Что такое гипотеза в биологии кратко
Каталог файлов
Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка (ламаркизм, 1809)
Эволюционное учение Ч. Дарвина (дарвинизм)
Виды реально существуют. Каждый вид способен неограниченно размножаться, но этому препятствуют ограниченные ресурсы среды обитания. Виды изменяемы, они эволюционируют в процессе исторического развития жизни. Факторами эволюционного процесса являются борьба за существование и естественный (искусственный) отбор. Следствиями естественного отбора являются видообразование, сопровождаемое адаптацией, дивергенция и прогрессивная эволюция. Движущими силами эволюции являются изменчивость организмов, их наследственность и отбор. Приспособленность организмов носит относительный характер и направлена на выживание в конкретных условиях. Материалистическая теория эволюции органического мира (Ч. Дарвин, 1859)
Синтетическая теория эволюции (современное эволюционное учение)
Теория дрейфа генов
Изменение частоты генов в популяции в ряду поколений под действием случайных факторов, приводящее, как правило, к снижению наследственной изменчивости в популяциях и проявлению рецессивных генов фенотипически, повышению процента гомозиготных форм организмов.
Разработана амер. генетиком С. Райтом и независимо от него Д. Д. Ромашовым и Н. П. Дубининым в начале 40-х годов XX в.
Теломная теория
Клеточная теория
Все клетки гомологичны друг другу, имеют общий план строения, т. к. произошли от одного предка; они имеют одни и те же органоиды, у них одни и те же обменные процессы; различия состоят в специализации.
М. Шлейден, 1838; Т. Шванн, 1839
Мутационная теория
Выявление мутаций зависит от числа исследованных на
Одни и те же мутации могут возникать повторно.
(X. Де Фриз, 1901-1903) утверждает, что вновь возникшие признаки только мутационной изменчивости из всех видов изменчивости передаются по наследству
Хромосомная теория наследственности
Преемственность свойств организмов в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом. Распределение генетического материала у потомков зависит от расхождения и рекомбинаций хромосом родительских форм. Гены, локализованные в пределах одной хромосомы, составляют одну группу сцепления и наследуются совместно. Число групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом. Признаки наследуются тоже сцепленно. Группы сцепления могут нарушаться в случае кроссинговера. Впервые обоснована Т. Бовери и У. Сеттоном в 1902-1907 гг., разработана Т. Морганом и его школой в начале 20-х гг. Учение о локализации наследственных факторов в хромосомах клеток.
Генная теория наследственности
Ген представляет собой единицу мутации, рекомбинации и функции:
при мутировании ген изменяется как целое, мутации возникают в парах нуклеотидов; рекомбинация происходит только между генами; ген контролирует элементарную функцию организма, ген определяет структуру одного фермента.
Гипотеза возникновения клеток эукариот путем симбиоза
Митохондрии, согласно этой гипотезе, возникли в результате внедрения древних аэробных бактерий в анаэробный прокариотный организм; хлоропласты появились в результате внедрения цианобактерий в древний эукари-отический одноклеточный организм. В результате этих процессов образовались симбиотические структуры, которые эволюционировали в дальнейшем в современные клетки как одноклеточных, так и многоклеточных организмов ныне живущих на Земле. Аналогичным путем возникли такие структуры как реснички, жгутики, центриолей, хро-момера хромосом и веретена деления при митозе.
Гипотеза панспермии
Микроорганизмы обладают высокой устойчивостью к космическим факторам. Попадание живых организмов внеземного происхождения на Землю возможно с метеоритами и космической пылью. Зарождение жизни на Земле обязано привнесению ее из космоса. (Г Рихтер, 1865, С. Аррениус, 1895) гипотеза о возможности переноса жизни в космическом пространстве с одного тела на другое.
Теория катастроф
Учение, рассматривающее геологическую историю Земли как чередование эпох относительного покоя и сравнительно коротких катастрофических событий, резко преобразовывавших лик планеты.
Идея зародилась в древности, затем гипотезу катастроф выдвинул Ж. Кювье, в 1812 г.; А. Д’Орбиньи. и др. учены* продолжили ее развитие.
