ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Хімічний етап еволюції біосфери
         

     

    Біологія і хімія

    Хімічний етап еволюції біосфери

    Чибисова Н.В., Долганов Є.К.

    Всі процеси, що відбуваються на нашій планеті, як природні, так і антропогенні - по суті своїй представляють рух хімічних елементів, перетворення, перетворення їх з'єднань.

    Виникнення життя з неживого (косної) речовини було хімічним процесом, який здійснюється в строго визначеної послідовності та закономірності. Погляди Е. Геккеля (1834-1919) стали основою витоків хімічної гіпотези еволюції, згідно з якими спочатку з'явилися підключення вуглеводу під дією суто хімічних і фізичних причин. Ці речовини представляли собою не розчини, а суспензії маленьких «Грудочок», здатних до зростання та накопичення речовини. Зростання відбувався до певної межі, за яким слід було поділ. У результаті диференціювання «грудочок» в них виникало ядро. З'явилася ядерна клітина -- вихідна форма для живих істот на землі.

    Концепція А.І. Опаріна і його послідовників заснована на уявленнях про відновлювальної (метан, аміак), окисної (фотохімічні розщеплення Н2О і СО2) та нейтральною (СО2 і N2) складових первинної стародавньої атмосфери Землі.

    У водному середовищі, наповненою «перворідства» хімічними речовинами - амонійного і фосфорними солями, - в достатку світла і тепла здійснювався абіогенним синтез всіляких нескладних органічних сполук. Як наслідок складних фізико-хімічних процесів виникла первинна жива система - колоїдна слиз, що проявляє функції асиміляції і росту.

    Колоїдна слиз, або стійкі напіврідкі згущення, - Коацервати (від лат. Коацерватус) могли руйнуватися, створюватися знову, а при досягненні певного розміру розпадатися на дочірні освіти, тобто ділитися. Окремі «краплі» могли утворювати групи (колонії). У підсумку стався якісний стрибок: збереглися лише ті «краплі», які містили в собі материнські ознаки і отримали здатність до відтворення. Ці «краплі» змогли вибірково поглинати речовини з навколишнього розчину і позбуватися непотрібних сполук. Це стало початком обміну речовин і в подальшому призвело до функціональної спеціалізації окремих частин коацерватів. Вважається, що з виникненням самовідтворення коацерватная крапля перетворилася на найпростіше живе утворення, тобто в одноклітинний організм.

    Новітня концепція К. Воуз (див. табл. 2.1) при моделюванні вихідної самовідтворюваної системи наділяє її властивостями, відображають всі останні досягнення молекулярної біології і біохімії.

    Таблиця

    Хімічні гіпотези виникнення життя

    Цікава космічна (хімічна) гіпотеза Г. В. Войткевич, відповідно до якої утворення органічної речовини відбувається в космічному просторі, що заноситься на землю космічної пилом. Частинки космічного пилу складаються з ядра силікатного складу, оточеного оболонкою з органічних речовин. Спочатку навколо ядра формується ядерна оболонка. Під дією ультрафіолетового випромінювання розчинені у воді аміак метан і перетворюються на реакційноздатні радикали, які, взаємодіючи один з одним в різних комбінаціях, утворюють численні органічні з'єднання. При руйнуванні цих пилинок хімічні сполуки утворюють молекулярні хмари, розсіяні в космічному просторі. Численні органічні речовини знайдені в метеоритах (вуглеводні, вуглеводи, азотні підстави, амінокислоти і навіть хлорофіл і т.д.). Не виключено, що в космічних просторах могли утворитися нуклеотиди, і навіть молекули ДНК. Проте хімічна еволюція на більшості планет Сонячної системи як би заморожена, і лише на Землі виявилися умови для її реалізації. На первинної Землі був весь набір органічних сполук, синтезованих у космосі.

    Розігрів планети був, імовірно, не настільки інтенсивним, щоб зруйнувалася вся органіка космічного походження. Її загальна маса, за підрахунками даного автора, була на два порядки вище, ніж загальна кількість сполук вуглецю в наш час. У цих умовах і з'явилося живе речовина, що «концентрувалося» навколо виникли абіогенне молекул ДНК. Біохімічна еволюція надалі привела до появи та відокремлення окремих організмів.

    Новітні дані по хімічному складу планет, Сонця, різних зірок, речовини міжзоряного простору дані в таблицях 2.2 і 2.3.

    Таблиця 2.

