Біосфера та еволюція

Реферат з геології

















на тему :

«Теорії походження біосфери та

 її еволюція»



студента ФПН-2

Заклецького Олександра





















Київ 1997р.


Зміст



Походження життя – творіння або абіогенний синтез .

« Живе від живого !»

Життя – вічне явище .

Розвиток життя та програмування .

Що це за система .

Подвійне керування .

Чи правий Дарвін та його теорія ?

Спонтанні мутації – двигун еволюції чи помилки « програми » ?

Стрибки еволюції та онтогенез .

Еволюція—експеримент супермозку .

Роль людини у еволюції .

Два шляхи розвитку .

Майбутнє людства яке воно ?





Епіграф: На початку Бог створив небо 

та землю .

А земля була над безоднею , 

і Дух Божий ширяв над поверхнею води.

І сказав Бог : « Хай станеться світло !»

І сталося світло ...

І сказав Бог : « Нехай вода вироїть дрібні

 істоти , душу живу , і птаство що літає

 над землею під небесною твердю»...

Перша книга Мойсеєва «Буття».

 



Поки що не відомо , чи дійсно так народилося життя на нашій планеті чи ні , але зрозуміло на данному етапі одне : життя не могло самозародитися само . Взагалі проблема походження життя на Землі до цього часу є одним з самих хвилюючих питань. Перші наукові теорії , як відомо створили О.Опарін та Дж.Холдейн . Згідно з їх уявленнями , на початку історії землі відбувся абіогенний синтез складних органічних сполук з простих хімічних сполук , що містилися первісних земних океанах , « в первинному бульйоні » під впливом вулканічного тепла , розрядів та блискавок , ультрафіолетового опромінення та інших факторів зовнішнього середовища почався синтез сполук та біополімерів . Молекули амінокислот об’єднувалися в пептиди , які потім зверталися у -спіраль, а потім у більш складну структуру утворюючи первісні білки . Утворювалися ліпіди , що  утворювали первісні мембрани . З ціх білків та ліпідів у свою чергу синтезувалися первіні живі істоти мікроскопічних розмірів . 

На данному етапі серйозно сприймати такого типу гіпотези навіть смішно . Як відомо Стенлі Міллер у ряді експеріментів моделював умови які , можливо були на первинній землі . (Вважають , що  у ті часи атмосфера  була зовсім не така як зараз: легкі гази – водень , гелій , азот , кисень та аргон – уходили з атмосфери , томущо гравітаційні поле нашої , ще не достатньо щильної планети  не могло їх утримати ; однак прості сполуки , що містили ці елементи могли бути зтримані , до них належить : вода аміак двуокис вуглецю та метан . До того як тепература впала нижче 100 градусів , вважається , що уся вода знаходилася у парообразному стані . Атмосфера була відновна , а не окисна .) У створеному ним апараті , що мала джерело енергії , підогрівом та холодильником синтезував багато речовин , що мають важливе біологічне значення : амінокислоти , аденин , та прості цукри , наприклад рибозу та деякі інші . Після цього Орджел в Інституті Солка у сходному експеріменті синтезував нуклеотидні ланцюги довжиною у шість мономерних одиниць ( прості нуклеїнові кислоти ) . 

Так , дійсно теорія Опаріна має деякий сенс , але вона ніяк не може вирішити питання з перехідом від складних органічних речовин до простих живих организмів. Особливо неймовірним є якесь з’ясування питання властивості живих систем до розмноження .  Взагалі у цієї та інших гіпотез є один суттєвий недолік: немає жодного факту , який би підтвердив можливість абіогенного синтезу на Землі хоча б найпростішого живого  організму з неживих сполук. Усі досліди змогли синтезувати лише досить довгі ланцюжки пептидів , цукрів , та жирів . І тільки ! Жалюгідні деталі великої та дуже складної машини ! Зараз найактуальнійшим зараз є принцип Реді « Живе — лише від живого » . Але навіть , якщо колись вдасться  синтезувати у лабораторії життя , це доведе лише те , що для синтезу життя потрібна присутність потужнього розума , складних лабораторних умов та техніки . І , навіть , якщо  вдасться синтеувати примитивне життя , як можно тоді розв’язати питання чому життєві форми ускладнювалися від бактерій до людини ? 

