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• Phänomen des Lebens.
• Kreationismus;
• Biogenese-Hypothese;
• Panspermie-Hypothese;
• die Oparin-Haldane-Hypothese;
• Referenzliste.
• Ursprung des Lebens auf der Erde

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Was ist Leben?

Das Leben ist eine Existenzweise von Eiweißkörpern, und diese Existenzweise besteht wesentlich in der ständigen Selbsterneuerung der chemischen Bestandteile dieser Körper.

Auf der Erde existierende Lebewesen sind offene, selbstregulierende und sich selbst reproduzierende Systeme, die aus Biopolymeren – Proteinen und Nukleinsäuren – aufgebaut sind.

• F.Engels
• M. V. Volkenshtein

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Phänomen des Lebens

Im 20. Jahrhundert wurden zahlreiche Versuche unternommen, das Leben zu definieren, was die Vielseitigkeit dieses Prozesses widerspiegelt.

Alle Definitionen enthielten die folgenden Postulate, die die Essenz des Lebens widerspiegeln:

• Leben ist eine besondere Form der Bewegung der Materie;
• Leben ist der Stoffwechsel und die Energie im Körper;
• Leben ist Lebenstätigkeit im Organismus;
• Leben ist die Selbstreproduktion im Körper, die durch die Übertragung der genetischen Information von Generation zu Generation sichergestellt wird

Ursprung des Lebens auf der Erde

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Theorien über die Entstehung des Lebens auf der Erde

Kreationismus

• Vitalismus (spontane Erzeugung)
• Panspermie
• Steady-State-Theorie
• Biochemische Evolution
• Biogenese - der Ursprung des Lebens aus dem Leben
• Abiogenese - der Ursprung von Lebewesen aus nicht lebenden Dingen

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Ursprung des Lebens auf der Erde

Hypothesen zur Entstehung des Lebens auf der Erde

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Die wichtigsten Hypothesen über die Entstehung des Lebens

• Kreationismus

Das Leben entstand als Ergebnis eines göttlichen Schöpfungsaktes.

Michelangelo Buanarotti: Die Erschaffung Adams

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Hypothese der spontanen Erzeugung des Lebens

Aus unbelebter Materie können immer wieder Lebewesen entstehen: Fische aus Schlick, Würmer aus Erde oder Fleisch, Mäuse aus Lumpen usw.

Alte Gravuren: links - die Umwandlung von Früchten in Fische und Vögel; rechts - in Enten.

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Ursprung des Lebens auf der Erde

Hypothesen zur Entstehung des Lebens auf der Erde

2. Hypothese der Biogenese

Von der Antike bis Mitte des 17. Jahrhunderts. Wissenschaftler zweifelten nicht an der Möglichkeit der spontanen Erzeugung von Leben. Alle Lebewesen stammen aus unbelebter Materie:

• Fisch - aus Schlick;
• Würmer - aus dem Boden;
• Mäuse - aus Lumpen;
• Fliegen - von verdorbenem Fleisch;
• Früchte sind Vögel.

Aristoteles, der Aale studierte, fand heraus, dass sie aus „Schlammwürsten“ geboren werden, die durch die Reibung eines erwachsenen Fisches am Boden entstehen

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Biogenese-Hypothese

Der erste Schlag gegen die Idee der spontanen Erzeugung wurde durch die Experimente des italienischen Wissenschaftlers Francesco Redi verursacht, der 1668 die Unmöglichkeit der spontanen Erzeugung von Fliegen in verrottendem Fleisch bewies.

Doch erst 1862 widerlegte der französische Wissenschaftler Louis Pasteur endgültig die Hypothese der spontanen Erzeugung von Leben. Die Arbeiten von L. Pasteur ermöglichten es zu behaupten, dass das Prinzip „Alle Lebewesen sind von Lebewesen“ für alle bekannten Organismen auf unserem Planeten gilt, aber sie lösten nicht die Frage nach dem Ursprung des Lebens

Louis Pasteur

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1862

Louis Pasteur

Pasteur führt ein Experiment mit gekochter Brühe in einem verschlossenen Kolben durch, aus dem ein S-förmiges Rohr entfernt wurde. Die Brühe ist steril.

Pasteur entfernt die Pfeife und nach einer Weile erscheint Leben in der Brühe.

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Panspermie-Hypothese

Das Konzept der Panspermie, das mit den Namen so prominenter Wissenschaftler wie G. Helmholtz, W. Thompson (Lord Kelvin), S. Arrhenius, V.I. Wernadski. Diese Forscher glaubten, dass das Leben so ewig und allgegenwärtig ist wie Materie und seine Keime ständig durch den Weltraum reisen; Insbesondere Arrhenius bewies durch Berechnungen die grundsätzliche Möglichkeit, Bakteriensporen unter Einwirkung von Lichtdruck von Planet zu Planet zu übertragen; man ging auch davon aus, dass die Substanz der Erde im Moment ihrer Bildung aus der Gas- und Staubwolke bereits von den darin enthaltenen „Lebenskeimen“ „infiziert“ war.

