Реферат: Проблема возникновения жизни на земле

Южного учебного Округа

Московского комитета образования

Экзаменационная работа по биологии

Тема: «Проблема возникновения жизнина земле».

    ученика 11 Б класса

                                                 среднейшколы №943

Тервисиди Леонида

 Учитель: Аношина Е.В.

Москва 1997 — 98 учебный год.

 План реферата.

Введение.

Глава 1.    Первые шаги.

1.1.  Философские мысли о возникновении жизни.

1.2.  Религиозные взглядына жизнь.

1.3.  Научный взгляд на жизнь.

1.4.  Жизнь из космоса.

Глава 2.  Возникновениежизни.

2.1.  Предпосылкивозникновения жизни на земле.

2.2.  Зарождение иразвитие эволюционной идеи.

2.3.  Эволюцияодноклеточных организмов.

2.4.  Возникновение иразвитие многоклеточной

       организации.           

2.5.  Эволюциярастительного мира.

2.6.  Эволюция животногомира.

2.7.  Эволюция биосферы.

Заключение.

                                                         Введение.    

        В нашей современной суете мы слишком занятысвоими повседневными делами, но стоит вырваться куда-нибудь в лес, в горы, креке, оглядеться и сразу в голове возникает множество вопросов: как это всепоявилось, какое место в природе занимает человек.       

       С незапамятных времен происхожде­ние жизни былозагадкой для человече­ства. С мо­мента своего появления благо­даря трудучеловек начинает выделяться среди осталь­ных жи­вых су­ществ. Но спо­собностьзадать себе вопрос «откуда мы?» человек получает сравни­тельно не­давно-7-8тыс. лет назад, в начале но­вого каменного века (неолита). Весьма при­мечательно,что именно в начале нео­лита люди выходят из пещер и начинают строить по­стоянныежи­лища на откры­тых местах. Перед взором человека рас­крывается мир, которыйдо того был ему известен лишь частично по охотничьим вылазкам. Кар­тинаокружающего мира непре­рывно обогащается, так как челове­ческий разум откры­ваетвсе новые гори­зонты. Этому способствует зарождение земледелия и ремесел. Доэтого времени человек с трудом отделял себя от других животных (человек был иохот­ником, и своеобразной дичью), но по­степенно он стал отграничивать себя отприроды и своим внутренним духовным миром. Вместе с этим появляется вера в то,что окружаю­щая природа — животные и рас­тения, реки и моря, горы и равнины-тоже одушевлена.

     Это примитивное, но практичное отождествление окружающей   природы с одушев­лен­ностью человека имело серьезные последствия.Первые примитивные формы веры в нере­альные, сверхъестественные илибожественные силы, существовавшие уже 35-40 тыс. лет назад, расширяются иукрепляются. Человек понимает, что он смертен, что одни рож­даются, а другие умирают,что он создает орудия труда, обрабатывает земли и полу­чает ее плоды. А что жележит в основе всего, кто первосоздатель, кто создал землю и небо, животных ирас­тения, воздух и воду, день и ночь и, наконец, самого человека?

     Так возникло представление о сотво­рении мира како «творческом акте» бо­га, и этот миф лежит в основе всех рели­гий. В Библииговорится: «В начале Бог создал небо и землю»; на четвертый день Бограспоряжается: «Да произведет вода обильное множество одушевлен­ных га­дов, и птицыда летают над землей в не­бесном просторе». Вторая часть творе­ния: «И создалБог человека по своему образу и подобию». И, наконец: «Гос­подь Бог создал жен­щинуиз ребра, кото­рое взял от человека, и привел ее к чело­веку».

     Как сборник различных по времени написания и посодержанию произведе­ний древ­неев­рейской культуры Библия (ее древнейшая частьизвестна с IX в. до н.э.) заимство­вала пред­ставления о со­творении мира издревневавилонских и древнеегипетских мифов. Эти  мифы -продукт чистой фантастикии мистициз­ма, но они показывают нам, какими бы­ли древние представления опроисхожде­нии мира. Впрочем, они властвовали умами людей на протяже­ниитысячеле­тий; многие верят в них даже и сегодня; известно, что простогочеловека ле­генды и мифы всегда волновали больше, чем научная истина.

     Одна счастливая находка — алебастро­вая ваза,найденная при археологических раскоп­ках древнешумерского города Урука, которыйсуществовал в Южной Месопотамии 4000 лет назад — позволила познакомиться сдревними представле­ниями о возникновении жи­вых су­ществ. Ваза украшена внесколько ярусов. В самом низу изображены морские волны. Из них поднимаютсярастения, далее сле­дуют животные, а на самом верху — лю­ди. Над всем этим — скульптурная компо­зиция с богиней жизни и плодородия Иштар. Примечательно, чтоеще с древ­них времен идет стремление человека по­ставить себя на верхнейступени лест­ницы жизни как существо, «стоящее бли­же всех к ангелам».

     Идея самозарождения жизни из воды, ила илигниющей материи также идет от древ­них мифов. В различных вариантах эта идеядожила до начала нашего века.

                                       Глава 1. Первыешаги.

               1.1. Философские мысли овозникновении жизни.

     Древнегреческие философы Милетской школы (VIII-VIвв. до н. э.) принимали идею воз­никновения живых существ из воды либо изразличных влажных или гниющих мате­риалов, что было результатомнепосредственного влияния вавилонской культуры. Но еще Фалес (624-547 гг. до н.э.) оспаривал  ми­фологические представления и создал сти­хийно-материа­листическоемировоз­зрение с элементами диалектики.

     Соглас­но Фалесу и его последовате­лям, возник­новениеживых существ из воды про­изошло без какого-либо вмешательств ду­ховных сил;жизнь есть свойство материи. А. И. Опарин обоснованно отме­чает, что фило­софскиевзгляды Милетской школы «содержат зачатки всех кон­цепций по вопросу проис­хожденияжиз­ни, которые впоследствии будут развиты более детально».

     Яркое материалистическое развитие идеи самозарожденияживых существ осуществ­ля­ется позже в трудах Демокри­та (460-370 гг. до н. э.)и Эпикура (341-270 гг. до н. э.). По мне­нию этих фи­лософов, возникновениеживых существ -естественный процесс, резуль­тат при­родных сил, а не «актатворения» внеш­них сил.

     Идеи Платона (427-347 гг. до н. э.) одвойственности мира — первичном мире идей и вто­ричном, материальном, мире-сыграли отрицательную роль в развитии взглядов на возник­новение жизни. Дажетакой разносторонний и самобытный фи­лософ, как Аристо­тель (384—322 гг. до н.э.), который колебался между идеализ­мом и материализмом, признавал бога завысшую форму и  перводвигатель.

     Со­гласно Аристотелю, организмы могут происходитьот организмов, но вместе с тем могут возникать и от неживой мате­рии. Онсчитает, что мате­рия лишь пас­сивное начало, возможность, которая можетосуществиться только через опре­деленную форму. Бытие содержит вну­треннюю цельразвития (энтелехию). По Аристотелю, именно энтелехия как це­леустремленнаявнутренняя сущность вдыхает жизнь в материю. Взгляды Ари­сто­теля почти на 2000лет определяют судьбу идеи о самозарождении жизни, которая стано­витсяпредметом ряда идеалистических и мистических тракта­тов.

                       1.2. Религиозные взгляды нажизнь. 

     По вопросу о происхождении жизни было широкоразвито учение о самозарождении ор­ганизмов, сущность ко­торого христианскиебогословы видели в оду­шевлении безжиз­ненной материи «вечным божественным ду­хом».

В качестве примера здесь можно сослаться на одного изнаиболее известных богословов средних веков, Фому Аквинского, учение которого ипо сей день признается ка­толиче­ской церковью единственной истиннойфилософией. В своих сочинениях Фома Аквин­ский учил, что живые су­ществавозникают путем одухотворения безжизненной ма­терии. Так, в частно­сти,образуются лягушки, змеи, рыбы при гниении морской тины и уна­во­женной земли.Даже те черви, которые в аду мучают грешников, по мнению Фомы Ак­винского,возникают там в результате гниения грехов. Фома вообще всячески поддержи­вал ипропагандировал воинствующую демо­нологию. Он считал, что дьявол ре­ально су­ществуеткак глава целого полчища демонов. На этом основании он утверждал, что воз­никновениепарази­тов, вредя­щих человеку, может происходить не только по повелениюбожьему, но и в результате коз­ней дьявола и подчиненных ему духов зла.Практическим выводом из этого по­ложения яви­лись многочисленные в средние векапроцессы над «ведьмами», которых обвиняли в том, что они напускали мышей идругих вредителей на поля и та­ким образом губили посевы.

В реакционном учении Фомы Аквинского западнаяхристианская церковь возвела в догму принцип внезап­ного самозарожденияорганизмов, согласно которому жи­вые су­щества воз­никают из безжизненнойматерии вслед­ствие ее одушевления духовным нача­лом.

Раннее христианство в вопросео происхождении жизни основывалось на библии, кото­рая в свою очередь заим­ствоваладанные из мистических сказаний Египта и Ва­ви­лона. Бого­словские авторитетыконца четвертого и на­чала пятого века, так называемые отцы христи­анскойцеркви, сочетали эти сказания с учением неоплатони­ков и разрабо­тали на этойос­нове свою мистическую концеп­цию происхожденияжизни, которая пол­ностью со­хранена и до настоящего времени всемихристианскими вероуче­ниями.

Живший в середине четвертоговека нашей эры епи­скоп Кесарийский Василий (которому церковь при­своила званиесвятого и великого) в своих проповедях о сотво­рении мира в шесть дней учил,что Земля по пове­лению бога сама из себя произвела раз­личные травы, ко­реньяи деревья, а также саранчу, насекомых, лягушек и змей, мышей, птиц и угрей.«Это повеление бога, — писал Василий, — действует и до сих пор с неос­лабеваю­щей силой».

 Как известно, в основе такназываемых монотеистиче­ских религий (иудаизма, хри­стиан­ства, ислама) лежиттеизм, т. е. вера в существование вне мирового существа — бога, соз­давшего мири управляющего им. Это ми­ровоззрение имеет метафизический характер, так каконо учит, что природа создана богом в законченном, со­вер­шенном виде и поэтомувсе в ней якобы постоянно, не­изменно. Виднейший средневековый богослов ФомаАквинский говорил, что идея развития, беспрерывного обно­вления мира колеблеткреационизм (от «креацио» — творение) — догмат божественного творческого акта,так как «делает менее очевидным бытие бога». Даже многие ученые прошлого подвлиянием господствовавшей религиозной идеологии отрицали взгляд о преемст­веннойсвязи орга­нических видов, т. е. считали, что эти виды по­явились в результатеотдельных и незави­симых друг от друга актов творения, так что «видов столько,сколько различных форм было создано в самом начале».

