Теории происхождения жизни [Гипотезы, возникновения, зарождения, появления]
Согласно теории креационизма, жизнь возникла под воздействием каких-то сверхъестественных сил. Поскольку наука изучает только те явления, которые может наблюдать и проверять сама, она не может как признать, так и опровергнуть теорию креационизма.
Самозарождение жизни
Представления о самозарождении жизни были широко распространены ещё в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте. Аристотель также был сторонником этого предположения.
До второй половины XVII в. существовали представления, согласно которым живые организмы могут возникать не только от своих предков биогенным путём, но и при благоприятных условиях — из неорганических веществ абиогенным путём. Например, были широко распространены мифические представления о том, что крокодилы могут возникать из ила, львы и тигры — из камней пустыни, мыши — из грязной одежды (рис. 53).
Опыт Франческо Реди
В 1688 г. итальянский учёный Ф. Реди доказал на опыте невозможность самозарождения жизни. Он оставил открытыми отдельные сосуды с мясом, а остальные закрыл марлей (рис. 54).
В сосудах, закрытых марлей, личинок мух не было, а на мясе в открытых сосудах их возникло бесчисленное множество. Таким образом, с помощью простого опыта было доказано, что личинки мух не могут самозародиться на гнилом мясе, а появляются из отложенных мухами яиц. Ф. Реди на опыте доказал, что в настоящее время жизнь может развиться биогенным путём только из существующих жизненных форм.
Опыт Луи Пастера
В середине XIX в. французский учёный Луи Пастер также доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.
Он подвергал длительному кипячению в колбе с открытым горлышком питательную среду, в которой могли размножаться микроорганизмы. Через несколько дней в колбе наблюдалось размножение микроорганизмов (в результате попадания в неё бактерий и их спор). В следующем опыте, чтобы микроорганизмы и их споры не могли проникнуть в содержимое колбы извне, на её горлышко он насадил тонкую S-образную стеклянную трубочку (рис. 55). В результате микроорганизмы и их споры оседали в изгибах трубочки и не могли проникнуть внутрь колбы. Микроорганизмы и их споры, находившиеся в содержимом колбы, погибали при длительном кипячении, жидкость оставалась стерильной, и в ней не появлялись микроорганизмы.
Опыты Пастера имели огромное практическое значение, так как открыли возможности для консервации пищевых продуктов, пастеризации молочных продуктов, стерилизации ран и хирургических инструментов в медицине.
Согласно теории панспермии, жизнь существует вечно и кочует от планеты к планете. Сторонниками этой теории были знаменитый шведский физик, лауреат Нобелевской премии С. Аррениус, украинский учёный В. И. Вернадский, известный американский биофизик и генетик, лауреат Нобелевской премии Ф. Крик и др. По мнению этих учёных, жизнь изначально появилась не на Земле, а возникла на одной из планет и была занесена на Землю вместе с метеоритом или под воздействием световых лучей и при благоприятных условиях развилась от простых организмов к сложным. Исследования, проведённые в космосе российскими и американскими космонавтами, не дали положительных данных о наличии «жизненных частиц» в границах Солнечной системы. Ни в космосе, ни в почве, доставленной с Луны, ни в метеоритах до сих пор не найдены споры бактерий или иные убедительные «жизненные частицы». Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Американским учёным удалось создать в лаборатории искусственные условия планеты Марс. В этих условиях путём воздействия на смесь водяных паров, метана, аммиака и оксидов углерода ультрафиолетовыми лучами при наличии почвы и пылевидного стекла они получили простые органические соединения. Однако в связи с отсутствием в атмосфере Марса свободного азота синтез аминокислот в этих условиях невозможен. По мнению американского учёного Ф. Крика, жизнь была сознательно занесена на Землю с планет другой космической системы. Однако фактов, подтверждающих или опровергающих подобные взгляды, недостаточно. Таким образом, теория панспермии также не решила проблему возникновения жизни. Даже если признать, что жизнь зародилась за пределами Земли и только потом попала на неё, все же остаётся неизвестным, каким путём она возникла в другом месте.
Теория биохимической эволюции
см. Биохимическая эволюция
Теория биохимической эволюции жизни начала формироваться в 20-30-х годах XX в. Согласно этой теории, климатические условия Земли на начальных этапах её развития сильно отличались от современных. В этих условиях, прежде всего абиогенным путём, синтезировались простые органические соединения, которые, постепенно усложняясь в результате химической эволюции, превращались в простейшие жизненные формы. После этого началась биологическая эволюция.
Картинки (фото, рисунки)
Рис. 53. Опыт Ван Гельмонта, отражающий самозарождение жизни
Рис. 54. Опыт Ф. Реди
Рис. 55. Опыты Луи Пастера
Укажите преимущества и недостатки основных теорий, объясняющих возникновение жизни.
Расскажите о практическом значении опытов Л. Пастера.
Объясните сущность возникновения жизни биогенным путём.
Какие условия необходимы для возникновения жизни абиогенным путём?
Согласно какой теории жизнь была занесена на Землю с других планет?
Несостоятельность какой теории доказали опыты Ф. Реди и Л. Пастера?
Каково практическое применение открытия Л. Пастера?
Назовите сторонников теории панспермии?
Укажите причину невозможности самозарождения жизни в настоящее время.
Теории происхождения жизни [Гипотезы, возникновения, зарождения, появления]
Согласно теории креационизма, жизнь возникла под воздействием каких-то сверхъестественных сил. Поскольку наука изучает только те явления, которые может наблюдать и проверять сама, она не может как признать, так и опровергнуть теорию креационизма.
Самозарождение жизни
Представления о самозарождении жизни были широко распространены ещё в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте. Аристотель также был сторонником этого предположения.
До второй половины XVII в. существовали представления, согласно которым живые организмы могут возникать не только от своих предков биогенным путём, но и при благоприятных условиях — из неорганических веществ абиогенным путём. Например, были широко распространены мифические представления о том, что крокодилы могут возникать из ила, львы и тигры — из камней пустыни, мыши — из грязной одежды (рис. 53).
Опыт Франческо Реди
В 1688 г. итальянский учёный Ф. Реди доказал на опыте невозможность самозарождения жизни. Он оставил открытыми отдельные сосуды с мясом, а остальные закрыл марлей (рис. 54).
В сосудах, закрытых марлей, личинок мух не было, а на мясе в открытых сосудах их возникло бесчисленное множество. Таким образом, с помощью простого опыта было доказано, что личинки мух не могут самозародиться на гнилом мясе, а появляются из отложенных мухами яиц. Ф. Реди на опыте доказал, что в настоящее время жизнь может развиться биогенным путём только из существующих жизненных форм.
Опыт Луи Пастера
В середине XIX в. французский учёный Луи Пастер также доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.
Он подвергал длительному кипячению в колбе с открытым горлышком питательную среду, в которой могли размножаться микроорганизмы. Через несколько дней в колбе наблюдалось размножение микроорганизмов (в результате попадания в неё бактерий и их спор). В следующем опыте, чтобы микроорганизмы и их споры не могли проникнуть в содержимое колбы извне, на её горлышко он насадил тонкую S-образную стеклянную трубочку (рис. 55). В результате микроорганизмы и их споры оседали в изгибах трубочки и не могли проникнуть внутрь колбы. Микроорганизмы и их споры, находившиеся в содержимом колбы, погибали при длительном кипячении, жидкость оставалась стерильной, и в ней не появлялись микроорганизмы.
Опыты Пастера имели огромное практическое значение, так как открыли возможности для консервации пищевых продуктов, пастеризации молочных продуктов, стерилизации ран и хирургических инструментов в медицине.
Согласно теории панспермии, жизнь существует вечно и кочует от планеты к планете. Сторонниками этой теории были знаменитый шведский физик, лауреат Нобелевской премии С. Аррениус, украинский учёный В. И. Вернадский, известный американский биофизик и генетик, лауреат Нобелевской премии Ф. Крик и др. По мнению этих учёных, жизнь изначально появилась не на Земле, а возникла на одной из планет и была занесена на Землю вместе с метеоритом или под воздействием световых лучей и при благоприятных условиях развилась от простых организмов к сложным. Исследования, проведённые в космосе российскими и американскими космонавтами, не дали положительных данных о наличии «жизненных частиц» в границах Солнечной системы. Ни в космосе, ни в почве, доставленной с Луны, ни в метеоритах до сих пор не найдены споры бактерий или иные убедительные «жизненные частицы». Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Американским учёным удалось создать в лаборатории искусственные условия планеты Марс. В этих условиях путём воздействия на смесь водяных паров, метана, аммиака и оксидов углерода ультрафиолетовыми лучами при наличии почвы и пылевидного стекла они получили простые органические соединения. Однако в связи с отсутствием в атмосфере Марса свободного азота синтез аминокислот в этих условиях невозможен. По мнению американского учёного Ф. Крика, жизнь была сознательно занесена на Землю с планет другой космической системы. Однако фактов, подтверждающих или опровергающих подобные взгляды, недостаточно. Таким образом, теория панспермии также не решила проблему возникновения жизни. Даже если признать, что жизнь зародилась за пределами Земли и только потом попала на неё, все же остаётся неизвестным, каким путём она возникла в другом месте.
Теория биохимической эволюции
см. Биохимическая эволюция
Теория биохимической эволюции жизни начала формироваться в 20-30-х годах XX в. Согласно этой теории, климатические условия Земли на начальных этапах её развития сильно отличались от современных. В этих условиях, прежде всего абиогенным путём, синтезировались простые органические соединения, которые, постепенно усложняясь в результате химической эволюции, превращались в простейшие жизненные формы. После этого началась биологическая эволюция.
Картинки (фото, рисунки)
Рис. 53. Опыт Ван Гельмонта, отражающий самозарождение жизни
Рис. 54. Опыт Ф. Реди
Рис. 55. Опыты Луи Пастера
Укажите преимущества и недостатки основных теорий, объясняющих возникновение жизни.
Расскажите о практическом значении опытов Л. Пастера.
Объясните сущность возникновения жизни биогенным путём.
Какие условия необходимы для возникновения жизни абиогенным путём?
Согласно какой теории жизнь была занесена на Землю с других планет?
Несостоятельность какой теории доказали опыты Ф. Реди и Л. Пастера?
Каково практическое применение открытия Л. Пастера?
Назовите сторонников теории панспермии?
Укажите причину невозможности самозарождения жизни в настоящее время.
Теории происхождения жизни [Гипотезы, возникновения, зарождения, появления]
Согласно теории креационизма, жизнь возникла под воздействием каких-то сверхъестественных сил. Поскольку наука изучает только те явления, которые может наблюдать и проверять сама, она не может как признать, так и опровергнуть теорию креационизма.
Самозарождение жизни
Представления о самозарождении жизни были широко распространены ещё в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте. Аристотель также был сторонником этого предположения.
До второй половины XVII в. существовали представления, согласно которым живые организмы могут возникать не только от своих предков биогенным путём, но и при благоприятных условиях — из неорганических веществ абиогенным путём. Например, были широко распространены мифические представления о том, что крокодилы могут возникать из ила, львы и тигры — из камней пустыни, мыши — из грязной одежды (рис. 53).
Опыт Франческо Реди
В 1688 г. итальянский учёный Ф. Реди доказал на опыте невозможность самозарождения жизни. Он оставил открытыми отдельные сосуды с мясом, а остальные закрыл марлей (рис. 54).
В сосудах, закрытых марлей, личинок мух не было, а на мясе в открытых сосудах их возникло бесчисленное множество. Таким образом, с помощью простого опыта было доказано, что личинки мух не могут самозародиться на гнилом мясе, а появляются из отложенных мухами яиц. Ф. Реди на опыте доказал, что в настоящее время жизнь может развиться биогенным путём только из существующих жизненных форм.
Опыт Луи Пастера
В середине XIX в. французский учёный Луи Пастер также доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.
Он подвергал длительному кипячению в колбе с открытым горлышком питательную среду, в которой могли размножаться микроорганизмы. Через несколько дней в колбе наблюдалось размножение микроорганизмов (в результате попадания в неё бактерий и их спор). В следующем опыте, чтобы микроорганизмы и их споры не могли проникнуть в содержимое колбы извне, на её горлышко он насадил тонкую S-образную стеклянную трубочку (рис. 55). В результате микроорганизмы и их споры оседали в изгибах трубочки и не могли проникнуть внутрь колбы. Микроорганизмы и их споры, находившиеся в содержимом колбы, погибали при длительном кипячении, жидкость оставалась стерильной, и в ней не появлялись микроорганизмы.
Опыты Пастера имели огромное практическое значение, так как открыли возможности для консервации пищевых продуктов, пастеризации молочных продуктов, стерилизации ран и хирургических инструментов в медицине.