    Хімічний склад міжзоряного простору (Raymand, Talbot, 1980)        

    Елементи щодо водню             

    Н 1,0         

    З 3,7 х10-4         

    Si 3,5 х10-5             

    Не 0,1         

    N 1,2 х10-4         

    S 1,6 х10-5                      

    Про 6,8 х10-4         

    Fe 2,5 х10-5                               

    Mg 3,6 х10-5     

    У елементному складі космічного речовини переважають біофільние елементи: Н, О, С, N; в помітних кількостях міститися Si, S, Fe, Mg, Al, P, Ca, К. Можливо, саме ці біофільние елементи і з'єднання сприяли виникненню живої речовини на Землі. Особливо важливо відкриття постійної присутності в міжзоряному просторі різних молекул типу формальдегіду, ацетальдегіду та інші, які могли послужити основою для синтезу органічних полімерів, нуклеїнових кислот, полісахаридів і дати початок життя (Ковда, 1985).

    Таблиця 3

    Виявлені міжзоряні молекули (Raymand, Talbot, 1980)        

    Н2         

    Н2О         

    NH3         

    HC3N         

    CH3OH         

    CH3C2H         

    НСООСН3         

    (СН3) 2О             

    ОН         

    Н2S         

    H2CO         

    HCOON         

    CH3CN         

    CH3CHO                  

    СН3СН2ОН             

    SiO         

    SO2         

    HNCO         

    CH2NH         

    NH2CHO         

    NH2CH3                  

    СН3СН2СN             

    SiS         

    HCN         

    H2CS         

    H2CCO                  

    CH2CHCN                  

    НС7N             

    NS         

    HNC         

    C3N         

    NH2CN                  

    HC5N                               

    CH +         

    OCS                                                                   

    CH         

    HCO +                                                                   

    CN         

    HCO                                                                   

    CO         

    CCH                                                                   

    CS         

    N2H +                                                           

    Основоположник сучасного вчення про біосферу, видатний російський геохімік В.І. Вернадський, припускав, що виникнення життя і біосфери на Землі є неминучим наслідком еволюції космосу, і в особливості присутності найпростіших органічних речовин у Всесвіті (Вернадський, 1967). Невідомо, чи є ці молекули продуктами абіотичного синтезу або залишками загиблих біосфер інших планет, але присутність органічних сполук у Всесвіті, на думку В.І. Вернадського, є стійкою і обов'язковою особливістю космосу.

    В історії Землі маловідомий стерильний період (2 -- 2,5 млрд. років) супроводжувався неодноразовим радіоактивним розігрівом і самоплавленіем планетної маси і оформленням сучасних структур Землі: ядра, представленого важкими металами, кам'яної силікатної оболонки - мантії, водної та газової оболонок. Базальт і перекривають їх граніти різних генерацій є ніби фундаментом земної кори, закритою товщами наступних осадових порід. Радіоактивний розігрів мантії, тектонічні розриви, вулканізм неодноразово вели до змін базальтових лав, переплавленого осадових порід, виходу на поверхню парів і мас води, газів, розчинів. У складі газів довгий час переважав аміак, вуглекислота, сірководень, метан. Великі планетарні простору виявилися зайнятими водами первинного океану. Остигання лав, рух водних і газових мас, фізико-хімічне вивітрювання і розчинення магматичних порід під впливом вуглекислоти, формування осадових порід, що складаються з вапняків, кварцитів, крем'яних відкладень, сланців, було початковим абіотичних періодом еволюції. У цікавому огляді розвитку життя (Корже, 1974) згадуються знахідки залишків бактерій, що жили 2,7 - 3,1 млрд. років тому. Але розвиток і рясні форми життя і маси живої речовини склалися значно пізніше: 1,0 - 1,5 млрд. років тому, в основному у Світовому океані.

    Поява розвиненою життя було початком формування біосфери.

    Узагальнюючи вищевикладене, можна зазначити, що перший етап виникнення життя розглядається сучасною наукою як етап хімічної еволюції. В умовах високих температур, підвищеної вулканічної діяльності, сонячного випромінювання з метану, аміаку та водню утворилися прості органічні сполуки. У первинному океанічному «бульйоні» в результаті взаємодії ціановодорода і альдегідів в присутності аміаку були синтезовані амінокислоти, одночасно відбувалося утворення простих цукрів (араб, дезоксирибози). У водному середовищі утворилися основні компоненти нуклеїнових кислот, приблизно дві з основних чотирьох нуклеїнових кислот: аденін і гуанін. Емпіричну формулу молекули аденіну С5Н5N5 можна представити у вигляді п'яти об'єднаних молекул ціановодорода НСN.

    Рибоза і дезоксирибоза в поєднанні з основами нуклеїнових кислот (аденін, гуанін, цитозин, тимін) утворили нуклеозиди, які, в свою чергу, в поєднанні з фосфатами - нуклеотиди - найпростіші складові нуклеїнових кислот.

    Наступний етап - полімеризація «малих» молекул у більш великі, тобто освіта власне нуклеїнових амінокислот і білків, що супроводжується виділенням води - дегідратацією.

    Всі ці процеси, проте, передують біологічної еволюції, яка почалася з утворення клітин і одноклітинних організмів.

    Список літератури

    Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.xumuk.ru/

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !