§38. Principalele metode de creștere a plantelor și animalelor. Clasificarea plantelor de gradina

introducere

1. Conceptul de soi și rasă

2. Centre de diversitate și origine a plantelor cultivate

3. Conceptul de creștere și dezvoltare

4. Perioadele de vârstă de creștere și dezvoltare

Pom de fructe

concluzie

Referințe

introducere

Exploatarea fructelor este o ramură a agriculturii a cărei obiecte culturale sunt plante pereneformând fructe comestibile.

Valoarea cultivării fructelor în viața umană este mare. Fructele sunt alimente excelente. Acestea conțin, în forme ușor de digerat, multe zaharuri, acizi organici. Compoziția de fructe și fructe de pădure include proteine, grăsimi, săruri minerale, tanin, pectină, aromatice și alte substanțe.

Fructele sunt bogate în compuși biologic activi, în principal vitamine. Acestea conțin vitaminele A, B1, B2, B6, C, PP și altele.

Nevoia minimă totală umană pentru fructe și boabe la standardele medicale este de 100 kg pe an.

Valoarea terapeutică mare a fructului. Substanțele biologic active pot avea un efect terapeutic direct asupra corpului uman.

Folosirea sistematică a fructelor ajută la prevenirea bolilor precum cardiovasculare (ateroscleroza, hipertensiunea, hipotensiunea), boli ale sângelui, hipo-și avitaminoză, gastrointestinală (gastrită, ulcer peptic), precum și boli infecțioase (dizenterie).

Importanța fructelor în industria prelucrătoare. Dintre acestea, se prepară o varietate de vinuri, gemuri, compoturi, gemuri, jeleuri, marmelade, siropuri, fructe uscate și alte produse.

Culturile de fructe joacă un rol esențial în sistemul ecologic. Lămpi mari de plantații industriale, un număr semnificativ de plante fructifere în grădini de origine ajuta la îmbunătățirea atmosferei, reducerea forței de vânt, au un efect estetic asupra oamenilor. Multe culturi de fructe sunt plante bune de miere.

1. Conceptul de soi și rasă

Un important genetician și ameliorator intern, academicianul N. Vavilov, care determină conținutul și sarcinile reproducerii moderne, a indicat că pentru o muncă de succes în crearea soiurilor și raselor este necesar să se studieze și să se țină seama de: soiul inițial și diversitatea speciilor de plante și animale, variabilitatea ereditară (mutații) , rolul mediului în dezvoltarea și manifestarea trăsăturilor studiate, modelele de moștenire în timpul hibridizării, formele de selecție artificială, care vizează izolarea și asigurarea trasaturilor dorite.

Care este gradul sau rasa.

Rasă de animale sau soi de plante se numește o colecție de persoane (populație) creată artificial de om, caracterizată prin anumite trăsături ereditare: productivitatea, semnele morfologice și fiziologice.

Fiecare rasă sau varietate se caracterizează printr-o reacție specifică la mediu. Calitățile pozitive ale rasei și varietății se manifestă cel mai mult numai în anumite condiții de detenție, hrănire, tehnologie agricolă și atunci când există un complex de anumiți factori climatici. Prin urmare, rocile și soiurile cultivate într-o țară nu sunt întotdeauna potrivite pentru o altă zonă sol-climatică.

În toate țările există un sistem extins de instituții științifice și științifico-practice: instituții, stații de reproducere, ferme de reproducere care se angajează sistematic în această muncă complexă la scară națională. Pentru a verifica soiurile de plante nou create în țara noastră, există o rețea extinsă de site-uri de testare a soiurilor.

2. Centre de diversitate și origine a plantelor cultivate

Cu cat diversitatea materialului folosit pentru reproducere este mai diversificata, cu atat mai multe oportunitati pe care le ofera pentru crearea cu succes a varietatilor si cu cat vor fi mai eficiente rezultatele reproducerii. Dar unde, în natură, să căutați această diversitate.

NI Vavilov și colegii săi, ca rezultat al numeroaselor expediții, au studiat diversitatea și distribuția geografică a plantelor cultivate. Expedițiile au acoperit întreg teritoriul fostei Uniuni Sovietice și multe țări străine: Iran, Afganistan, țările mediteraneene, Etiopia, Asia Centrală, Japonia, America de Nord, Centrală și de Sud, etc.