Согласно теории панспермии, жизнь существует вечно и кочует от планеты к планете. Сторонниками этой теории были знаменитый шведский физик, лауреат Нобелевской премии С. Аррениус, украинский учёный В. И. Вернадский, известный американский биофизик и генетик, лауреат Нобелевской премии Ф. Крик и др. По мнению этих учёных, жизнь изначально появилась не на Земле, а возникла на одной из планет и была занесена на Землю вместе с метеоритом или под воздействием световых лучей и при благоприятных условиях развилась от простых организмов к сложным. Исследования, проведённые в космосе российскими и американскими космонавтами, не дали положительных данных о наличии «жизненных частиц» в границах Солнечной системы. Ни в космосе, ни в почве, доставленной с Луны, ни в метеоритах до сих пор не найдены споры бактерий или иные убедительные «жизненные частицы». Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Американским учёным удалось создать в лаборатории искусственные условия планеты Марс. В этих условиях путём воздействия на смесь водяных паров, метана, аммиака и оксидов углерода ультрафиолетовыми лучами при наличии почвы и пылевидного стекла они получили простые органические соединения. Однако в связи с отсутствием в атмосфере Марса свободного азота синтез аминокислот в этих условиях невозможен. По мнению американского учёного Ф. Крика, жизнь была сознательно занесена на Землю с планет другой космической системы. Однако фактов, подтверждающих или опровергающих подобные взгляды, недостаточно. Таким образом, теория панспермии также не решила проблему возникновения жизни. Даже если признать, что жизнь зародилась за пределами Земли и только потом попала на неё, все же остаётся неизвестным, каким путём она возникла в другом месте.
Теория биохимической эволюции
см. Биохимическая эволюция
Теория биохимической эволюции жизни начала формироваться в 20-30-х годах XX в. Согласно этой теории, климатические условия Земли на начальных этапах её развития сильно отличались от современных. В этих условиях, прежде всего абиогенным путём, синтезировались простые органические соединения, которые, постепенно усложняясь в результате химической эволюции, превращались в простейшие жизненные формы. После этого началась биологическая эволюция.
Картинки (фото, рисунки)
Рис. 53. Опыт Ван Гельмонта, отражающий самозарождение жизни
Рис. 54. Опыт Ф. Реди
Рис. 55. Опыты Луи Пастера
Укажите преимущества и недостатки основных теорий, объясняющих возникновение жизни.
Расскажите о практическом значении опытов Л. Пастера.
Объясните сущность возникновения жизни биогенным путём.
Какие условия необходимы для возникновения жизни абиогенным путём?
Согласно какой теории жизнь была занесена на Землю с других планет?
Несостоятельность какой теории доказали опыты Ф. Реди и Л. Пастера?
Каково практическое применение открытия Л. Пастера?
Назовите сторонников теории панспермии?
Укажите причину невозможности самозарождения жизни в настоящее время.
Теории происхождения жизни [Гипотезы, возникновения, зарождения, появления]
Согласно теории креационизма, жизнь возникла под воздействием каких-то сверхъестественных сил. Поскольку наука изучает только те явления, которые может наблюдать и проверять сама, она не может как признать, так и опровергнуть теорию креационизма.
Самозарождение жизни
Представления о самозарождении жизни были широко распространены ещё в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте. Аристотель также был сторонником этого предположения.
До второй половины XVII в. существовали представления, согласно которым живые организмы могут возникать не только от своих предков биогенным путём, но и при благоприятных условиях — из неорганических веществ абиогенным путём. Например, были широко распространены мифические представления о том, что крокодилы могут возникать из ила, львы и тигры — из камней пустыни, мыши — из грязной одежды (рис. 53).
Опыт Франческо Реди
В 1688 г. итальянский учёный Ф. Реди доказал на опыте невозможность самозарождения жизни. Он оставил открытыми отдельные сосуды с мясом, а остальные закрыл марлей (рис. 54).
В сосудах, закрытых марлей, личинок мух не было, а на мясе в открытых сосудах их возникло бесчисленное множество. Таким образом, с помощью простого опыта было доказано, что личинки мух не могут самозародиться на гнилом мясе, а появляются из отложенных мухами яиц. Ф. Реди на опыте доказал, что в настоящее время жизнь может развиться биогенным путём только из существующих жизненных форм.
Опыт Луи Пастера
В середине XIX в. французский учёный Луи Пастер также доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.
Он подвергал длительному кипячению в колбе с открытым горлышком питательную среду, в которой могли размножаться микроорганизмы. Через несколько дней в колбе наблюдалось размножение микроорганизмов (в результате попадания в неё бактерий и их спор). В следующем опыте, чтобы микроорганизмы и их споры не могли проникнуть в содержимое колбы извне, на её горлышко он насадил тонкую S-образную стеклянную трубочку (рис. 55). В результате микроорганизмы и их споры оседали в изгибах трубочки и не могли проникнуть внутрь колбы. Микроорганизмы и их споры, находившиеся в содержимом колбы, погибали при длительном кипячении, жидкость оставалась стерильной, и в ней не появлялись микроорганизмы.
Опыты Пастера имели огромное практическое значение, так как открыли возможности для консервации пищевых продуктов, пастеризации молочных продуктов, стерилизации ран и хирургических инструментов в медицине.
Согласно теории панспермии, жизнь существует вечно и кочует от планеты к планете. Сторонниками этой теории были знаменитый шведский физик, лауреат Нобелевской премии С. Аррениус, украинский учёный В. И. Вернадский, известный американский биофизик и генетик, лауреат Нобелевской премии Ф. Крик и др. По мнению этих учёных, жизнь изначально появилась не на Земле, а возникла на одной из планет и была занесена на Землю вместе с метеоритом или под воздействием световых лучей и при благоприятных условиях развилась от простых организмов к сложным. Исследования, проведённые в космосе российскими и американскими космонавтами, не дали положительных данных о наличии «жизненных частиц» в границах Солнечной системы. Ни в космосе, ни в почве, доставленной с Луны, ни в метеоритах до сих пор не найдены споры бактерий или иные убедительные «жизненные частицы». Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Американским учёным удалось создать в лаборатории искусственные условия планеты Марс. В этих условиях путём воздействия на смесь водяных паров, метана, аммиака и оксидов углерода ультрафиолетовыми лучами при наличии почвы и пылевидного стекла они получили простые органические соединения. Однако в связи с отсутствием в атмосфере Марса свободного азота синтез аминокислот в этих условиях невозможен. По мнению американского учёного Ф. Крика, жизнь была сознательно занесена на Землю с планет другой космической системы. Однако фактов, подтверждающих или опровергающих подобные взгляды, недостаточно. Таким образом, теория панспермии также не решила проблему возникновения жизни. Даже если признать, что жизнь зародилась за пределами Земли и только потом попала на неё, все же остаётся неизвестным, каким путём она возникла в другом месте.
Теория биохимической эволюции
см. Биохимическая эволюция
Теория биохимической эволюции жизни начала формироваться в 20-30-х годах XX в. Согласно этой теории, климатические условия Земли на начальных этапах её развития сильно отличались от современных. В этих условиях, прежде всего абиогенным путём, синтезировались простые органические соединения, которые, постепенно усложняясь в результате химической эволюции, превращались в простейшие жизненные формы. После этого началась биологическая эволюция.
Картинки (фото, рисунки)
Рис. 53. Опыт Ван Гельмонта, отражающий самозарождение жизни
Рис. 54. Опыт Ф. Реди
Рис. 55. Опыты Луи Пастера
Укажите преимущества и недостатки основных теорий, объясняющих возникновение жизни.
Расскажите о практическом значении опытов Л. Пастера.
Объясните сущность возникновения жизни биогенным путём.
Какие условия необходимы для возникновения жизни абиогенным путём?
Согласно какой теории жизнь была занесена на Землю с других планет?
Несостоятельность какой теории доказали опыты Ф. Реди и Л. Пастера?
Каково практическое применение открытия Л. Пастера?
Назовите сторонников теории панспермии?
Укажите причину невозможности самозарождения жизни в настоящее время.
Теории происхождения жизни. Опыты Луи Пастера
• Однако Пастер проводил Однако Пастер проводил опыты не только для опыты не только для опровержения теории опровержения теории самозарождения. Изучая самозарождения. Изучая молочнокислое, спиртовое, молочнокислое, спиртовое, маслянокислое брожение, Л. маслянокислое брожение, Л. Пастер выяснил, что эти Пастер выяснил, что эти процессы вызываются процессы вызываются определенными видами определенными видами микроорганизмов и микроорганизмов и непосредственно связаны с непосредственно связаны с их жизнедеятельностью. их жизнедеятельностью. Позднее, изучая «болезни» Позднее, изучая «болезни» вина, болезни животных и вина, болезни животных и человека, он человека, он экспериментально установил, экспериментально установил, что их «виновниками» также что их «виновниками» также являются микроорганизмы. являются микроорганизмы.
• Таким образом, Л. Пастер Таким образом, Л. Пастер впервые показал, что впервые показал, что микроорганизмы — это микроорганизмы — это активные формы, полезные активные формы, полезные или вредные, энергично или вредные, энергично воздействующие на воздействующие на окружающую природу. в том окружающую природу. в том числе и на человека.числе и на человека.
• В 1857 г. Л. Пастер при В 1857 г. Л. Пастер при изучении спиртового изучении спиртового брожения установил, что оно брожения установил, что оно — результат — результат жизнедеятельности дрожжей жизнедеятельности дрожжей без доступа кислорода. без доступа кислорода.
• Позднее, при изучении Позднее, при изучении маслянокислого брожения он маслянокислого брожения он обнаружил, что возбудители обнаружил, что возбудители брожения вообще брожения вообще отрицательно относятся к отрицательно относятся к кислороду и могут кислороду и могут размножаться только в размножаться только в условиях, исключающих его условиях, исключающих его свободный доступ. свободный доступ.
• Таким образом, Л. Пастер Таким образом, Л. Пастер обнаружил существование обнаружил существование «жизни без кислорода», т. е. «жизни без кислорода», т. е. анаэробный способ анаэробный способ существования. Он же ввел существования. Он же ввел термины «аэробный» и термины «аэробный» и «анаэробный» для «анаэробный» для обозначения жизни в обозначения жизни в присутствии или в отсутствие присутствии или в отсутствие молекулярного кислорода.молекулярного кислорода.
Теория самозарождения жизни. Опыты Ф. Реди и Луи Пастера. Гипотеза самозарождения жизни на Земле. Показать сущность теории самозарождения жизни на земле -абиогенеза и её опровержение. Показать сущность теории
Теории возникновения жизни
Креационизм
Согласно этой теории, жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений. В 1650 году архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н. э. и закончил свой труд 23 октября в 9 часов утра, создав человека. Ашер получил эту дату, сложив возраст всех людей, упоминающихся в библейской генеалогии, от Адама до Христа («кто кого родил»). С точки зрения арифметики, это разумно, однако при этом получается, что Адам жил в то время, когда, как показывают археологические находки, на Ближнем Востоке существовала хорошо развитая городская цивилизация.
Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все христиане признают, что Библия — это завет Господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминающегося в Книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за шесть дней продолжительностью по 24 часа. Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерцание и божественное откровение. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для людей всех времен форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим Творцом. Для них описание сотворения живых существ относится к ответу, скорее, на вопрос «почему», а не «каким образом». Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру.
Гипотезы самозарождения
Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель, которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. На основе собственных наблюдений он развивал эту теорию дальше, связывая все организмы в непрерывный ряд — «лестницу природы». Идея самозарождения высказывалась также философами Древней Греции, она, по-видимому, так же стара, как и само человечество. На протяжении истории эта гипотеза видоизменялась, но по-прежнему оставалась ошибочной.
Существовали такие легенды. «Послушайте историю про Бернакельского гуся. Этот гусь вырастает на обломках сосны, носящихся по морским пучинам. Вначале он имеет вид капельки смолы. Он прикрепляется клювом к дереву и выделяет для безопасности твердую скорлупу, в которой живет спокойно и беззаботно. Через некоторое время у гуся вырастают перья, и тогда он сходит с куска коры в воду и начинает плавать. А в один прекрасный день взмахивает крыльями и улетает. Еще есть на свете и такие деревья, на которых растут плоды, имеющие форму дыни. Из них появляются ягнята».
Эти «факты» считались убедительными, до тех пор, пока итальянский врач Франческо Реди (1626–1697) не подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. В 1688 г. он раскрыл сущность появления жизни в гниющем мясе. Ф. Реди сформулировал свой принцип: «Все живое – от живого» и стал основоположником концепции биогенеза, утверждавшей, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни.
Французский микробиолог Л. Пастер (1822–1895) своими опытами с вирусами окончательно доказал несостоятельность идеи спонтанного самозарождения жизни. Однако, опровергнув эту гипотезу, он не предложил свою, не пролил свет на вопрос о возникновении жизни.
Тем не менее опыты Л. Пастера имели большое значение в получении богатого эмпирического материала в области микробиологии его времени.
Гипотеза стационарного состояния .
Согласно этой гипотезе Земля никогда не возникала, а существовала вечно. Она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало, виды животных и растений также существовали всегда. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат. eternus — вечный).
Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб — латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода 70 млн лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее немногочисленные сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении.
Концепция вечной Вселенной, до сих пор характерна для восточных религий, таких как индуизм и буддизм. С точки зрения современных астрономических знаний эта гипотеза не рассматривается как научная.
