Основн св ва живого,Дискретность, целостность геохимич энергия жизни,Биотический потенциал

Основные свойства живого отличить по свойствам: обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение, приспособляемость. Но анализ показал, что порознь все эти свойства встречаются и среди неживой природы и не могут рассматриваться как специфические свойства живого, до сих пор нет удовлетворяющего всех определения понятия «жизнь, живое» живое характеризуется (Б.M. Медниковым (1982:Все жив организм оказываются единством фенотипа и программы для его построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения в поколение (аксиома А. Вейсмана).Генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего поколения (аксиома И.К. Кольцова).В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменяются случайно и ненаправленно, и лишь случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (1-я аксиома Ч. Дарвина).Случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа многократно усиливаются (аксиома Н.В. Тимофеева-Ресовского).Многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются отбору условиями внешней среды (2-я аксиома Ч. Дарвина). Дискретность и целостность – два фундаментальных свойства организации жизни на Земле. Живые объекты в природе относительно обособлены друг от друга (особи, популяции, виды, экосистемы и т.п.). Любая особь многоклеточного животного состоит из клеток, а любая клетка и одноклеточные существа – из определенных органелл. Органеллы состоят из дискретных, обычно высокомолекулярных, органических веществ, которые, в свою очередь, состоят из дискретных атомов, элементарных (тоже дискретных!) частиц. В то же время сложная организация немыслима без взаимодействия ее частей и структур – без целостности. целостность живого поддерживается в процессе развития. Живые системы – открытые системы, они постоянно обмениваются веществами и энергией со средой Конвариантная редупликация (самовоспроизведение с изменениями), Геохимическая роль живого XX в. учение о биосфереНа земной поверхности нет химической силы «более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом» (В.И. Вернадский). В силу способности живых организмов к размножению происходит как бы «растекание» их по поверхности Земли. В основе этого процесса лежит матричный принцип воспроизведения (аксиома Кольцова): с одной матрицы можно сделать более одной копии. Каждая пара организмов дает гораздо больше потомства, чем выживает до взрослого состоянии В ходе развития Земли и в результате возникновения все новых и новых адаптаций живое постепенно захватывало все большие территории, осваивало ранее безжизненные участки. В этом свойстве жизни охватывать всю поверхность Земли проявляется геохимическая энергия жизни (В.И. Вернадский).По расчетам В.И. Вернадского, геохимическая энергия любого существа может быть определена по его способности распространиться на расстояние, равное земному экватору, и покрыть поверхность Земли тонкой пленкой при условии беспрепятственного размножения. Такое условие, естественно, не может быть выполнено, и поэтому геохимическая энергия живого может рассматриваться лишь как некий условный показатель. Холерный вибрион за 1,6–1,7 сут при размножении мог бы дать живое вещество массой 2,0x10²⁵ г, что равно примерно массе земной коры толщиной до 16 км. Одно растение мака ежегодно даст по 30 тыс. семян, и его потомство могло бы покрыть нашу планету за 3–4 года.

