Планетарна теорія зародження життя. Основні положення концепції структурних рівнів живих організмів. Реліктове випромінювання

Зміст

1. Поясніть планетарну причинністьзародження життя

2Назвіть основнірізновиди матерії. Яка між ними зв'язок

3Що такереліктове випромінювання і яка його природа

4Матеріалістичнаприрода еволюції Дарвіна і сучасна генетика

5Основніположення концепції структурних рівнів живих організмів

Література

1. Пояснітьпланетарну причинність зародження життя

панспермії -гіпотеза про появу життя на Землі в результаті перенесення з інших планет якихосьзародків життя. Якщо спробувати коротко охарактеризувати панспермії, суть їїможна звести до наступного: існують зародки життя, розсіяні по всійВсесвіту і в принципі здатні заселити будь-яку планету, якщо умови на нійвиявляться придатними для розвитку життя. У 1908 році відомий шведськийфізико-хімік С. Арреніус розробив концепцію однієї з різновидівпанспермії, названу радіаційної панспермії. На думку вченого, в результатіміграції по Всесвіту, викликаної тиском сонячного світла (або тискомсвітла іншої зірки), спори бактерій в підсумку досягали і Землі. Арреніус припускав,що суперечки термостійких бактерій, наприклад, могли потрапити на Землю з Венери вмомент найбільшого зближення цих планет. Незадовго до цього відомий російськийфізик П. Н. Лебедев експериментально довів наявність світлового тиску тапродемонстрував його дію на суперечках плауна (лікоподій).

Різновидлітопансперміі - гіпотеза пометной походження життя на Землі - викладена,наприклад, у книгах Ф. Хойл і С. Вікремасінга "Облік життя" і"Хвороби з космосу", опублікованих у 1978-1979 роках. Авторидоводять, що багато земних глобальні епідемії вірусногопоходження-пандемії (наприклад, пандемія грипу в 1918 році) найбільшпереконливо пояснюються, якщо допустити їх космічне (кометної)походження. Бактерії та віруси, що утворилися всередині комет, потрапляли (і, яквважають автори, продовжують потрапляти) на Землю всередині мікрометеоритів кометногопоходження.

Іншарізновид панспермії пов'язана з гіпотезою, по якій Земля утвориласяшляхом акумуляції холодної космічного пилу, в силу чого поверхню планети неперетерплювала значного нагрівання.

2. Назвітьосновні різновиди матерії. Яка між ними зв'язок

Насучасному етапі розвитку природознавства дослідники розрізняють наступнівиди матерії: речовина, фізичне поле і фізичний вакуум.

Речовинаявляє собою основний вид матерії, що володіє масою спокою. Доречовим об'єктам відносять: елементарні частинки, атоми, молекули ічисленні утворені з них матеріальні об'єкти. Властивості речовинизалежать від зовнішніх умов і інтенсивності взаємодії атомів і молекул, щоі обумовлює різні агрегатні стани речовин.

Фізичнеполе являє собою особливий вид матерії, що забезпечує фізичневзаємодія матеріальних об'єктів і їх систем. До фізичним параметрамдослідники відносять: електромагнітне і гравітаційне поля, поле ядернихсил, хвильові поля, відповідні різним часткам. Джерелом фізичнихполів є частинки.

Фізичнийвакуум - це нижчу енергетичне стан квантового поля. Цей термін буввведений в квантову теорію поля для пояснення деяких процесів. Середнєчисло частинок - квантів поля - у вакуумі дорівнює нулю, проте в ньому можутьнароджуватися частки в проміжних станах, існуючі короткий час.

При описіматеріальних систем використовують корпускулярну (від лат. corpuskulum - частка) іконтинуальних (від лат. continium - безперервний) теорії. Континуальної теоріярозглядає повторювані безперервні процеси, коливання, які відбуваютьсяв околиці деякого середнього положення. При поширенні коливань всередовищі виникають хвилі. Теорія коливань - область фізики, що займаєтьсядослідженням цих закономірностей. Таким чином, континуальної теоріяописує хвильові процеси. Поряд з хвильовим (континуальним) описом широковикористовується поняття частинки - корпускули. З точки зору континуальноїконцепції вся матерія розглядалася як форма поля, рівномірнопоширеного в просторі, а після випадкового обурення поля виникли хвилі,тобто частинки з різними властивостями. Взаємодія цих утвореньпризвело до появи атомів, молекул, макротіл, що утворюють макросвіт.

