Задание письменной контрольной работы стр. 18 Примерные вопросы зачета стр. 68 Введение. Цели, задачи и место концепций современного естествознания в учебном процессе. Цель
| Проблема происхождения жизни. Опарин а.и. проблема происхождения жизни в свете достижений современного естествознания |
Смотрите также:
- Домашние задание в актированный день 1-11 классы (24 декабря) Биология (Сусид И. П.)
- Отчет по практической части работы: таблицы, графики, схемы, рисунки и т д. не менее 10 стр
- Закон приморского края
- Рабочая программа дисциплины (модуля) Концепции современного естествознания
- Стр. 3 Глава I. Волнистые попугаи кто они и откуда появились? стр.
- Задание стр. 3 Исходные данные стр. 4 Разноска по счетам стр. 8 Оборотная ведомость стр. 12
- Втетрадях для классных работ выполнить конспект пунктов 27 и 28 (стр
Сущность и структура мировоззрения человека. Достоинства и ограниченность рационализма.
Исходные принципы и идеи теории относительности. Принцип относительности в науке и культуре.
Принцип неопределенности и корпускулярно-волновой дуализм в квантовой физике и современной картине мира.
Космологические модели. Идеи эволюции в современной космологии.
Эволюционные идеи в биологии. Учение Ч.Дарвина и синтетическая теория эволюции.
Что меняется в картине мира в результате научной революции?
Содержания, основания и принципы классической НКМ. Механицизм и редукционизм: исторический и актуальный аспекты.
Детерминизм Лапласа и статистический (вероятностный) детерминизм современной картины мира.
Содержание, основания и принципы неоклассической НКМ.
Что меняется в содержании и принципах с переходом к современной научной картине мира?
Принцип абсолютности пространства и времени.
Принцип относительности пространства и времени.
Принцип непрерывности и принцип непрерывности-прерывности.
Принцип неопределенности.
Корпускулярно-волновой дуализм.
Принцип дополнительности.
Принцип соответствия.
Принцип системности.
Принцип самоорганизации.
Принцип эволюционизма.
Сущность и структура мировоззрения. Линейная и цикличная модели в основах мировоззрения.
Типы и формы мировоззрения. Достоинство и ограниченность рационализма.
Две культуры и типы мышления. Рациональное и образное восприятие мира.
Мифотворчество и научное познание. Мифология и манипуляция человеком.
Понятие научной картины мира. Глобальные и локальные НКМ.
Научные революции как форма смены НКМ.
Натурфилософия. Основные итоги античной науки.
Геоцентризм и гелиоцентризм в истории науки и культуры.
Основания и принципы классической НКМ.
Исходные принципы и основные идеи теории относительности.
Эволюционные идеи в биологии и синтетическая теория эволюции.
Открытия в физике и формирование квантовой теории.
Парадокс эволюционного учения (биологический и термодинамический аспекты).
Гипотезы возникновения жизни. Теория Опарина Н.И.
Детерминизм Лапласа и статистический детерминизм современной картины мира.
Основания и принципы неоклассической НКМ.
Современная космологическая картина мира.
Современная астрофизика о строении Вселенной.
Основания и принципы современной НКМ.
