Біялогія
Выдавец: Народная асвета
Памер: 261с.
Мінск 2016
3. Чаму ў аграэкасістэмах кругаварот рэчываў няпоўны і незамкнёны? 4. Аднясіце пералічаныя ніжэй аб’екты да прыродных экасістэм або да аграэкасістэм: акіян, агарод, стэп, возера, парк, альпійскі луг, яблыневы сад, трапічны лес, пшанічнае поле. 5. Растлумачце, чаму аграэкасістэмы няўстойлівыя і хутка разбураюцца без падтрымкі чалавека. Прапануйце шляхі павышэння іх устойлівасці.
Раздзел 4
Эвалюцыя арганічнага
У гэтым раздзеле вы зможаце даведацца аб асноуных перадумовах і рухаючых сілах, якія забяспечваюць гістарычнае развіццё жывой прыроды. Пераканаецеся, ійто асноўным вынікам эвалюцыі з’яўляюцца адаптацыі. Выявіце, што пры наяўнасці ізаляцыі паміж папуляцыямі ў межах віду адбываецца відаўтварэнне. Яго вынікам з’яўляецца сучасная відавая разнастайнасць. У канцы раздзела вы пазнаёміцеся з сучаснай біялагічнай сістэматыкай. Вы таксама даведаецеся аб існаванні няклетачнай формы жыцця — вірусаў.
§ 24. Асноўныя гіпотэзы паходжання жыцця
Пытанне аб паходжанні жыцця з’яўляецца адным з найбольш складаных пытанняў сучаснага прыродазнаўства. Аднак да яго ва ўсе часы была прыкавана вялікая цікавасць. Цяжкасць атрымання адказу на гэта пытанне заключаецца ў тым, што складана дакладна аднавіць працэсы і з’явы, якія адбываліся ў Сусвеце мільярды гадоў таму. У той жа час сучасная разнастайнасць формаў і праяўленняў жыцця на Зямлі прыкоўвае да гэтай праблемы самую пільную ўвагу. Сёння вылучаюць наступныя асноўныя гіпотэзы паходжання жыцця.
Крэацыянізм. Ддпаведна гэтай гіпотэзе жыццё і ўсе віды жывых арганізмаў, якія насяляюць Зямлю, створаны Богам. Прычым боскае стварэнне свету адбылося адначасова, таму сам працэс стварэння жыцця не даступен для назіранняў у часе. Акрамя таго, крэацыянізм не дае дакладнага тлумачэння аб паходжанні самога Бога Творцы і таму носіць характар пастулата. Знакаміты шведскі прыродазнавец К. Ліней, а таксама выдатны рускі хімік М. В. Ламаносаў падтрымлівалі дадзеную догму ўзнікнення жыцця.
Гіпотэза самаадвольнага зараджэння. Гэта гіпотэза з’яўляецца разнавіднасцю абіягенезу — паходжання жыцця з нежывога рэчыва. Дадзеная гіпотэза з’явілася альтэрнатывай крэацыянізму, калі назапашаныя веды людзей аб жывой прыродзе паставілі пад сумненне стварэнне жыцця Богам. Філосафы Старажытнай Грэцыі і прыродазнаўцы сярэдневяковай Еўропы верылі ў з’яўленне жывых арганізмаў з нежывой матэрыі. Яны лічылі і спрабавалі даказаць, што жабы і насякомыя заводзяцца ў сырой глебе, мухі — у гнілым мясе і г. д. Погляды аб самаадвольным зараджэнні жыцця былі распаўсюджаны практычна да кан
Асноўныя гіпотэзы паходжання жыцця
103
A. I. Апарын (1894—1980) — рускі біяхімік. Прапанаваў гіпотэзу ўзнікнення жыцця на Зямлі (1922)
ца XVIII ст. Толькі ў сярэдзіне XIX ст. французскі вучоны Луі Пастэр даказаў, што бактэрыі ўсюдыісныя. Пры гэтым любыя нежывыя аб’екты «заражаюцца» імі, калі не праводзіць стэрылізацыю. Такім чынам, Пастэр пацвердзіў тэорыю біягенезу — жыццё можа ўзнікнуць толькі з папярэдняга жыцця. Вучоны канчаткова абверг канцэпцыю самаадвольнага зараджэння жыцця.