11. предпосылки и этапы возникнов жизн на земле, Химич эволюц живого, гипотезы возник жизн на З. Научно достоверной остается возможность возникновения жизни из неорганических веществ посредством действия физических факторов среды, и действия предбиологического отбора. Научно доказанной является возможность усложняющегося взаимодействия элементарных частиц и молекул, приводящего к возникновению самоинструктирующих макромолекул. Предпосылки. З емля образовалась 4,0 – 4,5 млрд лет назад. 100–600 млн лет понадобилось для ее остывания, образования коры, океанов, первичной атмосферы. По-видимому, жизнь на Земле возникла около 3,8 млрд лет назад.Признаки деятельности живых организмов обнаружены многократно в докембрийских породах, рассеянных по всему земному шару. В Южной Африке (местечко Фиг-Три) обнаружены породы со следами деятельности микроорганизмов, возраст которых более 3,5 млрд лет.Процессы, предшествовавшие возникновению жизни на Земле, несомненно, совершались на основе тех же физических и химических законов, которые действуют на Земле и ныне. Этот естественнонаучный принцип актуализма позволяет утверждать, что происхождение жизни связано с последовательным протеканием химических реакций на поверхности первичной планеты. Физические и химические свойства воды (высокий дипольный момент, вязкость, теплоемкость и т.д.) и углерода (способность к восстановлению и образованию линейных соединений) определили то, что именно они оказались у колыбели жизни. Химические и физические свойства различных атомов и молекул делали обязательными взаимодействия между ними. Процессы возникновения жизни путем химических преобразований молекул не имели единичного и неповторяемого характера, а могли протекать в неодинаковых условиях на разных участках поверхности ЗемлиХимическая эволюция живого. Из водорода, азота и углерода при наличии свободной энергии на Земле должны были возникать сначала простые молекулы: аммиак, метан и подобные соединения. И дальнейшем эти несложные молекулы в первичном океане могли вступать в новые связи между собой и с другими веществами.С определенного этапа химической эволюции участие кислорода в этом процессе стало необходимым. В атмосфере Земли кислород мог накапливаться в результате разложения воды и водяного пара под действием ультрафиолетовых лучей Солнца. Для превращения восстановленной атмосферы первичной Земли в окисленную потребовалось не меньше 1–1,2 млрд С накоплением в атмосфере кислорода восстановленные соединения должны были окисляться, а именно: NH₃–до NO₃, CH₄ – до CO₂, H₂S – до SO₃. В ряде случаев при окислении CH₄ могли образоваться метиловый спирт, формальдегид, муравьиная кислота и т.д., котopые вместе с дождевой водой попадали в первичный океан. Эти вещества, вступая в реакции с аммиаком и цианистым водородом, могли дать начало аминокислотам и соединениям типа аденина.В ходе таких и аналогичных им реакций воды первичного океана насыщались разнообразными веществами, образуя первичный бульон.в нём под действ электрич разряд могли образ ак,и др низкомолекулярн органич соединен,нуклеотиды, сахара и жирные кислоты. Возможность такого синтеза была доказана в многочисленных экспериментах с использованием других соотношений исходных газов и видов источника энергии.Путем реакции полимеризации из простых молекул могли быть образованы и более сложные молекулы – белки, липиды, нуклеиновые кислоты и их производные.одной из наиболее важных ее ступеней следует признать объединение способности к самовоспроизведению полинуклеотидов с каталитической активностью полипептидов. При возникновении жизни необходимо было участие как полинуклеотидов, так и полипептидов\С усложнении обмена веществ в таких системах существенную роль должны были играть катализаторы (различные органические и неорганические вещества) и пространственно-временное разобщение начальных и конечных продуктов реакции. Вероятно, все это не могли возникнуть до появления мембран. Мембраны могли возникнуть или в ходе формирования коацерватов образующихся в воде при соприкосновении двух слабо взаимодействующих полимеров, или при адсорбции полимеров на поверхности глин.Биохимич теор происхожде жизни АИ Опарина. сер 19в-теория биогенеза (жив проис от живого) противопост теор самозарожд. в пер пол 20 в Алекср Иван Опарин (1894-1980) совецк биолог,биохимик, созд теор возник жизн на З. из абиотическ компанент(химич эволюц,переход к биохим,и к билолг.).3мая,1924г. на собран русск ботанич общва выступ доклад «О возник жизн», теор-возник жизн из бульона органич вв.