Гипотезы о происхождении жизни
Урок 29. Общая биология 11 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Гипотезы о происхождении жизни»
Недостаток фактов и подтверждений приводит к расхождению мнений учёных о возникновении жизни.
Существует несколько основных гипотез. Познакомимся с ними немного подробнее.
Итак, гипотеза креационизма. В переводе от латинского (сгеatio — сотворение).
Креационизм — это гипотеза возникновения жизни, согласно которой основные формы органического мира (жизнь, человечество, планета Земля, а также мир в целом), рассматриваются как непосредственно созданные Творцом, или Богом.
Согласно библейскому сказанию о сотворении мира, Бог создал Землю за 6 дней.
Научный креационизм ― ищет доказательство этой гипотезы в ряде различных эпизодов библейской истории, описанных в Книге Бытия Ветхого завета.
Научный креационизм это одно из наиболее активных движений христианских фундаменталистов, возникшее и активно развивающееся в США, а также получающее некоторое распространение в других странах. Оно стремится доказать абсолютную библейскую безошибочность в вопросах естествознания и опровергнуть научные свидетельства эволюции.
Однако многие священники выступают против научного креационизма. Так как полагают что верующие постигают истину через Божественное откровение и веру, а поэтому им не нужны доказательства Божественного возникновения жизни.
Гипотезу божественного возникновения живого можно принять только на веру, так как ее нельзя экспериментально проверить или опровергнуть. Следовательно, она не может рассматриваться с научной точки зрения.
Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни. Ее приверженцы убеждены, что жизнь зарождается самопроизвольно из неживой материи.
Так, великий Аристотель, изучая угрей, установил, что среди них не встречаются особи с икрой или молоками. На основании этого он предположил, что угри рождаются из «колбасок» ила, образующихся от трения взрослой рыбы о дно.
А голландский учёный Ян ван Гельмонт в 17 веке описал свой опыт, утверждая, что живые мыши якобы зарождались у него из грязного белья и горсти пшеницы, запертых в шкафу.
Другой натуралист, Гриндель фон Ах, писал о якобы наблюдавшемся им самозарождении живой лягушки.
Натуралист взял каплю майской росы и, тщательно наблюдая за ней под микроскопом, заметил какое–то существо.
Наблюдая за ними через некоторое время, заметил, что появилось уже туловище, но голова ещё казалась не ясно сформированной. Продолжая свои наблюдения убедился, что наблюдаемое существо не что иное, как лягушка с головой и ногами.
Предполагалось также, что одни формы могут порождать другие, например, из плодов могут образовываться птицы и животные.
Первым кто попытался проверить идею о самопроизвольном зарождении был итальянский учёный, врач и натуралист ― Франческо Реди в 1668 году.
Он взял четыре сосуда. В один из них он поместил мёртвую змею, в другой ― немного рыбы, в третий ― дохлых угрей, в четвёртый ― кусок телятины. Затем плотно закрыл их и запечатал.
После он поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми. Вскоре мясо и рыба зачервивели. Можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах такого не наблюдалось. На основании данного эксперимента был сделан вывод что личинки появились не самопроизвольно, а из отложенных мухами яиц».
Таким образом, Франческо Реди породил сомнения о самопроизвольном зарождении жизни. Но многие все же оставались приверженцами этой идеи. Так как факты, открытые Реди, не были до конца обоснованными.
Следующим, кто попытался опровергнуть эту идею, стал итальянский учёный Ладзаро Спалланцани в 1675 году. Он прокипятил в сосуде крепкий мясной бульон. Оставил его на несколько дней и заметил, что в бульоне стали развиваться микроорганизмы….
Затем он проделал тот же опыт, но уже с запаянным сосудом. Прошло несколько дней, но никаких признаков жизни в бульоне не обнаружилось.
Но и здесь сторонники идеи о самопроизвольном зарождении жизни не стали в это верить так как считали что «жизненная сила» разрушилась от высокой температуры.
В 1862 году французский микробиолог Луи Пастер совместно с физиологом Клодом Бернаром доказали, что жизнь не может зарождаться самопроизвольно.