Нищівного удару по теорії абіогенного синтезу завдало математичне моделювання . Математики підрахували , що зародження живого організму з неживих блоків практично дорівнює нулю. Так було доведено , що ймовірність спонтанного утворення ДНК становить 10^-800 . Це число де в знаменнику стоїть число з вісьмома сотнями нулів . Хочеться згадати заяву Фреда Хойла, який сказав з приводу теорії абіогенного синтезу таке : « Швидше ураган , що пронесеться над смітником , збере новий Боїнг-747 ніж у результаті випадкового процесу утвориться зі своїх компонентів життя » . Окрім того як тоді можно дати відповідь на запитання як утворилися складні істоти , що мають складні органи , такі як вуха , нос , очі і врешті-решт мозок ? 

Крім того суперечать теорії абіогоенного синтезу гелогічні відомості , які знаходять на глибині , у породах , що мають вік 3,8 млрд. років залишки складноорганізованих организмів.

Вернадський вважав життя вічним явищем всесвіту , такимож , як матерія та енергія.  Він вважав , що життя є такимож невідємним явищем цього світу, як електрика , магнетизм , теплота , рух .  Вернадський пов’язував утворення життя та її еволюцію з законами всесвіту , тобто життя він вважав явищем космічним , а не суто земним . Припускається також можливість того , що життя може існувати і в інших , не білково-нуклеїново-водяному виді . Деякі вчені розробляють гіпотези інших станів життя , наприклад життя за рахунок магнітних сил , що пов’язані з групами рухомих електричних зарядів , на основі агрегатів атомів , що знаходяться у різних станах збудження та інші . Між іншим дуже можливо , що не виключена можливість існування інших фоорм життя і на нашій планеті , про це може свідчити фолькльор  майже кожного народу , у якому згадуються різні види духів , привидів , елементалів , демонів та ін . Крім того можно віднести сюди ж деяки види НЛО , кульові блискавки та «згустки» , що можно зафіксувати різними приборами та які виявляють досить розумну поведінку . 

Таким чином можно сказати , що життя існує на нашій планеті майже з її зародження . 

Що ж , стає зрозумілим , що життя на землі зародилося завдяки втручанню вищого розуму (його можно назвати по різному Творець , Бог , Карма ітд. ) тепер давайте прослідкуєм за еволюцією живого . 

Еволюційні теорії , починаючи з теорії Ч. Дарвіна , кажуть про шлях ускладнення систем від простих до складних , але це протирічить логіці , це можно порівняти з таким твердженням як картина складнійша за маляра .  Еволюційний процес у світлі відкриття генетичного коду зараз більше нагадує створення надскладної програми : з початку утворюють умови для утворення програми ( у комп’ютері це виделення певного простіру пам’яти під програму , в нашому світі це формування Землі ) , потім йде розробка версії програми – це так би мовити утворення скелету програми , який вже в змозі діяти ( на Землі це утворення перших живих істот ) , потім йде дороботка та утворення більш досконалої  версії ( утворення авто і гетеротрофів , еукаріотів) ; після того , як програма вже може досить стабільно діяти у неї починають вставляти все нові та нові блоки ( у клітини вставляли нові ланцюги ДНК ) в реультаті цього прграма має все більше можливостей . Потім , на якомусь рівні , програма може інтегруватися з іншими програмами (виникнення багатоклітинних организмів ) . Врешті-решт мрія майже кожного програмиста створити програму , що мала би штучний інтелект – Творцю або Творцям це вдалось , коли нам це вдасться ще не відомо . Поки що все що ми змогли  повторити з живого це комп’ютерні віруси , які єдине , що вміють це розмножуватися , зберігаючи інформацію о собі в своїх клонах та робити спустошення в комп’ютерних системах . Спроби ж кібернетиків створити механізми , що могли б самовідтворюватися наштовхуються на іншу проблему : у процесі самовідтворення неминуче спостерігається тенденція до зменьшення складності систем. 