 Дарвин в своей гениальнойкниге «Происхождение видов» нанес сокрушительный удар креационно- мета­физическомуучению о живой природе, дав непревзойденное по своей убе­дительностидоказательство факта органиче­ской эволюции, — факта не только «текучести»органиче­ских видов, но и их неразрывной преемствен­ной связи. Благодаря этомустало ясно, что органические формы по­явились не сразу чудесным образом, в го­то­вомвиде, а ес­тественным путем одни от других в процессе длительного развития. Аэто означает, что жи­вая природа не находится в стабильном, неизмененномсостоянии: она имeeт свою долгую историю — свое про­шлое, настоящее и будущее.

        Когда капитан корабля «Бигль» Р. Фиц-Рой, скоторым Дарвин совершил свое зна­менитое кругосветное путе­шествие, рьяновыступил против основного вывода эволюци­он­ной тео­рии, отстаиваянесомненность библей­ского сказания о сотворениимира, Дар­вин сказал: «Жаль, что он не предложилсвоей теории, по которой мас­тодонт и прочие крупныеживот­ные вымерли по той причине, что дверь в ковчеге Ноя была сделана слишкомузкой, чтобы они могли пролезть туда».

        Повседневно мы наблюдаем, что все живыесущества возникают путем рождения от себе подобных: человек родится отчеловека, теленок — от коровы, цыпленок вы­лупля­ется из того яйца, котороеснесла курица, рыбы раз­виваются из отложенной такими же рыбами икры, рас­тениявырастают из семян, которые созрели на таких же растениях. Но так не могло бытьвсегда, извечно. Наша планета Земля имеет свое начало, она когда-то воз­никла.Откуда же появились на ней прародители.всех животных и растений?

        Согласно религиозным представлениям всеразнооб­разные живые существа были первона­чально созданы бо­гом. Вследствиеэтого творческого акта божества на Земле сразу, в гото­вом виде, возникли всепрародители (тех животных и растений, которые сейчас населяют нашу планету.Особым творческим актом был якобы соз­дан и первый человек, от которого пошливсе люди на Земле.

      В частности, согласносвященной книге евреев и хри­стиан — библии — бог создал весь мир в шесть дней,при­чем на третий день им были сотворены растения, на пя­тый — рыбы и птицы, ана шестой — звери и, нако­нец, — люди: сперва мужчина, а потом жен­щина. Пер­вогочело­века, Адама, бог слепил из безжизненного мате­риала, глины  и затем вдунул в него душу, от чего он истал живым.

Изучение истории религиипоказывает, что эти наив­ные сказки о внезапном возник­новении животных и рас­тенийво вполне готовом, организованном виде покоятся на не­вежествен­ном,некритическом истолковании по­верх­ностных наблюдений окружающей нас природы.

На этой основе в течениемногих веков существовало убеждение, что Земля является пло­ской и неподвижнойи что Солнце обращается вокруг нее, подымаясь на востоке и скрыва­ясь в мореили за горами на западе. Такого же рода поверхностные наблюдения нередковнушали чело­веку мысль, что различные живые существа, как, напри­мер, насе­комые,черви, а иной раз даже рыбы, птицы и мыши, могут не только рождаться от себеподоб­ных, но и непосредственно возникать сами собой, самозарождаться из ила,навоза, земли и других безжизнен­ных материа­лов. Всюду, где человексталкивался с внезапным и мас­совым появ­лением живых существ, он рас­сматривалего как самозарождение жизни. Ведь и сейчас ино­гда неве­жественный человекубежден в том, что черви зарожда­ются в навозе и гниющем мясе, а различныепаразиты в домашнем быту возникают сами собой из отбросов, грязи и нечистот. Отего поверхностного наблюдения усколь­зает то обстоятельство, что грязь и от­бросыявляются лишь тем местом, гнездом, куда паразиты откладывают свои яички, из ко­торыхзатем и раз­вивается новое поко­ление живых су­ществ.

Древние учения Индии,Вавилона и Египта рассказы­вают о таком внезапном зарожде­нии червей, мух и жу­ковиз навоза и грязи, вшей из человеческого пота, лягушек, змей, мышей икрокодилов из грязи Нила, светля­ков из искр догорающих костров. Эти сказа­нияо самоза­рожде­нии связывались в указанных учениях с религи­озными легендами ипреданиями. Вне­запное возникновение жи­вых существ объяснялось лишь какчастный случай про­явления творческой воли богов или демонов.

                               1.3. Научный взгляд на жизнь.

     Только в середине XVIIв. тосканский врач Франческо Реди (1626-1698) пред­при­нимает первые опыты посамозаро­ждению. В 1668 г. он доказал, что белые черви, кото­рые встре­чаются вмясе, являются личинками мух; если мясо или рыбу закрыть, пока они свежие, ипредот­вратить доступ мух, то они, хотя и сгниют, но не произведут червей.

     Сегодня опыты Редивыглядят на­ивными, но они представляли собой первый про­рыв фронта мистическихпредставлений о формировании живых существ.

Опыты по самозарождениюжизни проводит и шотландский ученый Т. Ниидам (1713-1781), но их опровергаетитальянец Л. Спалланцани (1729-1799) как совершенно нечисто постав­ленные. СамСпалланцани проводит опыты, ко­торые подтверждают выводы Реди о ро­листерильности при подобных экспери­ментах.

     Почти  через двести летпосле Реди в 1862 г. великий французский ученый Луи Пастер (1822-1895)публикует свои на­блюдения по проблеме произвольного самозарож­дения.

Он доказывает, что вне­запноевозникновение («спонтанное самозарождение» ) мик­робов в различных ви­дахгниющих настоек или экстрактов не есть возникновение жизни. Гниение иброжение-это результат жизнедея­тельности микроорганизмов, чьи заро­дышивнесены из­вне. Микробы—слож­но устроенные организмы и могут производить себепо­добные суще­ства, т. е. живое происходит от живого. Как уче­ный, которыйдоверяет только результа­там научных опытов, Пастер не делает глубоких выводово происхожде­нии жиз­ни. Однако его исследования окончатель­но разрушиливековые предрассудки о спонтанном самозарожде­нии.

     Независимо от этогопосле опытов Пастера решение проблемы происхожде­ния жизни стало чуть ли неневоз­можным. Приверженцы религии с облег­чением вздохнули. Разуме­ется, сам Па­стерникогда не утверждал, что жизнь не может возникнуть первично. Но боль­шинствоего современников именно так истолковали его опыты, принимая их за доказатель­ствотого, что жизнь не может возникнуть из неживой материи. В связи с этимизвестный английский ученый Дж. Холдейн отмечает: «По целому ряду историче­скихпричин христи­анская цер­ковь приняла именно эту последнюю точку зрения, потомучто она, по мнению церкви, подчеркивала контраст между духом и материей».

     В эти тяжелые дляестествознания времена  появляются трезвые  умы (Т. Гексли, Дж. Тиндал и др.),которые во второй половине XIX в. высказывают предположение, что жизнь возниклав первичном океане из неорганического ве­щества в результате природ­ного процес­са.

1.4. Жизнь из космоса.

     В это время возрождается и идея кос­мическогопосева (панспермии), выска­занная еще в V в. до н. э. греческим фи­лософомАнаксагором. По его учению, жизнь возникла из семени, которое суще­ствует«всегда и везде». Возрождение этой идеи —естественная реакция на кри­зис ввопросе происхождения жизни, в который попало естествознание в середи­не XIX в.Тогда этот вопрос выглядел принципиально неразрешимым. И снова выход ищут всамо­зарождении или при­внесении зародышей жизни с других кос­мических тел.

     После многовекового сна идея Анаксагора о «вечныхсеменах» была разбуже­на X. Рихте­ром в 1865 г. Согласно по­следнему, зародышижизни занесены на Землю метеори­тами или космической пылью. В развитом ивидоизмененном виде гипотеза о космиче­ском посеве (панспермии) разработанашведским физикохимиком   Сванте Авенариусом в 1884 г. По Авенариусу, жизнь наЗемле произошла от спор растений или ми­кроорга­низмов, которые перенесены сдругих планет под действием светового давления или, возможно, метеори­тами. Ужев то время П. Беккерель, а позже и ряд других ученых до­казали невозмож­ностьпереноса в жизнеспособном со­стоянии (активном или поддаю­щемся ак­тивизации)зароды­шей жизни. На них губительно действуют космические лучи, особеннокоротковолновое ультрафиоле­товое излучение, которым пронизана Вселенная.

     Идея панспермии жива и сегодня, она предстает впостоянно изменяющихся формах. Со­гласно одному из новейших вариантов этойгипотезы (называемому еще «инфекционной теорией»), жизнь на Землю была занесенаобитателями дру­гих планет, которые совершали межпла­нетные и межзвездныеперелеты. Однако этому нет никаких доказательств.

     Ни один серьезный ученый сегодня не считает, чтожизнь на  явление во Вселенной. Од­нако некоторые допускают, что это действи­тельнотак и что земная жизнь—един­ст­венное счастливое (очевидно, для чело­века!)исключение. Но тот факт, что до сегодняш­него дня не установлен контакт сдругими (внеземными) цивилизациями, еще не доказа­тельство, что жизнь имеетместо только на Земле. Вместе с тем при­знание возможности существования жиз­нина других планетах вовсе не означает, что «зародыши жизни» с таких вне­земных«плантаций» могут беспрепят­ственно переноситься с одного космиче­ского тела надругое. Несмотря на то что проведено и проводится множество целе­на­правленныхисследований, до сих пор не установлено никаких фактов, которые показы­вали бы,что живые существа при­несены на Землю метеоритами или с космической пы­лью.Все опыты в этом направлении оказываются напрасными даже сейчас, когда чело­вексам или с по­мощью аппаратов прони­кает в ближай­ший космос. Опубликованныеданные Б. Нада и других о микроорганизмах в метеоритах Оргюэй и Ивонна(Франция) оказались  результатом  ошибочного определения минеральных зерен вкаче­стве некоего окаменелого микроорганиз­ма и вторичного загряз­нения поверхно­стиметеорита.

     Очевидно, что идея «посева» жизни на Земле изкосмоса не решает проблемы. Эта идея имеет чисто психологическуюпривлекательность — мы идем из космо­са! Действи­тельно, космос имеет особен­нопривлекательную силу для современного человека. Мо­жет быть, по­тому, что вбесконечности космоса сегодня человек предвидит будущие возможности нашейцивилизации, и в этом отношении его ин­терес вполне естествен. Вероятно, поэто­муидея космического «посева» волнует многих.

     Одним из современных апостолов ги­потезывнеземного происхождения жиз­ни явля­ется известный английский ученый, лауреатНобелевской премии Фрэнсис Крик. Вместе с аме­риканским исследователем ЛеслиОргелом Крик опубликовал статью, озаглавлен­ную «Управляемая панспермия». По мнениюавторов, «некая примитивная форма жизни была сознательно занесена на Зем­людругой цивилизацией». Если люди на Земле спо­собны зане­сти жизнь на другиепланеты, почему бы не допустить, что са­ма жизнь на Земле есть про­дукт транс­портадругой развитой цивилизации, ко­торая существовала до нас за 4 млрд. лет.Интересно, не правда ли? После аме­риканских исследований Марса по про­грамме«Викинг» по обнаружению жизни на этой планете (абсолютно никаких сле­дов жизнине было обнару­жено) из­вестный американский писатель, автор научно-фанта­стических  произведений, Рэй Бредбери остроумно писал: «Все-таки следует принять, чтоотныне на Марсе есть жизнь, та, которую человек донес до Марса, и теперь наМарсе есть наша жизнь!»