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Alle Versuche, Lebewesen außerhalb der Erde zu entdecken, brachten kein positives Ergebnis. Wiederholte Berichte über Funde von Lebensspuren auf Meteoriten beruhen entweder auf einer irrtümlichen Interpretation einiger bakterienähnlicher anorganischer Einschlüsse oder auf einer Kontamination von "himmlischen Steinen" durch terrestrische Mikroorganismen.

Zudem löst die Panspermie-Hypothese nicht die Frage nach der Entstehung des Lebens im Allgemeinen, sondern erklärt nur die Entstehung des Lebens auf der Erde.

Meteorit vom Mars. NASA-Experten sagten, dass bakterienähnliche Formen in seinen Rissen gefunden wurden. Nach eingehender Prüfung stellte sich jedoch heraus, dass dies auf die verwendete Methode der Elektronenmikroskopie und die Behandlung der Präparate mit Gold zurückzuführen ist.

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Steady-State-Hypothese

Die Erde und das Leben haben immer existiert, für immer. Arten hat es schon immer gegeben, aber sie könnten aussterben oder ihre Anzahl verändern.

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OPARIN-HALDAIN-THEORIE 1924-1928

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Stadien der Entstehung des Lebens auf dem Planeten (nach Oparin):

• lebende Zelle
• Protobionten
• koazerviert

Komplexe organische Verbindungen (Proteine, Lipide, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren)

Einfache organische Verbindungen (Aminosäuren, Zucker etc.)

Einfache anorganische Verbindungen (H₂O, CO₂, N₂, NH₃), Metallionen, Mineralsäuren

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Geophysikalische Stufe

"Urknall".

• Die Entstehung des Sonnensystems
• Bildung der Schalen der Erde

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• Komplexe Bedingungen auf der Urerde
• Ausreichend hohe Temperatur der Planetenoberfläche
• Aktive vulkanische Aktivität
• Elektrische Blitzentladungen
• UV-Strahlung
• Das Ergebnis ihres Einflusses
• Synthese organischer Substanzen aus anorganischen Verbindungen, die in der aquatischen Umwelt abläuft

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Abiogene Synthese organischer Verbindungen

• 1953 S. Miller und G. Urey synthetisierten organische Verbindungen aus anorganischen unter künstlichen Bedingungen.
• In der wässrigen Phase wurden verschiedene organische Verbindungen gebildet: Harnstoff, Milchsäure und einige Aminosäuren.

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Theorie der biochemischen Evolution

Bedingungen - das Alter der Erde beträgt 5-7 Milliarden Jahre, dann ist es auf der Erdoberfläche mehr als 4000 ° C, dann wird es weniger als 100 ° C, das Wasser der Primäratmosphäre bildete den Weltozean.

"Reduzierende" Primäratmosphäre: H2, NH3, CH4, CO2, H2O

1 - abiogene Synthese; experimentell nachgewiesene Synthese biologischer Monomere

2 - Synthese von Biopolymeren (Nukleinsäuren, Polypeptide usw.), Bildung von Koazervaten

3 – Reproduktion von Molekülen basierend auf Template-Synthese – RNAs replizieren sich selbst, haben eine Tertiärstruktur und haben katalytische Aktivität

4 - doppelsträngige DNA sorgt für eine genauere Replikation und Reparatur

5 - das Auftreten von Koazervaten, die mit einer äußeren Membran bedeckt sind

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Evolution der Probionten

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Schema der Entstehung von EukaryotenTheorie der Symbiogenese

1. Vorfahren prokaryotische Zellen

2. Präeukaryotische Zelle mit isoliertem Zellkern

3. Aerobes Bakterium (Vorläufer der Mitochondrien)

4. Cyanobacterium (Vorläufer von Chloroplasten)

6. Mitochondrien

7. Chloroplasten

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biologische Stufe

• Mehrzellige Eukaryoten
• koloniale Organismen
• Einzellige Eukaryoten
• Prokaryoten Prokaryoten
• Heterotrophe Autotrophe
• Probionten
• koazerviert

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Nachteile der Oparin-Haldane-Hypothese:

• wie ein qualitativer Sprung vom Unbelebten zum Belebten stattfand. Die Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Bildung eines Proteinmoleküls beträgt je nach Komplexität des Proteins etwa 10-500 - 10-300;
• für die Eigenherstellung von Nukleinsäuren werden Enzymproteine ​​benötigt und für die Synthese von Proteinen Nukleinsäuren.

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Moderne Ideen über den Ursprung des Lebens auf der Erde.