Теория панспермии .
Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внезапном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему возникновения жизни в какое-то другое место Вселенной.
Теория панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время и в разных частях Галактики или Вселенной. Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО (неопознанных летающих объектов), наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также (пока еще пишем — не подтвержденные) сообщения о встречах с инопланетянами. Советские и американские исследования в космосе позволяют считать, что вероятность обнаружить жизнь в пределах нашей Солнечной системы ничтожна, — однако они не дают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы. При изучении материала метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» — такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую землю. Появился ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих примитивные формы жизни, однако доводы в пользу их биологической природы пока не кажутся ученым убедительными.
Биохимическая теория
Первую научную теорию относительно происхождения живых организмов на Земле создал советский биохимик Александр Иванович Опарин (1894–1980). В 1924 г. он опубликовал работу «Происхождение жизни на Земле», в которых изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли, и рассматривается Опариным как единый естественный процесс, который состоял первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень — биохимическую эволюцию.
По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа: 1. Возникновение органических веществ. 2. Образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.) и образованию коацерватных капель — структур типа геля. 3. Образованию полинуклеотидов – ДНК и РНК и включение их в коацерваты. Возникают примитивные самовоспроизводящиеся организмы.
Огромное достоинство этой теории состоит в том, что большая ее часть может быть проверена.
Гипотеза Опарина была лишь первым шагом в развитии биохимических представлений о возникновении жизни. Он говорил о запуске процесса химической эволюции, которая предшествует эволюции биологической.
В 1929 г. появилась статья английского биолога Д.Холдейна на ту же тему. Можно встретить информацию, что это теория химической эволюции называют еще теорией Опарина-Холдейна. Первенство в образовании жизни А.И.Опарин отдавал белкам, а Дж.Холдейн – нуклеиновым кислотам. Ученые утверждают, что на возникновение жизни в земном варианте потребовалось времени – менее одного млрд. лет. Уже около 4 млрд. лет назад существовали первые микроорганизмы, от которых произошло все многообразие форм земной жизни.
Гипотеза Опарина-Холдейна завоевала много сторонников.
Антропогенез
Проблема антропогенеза — возникновения человека — представляет большой научный интерес и вызывает жаркие споры среди ученых.
Одним из центральных вопросов современного естествознания, на который наука не дает однозначного ответа, является вопрос о появлении человека на Земле. Изучением происхождения и эволюции человека, движущих сил и закономерностей антропогенеза, соотношения биологического и социального в процессе развития человека занимается отрасль естествознания антропология (от греч. anthropos – человек). В настоящее время существует несколько концепций происхождения человека.
1. Концепция креационизма . В древних мифах и легендах разных народов нашли отражение представления о божественном происхождении человека, согласно которым всемогущий бог (боги) создал окружающий мир и человека. Нередко в мифах говорится, что предками человека были различные животные: у жителей леса – волки, медведи; у жителей приморья – моржи или рыбы. Религиозные учения указывают на божественное происхождение человека. Господствующая в европейских странах религия – христианство – признает творцом мира и человека единого Бога, который создал человека на шестой день творения мира по своему образу и подобию.
2. Концепция эволюции . Попытки определить положение человека в природе, объяснить его сходство с другими животными имели место уже в трудах античных ученых-философов. Карл Линней в 1735 г., создавая свою классификацию органического мира, помещает человека в отряд приматов вместе с лемуром и обезьяной. Идея родства между высшими приматами и человеком нашла поддержку и научное обоснование в работах Ж. Б. Ламарка (1809),
Ж. Бюффона (1749). Крупнейшим вкладом в развитие симиальной (обезьяньей) теории антропогенеза стала книга Ч. Дарвина «Происхождение человека и половой отбор» (1871), в которой выдвигается гипотеза о происхождении человека от обезьяноподобного предка, предсказаны грядущие ископаемые находки, подчеркивается особое сходство человека, шимпанзе и гориллы и предполагается, что родиной первых людей была Африка. В дальнейшем открытия в области сравнительной анатомии, физиологии, биохимии, генетики предоставили ряд доказательств родства человека с высшими приматами. Найденные палеонтологами останки общих предков человека и человекообразных обезьян подтвердили правильность концепции антропогенеза.
3. Трудовая концепция. Фридрих Энгельс в своей работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» рассматривает особенности эволюции приматов, связанные с трудовой деятельностью. Существенным моментом в процессе антропогенеза является прямохождение, вызвавшее интенсивное развитие нервной системы, прежде всего головного мозга. Благодаря прямохождению произошло разделение функций верхних и нижних конечностей, сформировалась неспециализированная рука – орудие труда, способное производить сотни разнообразных и тонких движений. Совместная трудовая деятельность в тяжелых условиях помогла людям выжить и справиться с многочисленными угрозами окружающего мира, создать свой мир, комфортный и безопасный. Труд явился предпосылкой зарождения и дальнейшего развития общественных отношений, речи, мышления, сознания – всего, что отличает человека от животного. Человек – единственное существо на Земле, способное сознательно, целенаправленно преобразовывать окружающий мир, планировать и предвидеть результаты. Постепенно биологические факторы эволюции человека уступают место социальным факторам.
4. Концепция мутагенеза . В конце 20-х гг. XX в. исследователи пришли к выводу, что видообразование не может быть объяснено только изменениями условий окружающей среды (С. С. Четвериков, Р. А. Фишер, Н. П. Дубанин и др.). Основную роль в эволюции должны играть доминантные мутации – изменения генетического кода особи. Условия среды и образ жизни способствуют только естественному отбору среди множества мутаций особей, отличающихся некоторым преимуществом, лучшей приспособленностью к данным условиям. Причиной возникновения такого рода мутаций, как предполагают ученые, могут быть экстремальные геофизические факторы, например изменение уровня радиации или геомагнитная инверсия. Учеными установлено, что местом возникновения антропоидов является Восточная и Южная Африка, характеризующаяся высоким уровнем радиации и активной вулканической деятельностью. В результате землетрясений смещение геологических пластов вызвало обнажение радиоактивных пород и резкое увеличение радиоактивного излучения, что привело к интенсивному мутагенезу. Совпадение по времени с данными процессами геомагнитной инверсии сделало возможным появление разнообразных генетических мутаций, в том числе и биологически полезных. Гипотеза геомагнитной инверсии (смены магнитных полюсов Земли) была выдвинута антропологом Г. Н. Матюшкиным. Установлено, что северный и южный магнитные полюса Земли периодически меняются, при этом защитная функция магнитосферы ослабевает, что усиливает проникновение на поверхность Земли космической радиации на 60 %. Геомагнитные инверсии сопровождаются увеличением частоты мутаций в два раза, а это приводит к мощным вспышкам биологического формообразования. Найденные в Африке останки древних обезьянолюдей антропологи относят к периоду геомагнитной инверсии, появление питекантропа также по времени совпадает с очередной геомагнитной инверсией (690 тыс. лет назад). Следующая смена полюсов произошла 250–300 тыс. лет назад, в это же время на Земле существовали неандертальцы. Появление современного человека (30–40 тыс. лет назад) также совпадает с периодом очередной геомагнитной инверсии.
5. Космическая концепция — теория вмешательства. В основе этой версии происхождения человека стоит деятельность посторонних цивилизаций. Считается, что люди являются потомками инопланетных созданий, которые высадились на Землю миллионы лет назад. Такая история происхождения человека имеет сразу несколько развязок.
По мнению одних, люди появились в результате скрещивания инопланетян с прародителями. Другие считают, что всему виной генная инженерия высших форм разума, которые вывели гомо сапиенс из колбы и собственных ДНК.
Кто-то уверен, что люди произошли в результате ошибки опытов над животными.
С другой стороны, весьма интересной и вероятной является версия об инопланетном вмешательстве в эволюционное развитие гомо сапиенса. Не секрет, что археологи до сих пор находят в различных уголках планеты многочисленные рисунки, записи и прочие свидетельства о том, что античным людям помогали какие-то сверхъестественные силы. Это касается и индейцев Майя, которых якобы просвещали внеземные создания с крыльями на странных небесных колесницах. Также существует теория о том, что вся жизнь человечества от происхождения до пика эволюции протекает по давно прописанной программе, заложенной инопланетным разумом. Есть и альтернативные версии о переселении землян с планет таких систем и созвездий, как Сириус, Скорпион, Весы и т. д.
Античные мифы: О происхождении человека существует огромное количество легенд и сказаний. В Древней Греции верили, что прародителями людей были Девкалион и Пирра, которые по воле богов пережили потоп и создали новую расу из каменных статуй.
Античные китайцы считали, что первый человек был бесформенным и вышел из глиняного кома. Создателем людей является богиня Нюйва. Она была человеком и драконом в одном лице.
По турецкому преданию, люди вышли из Черной горы. В ее пещере была яма, которая напоминала облик тела человека. Струи дождя смывали в нее глину. Когда форма наполнилась и согрелась солнцем, из нее вышел первый человек. Имя ему Ай-Атам.
Мифы о происхождении человека индейцев сиу гласят, что людей создал Кролик-вселенная. Божественное создание нашло сгусток крови и начало с ним играться. Вскоре тот стал накатываться о землю и превратился в кишки. Затем на сгустке крови появилось сердце и прочие органы. В итоге кролик накатал полноценного мальчика – предка сиу.
По мнению античных мексиканцев, бог создал облик человека из гончарной глины. Но из-за того, что он передержал заготовку в печи, человек получился подгоревшим, то есть черным. Последующие попытки раз за разом становились все лучше, а люди выходили все белее.
Монгольское предание один в один схоже с турецким. Человек появился из глиняной формы. Единственным отличием является то, что яму вырыл сам бог.
Этапы эволюции.
Теория самозарождения жизни из грязи. Возникла она, по разным оценкам, от 4 до 5 тысяч лет назад где-то в районе Месопотамии. Во всяком случае, именно там, при археологических раскопках древнешумерского города Урука, была найдена уникальная алебастровая ваза возрастом в 4000 лет. Ваза имела украшения, расположенные в несколько ярусов. В самом низу были изображены морские волны. Из них поднимались растения, выше находились животные, а на самом верху — люди. Над всем этим — скульптурная композиция с богиней жизни и плодородия Иштар .
Гораздо подробнее историки узнали о данной теории от философов древнегреческой Милетской школы (VIII-VI вв. до н.э.). Именно они, ссылаясь на вавилонскую мудрость, развивали идею возникновения живых существ из воды, либо из различных влажных или гниющих материалов. Сам Аристотель в своих трудах приводит бесчисленное множество фактов самозарождения живых существ: растений, насекомых, червей, лягушек, мышей, некоторых морских животных, с указанием необходимых для этого условий — наличия разлагающихся органических остатков, навоза, испорченного мяса, различных отбросов, грязи. Под эти факты Аристотель подводил твердое теоретическое обоснование — он утверждал, что внезапное зарождение живых существ вызвано не чем иным как воздействием некоего духовного начала на безжизненную до того материю.
К XVI-му веку теория самозарождения живых организмов достигла своего апогея. В эпоху Возрождения в научном мире активно распространилась заимствованная из иудаизма легенда о големе или гомункулюсе — человеке, искусственно созданном из глины, земли или другой неживой материи при помощи магических заклинаний и обрядов. Парацельс (1493-1541 гг.) предлагал такой рецепт изготовления гомункула: взять «известную человеческую жидкость» (мочу) и заставить её гнить сначала семь суток в запечатанной тыкве, а затем в течение сорока недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя человеческую кровь. И в результате «произойдёт настоящий живой ребёнок, имеющий все члены, как дитя, родившееся от женщины, но только весьма маленького роста».
В XVIII веке последователи «милетского учения» поставили ряд убедительных опытов, наглядно доказав случаи самозарождения жизни. Так, священник и натуралист Дж. Нидхем из Англии (1713-1781 гг.) был удостоен поощрения научного Королевского общества за свои опыты с бараньей подливкой, в которой, как он утверждал, сами по себе могут зарождаться микроскопические организмы. Он кипятил баранью подливку, сливал её в бутылку, закрывал её пробкой и для верности нагревал ещё раз (ведь многократное нагревание совершенно точно должно было уничтожить все попавшие в подливку из воздуха микроорганизмы и их споры), выжидал несколько дней, а затем изучал подливку под микроскопом. К его величайшей радости подливка кишела микробами. Это означало, что зарождение живой материи из неживой всё-таки возможно! Нидхем, совместно с графом Бюффоном выдвинул теорию о Производящей силе — некоем животворящем элементе, который содержится в бараньем бульоне и семенном отваре и способен создать живые организмы из неживой материи.
Прогрессивной науке противостоял итальянский священник Лаццаро Спалланцани (1729-1799 гг.), который своими опытами раз за разом портил красивые теории грубыми и нелицеприятными фактами — то убивая всякую жизнь в бульонах на много дней, то позволяя ей возрождаться в перегретых жидкостях и воздухе. Поскольку опыты по «самозарождению» от мышей уже давно перешли на микробов, то по ходу дела этот упрямец своими опытами заложил основы микробиологии — но речь сейчас не о ней.
