Зарождение жизни, для всех курсов

*Заходя в класс, ученики насторожено смотрели на Ренату, которая уже выглядела более бодро и не пряталась в горловину свитера.*

— Доброе утро! В этот чудесный и зимний день мы продолжим нашу лекцию о возможном существовании внеземных цивилизаций. Не будем терять время и приступим незамедлительно.

Как вы помните из предыдущей лекции, большинство планет Солнечной системы похожи на безжизненные пустыни, но есть отдаленные уголки, в которых имеется вода в жидком состоянии и молекулы, необходимые для построения живых клеток и структур. К примеру, пролетая мимо спутника Сатурна Энцелада, космический аппарат НАСА зафиксировал выбросы водяного пара из гейзеров, расположенных под ледяной коркой, покрывающей поверхность этой планеты. Значит, внутренняя часть Энцелада может быть более теплой и влажной, чем мы предполагали ранее. Возможно, сюрпризы ожидают нас и на спутнике Юпитера — Европе, и даже на спутнике Нептуна — Тритоне; предполагается, что под ледяной поверхностью этих планет скрывается вода.

Энцелада	Тритон	Европа

Но даже если в океанах, скрытых под ледяной корой Энцелада, Европы и Тритона, есть живые существа, то они, по всей вероятности, будут сильно отличаться от земных растений и животных.

— Может, они будут похожи на растения или рыб? — *Задумчиво произнес равенкловец.
Мисс Вагнер с улыбкой покачала головой.*
— Без света и тепла живые существа этих инопланетных океанов не могут вырабатывать энергию фотосинтеза (на Земле этот процесс осуществляют растения и водоросли). Без растений, являющихся начальным звеном пищевой цепи, не смогут существовать крупные животные, к примеру рыбы. Поэтому, если на этих планетах и есть живые существа, то, скорее всего, это одноклеточные бактерии либо одноклеточные животные, служащие пищей для других животных.

Фотосинтез — превращение углекислого газа в кислород.

Но не исключено, что развитие инопланетных форм жизни происходит совсем по-другому, и они могут существовать в условиях, которые мы считаем непригодными для жизни. Такие аномалии возможны и на Земле. К примеру, в ходе исследований Марианской впадины — глубочайшей океанской впадины, находящейся в Тихом океане, — были обнаружены ранее неизвестные виды живых организмов. Они обитают там без солнечного света и тепла, то есть в среде, которая, казалось бы, совершенно непригодна для жизни.




В глубинах Марианской впадины живут рифтии. Обитают они в так называемых гидротермальных оазисах вблизи рифтовых зон – трещин в океанской коре, сквозь которые просачиваются горячие газы, нагревающие воду до 200-300 градусов по Цельсию. Из этих горячих потоков, богатых минералами, рифтии и добывают себе питательные вещества. Здесь также обитают огромные изоподы, похожие на больших (около 30 сантиметров) белых мокриц, и гигантские морские пауки, достигающие в длину 76 сантиметров и больше. Если даже на Земле живые существа принимают такие причудливые формы, то только представьте себе, какими они могут быть на других планетах, на той же Европе или на Тритоне. Кто знает, кого нам предстоит найти.

Даже в нашей галактике существует более 100 миллиардов звезд, похожих на наше Солнце по размеру и температуре. Каждая такая звезда теоретически может быть центром солнечной системы, в которой должна находиться хотя бы одна планета, похожая на нашу Землю. Если эти предположения верны, то только в нашей галактике существует как минимум 100 миллиардов обитаемых планет. Пока что мы рассмотрели только солнечные системы, подобные нашей, — с желтым карликом (как наше Солнце) в центре.
Но многие современные астрономы считают, что меньшие размерами и не такие горячие красные карлики тоже могут согревать планеты, похожие на Землю. Такие солнечные системы более устойчивы, потому что период жизни красных карликов длиннее, а значит, для возникновения жизни есть больше времени. Но и это еще не все. Некоторые ученые считают, что многие солнечные системы были несправедливо сброшены со счетов. К примеру, солнечные системы, состоящие из газовых гигантов, похожих на наш Юпитер, также могут таить в себе пригодные для жизни планеты. Согласно одной из теорий, эти солнечные системы могут быть организованы таким образом, чтобы ближайшие к светилу планеты-гиганты (горячие юпитеры) принимали на себя львиную долю палящих лучей и задерживали обломки камней и льда. Тогда в некотором отдалении от светила может оказаться пригодная для жизни планета с теплым и влажным климатом. Около двух пятых всех открытых в настоящее время планет, находящихся за пределами нашей Солнечной системы, являются такими горячими юпитерами, и за каждым из них может прятаться небольшая планета, похожая на нашу Землю. Данный факт еще больше увеличивает вероятность найти планеты, пригодные для жизни.