1947 formulierte der englische Wissenschaftler John Bernal die Hypothese der Biopoiesis. Er identifizierte drei Hauptstadien in der Entstehung des Lebens: das abiogene Auftreten organischer Monomere (chemisch), die Bildung biologischer Polymere (präbiologisch) und die Entstehung der ersten Organismen (biologisch).

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Hypothese der Biopoese

• Stufe der chemischen Evolution: abiogene Synthese organischer Monomere unter den Bedingungen der Primäratmosphäre.
• Dauer viele Millionen und Hunderte von Millionen Jahren
• Biologische Evolutionsstufe:
• Bildung verschiedener Gruppen lebender Organismen
• Stufe der präbiologischen Evolution: Polymerisationsreaktionen.
• Es kam zur Bildung eines Protein-Nuclein-Lipid-Komplexes (Koazervate, Hyperzyklen, Probionten, Progenoten)

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Fazit

• Es gibt also 5 Haupthypothesen für den Ursprung des Lebens auf der Erde. Jede von ihnen hat ihre Stärken und Schwächen, aber keine von ihnen gibt eine genaue Antwort auf die Frage nach dem Ursprung des Lebens.
• Die überzeugendste Hypothese der biochemischen Evolution, aber sie wird nie vollständig bewiesen werden.

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Bestimmen Sie die Richtigkeit von Urteilen

1. Koazervate sind die ersten lebenden Organismen auf der Erde.

2. Die Temperatur der Erde zum Zeitpunkt der Entstehung erreichte 1000 ° C.

3. Die Zusammensetzung der Primäratmosphäre umfasste Gase: Methan, Ammoniak, Stickstoff, Wasserdampf.

4. Koazervate sind nicht in der Lage, Substanzen aus der umgebenden Lösung aufzunehmen

5. Gegenwärtig ist die spontane Erzeugung lebender Organismen auf der Erde unmöglich.

6. Die Kondensation von Wasserdampf begann während der Abkühlung des Planeten.

7. Koazervate sind Flüssigkeitsblasen, die von Proteinfilmen umgeben sind.

8. Die ersten lebenden Organismen auf der Erde waren Heterotrophe.

9. Das Fehlen eines Ozonschutzes in der Atmosphäre trug zur Bildung organischer Substanzen bei.

10. Die Reihenfolge der Proteinbildung ist Ammoniak  Amine  Aminosäuren  Proteine.

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Literaturverzeichnis

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• Agapova O. V., Agapov V. I. Vorlesungen über die Konzepte der modernen Naturwissenschaft. Universitätslehrgang. - Rjasan, 2000.
• Gorelov A. A. Konzepte der modernen Naturwissenschaft. – M.: Gedanke, 1997.
• Konzepte der modernen Naturwissenschaft. Reihe "Lehrbücher und Lehrmittel". - Rostow n / a, 1997.
• Dubnishcheva G.D. Konzepte der modernen Naturwissenschaft: Proc. für Gestüt. Universitäten / Ed. M. F. Zhukova. - Nowosibirsk: YuKEA, 1997.
• Vernadsky V.I. Anfang und Ewigkeit des Lebens. - M.: Respublika, 1989.
• Selye G. Vom Traum zur Entdeckung. - M., 1987. S. 32.
• Sowjetisches Lexikon. - M.: Sow. Enzyklopädie, 1982.
• Marx K. und Engels F., Soch., 2. Aufl., Bd. 20. M.: Thought, 1965.
• „Biologisches Weltbild“.

Folie 30

• Alexander Ivanovich Oparin (Materialien für die Biobibliographie von Wissenschaftlern der UdSSR, Reihe Biochemie, Ausgabe 3). M.; L., 1949. S. 5.
• Oparin A.I. Das Leben, seine Natur, Entstehung und Entwicklung. M, 1960. S. 12.
• Rudenko A. P. Evolutionskatalyse und das Problem der Entstehung des Lebens // Wechselwirkung naturwissenschaftlicher Methoden in der Erkenntnis des Lebens. M., 1976 S. 220.

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Was ist Leben? Zahlreiche Definitionen des Lebens lassen sich auf zwei Konzepte reduzieren: 1. Nach dem ersten wird das Leben durch das Substrat, den Träger seiner Eigenschaften, bestimmt. 2. Gemäß dem zweiten wird Leben als eine Reihe spezifischer physikalischer und chemischer Prozesse definiert.

F. Engels Die klassische Definition von F. Engels: „Das Leben ist eine Existenzweise von Eiweißkörpern, deren wesentliches Moment der ständige Stoffaustausch mit der sie umgebenden äußeren Natur ist, und mit der Beendigung dieses Stoffwechsels auch das Leben stoppt, was zum Proteinabbau führt“ kann nur formal auf die erste Kategorie verwiesen werden, da Engels nicht die Proteine ​​selbst im Sinn hatte, sondern die Strukturen, die das Protein enthalten.