постулирует самозарожден жизн под воздейств физ-хим прсов, протек в услов первобытн З. первоначальн имело место образе белковоподобных соединен, комплексных коллоидных сист «коацерватов» и затем первичн живых тел. Суть теор: Первобыт З имела разреженную (лишен кислород=аммиак со2,мметан) атмосферу. На атмосф стали возд естеств источн энергии(гроза,изверж вулкан)начали самопроизв формир основн химе соединен, необходим для органич жизн. С течен врем молек орг вв накаплив в океанах,достигли консистенц «первичного горячего бульона»,в некотор рнах концентр молек, необходим для зарожд жизн, была особо высок-там образ нукл к-ты и протеины.Некотор из молекул оказал способы к самовоспроизводств. Взаимодейств меж нуклк.+ протеин= возникнов генетичо кода. Молек объедин (коацерваты)=появил 1аяжив клетка(гетероторф-не могл воспроизвод свои компонент самостоят и получ их из бульона.истощение-клетк вынужден воспроизв с пом самостоят обмена вв.Благодаря процессу ео из этих первых клеток появил все жив организм, существующ на З.В качве протоклеток=коацерваты-органич структур,окружён жировыми мембранами./теор логичн и частич доказ. сер 20в экспериментальн получ слож орг вва,при пропускан электр заряд через смесь газ и паров,опыт C.Миллера по синтез ак1955, остаётся вопр как из нежив коацерватн капель образ жив клетк?НЕТ ни 1 идеаль теории возн ж на З. Другие гипотезы возник ж на З. Первые водоемы появились 3,8–4 млрд лет назад, и тогда же первые осадочные породы (глинистые минералы). Гипотеза Дж. Бернала говорит об огромной роли глинистых отложений в концентрации органики абиогенного происхождения, а также о значении межзвездного вещества (цианистый водород, оксид углерода, формальдегид и др.), доставляемого на поверхность Земли кометами и метеоритами.космич пыль-органич материал,+органич вво от извеж вулкан.Благодаря оседанию на поверхности ультрамикроскопических пылинок разные компоненты космической или вулканической органики могли вступить между собой в реакции, образуя своеобразную оболочку из аминокислот, мочевины и других веществ, используя энергию УФ-лучей. Подобные процессы создавали необходимую концентрацию веществ пространственно и могли способствовать быстрому возникновению живых существ в первичном океане. эксперименты К. Фолсома и Р. Фокса При попадании воды с растворенными в ней аминокислотами на горячий субстрат (мелкие водоемы в застывающей лаве) мог осуществиться процесс полимеризации с образованием протеиноидных микросфер). Сами аминокислоты могли бы выступать в роли катализаторов собственных реакций при образовании полипептидов. Ту же каталитическую роль в возникновении протобионтов могли выполнять молекулы РНК и полипептиды. Способствовать этим процессам могло «самоконструирование» макромолекул (М. Эйген) при объединении их в более сложные комплексы.В протобионтах каждый блок или молекула РНК должны были заново синтезироваться из диспергированных в воде молекул. Эра биологической эволюции началась тогда, когда каким-то образом возникли гены. Хиральная чистота живого. = утраты предбиологической средой первичной зеркальной симметрии (равное содержание правых и левых изомеров аминокислот и сахаров). Неживой природе присуща тенденция установления зеркальной симметрии (рацемации).возникновение жизни, по-видимому, исключалось до разрушения зеркальной симметрии предбиологической среды (В. Гольданский, Л. Морозов) и появления самореплицирующихся систем. Все живые организмы поддерживают свою хиральную чистоту, и эволюция не снабдила их средствами для обитания в рацемической среде..Обнаружение в конце XX в. следов ископаемых прокариот (по-видимому, цианобактерий) в метеоритах вновь оживило интерес к гипотезе панспермии, выдвинутой еще в конце XIX в. С. Аррениусом и поддержанной В.И. Вернадским (он считал жизнь «вечным явлением»), а в наше время – известным микробиологом Г.А. Заварзиным. Однако, учитывая, что все больше фактов и расчетов указывает, что вся наша Вселенная образовалась в результате «большого взрыва» 12–20 млрд лет назад, то гипотеза панспермии не решает проблему возникновения жизни, а лишь переносит место ее возникновения с Земли на другие космические тела и несколько отодвигает срок возникновения жизни.нерешенная загадка Жизнь сразу же должна была существовать в виде экосистем. Неизбежное возрастание биоразнообразия (на протяжении сотен миллионов лет – «микробиального») должно было вести к увеличению устойчивости таких примитивных экосистем, быстрому росту их биопродуктивности и биомассы на планете. Раз возникнув (неважно каким образом), жизнь должна была (в геологическом масштабе времени – мгновенно) охватить всю планету.