3. Що такереліктове випромінювання і яка його природа

Реліктовевипромінювання (або космічнемікрохвильове фонове випромінювання - космічне електромагнітне випромінювання звисоким ступенем ізотропності і зі спектром, характернимдля абсолютно чорного тіла з температурою2,725 К.

Існуванняреліктового випромінювання було передбачене теоретично в рамках теорії Великоговибуху. Хоча в даний час багато аспектів первісної теорії Великоговибуху переглянуті, основи, що дозволили передбачити температуру реліктового випромінювання,залишилися незмінні. Вважається, що реліктове випромінювання збереглося з початковихетапів існування Всесвіту і рівномірно її заповнює. Експериментально йогоіснування було підтверджено в 1965 році. Поряд з космологічнимчервоним зміщенням, реліктове випромінювання розглядається як одне з головнихпідтверджень теорії Великого вибуху.

Згіднотеорії Великого Вибуху, рання Всесвіт представляв собою гарячу плазму, що складається з фотонів,електронів і баріонів. Завдяки ефекту Комптона фотони постійновзаємодіяли з іншими частинками плазми, випробовуючи з ними пружнізіткнення і обмінюючись енергією. Таким чином, випромінювання знаходилося встані теплової рівноваги з речовиною, а його спектр відповідав спектруабсолютно чорного тіла.

По мірірозширення Всесвіту космологічне червоне зміщення викликало охолодженняплазми, і на певному етапі для електронів стало енергетичнопредпочтительней, з'єднавшись з протонами (ядрами водню) і альфа-частинками (ядрами гелію),сформувати атоми. Цей процес називається рекомбінацією.Це сталося при температурі плазми близько 3000 К і зразковій віціВсесвіту 400 000 років. З цього моменту фотони перестали розсіюватисятепер вже нейтральними атомами і змогли вільно переміщатися в просторі,практично не взаємодіючи з речовиною. Видимий сфера, відповіднаданого моменту, називається поверхнею останнього розсіювання. Це - самийвіддалений об'єкт, який можна спостерігати в електромагнітному спектрі.

В результатіподальшого розширення Всесвіту температура випромінювання знизилася і заразстановить 2,725 К.

Для розумінняприроди реліктового випромінювання необхідно звернутися до процесів, що мали місцена ранніх стадіях розширення Всесвіту.

4. Матеріалістичнаприрода еволюції Дарвіна і сучасна генетика

Дуже небагато теорії науки ставали об'єктом настільки зацікавленогоуваги громадськості, як теорія природного відбору. Дарвінізм бувсприйнятий як довгоочікувану відповідь на загадку життя, що зачіпає всіх ікожного.

Його теорія грунтувалася на двох ідеях: випадкові мутації і природнийвідбір. Центральна думка дарвінізму полягає в тому, що всі живі організмимають спільне начало, спільне походження.

У 1859 буланадрукована книга Ч. Дарвіна "Походження видів шляхом природноговідбору, або збереження обраних порід в боротьбі за життя ". У ційкнизі Ч. Дарвін показав, що перетворення порід домашніх тварин ікультурних рослин відбувається на основі незначних змін в ознакахокремих організмів. Людина свідомо вибирає організми, що володіютьнайбільш цінними з господарської точки зору особливостями, зберігає їх і відних отримує потомство, тобто проводить штучний відбір. Дарвін довів, щоаналогічний процес спостерігається і в природі. При цьому виникають у тварин ірослин спадкові зміни попадають під дію природного відбору,так що в боротьбі за існування виживають форми, найбільш пристосовані доданих умов середовища. Тим самим Дарвін матеріалістично пояснивдоцільність організації живих істот [на відміну від більш ранніх спробстворити еволюційну теорію, побудовану на допущенні іманентної (внутрішньо властивої)здатності організмів доцільно змінювати у відповідь на зовнішні впливи іпередавати потомству такі доцільні зміни]. Т. о., Він вперше вісторії біології побудував теорію еволюції, керуючись..., зокрема,даними, отриманими господарською практикою. Це мало великеметодологічне значення, оскільки дозволило не тільки наочно й переконливо длясучасників обгрунтувати ідею органічної еволюції, але й перевіритисправедливість самої теорії. Матеріалістичний характер Д. зробив йогонеприйнятним для консервативної частини біологів і для релігійно налаштованихкіл.