M. V. Volkenshtein Basierend auf den modernen Errungenschaften der Biowissenschaften definierte der russische Wissenschaftler M. V. Volkenshtein das Konzept des Lebens neu: „Lebende Körper, die auf der Erde existieren, sind offene, sich selbst regulierende und sich selbst reproduzierende Systeme, die aus Biopolymeren – Proteinen und Nukleinsäuren."

Fazit: Fazit: Der materielle Träger des Lebens ist also nach Engels das Eiweiß, die Art seiner Existenz die Selbsterneuerung und der Mechanismus der Selbsterneuerung der Stoffwechsel. Träger des Lebens sind laut Volkenstein Proteine ​​und Nukleinsäuren, die Essenz des Lebens als sich selbst reproduzierendes System ist verbunden mit der Fähigkeit, Materie und Energie ständig mit der Umwelt auszutauschen.

Ordnung und Komplexität lebender Systeme Das Leben ist anderen materiellen Daseinsformen hinsichtlich der Vielfalt und Komplexität der chemischen Bestandteile und der Dynamik der in Lebewesen ablaufenden Umwandlungen qualitativ überlegen. Lebende Systeme zeichnen sich durch ein viel höheres Maß an struktureller und funktionaler Ordnung in Raum und Zeit aus. Lebende Systeme tauschen Energie, Materie und Informationen mit der Umwelt aus und sind somit offene Systeme. Gleichzeitig gleichen sie im Gegensatz zu unbelebten Systemen keine Energieunterschiede aus und strukturieren Strukturen in Richtung wahrscheinlicherer Formen um, sondern arbeiten kontinuierlich „gegen das Gleichgewicht“.

Hypothesen über die Entstehung des Lebens Über die Entstehung des Lebens auf der Erde wurden zu verschiedenen Zeiten folgende Hypothesen aufgestellt: Die Hypothese der biochemischen Evolution Die Hypothese der Panspermie Die Hypothese des stationären Lebenszustandes Die Hypothese der spontanen Zeugung Die Hypothesen der spontane Erzeugung und der stationäre Zustand sind nur von historischem oder philosophischem Interesse, da die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung sie widerlegen. Die Panspermie-Hypothese löst die grundlegende Frage nach der Entstehung des Lebens nicht, sie schiebt sie nur in eine noch nebligere Vergangenheit des Universums zurück, obwohl sie als Hypothese über den Beginn des Lebens auf der Erde nicht ausgeschlossen werden kann. Daher ist die Hypothese der biochemischen Evolution die einzige allgemein anerkannte in der Wissenschaft zur Zeit.

Die Hypothese der spontanen Generation Diese Hypothese wurde im alten China, in Babylon und im alten Ägypten als Alternative zum Kreationismus, mit dem sie koexistierte, populär gemacht. Aristoteles (BC), der oft als Begründer der Biologie gefeiert wird, hielt an der Theorie der spontanen Erzeugung des Lebens fest. Nach dieser Hypothese enthalten bestimmte „Partikel“ einer Substanz eine Art „Wirkstoff“, der 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.

Francesco Redi 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 auftauchten, Fliegenlarven waren. 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.

Louis Pasteur 1860 beschäftigte sich der französische Chemiker Louis Pasteur mit dem Problem der Entstehung des Lebens. 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.

Die Steady-State-Hypothese des Lebens Gemäß der Steady-State-Hypothese 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 führen Quastenflosser (Coelacanth) als Beispiel für einen Vertreter von Lappenflossenfischen an. 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 erklären sie 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. Theorien der spontanen Erzeugung und des stationären Zustands sind nur von historischem oder philosophischem Interesse, da die Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung den Schlussfolgerungen dieser Theorien widersprechen.

Die Hypothese der Panspermie von G. Richter Arrhenius Nach dieser Hypothese, die 1865 vom deutschen Wissenschaftler G. Richter aufgestellt 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.

Hypothese der biochemischen Evolution Diese Hypothese basiert auf der chemischen Spezifität des Lebens und verbindet seinen Ursprung mit der Erdgeschichte. Gegenwärtig hat die Hypothese des Akademikers A. Oparin die größte Anerkennung gefunden. Sie geht von der Annahme der allmählichen Entstehung des Lebens auf der Erde aus anorganischen Substanzen durch eine lange chemische Evolution auf molekularer Ebene aus.