     Но оставим в стороне этот фантасти­ческийисходный пункт статьи Крика и Оргела. Ка­ковы другие предположения и доводы впользу этой новой вариации на старую тему «посева извне?»

     Во-первых, на борту космического ко­раблявнеземной цивилизации «должны были быть» микроорганизмы многих ви­дов. Радиуснашей Галактики составляет около 105 световых лет, так что, по Кри­ку и Оргелу,космический корабль, дви­жущийся со скоро­стью 0,001 ско­рости света, могзанести жизнь на все планеты нашей Галактики. В этом случае научно до­казанотолько одно: под защитой кос­мического аппарата микроорга­низмы действительномогут сохраняться мил­лионы лет и при температурах, близких к абсолютному нулю.Ос­тальные предположения, как и поиски призраков, не рас­сматри­вает дажефантастика.

     Вторым доводом Крика и Оргела в пользу«космического посева» является универ­саль­ный характер генетическогокода—единого механизма передачи на­следственных свойств у всех живых орга­низмов.Если предположить, говорят эти ученые, что жизнь возникла на Земле самостоятельнои одновременно в раз­ных местах, то остается неяс­ным, как сформи­ровалсяединый для всех земных организмов генетический код. Единый механизм наследст­венностиу земных ор­ганизмов легко объясним согласно Кри­ку и Ор­гелу, если принять,что жизнь на Землю занесена с других планет. Однако для происхож­дениягенетического кода возможно и «земное» объяснение. На ранних этапах химиче­скойэволюции, когда формиру­ются сложные молекулы, в результате химического от­бора,оче­видно, создается и универ­сальный меха­низм передачи наследственных чертземными организмами.

     Третий довод в пользу рассматривае­мой гипотезы:«Присутствие крайне ред­ких эле­мен­тов в земных организмах оз­начает, что ониимеют внеземное проис­хождение». Крик и Ор­гел указывают, что молибденсодержится в земной коре в не­значительном количе­стве, а его роль в обменевеществ (метаболизме) земных организмов значительна. Одно­временно от­мечается,что известны так назы­ваемые «молибденовые звезды» с высо­ким содержаниеммолибдена, которые и являются исходными «плантациями» ми­кроорганиз­мов,занесенных на Землю! Приведение факта о низком содержании молибдена в земнойкоре и его большой роли в метаболизме земных организмов было бы ловким приемомв устной ди­скуссии, чтобы смутить противника. Но написанное остается и можетбыть про­верено. Впрочем, в этом случае проверка не нужна. Подобного типанесоответ­ствие является правилом для це­лого ряда химических элементов,которые при­нимают участие в составе и метаболизме ор­ганизмов. Это правило объясняетсяс позиций эволюционной биохимии. В связи с этим можно привести еще более яр­кийпример о низком содержа­нии фосфо­ра в земной коре и его исключительной ролидля земных организмов: фосфор — обязательная составная часть нук­леи­новыхкислот, которые наряду с белками имеют важнейшее значение для жизни; крометого, высшая нервная деятель­ность также очень тесно связана с фосфо­ром.Следовательно, для объяснения не­которых химических осо­бенностей зем­ной жизнине обязательно привле­кать другие звездные миры вроде «молибде­новых звезд».

     Интересно отметить, что риториче­ский трюк Крикаи Оргела с молибденом был бы­стро раскрыт японским ученым Ф. Егани. Через годпосле статьи Крика и Оргела Егани опубли­ковал свои иссле­дования содержанияметаллов в составе Земли. Суммарное со­держание мо­либде­на на Земле оказалосьдействительно низким, но его процентное со­держание в мор­ской воде в два разавыше, чем хро­ма. По этому поводу Егани.пишет: «От­носительное оби­лие этогоэлемента (мо­либдена) в морской воде подтверждает ши­роко принятую точку зре­нияо проис­хождении жизни на Земле в первичном океане».

     Как в целом, так и в своих отдельных вариантахгипотеза панспермии — мираж. Неза­ви­симо от того объясняет ли она ис­ториюраспространения жизни, она не объясняет возник­новения самой жизни. Повыражению Дж. Бернала, эта гипоте­за только «лукавая уловка ума», котораяотвлекает его от решения проблемы. По мнению Бернала, «одинаково бессо­дер­жательныи утверждения, что жизнь бы­ла создана со специальной целью, и утверждение, чтоона пришла откуда-то из другого места, где была всегда». Так как если даже идопус­тить, что жизнь принесена с других космических тел, то подобное допущениеничем не по­могает в решении проблемы происхождения жизни. «Все-таки жизнь, — пишет Опа­рин, -ко­гда-то и где-то должна была воз­никнуть на эволюционномпути, а Земля, как показывают современные научные данные, была для этого вполнеподходя­щим местом». Вот почему нет необходимости  привлекать другие созвездия,удаленные от нас на миллионы световых лет, чтобы узнать тайну жизни. Эти тайныскрыты здесь  — на Земле, где люди открывают гори­зонты науки, любят фан­тастику,но уже перестали верить впризраки.                                                   

                                                                 * * *

     Уже установлено достаточно фактов, которыепоказывают, что физико-хими­ческие усло­вия океана не противоречат идее земногопроисхождения жизни. Процентное со­держание отдельных ме­таллов одинаково убактерий, губок, рас­тений, животных и в океанской воде.

     Однако вернемся к началу XX в. Все большее числоученых склонно признать, что про­блема возникновения жизни не может быть решенанаукой. Основания для такого мнения налицо: тысячелетнее господство религиозныхмифов о сотво­рении мира и на­ивные пред­ставления о самозарождении заменяютсяумозри­тельными гипотезами и но­выми мифами о космическом посеве. В научнойсреде в начале века остро реагировали на всякую умозри­тельную попыткуобъяснить мир вокруг нас. Знаменитый английский фи­зик Резерфорд часто говорил:«Только бездельник говорит о Вселенной в моей лабо­ратории!» Но челове­чество(за ис­ключением, может быть, представителей традицион­ного британского эмпи­ризма)не только с помощью поэтов и филосо­фов, но и добросо­вестных ученых стре­милосьпознать Вселенную и жизнь как ее детище.

     Есть нечто символичное в том, что ос­новысовременной теории происхожде­ния жизни заложены в один прекрасный майскийдень. 3 мая 1924 г. на собрании Русского ботаниче­ского общества моло­дойсоветский ученый А. И. Опарин с дерзостью, прису­щей молодости, позво­лил себес новой точки зрения рассмо­треть проблему возникнове­ния жизни. Его док­лад «Овозникновении жизни» стал исходной точкой нового взгляда на вечную проблему«откуда мы пришли?». Пять лет спустя независимо от Опарина сходные идеи былиразвиты английским ученым Дж. Холдейном. Общим во взглядах Опарина и Холдейнаявляется по­пытка объяснить возникновение жизни в результате хи­мическойэволюции на первичной Земле. Оба они подчеркивают огромную роль первич­ногоокеана как огромной химической лаборатории, в ко­торой образовался «первичныйбульон», а кроме того, и роль энзимов — органиче­ских молекул, которыемногократно ускоряют нормальный ход химических про­цессов. В дополнение к этомуХолдейн впер­вые высказывает идею, что пер­вичная атмо­сфера на Земле,«вероятно, содержала очень мало или вообще не со­держала кислорода».

     Согласно Дж. Берналу, «труд Опа­рина содержит всебе основы новой про­граммы хи­ми­ческих и биологических ис­следований». ИдеиОпарина вдохновили многих ученых на новые целенапра­вленные исследования,результаты ко­торых начинают открывать тайну жиз­ни — эту мучительную и сладкуюзагадку для человека.

                    Глава 2. Возникновение жизни.

           2.1. Предпосылки возникновения жизни наземле.

      Большинство современных специали­стов убеждены,что возникновение жизни в ус­ло­виях первичной Земли есть есте­ственныйрезультат эволюции материи. Это убеждение ос­новано на доказанном единствехимической основы жизни, по­строенной из  несколь­ких  простых и самыхраспространенных во Вселенной атомов.

      Исключительное морфологическое разнообразие жизни(микроорганизмы, растения, жи­вотные) осуществляется на достаточноединообразной биохимиче­ской основе: нук­леиновые кислоты, бел­ки, углеводы,жиры и несколько более редких соединений типа фосфатов.

     Основные химические элементы, из которых построенажизнь, — это углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор. Очевидно,организмы используют для своего строения про­стейшие и наиболеераспространенные во Вселенной эле­менты, что обусловлено са­мой при­родой этихэлементов. Например, атомы водо­рода, углерода, «кислорода и азота имеют не­большиеразмеры и способны обра­зовывать устойчивые соединения с двух- и трехкрат­нымисвязями, что повышает их реакционную способность. Образова­ние слож­ных полиме­ров,без которых возникновение и развитие жизни вообще невозможны, свя­зано со специ­фиче­скими.

     Другие два биогенных элемента -сера и фосфор — присутствуют в относительно малых количествах, но их роль для жиз­ни особенноважна. Химические свойства этих элемен­тов также дают возможность образованиякратных химических связей. Сера входит в со­став белков, а фосфор — составнаячасть нуклеиновых кислот.

     Кроме этих шести основных химиче­ских элементов впостроении организмов в малых количествах участвуют натрий, калий, магний,кальций, хлор, а также микроэлементы: же­лезо, марганец, ко­бальт, медь, цинк инебольшие следы алюминия, бора, ванадия, йода и молиб­дена; следует отметить инекоторые ис­ключительно редкие атомы, которые встреча­ются случайно и вничтожных количествах.

     Следовательно, химическая основа жизниразнообразится еще 15 химически­ми   эле­мен­тами,   которые   вместе с шестьюосновными биогенными эле­ментами участвуют в различ­ных соотно­шениях встроении и осуществлении функций живых организмов. Этот факт особеннопоказателен в двух отноше­ниях: 1) как доказательство единства происхо­жденияжизни и 2) в том, что са­ма жизнь, являющаяся результатом самоорганизации ма­терии,включила в эволюцию биологических макромолекул не только все самые распро­страненныеэлементы, но и все атомы, которые осо­бенно пригодны для осуществления жиз­ненныхфункций (например, фосфор, же­лезо, йод и др.). Как отмечает советский уче­ныйМ. Камши­лов, «для осуществле­ния функций жизни важны химические свойства ееатомов, к которым, в частно­сти, относятся квантовые особенности». Не толькострук­тура, обмен веществ, но даже и механические действия живых ор­ганизмовзависят от со­ставляющих их молекул. Это, однако, не означает, что жизнь можетбыть сведена просто к хи­мическим закономерно­стям.