Ч. Дарвінвиходив з існування двох основних типів мінливості; певної,представляє собою пристосувальні реакції організмів на впливфакторів зовнішнього середовища, і невизначеної, також виникає під впливомзовнішніх факторів, але не має пристосувального характеру. Певнізміни при відсутності з'єднав їх фактора зникають, як правило, вже внаступному поколінні. Невизначені зміни, навпаки, передаються відпокоління до покоління незалежно від умов середовища. Тому Ч. Дарвін вважав,що головний матеріал для еволюції поставляє саме невизначенамінливість. Довгий час подання про невизначеної мінливості як проматеріалі еволюції залишалося найбільш уразливою стороною Д. Наприклад,англійський інженер Ф. Дженкін розрахував, що потомство, одержуване присхрещуванні особин, що характеризуються небудь ознакою, з особинами, їм неволодіють, повинне мати вдвічі ослаблене вираження даної ознаки.Отже, у ряді поколінь нові властивості повинні зникати, а незакріплюватися, тому еволюція неможлива. Згодом було показано, щоспадкові особливості організмів не "розчиняються" при передачінаступним поколінням (див. Генетика, Менделя закони). Багатоантідарвіністіческіе теорії (див. Ламаркізм, неоламаркізм) чільну роль уеволюції відводили певної мінливості. Згідно з цими теоріями,пристосувальні (адаптивні) зміни передаються у спадок і єматеріалом для еволюційного процесу. Однак певні (пристосувальні)зміни - адаптивні модифікації, - за сучасними уявленнями, неуспадковуються. Спадково обумовлена ​​лише здатність організмів до адаптивнимреакцій на відповідні зовнішні фактори, про що свідчить сталість,з яким адаптивнімодифікації знову проявляються при відновленні колишніхумов. Крім того, численними експериментами доведено, що зновуз'являються спадкові зміни організмів, як правило, не буваютьпристосувальними. Адаптивні ж модифікації - не нові пристосування, ареакції, вироблені в ході попередньої еволюції цих організмів.

Матеріаломеволюції може служити тільки невизначена (спадкова) мінливість,заснована, як встановлено сучасною біологією, на мутаціях і їхкомбінаціях, що виникають в результаті схрещування. Нові мутації зазвичай шкідливі:вони порушують вже досягнуту пристосованість. Еволюція не зводиться, однак,тільки до раптового виникнення нових вдалих спадкових властивостей (див.Мутационізм). Взаємодія організмів з навколишнім середовищем виражається в боротьбіза існування. Згідно з Ч. Дарвіном, це явище обумовлене бракомжиттєвих засобів (їжі, світла, сховищ, території і т. д.) для всіхнароджуваних особин даного виду. У процесі боротьби за існування у особин,виявилися не пристосованими до даних умов середовища, знижується плодючістьабо вони гинуть. Чим ближче по своїй біології організми, що живуть на однійтериторії, тим гостріше що йде між ними конкуренція і тим більше число їхгине; набагато частіше виживають особини, що використовують різну їжу, що володіютьрізними засобами захисту і т. п., іншими словами, що набувають різнівластивості. У результаті в ряді поколінь відбувається розбіжність ознак -дивергенція, що врешті-решт призводить до розщеплення вихідного виду нарізновиди, які можуть стати новими видами (див. Відообразованіє).Ухилення, не відповідають умовам середовища, не зберігаються: особини, якимпритаманні такі ознаки, гинуть; але незначні мутації комбінуються присхрещуванні особин, що пройшли відбір. Це призводить до зміни властивостейорганізму. Так, завдяки загибелі особин, що володіють різкими неадаптівниміухиленнями, і схрещуванню вижили первинно неадаптивні мутації в процесівідбору перетворюються на нові пристосування. Так як гинуть в боротьбі заіснування і виживають (проходять відбір) не отд. ознаки, а що несуть ціознаки особи, еволюціонувати може тільки популяція - група належатьдо одного виду і постійно схрещуються між собою особин, що живуть на однійтериторії. Що йде під контролем природного добору схрещування призводить нетільки до перетворення мутацій, але і для поступового поширення нових пристосуваньна всі особини, складові популяцію. Завдяки безперервному дії відбору впроцесі еволюції накопичуються нові адаптивні зміни тих ознак, заяким йде відбір. Але всі частини будь-якого організму найтіснішим чином пов'язаніміж собою, тому в ході еволюції виникає співвідносна, абокоррелятивная, мінливість (див. Кореляції). Поступове зміна будовиорганізмів у відповідності з факторами зовнішнього середовища в кінцевому підсумку призводить достановленню нових видів. Конкретний напрям еволюції визначається, з одногобоку, дією природного відбору, а з іншого - наявністю спектруневизначених спадкових відхилень у складових популяцію організмів,які можуть піддатися відбору. Т. о., Спадкова мінливість - целише матеріал для еволюції. Головним рушійним фактором еволюції служитьприродний добір.

