Жердегі тіршіліктің пайда болуы

1.

Дәріс тақырыбы: Химиялық
эволюция
Жердегі тіршіліктің пайда
болуы

2. Жердегі тіршіліктің пайда болуы

Жердегі тіршіліктің пайда болуы –
жаратылыстану
ғылымдарының
ең
күрделі және маңызды мәселелерінің бірі.
Бұл құбылысты түсіндіруде химиялық
эволюция теориясы негізгі орын алады.
Химиялық эволюция – тіршілік пайда
болмай тұрып, бейорганикалық заттардан
күрделі органикалық молекулалардың
біртіндеп түзілу процесі. Ол кейінгі
биологиялық эволюцияның басталуына
негіз болды.

3. Тіршілік өзі қалай дамыды?

Тірі затты құрайтын элементтер бір-бірімен
қалай бірікті? Қазіргі таңда бұл сұрақтар
бойынша дәйекті жорамал құруға мүмкіндік
беретін мәлімет көп және жеткілікті.
Тіршіліктің пайда болуы жайлы теорияны
Пфлюгер, Дж. Холдейн және Р. Бейтнер
ұсынды. Бірақ толық түрде бұл теория
биохимик, академик А.И.Опариннің 1924
жылы жазылған “Тіршіліктің пайда болуы”
деген еңбегінде қарастырылды.
Бұл теория бойынша тіршіліктің пайда болуы
– Жердегі ұзақ эволюцияның - алдымен
атмогидросферадағы химиялық, одан кейін
биологиялық эволюциялардың нәтижесі. Бұл
концепция қазіргі кезде ғылыми ортада ең
танымал. Сондай - ақ көрсетілген тұжырым
ғалымдардың
басым
көпшілігімен
мақұлданған.

4.

5.

• Жер бетіндегі тіршілік жоғары саналы
жануарлар,
қарапайым
жалғыз
клеткалы организмдерден бастап,
түрлі вирустар болып табылатын
жалғыз
белокты
молекулалардан
құралған нысандардан құралған.
• Вирустар инертті кристалдық нысанда
немесе қозғалмалы жағдайда өмір
сүреді.
• Белоктық молекуланың өзі болса,
оларға
қарағанда
қарапайым
бөліктерден – бір-бірімен түрлі
химиялық
байланыстар
арқылы
байланысып, амин қышқылдарын
құрайтын
көміртегінің,
сутегінің,
азоттың, оттегінің, қосылыстарынан
тұрады.

6.

1953 жылы С.Л.Миллер мен Г.К. Юри деген
америкалық
ғалымдар
Опариннің
теориясы
негізінде жасанды атмосферамен бірінші болып
тәжірибе
жасады.
Олар
Жердің
алғашқы
атмогидросферасының құрамында болған сутегі
(H2), метан (CH4), аммиак (NH3) пен су буының
(Н2О)
қоспасынан амин қышқылын алды.
Газдардың бұл құрамы вулкан газдарының
құрамдарына толық сәйкес келетіндігі белгілі.
Газдардың осы қоспасына күшті электр тоғы
беріліп, содан соң конденсациялады. Алынған
сұйықтың құрамынан амин қышқылдары, түрлі
көмірсутегілер мен тірі материяға тән компоненттер
табылды. Басты
факторлардың бірі тотығу қалпына келу үрдістері белсенді жүруіне мүмкіндік
беретін бос оттегінің болмауы және энергияның
жеткілікті мөлшері еді. Осындай тәжірибелерді
ҚСРО мен Жапонияның ғалымдары да қайталады.
Нәтижесінде Жердің алғашқы атмосферасында амин
қышқылдарының
синтезделуінің
мүмкін
болғандығы дәлелденді.

7.

8.

• 1. Химиялық эволюция теориясы (абиогенез) — ең ықтимал
• Опарин – Холдейн теориясы
• Жердің алғашқы атмосферасында (су буы, метан, аммиак, сутек)
• Найзағай, ультракүлгін сәуле, жанартау әсерінен
• Алдымен қарапайым органикалық заттар, кейін күрделі молекулалар
(ақуыз, нуклеин қышқылдары) түзілген
• Соның нәтижесінде алғашқы тірі жасушалар пайда болған
• Миллер–Юри тәжірибесі бұл теорияны тәжірибе жүзінде дәлелдеді.
• Қазіргі таңда ғалымдардың көбі осы теорияны дұрысқа ең жақын деп
есептейді.

9.

10.

Тіршіліктін қалыптасу кезеңдері. 1-кезең. Ағзалық заттардың абиогенді синтезі.
Бұл үдеріс Миллердің өз құтысында қолдан жасағанындай алғашкы мұхитта және алғашқы
атмосферада өтті. Химиялық реакциялардың энергия көзіне найзағай, ультракүлгін
(атмосферада озон болмайды ғой) және ғарыштық сәуле шашу, радиоактивті белшектер,
метеориттердегі соқпа толқын және жанартау белсенділігі нәтижесіндегі ғаламшар бетіндегі
жоғары температура пайдаланылды.
Кейін нәруыз түзе отырып, май, көмірсу және аминқышқылдар синтезделді. Тұңғыш
мұхитта осы ағзашалардың (органика) бәрі болды. Мұхитта май, пептид, көмірсу және өзге
ағзалықтар тамшысы болды.
Опарин дамудың бұл сатысын алғашқы сорпа (бульон) деп атады. Ағзашалар оттегінсіз
тотыға
алмайды.
Бүгінгі
кезде
ашу
және
шіру үдерістерін
қамтамасыз
ететін бактериялар мен саңыраукұлактардың болмауынан заттардың ыдырауы болған жоқ.
Мұндай ерітінділерде ағзалық молекулалар шексіз ұзақ жинакталып өмір сүре алатын болды.