12.. Основные этапы эвол растений. Посл возник жизни раздел на 3 царства: архебакт(в бескисл илах, гор источ,концентр раств соле), эубактерии(наст бактер.пр:цианобактер(с-з водоросл)-выраб кислор) и эукариот(симбиот теор слиян аэробн бакт+цианобакт)эук прим миллиард л.наз раздел нацарства:гриб,рраст,жив+простейш? Эвол раст:ныне =более 500тыс раст. Цветков-300тыс. остатк зел водоросл нах в пород архея (3млрд л наз), в протерозое -:обит Разн зел и золотист водоросл,появл перв прикрепл ко дну водор. первич формир почвы-созд усл для вых наст раст на суш. силур (435–400 млн лн) раст (риниофиты) вых на сушу. Нач.палеозоя раст насел в основном моря. прикрепл ко дну: зел, бурые водор. в толще воды – диатомов, золотист, красн.существ мног первичн фототрофоф(разн усл существов)без генетич единства(сод хлороф авс)-позволил полнее исп особенности среды. кон силура 1назем раст – псилофитов, покрыв зел ковром прибреж участк суш.перестр в сист провод (появл сосудист пров сист со слаб дифф ксилем и флоэм)и покровн ткан(кутикула,устьица), прикреп к субстрат с пом дихотомически разветвл нижн осей,у некотор примитивн «листья». Псилофиты =промежут полож меж наземн сосудист раст и водорос(внешне похж на водор. тело не дифференц на вегетатив орг и имело больш испар поверх)Дальнейш эвол=усил компактности тела, появл корней, развит эпидермальной тк с толстостенными, пропитан восковидн ввом клетк, замене трахеид-сосудами(лучш подним воду,снач в корн,стебл лист), изменен способов размнож, распространен и т.д. Начальн этап эвол связ с возник архегониальных форм(произ от бур и зел водор) – мохообр, папоротникообр и голосеменных. женск полов орг архегоний,мужской – антеридий. С мом вых на сушу развит в2осн напр: гаметофитном(моховид) и спорофитном(высш раст,втч цветков) Спорофит-более присп к назем усл: разв корнев сист, услож проводящ сист, покровн и мех ткан, способы размнож, сниж проявл летальных и др мутаций (в резте диплоидизации организма), В назем усл оказ непригодн дл размнож свободн плав незащищ полов кл, формир споры(ветер),семена. в девоне- пышн развит леса прогимноспермов, папоротн и плаун,=распростр в карбоне, тк увлажн и равномерн теплым климат в теч года.споров раст – лепидодендроны и сигиллярии –40 м высоты. развит 1семенные – голосеменные: птеридоспермы, древесные кордаиты и гинкговые, (часть вымир в перми, ок280 млн лн)Генеральн линия эвол папоротникообр шла по пути преобраз спорофита (беспол поколен)и достиг совершенств по разнообраз форм (дер трав), и по строен. В засушл услов гаметофит (полов покол)=помеха(необх влага для перенос гамет)-редукция.появл разноспоров папоротн- предшест семенных раст. силур – девон- 400млн лн:у лепидодендрон,некотор плауновидн(селагинелла), папоротн и семенных папоротн-разноспоровость(в пазухах спорофит развив мега(4 мегаспор)- и микроспорангии(множеств микроспор) –прив к разн размер гаметофитов,разобщен муж и жен гаметоф.-итог редукц гаметофита (гаплоидного тела)=удлинен диплоидной фазы развит организм, удлинен и усложнен прсов дифференциац и онтогенез. первые разноспоровые достигали гигантск размер(сигиллярии, лепидодендрон, гигантск папоротн, каламиты)Важнейш событ в жизн голосемен – превр мегаспорангия в семязачаток(=семяпочка с защитн покров – интегументами) и полн освобожден семенных прса полов размножот воды. Микроспорангии у голосем превр в гнезда пыльника. У голосем мужск гаметофит редуцир до пыльц трубк,с вегетатив ядром и 2 неподвиж спермиями.) Опылен ветром и насекомым=семязачаток превр в семя.