     Жизнь — одно из сложнейших, если не самое сложноеявление природы. Для нее осо­бенно характерны обмен веществ и воспроизведение,а особенности более высоких уровней ее организации обус­ловлены строением болеенизких уро­вней.

     Современная теория происхождения жизни основанана идее о том, что биоло­гиче­ские молекулы могли возникнуть в далекомгеологическом прошлом неор­ганическим путем. Сложную химическую эволюцию обычновыражают следую­щей обобщенной схе­мой: атомы  простые соединения простые биоорга­нические   соединения  макро­молекулы  ор­ганизованныесистемы. Начало этой эволюции положено нуклеосинтезом в Солнечной сис­теме,когда образо­вались основные элементы, в том числе и биогенные. Начальноесостоя­ние -нуклеосинтез -быстро переходит в процесс образования химиче­скихсоединений. Этот про­цесс протекает в условиях первичной Земли со все нарастаю­щейслож­ностью, обуслов­ленной общекосмически­ми и конкретными планетарными пред­посылками.

     Первое необходимое условие имеет общекосмическийхарактер. Оно связано с единой химической основой Вселенной. Жизнь развиваетсяна этой единой осно­ве, отражающей как количественные, так и качественныеособенности отдельных химических элементов. Это допущение приводит кзаключению, что на любой планете во Вселенной, которая похожа на нашу по массеи расположению относи­тельно центральной звезды, может воз­никнуть жизнь.Согласно представле­ниям видного американского астронома X. Ше­пли, во Вселен­нойимеется 108 кос­мических тел (планет или звезд-лилипу­тов), на кото­рых можетвозник­нуть и су­ществовать жизнь.

     Главное условие возникновения жиз­ни имеетпланетарную причину и опреде­ляется мас­сой планеты. Такое утвержде­ние, бытьможет, имеет несколько гео­центрический и антропо­центрический ха­рактер, ножизнь, подобная земной, мо­гла возникнуть и раз­виться на пла­нете, массакоторой имеет строго определен­ную величину. Если масса пла­неты боль­ше чем1/20 массы Солнца, на ней на­чинаются интенсивные ядерные реакции, что повышаетее температуру и она светится, как звезда. Таковы планеты Юпи­тер, Са­турн,Уран и Нептун. Планеты с малой массой (Меркурий) имеют слабое гравитационноеполе и не могут продолжительное время удер­жи­вать атмосферу, котораянеобходима для развития жизни. Здесь интересно отме­тить, что по ряду подсчетовЗемля при­обрела 80% своей массы в первые 100 млн. лет своего сущест­вования.

     Из планет Солнечной системы кроме Землиподходящую массу имеют Венера и Марс, но там отсутствуют другие усло­вия. Помнению советского астрофизика В. Г. Фесенкова, во Вселенной 1% пла­нет имеетподходящую массу.

     Особенно важной предпосылкой воз­никновения иразвития жизни является относи­тельно постоянная и оптимальная радиация,получаемая планетой от цен­тральной звезды. Обычно оптимальную радиацию получаютпланеты имеющие орбиту, близкую к круговой, и подвер­гающиеся поэтомуотносительно по­стоянному облучению.

     Обязательным условием возникнове­ния жизниявляется наличие воды. Пара­док­сально, что, хотя вода — чуть ли не са­маяраспространенная молекула во Все­ленной, по­разительно мало планет имеютгидросферу: в нашей Солнечной системе только Земля имеет гидро­сферу, а наМарсе имеется лишь незначительное количество воды.

     Значение воды для жизни исключи­тельно. Этообусловлено ее специфиче­скими тер­миче­скими особенностями: огромнойтеплоемкостью, слабой тепло­проводностью, рас­ширением при замер­зании,хорошими свойствами как раство­рителя и др. Эти особенно­сти обусловли­ваюткруговорот воды в природе, ко­торый играет исключительную роль в геологическойистории Земли.

     Из сказанного выше можно сделать следующий вывод:возникновение жизни на Земле есть часть общей эволюции ма­терии во Вселенной, ане некий сверхъ­естественный акт. На­лицо были ис­ходные органическиесоединения, опти­мальная масса Земли, опти­мальная сол­нечная радиация, наличиегидросферы. В этих условиях эволюция материи с высо­кой степе­нью вероятностиосуществляет­ся по пути возникновения жизни.

     За последние 20 лет были получены интересныесведения о наличии органиче­ских со­еди­нений во Вселенной. Источни­ки этихсведений  естественные по­сланцы космоса на Землю, метеориты.

                                       />

      Все ранее рождавшиеся теории идеалистов,сторонников религиозных течений и даже мате­риалистов были несостоятельными идо конца необоснованными из-за не­хватки знаний то­гдашних ученых.

     И только с наступлением капитализма, которыйотличался прогрессом в науке и тех­нике, когда был накоплен большой научныйпотенциал, стали зарождаться научно обос­нованные теории о происхождении жизнина земле.

        2.2. Зарождение и развитие эволюционной идеи.

          Первые проблески эволюционной мыслизарождаются в недрах диалектической натурфило­софии античного времени,рассматривавшей мир в бесконечном движении, постоянном са­мообновлении наоснове всеобщей связи и взаимодействия явлений и борьбы противопо­ложностей.

         Выразителем стихийного диалектическоговзгляда на природу был Гераклид, эфес­ский мыслитель (около 530-470 гг… до н.э.) его высказывания о том, что в природе все течет все изменяется в результатевзаимопревращений первоэлементов космоса — огня, воды, воздуха, земли,содержали в зародыше идею всеобщего, не имеющего начала и конца развития мате­рии.

        Крупнейшие представители ионийской школыфилософов — Фалес из Милета счи­тал, что все возникло из первичного материала — воды в ходе естественного развития. Анакси­мандр исходил из того, что жизньвозникла из воды и земли под действием тепла. Согласно Анаксимену основнымэлементом является воздух, способный разрежаться и уплотняться, и этимпроцессом Анаксимен объяснял причину различий веществ. Он ут­верждал, чточеловек и животное произошли из земной слизи.

        Представителями механистического материализмабыли философы более позднего пе­риода (460-370 гг. До н. э. ). По Демокриту мирсостоял из бесчисленного множества неде­лимых атомов, расположенных вбесконечном пространстве. Атомы находятся в по­стоян­ном процессе случайногосоединения и разъединения. Атомы находятся в случай­ном дви­жении и различны повеличине, массе и форме, то тела, появившиеся вследствие скопления атомов,могут быть также различными. Более легкие из них поднялись вверх и образовалиогонь и небо, более тяжелые, опустившись, образовали воду и землю, в ко­торых изароди­лись различные живые существа: рыбы, наземные животные, птицы.

       Механизм происхождения живых существ первымпытался истолковать древнегрече­ский философ Эмпедокл (490-430 гг. до н. э.).Развивая мысль Гераклида о первичных эле­ментах, он утверждал, что их смешениесоздает множество комбинаций, одни из ко­торых — наименее удачные- разрушаются,а другие — гармонирующие сочетания -сохра­няются. Ком­бинации этих элементов исоздают органы животных. Соединение органов друг с другом порождает целостныеорганизмы. Примечательной была мысль, что со­хранились в при­роде толькожизнеспособные варианты из множества неудачных комбинаций.

      Зарождениебиологии как науки связано с деятельностью великого мыслителя из Греции Аристотеля (387-322 гг. до н. э.). В своих капитальных трудах он  изложилпринципы клас­сификации животных, провел сравнение различных животных по ихстроению, заложил ос­новы античной  эмбриологии.

      В работе «О частях животных» приводится мысль овзаимосвязи (корреляции ) орга­нов, о том, что изменение одного органа влечетза собой изменение другого, связанного с ним функциональными отношениями.

      В труде «Возникновение животных» Аристотельразработал сравнительно анатоми­че­ский метод и применил его в эмбриологическихисследованиях. Он обратил внимание на то, что у разных организмов эмбриогенез(развитие эмбриона ) проходит через после­дователь­ный ряд: в началезакладываются наиболее общие признаки, затем видовые и, наконец, ин­дивидуальные.Обнаружив большое сходство начальных стадий в эмбриоге­незе представи­телейразных групп животных, Аристотель пришел к мысли о возможно­сти единства ихпроисхождения. Этим выводом Аристотель предвосхитил идеи зароды­шевого сходстваи эпигенеза (эмбриональных новообразований ), выдвинутые и экспе­риментальнообоснован­ные в середине XVIII в.

 Таким образом, воззрения античных философов содержалиряд важных элементов эво­лю­ционизма: во-первых, мысль о естественном возникновенииживых существ и их из­менении в результате борьбы противоположностей ивыживании удачных вариантов, во-вторых, идею ступенчатого усложнения орга­низацииживой природы; в-третьих, пред­ставление о целост­ности организма (принципкорреляции) и об эмбриогенезе как про­цессе новообразо­вания.

Отмечая значение античных мыслителей в развитии филосо­фии,Ф. Энгельс писал: «… в многообразных формах греческой философии уже имеются взародыше, и процессе воз­ник­новения  почти все позднейшие типы мировоззрений».

Последующий период, вплоть до XVI в., для развитияэволю­ционной мысли почти ни­чего не дал. В эпоху Возрождения резко усиливаетсяинтерес к античной науке и начина­ется на­копление знаний, сыгравшихзначительную роль в становлении  эволюционной идеи.

Исключительной заслугойучения Дарвина явилось то, что оно дало научное, мате­риали­стическоеобъяснение возникновению высших животных и растений путем после­дователь­ногоразвития живого мира, что оно привлекло для разрешения биологических проблем ис­торическийметод исследования. Однако к самой проблеме происхож­дения жизни у многихестествоиспытателей и после Дарвина сохранился прежний метафизиче­ский подход.Ши­роко распространенный в научных кругах Америки и Западной Европыменделизм-морга­низм выдвинул поло­жение, согласно которому наследственностью ивсеми дру­гими свойст­вами жизни обладают частицы особенного генного вещества,сконцентрированного в хро­мосомах кле­точного ядра.Эти частицы будто бы когда-то внезапно возникли на Земле и со­хранили своежизнеопределяющее строение в основном неизменным в течение всего разви­тияжизни. Таким образом, проблема происхождения жизни, с точки зренияменделистов-морганистов, сводится к вопро­су, как могла сразу внезапновозникнуть наделенная все­ми свойствами жизни частица генного вещества.

Большинство высказывающихсяпо этому вопросу за­рубежных авторов (например, Деви­лье во Франции илиАлександер в Америке) подходит к нему весьма упро­щенно. По их мне­нию, геннаямолекула возникает чисто случайно, благодаря «счастливому» соче­танию ато­мовуглерода, водорода, кислорода, азота и фосфора, которые «сами собой» сложилисьв чрезвычайно сложно построен­ную молекулу генного вещества, сразу жеполучившую все атрибуты жизни.

Но такого рода «счастливыйслучай» настолько исклю­чителен и необычен, что он мог якобы осуществитьсявсего лишь раз за время существования Земли. В даль­нейшем шло толькопостоянное размножение этой единожды возникшей, вечной и неизменной ген­ной суб­станции.