În timpul acestor excursii au fost studiate aproximativ 1600 specii de plante cultivate. Din expediții au fost aduse mii de probe de semințe, care au fost semănate în pepinierele Institutului de Industrie a Plantului, situat în diferite zone geografice ale fostei URSS. Lucrările privind studiul diversității mondiale a plantelor cultivate continuă în prezent. Aceste colecții cele mai valoroase, reînnoite în mod constant, servesc ca material pentru munca de selecție.

Ca urmare a studierii acestui material colosal N.I. Vavilov a stabilit regularități importante, arătând că nu toate zonele geografice cultivate cu plante au aceeași diversitate.

Pentru culturi diferite, există centre de diversitate în care se concentrează cel mai mare număr de soiuri, soiuri și diverse abateri ereditare. Aceste centre de diversitate sunt, de asemenea, zonele de origine ale soiurilor unei culturi date. Cele mai multe centre coincid cu focile antice ale agriculturii. Acestea nu sunt în majoritate plate, dar zone montane.

Astfel de centre de diversitate N.I. Vavilov a numărat primele 8. În lucrările ulterioare, el distinge 7 centre principale.

1. Centrul tropical din Asia de Sud. India tropicală, Indochina, China de Sud, insulele din Asia de Sud-Est. Sunt extrem de bogate în plante cultivate (aproximativ jumătate din speciile cunoscute de plante cultivate). Patria orezului, trestia de zahăr, multe fructe și legumele.

2. Centrul din Asia de Est. China Centrală și de Est, Japonia, insula Taiwan, Coreea. Patria soiei, mai multe tipuri de mei, o varietate de fructe și culturile de legume. Acest centru este, de asemenea, bogat în specii de plante cultivate - aproximativ 20% din diversitatea mondială.

3. Centrul Asiatic de Sud-Vest. Asia Mică, Asia Centrală, Iran, Afganistan, India de Nord-Vest. Patrie de mai multe forme de grâu, secară, multe cereale, leguminoase, struguri, fructe. A produs 14% din flora culturală mondială.

4. Centrul Mediteranean. Srany, situat pe malul Mării Mediterane. Acest centru, unde se aflau cele mai mari civilizații antice, a dat aproximativ 11% din speciile de plante cultivate. Printre acestea se numără măsline, multe plante furajere (trifoi, linte), multe legume (varză) și culturi furajere.

5. Centrul abisinian. O mică zonă a continentului african (teritoriul Etiopiei) cu o floră foarte specială de plante cultivate. Evident, un centru foarte vechi al culturii agricole originale. Boabe de origine sorg, un tip de banane, plante oleaginoase, un număr de forme speciale de grâu și orz.

6. Centrul American Central. Mexicul de Sud. Patrie de porumb, bumbac, cacao, un număr de dovleac, fasole.

7. Centrul Andean (sud-american). Acesta include o parte a lanțului munților Andeni de-a lungul coastei de vest a Americii de Sud. Patria multor tuberculi, inclusiv cartofii, unii plante medicinale  (copacul de coca, chinina etc.).

Astfel, în creșterea animalelor nu se utilizează autofertilizarea și reproducerea vegetativă. Animalele de reproducție sunt întotdeauna asociate cu selecția producătorilor de reproducere pentru caracteristicile umane dorite. În selectarea persoanelor pentru traversare, este luată în considerare în mod necesar genotipul lor prin pedigree, în care se observă toate semnele de strămoși ai producătorilor care prezintă interes pentru ameliorator. Numărul de indivizi din descendenții animalelor este mic, deci fiecare individ hibrid are o mare valoare pentru a identifica noi trăsături și proprietăți. De asemenea, este important să se țină seama de totalitatea formelor externe ale animalului - exteriorul acestuia, deoarece multe semne, cum ar fi productivitatea (lapte, carne), sunt asociate cu o anumită structură a corpului. Această circumstanță face necesară selectarea animalelor pentru a acorda o atenție deosebită relației corelate (interdependente) dintre trăsăturile individuale, adică luarea în considerare a moștenirii asociate a trasaturilor.

crescătorii de păsări încearcă să identifice și să consolideze trăsături legate de sex, care se manifestă deja în puii de o zi. Este foarte important să selectăm cele viitoare la o vârstă fragedă.  găinile ouătoare

și stinge de la ei cockerels pentru a crește pe trib sau pentru îngrășare pentru carne. Prin urmare, pentru a identifica sexul puiilor, se folosește o genă cu feathering lent - puii dobândesc o pene mai rapidă decât cocoșii și acest lucru este deja evident în primele zile după incubație. În cazul păsărilor de curte de ouă, se utilizează adesea pene de legare la podea.

hibridizarea animalelor este utilizat în special pe scară largă două tipuri de

chivaniya: strâns legată (încrucișare) și fără legătură (ieșire). Inbreeding (din engleză .in - "interior" și reproducere - "reproducere") - traversare

indivizi cu strămoși obișnuiți. Originea comună, relația dintre organismele încrucișate mărește probabilitatea prezenței acelorași alele ale oricărei gene. Aceasta duce la o creștere a numărului de organisme homozigote, care este importantă pentru păstrarea unor trăsături valoroase din punct de vedere economic.