Если кто-то из вас норовит задать вопрос: «А почему мы туда не летим?», — то у меня уже готов ответ на этот вопрос. Во-первых, до ближайшей Солнечной системы, в которой, возможно, есть пригодная для жизни планета, нужно лететь много световых лет. Во-вторых, даже если бы такое путешествие было возможно, переправить на новую планету все население Земли, очень проблематично. И, в-третьих, чтобы летать к другим солнечным системам и галактикам, нужно искать новые источники энергии и развивать ракетостроение. Это задачи не одного дня, а значит, человечество еще долго будет жить на Земле. Поэтому в первую очередь нужно привести в порядок родную планету, а потом уже думать про другие.

*Рената выразительно посмотрела на студентов, которые были поражены объемами полученной информации.*

— Несмотря на все трудности и проблемы, Земля — наш родной дом, здесь мы родились, и здесь есть все, что нам необходимо. Наша задача — предотвратить дальнейшее загрязнение Земли, войны, уничтожение редких животных и растений. И это очень нелегко. Еще труднее — исправить уже причиненный вред. Человечество сможет выжить, только если научится беречь то, что имеет, и заботиться о своем родном доме. Иначе мы попросту превратимся в космическую саранчу, которая разрушает планету за планетой. Каждый из нас должен осознать важность вопроса и сделать все возможное, чтобы сберечь нашу планету и все живое на ней. Необходимо перестать загрязнять воздух и воду, вырубать леса и разрушать естественную среду обитания животных и насекомых. Нужно стараться жить в мире и согласии с людьми других национальностей, вместе пользоваться природными ресурсами и прекратить бессмысленные войны, которые ничего хорошего не приносят, а только забирают бесценные человеческие жизни и материальные ресурсы.

Именно тогда и наступит новая эпоха: эра знаний и величайших открытий. Тогда человечество станет одной из самых разумных рас в нашей Вселенной. Мы сможем совершить огромный шаг вперед: от наблюдений за звездным небом до межзвездных полетов и контактов с представителями внеземных цивилизаций. Теми самыми, которые в эту самую минуту смотрят на нас из своих далеких миров, до рези в глазах всматриваются в крошечную точу на яркой спирали нашего млечного пути и гадают, есть ли жизнь на планете Земля и смогут ли они когда-нибудь познакомиться с землянами. Вот такое вот лирическое отступление от лекции.

*Волшебница посмотрела на песочные часы, которые стояли на столе, и довольно улыбнулась.* — До конца осталось еще десять минут и я хотела бы рассмотреть тему зарождения жизни на Земле.

На одном из занятий я рассказывала вам о биохимической теории зарождения жизни, и я бы хотела затронуть эту тему сейчас. Ведь для того, чтобы найти живые организмы на других планетах, мы должны разобраться в своем происхождении. В первую очередь хочу вспомнить работу Стэнли Миллера, которого должен запомнить каждый человек сидящий в этой аудитории. Он первым воссоздал в лаборатории условия, которые были близки к древней планете.

При анализе коричневой субстанции было найдено множество аминокислот, которые являются строительным элементов для белков, которые в свою очередь являются основой жизни. Это тот факт, который подтверждает возможность зарождение жизни посредством биохимических реакций.

Аминокислоты — органические вещества из которых состоят белки

Белки — органические вещества, которые состоят из аминокислот. Входят в структуру любого живого существа и всех жизненно важных реакций.