Окончательно убил теорию о возможности самозарождения жизни Луи Пастер (1822-1895), получивший в 1862 году премию Парижской Академии Наук за окончательное опровержение такой возможности. Именно благодаря Пастеру человечество освоило пастеризацию и поставило тысячи квадриллионов опытов, дабы проверить его правоту (каждая консервная банка — это маленькая лаборатория, проверяющая возможность самозарождения жизни в питательной среде). И до сих пор не было выявлено ни одного случая правоты древневавилонских мудрецов.
В качестве мести биологи присвоили имя Луи Пастера мерзкой болезнетворной бактерии: пастерелле. Ибо ни одно доброе дело не должно остаться безнаказанным.
Казалось бы — вопрос закрыт навеки. Но нет, сторонники ученья Древней Месопотамии не сдались. В 1924 году советский биохимик Александр Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их «коацерватные капли», или просто коацерваты.
Проще говоря, не имея возможности получить из грязи жизнь, последователи Милетской школы решили, что смогут слепить из бульонов хоть какие-то мелкие составляющие живых организмов.
Увы — ни один из поставленных «месопотамцами» опытов так и не позволил достичь хоть каких-либо положительных результатов. Ну не вырастает у них «каменный цветок», и хоть ты тресни!
Второй раз теорию самозарождения убил великий Фред Хойл, лучший математик в истории, отец-основатель современной астрофизики, получивший рыцарское звание за вклад в науку и лауреат немыслимого числа медалей и премий. В своей книге «Математика эволюции» он скрупулезно рассчитал вероятность самопроизвольного возникновения тех или иных молекул, входящих в состав живых организмов. Эта вероятность составила величины, сопоставимые с десятью в минус сороковой-пятидесятой степени. Величина, сопоставимая с количеством элементарных частиц, существующих во Вселенной. То есть — никаких шансов, даже теоретических, для самозарождения жизни на Земле нет и не может быть в принципе. Никаких.
Как объяснил ситуацию сам Фред Хойл: «Представьте себе, что на огромной свалке в беспорядке разбросаны все части от авиалайнера «Боинг-747», разобранного, что называется, до болта и гайки. Тут случается пройтись по свалке страшной силы смерчу-урагану. Каковы шансы того, что после подобного смерча на свалке будет стоять полностью собранный «Боинг», готовый отправиться в полет?»
Впрочем, Фред Хойл объяснил и то, каким образом жизнь все же появиться могла. Вариантов было предложено два:
1) либо она является изначальным свойством материи типа гравитации или магнетизма, а потом заносится на разные планеты;
2) либо она зародилась в других местах Вселенной, обладающих другими изначальными условиями и на первичных этапах была значительно проще, нежели та, которую мы имеем удовольствие наблюдать, и оказалась занесена на Землю извне в уже достаточно развитом виде.
В 1999 году, когда Фред Хойл изложил свои мысли, они показалась биологам еретическими — ибо в Древней Месопотамии никто ничего подобного никогда не предполагал. Однако британский астрофизик получил неожиданную поддержку из Индии (современной), от тамошней организации по научным исследованиям. Начиная с 2001 года учёные из индийских Центра клеточной и молекулярной биологии (Centre for Cellular and Molecular Biology) и Национального центра науки о клетке (National Centre For Cell Science) стали регулярно запускать в стратосферу высотные шары, несущие около 460 килограммов научного оборудования, в том числе стерильные герметичные пробоотборники, которые берут образцы воздуха на высотах от 20 до 41 километра. Эти пробы передаются двум упомянутым научным центрам для проведения параллельной независимой экспертизы.
На сегодня этим зондам удалось поймать в стратосфере двенадцать бактериальных и шесть грибковых колоний. Большинство из этих организмов после генетического анализа показали почти полное (98%) сходство с видами, известными по наземной биосфере. Но три вида бактерий оказались совершенно новыми. Они существенно отличаются от земных и демонстрируют, в частности, огромную устойчивость к ультрафиолету.
Первая бактерия из этой новой тройки названа Janibacter hoylei — в честь Фреда Хойла (Fred Hoyle).
Вторая — Bacillus isronensis — в честь Индийской организации по космическим исследованиям ISRO, проводившей запуск этого стратосферного шара.
А третья — Bacillus aryabhata — в честь древнего индийского астронома Ариабхаты (Aryabhata).
В настоящий момент уже не важно, действительно ли эти микроорганизмы попали к нам из космоса или имеют все-таки земное происхождение. В любом случае мы точно знаем, что в космосе за Земным шаром и Солнечной системой тянется длинный шлейф из спор живых бактерий, способных успешно существовать в условиях жесткого излучения и символического атмосферного давления. И стоит этим спорам попасть на стерильную планету — как она тут же будет ими успешно освоена и заселена.
Последним аргументом «месопотамщиков» всегда было голословное утверждение, что «жизнь в таких условиях существовать не способна». Однако XXI век разгромил и это утверждение. Новейшие исследования показали, что жизнь может приспособиться практически к любым условиям, в которые ее ставят. 27 сентября 2006 года на сайте журнала Nature была опубликована статья французских и хорватских микробиологов, посвященная микробу Deinococcus radiodurans. Радиоустойчивость дейнококка поистине поразительна. Дейнококк прекрасно себя чувствует после дозы радиации в 5000 Грей (1 Грей = 1 Джоуль на 1 кг живого веса), и даже втрое большая доза убивает лишь 2/3 клеток в колонии, в то время как смертельная доза для человека — 10 Грей, для кишечной палочки — 60 Грей. Дейнококк легко переносит высыхание и не погибает даже в вакууме. Самая большая неприятность, которая происходит с живой клеткой под воздействием радиации или высыхания, — это разрывы, возникающие в двойной спирали ДНК. Геном клетки попросту рвется на куски, что и приводит к летальному исходу. Дейнококк способен «залечивать» до 1000 таких разрывов единовременно.
Мало того! В ходе исследования метеорита, упавшего в 1969 году возле городка Мурчисон в Австралии команда Филиппе Шмидта-Копплина из Института экологической химии в Нойхерберге (Германия) извлекла небольшой фрагмент метеоритной породы из центра камня, после чего провели экстракцию возможных органических молекул из него с помощью разнообразных растворителей. Проведенные после этого анализы состава этих жидкостей с помощью набора самых современных аналитических методик показали, что метеорит содержит не менее 14 тысяч органических соединений, среди которых есть как минимум 70 аминокислот.
Выведенный 25 августа 2003 года космический телескоп «Spitzer» обнаружил основные химические компоненты жизни в газопылевых облаках, обращающихся вокруг молодой звезды. Эти компоненты – ацетилен и цианид водорода, газообразные предшественники ДНК и белков – были впервые зарегистрированы в планетарной зоне звезд, то есть там, где могут образовываться планеты. А отснятая им же галактика М81, удаленная от нас на 12 миллионов световых лет, при спектральном анализе засветилась красными цветами из-за обилия ароматических углеводородов, содержащими азот.
Во время полетов космических аппаратов Deep Impact и Stardust к кометам Tempel 1 и Wild 2 соответственно в 2004-2005 годах в комете Tempel 1 была найдена смесь органических и глинистых частиц, а в комете Wild 2 – целый ряд сложных углеводородных молекул – потенциальных строительных кирпичиков для жизни.
В начале 2008 года мериканский космический аппарат «Кассини» обнаружил на Титане – спутнике Сатурна – целые озера и моря из углеводородов. Тех самых, которые всегда считались продуктами разложения животной оргшаники.
Вот так научные открытия XXI века напрочь убили теорию, просуществовавшую почти пять тысячелетий и все еще не убранную со страниц учебников. Современные школяры совершенно напрасно тратят учебные часы на зубрежку теории самозарождения жизни
Абиогенез — теория возникновения живых существ из веществ неорганической природы. До середины 19 в. под А. понималось самопроизвольное зарождение, т. е. внезапное возникновение из неживых материалов сложноорганизованных живых существ. Так, ещё в 17 в. верили в самозарождение червей, рыб, лягушек и даже мышей из росы, ила, грязи. Однако итальянский учёный Ф. Реди в 1668 показал, что личинки мух в гниющем мясе появляются только из отложенных мухами яиц. В 18 в. итальянский учёный Л. Спалланцани установил, что в прокипяченных бульонах микроорганизмы не развиваются. Окончательно это доказал в 1861 французский учёный Л. Пастер, опыты которого не отрицают, однако, возможности А. в прежние геологические эпохи.
Самопроизвольное зарождение жизни Аристотель (гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, считал, что определённые «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм.. Аристотель писал, что лягушки и насекомые заводятся в сырой почве.
Распространение гипотезы. Гипотеза самозарождения была распространена в Египте, Вавилоне, Китае, а также имела распространение в средние века. Гипотеза самозарождения была распространена в Египте, Вавилоне, Китае, а также имела распространение в средние века.
Опровержение теории. Опыты Франческо Реди Франческо Реди подверг сомнению теорию спонтанного зарождения живого. В 1668 г. Реди проделал следующий опыт. Он поместил куски мяса в разные сосуды, причем одни сосуды накрыл кисеей, а другие оставил открытыми. Налетевшие мухи отложили яйца на мясе в открытых сосудах; вскоре из яиц вывелись личинки. В накрытых сосудах личинок не оказалось. Опровергнув концепцию самозарождения, Реди высказал мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).
Опыты Луи Пастера Ученый кипятил в воде различные субстраты в которых могли бы образоваться микроорганизмы.При дополнительном кипячении микроорганизмы и их споры погибали. Л. Пастер присоединил к реторте S- образную трубку, со свободным концом Воздух свободно проникал в S-образную трубку, но питательная среда оставалась прозрачной. Споры микроорганизмов оседали на изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипяченная питательная среда оставалась стерильной, в ней не обнаруживалось зарождения жизни, несмотря на то, что доступ воздуха был обеспечен.
Вывод. В настоящее время большинство учёных считает, что возникновение жизни длительный процесс, происходивший на Земле в отдалённые геологические эпохи, когда условия (температура, химический состав газовой, жидкой и твёрдой оболочек Земли, режим излучения и др.) сильно отличались от современных. Одна из распространённых теорий Абиогенеза принадлежит советскому учёному А. И. Опарину.
В сознании современного человека наука все чаще представляется чем-то твердым и незыблемым, ако сама земная твердь, достижениями, на которые можно уверенно полагаться, оценивая события окружающего мира. Увы, рано или поздно каждому смертному приходится убедиться, что именно наука является субстанцией крайне зыбкой и неустойчивой, способной практически мгновенно менять свою точку зрения, а то и всю собственную структуру до полной неузнаваемости, отвергая незыблемые, казалось бы, истины . Так было с теорией флогистона, с теорией гравитационного нагревания звезд, теорией теплорода и мирового эфира и многих других.
От опровержения не застрахованы даже самые, казалось бы, фундаментальные теории, вошедшие в школьные учебники и потому кажущиеся уж совершенно точными и абсолютными истинами. Именно о них, базовых школьных постулатах, рухнувших в начале 21 века и пойдет речь в этой статье.
Теория самозарождения жизни
На пятом месте в моем рейтинге находиться самая древняя из известных научных теорий — теория самозарождения жизни из грязи. Возникла она, по разным оценкам, от 4 до 5 тысяч лет назад где-то в районе Месопотамии. Во всяком случае, именно там, при археологических раскопках древнешумерского города Урука, была найдена уникальная алебастровая ваза возрастом в 4000 лет. Ваза имела украшения, расположенные в несколько ярусов. В самом низу были изображены морские волны. Из них поднимались растения, выше находились животные, а на самом верху — люди. Над всем этим — скульптурная композиция с богиней жизни и плодородия Иштар.
Гораздо подробнее историки узнали о данной теории от философов древнегреческой Милетской школы (VIII-VI вв. до н.э.). Именно они, ссылаясь на вавилонскую мудрость, развивали идею возникновения живых существ из воды, либо из различных влажных или гниющих материалов. Сам Аристотель в своих трудах приводит бесчисленное множество фактов самозарождения живых существ: растений, насекомых, червей, лягушек, мышей, некоторых морских животных, с указанием необходимых для этого условий — наличия разлагающихся органических остатков, навоза, испорченного мяса, различных отбросов, грязи. Под эти факты Аристотель подводил твердое теоретическое обоснование — он утверждал, что внезапное зарождение живых существ вызвано ни чем иным как воздействием некоего духовного начала на до того безжизненную материю.
К XVI -му веку теория самозарождения живых организмов достигла своего апогея. В эпоху Возрождения в научном мире активно распространилась заимствованная из иудаизма легенда о големе или гомункулюсе — человеке, искусственно созданном из глины, земли или другой неживой материи при помощи магических заклинаний и обрядов. Парацельс (1493—1541 гг.) предлагал такой рецепт изготовления гомункула: взять «известную человеческую жидкость» (мочу) и заставить её гнить сначала 7 суток в запечатанной тыкве, а затем в течение сорока недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя человеческую кровь. И в результате «произойдёт настоящий живой ребёнок, имеющий все члены, как дитя, родившееся от женщины, но только весьма маленького роста».