Это «объяснение», конечно,ничего по существу не объ­ясняет. Характерной особен­но­стью всех безисключения живых существ является то, что их внутренняя организа­ция чрез­вычайнохорошо, совершенно приспособлена к осуществлению определенных жиз­ненныхявлений: пита­ния, дыхания, роста и размножения в данных условиях существо­вания.Как же в результате чистой случайности могла возникнуть эта внутренняя при­способленность,ко­торая так характерна для всех, даже наипростейших живых форм?

Антинаучно отрицаязакономерность процесса проис­хождения жизни, рассматри­вая это важнейшее вжизни нашей планеты событие как случайное, сторонники ука­зан­ных взглядовничего не могут ответить на этот вопрос и неизбежно скатываются к са­мымидеалистиче­ским, ми­стическим представлениям о первичной творческой воле бо­жестваи об определен­ном плане создания жизни.

Так в недавно вышедшей книжкеШредингера «Что такое жизнь с точки зрения фи­зики», в книге американ­скогобиолога Александера «Жизнь, ее природа и проис­хожде­ние» и в ряде другихпроизведений буржуазных авторов мы находим прямое утвержде­ние того, что жизньмогла возникнуть только в результате творческой воли божества.Менделизм-морганизм пытается идеологически разоружить ученых биологов в ихборьбе с идеализмом. Он стре­мится доказать, что вопрос о происхождении жизни—этаважнейшая мировоззренческая проблема — неразрешим с материалистических позиций.Однако такого рода утверждение насквозь ложно. Оно легко опровергается, если мыпо­дойдем к интересующему нас вопросу с позиций единственно правильной,подлинно  научной философии — с позиций диалекти­ческого  материализма.

 Жизнь как осо­бая формасуществования материи характеризуется двумя от­личи­тельными свойствами —самовоспроизведением и обменом веществ с окружающей сре­дой. На свойст­вахсаморепродукции и обмена веществ строятся все современные гипо­тезы возник­новенияжизни. Наиболее широко признанные гипотезы коацерватная и ге­нетическая.

Коацерватнаягипотеза. В1924 г. А. И. Опарин впервые сформулировал основные положе­ния концепции предбиологической эволюции и затем, опираясь наэксперименты Бунген­берга де Йонга, развил эти положения в коацерватнойгипотезе проис­хождения жизни. Ос­нову гипотезы составляет утверждение, чтоначальные этапы биогенеза были связаны с формированием бел­ковых структур.

Первые белковые структуры (протобионты, по терминологии Опарина) появились впериод, когда молекулы белков отграни­чивались от окружающей среды мембраной.Эти структуры могли возникнуть из первичного «бульона» благодаря коацервации — самопроизвольному разделению водногораствора поли­меров на фазы с различной их концентрацией. Процесс коацервации приводил к образованию микроскопическихкапе­лек с вы­сокой концентрацией полимеров. Часть этих капелек поглощали изсреды низ­комолекулярные соединения: ами­нокислоты, глюко­зу, примитивныекатализаторы. Взаимодействие молекулярного субстрата и катализаторов ужеозначало возникновение простей­шего метаболизма внутри протобион­тов.

Обладавшие метаболизмомкапельки включали в себя из окружающей среды новые соеди­нения и увеличивалисьв объеме. Когда коацерваты достигали размера, макси­мальнодопус­тимого в данных физических условиях, они распадались на более мел­киекапельки, напри­мер, под действием волн, как это происхо­дит при встряхиваниисосуда с эмульсией масла в воде. Мел­кие капельки вновь продолжали расти изатем образовывать новые поколения коацерватов.

Постепенное усложнениепротобионтов осуществлялось от­бором таких коацерват­ныхка­пель, которые обладали преиму­ществом в лучшем использовании вещества иэнергии среды. Отбор как основная причина совершенствования коацерватов допервич­ных живых существ — центральное положение в гипотезе Опарина.

Генетическая гипотеза. Согласно этой гипотезе, вначале возникли нуклеиновыекислоты как матричная основа синтеза белков. Впервые ее выдвинул в 1929 г. Г. Мёллер.

Экспериментально доказано,что несложные нуклеиновые кислоты могут реплици­роватьсяи без ферментов. Синтез бел­ков на рибосомах идетпри участии транспортной (т-РНК) и рибо­сомной РНК(р-РНК). Они способны строить не просто случайные соче­тания аминокислот, аупорядоченные полимеры белков. Возможно, первичные рибо­сомы состояли только изРНК. Такие безбелковые рибосомы могли синтезировать упоря­доченные пептиды приуча­стии молекул т-РНК, которые свя­зывались с р-РНК через спа­риваниеоснований.

На следующей стадиихимической эволюции появились мат­рицы, определявшие последова­тельностьмолекул т-РНК, а тем самым и последовательность аминокислот, которые связы­ваютсямолекулами т-РНК.

Способность нуклеиновыхкислот служить матрицами при образовании компле­ментарных цепей (например,синтез и-РНК на ДНК) — наиболее убедительный аргумент в пользу пред­ставлений оведущем значении в процессе биогенеза наслед­ственного ап­парата и, следова­тельно,в пользу генетической гипотезы происхождения жизни.

Основные этапы биогенеза.Процесс биогенеза включал три основных этапа: воз­никновение органическихвеществ, появле­ние сложных полимеров (нуклеиновых кислот, белков, поли­сахаридов),образование первичных живых организмов.

Первый этап — возникновениеорганических веществ. Уже в периодформирования Земли образовался значительный запас абиогенных органическихсоединений. Исход­ными для их синтеза были газообразные продукты докислороднойатмосферы и гидро­сферы (СН4, СО2, H2О, Н2, NH3, NО2).Именно эти продукты используются и в искус­ственном синтезе орга­ни­ческихсоединений, составляющих биохимическую основу жизни. Экспериментальный

синтез белковых компонентов —аминокислот в попытках создать живое «в про­бирке» на­чался с работ С. Миллера(1951—1957). С. Миллер провел серию опытов по воздействию искровымиэлектрическими разрядами на смесь га­зов СН4, NH3, H2 ипа­ров воды, в резуль­тате чего обнаружил аминокислоты аспарагин, глицин,глутамин. По­лученные Милле­ром данные подтвердили советские и зарубежныеученые.

Наряду с синтезом белковыхкомпонентов экспериментально синтезированы нук­леиновые компоненты — пуриновыеи пиримидиновые основания и сахара. При умерен­ном нагрева­нии смеси цианистоговодорода, аммиака и воды Д. Оро получил аденин. Он же синтезиро­вал урацил привзаимодействии аммиачного раствора мочевины с соедине­ниями, возни­кающими изпростых газов под влиянием электрических разрядов. Из смеси метана, ам­миака иводы под действием ионизирующей радиации обра­зовывались угле­водные компо­нентынуклеотидов — рибоза и дезоксирибоза. Опыты с применением ультрафиолетовогооблуче­ния показали возможность синтеза нуклеотидов из смеси пу­риновыхоснований, ри­бозы или дезоксирибозы и полифос­фатов. Нуклеотиды, как из­вестно,являются мономерами нуклеи­новых кислот.

Второй этап — образованиесложных полимеров. Этот этапвозникновения жизни характе­ризовался абиогенным синтезом полимеров, подобныхнуклеиновым кислотам и белкам.

С. Акабюривпервые синтезировал полимеры протобелков сослучайным располо­жением аминокислотных остатков. Затем на куске вулканическойлавы при нагревании смеси ами­нокислот до 100°С С. Фокеполучил полимер с молекулярной массой до 10000, содержащий все включенные вопыт типичные для белков аминокислоты. Этот полимер Фокеназвал протеиноидом.

Искусственно созданным протеиноидам были характерны свой­ства, присущие бел­камсо­временных организмов: повторяющая­ся последовательность аминокислотных ос­татковв первичной структуре и заметная ферментативная активность.

Полимеры из нуклеотидов,подобные нуклеиновым кислотам организмов, были синтезиро­ваны в лабораторныхусловиях, не воспроизводимых в природе. Г. Корнбергпоказал воз­можность синтеза нуклеиновых кислот in vitro; для этоготребовались специ­фические фер­менты, которые не могли присутствовать вусловиях примитивной Земли.

В начальных процессахбиогенеза большое значение имеет химический отбор, ко­торый яв­ляется факторомсинтеза простых и сложных соединений. Одной из предпосы­лок химиче­ского син­тезавыступает способность атомов и молекул к избирательностипри их взаимо­действиях в реакциях. Например, галоген хлор илинеорганические ки­слоты предпочитают соединяться с лег­кими металлами. Свойствоизбирательности оп­ределяет способ­ность мо­лекул к самосборке, что былопоказано С. Фоксом в сложных макромолекулхарактеризуется строгой упорядоченностью, как по числу мономеров, так и по ихпространствен­ному распо­ложению.

Способность макромолекул ксамосборке А. И. Опарин рас­сматривал в качестве доказатель­ства выдвинутого имположе­ния, что белковые молекулы коацерватов могли синтезиро­ваться и безматричного кода.

Третий этап — появлениепервичных живых организмов. Отпростых углеродистых соеди­нений химическая эволюция при­вела квысокополимерным молекулам, которые составили основу формирования примитивныхживых существ. Переход от хими­ческой эволюции к биологической характеризовалсяпоявлением новых качеств, отсутствующих на химическом уровне развития материи.Главными из них были внутренняя организация протобионтов, приспособленная кокружающей среде благодаря ус­тойчивому обмену веществ и энергии, наследованиеэтой орга­низации на основе репликации генетического аппарата (матрич­ногокода).

А. И. Опарин с сотрудникамипоказал, что устойчивым обме­ном веществ с окру­жающей средой обладаюткоацерваты. При определенных условиях концентрированные водные рас­творыполипептидов, полисахаридов и РНК образуют коацерватные капельки объемом от 10-7до 10-6 см3, которые имеют границу раздела с воднойсредой. Эти ка­пельки обладают способностью ассимилировать из окружающей средывещества и син­тези­ровать из них но­вые соединения.

Так, коацерваты, содержащиефермент гликогенфосфорилазу, впитывали из рас­твора глю­козо-1-фосфат исинтезировали поли­мер, сходный с крахмалом.

Подобные коацерватамсамоорганизующиеся структуры опи­сал С. Фоке и назвал их микро­сферами. Приохлаждении на­гретых концентрированных растворов протеиноидов самопро­из­вольновозникали сферические капельки диаметром около 2 мкм. При опреде­ленных зна­ченияхрН среды микросферы образо­вывали двухслойную оболочку, напоми­нающую мем­браныобычных клеток. Они обладали также способностью делиться почко­ва­нием.

Хотя микросферы не содержатнуклеиновых кислот и в них отсутствует ярко выра­женный метаболизм, онирассматри­ваются в качестве возможной модели первых само­организую­щихсяструктур, напоминающих примитивные клетки.