Чому спостерігається така різниця між живим та не живим миром ? Мабуть тому , що у живих істот є якась « програма—запобіжник», яка не дає зменьшувати складність системи . Усі организми одержують якісь інструкції, які керують розвитком індивида, « розархівацією » генетичного коду ; ця система , що надає інструкції може бути або персональною та внутрішньою для кожного індивида , або зовнішньою, у будь-якому разі ця система набагато складнійша самого організму , яким вона керує.

Виникає питання : так що ж це за система ?

Останнім часом має велику популярність ідея Вернадського про те , що біосфера у своєму розвитку керується інформацією , що надходить з космосу. Вернадський вважав , що на біосферу впливають випромінення , що йдуть від усіх космічних тіл . Вперше вплив сонячних процесів на процеси у біосфері відкрив О.Чижевський  . Він довів , що біосфера знаходиться під впливом багатьох електромагнітних та інших випромінювань , що надходять з небесних тіл .

У нашому світі універсальну роль носіїв інформації відіграють електромагнитні поля . Електромагнітні поля мають набагато більше переваг ніж звукові та хімічні сигнали . Нажаль ми можемо відчувати досить невеликий спектр електромагніт-них випромінювань . Ранійше біологи враховували невеликий спектр цих випромінювань у високоенергетичній ділянці . Лише кілька десятиліть тому вони почали усвідомлювати ту роль , яку відіграють в живій природі електромагнітні хвилі у межах радіочастот , саме вони несуть величезний об’єм інформації , що сприймається та реалізується біотами. За твердженнями геліо- та космобіологів функціонування біосфери напряму пов’язано з інформаційними сигналами космічного походження . При чому встановлено , що чутливість до сигналів збільшується з ускладненням будови організмів . З ускладненням біосистем зростає їхня здатність накопичувати слабкі сигнали й сприймати їх інформацію. Одже , чи є ця система керування зовнішньою (її наприклад можно назвати ДУША ) , або зовнішньою ? Я думаю , що керування йдеться одразу на двох рівнях — зовнішньому та внутрішньому .

Одже Дарвін зі своєю теорією природнього добору виглядає зараз вже не так впевнено . З його теоії випливає , що навколишнє середовище залишає найбільш пристосованих ідивидів . Але тоді вся земля належала б бактеріям та синьо-зеленим водоростям , що є найбільпристосованими до земних умов — вони живуть вже кільканадцять мільйонів років без суттєвих змін . Вони панували у архєйську еру та кардинально змінили обличча землі , так кардинально, що їм довелося відійти на задній план та уступити шлях більш складним организмам. Зараз прокаріоти живуть там , де інші просто існувати не можуть: гідротермальні джерела, гейзери , солоні озера , ядерні реактори . Бактерії є консерваторами , у яких панує стандартизація , яка їм і забезпечує безвідказну систему життєдіяльності у певних умовах.

Як я вже казав вище тількі еукаріоти здобули шанс на прогресивний еволюційний розвиток . Це прояв кооперації . Значення кооперації зростало й стало вирішальним з появою розуму . Більше можливостей мають організми , що можуть сприймати більше інформації від інших организмів та з довкілля . Більше всього пощастилоприматам вони започаткували носія розуму.

Але іноді в еволюції зустрічалися інцинденти , коли перевагу мають не найбільш прогресивні форми. Так, наприклад найбільш пристосованою до навколишнього середовища є освічена людина, що гарно орінтується в життєвих обставинах (доведено, що інтелект, головним чином , зумовлений генетичною схильністю), але статистика доводить, що люди інтелектуальних професій народжують у середньому меньше нащадків, ніж некваліфіковані робітники . Теж саме відбувається і у світі тварин .