(семя появл у семен папоротн еще в девоне, задолго до развит цветка). Семян размнож=преимущества: диплоидный зародыш защищ от неблагопр усл покров и обеспеч пищей,семена имеют приспособл для распростр животн идр. = широк распр семенных раст.предки покрытосем не найдены в ископ виде. Счит, что происход от беннетитовых (Мейен)-сходн в строен древесин, устьица, пыльцы, энтомофилии и т.п. Прародиной покрытосем-районы с семиаридным или сезонно сух климат, где имели наибольш шанс обжив наруш экосист благодар высок темп генеративн развит и формир зародыш (Стеббинс). Аналогич признак облад раннемеловые беннетитовые и цикадовые. предполож о появл признаков, характериз цветков (сосуды в древесин, сетчат жилкован, завязь, рыльце, двойное оплодотвор), параллельно у разн родствен и неродствен групп. Цветковые возник, когда все признаки концентрир в 1группе. Цветков раст завоевыв обширн пространств.В прсе эволюц покрытосемен цветок претерпевает значит измен. Ось цветка – цветоложе –укорачив, междоузлия сближаются, спиральн располож частей цветка переходит в циклическое, происходит прс уменьшен числа гомологичн частей (олигомеризация).примитив энтомофильные цв привлек насек обилием пыльцы=хор опылен. Преимущ получ раст с высок наследств пластичность потомства(тк опыл насек-повыш возм своб скрещ раст 1 вид), высок вероятн опылен и завязываемости семян. В дальнейш отбор шел по пути привлеч опылителей с помощ нектар, аромат, окраск,специализации цветков на опыл определ вид насеком. У цветковв отл от голосем деревья предст множеств разнообр форм,присп использ среду путем быстр развит и накоплен орг вва. В кайнозое (нач 66 млн лн)Европа была покрыт пышн лесами тепл и умер климат, вкл дуб, березу, сосну, каштан, бук, виноград, орех др. В тропич флор фикусы, лавровые, гвоздичные, эвкалипты, виноград и др. В четвертич период кайнозойской эры (2 млн лн) увелич колво осадк и наступ оледенение. =отступлен теплолюбив третичной растит на юг (местами полн вымир), возникнов холодоустойчив травянист,кустарников раст. На огромн тер заверш начатс миоцена смена лесов степью, формир ксерофитная и эфемерная растит с выраж сезонностью в цикле развит, складыв соврем фитоценозы. Основн черты эволюц царства раст следующие:Перех от гаплоидн к диплоидн(сниж неблагопр мутац,усил морфогенетич потенция организм). У мног водоросл все кл (крзиготы) гаплоидны. У бол высокоорганизводорослей (бур)сущ и диплоид особи. У мхов преобл гапл покол,и плох развит дипл. Папоротников-преобл диплойд, гаплоид (гаметофит) предст самостоятобразован, у голосем,покрытосем-почти полная редукция гаметофит и переход к диплоидной фазе Утрата связи прса полов разм с налич капельн-жидк воды, потери подвижн мужск гамет, редукц гаметофит,сильн развит спорофит, переход от наруж оплодотв к внутрен, возник цветка и 2оплодотвор,Дифференц тела с перех к назем усл: делен на кор,стеб,лист, развит провод сист, соверш покровн, мех и др ткан.Специализац опылен (с пом насек) и распростр семян и плодов животн. Усил защит зародыш от неблагопр усл: обеспеч пищ образ покров др.