Клетки — основнаяэлементарная единица жизни, способная к размножению, в ней проте­кают всеглавные обменные про­цессы (биосинтез, энергетический обмен и др.). Поэтому воз­никновениеклеточной организации означало появление подлин­ной жизни и начало био­логическойэволюции.

2.3. Эволюция одноклеточных организмов.

До 1950-х годов не удавалосьобнаружить следы докембрийской жизни на уровне однокле­точных организмов,поскольку микроскопические остатки этих существ невоз­можно вы­явить обычнымиметодами палеонтологии. Важную роль в их обнару­жении сыграло откры­тие,сделанное в начале XX в. Ч. Уолкотом. В докембрийских отложениях на западеСевер­ной Америки он нашел слоистые известняковые образования в виде столбов,названные позднее строматолитами. В 1954 г. было установ­лено, что стромато­литыформации Ган­флинт (Канада) образо­ваны остатками бактерий и сине-зеленых во­дорослей.У берегов Ав­стралии обнаружены и живые строматолиты, состоящие из этих жеорганизмов и очень сходные с ископаемыми докембрийскими строматолитами. К на­стоящемувремени остатки микроорганиз­мов найдены в десятках строматолитов, а также вглинистых сланцах морских побережий.

Самые ранние из бактерий(прокариоты) существовали уже около 3,5 млрд. лет на­зад. К на­стоящему временисохранились два семейства бактерий: древние, или археобак­терии (галофильные,метановые, термофильные), и эубактерии (все остальные). Таким образом,единственными живыми существами на Земле в течение 3 млрд. лет были при­митивныемикроорганизмы. Воз­можно, они представляли собой одноклеточные суще­ства, сход­ныес современными бактериями, например клостридиями, жи­вущими на ос­нове броженияи ис­пользования богатых энер­гией органических соединений, возникаю­щихабиогенно под дей­ствием электрических разрядов и ультрафиолетовых лучей. Сле­довательно,в эту эпоху жи­вые существа были потребителями органических веществ, а не ихпроизводителями.

Гигантский шаг на путиэволюции жизни был связан с воз­никновением основных биохими­ческих процессовобмена — фото­синтеза и дыхания и с образованием клеточ­нойорганиза­ции, содержащей ядерный аппарат (эукариоты). Эти «изобретения», сделан­ныееще на ран­них стадиях биологической эволюции, в основных чертах сохранились усовременных орга­низмов. Ме­тодами молекулярной биологии установлено поразитель­ноеедино­образие био­химических основ жизни при огромном различии ор­ганизмов подругим признакам. Белки почти всех живых су­ществ состоят из 20 аминокислот.Нук­леиновые кислоты, коди­рующие белки, монтируются из четырех нуклеотидов.Биосинтез белка осуществляется по единооб­разной схеме, местом их синтезаявляются рибосомы, в нем участвуют и-РНК и т-РНК. По­дав­ляющая частьорганизмов использует энергию окисления, ды­хания и гликолиза, котораязапасается в АТФ.

Рассмотрим подробнееособенности эволюции на клеточном уровне организации жизни. Наибольшее различиесуществует не между растениями, грибами и животными, а между ор­ганизмами,обладающими ядром (эукариоты) и не имеющими его (прокариоты). Последние пред­ставленынизшими организмами — бактериями и сине-зелеными водорослями (цианобактерии,или цианеи), все остальные ор­ганизмы — эука­риоты, которые сходны ме­жду собойпо внутриклеточной организации, генетике, био­химии и метаболизму.

Различие между прокариотами иэукариотами заключается еще и в том, что первые могут жить как в бескислородной(облигатные анаэробы), так и в среде с разным содер­жанием ки­слорода(факультативные анаэробы и аэробы), в то время как для эукариотов, за немногимисключением, обязателен кислород. Все эти различия имели существенное значениедля по­нимания ранних стадий биологической эволюции.

Сравнение прокариот иэукариот по потребности в кислороде приводит к заключе­нию, что прокариотывозникли в период, когда содержание кислорода в среде измени­лось. Ко вре­мениже появления эукариот концентрация кислорода была высокой и отно­сительно посто­янной.

Первые фотосинтезирующиеорганизмы появились около 3 млрд. лет назад. Это были ана­эробные бактерии,предшест­венники современных фотосинтезирующих бакте­рий. Предпо­ла­гается, чтоименно они образовали самые древние среди извест­ных стро­матолитов. Обед­нениесреды азотистыми органическими соединениями вызывало появ­ление живых су­ществ,спо­собных использовать атмосферный азот. Такими организмами, способными су­ществоватьв среде, полностью лишенной органи­ческих углеродистых и азотистых соедине­ний,являются фото­синтезирующие азотфиксирующие сине-зеленые водоросли. Эти орга­низмыосуществляли аэробный фотосинтез. Они устойчивы к про­дуцируемому ими кисло­родуи могут использовать его для собственного метаболизма. Поскольку сине-зеленыево­до­росли возникли в период, когда концентрация кислорода в ат­мосфереколебалась, вполне допустимо, что они — промежуточ­ные организмы междуанаэробами и аэробами.

С уверенностьюпредполагается, что фотосинтез, в котором источником атомов водорода длявосстановления углекислого газа является сероводород (такой фотосинтез осуществ­ляютсовременные зеленые и пурпурные серные бактерии), предшест­вовал бо­леесложному двустадийному фотосинтезу, при котором атомы водорода извлекаются измолекул воды. Второй тип фото­синтеза характерен для цианей и зеленых растений.

Фотосинтезирующаядеятельность первичных одноклеточных имела три последст­вия, ока­завшиерешающее влияние на всю дальнейшую эволюцию живого. Во-первых, фотосинтезосвободил организмы от конкуренции за природные запасы абиогенныхор­ганических со­единений, количество которых в среде значитель­носократилось. Развив­шееся посредством фотосинтеза автотрофноепитание и запасание питательных готовых веществ враститель­ных тканях создали затем условия для появления громадного разно­образияавтотрофных и гетеротрофных организ­мов. Во-вторых, фотосинтез обеспечивалнасыщение атмосферы достаточным количеством кислорода для возникновения и раз­витияорганизмов, энергети­ческий обмен которых основан на процессах дыхания.В-третьих, в результате фотосинтеза в верх­ней части атмосферы образовалсяозоновый эк­ран, защищаю­щий земную жизнь от губительного ультрафиолетовогоизлуче­ния кос­моса,

Еще одно существенное отличиепрокариот и эукариот заклю­чается в том, что у вторых центральным механизмомобмена является дыхание, у большинства же прока­риот энергети­ческий обменосуществляется в процессах брожения. Сравнение мета­бо­лизма прокариот и эукариотприводит к выводу об эволюцион­ной связи между ними. Вероятно, анаэробноеброжение возникло на более ранних стадиях эволюции. После по­явления в атмос­фередоста­точного количества свободного кислорода аэробный метабо­лизм оказалсянамного выгод­нее, так как при окислении углеводов в 18 раз увеличива­етсявыход биологически полез­ной энергии в сравнении с брожением. Таким образом, канаэроб­ному метаболизму присоеди­нился аэробный способ извлечения энергииоднокле­точными организмами.

Когда же появилисьэукариотические клетки? На этот вопрос нет точного ответа, но значи­тельноеколичество данных об иско­паемых эукариотах позволяет сказать, что их возрастсо­став­ляет около 1,5 млрд. лет. Относительно того, каким образом возникли эу­кариоты,суще­ствуют две гипотезы.

Одна из них (аутогеннаягипотеза) предполагает, что эукарио-тическая клетка воз­никла пу­темдифференциации исходной прокариотической клетки. Вначале развился мембранныйкомплекс: образовалась наружная клеточная мембрана с впячиваниями внутрьклетки, из которой сформировались отдельные струк­туры, давшие начало кле­точныморганоидам. От какой именно группы прокариот возникли эукариоты, сказатьневозможно.

Другую гипотезу(симбиотическую) предложила недавно аме­риканский ученый Маргулис. В ееобоснование она положила новые открытия, в частности обнаружение у пластид имито-хондрий внеядерной ДНК и способности этих органелл к само­стоятель­номуделению. Л. Маргулис предполагает, что эукарио-тическая клетка возникла вслед­ствиенескольких актов симбиогенеза. Вначале произошло объединение крупной амебо­виднойпрокариотной клетки с мелкими аэробными бактериями, кото­рые превратились вмитохондрии. Затем эта сим­биотическая прокариотная клетка включила в себяспиро­хетоподобные бак­терии, из кото­рых сформировались кинетосомы, центросомыи жгу­тики. После обособления ядра в цито­плазме (признак эука­риот) клетка сэтим набором органелл оказалась исходной для образо­вания царств грибов иживотных. Объединение прокариотной клетки с цианеями привело к образованиюпластидной клетки, что дало начало формированию царства растений. Ги­по­тезаМаргулис разделяется не всеми и подвергается критике. Большинство авторовпридер­живается аутогенной гипотезы, бо­лее соответствующей дарвиновскимпринципам монофи­лии, диф­ференциации и услож­нения организации в ходепрогрессивной эволюции.

В эволюции одноклеточнойорганизации выделяются проме­жуточные ступени, свя­занные с усложнениемстроения орга­низма, совершенствованием генетического аппарата и способовразмножения.

Самая примитивная стадия — агамнаяпрокариотная — пред­ставлена цианеями и бакте­риями. Морфология этихорганизмов наиболее проста в сравнении с другими одно­клеточ­ными (простей­шими).Однако уже на этой стадии появляется дифферен­циация на цито­плазму, ядерныеэлементы, базальные зерна, цитоплазматическую мембрану. У бак­терий из­вестенобмен гене­тическим материалом посредством конъюгации. Большое раз­нооб­разиевидов бактерий, способность существовать в самых раз­ных условиях средысвидетельствуют о высокой адаптивности их организации.

Следующая стадия — агамнаяэукариотная — характеризу­ется дальнейшей диффе­ренциа­цией внутреннегостроения с фор­мированием высокоспециализированных орга­ноидов (мембраны, ядро,цитоплазма, рибосомы, митохондрии и др.). Особо суще­ствен­ной здесь былаэволюция ядерного аппарата — образо­вание настоящих хромосом в сравнении с про­кариотами,у ко­торых наследственное вещество диффузно распределено по всей клетке. Этастадия характерна для простейших, прогрес­сивная эволюция кото­рых шла по путиувеличе­ния числа оди­наковых органоидов (полимеризация), увеличе­ния числахромо­сом в ядре (полиплоидизация), появления генеративных и ве­гетативных ядер— макронуклеуса и мик­ронуклеуса (ядерный дуализм). Среди одноклеточных эука­риотныхорганизмов имеет­ся много видов с агамным размножением (голые амебы, ра­ковинныекорненожки, жгутико­носцы).

