Wasser ist das Leben selbst.
• Was wäre, wenn Leben in Zonen vulkanischer Aktivität auftauchen würde? Unmittelbar nach ihrer Entstehung war die Erde ein feuerspeiender Magmaball. Mit Gasen, die aus geschmolzenem Magma freigesetzt wurden, wurden verschiedene Chemikalien, die für die Synthese organischer Moleküle benötigt werden, an die Erdoberfläche gebracht - dies geschah während Vulkanausbrüchen.

Der Ursprung des Lebens auf der Erde in der Religion

Betrachten Sie aus religiöser Sicht, wie das Leben auf der Erde entstanden ist. Eine andere Hypothese über die Entstehung des Lebens auf der Erde findet eine Erklärung in verschiedenen Religionen. Betrachten Sie Christian:

Das Hauptdogma der Schöpfung aller Lebewesen im Christentum ist der Ausdruck „Schöpfung aus dem Nichts“, in dem Gott in seinem Willenshandeln als Schöpfer handelt. Gleichzeitig scheint der Herr auch die Wurzel des Seins zu sein. Gleichzeitig war Gott nicht verpflichtet, die Welt zu erschaffen, für das Göttliche Wesen ist es nicht durch irgendein „inneres Bedürfnis“ bestimmt. Es war seine freie Entscheidung, ein Geschenk an die Menschheit „aus einem Übermaß an Liebe“. Der Weg und die Etappen der Erschaffung der Welt werden in den ersten drei Kapiteln der Genesis beschrieben.

Die Hauptstadien des Lebens auf der Erde

Man kann endlos über die Entwicklungsgeschichte des Lebens auf der Erde sprechen. Dieses Thema ist ziemlich umfangreich und immens, wir listen nur die Hauptstadien der Entstehung des Lebens auf:

• Das Leben entstand in den Meeren.
• Die Existenz der einfachsten Meeresorganismen.
• Vielzellige Lebewesen entstehen in den Meeren
• In den Meeren kommen zahlreiche Wirbellose vor. Unter den Wirbellosen finden wir die Vorfahren der modernen Mollusken und Arthropoden.
• Die ersten mit Meereswirbeltieren gepanzerten, modernen Fische werden geboren. Leben entwickelt sich auf neu entstehenden Landflächen. Die ersten Siedler sind: Pilze, Bakterien, Moose und kleine Wirbellose, gefolgt von Amphibien.
• Die Erde ist mit mächtigen Wäldern aus Farnen und anderen Pflanzen bedeckt, die zu unserer Zeit verschwunden sind. Insekten erscheinen.
• Der Ursprung der Reptilien.
• Das Zeitalter der Reptilien, Tiere breiteten sich auch in den Meeren aus. Einige Arten erreichen beachtliche Größen.
• Säugetiere und Vögel erscheinen. Die ersten Blütenpflanzen breiteten sich aus. Die ersten Angiospermen erscheinen.
• Dinosaurier und andere große Reptilien sterben aus.
• Säugetiere breiten sich über die ganze Erde aus und verdrängen Reptilien, deren Zahl rapide abnimmt.
• Verschiedene Arten von Säugetieren werden geboren: Fleischfresser, Fledermäuse und die Vorfahren der heutigen Affen und Menschen. Pflanzenfresser werden geboren.
• Einzelne Säugetiere bewohnen die Meere. Zum Beispiel: Wale.
• Es gibt einen Vorfahren des Menschen - Australopithecus.
• Einzelne große Säugetiere verschwinden. Der Mensch wird zum absoluten Besitzer der Erde.

Jetzt wissen Sie, wie die Erde in der Antike aussah. Das Leben ohne Menschen war ganz anders.