В конце двадцатых - начале тридцатых годов были заложены основы точки зрения, согласно которой жизнь рассматривается как явление естественным (и, возможно, неизбежным) образом возникающее из неживой природы. Весьма вероятно, что будущие исследователи истории идей отметят то обстоятельство, что эта точка зрения на проблему происхождения жизни, представляющая собой ни больше, ни меньше как революцию в философском понимании человеком своего собственного места в мире, впервые была разработана коммунистами. В 1924 г. Опарин в Москве и в 1929 г. Дж. Б. Холдейн в Кембридже (Англия) независимо друг от друга утверждали, что последние достижения в области геохимии….позволяют представить процесс происхождения систем, которые могут быть названы «живыми». (Уоддингтон К.Х. Эхо жизни.1968.С.19). Опарин А. И. (1894- 1980), российский биохимик, академик АН СССР (1946).Герой социалистического труда (1969),один из создателей (1935) и директор (1946) института биохимии. Мировое научное признание получили его работы по теории происхождения жизни. ^ 1. Господствовавший в естествознании конца прошлого и начала нашего века механистический материализм оказался совершенно бессильным дать рациональный, научно обоснованный ответ на вопрос о происхождении жизни, завел эту проблему, как казалось, в полный тупик. Причина этого лежала в следующем. Согласно механицизму, нет никакой принципиальной разницы между организмами и телами неорганической природы- Живые существа представляют собой лишь исключительно сложно построенные сочетания материальных частиц. Поэтому возникновение живых существ не есть возникновение чего-то качественно нового. Живые существа обязательно должны при каких-то условиях сразу первично возникать среди объектов неорганической природы, наподобие тому, как кристалл приобретает определенную структуру, образуясь из беспорядочно рассеянных в маточном растворе молекул и ионов. Таким образом, логически обязательным следствием механистических представлений является признание принципа самозарождения. Единственно возможный путь для решения проблем происхождения жизни механисты видели в том, чтобы, обнаружив в природе или воспроизведя в лаборатории самозарождение хотя бы наипростейшего организма, изучить это явление всеми доступными науке методами. Однако многочисленные, очень точно проведенные наблюдения и опыты с полной достоверностью показали, что все прежние утверждения о возможности самозарождения являются ошибочными. Это выбило почву из под ног тех естествоиспытателей, которые подходили к проблеме происхождения жизни с механистических позиций. После опытов Пастера и других аналогичных исследованийлишились всякой возможности экспериментального подходаразрешению этой проблемы, что приводило их к весьма пессимистическим выводам. Одни из них стремились как-то уйти от этойпроблемы, выдвигая предположение, что жизнь никогда не возникала, а живые существа были занесены на Землю откуда-то извне, другие перешли на открыто идеалистические позиции и объявили эту проблему областью не науки, а веры. 2 Совершенно иные перспективы в решении проблемы прохождения жизни открываются в том случае, если подходить леи не метафизически, не в отрыве от общего развития материи, а диалектически, основываясь на изучении истории этого развития. Согласно диалектическому материализму, материя никогда не остается в покое, она постоянно движется, развивается, и в этом своем развитии она из одной формы движения переходит во все новые и новые, все более сложные и совершенные формы. Жизнь и является такой особой, очень сложной формой движения материи, возникшей как новое качество на определенной ступени общего развития материи. Это создало перелом в сознании естествоиспытателей нашего времени, в их отношении к проблеме происхождения жизни. Если раньше на протяжении почти всей первой половины XX в. эта проблема почти полностью исключалась из научного обихода, если ей в мировой литературе уделялось ничтожно малое место, то сейчас ей уже посвящаются многочисленные книги и статьи, сводки и описания экспериментальных работ, которые ставят своей задачей фактически проверить наши знания, опытным путем воспроизвести отдельные этапы исторического развития материи. 3. Для удобства изложения можно разделить всю историю развития материи на пути к возникновению жизни на следующие три этапа: 1) первичное возникновение углеводородов и их ближайших производных как исходных веществ для образования в процессе эволюции разнообразных органических веществ; 2) возникновение многочисленных сложных и высокомолекулярных органических соединений, в том числе полинуклеотидов белковоподобных полипептидов; 3) Возникновение белковых систем, наделенных обменом веществ, т.е. возникновение простейших организмов. 