Прогрессивным явлением вфилогенезе простейших было воз­никновение у них по­лового размножения(гамогонии), которое отличается от обычной конъюгации. У про­стейших име­етсямейоз с двумя делениями и кроссинговером на уровне хроматид, и об­разуютсягаметы с гаплоидным набором хромосом. У неко­торых жгутиковых гаметы почтинеотличимы от бесполых осо­бей и нет еще разделения на мужские и женские га­меты,т. е. наблюдается изо­гамия. Постепенно в ходе прогрессивной эво­люции происхо­дитпереход от изогамии к ани­зогамии, или раз­делению генеративных клеток наженские и мужские, и к анизогамной ко­пуляции. Прислиянии гамет образуется диплоидная зи­гота.Следовательно, у простейших наметился переход от агамнойэукариотной стадии к зиготной — начальной стадии ксено­гамии (размножение путемперекрестного оплодо­творения). После­дующее развитие уже многоклеточныхорганизмов шло по пути совер­шенствования способов ксеногамного раз­множения.

      2.4.  Возникновение и развитие многоклеточной ор­ганизации.

Следующая после возникновенияодноклеточных ступень эво­люции заключалась в образо­вании и прогрессивномразвитии многоклеточного организма. Эта ступень отли­чается большойусложненностью переходных стадий, из которых выделяются колони­альная одно­клеточная,первично — дифференцированная, централизованно — дифференци­рованная.

Колониальная одноклеточная стадия считается переходной от одноклеточного ор­ганизмак многоклеточному и является наиболее простой из всех стадий в эволюциимногоклеточной организации.

Недавно обнаружены самыепримитивные формы колониаль­ных одноклеточных, стоящих как бы на полпути междуодно­клеточными организмами и низшими многокле­точными (губ­ками икишечнополостными). Их выделили в подцарство Меsozoa, однако вэволюции на многоклеточную организацию пред­ставителей этого полцарства считаюттупиковыми ли­ниями. Большее предпочтение при решении вопроса о происхождениимногоклеточности отдается колониальным жгутиконосцам (Gonium, Pandorina, Volvox). Так, колония Gonium состоитиз 16 объ­единенных клеток-жгутиконосцев, однако без всякой специали­зации ихфункций как членов колонии, т. е. представляет собой механи­ческий конгломератклеток.

Первично-дифференцированная стадия в эволюции многокле­точной организациихарактери­зуется началом специализации по принцип «разделения труда» у членов коло­нии.Элементы пер­вичной специализации наблюдаются у колоний Pandorina morum (16 клеток), Eudorina elegans (32 клетки), Volvox globator (тысячи клеток). Специализация у названных организ­мовсводится к разделению клеток на соматические, осуществля­ющие функции питания идви­жения (жгутики), и генератив­ные (гонидии), служащие для раз­множения.Здесь наблюдает­ся и выраженная анизогамия. На первично-дифференциро­ван­нойстадии происходит специали­зация функций на тканевом, органном исистемно-органном уровне. Так, у кишечнополост­ных уже сформировалась простаянервная сис­тема, которая, распространяя импульсы, коор­динирует деятельностьдвигатель­ных, же­лезистых, стрекательных, репродуктивных клеток. Нерв­ногоцентра как такового еще нет, но центр координации имеется.

С кишечнополостных начинаетсяразвитие централизованно-дифференцированной стадии в эволюциимногоклеточной органи­зации. На этой стадии усложнение морфофи­зиологиче­скойструктуры идет через усиление тканевой специализации, начиная с воз­никновенияза­родышевых листков, детерминирующих морфогенез пищевой, выдели­тельной,генератив­ной и других систем органов. Возникает хорошо выраженная центра­лизованнаянервная система: у беспозвоночных — ганглиолярная, у позво­ночных — сцентральным и перифери­ческим отделами. Одновре­менно совершенствуются способыполового размножения — от наружного оплодотворения к внутреннему, от свободнойинку­бации яиц вне материнского организма к живорождению.

Финалом в эволюциимногоклеточной организации животных было появление ор­ганизмов с поведением«разумного типа». Сюда относятся животные с высокоразвитой условно-реф­лекторнойдеятельностью, способные передавать информацию следу­ющему поколению не толькочерез наследственность, но и надгаметным способом (например, передача опыта мо­лоднякупо­средством обучения). Заключительным этапом в эволюции цент­рализованно-дифференцированнойстадии стало возникновение человека.

Рассмотрим основные этапыэволюции многоклеточных орга­низмов в той после­довательно­сти, как она происходилав геоло­гической истории Земли. Всех многоклеточ­ных разделяют на три царства:грибы (Fungi), растения (Metaphyta) и животные (Metazoa).Относительно эволюции грибов известно очень мало, так как палеонтологи­цескаялетопись их остается скудной. Два других царства намного богаче представленыископаемыми остатками, даю­щими возможность довольно подробно восстано­вить ходих истории.

                             2.5.  Эволюциярастительного мира.

В протерозойскую эру (около 1млрд. лет назад) эволю­ционный ствол древнейших эука­риот разделился нанесколько ветвей, от которых возникли многоклеточные растения (зеле­ные, бурыеи красные водоросли), а также грибы. Большинство из первичных рас­тенийсвободно плавало в морской воде (диатомовые, золотистые водоросли), частьприкреплялась ко дну.

Существенным условиемдальнейшей эволюции растений было образование почвенного субстрата наповерхности суши в ре­зультате взаимодействия бактерий и цианей с мине­раль­нымивеществами и под влиянием климатических факторов. В конце силурийского периодапочвообразовательные процессы подго­товили возможность выхода растений на сушу(440 млн. лет назад). Среди растений, первыми освоившими сушу, были псило­фиты.

От псилофитов возникли другиегруппы наземных сосудистых растений: плауны, хвощи, папоротники, размножающиесяспорами и предпочитающие водную среду. Примитив­ные со­общества этих растенийши­роко распространились в де­воне. В этот же период поя­вились и первыеголосемен­ные, возникшие от древних папоротников и унаследо­вав­шие от нихвнешний дре­вовидный облик. Переход к размножению семенами имел боль­шоепреимуще­ство, так как освободил половой про­цесс от необходимости вод­нойсреды (как это наблю­дается еще у современных папоротников).  Эволюция высшихназемных растений шла по пути все большей ре­дукции гаплоидного поколе­ния(гаметофита) и преобла­дания диплоид­ного поколе­ния (спорофита).

Значительного разнооб­разиядостигла наземная флора в каменноугольный период. Среди древовидных широкораспространялись плаунообразные (лепидодендроны) и сигилля­рие­вые, достигавшиев высоту 30 м и более. В палеозойских лесах богато были пред­ставленыдревовидные папоротники и хвощеобразные каламиты. Из первич­ных голосе­менныхгос­подствовали разнообразные птеридоспермы и кордаиты, напоминавшие стволамихвойных и имевшие длин­ные лентовидные листья.

Начавшийся в пермский периодрасцвет голосеменных, в частности хвойных, привел к их господству в мезозойскуюэру. К середине пермского периода климат стал засушли­вее, что во многомотразилось на изменениях в составе флоры. Сошли с арены жизни гигантскиепапоротники, древовидные плауны, каламиты, и постепенно исчез столь яр­кий длятой эпохи колорит тропических лесов.

В меловой период произошелследующий крупный сдвиг в эволюции растений, — поя­вились цветковые(покрытосеменные). Первые представители покрытосеменных были кустарни­ками илинизкорослыми деревьями с мелкими листьями. Затем довольно бы­стро цветковыедостигли огромного разнообразия форм со значительными размерами и крупнымилистьями (например, возникли семейства магнолиевых, платановых, лавро­вых).Опыление насеко­мыми и внутреннее оплодотворение создали значи­тельные пре­имуществацветковых над го­лосеменными, что обес­печило их расцвет в кайнозое. В на­стоящеевремя число видов по­крытосеменных составляет около 250 тыс., т. е. почти по­ловинувсех известных ныне видов растений.

Отметим основные особенностиэволюции растительного мира: 1) Постепенный переход к преобладанию диплоидногопоколе­ния над гаплоидным. У многих водорослей все клетки (кроме зиготы)гаплоидны, у голосеменных и покрытосеменных почти полно­стью редуци­руетсягаметофит и значительно удлиняется в жизненном цикле диплоидная фаза. 2) Неза­висимоеполовое размножение от капельноводной среды. Мощное развитие споро­фита, пе­реходот наружного оплодотворения к внутреннему, воз­никновение двой­ного оплодотворе­нияи обеспечение зародыша запасами питательных веществ. 3) В связи с прикрепленнымобразом жизни на суше растение расчленяется на корень, стебель и лист,развиваются сосу­дистая проводящая система, опорные и защитные ткани. 4) Со­вершенствованиеорганов размноже­ния и перекрестного опыления у цветковых в сопря­женной эво­люциис насеко­мыми. Развитие зародышевого мешка для за­щиты раститель­ного эмбрионаот неблагопри­ятных влияний внеш­ней среды. Возникновение разнооб­разныхспособов распростра­нения семян и плодов физическими и биотическими факто­рами.

                            2.6.  Эволюцияживотного мира.

История животных изученанаиболее полно в связи с тем, что они обладают скелетом и по­этому лучшезакрепляются в окаменелых остатках. Самые ранние следы животных об­нару­живаютсяв конце докембрия (700 млн. лет). Предполагается, что первые животные про­изошлилибо от общего ствола всех эукариот, либо от одной из групп древнейших  водорос­лей.Наиболее близки к предкам простейших животных (Pro­tozoa)одноклеточ­ные зеле­ные водоросли. Не случайно, например, эвглену и воль­вокс,способных и к фо­тосин­тезу, и к ге­теротрофному пи­танию, ботаники относят ктипу зеленых водорослей, а зоологи — к типу простей­ших животных. За всю исто­риюживотного мира возник­ло 35 типов, из которых 9 вы­мерло, а 26 существуют досих пор.

Разнообразие и количест­вопалеонтологических доку­ментов в истории животных резко воз­растают в породах,датируемых менее 570 млн. лет. В течение примерно 50 млн. лет до­вольно быстропоявляются почти все типы вторичнополостных живот­ных с прочным скеле­том.Широко были распространены в морях силура трилобиты. Возникновение типа хордо­вых(Chordata) относится ко времени менее 500 млн. лет. Комплек­сыхорошо сохранив­шихся ископаемых найдены в сланцах Бергеса (Колумбия),содержащих остатки беспозво­ночных, в част­ности мягкотелых организмов типа Annelida,к которому при­над­лежат совре­менные дождевые черви.

Начало палеозоя отмеченообразованием многих типов живот­ных, из которых примерно треть существует внастоящее время. Причины такой активной эволюции остаются неяс­ными. Впозднекембрийское время появляются первые рыбы, представленные бесчелю­ст­ными—Agnata. В дальнейшем они почти все вымерли, из современныхпотомков со­храни­лись миноги. В девоне возникают челюстные рыбы в результатетаких круп­ных эволюцион­ных преобразований, как превращение передней парыжаберных дуг в челю­сти и формиро­вание парных плав­ников. Первых челюстноротыхпредставляли две группы: лучеперые и лопастеперые. Почти все ныне живущие рыбы— потомки лучепе­рых. Лопастеперые пред­ставлены сейчас только двоякодышащими инебольшим числом релик­товых морских форм. Лопастеперые имели в плавникахкостные опорные эле­менты, из которых развились конеч­ности первых обитателейсу­ши. Ранее из группы ло­пастеперых возникли амфибии, следова­тельно, всечетверо­ногие позвоночные имеют своим далеким предком эту исчезнувшую группурыб.

