Слайд 1Космическая теория происхождения жизни на земле
Космическая теория происхождения жизни на земле
Слайд 2Одна из самых волнующих воображение проблем современной науки - проблема возникновении
жизни на Земле. Известно, что примерно 3,5 миллиарда лет назад появились простейшие микроструктуры, которые, постепенно эволюционируя, переродились в более сложные живые организмы. На определенном этапе эволюции появились приматы и венец природы - homo sapiens. He будь первых одноклеточных, не появился бы и человек. Тем более важно понять, что же привело к возникновению первых живых организмов на Земле.
Слайд 3Одна из версий появления жизни - космическая. Космическое пространство при температуре,
близкой к абсолютному нулю, - 273 градуса по Цельсию, заполняют облака газа и пыли. В межзвездном веществе наряду с водородом и гелием присутствуют такие элементы, как углерод, кислород, азот. Именно из этих элементов формируются органические соединения. Получены данные о наличии в космической среде органических молекул и их фрагментов. В метеоритах, упавших на Землю в разные эпохи, также присутствуют следы органических соединений. Возможно, именно ядра комет и других космических тел, бомбардирующих Землю, принесли на планету семена жизни.
Слайд 4Космическая гипотеза происхождения жизни получила неожиданное подтверждение при изучении биологами вечной
мерзлоты. Они доказали, что во льду и замерзшем грунте микроорганизмы могут сохранять жизнеспособность длительное время. Мерзлота существует на Земле миллионы лет, но воздействие низких температур не уничтожило живые клетки, так как они способны перестроить обменные процессы, чтобы свести их к минимуму и существовать в состоянии анабиоза длительное время. При возникновении в окружающей среде соответствующих условий живые клетки возвращаются в активное состояние. Анабиоз - это некое подобие существования жизни в законсервированном виде. Именно в такой форме и находятся микроорганизмы в вечной мерзлоте, занимающей около 40 процентов земной суши.
Слайд 5В 80-хгодах XX века ученые Института фундаментальных биологических проблем РАН совместно
с факультетом почвоведения МГУ начали изучение вечной мерзлоты в бассейне реки Колыма, где среднегодовая температура колеблется в пределах от - 7 до - 1ZC. В мерзлых фунтах, возраст которых насчитывает три миллиона лет, было обнаружено огромное количество бактерий и других жизнеспособных организмов.
Слайд 6Исследователи определили, что в одном грамме по роды содержатся сотни миллионов
живых клеток. Микробиологическое исследование показало, что клеточная структура организмов не нарушена. На Колыме вечная мерзлота, возраст которой исчисляется тремя миллионами лет, распространяется очень глубоко. Исследования мерзлоты проводились также на полуострове Ямал, на Аляске, в Канаде и Антарктиде, где мерзлые породы еще старше.
Слайд 7Для того чтобы клетки оставались живыми, необходима вода. В вечной мерзлоте
она всегда присутствует в виде пленок вокруг частиц. В образцах, отобранных учеными, содержится от 2 до 7 процентов воды. Живые организмы, найденные в мерзлоте, помещались в питательную среду. Некоторые из них при этом выходили из состояния анабиоза и начинали рост и размножение. Однако большинство оставалось в спящем состоянии, но это говорит лишь о том, что для активизации необходимы особые условия.
Слайд 8Помимо бактерий в образцах мерзлоты из разных районов земного шара найдены
более сложные организмы: водоросли, грибы и дрожжи, содержание их достигает одного миллиона клеток на грамм. Живые клетки в мерзлоте окружены капсулами, состоящими из органических и минеральных соединений. В капсулах долго сохраняется вода, необходимая для поддержания жизни. Исследования полученного материала показали, что бактерии размножаются и при очень низких температурах - до -25С. Не теряя жизнеспособности, они могут длительное время переносить температуру до -240 градусов, сравнимую с температурой в космосе. Это является лишним подтверждением гипотезы о внеземном происхождении жизни.
Слайд 9Есть следы жизни и на планетах Солнечной системы. Полагают, что условия
на Марсе в прошлом были схожи с земными. Планета и по расстоянию от Солнца, и по размеру сравнима с Землей, в древности температура на ней была выше, и ее окружала гораздо более плотная атмосфера. Сейчас на Красной планете нет воды в жидкой фазе, но она присутствует в виде льда в полярных шапках. Есть основания считать, что раньше жидкая вода существовала на планете в большом количестве, об этом свидетельствует, в частности, рельеф марсианской поверхности. Возможно, лед и сейчас существует на планете в более низких широтах, а не только на полюсах. Просто он покрыт слоем грунта и потому невидим.
Слайд 10В 1984 году произошло знаменательное событие - на поверхности ледника в
Антарктиде был найден метеорит весом два килограмма. Американские ученые установили, что он имеет марсианское происхождение. По расчетам, 16 миллиардов лет назад астероид ударил о поверхность Красной планеты, и от нее отделился кусок, который долго странствовал в просторах Солнечной системы, пока около 13 тысяч лет назад не упал в Антарктиде.
Слайд 11Метеорит произвел в научном мире сенсацию, в нем были найдены структуры,
похожие на следы бактерий. Возникла гипотеза о том, что и сейчас на Марсе существует жизнь в состоянии анабиоза в толще вечной мерзлоты. Мерзлота на Марсе гораздо старше земной, ее возраст измеряется миллиардами лет. Если жизнь на Марсе возникла в тот же период, что и на Земле, то есть 3,5 миллиарда лет назад, она могла сохраниться в мерзлоте, несмотря на катастрофические изменения на планете, вызвавшие исчезновение значительной части атмосферы.