В XVIII веке последователи «милетского учения» поставили ряд убедительных опытов, наглядно доказав случаи самозарождения жизни. Так, священник и натуралист Дж. Нидхем из Англии (1713—1781 гг.) был удостоен поощрения научного Королевского общества за свои опыты с бараньей подливкой, в которой, как он утверждал, сами по себе могут зарождаться микроскопический организмы. Он кипятил баранью подливку, сливал её в бутылку, закрывал её пробкой и для верности нагревал ещё раз (ведь многократное нагревание совершенно точно должно было уничтожить все попавшие в подливку из воздуха микроорганизмы и их споры), выжидал несколько дней, а затем изучал подливку под микроскопом. К его величайшей радости подливка кишела микробами. Это означало, что зарождение живой материи из неживой всё-таки возможно! Нидхем, совместно с графом Бюффоном выдвинул теорию о Производящей силе — некоем животворящем элементе, который содержится в бараньем бульоне и семенном отваре, и способен создать живые организмы из неживой материи.
Прогрессивной науке противостоял итальянский священник Лаццаро Спалланцани (1729—1799 гг.), который своими опытами раз за разом портил красивые теории грубыми и нелицеприятными фактами — то убивая всякую жизнь в бульонах на много дней, по позволяя ей возрождаться в перегретых жидкостях и воздухе. Поскольку опыты по «самозарождению» от мышей уже давно перешли на микробов, то по ходу дела этот упрямец своими опытами заложил основы микробиологии — но речь сейчас не о ней.
Окончательно убил теорию о возможности самозарождения жизни Луи Пастер, (1822-1895), получивший в 1862 году премию Парижской Академии Наук за окончательное опровержение такой возможности.
Именно благодаря Пастеру человечество освоило «пастеризацию» и поставило тысячи квадриллионов опытов, дабы проверить его правоту (каждая консервная банка — это маленькая лаборатория, проверяющая возможность самозарождения жизни в питательной среде). И до сих пор не было выявлено ни одного случая правоты древневавилонских мудрецов.
В качестве мести биологи присвоили имя Луи Пастера мерзкой болезнетворной бактерии: пастерелле. Ибо ни одно доброе дело не должно остаться безнаказанным.
Казалось бы — вопрос закрыт навеки. Но нет, сторонники ученья Древней Месопотамии не сдались. В 1924 году советский биохимик Александр Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их «Коацерватные капли», или просто коацерваты.
Проще говоря, не имея возможности получить из грязи жизнь, последователи Милетской школы решили, что смогут слепить из бульонов хоть какие-то мелкие составляющие живых организмов.
Увы — ни один из поставленных «месопотамцами» опытов так и не позволил достичь хоть каких-либо положительных результатов. Ну не вырастает у них «каменный цветок», и хоть ты тресни!
Второй раз теорию самозарождения убил великий Фред Хойл, лучший математик в истории, отец-основатель современной астрофизики, получивший рыцарское звание за вклад в науку и лауреат немыслимого числа медалей и премий. В своей книге «Математика эволюции» он скрупулезно рассчитал вероятность самопроизвольного возникновения тех или иных молекул, входящих в состав живых организмов. Эта вероятность составила величины, сопоставимые с десятью в минус сороковой-пятидесятой степени. Величина, сопоставимая с количеством элементарных частиц, существующих во Вселенной.
То есть — никаких шансов, даже теоретических, для самозарождения жизни на Земле нет, и не может быть в принципе. Никаких.
Как объяснил ситуацию сам Фред Хойл: « Представьте себе, что на огромной свалке в беспорядке разбросаны все части от авиалайнера «Боинг-747», разобранного, что называется, до болта и гайки. Тут случается пройтись по свалке страшной силы смерчу-урагану. Каковы шансы того, что после подобного смерча на свалке будет стоять полностью собранный «Боинг», готовый отправиться в полет? »
Впрочем, Фред Хойл объяснил и то, каким образом жизнь все же появится могла. Вариантов было предложено два:
1) Либо она является изначальным свойством материи типа гравитации или магнетизма, а потом заносится на разные планеты.
2) Либо она зародилась в других местах Вселенной, обладающих другими изначальными условиями и на первичных этапах была значительно проще, нежели та, которую мы имеем удовольствие наблюдать, и оказалась занесена на Землю извне в уже достаточно развитом виде.
В 1999 году, когда Фред Хойл изложил свои мысли, они показалась биологам еретическими — ибо в Древней Месопотамии никто ничего подобного никогда не предполагал. Однако британский астрофизик получил неожиданную поддержку из Индии (современной), от тамошней организации по научным исследованиям. Начиная с 2001 года учёные из индийских Центра клеточной и молекулярной биологии (Centre for Cellular and Molecular Biology) и Национального центра науки о клетке (National Centre For Cell Science) стали регулярно запускать в стратосферу высотный шары, несущие около 460 килограммов научного оборудования, в том числе стерильные герметичные пробоотборники, которые берут образцы воздуха на высотах от 20 до 41 километра. Эти пробы передаются двум упомянутым научным центрам для проведения параллельной независимой экспертизы.
На сегодня этим зондам удалось поймать в стратосфере 12 бактериальных и шесть грибковых колоний. Большинство из этих организмов после генетического анализа показали почти полное (98%) сходство с видами, известными по наземной биосфере. Но три вида бактерий оказались совершенно новыми. Они существенно отличаются от земных и демонстрируют, в частности, огромную устойчивость к ультрафиолету.
Первая бактерия из этой новой тройки названа Janibacter hoylei — в честь Фреда Хойла (Fred Hoyle).
Вторая — Bacillus isronensis — в честь Индийской организации по космическим исследованиям ISRO, проводившей запуск этого стратосферного шара.
А третья — Bacillus aryabhata — в честь древнего индийского астронома Ариабхаты (Aryabhata).
В настоящий момент уже не важно, действительно ли эти микроорганизмы попали к нам из космоса, или имеют все-таки земное происхождение. В любом случае мы точно знаем, что в космосе за Земным шаром и Солнечной системой тянется длинный шлейф из спор живых бактерий, способных успешно существовать в условиях жесткого излучения и символического атмосферного давления. И стоит этим спорам попасть на стерильную планету — как она тут же будет ими успешно освоена и заселена.
Последним аргументом «месопотамщиков» всегда было голословное утверждение, что «жизнь в таких условиях существовать не способна». Однако XXI век разгромил и это утверждение. Новейшие исследования показали, что жизнь способна приспособиться практически к любым условиям, в которые ее ставят. 27 сентября 2006 года, на сайте журнала Nature была опубликована статья французских и хорватских микробиологов, посвященная микробу Deinococcus radiodurans. Радиоустойчивость дейнококка поистине поразительна. Дейнококк прекрасно себя чувствует после дозы радиации в 5000 Грей (1 Грей = 1 Джоуль на 1 кг живого веса), и даже втрое большая доза убивает лишь 2/3 клеток в колонии, в то время как смертельная доза для человека — 10 Грей, для кишечной палочки — 60 Грей. Дейнококк легко переносит высыхание и не погибает даже в вакууме. Самая большая неприятность, которая происходит с живой клеткой под воздействием радиации или высыхания, — это разрывы, возникающие в двойной спирали ДНК. Геном клетки попросту рвется на куски, что и приводит к летальному исходу. Дейнококк способен «залечивать» до 1000 таких разрывов единовременно.
Вот так научные открытия XXI века напрочь убили теорию, просуществовавшую почти пять тысячелетий и все еще не убранную со страниц учебников. Увы, современные школяры совершенно напрасно тратят учебные часы на на зубрежку теории самозарождения жизни.
Ее больше не существует.
Спасибо
Религиозные учения всех времен и всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Аристотель (384 – 322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Даже для такого выдающегося ума древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные — черви, насекомые и даже рыбы — могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.
Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные “частицы” вещества содержат некое “активное начало”, которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.
“Таковы факты – живое может возникать не только путем спаривания животных, но и разложением почвы. Так же обстоит дело и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием всей природы, возникая из разлагающейся земли или определенных частей растений” (Аристотель).
Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением отцов церкви, зачастую давая нелепые и даже смешные на современный взгляд представления. Приготовление живого человека или его подобия, “гомункулуса”, в колбе, при помощи смешения и перегонки различных химических веществ, считалось в средние века хотя и весьма трудным и беззаконным, но, без сомнения, выполнимым делом.
Получение же животных из неживых материалов представлялось ученым того времени настолько простым и обычным, что известный алхимик и врач Ван-Гельмонт (1577 – 1644 гг.) дает рецепт, следуя которому можно искусственно приготовить мышей, покрывая сосуд с зерном мокрыми и грязными тряпками. Этот весьма удачливый ученый описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван- Гельмонт считал человеческий пот.
Ряд сочинений, принадлежащих к XVI и XVII вв., подробно описывает превращение воды, камней и других неодушевленных предметов в пресмыкающихся, птиц и зверей. Гриндель фон Ах даже приводит изображение лягушек, образующихся из майской росы, а Альдрованд дает рисунки, показывающие, каким образом птицы и насекомые родятся из веток и плодов деревьев.
Чем дальше развивалось естествознание, чем большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного зарождения.
Доказательства несостоятельности теории витализма
Уже в 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он установил, что маленькие белые червячки — это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).
“Убежденность была бы тщетной, если бы ее нельзя было подтвердить экспериментом. Поэтому в середине июля я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них землю, в другой – немного рыбы, в третий – угрей из Арно, в четвертый – кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми… Вскоре мясо и рыб в незапечатанных сосудах зачервили; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не видел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в них была положена дохлая рыба” (Реди).
Таким образом, относительно живых существ, видимых простым глазом, предположение о самозарождении оказалось несостоятельным.
Но в конце XVII в. Кирхером и Левенгуком был открыт мир мельчайших существ, невидимых простым глазом и различимых только в микроскоп. Этих “мельчайших живых зверьков” (так Левенгук называл открытые им бактерии и инфузории) можно было обнаружить всюду, где только происходило гниение, в долго стоявших отварах и настоях растений, в гниющем мясе, бульоне, в кислом молоке, в испражнениях, в зубном налете. “В моем рту, — писал Левенгук, — их (микробов) больше, чем людей в соединенном королевстве”. Стоит только поставить на некоторое время в теплое место скоропортящиеся и легко загнивающие вещества, как в них сейчас же развиваются микроскопические живые существа, которых раньше там не было. Откуда же эти существа берутся? Неужели же они произошли из зародышей, случайно попавших в гниющую жидкость? Сколько, значит, должно быть повсюду этих зародышей! Невольно являлась мысль, что именно здесь, в гниющих отварах и настоях и происходит самозарождение живых микробов из неживой материи.
Это мнение в середине XVIII в. получило подтверждение в опытах шотландского священника Нидхэма, который брал мясной бульон или отвары растительных веществ, помещал их в плотно закрывающиеся сосуды и короткое время кипятил. При этом, по мнению Нидхэма, должны были погибнуть все зародыши, новые же не могли попасть извне, так как сосуды были плотно закрыты. Тем не менее, спустя некоторое время в жидкостях появлялись микробы. Отсюда указанный ученый делал вывод, что он присутствует при явлении самозарождения.
Однако против этого мнения выступил другой ученый, итальянец Спалланцани. Повторяя опыты Нидхэма, он убедился, что более продолжительное нагревание сосудов, содержащих органические жидкости, совершенно их обеспложивает. В 1765 году Ладзаро Спалланцани провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары кипячению в течение нескольких часов, он сразу же их запечатал, после чего снял с огня. Исследовав жидкости через несколько дней, Спалланцани не обнаружил в них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура уничтожила все формы живых существ и что без них ничто живое уже не могло возникнуть.
Между представителями двух противоположных взглядов разгорелся ожесточенный спор. Спалланцани доказывал, что жидкости в опытах Нидхэма не были достаточно прогреты и там оставались зародыши живых существ. На это Нидхэм возражал, что не он нагревал жидкости слишком мало, а, наоборот, Спалланцани нагревал их слишком много и таким грубым приемом разрушал “зарождающую силу” органических настоев, которая очень капризна и непостоянна.
Таким образом, каждый из спорящих остался при своем мнении, и вопрос о самозарождении микробов в гниющих жидкостях не был разрешен ни в ту, ни в другую сторону в течение целого столетия. За это время было сделано немало попыток опытным путем доказать или опровергнуть самозарождение, но ни одна из них не привела к определенным результатам.
Вопрос запутывался все больше и больше, и только в половине XIX в. он был окончательно разрешен благодаря блестящим исследованиям гениального французского ученого Пастера.
В 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни. Эту премию получил в 1862 г. знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер. Так же как Спаланцани, он прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была не обычная, а с горлышком в виде 5-образной трубки. Воздух, а следовательно и «жизненная сила», могли проникать в колбу, но пыль, а вместе с нею и микроорганизмы, присутствующие в воздухе, оседали в нижнем колене 5-образной трубки, и бульон в колбе оставался стерильным. Однако стоило сломать горло колбы или ополоснуть стерильным бульоном нижнее колено 5-образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть — в нем появлялись микроорганизмы.Таким образом, благодаря работам Луи Пастера теория самозарождения была признана несостоятельной и в научном мире утвердилась теория биогенеза, краткая формулировка которой — «все живое — от живого».