Наиболее древние пред­ставителиамфибий — ихтиостеги обнаружены в верхне­девонских отложениях (Гренландия). Этиживотные обладали пятипалыми конечностя­ми, с помо­щью которых они моглипереползать по суше. Все же ряд признаков (настоящий хвосто­вой плавник,покрытое мелкими че­шуйками тело) свидетельствует о том, что ихтиостеги оби­талипреиму­щественно в водоемах. Конкуренция с кистеперыми рыбами застав­ляла этихпервых земноводных занимать промежуточные между водой и сушей местообита­ния.

Расцвет древних амфибийприурочен к карбону, где они были представлены большим раз­нообразием форм,объединяемых под названием «стегоцефалы». Среди них наиболее выде­ляютсялабиринтодонты и крокодилообразные. Два отряда современных амфибий — хво­статыеи безногие (или червяги) — произошли, вероятно, от других ветвей стего­цефалов.

От примитивных амфибий ведутсвое начало рептилии, ши­роко расселившиеся на суше к концу пермского периодаблаго­даря приобретению легочного дыхания и оболочек яиц, за­щи­щающих от высыхания.Среди первых рептилий особенно выде­ляются котилозавры — небольшиенасекомоядные животные и активные хищники — терапсиды, уступившие в триасеместо ги­гантским рептилиям, динозаврам, появившимся 150 млн. лет назад. Вполневероятно, что последние были тепло­кровными животными. В связи с теплокров­ностьюди­нозавры вели активный образ жизни, чем можно объяснить их длитель­ноегосподство и со­существование с млекопитающими. Причины вымирания динозавров(примерно 65 млн. лет назад) неизвестны. Предполагают, в частности, что таковоемогло быть следствием массо­вого уничтожения яиц динозавров примитивнымимлекопи­таю­щими. Более правдоподоб­ной кажется гипотеза, согласно которойвымирание динозав­ров связано с резкими колеба­ни­ями климата и уменьшением растительнойпищи в мело­вом периоде.

Уже в период господствадинозавров  существовала предковая группа млекопи­тающих — небольших   поразмеру с шерстным покро­вом животных, возникших от одной из ли­ний хищныхтерапсид. Млекопитающие вы­ходят на передний край эво­люции благодаря такимпрогрессивным адаптациям, как плацента, вскармлива­ние потомства молоком, бо­лееразви­тый мозг и связан­ная с этим большая актив­ность, теплокровность. Зна­читель­ного разнооб­разия млекопитающие достигли в кайнозое, появились при­маты. Третич­ныйпериод был временем расцвета млекопитающих, но многие из них вскоре вымерли(например, ирланд­ский олень, саблезубый тигр, пещерный медведь).

Прогрессивная эволюцияприматов оказалась уникальным явлением в истории жизни, в итоге она привела квозникно­вению человека.

Наиболее существенные чертыэволюции животного мира заключались в следующем: 1) Прогрессивное развитиемногоклеточности и связанная с ним специализация тканей и всех систем органов.Свободный образ жизни (способность к перемещению) в значи­тельной мереопределил совершенствование форм по­ведения, а также автономизацию онтогенеза —относительную независимость индивидуального развития от колебаний факторовсреды на основе развития внутренних регуляторных систем. 2) Возникновениетвердого скелета: на­ружного — у членистоно­гих, внутреннего — у позвоночных.Такое разделение определило разные пути эволюции этих типов животных. Наружныйскелет членистоногих препятство­вал увеличению размеров тела, именно поэтомувсе насекомые представлены мелкими фор­мами. Внут­ренний скелет позвоночных неограничивал уве­личение размеров тела, достиг­ших максимальной величины умезозойских репти­лий — динозавров, ихтиозавров. 3) Воз­никновение и совершен­ствованиецентрализованно-дифференцированной стадии органино­полостных до млекопитаю­щих.На этой стадии прои­зошло разделение насекомых и  позво­ночных.  Развитиецентральной нервной сис­те­мы у насекомых характери­зуется совершенст­вованиемформ поведения по типу нас­ледственного закрепления инстинктов. У позвоноч­ныхразвился головной мозг и сис­тема условных рефлексов, наблюдается ярко выражен­наятенденция к повышению сред­ней выживаемости от­дельных особей.

Этот путь эволюции поз­воночныхпривел к развитию форм группового адаптивно­го по­ве­дения, финальным событием которого стало возникновение биосоциаль­ного  суще­ства — челове­ка.

                                       2.7. Эволюция биосферы.

С момента возникновения жизньоформилась в виде при­митивной биосферы, и с того вре­мени ее эволюция тесносопря­жена с возникновением самых разнообразных видов микроор­ганизмов, грибов,растений, животных. Число вымерших видов, некогда оби­тавших на зем­ном шаре,определяется разными ав­торами от одного до нескольких мил­лиардов (Дж.Симпсон). Сейчас выявлено более 1,5 млн. видов. Многообразие видов,существовавших в прошлом и населяющих планету сейчас, есть результатисторического развития биосферы в целом.

Согласно выдвинутому В. И.Вернадским закону, названному им «вторым биогеохимиче­ским принципом», эволюциявидов и возникновение устойчивых форм жизни шли в на­правлении уси­лениябиогенной миграции атомов в биосфере. Именно живому компо­ненту биосферы, а нефизико-географическим или геологи­ческим процессам принадле­жит веду­щая роль впреобразовании вещества и энергии на поверхности Земли. Взаимо­связь эво­лю­цииорганического мира с основными биогеохимическими процессами в биосфере Вернад­скийусматривал прежде всего в биогенных миграциях химических эле­ментов, т. е. в«прохож­дении» их через организмы. Определенные химические вещества (кальций,углерод) могут концентрироваться в организмах и при их отмирании скапли­ватьсяв минеральных и органических отложениях, в известняках, угле, торфе. Большаячасть угле­кислого газа и азота в атмосфере — продукт жизнедеятельностиорганизмов, насыщение ее кислородом было прямо связано с эволюциейфотосинтезирующих видов.

Основная структурная единицабиосферы — биогеоценоз. Свойства биосферы, как отме­чал выдающийся советскийэколог С. С. Шварц, в значительной мере определяются ее рабочими единицами —биогеоценозами. Входя в состав биосферы, биогеоценозы, есте­ственно, свя­занымежду собой. Эта связь выражается в обмене живыми компонентами при миграцииособей, а также в постоянных потоках минеральных и органических ве­ществ черезповерх­ностные и грунтовые воды.

Исторические преобразованиябиосферы в целом складывают­ся из эволюции биогеоце­нозов и в свою очередьоказывают влияние на нее. Совокупность геологических и кос­мических фак­торовсущественно изменяла условия жизни на Земле. Поэтому уже с мо­мента зарожде­нияживое приспосабливалось к этим изменениям, что сопровождалось увеличением много­образияорганических форм. Постепенно захват новых, ранее непри­годных зон жизни при­велк почти полному заселению всех возмож­ных для существова­ния живого местобитания. В результате этого все более увеличивалось «давление жизни»,обострялась борьба за суще­ствование между самими организмами. Биотиче­скиефакторы становятся ведущими в эво­люции. Таким образом, эволюционныепреобразова­ния биосферы, обусловленные сов­мест­ным действием биотических иабиотических фак­торов,— необходимые условия существо­вания жизни на Земле.

Проблема эволюции самойбиосферы еще только начинает разрабатываться. Достаточно сказать, что малоисследований, в которых бы предпринимались попытки выделить сту­пени эво­люциибиосферы. Ряд авторов ограничились описанием общего филогенеза жизни от ар­хеядо наших дней. Выделение же этапов в истории биосферы проводится по главнымгруп­пам организ­мов, доминирующих в ту или иную эпоху, в соответствии сгеологической пе­риодизацией. Выделение этапов в истории жизни на Земле подомини­рующим группам ор­ганизмов в кембрии, ордовике, силуре и т. д. посуществу является отраже­нием эволюции индивидуальной формы организации, таккак строится в основ­ном на сравнительно-морфо­логическом принципе.

                            Заключение.

       М. М. Камшилов вы­делил четыре основных этапаэволюции: 1) биохимическая эво­лю­ция, начавшаяся примерно 3 млрд. лет назад изакончившаяся к кембрию; 2) морфо­физиоло­гический прогресс, осу­ществляемый напротяжении 500 млн. лет до настоящего вре­мени: 3) эволюция психики, начавшаясяоколо 250 млн. лет назад с момента появле­ния насекомых; 4) эволюция сознания,связанная с возникновением и развитием челове­ческого обще­ства на протяжениипоследних 500 тыс. лет. В этой связи он намечает и выделение этапов эволюциибиосферы. Первый этап — возникновение биотического круговорота, означавшегоформи­ро­вание биосферы. Второй этап — усложнение жизни на планете,обусловленное появле­нием многоклеточных организмов. Третий этап — формированиечеловеческого общества, оказывающего своей хозяйственно-экономиче­скойдеятельностью все большее влияние на эволюцию биосферы (ноосфера).

Попытки выделить основные этапы эволюции биосферы за­служиваютвнимания уже тем, что ставят эту проблему в ка­честве одной из важных задачсовременной эволюционной тео­рии.

       Жизнь представляет собой особую форму существованияи движения материи с двумя характерными признаками: самовос­произведением ирегулируемым обменом ве­ществ с ок­ружающей средой. Все современные гипотезыпроисхождения жизни и попыт­ки ее модели­рования «в пробирке» исходят из этихдвух фунда­ментальных свойств жи­вой материи. Экс­периментально удалосьустановить основные этапы, по которым могла возникать жизнь на Земле: синтезпростых органических соединений, синтез по­лимеров, близких к нуклеино­вымкислотам и белкам, образо­вание первичных живых организмов (протобионтов).Собст­венно биологическая эволюция начинается с образования клеточ­нойорганизации и в даль­нейшем идет по пути совершенствования строения и функцийклетки, образования много­клеточной органи­зации, разделения живого на царстварасте­ний, животных, гри­бов с после­дующей их дифференциацией на виды.

       И все же, как ни была бы сомнительна любая изтеорий о развитии жизни на земле, каждая теория имеет право на существование,раз имеет сторонников. Но человечество не остановится на этом — оно будетискать единственно правильную теорию, даже если нужно будет разрушить то, чтоесть. Человечество поставило перед собой мучительную и сладкую загадку, теперьпоявилась проблема на нее ответить.

                                                   />   

                  Списокиспользованной литературы:

            1. А. И. Опарин «Происхождение жизни»           Москва 1954

             2. А. Б.Георгиевский  «Дарвинизм»                     Москва  1985

             3. Т. Николов«Долгий путь жизни»                     Москва  1986

             4. Г. А. Гурев  «Чарлз Дарвин иатеизм»          Ленинград 1975