4. Изучение того последовательного развития материи, которое привело когда - то к возникновению жизни на Земле, правильнее всего начать с исследования проблемы первичного образования на нашей планете простейших органических веществ. Без органических веществ жизнь в современном понимании вообще невозможна, немыслима. Все без исключения живые существа в основном образованы из этих веществ, и наиболее характерное для жизни явление — обмен веществ — возможно только на основе превращения органических соединений. В настоящее время органическую химию определяют как химию углеводородов и их производных. Это определение не только правильно указывает на генетическую связь любого органического соединения с углеводородами, из которых оно может быть получено, но и отражает собою качественную специфику органической химии как науки, предметом изучения которой является более высокоорганизованная форма материи сравнительно с предметом химии неорганической. Вместе с тем переход неорганических соединений углерода в органические явился когда-то первым, чрезвычайно важным шагом на пути к возникновению жизни. Поэтому для решения интересующей нас проблемы, прежде всего, необходимо составить себе ясное представление о том, как в естественных условиях в процессе образования нашей планеты или на первых стадиях ее существования первично возникали углеводороды и их простейшие производные, т. е. те соединения углерода, из которых в дальнейшем могли образоваться все остальные, самые сложные органические вещества, составляющие материальную основу жизни. 5. Еще сравнительно недавно даже этот первый этап на пути к возникновению жизни представлялся совершенно недоступным для понимания и изучения, так как принималось, что в природных условиях превращение неорганических форм углеродистых соединений в органические происходит только через посредство живых существ (биогенно). Это мнение сложилось на основании изучения того положения, которое существует на Земле в данную, современную нам эпоху. Но подход к проблеме с более широких позиций, знакомство с фактами, относящимися к другим небесным телам нашей вселенной, убеждает нас в полной возможности абиогенного образования углеводородов. Изучение истории образования Земли показывает, что и ней, как и на других небесных телах, углеводороды и их простейшие производные должны были образовываться абиогенно, т.е. задолго до возникновения живых существ. Лишь после того, возникла жизнь — эта высокая форма движения материи, явились новые, чрезвычайно совершенные методы превращения неорганических форм углерода в органические биогенным путем. В результате этого громадное количество углерода на земной поверхности было вовлечено в биологический процесс, и абиогенный метод образования углеводородов потерял значение, отошел на задний план, как это всегда бывает при развитии материи, при возникновении новых, более совершенных форм её движения. 6. Есть основание считать, что наша планета большую часть времени своего существования была безжизненной. Углевороды и их простейшие производные стали возникать на земной поверхности с самых ранних периодов ее образования. Но они являлись только исходными соединениями, начальным звеном длинной цепи тех абиогенных органохимическнх превращений, которые происходили на поверхности еще безжизненной Земли и которые привели к возникновению в ее атмосфере и гидросфере большого количества разнообразных, иной раз весьма сложных и высокомолекулярных веществ, подобных тем, которые сейчас входят в состав тел животных и растений. Общая принципиальная возможность этого второго этапа развития материи - от простейших углеводородов до сложнейших органических веществ - была заложена в самих первичных углеводородах, таящих в себе громадные химические потенции. Учитывая эти потенции и те добавочные источники энергии, которые на земной поверхности были представлены в виде лучистой энергии (в частности, ультрафиолетового света), в виде электрических разрядов и в виде энергии атомного распада природных радиоактивных веществ, можно довольно обоснованно представить себе абиогенное возникновение сложнейших органических соединений и даже экспериментально обосновать возможность такого возникновения в тех условиях, которые царили на поверхности Земли в начальные периоды ее существования. Те сравнительно простые закономерности термодинамики и химической кинетики, которые, по существу, одни только и определяли собой ход химических событий в водах первородного океана, достаточны для того, чтобы сделать для нас понятными пути первичного образования сахаров, аминокислот, порфиринов, пуриновых и пиримидиновых оснований, а также их более или менее сложных полимеров — полипептидов, полинуклеоеотидов и т. д. 7.Некоторые из современных авторов считают, что таким же образом, на основании этих же закономерностей, мы можем обьяснить себе и возникновение специфических для жизни соединений ~ белков с их ферментативными функциями, нуклеопротеидовов с их способностью к саморепродукции и т. д. В первичном возникновении этих соединений указанные авторы видят ключ к пониманию происхождения жизни. Однако реально показать такую возможность, исходя только из химических закономерностей, совершенно не удается. Поэтому указанные авторы обычно принимают, что возникновение белковых или нуклеиновых молекул произошло благодаря исключительно редкому случаю, «счастливому» сочетанию атомных группировок, которое могло иметь место, может быть, всего один раз за все время существования Земли. Но такого рода подход полностью закрывает двери для всякого научного исследования нашей проблемы. 