Однако, если все живые организмы в исторически обозримый период развития человечества происходят только от других живых организмов, естественно возникает вопрос: когда и каким образом появились на Земле первые живые организмы?
Теории происхождения жизни, подготовка к ЕГЭ по биологии
Теория креационизма (лат. creatio — творение)
С самого раннего момента своего появления человечество наделяло природу особыми свойствами: существовал тотемизм — поклонение какому-либо животному или растению как своему мифическому защитнику. С течением времени появились монотеистические религии, в которых утверждалось, что настоящий мир создан творцом в результате акта сверхъестественного творения.
За всю историю существования человечества сторонниками этой теории не было приведено ни одного подтверждающего доказательства. Справедливо отметить, что и опровергнуть эту теорию невозможно. Основополагающим моментом здесь являются не факты, а вера.
Теория стационарного состояния
Согласно данной теории, жизнь никто и ничто не создал(о) — жизнь, как и Вселенная, существует вечно, не имея точки начала и конца. Отдельные тела в этой системе — галактики, звезды, небесные тела и живые организмы — рождаются и умирают.
Теория панспермии (греч. pan — всё и sperma — семя)
После формирования и остывания нашей планеты на ее поверхности сложились условия благоприятные для развития жизни. Теория панспермии гласит о том, что жизнь на нашу планету была занесена извне, из космоса с падением метеороида или астероида. На Землю попали зачатки живого — споры бактерий, вирусы.
Теория самозарождения
Сторонники этой теории считали (или считают, если такие еще остались)), что жизнь способна самозарождаться из неживого. Еще Аристотель считал, что личинки, из которых появляются мухи, самозарождаются в гниющем мясе. Эти представления были довольно долго распространены и популярны.
Особое внимание обратим на витализм (лат. vitalis — жизненный) — учение о существовании нематериальной сверхъестественной жизненной силы, управляющей жизненными явлениями. Витализм и теория самозарождения тесно взаимосвязаны.
Особенно активно эти идеи обсуждались в конце XVI века, когда апогея достигла легенда о гомункулусе. Свой рецепт «приготовления» гомункулуса Парацельс описывает так: «Возьмите сперму и заставьте ее гнить 7 суток в запечатанной тыкве, а затем в течение 40 недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя кровь. В результате произойдет живой ребенок, как дитя, родившееся от женщины».
Кажется что-то таинственное и магическое скрыто за этими древними строками, однако это всего лишь остроумная шутка, на которую попались многие, даже из числа наших современников. Первым аргументированно попытался опровергнуть теорию самозарождения жизни Франческо Реди в 1668 году.
Опыт Франческо Реди состоял в доказательстве того факта, что в плотно закрытых банках, куда не могут попасть мухи, не развиваются и черви — их личинки. В таких банках мясо гниет, но не «производит» червей. Ранее Уильям Гарвей, английский медик, постулировал: «Все живое происходит из яйца».
Казалось бы, теория самозарождения опровергнута — точка. Но хитрые виталисты обвинили Франческо Реди в том, что закрыв банки тканью, он предотвратил доступ в них жизненной силе, и, естественно, жизнь в них не зародилась. Так что теория самозарождения пошатнулась, не более, но выстояла этот удар.
Лишь спустя почти 200 лет — в 1862 году — Луи Пастер нанес сокрушительный удар по виталистам, окончательно развенчав теорию самозарождения. Пастер кипятил в S-образной колбе молоко, в котором находились микроорганизмы. После кипячения колбы оставляли на открытом воздухе. За счет S-образной колбы бактерии оседали на стенках, не достигали молока: процессы брожения и гниения не начинались.
Это был сокрушительный удар по виталистам! Они не могли обвинить Пастера, как Франческо Реди, в том, что жизненная сила не проникает в колбу, так как просвет S-образной колбы сообщался с внешней средой. Таким образом, Луи Пастер доказал, что зарождение микроорганизмов в гниющих бульонах не является самозарождением жизни, а возникает только при непосредственном сообщении бульона с воздухом.
В честь Луи Пастера процесс тепловой обработки пищевых продуктов называется пастеризацией. Она представляет собой нагревание жидких продуктов до 60-70 °C в течение 60 минут, в результате чего болезнетворные микроорганизмы погибают. Это позволяет сохранить продукты свежими на долгое время.
Гипотеза А.И. Опарина абиогенного происхождения жизни
Одним из первых в 1924 году научно пытался обосновать появление жизни на земле советский ученый Опарин, а через 5 лет в — 1929 году — Дж. Холдейн. Согласно теории Опарина, жизнь представляет собой закономерный этап эволюции химических соединений — молекулярных преобразований, их полимеризации, возникновение более сложных по строению веществ. Процессы возникновения жизни по Опарину делятся на 3 этапа:
- Возникновение органических веществ из неорганических. Образование первичного бульона
- Усложнение строения веществ (появление белков, нуклеиновых кислот). Формирование коацерватов — капель с большой концентрацией коллоида
- Возникновение самовоспроизводящихся организмов, появление в них матричного синтеза на основе РНК, затем и ДНК
В результате таких преобразований из первичного бульона возникли первые прокариотические клетки.
Теорию Опарина и Холдейна подверглась проверке на практике. Первые эксперименты провел С. Миллер, пытавшийся синтезировать органические вещества из неорганических. Миллер использовал колбу, в которой непрерывно циркулировали метан, аммиак, водород и угарный газ (CO) — когда-то составлявшие атмосферу Земли (кислород в ее составе отсутствовал).
По итогам эксперимента в системе появились аминокислоты, сахара, жиры и даже предшественники нуклеиновых кислот.
С точки зрения вероятности возникновение жизни весьма маловероятно, однако учитывая очень долгое время (1 млрд. лет от появления Земли) вероятность такого события значительно возрастает.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Луи Пастер, Франческо Реди и «Спонтанное поколение для детей»
Откуда берутся клетки? Если кусок мяса выпустить наружу, со временем он разлагается и начинает кишеть микроорганизмами и, возможно, более крупными организмами, такими как личинки. До середины-конца 19 века происхождение микроорганизмов в разлагающемся веществе было под вопросом. Некоторые утверждали, что микробы возникли из других микробов, попавших на пищу из воздуха. Другие поддержали гипотезу самозарождения, согласно которой живые организмы могут возникать спонтанно из неживой материи.
Эксперимент Реди
Эксперимент РедиВ 1600-х годах Франческо Реди пытался проверить гипотезу спонтанного зарождения, применив то, что стало известно как научный метод — процесс проведения наблюдений, вопросов, формулирования гипотез и планирования экспериментов. проверить гипотезы.
Реди и другие заметили, что вокруг кусков мяса, оставленных на открытом воздухе, можно увидеть мух, а затем личинок. Поэтому он задал следующие вопросы: Откуда берутся мухи? Превращается ли гниющее мясо в мух? На основании этих вопросов Реди сформулировал гипотезу, что только мухи могут создавать мух и что гниющее мясо не может превратиться в мух.
Реди попытался проверить свою гипотезу, выполнив следующий эксперимент. Он поместил куски мяса в три стеклянные банки. Первая банка была оставлена открытой, вторая была закрыта сеткой, а третья была полностью опломбирована. Все кувшины подверглись нападению мух в окружающей комнате. Реди предсказал, что если мясо нельзя превратить в мух, то в запечатанных контейнерах не должно быть ни личинок, ни мух. Если мясо можно так трансформировать, то в закрытой банке также должны появиться личинки и мухи.
Реди зафиксировал наличие или отсутствие мух и личинок в банках каждого из трех типов. Как он и предсказывал, в запечатанных банках не было ни мух, ни личинок, тогда как в открытых банках личинок и мух было много. В банках, покрытых сеткой, личинки были обнаружены внутри самой сетки, но не на мясе внутри банки. Реди пришел к выводу, что мясо не может превращаться в мух, только мухи могут производить мух. Теория самозарождения не могла быть подтверждена и поэтому неверна.
Эксперимент Пастера
К сожалению, эксперимент Реди не всех убедил. Некоторые утверждали, что, хотя спонтанное зарождение может не относиться к более крупным организмам, таким как личинки и мухи, оно все же может быть применимо к более мелким микробам. Окончательный ответ на этот вопрос был дан в конце 1800-х годов Луи Пастером в его ставшем классическим эксперименте.
Гипотеза Пастера заключалась в том, что если клетки могут возникать из неживых веществ, то они должны спонтанно появляться в стерильном бульоне.
Чтобы проверить свою гипотезу, он создал две группы обработки: бульон, который подвергался воздействию источника микробных клеток, и бульон, который не подвергался воздействию. Для своего контрольного лечения Пастер использовал колбу с прямым горлом, которая позволяла частицам из воздуха попадать в бульон, хранящийся в колбе. Для своего экспериментального лечения Пастер использовал колбу с лебединой шеей. Форма и длина шеи гарантируют, что клетки не могут попасть в бульон из воздуха.
Затем Пастер проделал ту же процедуру с этими двумя колбами.Он вскипятил бульон, чтобы убить любые существующие организмы. Затем он дал бульону остыть и оставил его на несколько дней, после чего снял горлышки колб и проверил, нет ли в бульоне роста каких-либо организмов. Живые организмы Пастер обнаружил только в контрольной колбе. Поскольку экспериментальная колба оставалась стерильной, гипотеза спонтанного зарождения была отвергнута.
Изменив единственную переменную — форму горлышка колбы — Пастер пришел к выводу, что клетки не генерируются спонтанно, а фактически попадают в бульон из окружающего воздуха.Микроорганизмы, переносимые частицами пыли, попадали в колбу с прямым горлышком. Однако лебединая шея захватывала частицы, предотвращая попадание клеток в бульон.
1.1C: Пастер и спонтанное поколение
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Ключевые моменты
- Ключевые термины
Цели обучения
- Объясните понятие самозарождения
Спонтанное зарождение — это устаревшее представление об обычном образовании живых организмов, не происходящих от подобных организмов.Обычно идея заключалась в том, что определенные формы, такие как блохи, могут возникать из неодушевленного вещества, такого как пыль, или что личинки могут возникать из мертвой плоти. Другой вариант — идея двусмысленного поколения, когда такие виды, как ленточные черви, произошли от неродственных живых организмов, которые теперь считаются их хозяевами.
Доктрины считали эти процессы обычными и регулярными. Такие идеи противоречили идее однозначного поколения: фактически исключительное воспроизводство от генетически родственных родителей, как правило, одного и того же вида.Доктрина спонтанного зарождения была последовательно синтезирована Аристотелем, который собрал и расширил работы предшествующих натурфилософов и различные древние объяснения появления организмов; он господствовал на протяжении двух тысячелетий.
Сегодня общепринято считать, что спонтанное зарождение было решительно развеяно в течение 19 века экспериментами Луи Пастера. Он расширил исследования своих предшественников, таких как Франческо Реди, который в 17 годах проводил эксперименты, основанные на тех же принципах.
Эксперимент Луи Пастера 1859 года, по общему мнению, разрешил этот вопрос. Таким образом, Пастер варил мясной бульон в колбе с длинной горловиной, изогнутой вниз, как у гуся. Идея заключалась в том, что изгиб горловины предотвращал попадание падающих частиц в бульон, при этом позволяя свободный поток воздуха. Колба оставалась без роста в течение длительного периода. Когда колбу поворачивали так, чтобы частицы могли падать по изгибам, бульон быстро становился мутным. В деталях, Пастер подвергал кипяченные бульоны воздействию воздуха в сосудах, содержащих фильтр, предотвращающий проникновение всех частиц в питательную среду, и даже в сосудах без фильтра вообще, когда воздух поступал через длинную извилистую трубку, которая не позволяла частицы пыли пропустить.Ничего не росло в бульонах, если колбы не были открыты, показывая, что живые организмы, которые росли в таких бульонах, пришли извне в виде споров на пыли, а не спонтанно возникли в бульоне. Это был один из последних и важнейших экспериментов, опровергающих теорию спонтанной генерации.
Рисунок: Тест Пастера спонтанного зарождения : Стерилизуя источник пищи и удерживая его изолированным снаружи, Пастер не наблюдал гниения источника пищи (верхняя панель).Под воздействием внешней среды Пастер наблюдал гниение источника пищи (нижняя панель). Это убедительно свидетельствует о том, что компоненты, необходимые для создания жизни, не возникают спонтанно. Эксперимент Луи Пастера по пастеризации иллюстрирует тот факт, что порча жидкости была вызвана частицами в воздухе, а не самим воздухом. Эти эксперименты были важными доказательствами, подтверждающими идею микробной теории болезней. (CC BY-SA 4.0; Kgerow16).Несмотря на его эксперимент, возражения со стороны лиц, придерживающихся традиционных взглядов, продолжались.Многие из этих остаточных возражений были отклонены работой Джона Тиндаля, пришедшего на смену Пастеру. В конечном итоге идеи спонтанного зарождения были вытеснены достижениями теории зародышей и теории клеток. Опровержение традиционных представлений о спонтанном зарождении больше не вызывает споров среди профессиональных биологов. Возражения и сомнения были развеяны исследованиями и документами о жизненных циклах различных форм жизни. Однако принципы совершенно иной материи изначального абиогенеза на этой планете — жизни из неживого материала — все еще исследуются.