Луи Пастер взял сосуд, в котором содержалась настойка из органического вещества, прозрачная, как дистиллированная вода. Сначала он прокипятил этот сосуд, для того что бы уничтожить зародыши организмов, которые, возможно, находились в жидкости или на поверхности стенок сосуда. Но через какое-то время в сосуде все же появились маленькие организмы и хлопья плесени.
Затем он повторил опыт, но уже с другим сосудом, горлышко которого было вытянуто и имело эс-образную форму.
Настойку из органического вещества в сосуде он довёл до кипения, затем охладил. Жидкость осталась неизменной в течение длительного времени.
Секрет долгого хранения жидкости кроется в горлышке сосуда эс-образной формы.
В сосуде с обычным горлышком пыль, взвешенная в воздухе, и зародыши организмов свободно проходят через горлышко сосуда и приходят в соприкосновение с жидкостью, в которой они находят пищу, обеспечивающую их развитие. Отсюда и появление микроскопических существ.
А в сосуде с вытянутым эс-образным горлышком попадание внутрь пыли затрудняется. Эс-образная трубка изолировала содержимое колбы от внешнего воздуха, благодаря оседавшему на её внутренних стенках водяному пару. Образовавшаяся в результате его конденсации влага играла роль фильтра, не пропускавшего бактерии из окружающего колбу воздуха. Пыль и все плотные частицы соединялись с каплями воды, попадали в шейку сосуда и задерживались в месте изгиба.
Однако стоило отломить горлышко, как вскоре в колбе начинали развиваться бактерии. Это убедительно доказывало, что микроорганизмы распространяются по воздуху, а не зарождаются самопроизвольно.
Пастер показал, что бактерии могут возникнуть только от других бактерий. Так окончательно была опровергнута гипотеза самозарождении жизни. На основании этого был сформулирован закон «Всё живое происходит из живого».
Однако учёные задумались над вопросом. Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся первый живой организм?
Это дало толчок к возникновению гипотезы панспермии, которая имела и имеет много сторонников. Они считают, что впервые жизнь возникла не на Земле, а была занесена каким-то образом на нашу планету.
Сторонники этой гипотезы считают, что в кусках камня могли сохраниться замёрзшие примитивные формы жизни, «зародыши жизни», способные выдерживать экстремальные температуры и вакуумное пространство.
Однако гипотеза панспермии пытается лишь объяснить появление жизни на Земле. Она не отвечает на вопрос, как возникла жизнь.
Следующая гипотеза о происхождении жизни, которая легла в основу современных представлений, ― это гипотеза биохимической эволюции.
Гипотеза Опарина ― Холдейна, которую высказали в 20-е годы 20-го века русский учёный Александр Иванович Опарин и англичанин Джон Холдейн.
В 1924 г. Опарин опубликовал основные положения своей гипотезы происхождения жизни на Земле. Он исходил из того, что в современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно. Абиогенное (т. е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.
По мнению Опарина, в первичной атмосфере планеты, насыщенной различными газами, при мощных электрических разрядах, а также под действием ультрафиолетового излучения и высокой радиации могли образовываться органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».
Известно, что в концентрированных растворах органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, липидов) при определённых условиях могут образовываться сгустки, называемые коацерватными каплями или коацерватами.
Коацерваты в условиях восстановительной атмосферы не разрушались. Из раствора в них поступали химические вещества. В результате чего они росли и усложнялись.
Коацерваты, которые были способны к примитивному обмену и росту в ходе дальнейшей эволюции, превратились в пробионты, которые Опарин рассматривал как ― предшественников живых организмов.
На границе между пробионтами и окружающей средой появлялись молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны.
Под действием каких-либо внешних сил пробионты дробились. А благодаря наличию белков, и возможно, нуклеиновых кислот они были способны передавать наследственную информацию.
Такие пробионты с маточной наследственностью, может быть, множились. И именно возникновение наследственности представляло собой переход от химической эволюции к биологической.
Пробионты, в которых обмен веществ сочетался со способностью к самовоспроизведению, можно уже рассматривать как примитивные проклетки.
Таким образом, по мнению Опарина, главную роль в зарождении жизни играют белки, именно они дали начало обмену веществ, обеспечив обособление коацерватных капель друг от друга и от окружающей среды.