8. Молекулы современных белков, или нуклеиновых кислот, не только обладают весьма сложным строением. Характерным для них является то, что это строение исключительно хорошо, совершенно приспособлено к выполнению тех или иных биологических важных функций. Белки - ферменты или гормоны и т. д. - являются весьма совершенными, «рационально построенными» органами живой протоплазмы. Поэтому представление о том, что они каким-то путем возникли первично, а затем из них уже сложилась сама протоплазма, до известной степени напоминает представление Эмпедокла, согласно которому сперва возникли отдельные органы, а затем путем их срастания образовались организмы. С современной, дарвиновской точки зрения ошибочность такого рода представлений совершенно ясна. Тот или иной орган может возникать и совершенствоваться только на основе эволюционного развития всего организма как единого целого. Невозможно представить себе эволюцию отдельного органа, эмпедокловского «глаза, лишенного лба», потому что для самого глаза та функция, к которой приспособлено его строение, не имеет никакого значения. Точно так же и каталитическая активность того или иного фермента, например, способность карбоксилазы ускорять декарбоксилирование пировиноградной кислоты, имеет значение не для самого фермента, а для того живого тела, в котором данная реакция протекает. 9. По нашему мнению, неправильно думать, что первоначально в процессе эволюции возникли белки, нуклеиновые кислоты и другие сложнейшие вещества протоплазмы, внутримолекулярное строение которых было чрезвычайно хорошо, совершенно приспособлено к выполнению определенных биологических функций, а затем на основе объединения этих веществ возникла и сама живая протоплазма. Возникновение свойственной живым существам организации могло произойти только на основе эволюции хотя и более примитивных, но целостных исходных систем. Эти системы в момент своего образования не обладали специфическими для жизни особенностями и лишь в дальнейшем, в результате возникновения принципиально новых закономерностей, они превратились в системы более высокого порядка — в первичные живые существа. 10. Все те данные, которыми мы в настоящее время располагаем, показывают, что первично образовавшиеся органические полимеры и, в первую очередь, высокомолекулярные белково-подобные полипептиды и полинуклеотиды должны были в определенный период эволюции углеродистых соединений выделиться из однородного раствора в виде многомолекуляряых агрегатов, подобных получаемым в лабораторных условиях коацерватным каплям, так как именно явление коацервации представляет собою наиболее мощное средство концентрирования высокомолекулярных соединений из их разбавленных растворов. Вместе с тем, образование коацерватов в водах земной гидросферы явилось весьма важным этапом в эволюции первичных органических веществ и в процессе возникновения жизни, так как таким путем образовались индивидуальные системы — коацерватные капли, каждой из которых было присуще свойственное ей одной строение. 11. Искусственно получаемые при простом смешивании растворов двух разноименно заряженных коллоидов комплексные коацерваты являются образованиями, устойчивость которых носит статический характер. Их более или менее длительное существование, определяемое отношениями растворимости или наличием поверхностных пленок, связано с сохранением постоянства свойства системы во времени. Но не такого характера устойчивость системы играла решающую роль в эволюции материи на ее путях к возникновению жизни. Эта эволюция могла происходить только на основе взаимодействия системы с окружающей внешней средой, т. е. на основе образования открытых систем. В условиях первичной земной гидросферы, где капля плавала не просто в воде, а в растворе разнообразных веществ, которые могли в нее проникать и взаимодействовать с составляющими каплю веществами, она обязательно должна была приобрести черты открытой системы. Именно такая система и явилась исходной для эволюции организованной материи. 12. Уже на этой, начальной стадии эволюции наших исходных систем должны были выявляться два очень важных для дальнейшего развития материи обстоятельства. С одной стороны, индивидуальные особенности физико-химической организации каждой отдельной коацерватной капли накладывали определенный отпечаток на те химические реакции, которые совершались именно в ней. С другой стороны, любые, даже разрозненные химические процессы, совершавшиеся в какой-либо капле, а тем более-то или иное их сочетание, не были безразличными для ее дальнейшей судьбы. Одни из них способствовали большей динамической устойчивости капли, другие, наоборот, нарушали эту устойчивость, приводили к исчезновению коацерватной системы. Таким образом, уже на этой стадии эволюции материи возник известный «отбор» индивидуальных коллоидных систем по признаку соответствия их организации задаче сохранения данной системы в условиях ее непрерывного взаимодействия с окружающей внешней средой. Конечно, этот «отбор» носил еще очень примитивный характер и не мог быть непосредственно приравнен к полноценному «естественному отбору» в строго биологическом понимании этого слова, но все же именно под его контролем проходила дальнейшая эволюция исходных систем, и поэтому она приобрела совершенно определенную направленность. 