Hypothese von Oparin Haldane 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 sich in Lösungen makromolekularer Verbindungen spontan Zonen erhöhter Konzentration bilden können, die relativ von der äußeren Umgebung getrennt sind und mit ihr in Austausch bleiben können. Er nannte sie Koazervat-Tropfen oder einfach Koazervat. Der Prozess der Entstehung des Lebens lässt sich nach Oparin in mehrere Stufen einteilen: Abiogene Synthese einfachster organischer Verbindungen aus anorganischen. Biogene Synthese von Polymeren (Proteine, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren) aus einfachen organischen Verbindungen. Die Bildung von Koazervaten, als Trennung in einer Lösung von makromolekularen Substanzen in Form einer hochkonzentrierten Lösung. Wechselwirkung von Koazervaten mit der Umwelt, Ähnlichkeit mit Lebewesen: Wachstum, Ernährung, Atmung, Stoffwechsel, Fortpflanzung. Die Entstehung des genetischen Codes, der Membran, der Beginn der biologischen Evolution.

Die Bedingungen für den Beginn des Prozesses der Bildung von Proteinstrukturen wurden seit dem Auftreten des Primärozeans (Brühe) 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. Nach Oparins Hypothese 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. Von einer wässrigen Hülle umgebene Moleküle verbinden sich zu multimolekularen Koazervatkomplexen.

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 optischen Mikroskop 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 äußeren 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. Außerdem wurden Koazervat-Tropfen einer natürlichen Selektion unterzogen, die ihre Entwicklung sicherstellte.

Der Beweis, dass die erste und zweite Stufe ohne Beteiligung lebender Organismen durchgeführt werden können, waren die Experimente von S. Miller und S. Fox. 1953 führte S. Fox ein Experiment durch, bei dem er durch Erhitzen einer Mischung von Aminosäuren unter normalen atmosphärischen Bedingungen Polypeptidketten erhielt.

1955 schuf S. Miller eine Installation, mit deren Hilfe die Bedingungen, die auf der Urerde herrschten, im Miniaturformat nachgebildet wurden. Die Atmosphäre in diesem Modell war eine Mischung aus gasförmigem Methan, Wasser, Ammoniak, Wasserstoff und Kohlendioxid. Laut Wissenschaftlern war dies die primäre Atmosphäre. In die Kammer mit der Atmosphäre wurden Elektroden eingebaut, um elektrische Entladungen zu erzeugen, die Blitze imitierten – eine der möglichen Energiequellen für chemische Reaktionen auf unserer Urerde. Als Ergebnis des Experiments wurden die einfachsten Kohlenwasserstoffe und sogar Aminosäuren erhalten.

Bis heute können wir keine eindeutige Antwort auf die Entstehung des Lebens geben. Wir können an einem Konzept festhalten oder unsere eigene Hypothese aufbauen, aber das bedeutet nicht, dass Standpunkte, die nicht mit uns übereinstimmen, falsch sind und keine Existenzberechtigung haben. Jeder hat das Recht auf seinen eigenen Standpunkt, muss aber gleichzeitig die Meinung anderer respektieren.

Unterrichtsziele: Vorstellung der Haupthypothesen
der Ursprung des Lebens;
Entwickeln Sie die Fähigkeit, zusammenzufassen
Schlussfolgerungen, unabhängig arbeiten mit
Populärwissenschaftliche Literatur u
Lehrbuch;
Zeigen Sie, wie sich Einstellungen geändert haben
die Entstehung des Lebens als
Akkumulation von Wissen.

Friedrich Engels

„Das Leben ist ein Weg
die Existenz von Eiweiß
Körper, bedeutend
Moment davon
ist dauerhaft
Stoffwechsel mit
extern
Natur, mit
Beendigung dieser
Stoffwechsel
das Leben endet,
Das führt zu
Eiweißabbau“

Es gibt Theorien über die Entstehung des Lebens auf der Erde
ziemlich viel, sie können in Gruppen eingeteilt werden
1. Kreationismus
2. THEORIE
SELBST-ERZEUGUNG
3. THEORIE DER STATIONÄREN
ZUSTÄNDE
4. THEORIE DER PANSPERMIE
5. THEORIE DER BIOCHEMISCHEN EVOLUTION

Göttliche Schöpfung der Welt.

Kreationismus (Schöpfung) -
religiös und philosophisch
Konzept, in dem alles
Lebewesen und der Planet selbst
ganz von Gott geschaffen.
Die Hypothese des Kreationismus liegt außerhalb des wissenschaftlichen Bereichs
Forschung,
So
wie
Sie ist
unwiderlegbar:
nicht wissenschaftlich bewiesen werden kann, wie zum Beispiel, dass Gott es nicht ist
das Leben erschaffen hat, und dass Gott es erschaffen hat.

Spontane Erzeugung des Lebens

Seit Jahrtausenden
die Leute glaubten an spontan
den Ursprung des Lebens, wenn man es bedenkt
die übliche Erscheinungsweise
Lebewesen von Nicht-Lebenden
Angelegenheit.
384-322 BC.
Zum Beispiel schrieb Aristoteles Läuse zu
Herkunft aus Fleisch, Regenwürmer aus Schlick
Teiche.