Ключевые моменты
- До открытия микробов считалось, что жизнь, как и гниющая пища, возникла из ничего.Эта идея получила название самозарождения.
- Стерилизуя культуры и удерживая их изолированными от открытого воздуха, Пастер обнаружил, что загрязнение среды происходит только при воздействии внешней среды, показывая, что для возникновения жизни необходим какой-то элемент. Другими словами, жизнь не возникает спонтанно.
- Несмотря на работу Пастера и работы других, все же потребовалось лучшее понимание теории зародыша и теории клеток, чтобы окончательно вытеснить концепцию спонтанного зарождения.
Ключевые термины
- абиогенез : происхождение живых организмов из безжизненной материи; такой генезис, который не связан с действием живых родителей; самозарождение.
- теория микробов : микробная теория болезней, также называемая патогенной теорией медицины, представляет собой теорию, которая предполагает, что микроорганизмы являются причиной многих заболеваний. Хотя первое предложение было весьма спорным, теория микробов получила подтверждение в конце 19 века и в настоящее время является фундаментальной частью современной медицины и клинической микробиологии, что привело к таким важным инновациям, как антибиотики и гигиенические методы.
Спонтанное поколение | Микробиология
Цели обучения
- Объясните теорию самозарождения и почему люди когда-то приняли ее как объяснение существования определенных типов организмов
- Объясните, как некоторые люди (ван Гельмонт, Реди, Нидхэм, Спалланцани и Пастер) пытались доказать или опровергнуть спонтанное зарождение.
Клиническая направленность: Аника, часть 1
Аника, 19-летняя студентка колледжа, проживает в общежитии.В январе она заболела горлом, головной болью, умеренной лихорадкой, ознобом и сильным, но непродуктивным (т. Е. Без слизи) кашлем. Чтобы вылечить эти симптомы, Аника начала принимать безрецептурные лекарства от простуды, которые, похоже, не помогали. Фактически, в течение следующих нескольких дней, когда некоторые симптомы Аники начали исчезать, ее кашель и лихорадка сохранялись, и она чувствовала себя очень усталой и слабой.
- Какие типы респираторных заболеваний могут быть причиной?
Мы вернемся к примеру Аники на следующих страницах.
Люди тысячелетиями спрашивали: откуда появилась новая жизнь? Религия, философия и наука боролись с этим вопросом. Одним из старейших объяснений была теория спонтанного зарождения, которая восходит к древним грекам и была широко принята в средние века.
Теория спонтанного зарождения
Греческий философ Аристотель (384–322 до н. Э.) Был одним из первых зарегистрированных ученых, сформулировавших теорию спонтанного зарождения , представление о том, что жизнь может возникнуть из неживой материи. Аристотель предположил, что жизнь возникла из неживого материала, если материал содержал pneuma («жизненное тепло»). В качестве доказательства он отметил несколько случаев появления животных из окружающей среды, в которой раньше таких животных не было, например, внезапное появление рыбы в новой луже с водой.
Эта теория сохранялась до семнадцатого века, когда ученые провели дополнительные эксперименты, чтобы подтвердить или опровергнуть ее. К этому времени сторонники теории ссылались на то, что лягушки просто кажутся появляющимися на илистых берегах реки Нил в Египте во время ежегодного наводнения.Другие заметили, что мыши просто появлялись среди зерна, хранившегося в сараях с соломенными крышами. Когда протекла крыша и посыпались зерна, появились мыши. Ян Баптиста ван Гельмонт , фламандский ученый семнадцатого века, предположил, что мыши могли возникнуть из тряпок и зерен пшеницы, оставленных в открытом контейнере на 3 недели. На самом деле такие среды обитания были идеальными источниками пищи и убежищем для процветания популяций мышей.
Однако один из современников ван Гельмонта, итальянский врач Франческо Реди (1626–1697), провел в 1668 году эксперимент, который одним из первых опроверг идею о том, что личинки (личинки мух) спонтанно образуются на оставленном мясе. на свежем воздухе.Он предсказал, что предотвращение прямого контакта мух с мясом также предотвратит появление личинок. Реди оставил мясо в каждом из шести контейнеров (рис. 1). Два были открыты для воздуха, два были покрыты марлей и два были плотно закрыты. Его гипотеза подтвердилась, когда личинки развивались в открытых банках, но личинки не появлялись ни в закрытых марлей, ни в плотно закрытых банках. Он пришел к выводу, что личинки могут образовываться только тогда, когда мухам разрешено откладывать яйца в мясе, и что личинки были потомством мух, а не продуктом спонтанного зарождения.
Рис. 1. Экспериментальная установка Франческо Реди состояла из открытого контейнера, контейнера, закрытого пробковой крышкой, и контейнера, покрытого сеткой, которая пропускает воздух, но не летает. Личинки появлялись только на мясе в открытом контейнере. Однако личинки были обнаружены и на марле покрытого марлей контейнера.
В 1745 году Джон Нидхэм (1713–1781) опубликовал отчет о своих экспериментах, в которых он на короткое время вскипятил бульон, наполненный растительными или животными веществами, надеясь убить все существовавшие ранее микробы.Затем он запечатал колбы. Через несколько дней Нидхэм заметил, что бульон стал мутным и в одной капле содержались многочисленные микроскопические существа. Он утверждал, что новые микробы возникли спонтанно. В действительности, однако, он, вероятно, не вскипятил бульон в достаточной степени, чтобы убить всех существовавших ранее микробов.
Лаззаро Спалланцани (1729–1799), однако, не согласился с выводами Нидхема и провел сотни тщательно выполненных экспериментов с использованием нагретого бульона. Как и в эксперименте Нидхема, бульон в закрытых и открытых банках был наполнен растительными и животными веществами.Результаты Спалланцани противоречили выводам Нидхема: нагретые, но запечатанные колбы оставались прозрачными без каких-либо признаков спонтанного роста, если впоследствии колбы не открывались на воздухе. Это говорит о том, что микробы попали в эти колбы из воздуха. В ответ на выводы Спалланцани Нидхэм утверждал, что жизнь происходит из «жизненной силы», которая была уничтожена во время длительного кипячения Спалланцани. Любое последующее запечатывание колб препятствовало проникновению новой жизненной силы и спонтанному зарождению (рис. 2).
Рис. 2. (a) Франческо Реди, который продемонстрировал, что личинки были потомством мух, а не продуктом спонтанного зарождения. (б) Джон Нидхэм, который утверждал, что микробы спонтанно возникли в бульоне из «жизненной силы». (c) Лаззаро Спалланцани, чьи эксперименты с бульоном были направлены на опровержение экспериментов Нидхема.
Подумай об этом
- Опишите теорию спонтанного зарождения и некоторые аргументы, используемые в ее поддержку.
- Объясните, как эксперименты Реди и Спалланцани бросили вызов теории спонтанного зарождения.
Опровержение спонтанного поколения
Споры о спонтанном зарождении продолжались и в девятнадцатом веке, и ученые выступали сторонниками обеих сторон. Чтобы разрешить спор, Парижская академия наук предложила приз за решение проблемы. Луи Пастер, выдающийся французский химик, изучавший микробное брожение и причины порчи вина, принял вызов. В 1858 году Пастер отфильтровал воздух через ватный фильтр и при микроскопическом исследовании хлопка обнаружил, что он полон микроорганизмов, предполагая, что выдержка бульона на воздухе не привносила в бульон «жизненную силу», а скорее переносилась по воздуху. микроорганизмы.
Позже Пастер сделал серию колб с длинными изогнутыми горлышками (колбы с «лебединой шейкой»), в которых он варил бульон для его стерилизации (рис. 3). Его конструкция позволяла воздуху внутри колб обмениваться с воздухом снаружи, но предотвращала проникновение любых переносимых по воздуху микроорганизмов, которые могли попасть в изгибы и изгибы горлышек колб. Если бы жизненная сила помимо переносимых по воздуху микроорганизмов была ответственна за рост микробов в стерилизованных колбах, она имела бы доступ к бульону, а микроорганизмы — нет.Он правильно предсказал, что стерилизованный бульон в его колбах с лебединой шеей останется стерильным, пока лебединая шея останется нетронутой. Однако, если горлышки сломаны, могут появиться микроорганизмы, загрязняющие колбы и способствующие росту микробов в бульоне.
Серия экспериментов Пастера неопровержимо опровергла теорию спонтанного зарождения и принесла ему престижную премию Альумберта Парижской академии наук в 1862 году. В последующей лекции в 1864 году Пастер сформулировал « Omne vivum ex vivo » («Жизнь только приходит». из жизни »).В этой лекции Пастер рассказал о своем знаменитом эксперименте с колбой с лебединой шеей, заявив, что «жизнь — это росток, а микроб — это жизнь. Доктрина самозарождения никогда не оправится от смертельного удара этого простого эксперимента ». К чести Пастера, этого никогда не было.
Рисунок 3. (a) Французский ученый Луи Пастер, который окончательно опроверг давно оспариваемую теорию спонтанного зарождения. (б) Уникальная особенность колб, использованных в эксперименте Пастера, в форме лебединой шеи, позволяла воздуху проникать в колбу, но предотвращала проникновение спор бактерий и грибов.(c) Эксперимент Пастера состоял из двух частей. В первой части отвар в колбе кипятили для его стерилизации. Когда этот бульон охлаждали, он не оставался загрязненным. Во второй части эксперимента колбу кипятили, а затем отламывали горлышко. Бульон в этой колбе был загрязнен. (кредит b: модификация работы «Wellcome Images» / Wikimedia Commons)
Подумай об этом
- Как экспериментальный план Пастера позволил воздуху, но не микробам проникать внутрь, и почему это было важно?
- Какой была контрольная группа в эксперименте Пастера и что она показала?
Ключевые концепции и резюме
- Теория спонтанного зарождения утверждает, что жизнь возникла из неживой материи.Это была давняя вера, восходящая к Аристотелю и древним грекам.
- Эксперименты Франческо Реди в семнадцатом веке представили первое существенное свидетельство, опровергающее самозарождение, показав, что мухи должны иметь доступ к мясу, чтобы личинки могли развиваться на нем. Выдающиеся ученые разрабатывали эксперименты и выступали как в поддержку (Джон Нидхэм), так и против (Лаззаро Спалланцани) спонтанного зарождения.
- Луи Пастеру приписывают окончательное опровержение теории спонтанного зарождения в его знаменитом эксперименте с колбой с лебединой шеей.Впоследствии он предположил, что «жизнь происходит только от жизни».
Множественный выбор
Кто из следующих людей выступал в пользу теории спонтанного зарождения?
- Франческо Реди
- Луи Пастер
- Джон Нидхэм
- Лаццаро Спалланцани
Ответ c. Джон Нидхэм выступал за теорию спонтанного зарождения.
Кому из следующих людей приписывают окончательное опровержение теории спонтанного зарождения с использованием бульона в колбе с лебединой шейкой?
- Аристотель
- Ян Баптиста ван Гельмонт
- Джон Нидхэм
- Луи Пастер
Ответ d.Луи Пастеру приписывают окончательное опровержение теории спонтанного зарождения.
Кто из перечисленных ниже экспериментировал с сырым мясом, личинками и мухами в попытке опровергнуть теорию самозарождения?
- Аристотель
- Лаццаро Спалланцани
- Антони ван Левенгук
- Франческо Реди
Ответ d. Франческо Реди экспериментировал с сырым мясом, личинками и мухами.
Заполните бланк
Утверждение, что «жизнь происходит только от жизни», было высказано Луи Пастером в отношении своих экспериментов, которые окончательно опровергли теорию ___________.
Показать ответУтверждение, что «жизнь происходит только из жизни», было высказано Луи Пастером в отношении своих экспериментов, которые окончательно опровергли теорию спонтанного зарождения .
Верно / Неверно
Воздействие воздуха необходимо для роста микробов.
Подумай об этом
- Объясните своими словами эксперимент Пастера с колбой с лебединой шеей.
- Объясните, почему эксперименты Нидхема и Спалланцани дали разные результаты, несмотря на то, что они использовали схожие методики.
- Как бы выглядели результаты эксперимента Пастера с колбой с лебединой шеей, если бы они поддерживали теорию спонтанного зарождения?
«Лебединое кольцо» Пастера (1859 г.)
Стеклодувы эпохи Возрождения Венеции 16 века были первыми, кто экспериментировал с декоративными стеклянными колбами с длинными изогнутыми горлышками, очень похожими на шею лебедя. Эти предметы были импортированы в Персию при шахе Аббасе I и стали традиционной стеклянной посудой, используемой в шиитских траурных ритуалах, известной как «ашдан» или «сосуд для слез».