Exploatare (eng. Out - out) - traversarea persoanelor indirecte din aceeași specie. Neconcordanța implică absența strămoșilor comuni în următoarele 4-6 generații. Exploatarea este contrastează cu încrucișarea, deoarece, datorită naturii independente a indivizilor, atunci când este traversată, crește probabilitatea prezenței diferitelor alele ale anumitor gene. Exploatarea este utilizată pentru a crește sau a menține un anumit grad de heterozygozitate a indivizilor.

Metode moderne de creștere a animalelor. În ultimii ani, creșterea animalelor a fost îmbogățită cu noi metode de îmbunătățire a raselor.

1. În metoda de trecere a început să se apliceinseminarea artificială.

2. La reproducerea animalelor de fermă și a pisciculturii, creșterea puilor de valoare  producătorii de animale se realizează prin crearea condițiilor pentru maturarea simultană a mai multor ouă. Ovulele sunt îndepărtate după fertilizare și transplantate la mame adoptive de rase mai puțin valoroase sau mai puțin productive de sex feminin din aceeași rasă.

3. În prezent, metodele de reproducere sunt puse în aplicare în mod activ.clonarea - organisme în creștere dintr-o singură celulă.

4. Cu ajutorul mutagenilor, se obțin mutații care determină sterilitatea masculină (folosită mai târziu în programele de reproducere) sau cromozomii sunt marcați cu gene letale recesive, ceea ce face posibilă controlul conservării puilor unui sex dorit.

De exemplu, rearanjamentele cromozomiale induse de gama au fost utilizate cu succes în reproducerea viermilor de mătase. Se știe că cocoașele de masculi ai acestei viermi de mătase sunt cu 25-30% mai productive

coconi de femele (lungimea firului, integritatea coconului, starea firului în cocon etc.). Prin urmare, viermii de mătase au tendința de a hrăni și de a crește în principal bărbații. Bărbații tratați cu raze gamma atunci când au fost traversați cu orice femeie sănătoasă de viermi de mătase asigură moartea tuturor puilor de sex feminin și conservarea bărbaților. Masculii unor insecte dăunătoare ale culturilor agricole și a plantelor forestiere sunt prelucrate în același mod pentru controlul biologic.

Metodele moderne de reproducere practică, bazate pe cunoașterea geneticii, au împins limitele posibilităților de a crea noi semne și proprietăți necesare animalelor domestice.

1. De ce fermele de creștere a animalelor țin o evidență strictă a descendenților pentru mai multe generații?

2 *. De ce centrele de domesticire a animalelor coincid cu centrele de origine ale plantelor cultivate?

3. Înlocuiți cuvintele evidențiate în fiecare instrucțiune cu un termen.

Transformarea animalelor sălbatice în animale domestice prin îmblânzire, îngrijire și reproducere a dus la dezvoltarea zootehniei ca ramură a agriculturii.

Inbreeding de indivizi cu strămoșii obișnuiți este utilizat pe scară largă în hibridizarea animalelor.

4. Finalizați declarația.

Pentru a crește sau a menține o anumită măsură

heteroziozitatea indivizilor în creșterea animalelor este folosită ...

§ 31 Principalele direcții ale selecției microorganismelor

Microorganismele (microbii) - bacteriile, ciupercile microscopice și protozoarele - joacă un rol important în viața omului și a naturii. Acestea sunt utilizate în diferite domenii ale industriei (în fabricarea de proteine ​​furajere, produse lactate, antibiotice, vitamine, hormoni, aminoacizi, enzime), în agricultură (în producția de siloz), în protecția biologică a plantelor și tratarea apelor uzate. În acest sens, se dezvoltă microbiologia industrială și se desfășoară activități de selecție intensivă pentru a dezvolta noi tulpini de microorganisme cu productivitate crescută a substanțelor necesare omului.