Еволюція органічнолго світу відбувається за рахунок мутацій, тобто випадкових відхилень у генетичному записі під впливом активних мутагенних факторів навколишнього середовища . В разі , якщо ци властивості є є вигідними для організму вони закріплюються . Але більшість мутацій , як відомо є шкідливою для організму , всім відомі чорнобильські мутанти—тварини що народилися після чорнобильської аварії всі вони є потворними, нежиттєздатними та безплідними . Теж саме стосується й інших видів мутантів, у яких мутації відбулися через вплив хімікатів. Накопичення помилок у коді ДНК можно порівняти з накопиченням помилок в комп’ютерній програмі. Виникнення нового виду за рахунок спонтаанних мутацій также неймовірно як удосконалення радіоприймача в разі , якщо ви тикнете в нього відкруткою . Крім того сама природа опирається цьому процесу завдяки процесам реплікації ДНК природа намагається виправити ці помилки. Крім того гіібріди дуже часто знову розщеплюються на попередників, наприклад гібрид вовка та собаки розщеплюється через пару поколіньна вовків та собак . Так що питання як виникають нові види рослин і тварин ці теорії еволюції не з’ясовують . 

Дійсно, якщо подивитися та зробити припущення , що еволюція йшла поступово, виникає питання : а деж величезна кількість перехідних видів ?  Їх майже нема! 






                             Модель1

         

                              Модель2





                 t                                                                               t



Тут перед вами дві моделі прогресу еволюції відносно часу . Перша модель уявляє з себе класичне уявлення Дарвіна про темпи еволюції , які по його теорії були рівномірні ; друга модель показує те , що знайшли по викіпним залишкам, з цього графіку видно , що еволюція йшла якби « стрибками».

Відомо, що в процесі формування плоду  ( онтогенезу ) особливо на стадіях дроблення , гатруляції та ранішніх стадіях диференціювання спостерігається дивовижна структура збіжність. Геккель сформував закон рекапітуляції , за яким онтогенез повторює філогенез , це означає , що стадії розвитку плоду повторюють історію розвитку  тієї групи до якої він належить . Вивчення будь-яких  зародків хребетних на ранішніх стадіях показує , що визначити групу до якої він належить не має можливості . Потім по мірі розвитку зародка в нього відбуваються зміни , в результаті яких він отримує ознаки риби , амфібії , рептилії , птаха або ссавця .

Що ж тоді дає інструкцію клітині на який стадії їй зупинитися? Ця інструкція записана в її хромосомній структурі  , містиься в геномі та починає працювати з моменту запліднення . Але залишається без відповіді  питання : хто заложив в ДНК цю інструкцію ? Будова генома високоорганізованих істот дуже складна , наприклад в ДНК  людини міститься 3 мільйони пар нуклеотидів , це 12 мільйонів комбінацій ! Зараз розшифрована лише мизерна частина.

Стає зрозуміло одне не було « сліпої » еволюції , не було абіогенного зародження життя ; було створення життя та спланована еволюція . Еволюція нагадує не генератор випадкових чисел , а експеримент по розвитку життя на планеті Земля . Але , якщо творець завжди досконалійший за творіння виникає риторичне питання : на скільки потужним  ж повинен бути розум Твореця щоб створити та запустити таку складну систему  ? І оскільки людина була , мабуть одним з останніх експериментів Творця яка його роль у всій цій велитенський грі?

Я ставив у цьому рефераті дуже багато питань , відровідав не на всі , але на це питання я спробую відповісти . 