13. Прежде всего, в результате этой направленной эволюции принципиально изменился самый характер устойчивости исходных систем. Коацерватное состояние и организация совершающихся в капле процессов вначале могли существовать независимо друг от друга. Но, по указанным выше причинам, в процессе направленной эволюции эти две стороны организации должны были последовательно все более и более сочетаться в единой системе, так чтобы существование системы зависело от сетки совершающихся в ней реакций и, наоборот, самая сетка определялась организацией системы в целом. При отсутствии такой согласованности, но при постоянном взаимодействии с внешней средой система очень быстро должна была исчезнуть как индивидуальное образование. Если же взаимодействие между средой и системой почему-либо прекращалось, то такая статическая система тем самым выключалась из общего процесса эволюции. Таким образом, коацерватные капли в процессе направленной эволюции превращались в системы, самое существование которых в данных условиях внешней среды зависело от организации совершающихся в них процессов. Иными словами, возникали такие системы, которые на фоне постоянно протекающих в них процессов самообновления были способны к самосохранению, длительному существованию, на основе постоянного взаимодействия с внешней средой. 14. Лабораторные исследования коацерватов, изолированных клеточных структур, и данные сравнительной биохимии современных организмов позволяют наметить следующий порядок усложнения организации исходных систем в процессе направленной эволюции: 1) в качестве первого результата этой эволюции явилось возникновение способности систем к самосохранению в условиях постоянного взаимодействия с внешней средой; 2) вторым шагом в том же направлении явилось возникновение систем, способных не только к самосохранению, но и к увеличению своей массы за счет веществ окружающей внешней среды (к росту); 3) третьим шагом на пути к возникновению жизни явилось то, что исходные системы в результате направленной эволюции становились не только динамически устойчивыми, но и более динамичными, так как принцип максимальной скорости (совместимой, однако, с самим существованием системы) являлся очень важным фактором совершенствования организованных образований. 15. Нужно отметить, что способность к самосохранению и даже быстрому росту всей динамической системы еще не обозначала собою полную неизменяемость этой системы. Напротив, только при наличии такого рода изменений создавался материал для отбора и дальнейшего развития системы. Однако понятно, что эти изменения не должны были выходить за рамки динамической устойчивости системы. Поэтому при быстром и массовом разрастании исходных систем происходил отбор для дальнейшей эволюции только тех из них, в которых реакции сетки согласовывались между собой так, что возникали стационарные, постоянно повторяющиеся цепи или даже замкнутые циклы реакций, где эти реакции совершались все время по одному и тому же кругу, и только в определенных пунктах этого круга происходило ответвление, приводившее к постоянно повторяющемуся новообразованию того или иного продукта обмена. 16. Из этого постоянства повторяемости взаимосвязанных координированных между собою в единую сетку реакций и возникла характерная уже для живых систем способность к самовоспроизведению. С этого момента можно говорить о возникновении жизни. На этой стадии эволюции материи естественный отбор в полной мере приобрел свой биологический смысл, и на его основе стали быстро вырабатываться все более и более высокая приспособленность живых организмов к условиям существования и тонкое соответствие всех деталей их внутренней организации выполняемым жизненным функциям, т. е. то, что нередко обозначается словом «целесообразность» строения живых тел. ^ (Доклад на 1 Всесоюзном совещании по философским проблемам современного естествознания в октябре 1958 года, г. Москва) Философские проблемы современного естествознания. Труды Всесоюзного совещания по философским вопросам естествознания. Издательство АН СССР. Москва 1959. С. 324- 331. Вопросы задания. 1.В чем различие биогеноза и абиогеноза в обяснении жизни? 2.Каковы особенности механицизма в обьяснения жизни? 3.Этапы возникновения жизни на Земле. 4.Каковы научные основы анализа этих этапов? 5. Почему систему знаний А.И.Опарина можно назвать теорией? 6.Какое влияние оказывают эволюционные идеи на обьяснение жизни? 7.Возможны ли экспериментальные исследования формирования коацерватов? 8.Проблема происхождения жизни на Земле находится в поле столкновений разных точек зрения и гипотез. В чем состоит рациональный и мировоззренческий смысл теории А.И.Опарина? Тема 4. Научная картина мира и проблемы естествознания. (При изложение ответов по вопросам данной темы используйте материалы учебных пособий и лекций по курсу КСЕ) Тема 5. Исходные принципы естествознания. (При изложение ответов по вопросам данной темы используйте материалы учебных пособий и лекций по курсу КСЕ). Примерные вопросы к зачету. 20. Биосфера. Ноосфера. Проблемы антропосоциогенеза.
|