Гіпотэза пансперміі. У 1865 г. нямецкі вучоны Г. Рыхтэр прапанаваў гіпотэзу пансперміі, у адпаведнасці з якой жыццё магло быць занесена на Зямлю з космасу разам з метэарытамі і касмічным пылам. Прыхільнікам гэтай гіпотэзы быў вялікі рускі вучоны, стваральнік сучаснага вучэння аб біясферы У. I. Вярнадскі. Сучасныя даследаванні пацвярджаюць высокую ўстойлівасць некаторых мікраарганізмаў і іх спор да радыяцыі і нізкіх тэмператур. У апошні час з’явіліся паведамленні аб тым, што ў метэарытах выяўлены сляды арганічнага рэчыва. Пры вывучэнні бліжэйшай да Зямлі планеты Марс былі знойдзены структуры, падобныя на бактэрыі, і сляды вады. Аднак названыя знаходкі не адказваюць на пытанне аб паходжанні жыцця.
Біяхімічная гіпотэза ўзнікнення жыцця з’яўляецца найбольш распаўсюджанай у цяперашні час. Гэту гіпотэзу прапанавалі ў 20я гг. мінулага стагоддзя рускі біяхімік A. I. Апарын і англійскі біёлаг Д. Холдэйн. Яна лягла ў аснову навуковых уяўленняў аб паходжанні жыцця.
Сутнасць гэтай гіпотэзы заключаецца ў тым, што на ранніх этапах развіцця Зямлі існаваў працяглы перыяд абіягенезу. Жывыя арганізмы ў ім удзелу не прымалі (мал. 39, 1). Для сінтэзу арганічных злучэнняў крыніцай энергіі служыла ўльтрафіялетавае выпраменьванне Сонца. Сонечная радыяцыя не затрымлівалася азонавым слоем, таму што ні азону, ні кіслароду ў атмасферы старажытнай Зямлі не было. Сінтэзаваныя амінакіслоты, цукры і іншыя арганічныя злучэнні на працягу дзясяткаў Mi
fl. Холдэйн (1892—1964) — англійскі біёлаг, які пацвердзіў генетычную аснову эвалюцыі і мутагенезу
104
Раздзел 4
Мал. 39. Схема зараджэння жыцця паводле біяхімічнай гіпотэзы Апарына — Холдэйна
льёнаў гадоў назапашваліся ў старажытным акіяне. Іх назапашанне ў выніку прывяло да ўтварэння аднароднай масы, якая была названа Апарыным «першасным булёнам». На думку Апарына, менавіта ў «першасным булёне» і ўзнікла жыццё (мал. 39, 2).
Апарын лічыў, што вырашальная роля ў ператварэнні нежывога ў жывое належыць бялкам. Менавіта бялкі здольны ўтвараць калоідныя комплексы, якія прыцягваюць да сябе малекулы вады. Такія комплексы, зліваючыся адзін з адным, фарміравалі каацэрваты — структуры, адасобленыя ад астатняй масы вады (мал. 39, 3).
Каацэрваты валодалі некаторымі ўласцівасцямі жывога. Яны маглі выбарачна паглынаць з навакольнага раствору рэчывы і павялічвацца ў памерах — нейкае падабенства харчавання і росту (мал. 39, 4). Пры драбленні каацэрватаў утвараліся новыя кроплі, якія захоўвалі асноўныя ўласцівасці зыходнага ўтварэння — падабенства размнажэння (мал. 39, 5). Але для ператварэння
Агульная характарыстыка тэорыі эвалюцыі Чарлза Дарвіна 105 ў першасныя жывыя арганізмы каацэрватам не хапала біялагічных мембран і генетычнай інфармацыі, якая забяспечвае ўзнаўленне.
Наступным крокам у зараджэнні жыцця стала з’яўленне мембран. Яны маглі ўтварацца з ліпідных плёнак, якія пакрываюць паверхню вадаёмаў. Далей да такіх ліпідных утварэнняў далучаліся раствораныя ў вадзе бялкі. У выніку паверхня каацэрватаў набыла структуру і ўласцівасці біялагічнай мембраны. Такая мембрана ўжо магла прапускаць унутр адны рэчывы і не прапускаць іншыя (мал. 39, 6).
Далейшае аб’яднанне каацэрватаў з нуклеінавымі кіслотамі прывяло да ўтварэння першасных жывых арганізмаў, здольных да самарэгуляцыі і самаўзнаўлення,— пратабіёнтаў. Гэтыя прымітыўныя першасныя арганізмы былі анаэробамі і гетэратрофамі, якія жывіліся рэчывамі «першаснага булёну». Такім чынам, праз 1 млрд гадоў, згодна з гэтай гіпотэзай, завяршылася зараджэнне жыцця на Зямлі.
У цяперашні час вылучаюць наступныя асноўныя гіпотэзы паходжання жыцця: гіпотэзы крэацыянізму, самаадвольнага зараджэння, пансперміі і біяхімічную. Сярод сучасных поглядаў вучоных на паходжанне жыцця найважнейшае месца займае біяхімічная гіпотэза. Згодна з ёй, жыццё на Зямлі ўзнікла за працяглы адрэзак часу ў адсутнасці кіслароду пры наяўнасці хімічных рэчываў і пастаяннай крыніцы энергіі.