Сучаснийдарвінізм служить найважливішою теоретичною основою як біології, так і с.-г. імедичної практики: тільки послідовний дарвіністіческій підхід даєможливість ефективного перетворення порід домашніх тварин і сортівкультурних рослин, виведення нових, більш продуктивних штамівмікроорганізмів - продуцентів антибіотиків; дарвінізм створює основу дляуявлення про біосферу як про найскладнішої розвивається системі і вперспективі дає можливість управління еволюційним процесом. дарвінізм маєі не менш важливе принципово методологічне значення, тому що ця теоріяповністю стоїть на позиціях діалектичного матеріалізму, постійно даючиматеріал для розробки філософських і методологічних проблем сучасногоприродознавства.

Як зазначав більше 30 років тому М. Рьюз, навіть критики вчення Ч.Дарвіна були змушені визнати його вплив на розвиток біології.

реліктовийвипромінювання еволюція планетарний

5. Основніположення концепції структурних рівнів живих організмів

Концепціясистемно-структурних рівнів організації живої матерії дозволяє не тількипредставити різноманіття живих організмів за рівнями їхньої складності і специфікифункціонування, але і розташувати їх у ієрархічному порядку, де коженпопередній рівень входить в наступний, створюючи єдине ціле живої системи.Критерієм виділення тих чи інших рівнів є специфічні дискретніструктури, а також фундаментальні біологічні взаємодії.

Існуютьрізні градації структурних рівнів організації живої матерії, якідосить численні. Серед них:

самоорганізуютьсякомплекси,

біомакромолекул,клітини, багатоклітинні організми.

Мають місце ітакі класифікації:

1)молекулярно-генетичний, клітинний, організменний, популяційно-видовий,біогеоценозний;

2)молекулярний, клітинний, тканинний, органний, організменний (онтогенетичний),популяційно-видовий, биогеоценотический, біосферний. Визначено і деякіінші рівні організації живої матерії. Однак класичними рівнями всучасної біології є наступні: молекулярно-генетичний, клітинний,онтогенетичний, популяційно-видовий, біо-геоценотіческій (біосферний).

Література

Дарвінізм.//Велика радянська енциклопедія: в 65 т. М.: Т. 30.

КолчинськийЕ. І. Ювілеї ЧарльзаДарвіна та еволюція дарвінізму (1909-2009)// Праці Міжнародної науковоїконференції В«Чарльз Дарвін і сучасна біологіяВ» (21-23 вересня 2009 р.,Санкт-Петербург). СПб. : Нестор-Історія, 2010. 820 з.

Конаш М.Б. Еволюційна теоріяЧ. Дарвіна і еволюційна революція// Праці Міжнародної наукової конференціїВ«Чарльз Дарвін і сучасна біологіяВ» (21-23 вересня 2009 р., Санкт-Петербург). СПб. : Нестор-Історія, 2010. 820 з.

СавченкоВ.Н., Смагін В.П.Курс концепцій сучасного природознавства: Навчальний посібник. - Владивосток:Вид-во ВГУЕС, 2002. - 296 с.

Хен Ю. В. Чи є дарвінізм підставоюматеріалістичного світогляду?// Пра...ці Міжнародної наукової конференції/ Под ред.