Van Helmont (1577-1644)

beschrieb, wie er in drei Wochen schuf
Mäuse.
Dazu benötigen Sie lediglich:
dreckiges Hemd, dunkler Schrank u
eine Handvoll Weizen, und zu verarbeiten
begann - menschlicher Schweiß.

Die Theorie der spontanen Erzeugung des Lebens wurde von einem deutschen Mathematiker verteidigt
und Philosoph G. Leibniz (1646-1716), französischer Naturforscher
J. Buffon (1707-1788

Francesco Redi
1626-1698 Italienisch
Naturforscher und Arzt.
Er experimentierte mit Gefäßen
in die er das Fleisch legte, Teil
offen gelassene Gefäße, andere
mit Tuch bedeckt. in offenen Gefäßen
Fliegen legten Eier und da
Fliegenlarven erschienen in geschlossenem Zustand
es waren keine Larven in den Gefäßen.

So war
endgültig bewiesen
Unmöglichkeit
spontane Erzeugung des Lebens
Organismen
L. Pasteur-Experiment
mit gebogenen Kolben
Hälse

Nach der Hypothese
stationär
Zustände
Die Erde ist nicht entstanden
aber existiert schon ewig.

Steady-State-Hypothese

Die Erde wird niemals
entstand, und
existierte für immer; Sie ist
war schon immer fähig
Leben unterstützen und
wenn geändert, dann
sehr wenig; Arten auch
hat es schon immer gegeben. Dies
Hypothese wird manchmal genannt
Eternismus-Hypothese (von
lat. ewig – ewig).
Von Deutschen nominiert
Wissenschaftler V. Preyer in
1880

Theorie der Panspermie
Theorie der Panspermie
Es hat
Es wird angenommen, dass das Leben auf der Erde von außen gebracht wurde
mit Meteoriten, Kometen oder sogar UFOs
Der schwedische Wissenschaftler S. Arrhenius
- Autor der Panspermie-Hypothese
über die Übertragung der Lebenskeime
von einem Planeten zum anderen
Meteoriten oder darunter
leichter Druck.
Nobelpreis 1903

Belege für die Hypothese
Panspermie:
Das Erscheinen von UFOs auf der Erde
Felsmalereien darstellen
Objekte, die wie Raketen aussehen und
Astronauten
Begegnungen mit Außerirdischen
Funde von Meteoriten enthalten
organische Verbindungen

Auf einem gefundenen Meteoriten in
Objekte in der Antarktis gefunden
das lässt sich identifizieren
wie Lebensspuren
Mikroorganismen aus dem Weltall

Befürworter der Hypothese
Panspermie behauptet,
dass das Leben nicht entstanden ist
Erde und anderswo
Universum ohne zu antworten
Frage "wie"?

Gemäß der Hypothese der biochemischen Evolution entstand das Leben auf der Erde als Ergebnis physikalischer und chemischer Prozesse

bestimmte Entwicklungsstufe
Erde.

Theorie der biochemischen Evolution
hat die meisten Unterstützer
unter modernen Wissenschaftlern

Alexander Iwanowitsch Oparin

1924 A. I. Oparin
Werk „Ursprung
Leben“ vorgetragen
koazervieren Hypothese,
wonach die Initiale
Stufen der chemischen Evolution
verbunden waren
die Eiweißbildung
Strukturen.

In der Zukunft die PRIMÄRE Atmosphäre der Erde
neu geformt aus schwerer
Vulkanische Gase
Es bestand aus
Wasserdampf H2O
Kohlendioxid CO2
Ammoniak NH3
Methan CH4

Wenn die Temperatur der Erde unter 100°C fällt, entsteht Wasserdampf
begann zu kondensieren und bildete die Ozeane.
Zu diesem Zeitpunkt werden aus den primären Verbindungen gebildet
komplexe organische Materie. Energie für Fusionsreaktionen
lieferte Blitze und intensives Ultraviolett
Strahlung. Die Anhäufung von Substanzen wurde durch die Abwesenheit erleichtert
Sauerstoff und lebende Organismen - Verbraucher organischer Stoffe

1924 entdeckte der russische Wissenschaftler A.I. Oparin schlug vor
Erstes Konzept der chemischen Evolution
1953 stellten die amerikanischen Wissenschaftler G. Urey und S. Miller in
Bedingungen in der Nähe der Atmosphäre eines jungen
Erde, synthetisierte Aminosäuren, Nukleinsäure
Säuren und Einfachzucker. Im Labor
Bedingungen, denen sie elektrischen ausgesetzt waren
stößt ein Gemisch aus Kohlendioxid, Ammoniak, Methan,
Wasserstoff und Wasser. Während des Experiments gab es
gewonnenes biologisch wichtiges organisches
Verbindungen

Chemisch
Evolution ist ein Prozess
Formation
zuerst organisch
Verbindungen auf der Erde

in der Erdatmosphäre und
Gewässer
primärer Ozean
aus anorganisch
Substanzen
gebildet
einfach organisch
Substanzen:
Aminosäuren, einfach
Kohlenhydrate, Alkohole,
Stickstoffbasen,
Fettsäure

Stanley Müller

Das Ergebnis ist eine Synthese
Aminosäuren, Harnstoff,
Milchsäure
elektrische Entladungen
(60000 V)
Druck (nPa)
Temperatur (+80˚С)

Das Stadium der chemischen Evolution ist die Synthese von Polypeptidproteinen, die in den Gewässern des Primärozeans entstanden sein könnten.