Важным является то, что в настоящее время ученые соединяют биохимическую теорию зарождения жизни и панспермию, которые, по их словам, дополняют друг друга. Они допускают, что на планету Земля мог попасть исходный материал или же строительные блоки (белки, углеводы, нуклеиновые кислоты). И тут сразу напрашивается вопрос: «А где же в космосе могли появится эти строительные блоки?» И даже на этот вопрос уже существует ответ. Ученые считают, что условия на комете могут запускать механизм формирования этих самых молекул. Некоторые кометы вращаются вокруг нашего Солнца по эллиптическим орбитам, что производит к изменению их температуры. Когда они далеко от Солнца, то облученные молекулы жестко зафиксированы на месте, так как вмерзли в глыбу льда. Но приближаясь к Солнцу, комета нагревается, и молекулы могут легко вступать в реакции с любой соседней молекулой. К слову, в таких условиях происходят реакции, которые практически невозможно повторить находясь в школьной (и даже обычной университетской) аудитории. Существует два варианта доставки строительных блоков на землю:

1) Комета может врезаться в планету, что нежелательно.
2) Сбросить пыль из кометного хвоста. Этот вариант наиболее вероятен и безобиден.

В 1999 году был запущен космический зонд, который успешно собрал пыль из кометного хвоста и вернулся на Землю. Ученые и правда сумели найти огромное количество химических соединений, которые подтвердили вероятность теории панспермии (были найдены аминокислоты, углеводы и множество других веществ).
Хочу также упомянуть, что некоторые умы предполагают, что жизнь зародилась именно на кометах. И даже вопрос с наличием воды был решен, так как исследуя частички кометы была найдена глина, которая может сформироваться только при наличии жидкой воды. Появляется она вследствие распада радиоактивных изотопов, которые дают тепло и растапливают лед в центре кометы. Вот вам еще одна загадка и невероятная теория, которая будоражит умы астрономов.

Но что же такое жизнь и благодаря чему она возникла? Считается, что для сотворения нужны были следующие компоненты:
а) мембрана;
б) ДНК;
в) метаболизм.

Мембрана — "пленка", которая отделяет цитоплазму клетки от наружной среды.

ДНК — макромолекула, которая отвечает за сохранение и передачу генетической информации от родительской к дочерней клетке.

Метаболизм (обмен веществ) — это набор химических реакций, которые нужны для поддержания жизни и функционирования клетки и живого организма в целом (благодаря им возможен рост, размножение, реакции на раздражение и прочее).

По научным предположениям, первым появился именно метаболизм, который выступил катализатором того, что водород и углекислота вступали в реакцию (в воде). Дальше метаболизм обрел мембрану, которая позволила создать свою собственную среду. Именно соединение мембраны, ДНК и метаболизма является основой жизни на Земле. Сейчас проводятся опыты по созданию совершенно новых форм жизни, что может приоткрыть занавесу создания такой сложной молекулы как ДНК. Но опять таки, любой новый организм помещенный в окружающую среду может привести к фатальным последствиям. Ученым стоит быть очень осторожными, так самое существование людей может быть под угрозой.
По сути, существует несколько методов изучения нашего происхождения:

1) исследовать запутанное дерево предков;
2) искать организмы, которые близки к самым первым (экстремофилы — могут быть родственниками наших общих предков, так как живут в похожих экстремальных условиях);
3) биоинженерия, которую используют для самостоятельного соединения строительных блоков жизни для раскрытия тайн ее формирования.


— На сегодня все. Запишите домашнее задание и можете идти на обед. *С последними словами профессора прозвенел школьный колокол.*

---

Задания

1. Почему профессор предположила, что человечество может превратиться в космическую саранчу? (7 баллов)
2. Связь панспермии и биохимической теории зарождения жизни. В чем состоит эта связь и почему? (8 баллов)
3. (Эта лекция только для 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 курсов)

Дополнительные задания

1. 1. Задание на фантазию. В лекции было указано несколько методов изучения нашего происхождения. Придумайте на каждый не менее чем два плюса и минуса (в сумме должно выйти 12 пунктов). Как вы думаете, какой эффективней всего?
2. 1. Сочинение-размышление. Биоинженерия и возможная опасность (как следствие). Поразмышляйте.
3. 1. Ролевой отыгрыш. Вы — ученый, который получил ответный сигнал от далекой планеты. Обыграйте всю ситуацию.
4. 1. Сочинение-рассуждение. Бытует мнение, что именно бактерии доминируют на планете Земля, а не люди. Согласны ли вы с этим? Обоснуйте.
5. (Эта лекция только для 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 курсов)

Показать все комментарии

я, конечно, слышала о теории, что люди это болезнь, но...))))))))))))

Jurata, дурацкая автозамена %) Но формулировка вопроса мне понравилась куда больше)))