11.

• 2-кезең. Коацервация үдерісі. Жинақталған ағзашалар ұйымаға коацерваттарга жинала бастады. Ерімейтін майлар қасиеттері және
молекулалардың әр түрлі заряды есебінен тосқауылдар калыптаса
түсті. Майлардан тұратын тірі зат жарғакшасының калыптасуы
арқасында қоршаған ортадан құрылысы және энергетикалық деңгейі
бойынша ерекшеленетін болды.
• Коацерваттар — судағы органикалық молекулалардың (ақуыздар,
липидтер,
көмірсулар)
өздігінен
бірігіп,
тамшы тәрізді ұсақ құрылымдар түзуі.
• Оларды кейде алғашқы жасушаға ұқсас құрылымдар деп атайды.
Опариннің
биохимиялық
эволюция
теориясында
коацерваттар — тіршілікке өтудің аралық кезеңі ретінде
қарастырылады.

12.

3-кезең. Коацерваттар эволюциясы, тірілік қасиеттердің көрініс беруі. Ферменттік
белсенділігі бар коацерваттар қалыптасу соңынан сірә олардың «өсу» және «көбею» үдерістері
басталатын болса керек.
Коацерваттар мұхиттағы май, нәруыз, көмірсу молекулаларын «сіңіріп», соның әсерінен өсті.
Белгілі көлемге жеткен соң бөлініп, еншілес 2 «тамшыға» айналды. Біраз уақыттан соң даяр
ағзашалар жеткіліксіз бола бастады.
Көптеген ғалымдар тіршілік бұл қалпында бірнеше рет пайда болды деп те үйғарады. Даяр
ағзашалардың барлығын «жеп», соңынан аштықтан қырылуы және жаңадан пайда болуы
мүмкін.
Коацерватты тамшылар шындығында тірі болған жоқ бірақ олар бәсекелесу және табиғи
сұрыпталу жағдайларында өмір сүру үшін күрес жағдайында болып шықты. Сұрыптау аса
тиімді, тез және қалдықсыз жүйеде жүргізілді.
Коацерваттардың барлық 3 кезеңде қалыптасуы және қызмет атқаруы үлгілік тәжірибелерде
сынақ тәжірибелік қолдау тапты.

13.

4-кезең. Алғашқы прокариотты жасушалардың пайда болуы.
А. Опарин жазғандай, «протобионттардан өте қарапайым бактерияларға дейін табиғатта
жүріп өткен жолы... амебадан адамға дейін жүріп өткен жолдан тіпті де кем емес». Бұл тіршілік
қалыптасуындағы ең сыры белгісіз және күрделі кезең. Жай ғана тірілік қасиеті емес, алғашкы
нағыз тірі ағзалар - прокариотты (ядросыз) жасушалар пайда болды.
Тұқым қуалау ақпаратын сақтап, тасымалдау үдерістері табиғи жолмен қалыптасқандығы
туралы жанама дәлелдеулер өте кеп. Солардың бірі- ғаламшарымыздағы ағзалардың генетикалық
кодының біртұтастығы. Бұдан басқа биохимиялық үдерістердің табиғи эволюциясына гликолиздің
(глюкозаның оттегінсіз ыдырау үдерісі) химиялык тұрғыдан ағзалардың барлық тобында бірдей
болу дерегі дәлел бола алады.
Осы
кезеңде
энергия
алу
жолы
ретінде
фотосинтез
пайда
болды. Фотосинтездейтін пигменті бар цианобактериялар күн жарығы энергиясын пайдалана
алды. Бұл биоcфераның ағзалык заттардың абиогендік синтезі үдерісіне бір рет қана емес, мүлде
тәуелсіз болуына мүмкіндік берді.
Фотосинтездеушілер тәрізді гетеротрофты прокариоттар шоғырлы формалар түзді. Көптеген
шоғырлы бактериялар мен көк-жасыл балдырлар осы күнге дейін ойдағыдай өмір сүруде. Алайда
прокариоттарға кепжасушалылардын, жолымен дамудың сәті түспеді.

14.

• 5-кезең. Эукариотты, көпжасушалылардың пайда болуы, тірі ағзалардың дүниеге
бөлінуі.
• Эукариоттың (ядролы жасушалардың) пайда болуын нағыз дәлелдейтін көңілге қонымды
теория - эндосимбиоз теориясы. Бұл теория бойынша ірі прокариотты, бәлкім жыртқыш
жасуша тым ұсақ бактерияны, мүмкін дианобактерияны жұтып жіберді.
• Әлдеқандай себеппен ол қорытылмай ұзақ жатты да едәуір уақыт жасуша ішінде тіршілік
етті. Цианобактерия фотосинтездеді және артық мөлшердегі ағзашаны (энергияны) ірі
жасушаны қоршаған цитоплазмаға бөліп шығарды.
• Мұндай бірлесіп өмір сүру өзара пайдалы болып шықты - хлоропластары бар алғашқы
жасушалар түзілді. Басқа желінген бактерияның фотосинтезге бейімділігі болмады, бірақ ол
ірі жасушаның коректік заттарын тиімді қорытты. Шамамен митохондрия осылай пайда
болды.
• Бұдан кейін эукариоттардың әр түрлі энергия көзін пайдаланатын өсімдіктер мен
жануарларға бөліну үдерісі басталады. Бұған қатарлас эукариоттың шоғырлы формалары
мөлшерін ұлғайтуға ұмтылып, цитоплазмаларын біріктірді. Осының нәтижесінде
көпжасушалылар пайда болды

15.

•Назарларыңызға рақмет!