Aminosäuren
Polypeptidproteine

Koazervate - Embryonen
primitives Leben

Eigenschaften von Koazervaten

selektiv absorbieren
Umweltstoffe
Wachsen Sie an Größe
Nicht zur Selbstreproduktion fähig
Tropfen koazervieren

die Entstehung einer Membran, Nukleinsäuremoleküle, die zur Selbstreplikation fähig sind

Probionten

John Haldane (1892-1964)

englischer Biochemiker,
Genetiker und Physiologe.
Der Autor der Hypothese
"Primärbouillon"
ein von
Gründer
Populationsgenetik

"Primäre Brühe"

Hypothesen der Abiogenese: Hypothese der biochemischen Evolution
Evolution auf der Ebene von RNA-Molekülen in
Koazervat findet seit Millionen von Jahren statt. Also entstand
die antike Welt der RNA. Mutationen und Rekombinationen
in RNA-Populationen entstehen immer mehr
die Vielfalt dieser Welt.
Gleichzeitig werden die Verbindungen zwischen
RNA- und Polypeptidsynthese,
ihnen zuverlässiger zu machen
Existenz.
Der nächste Schritt ist die DNA
doppelsträngige Struktur bietet
Stabilität und genaue Replikation
(Verdoppelung).

Neue Entdeckungen von RNA-Funktionen

Die Entdeckung neuer Funktionen der RNA bzw. der sogenannten kleinen RNA,
wurde zu einem bedeutenden wissenschaftlichen Ereignis. 2003 neu
Bestätigung, dass RNA-Moleküle nicht nur Vermittler zwischen DNA sind
und Proteine ​​im Prozess der Proteinsynthese. Es werden immer mehr
Argumente dafür, dass RNAs regulieren können ("turn on/
ausschalten“) bestimmte Gene und spielen dabei eine entscheidende Rolle
der Prozess der Differenzierung des Organismus sowie seine Strömung
lebenswichtige Tätigkeit.

Fazit

Viele der Theorien, die heute geäußert wurden
Verwenden Sie fast die gleichen Daten, aber
auf unterschiedliche Aspekte konzentrieren. Wissenschaftlich
Theorien können super-fantastisch sein, mit
einerseits skeptisch andererseits.
Auch theologische Überlegungen finden sich
Platz in diesem Rahmen, je nachdem
religiöse Ansichten ihrer Autoren. Jeder von
Hypothesen haben ihre eigenen Stärken und Schwächen.
aber keiner von ihnen gibt eine genaue Antwort auf die Frage nach
der Ursprung des Lebens.

Hypothesen über die Entstehung des Lebens :

• Kreationismus
• spontane Generation
• Gleichgewichtszustand
• Panspermie
• Biochemisch

göttlich Welt Schöpfung.

• Kreationismus (Schöpfung) –

religiös und philosophisch

Konzept, in dem alles

Lebewesen und der Planet selbst

im Allgemeinen von einer Gottheit geschaffen.

Die Hypothese des Kreationismus liegt außerhalb des Bereichs der wissenschaftlichen Forschung, da sie unwiderlegbar ist: Es ist unmöglich, wissenschaftlich zu beweisen, dass Gott das Leben nicht erschaffen hat und dass Gott es erschaffen hat.

Spontane Erzeugung des Lebens

• Seit Jahrtausenden

die Leute glaubten an spontan

den Ursprung des Lebens, wenn man es bedenkt

die übliche Erscheinungsweise

Lebewesen von Nicht-Lebenden

384-322 BC.

Zum Beispiel schrieb Aristoteles den Ursprung von Läusen aus Fleisch, Regenwürmern - aus dem Schlamm von Teichen.

Experimente Francesco Redi

• 1688 ein italienischer Biologe und

Arzt F. Redi widerlegt

die Möglichkeit der Entstehung von Fliegen aus

Redi bedeckte das Fleisch mit Musselin,

Einschränkung des Luftstroms,

und zeigte, dass gleichzeitig das Fleisch nicht

Fliegenlarven erscheinen. Francesco Redi

Die Louis-Pasteur-Erfahrung

• Infolgedessen 1860

Reihe von Experimenten

Französischer Chemiker

Endlich Louis Pasteur

widerlegte die Theorie

spontane Generation

Das Prinzip „Alles ist nur

von den Lebenden" hat sich bewährt!