Луи Пастер, великий французский микробиолог, нашел еще одно применение этим сосудам с лебединой шеей, или «col de cygnet». В 1859 он адаптировал эту идею, создав колбы с необычайно длинными изогнутыми горлышками, которые задерживали частицы пыли в узком изгибе, но при этом позволяли воздуху попадать в саму колбу. Бульон, кипящий внутри сосуда во время приготовления горлышка, оставался свободным от роста в течение продолжительных периодов времени, но быстро становился мутным, если жидкость наклонялась так, чтобы соприкасаться с пылью, застрявшей на изгибе горлышка сосуда.
Невозможно недооценить важность этого эксперимента в окончательном опровержении древней теории спонтанного зарождения. Идея о том, что жизнь может зародиться спонтанно, существовала веками, и даже во времена Пастера были некоторые ученые, которые все еще считали, что это может объяснить, почему кипяченые питательные бульоны внезапно стали мутными от микроскопических форм жизни.
В более раннем эксперименте Пастер запечатал горлышко сосуда, содержащего свежевыпущенный питательный бульон, так, чтобы он был полностью закрыт от внешнего мира.(Одна из этих стерильных колб и ее чистый, нетронутый бульон до сих пор можно увидеть в Музее науки в Лондоне). Но для некоторых критиков этого эксперимента было недостаточно, чтобы опровергнуть идею спонтанного зарождения, аргументируя это тем, что кипение каким-то образом убило некую жизненно важную спонтанную силу, которая присутствовала повсюду в воздухе.
Чтобы ответить на эту критику, Пастеру пришлось изобрести способ каким-то образом впустить наружный воздух в сосуд, но в то же время предотвратить проникновение крошечных организмов, которые он мог видеть под микроскопом.С помощью змеевика он представил то, что он назвал «неопровержимым и решающим» доказательством того, что «никаких живых микроорганизмов не появится даже после нескольких месяцев наблюдения. Однако, если бы тогда была внесена атмосферная пыль, живые микробы появились бы в течение двух-трех дней ».
Эксперименты Пастера эффективно показали, что микробы являются причиной болезней и разложения; что эти микробы присутствуют в воздухе; и что они будут расти в стерильной питательной среде. Своим именем он назвал процесс пастеризации при нагревании молока, вина и пищевых продуктов для их длительного хранения.Позже он также экспериментировал как с профилактическими вакцинами для предотвращения инфекций, так и с терапевтическими вакцинами для лечения инфицированных пациентов. Но именно его холодный олень позволил ему окончательно развеять миф о спонтанном зарождении и продемонстрировать существование переносимых по воздуху микробов, которые могут заразить или заразить что угодно, от фрукта до открытой раны.
Середина 1862-1877 годов | Институт Пастера
Спонтанное зарождение — большие дебаты
В то время теория спонтанного зарождения была широко принята в научных кругах.Луи Пастер решил подойти к этому вопросу своим экспериментальным методом.
Это потребовало использования колб с «лебединой шеей». Воду в колбе доводили до кипения в течение нескольких минут до выхода пара из открытого конца колбы. Затем его оставили остывать. Во время охлаждения воздух, поступающий в колбу, осаждает пыль и микробы на первом изгибе. Хотя при контакте с внешним воздухом жидкость оставалась неизменной, потому что микробы не могли проникнуть через нее.
Луи Пастер показал, что микробы повсеместно присутствуют — в воде, в воздухе, на предметах, на коже — и что некоторые из них ответственны за заболевания.
После незабываемой борьбы со своими противниками, в частности, со знаменитым биологом и яростным защитником теории спонтанного зарождения Феликс Пуше, в своей статье 1862 года Луи Пастер смог заявить, что:
- Пыль, переносимая по воздуху, содержит микроорганизмы, которые развиваются и размножаются.
- даже самые гнилостные жидкости оставались чистыми, если хранить их вдали от воздуха (и, следовательно, от этих микроорганизмов) после нагревания.
Он рекомендовал способы предотвращения и борьбы с этими микробами и, следовательно, привычки, необходимые для личной и социальной гигиены .Это, в частности, включало использование асептической процедуры s, то есть различных мер, которые необходимо предпринять для предотвращения вторжения в живую ткань или инертную среду экзогенными микроорганизмами или вирусами. Он отстаивал важность стерилизации белья и перевязочных материалов, пропуска инструментов через пламя и чистых рук . Эти рекомендации привели к широкому распространению современной хирургии.
Так как же происходит брожение?
Но Луи Пастер все еще думал о ферментах.Он задумался о ферментации и о том, как работают ферменты. Изучая масляное брожение, он открыл новый класс живых организмов, способных жить без воздуха.
Он использовал термин «анаэробный» для описания ферментов, способных жить без воздуха, и «аэробный» для микроорганизмов, которым для роста требуется присутствие свободного кислорода.
Он пришел к выводу, что брожение — это следствие жизни без воздуха.
Он применил свой микробиологический метод в промышленности и сельском хозяйстве для искоренения древних болезней, поражающих сельскохозяйственные культуры и продукты.
На помощь промышленности и сельского хозяйства
Уксус
Он изучал образование уксуса и превращение спирта в уксусную кислоту с помощью Mycoderma aceti, которая связывает кислород из воздуха на спирте. Он показал производителям уксуса, как производить уксус постоянного качества, избегая заражения вредной микодермией.
Винные болезни
Вино было флагманом отрасли Франции и во многих отношениях трудным бизнесом. Виноделам было трудно гарантировать качество своей продукции, которая страдала от болезней, причина и лечение которых неизвестны.Кризис не был чем-то новым, но рисковал нанести ущерб экспорту и, прежде всего, торговым соглашениям с Англией. Император Наполеон III призвал Луи Пастера найти решение.
Сначала он показал, что каждая винная болезнь вызывается определенным брожением.
Он разработал протокол для борьбы с болезнями, нагревая вино до температуры от 55 ° C до 60 ° C, температуры, при которой вино не портится и его букет сохраняется. Этот метод сейчас известен во всем мире как пастеризация .
Пиво
Пиво, как и вино, заражено микроорганизмами, переносимыми переносимой по воздуху пылью. Луи Пастер учил пивоваров беречь сусло от примесей и нагревать пиво до 55 °, чтобы предотвратить болезни.
Болезни шелкопряда
В 1865 году шелковая промышленность поразила болезнь. Во Франции это представляло угрозу для экономики целого региона, и болезнь распространилась дальше на другие страны-производители шелка, такие как Италия, Австрия и Малая Азия.
Луи Пастер обнаружил, что тутовые шелкопряды болеют двумя болезнями — нозематозом тутового шелкопряда и флехерией.
Под микроскопом Луи Пастер заметил, что у червей с нозематозом развиваются блестящие тельца, и показал, что болезнь была наследственной и заразной.
Он разработал метод клеточного производства яиц, позволяющий сохранить здоровые яйца тутового шелкопряда. Он изолировал самок бабочек, чтобы они могли откладывать яйца отдельно. После укладки он измельчил самок бабочек и исследовал их под микроскопом.Если наблюдались блестящие тельца, он уничтожал яйца, в противном случае оставил их для размножения.
Что касается flacherie, он ввел понятие «специфическая местность», то есть физиологическое состояние инфицированного хозяина, благоприятствующее вспышке болезни. Несколько правил гигиены, хорошая вентиляция и карантин подозрительных партий были достаточны для предотвращения заражения.
Эти простые процессы спасли шелковую промышленность от гибели. Но исследование имело значительную ценность, открыв путь к изучению заразных болезней. Впервые научно обоснованы проблемы наследственности и инфекции и установлены правила профилактики.
Пришло время Луи Пастеру заняться человеческими болезнями.
Биогенез | BioNinja
Понимание:
• Ячейки могут быть сформированы только путем деления уже существующих ячеек
Химические процессы, которые способствовали начальному формированию биологической жизни, требовали определенных условий для протекания
- Это включало восстановительную атмосферу и высокие температуры (> 100 ° C) или электрические разряды для катализа химических реакций
Эти условия обычно не выполняются. существуют на современной Земле и, следовательно, живые клетки не могут возникнуть независимо в результате абиогенеза
- Вместо этого клетки могут быть сформированы только путем деления уже существующих клеток (биогенез)
Заявка:
• Свидетельства экспериментов Пастера о том, что спонтанное зарождение клеток и организмов происходит , а не сейчас
происходит на Земле
Биогенез описывает принцип, согласно которому живые существа возникают только из других живых существ путем воспроизводства (а не спонтанного зарождения)
- «Omne vivum ex vivo» — Вся жизнь (есть) из жизни
Закон биогенеза таков. в значительной степени приписывается Луи Пастеру, который продемонстрировал, что возникающий рост бактерий в питательных бульонах был вызван загрязнением уже существующими клетками
- Бульоны хранились в сосудах, содержащих длинные трубки (протоки лебединой шеи), которые не позволяли проникать посторонним частицам пыли.
- Бульоны кипятили для уничтожения любых микроорганизмов, присутствующих в питательной среде (стерилизация).
- Рост происходил в бульоне только в том случае, если колба была открыта, и содержимое подверглось загрязнению извне.
- Из этого был сделан вывод. что возникающий рост бактерий произошел из-за внешних загрязнителей и не произошло ли , а не спонтанно
Обзор эксперимента Пастера по биогенезу
Происхождение жизни: Спонтанное зарождение
Спонтанное зарождение
Когда-то считалось, что жизнь может происходить из неживых существ, таких как мыши из кукурузы, мухи из коровьего навоза, личинки из гниющего мяса и рыба из ила ранее высохших озер. .Спонтанное зарождение — это неверная гипотеза о том, что неживые вещи способны производить жизнь. Было проведено несколько экспериментов, чтобы опровергнуть самозарождение; некоторые из них рассматриваются в следующих разделах.
Эксперимент Реди и опровержение Нидхема
В 1668 году итальянский ученый Франческо Реди разработал научный эксперимент, чтобы проверить самопроизвольное создание личинок, поместив свежее мясо в каждую из двух разных банок. Одна банка осталась открытой; другой был покрыт тканью.Несколько дней спустя в открытой банке были личинки, а в закрытой банке личинок не было. Он заметил, что личинки были обнаружены на внешней поверхности ткани, покрывающей банку. Реди успешно продемонстрировал, что личинки произошли из яиц мух, и тем самым помог опровергнуть самозарождение. По крайней мере, он так думал.
В Англии Джон Нидхэм подверг сомнению выводы Реди, проведя эксперимент, в котором он поместил бульон или подливку в бутылку, нагрел бутылку, чтобы убить все внутри, а затем запечатал ее.Несколько дней спустя он сообщил о наличии жизни в бульоне и объявил, что жизнь была создана из неживого. На самом деле он не нагревал его достаточно долго, чтобы убить все микробы.
Эксперимент Спалланцани
Лазаро Спалланцани, также итальянский ученый, проанализировал данные и план эксперимента Реди и Нидхэма и пришел к выводу, что, возможно, нагрев бутылки Нидхэмом не убил все внутри. Он построил свой собственный эксперимент, поместив бульон в каждую из двух отдельных бутылок, кипятил бульон в обеих бутылках, затем запечатав одну бутылку и оставив другую открытой.Несколько дней спустя открытая бутылка кишела мелкими живыми существами, за которыми он мог более отчетливо наблюдать с помощью недавно изобретенного микроскопа. Запечатанная бутылка не подавала признаков жизни. Это определенно исключало спонтанное зарождение как жизнеспособную теорию. За исключением того, что ученые того времени отметили, что Спалланцани лишил закрытую бутылку воздуха, и считалось, что воздух необходим для самозарождения. Таким образом, хотя его эксперимент был успешным, сильное опровержение опровергло его утверждения.
Bioterms
Пастеризация первоначально представляла собой процесс нагревания пищевых продуктов для уничтожения вредных микроорганизмов перед употреблением в пищу человеком; теперь ультрафиолетовый свет, пар, давление и другие методы доступны для очистки пищевых продуктов во имя Пастера.
Эксперимент Пастера
Луи Пастер, известный французский ученый, принял вызов воссоздать эксперимент и оставить систему открытой. Впоследствии он разработал несколько бутылок с S-образным горлышком, ориентированным вниз, чтобы гравитация препятствовала доступу переносимых по воздуху посторонних материалов.Он поместил обогащенный питательными веществами бульон в одну из бутылочек с гусиным горлышком, вскипятил бульон внутри бутылки и в течение года не наблюдал никакой жизни в банке. Затем он отломил верхнюю часть бутылки, выставив ее более прямо на воздух, и через несколько дней заметил в бульоне живые существа. Он отметил, что до тех пор, пока пыль и другие частицы, находящиеся в воздухе, были захвачены S-образным горлышком бутылки, жизнь не создавалась, пока это препятствие не было устранено. Он рассудил, что заражение произошло от живых существ в воздухе.Пастер наконец убедил ученый мир в том, что даже на воздухе жизнь не возникает из неживого.
Выдержка из The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004 Глен Э.