Microorganismele sunt caracterizate de variații ereditare - mutații. Prin selectarea mutațiilor, sunt create tulpini active de microorganisme care sunt valoroase pentru oameni. Mutageneza artificială (indusă) este utilizată în special pe scară largă și cu succes în crearea de noi tulpini.

Prin tratarea fungilor de mucegai cu actinomycete cu mutageni, diferite antibiotice sunt folosite în medicină pentru a salva vieți într-o mare varietate de boli. Mutageneza artificială a oferit crearea unui număr de tulpini foarte productive de microorganisme care produc vitamine (de exemplu, vitaminele B2, B12), proteinele și aminoacizii sunt mult mai eficienți decât formele lor originale.

Selecția mutațională a microorganismelor a jucat un rol important în dezvoltarea industriei microbiologice. Din punct de vedere industrial, pe baza cultivării în masă a ciupercilor și bacteriilor inferioare, la producerea de tulpini producătoare, se produc concentrate de proteine-vitamine, antibiotice, vitamine, hormoni, aminoacizi și alte substanțe biologic active.

Metode de selecție a microorganismelor.Practic, acestea sunt aceleași metode care se utilizează în reproducerea altor organisme. Dar mărimea microscopică și viteza enormă de reproducere a microorganismelor determină dezvoltarea

metode speciale care accelerează procesul de obținere a unor noi tulpini foarte productive.

Ingineria geneticăeste o manipulare orientată a materialului genetic în celulele microorganismelor - un set de metode de influențare a ADN-ului, permițând transferul informațiilor ereditare de la un organism la altul. În special, se creează noi combinații de material genetic care se pot multiplica în celula gazdă pentru a sintetiza substanțele pe care o persoană le utilizează pentru nevoile proprii. Noi combinații de material genetic sunt inițial efectuate in vitro, adică in vitro. Prin hibridizarea moleculelor ADN din diferite organisme unicelulare, se obțin molecule care conțin noi gene care anterior au fost absente în ea. Molecula de ADN hibrid creată în acest mod este apoi introdusă în

o celulă gazdă (de obicei, bacterii sau drojdie), care, după administrare, începe să sintetizeze proteina codificată de aceste gene. Deoarece bacteriile se înmulțesc foarte repede, în acest fel este posibil să se obțină simultan multe copii identice de la gena dorită și, prin urmare, prin biosinteză, să se creeze multe substanțe pe care o persoană are nevoie.

Una dintre metodele de inginerie genetică, care sa dezvoltat în timpurile noastre, este crearea ADN-ului hibrid (recombinant). Pentru aceasta, ADN-ul unui organism este introdus în celulele altui organism. De exemplu, genele de organisme superioare sunt introduse în celulele bacteriene. Mai întâi, gena care urmează să fie transferată este introdusă în molecula de ADN circulară și îmbinată cu ea. Apoi acest ADN hibrid este plasat într-o celulă bacteriană, unde se comportă în același mod ca un cromozom. O nouă gena în ADN-ul hibrid înaintea diviziunii celulare este replicată (dublată) împreună cu ADN-ul bacterian, iar bacteria însăși este capabilă să producă o proteină codificată de ADN-ul său nou (Fig.44).

În acest fel, se obține proteina de insulină, care este necesară pentru pacienții cu diabet zaharat; interferonul, care suprimă înmulțirea virușilor; Antigenul virusului hepatitic, necesar pentru a combate această boală infecțioasă; hormonii de creștere umani și alte substanțe biologice importante.

Mulți dintre acești agenți terapeutici au primit doar un singur mod, foarte laborios, prin extragerea (extragerea) celulelor umane. Dar la mijlocul anilor '80. Secolul XX. prin ingineria genetică, a fost posibil să se introducă în celulele bacteriene trei gene umane responsabile pentru sinteza interferonului. Acest lucru a făcut posibilă ajustarea producției industriale, producerea în cantități suficiente și vânzarea la un preț accesibil. Operații similare s-au făcut cu alte gene care controlează sinteza substanțelor biologic valoroase necesare pentru oameni.

Inginerie celulară -această metodă de construire a celulelor de tip nou prin hibridizarea conținutului lor. În timpul hibridării, celule întregi de diferite organisme sunt combinate artificial, creând un genom hibrid nou (un set de gene în setul haploid de specii de cromozomi). De asemenea, prin manipulare (reconstrucție), o nouă celulă viabilă este creată din fragmente separate de celule diferite (nucleu, citoplasmă, cromozomi etc.) prin transplantarea nucleelor, prin fuziunea protoplastelor (adică întregul conținut al celulelor fără nucleu și peretele celular) de diferite tipuri de celule.