9
1. У чым заключаюцца прынцыповыя адрозненні гіпотэз паходжання жыцця? 2. У чым заключаецца беспадстаўнасць гіпотэзы самаадвольнага зараджэння жыцця? 3. Якія сучасныя навуковыя даныя можна прывесці ў падтрымку гіпотэзы пансперміі? 4. Ахарактарызуйце сутнасць біяхімічнай гіпотэзы зараджэння жыцця. У якіх, на ваш погляд, умовах маглі ўзнікнуць жывыя арганізмы? Адказ абгрунтуйце.
5. Чаму сінтэз першых арганічных злучэнняў вучоныміхімікамі падарваў ідэі крэацыянізму? Адказ абгрунтуйце.
§ 25. Агульная характарыстыка тзорыі звалюцыі
Чарлза Дарвіна
Развіццё эвалюцыйных поглядаў. Тэрмін «эвалюцыя» (ад лац. evolutio — разгортванне) быў уведзены ў навуку ў сярэдзіне XVIII ст. швейцарскім заолагам Шарлем Банэ.
Біялагічная эвалюцыя — паступальны накіраваны гістарычны працэс змянення жывых арганізмаў і іх згуртаванняў. Ход эвалюцыі мае незваротны характар.
106
Раздзел 4
Пытанні паходжання і разнастайнасці арганічнага свету заўсёды хвалявалі чалавецтва. Як ужо адзначалася, у Сярэднія вякі панаваў крэацыянізм — уяўленне аб тым, што жывыя арганізмы створаны Богам і нязменны ў часе. Да канца XVIII ст. адкрыцці ў галіне хіміі, фізікі і біялогіі ўмацавалі ідэю аб адзінстве паходжання жывых арганізмаў і эвалюцыі арганічнага свету. Гэта стала асновай для стварэння адзінай эвалюцыйнай тэорыі, якую распрацаваў вялікі англійскі вучоны Чарлз Дарвін.
На мяжы XVIII—XIX стст. назапасілася нямала навуковых перадумоў стварэння эвалюцыйнай тэорыі. Была абгрунтавана ідэя аб змяняльнасці паверхні Зямлі падуплывам кліматычных фактараў. Вучоныяхімікі даказалі, што ўсе жывыя арганізмы складаюцца з такіх жа хі
мічных элементаў, якія ёсць у нежывой прыродзе. Біёлагі вызначылі, што закон захавання энергіі прымяняецца і ў адносінах да жывых арганізмаў. На стварэнне эвалюцыйнай тэорыі шмат у чым паўплывалі працы англійскіх эканамістаў A. Сміта і Т. Мальтуса. А. Сміт стварыў вучэнне аб свабоднай канкурэнцыі ў прамысловасці. Т. Мальтус упершыню ўвёў выраз «барацьба за існаванне». Ён растлумачыў, што чалавеку, як і ўсім іншым арганізмам, уласціва імкненне да бязмежнага размнажэння. Але толькі недахоп жыццёва неабходных рэсурсаў, вытворчасць якіх не паспявае за размнажэннем, абмяжоўвае рост колькасці чалавецтва.
У пачатку XIX ст. французскі натураліст Ж. Б. Ламарк упершыню прапанаваў паслядоўнае вучэнне аб развіцці жывой прыроды. Ламарк першым указаў на сувязь арганізмаў з асяроддзем іх пражывання. Менавіта асяроддзе пражывання, на яго думку, з’явілася прычынай змянення жывых арганізмаў. Вучоны вызначыў напрамак эвалюцыі як паступовы пераходжывых арганізмаў ад ніжэйшых формаў да вышэйшых. Але ў той жа час Ламарку не ўдалося раскрыць сапраўдныя прычыны, якія
садзейнічаюць гэтаму эвалюцыйнаму пераходу.
Акрамя навуковых адкрыццяў, фарміраванню тэорыі эвалюцыі значна садзейнічалі сацыяльнаэканамічныя абставіны — да пачатку XIX ст. Англія ператварылася ў буйнейшую прамысловую і каланіяльную дзяржаву. Развіццё мараплавання, гандлю, асваенне калоній садзейнічалі назапашанню ведаў аб раслінным і жывёльным свеце розных краін. Павелічэнне маштабаў прамысловай вытворчасці і рост гарадскога насельніцтва павысілі попыт на сельскагаспадарчую сыравіну і прадукты харчавання. Гэта з’явілася стымулам да вывядзення больш ураджайных сартоў культурных раслін і высокапрадукцыйных парод свойскіх жывёл.
КНІГІ ОНЛАЙН