Слайд 12В свете этого предположения очень важными становятся исследования живых клеток, найденных
в земной мерзлоте, позволяющие отработать методы поиска следов жизни на Марсе. Биологи обнаружили ультра микробактерии и нанобактерии, подобные найденным в марсианском метеорите. При помещении этих организмов в питательную среду они начинали размножаться.
Слайд 13Эксперименты показали, что они сохраняют жизнеспособность при очень неблагоприятных условиях, в
частности, выдерживают температуру вплоть до 600°С, давление, в 20 000 раз превышающее атмосферное на Земле, и жесткое электромагнитное облучение. Их не убивают высокий уровень радиации и наличие тяжелых металлов. Эта поразительная стойкость свидетельствует о том, что живые клетки способны перенести, если так можно выразиться, «длительный межзвездный перелет».
Слайд 14Теория панспермии
Теория панспермии — это возможности переноса органических соединений, спор
микроорганизмов с одного космического тела на другое. Но она совершенно не дает ответа на вопрос, как зародилась жизнь во Вселенной? Возникает необходимость обоснования возникновения жизни в той точке Вселенной, возраст которой, согласно теории Большого взрыва, ограничен 12-14 миллиардами лет. До этого времени не было даже элементарных частиц. А если нет ядер и электронов, нет и химических веществ. Потом в течение нескольких минут возникли протоны, нейтроны, электроны, и материя вступила на путь эволюции.
Слайд 15
Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов,
похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.
Слайд 16
Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф.Крик, Л.Оргел. Ф.Крик основывался
на двух косвенных доказательствах: универсальности генетического кода: необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.
Слайд 17Зарождение жизни на Земле невозможно без метеоритов и комет
Слайд 18Исследователь из Техасского технологического университета, после анализа огромного объема собранной информации,
выдвинул теорию о том, как же на Земле смогла образоваться жизнь. Ученый уверен, что появление ранних форм простейшей жизни на нашей планете было бы невозможно без участия упавших на нее комет и метеоритов. О своей работе исследователь поделился на 125-й ежегодной встрече геологического общества Америки, проходившей 31 октября в городе Денвер, Колорадо.
Слайд 19
Автор работы, профессор геонауки в Техасском технологическом университете (ТТУ) и куратор
музея палеонтологии при университете, Санкар Чаттерджи рассказал, что к такому выводу он пришел после анализа информации о ранней геологической истории нашей планеты и сопоставления этих данных с различными теориями химической эволюции.
Слайд 20
Эксперт считает, что такой подход позволяет объяснить один из самых скрытых
и не до конца изученных периодов в истории нашей планеты. По мнению многих геологов, основная масса космических «бомбардировок», в которых участвовали кометы и метеориты, приходилась на время около 4 миллиардов лет тому назад. Чаттерджи считает, что самая ранняя жизнь на Земле образовалась в кратерах, оставленных при падении метеоритов и комет.
Слайд 21И вероятнее всего это произошло в период «Поздней тяжелой бомбардировки» (3,8-4,1
миллиарда лет назад), когда столкновение мелких космических объектов с нашей планетой резко возросло. На то время приходилось сразу несколько тысяч случаев падения комет. Что интересно, эту теорию косвенно поддерживает Модель Ниццы. Согласно оной реальное число комет и метеоритов, которые должны были упасть на Землю в то время, соответствует реальному числу кратеров на Луне, явившейся в свою очередь своего рода щитом для нашей планеты и не позволившей бесконечной бомбардировке ее уничтожить.
Слайд 22Некоторые ученые предполагают, что результатом этой бомбардировки является заселение жизнью океанов
Земли. При этом несколько исследований на эту тему указывают на то, что наша планета имеет больше запасов воды, чем должна была. А излишек этот списывают на кометы, которые прилетели к нам с Облака Оорта, находящегося предположительно в одном световом годе от нас.
Слайд 23Чаттерджи указывает, что образовавшиеся в результате этих столкновений кратеры заполнились растаявшей
водой из самих комет, а также необходимыми химическими строительными блоками, необходимыми для образования простейших организмов. При этом ученый считает, что те места, где даже после такой бомбардировки не появилась жизнь, просто оказались непригодны для этого.
Слайд 24«Когда около 4,5 миллиарда лет назад образовалась Земля, она была полностью
непригодна для появления на ней живых организмов. Это был настоящий кипящий котел из вулканов, ядовитого горячего газа и постоянно падающих на нее метеоритов»
Слайд 25«А спустя один миллиард лет она стала тихой и спокойно планетой,
богатой огромными запасами воды, населенной различными представителями микробной жизни — предками всех живых существ».
Слайд 26Заключение
Итак, изучение живых клеток из слоев вечной мерзлоты и следов микроорганизмов
в метеоритах доказывает возможность внеземного происхождения жизни. Условия на Земле 3,5 миллиарда лет назад были именно такими, какие необходимы, чтобы разбудить находящиеся в анабиозе клетки, прилетевшие из космоса. Они активизировались и стали размножаться, явившись начальным звеном в длинной цепи эволюционных изменений.
Слайд 27
В заключение стоит добавить, что неопровержимых доказательств гипотезы о космическом вторжении
жизни на нашу планету пока не получено. Многие ученые считают гораздо более достоверным предположение о возникновении на Земле в далеком прошлом уникальных условий, позволивших появиться сначала органическим соединениям, а затем и живой клетке.
Слайд 28Сторонники эволюции снова остались без предположений о том, как могла появиться
первая бактерия. Каждый последующий эксперимент подтверждал, что живая клетка имеет настолько сложное строение, что ее случайное появление возможно только в фантастической литературе.
Слайд 29Несмотря на научное опровержение, теория Опарина часто встречается в современных книгах
по биологии и химии, потому как такой опыт имел историческую ценность в научной среде.