• Nach dieser Hypothese ist die Erde nie entstanden, sondern hat ewig existiert; es war immer in der Lage, das Leben zu erhalten. Die Hypothese widerspricht grundlegend den Daten der modernen Astronomie, die die endliche Existenzzeit aller Sterne und Planetensysteme angeben. Das Alter der Erde wird auf 4,6 Milliarden Jahre geschätzt.

Hypothese Panspermie

• Nach dieser Hypothese Leben

auf der Erde erschien als Ergebnis

Übertragung von anderen Planeten von bestimmten

Keime des Lebens (G. Richter in

Höchstwahrscheinlich zu treffen

zum Planeten der lebenden Organismen

außerirdischen Ursprungs

Meteoriten und Weltraum

Staub. (keine harten Fakten)

Hypothese der biochemischen Evolution

• 1924 der russische Akademiker

KI Oparin ist einer der ersten

löste das Problem von

Leben auf der Erde. Er behauptete

das mit starker Elektrik

Entladungen und hartes Ultraviolett

Strahlung in der primären terrestrischen

Atmosphäre könnte aus

Anorganische Verbindungen

entstehen die einfachsten organischen

Substanzen, die dafür benötigt werden

die Entstehung des Lebens.

Das Stanley-Miller-Erlebnis

• Oparins Vorhersage im Jahr 1953

von einem amerikanischen Wissenschaftler bestätigt

S. Miller, der überspringt

elektrische Entladungen durch

Gemisch aus Methan, Ammoniak, Wasserstoff

und Wasserdampf unter hohem Druck

nium und hohe Temperatur,

im Labor erhalten

die einfachsten Fettsäuren

Harnstoff, Essigsäure und Ameisensäure

Säuren und mehrere Aminosäuren.

Stadien der Entstehung des Lebens auf der Erde:

Erste Stufe

Dritter Abschnitt

Zweite Phase

Bildung von organischen Stoffen aus anorganischen.

Bildung aus einfachen organischen Verbindungen in den Gewässern des Primärozeans - Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren. Bildung von Koazervaten, die als offene Systeme wirken.

Entstehung der Matrixsynthese in Koazervaten, Entstehung der Selbstreproduktion auf Basis der Matrixsynthese, zuerst Selbstreproduktion von RNA, dann DNA.

Die Atmosphäre und der Ozean sind mit Aldehyden, Alkoholen und Aminosäuren gesättigt.

Stanley Miller und Sidney Fox entwarfen einen Apparat, der die Gase der Primäratmosphäre enthielt. Durch diese Mischung leiteten sie elektrische Entladungen.

So wurden Aminosäuren abiogen gewonnen, andere Wissenschaftler erhielten einen Satz aller Monomere, die für die Synthese von Biopolymeren benötigt werden. Es war die erste Phase der Entstehung des Lebens auf der Erde.

Dann, auf der zweiten Stufe, aus einfachen organischen Verbindungen im Wasser des Primärozeans wurden Biopolymere gebildet - Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren, die sich spontan zu Tropfenkoazervaten vereinigten.

Die Evolution verlief auf der Ebene der RNA-Moleküle in Koazervaten Millionen von Jahren. So entstand die antike Welt der RNA. Mutationen und Rekombinationen in RNA-Populationen haben eine ständig wachsende Vielfalt dieser Welt geschaffen.

Parallel dazu entwickeln sich die Verbindungen zwischen RNA und der Synthese von Polypeptiden weiter, wodurch ihre zuverlässigere Existenz sichergestellt wird.

Im nächsten Schritt entsteht DNA, deren doppelsträngige Struktur für Stabilität und genaue Replikation (Doubling) sorgt.

• Gegenwärtig sind die Theorien der spontanen Erzeugung und des stationären Zustands nur von historischem und philosophischem Interesse, da die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung den Schlussfolgerungen dieser Theorien widersprechen.
• Die Theorie der Panspermie löst die grundlegende Frage nach der Entstehung des Lebens nicht, obwohl sie als Hypothese über die Quellen der Entstehung des Lebens auf unserem Planeten nicht ausgeschlossen werden kann.
• Die Theorie der biochemischen Evolution ist Gegenstand wissenschaftlicher Forschung.

• 1. Welche Hypothesen zur Entstehung des Lebens kennen Sie?
• 2. Stadien der Entstehung des Lebens auf der Erde nach der Theorie von A. I. Oparin?
• 3. Welche Experimente können die Möglichkeit der abiogenen Synthese organischer Verbindungen beweisen?
• 4. Was ist die Essenz der Panspermie-Hypothese?
• 5. Was ist die Essenz der Hypothese der spontanen Zeugung?
• 6. Was ist die Essenz der kreationistischen Hypothese?

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