Перш за все людина не повинна суперечити основним принципам еволюції. Якщо ви помітили , усі екосистеми знаходяться , без втручання людини , у віносному спокої та балансі між собою , тобто ми мали повністю врівноважену конструкцію з передбаченними реакціями . І ось вводиться новий фактор — людський; людина , це зовсім інший тип звіра : вона має гарно розвинуті кінцівкі , досконалий мозок що , та осознання свого EGO яке може вдосконалюватися. Людина сме завдяки цій здатності та можливості добре спілкуватися починає розвиватися , вона постає все більш великим конкурентом для інших тварин , вона починає змінювати природу , а потім вирішує взагалі її перебороти , при цьому він забуває , що сам є частиною природи, біосфери та , знищівши її він знищить себе , вже зараз ми готуємо самі собі генетичний терор випускаючи у природу мутагени , ми готові знищити самих себе через свою жадність та байдужість . Біблія каже : « Бог створив людину по образу і подобію свойому » , але цей експеримент вийшов не зовсім вдало: людина стала занадто зла , вона стала заздріти всьому та руйнувати це. Ми пригадуємо Герострата та Вандалів , що зруйнували витвори мистецтва, та хіба життя не є витвором мистецтва самого великого Митця ? Хіба не вандалізмом є вижигання великих площ лісів , вбивства на полюванні заради азарту, а не їжі чи самозахисту , браконьєрський вилов риби та китів та багато іншого ? У людстві живе доси дух Каїна—братовбивці. Людина ж була створена для того щоб вдосконалюватися , а не опускатися до рівня тварини . Зараз перед людиною лежить два шляхи : шлях техногенний — це подальше безбожне використання усіх ресурсів , та руйнування екосистеми Землі, або шлях , що веде до перегляду всіх життєвих позицій людини : забути про заздрість, забути про конкуренцію — наші   дуже давні предки колись виделилися завдяки кооперації , а не конкуренції , переглянути психологію всьго людського світу , поступати з іншими так , як ти хочеш щоб з тобою поступали , пам’ятати дужегарний вислов Антуана де Сент –Екзюпері «Ми відповідаємо за тих , кого приручили» . Одже другий шлях це шлях до гармонії . Якщо ми були зроблені по образу та подобію ми  можемо , мабуть не тільки нищити життя а й творити його , це означає , що ми можемо створити зовсім новий вид життя , наприклад на основі комп’ютерів . Взагалі шлях до вдосконалення людини та суспільства лежить лише через творіння , а не знищення , не має значення яке пасивне , чи активне . Ми жаліємо гроші на очісні споруди для заводів та фабрик , через свою жадібність ведемо неконтрольований видобуток ресурсів , навіть і не подумав про наслідки . Якими вони можуть бути ? Можливо , сама природа встане проти нас новою хворобою, а можливо , людство знищить екосистему та знике саме самознищівшись. Одним з наслідків нашої діяльності є ЧАЕС , яка ще довго буде лякати наших нащадків , таким наслідком є СНІД , таким наслідком є катастрофа Аральського моря та багато інших . Людство майже не знищило себе атомними бомбами. Природа попереджує : якщо і далі так буде людство майже вимре. 

Який можно зробити висновок з усього вище написаного ? Життя на землі є експериментом якогось надрозуму . Фінальним дослідом було створення людини . Людині треба доказати , що вона дійсно достойна свого Творця , а часу залишилося небагато всього 30-40 років . Якщо людство зможе пойти по шляху гармонії , то це буде ще один « стрибок » еволюції біосфери , бо нарешті випромінення з планети Земля бутуть мати гармонію ; якщо ні , то на Землі може відбутися АРМАГЕДДОН . Людство! Твій хід!

Література



Біблія

Living In The Environment G. Tyler Miller , Jr.

К . Вилли, В . Детье « Биология » 

Н. Грин , У. Стаут  Д . Тейлор « Биология »

Безусько Алла Герасимівна « Лекції по біології »

Г. О . Білявський , М . М . Падун , Р . С . Фурдуй « Основи загальної Екології».