Но эта гипотеза не давала объяснения способности к самовоспроизведению.
Для решения этого вопроса английский биохимик и генетик Джон Холдейн в 1929 г. выдвигает «генетическую гипотезу о происхождении живого», которая гласит, что в основе создания простейших живых систем (протобионтов) лежат не белки, а нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК), поскольку они служат матричной основой синтеза белков. Так, Александр Иванович Опарин отдавал первенство белкам, а Джон Холдейн ― нуклеиновым кислотам.
Гипотеза Опарина─Холдеина завоевала много сторонников, так как получила экспериментальное подтверждение, проведённое в 1953 году американским учёным Стенли Миллером.
Стенли Миллер провёл эксперимент, в котором моделировались гипотетические условия раннего периода развития Земли для проверки возможности химической эволюции.
В один из резервуаров установки помещается смесь газов (водорода, аммиака, метана и водяных паров), которые входили в состав первичной атмосферы. Через эту смесь при помощи электродов пропускаются электрические разряды (которые имитируют разряды молнии) и ультрофиолетовое облучение.
В другой камере налита вода, и эта камера подогревается (для насыщения газовой смеси парами воды). Ещё одна камера подвергается охлаждению, и здесь вода конденсируется, она имитирует «дождевые осадки». В колбу–«ловушку», которая располагается ниже резервуара, стекает охлаждённая вода, содержащая органические соединения ― аминокислоты, которые входят в состав современных белков.
Ещё один эксперимент позволяет, понять какие соединения возникали под действием радиации в первичной атмосфере планеты.
Если облучить электронами смесь метана, водорода и аммиака, то получатся азотистые основания. Среди них как предшественники нуклеиновых кислот, так и АТФ ― основной аккумулятор энергии живых систем. Используя различные виды энергии, учёные доказали возможность синтеза в условиях первичной земли всего алфавита жизни трёх десятков типов мономеров.
Но гипотеза Опарина — Холдейна имеет и слабую сторону. Не удаётся объяснить главную проблему: как произошёл качественный скачок от неживого к живому. Ведь для саморепродукции нуклеиновых кислот необходимы ферментные белки, а для синтеза белков — нуклеиновые кислоты.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Возможно, вы слышали, как кто-то пренебрежительно отзывается об эволюции — «ведь это всего лишь теория». С другой стороны, гравитация должна быть на 100% реальной — в конце концов, это «закон». Но эти общие впечатления не совсем правильные. Слова «факт», «гипотеза», «теория» и «закон» имеют очень специфические значения в мире науки, и они не совсем соответствуют тем, которые мы используем в повседневном языке.
«Если вы уроните карандаш, он упадет на землю».
Этот довольно простой факт, но не все так просто. В науке факт — это наблюдение, которое было подтверждено так много раз, что ученые могут, во всех смыслах, принять его как «правдивое». Но ничто с научной точки зрения не является абсолютно «истинным». Вы можете сказать, что «все лебеди белые» — это факт, но всегда есть шанс, что вы увидите черного лебедя, и факт перестанет быть истинным.
Точно так же вы могли бы сказать, что по факту, каждый раз, когда вы роняете карандаш, он падает на пол, но наука оставляет место для бесконечно малой вероятности, что этого может и не произойти (например, в условиях невесомости).
«Карандаш падает, потому что сила гравитации тянет его вниз».
Гипотеза — это предварительное объяснение наблюдения, которое можно проверить. Это только отправная точка для дальнейшего расследования. Любое наблюдение обычно сопровождается множеством гипотез. Если вы заметили, что лебедь белый, ваша гипотеза может заключаться в том, что он окрашен, или его перья выцвели на солнце, или его перьям просто не хватает пигмента. Затем вы можете исследовать все эти гипотезы и найти ту, которая больше всего подтверждается доказательствами, если таковые имеются.