13. основн этапы эвол животных. Описано окол 1 млн 200 тыс. видов животных (900 тыс. членистоногих, 110 моллюсков, 42– хордовых жив) и считается, что эт мблишь половина существующих видов. Возник жив в ископ остатк не прослеж. Первые отс-морк отлож протерозоя,более1млрд лн-перв многоклет жив предст сразу нескольк типами: губки, кишечнополостн, плеченогие, членистоног. В морях кембрийского пер уж сущ все основн типы жив. Облик фауны определили многочисл хелицеровые (похожна мечехвостов), губки, кораллы, иглокожие, разнообразн ые моллюски, плеченогие, трилобиты После кембрия эвол жив характериз специализац и совершенств основн типов. Исключ сост позвоночн (щитковых существ,отдалён похож на круглоротых(миног,миксин)но покрыт костн пласитин, останки котор обнаруж в ордовике. В тепл мелководн морях ордовика обитал многочисл кораллы, значит развит достигали головоног моллюск длиной в неск м. Силурийский пер. Появ жив, дышащ воздух. Пер обит суши=паукообр, напоминав соврем скорпион. происх бурн развит разнообр низш позвоночн(пр панцирн рыб).предп что перв позвон возник в мелких пресн водоём. В теч девона они заним мор и океан. возник двоякодыш(лучеперые дал нач соврем костистым рыб, кистепёрые-первичн позвоночн-стегоцефаллам)Стегоцефал и насеком появ в верх девоне, высш форм беспозв-членистоног каркас внеш скел, у позвоночн внутрен.У насек чрезвыч слож нс, преоблад врожд реакц над приобретен. У позвоноч – развит гол мозг и преобладан условн рефлекл над безусловн. В каменноугольном пер появл 1пресмык, начало актив завоев суши позвоночн.значит разв стрекоз и таракан, Рептилии сух проч покров, яйцам-мало связ с водоем.. В пермском пер нач исчез стегоцефалы и шир распр различ рептилии. От примитив рептил групп цельночерепных развив ветвь пеликозавров, несколько позже – через терапсид – к возник млекопитающих. В кон палеозоя иссушение климата. Развит рептил.(дожили из триасовых рептил черепах и готерия) Юра:силь развит достиг морс рептилв юре (ихтиозавры, плезиозавры),рептил осв воздуш среду –птерозавры, В триасе возник птицы от рептил; В меловом пер специализац рептил: динозавры, летающ ящеры, гасеком-опылители, вымир аммонитов, белемнитов, морс ящер,сокр прибр растит вымир травояд диноз,пот хищн,в троп пояс сохр крокод. Кайнозой – расцв насек, птиц и млекопит(теплокровн). конц мезозоя возн плацентарн млекопит. В палеоцене и эоцене от насекомоядн происх 1хищник. млекопит завоев море(китообразн,ластоног, сиреновые). От др хищ происх копытн, от насекомоядн обособл отряд приматов. кон неогена встр соврем сем млекопит(Африка-обезьяны,мног перех к прямохожд=австралопитеки – ведущ к роду Homo. Кайнозое -тенденц в развит сам прогрессивн жив, возник стайного, стадного обр жизн (социаль форм движ материи). В четвертичном( антропогеновом) пер кайнозоя –изм климат планеты(похолод)Сред. Плейстоцен(250тыс лн)-Материков оледенен,колеб мир океан,появл «мостов»меж материк(Берингийская суша, соед С.Амер и С.Евраз. Человек, уничтож мног вид жив, раст,созд нов дом жив,пытался управл эволюц пр-сом В эвол живнаправл разв адаптац:Возник многоклеточн,дифференциров всех сист орг.Возник тверд скел (наруж-членистоног, внутрен- позвоночн).Развит цнс: у позвоноч развит гол мозг= обучен,условн рефлекс, возрастан ценности отдельн особей; у насеком – развит нс связан с наследств закреплен любого типа реакций по типу инстинктов.Развит социальности в ряде ветвей древа животн(отдел биологич форм движ материи от социальн форм)Перешагнуть рубеж смогллиш ветвь приматов – род Чел