На протяжении всей истории было много гипотез о том, почему предметы падают, когда вы их роняете. Аристотель полагал, что это происходит потому, что материальные объекты имеют тенденцию падать по направлению к центру Вселенной, а центром Вселенной древние греки считали Землю. Ньютон рассуждал, что все связанные с Землей предметы должны притягиваться к Земле, но также все планеты должны притягиваться другими планетами, и так далее для каждого объекта во Вселенной. Его гипотеза состояла в том, что все это происходит благодаря силе притяжения, которую он назвал гравитацией.
«Каждая частица во Вселенной притягивает любую другую частицу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними».
В науке закон — это подробное описание какого-то явления естественного мира, обычно с участием математики. Закон всемирного тяготения Ньютона, приведенный выше, описывает с впечатляющей точностью, как материя ведет себя. Это позволяет легко предсказать, как поведет себя Луна, если она будет очень большой и близкой к своей планете, а не такой, какая она сейчас — очень маленькая и далекая. Закон все это описывает, но не объясняет почему.
«Масса и энергия вызывают искривление пространства-времени, сила гравитации возникает из-за искривления пространства-времени».
Теория — это объяснение каких-то явлений мира природы, которые подтверждены фактами, проверены гипотезами и законами. Выше приведенная цитата — упрощенный вариант общей теории относительности Эйнштейна. Ньютон сказал, что сила притяжения между двумя объектами зависит от их массы и расстояния между ними; Эйнштейн сказал, что притяжение происходит потому, что масса каждого объекта буквально искажает ткань Вселенной, и чем больше масса, тем больше искажение.
Теория — это дедушка всех научных утверждений, поэтому нет смысла говорить, что эволюция — это «просто теория».
Но, как уже было сказано, наука никогда не говорит ничего со 100-процентной уверенностью. Теория Эйнштейна не работает, когда вы применяете ее к квантовой механике, которая имеет дело с поведением крошечных субатомных частиц. В результате многие ученые выдвигают новые гипотезы о гравитации. Но это не значит, что Эйнштейн был неправ. Общая теория относительности объясняет подавляющее большинство наших наблюдений, и каждый раз, когда ученые пытались доказать, что она ошибочна, они терпели неудачу. В этом сила научной теории: она построена на достаточно прочном основании, так что, даже если вы обнаружите в ней несколько трещин, вы можете быть уверены, что структура в целом устоит.
Теории происхождения жизни
За всю историю существования человечества сторонниками этой теории не было приведено ни одного подтверждающего доказательства. Справедливо отметить, что и опровергнуть эту теорию невозможно. Основополагающим моментом здесь являются не факты, а вера.
Теория стационарного состояния
Теория панспермии (греч. pan — всё и sperma — семя)
Теория самозарождения
Сторонники этой теории считали (или считают, если такие еще остались)), что жизнь способна самозарождаться из неживого. Еще Аристотель считал, что личинки, из которых появляются мухи, самозарождаются в гниющем мясе. Эти представления были довольно долго распространены и популярны.
Особенно активно эти идеи обсуждались в конце XVI века, когда апогея достигла легенда о гомункулусе. Свой рецепт «приготовления» гомункулуса Парацельс описывает так: «Возьмите сперму и заставьте ее гнить 7 суток в запечатанной тыкве, а затем в течение 40 недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя кровь. В результате произойдет живой ребенок, как дитя, родившееся от женщины».
Кажется что-то таинственное и магическое скрыто за этими древними строками, однако это всего лишь остроумная шутка, на которую попались многие, даже из числа наших современников. Первым аргументированно попытался опровергнуть теорию самозарождения жизни Франческо Реди в 1668 году.
В честь Луи Пастера процесс тепловой обработки пищевых продуктов называется пастеризацией. Она представляет собой нагревание жидких продуктов до 60-70 °C в течение 60 минут, в результате чего болезнетворные микроорганизмы погибают. Это позволяет сохранить продукты свежими на долгое время.
Гипотеза А.И. Опарина абиогенного происхождения жизни
В результате таких преобразований из первичного бульона возникли первые прокариотические клетки.
По итогам эксперимента в системе появились аминокислоты, сахара, жиры и даже предшественники нуклеиновых кислот.
С точки зрения вероятности возникновение жизни весьма маловероятно, однако учитывая очень долгое время (1 млрд. лет от появления Земли) вероятность такого события значительно возрастает.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.