Ingineria celulară permite combinarea într-o singură cuscă a materialelor ereditare de specii foarte îndepărtate, chiar dacă aparțin unor regate diferite.

Utilizarea celulelor vii și a proceselor biologice pentru producerea de substanțe necesare unei persoane se numește biotehnologie (din biosul grecesc - "viața", "abilitatea" tehnică și logos - "predarea").

Ingineria genetică și celulară sunt două domenii ale biotehnologiei. Acestea sunt de importanță practică în industria microbiologică pentru sinteza substanțelor biologic active necesare omului.

Selectarea microorganismelor este importantă pentru rezolvarea multor probleme ale industriei microbiologice, precum și pentru medicină, producția de medicamente, industria agricolă, pentru dezvoltarea metodelor și mijloacelor de curățare a mediului împotriva poluării.

1. Ce metode sunt utilizate în selecția microorganismelor?

2. Care este diferența dintre ingineria genetică și ingineria celulară?

3 *. Comparați metodele de reproducere pentru hibrizii de plante

și microorganisme.

4. Care este valoarea biotehnologiei în economia națională?

Reproducerea este știința și practica creării de noi rase, soiuri și tulpini de organisme. Baza teoretică a reproducerii este genetica. În selecție au fost găsite varianta practică a legilor de ereditate și variabilitate a organismelor.

Toate plantele cultivate și animalele de companie provin de la strămoșii sălbatici. Domesticirea plantelor și animalelor a început pe Pământ în centrele de origine a speciilor culturale care coincid cu centrele dezvoltării civilizației. Studiul centrelor de origine ale speciilor cultivate a fost creat de cercetătorul rus N.I. Vavilov.

Domesticirea plantelor și a animalelor a avut loc prin selecție artificială, inițial inconștientă, însă mai târziu, oamenii au început să aplice selecția pentru a îmbunătăți calitățile plantelor cultivate și a animalelor domestice. Principalele metode de reproducere a speciilor cultivate de plante și animale sunt selecția artificială, mutageneza, hibridizarea și poliploidia.

În ultimii ani, selecția microbiană a început să se dezvolte activ. Se efectuează prin aceleași metode de selecție de bază, dar abilitatea microorganismelor de a se multiplica foarte repede le-a permis să introducă pe larg în metodele de selecție a ingineriei genetice și celulare, reprezentând o nouă direcție în producția industrială - biotehnologia. Utilizarea biotehnologiei

progresele în biologie, genetică, ecologie, microbiologie, biologie moleculară, biochimie, imunologie sunt larg dezvoltate în zilele noastre în toate țările.

Verifică-te

1. Ce se numește grad, rasă, tulpină?

2. Ce caracteristici sunt caracteristice organismelor heterotice?

3. Care este relația dintre selecția artificială și selecție?

4. Ce rol are în economia națională selecția microorganismelor

5. Care sunt principalele metode de reproducere.

6. Care sunt soiurile cunoscute de plante de fructe sau legume, rase

animale.

Probleme de discuție

1. Descrieți părțile pozitive și negative ale încrucișării animalelor.

2. De ce sterilitatea masculină este utilă în reproducerea unor culturi?

3. Extinde rolul mutațiilor spontane și artificiale în selecția a) plantelor; b) animale; c) microorganisme.

4. De ce, dintr-o mare varietate de specii de animale de pe Pământ, omul a selectat foarte puține specii de domesticire?

Concepte de bază

Selecție. Centrul de origine. Selecția artificială. Trecerea prin hibridizare. Mutageneza. Poliploidie. Heterozis. Ingineria genetică. Ingineria celulară. Biotehnologie.

Capitolul 6 Originea vieții și dezvoltarea lumii organice

După ce ați studiat capitolul, veți putea:

pentru a caracteriza ideile moderne despre originea vieții

și dezvoltarea sa;

numiți cele două etape principale ale originii și dezvoltării vieții;

explică condițiile care au asigurat apariția vieții pe vechile

descriu etapele formării primelor organisme de pe Pământ.

§ 32 Conceptele apariției vieții pe Pământ în istoria științei

Problemele originii și dezvoltării vieții pe Pământ sunt esențiale pentru știința naturii, au atras atenția multor filozofi și naturaliști și au provocat controverse și controverse.

Când discutăm despre originea vieții, oamenii de știință au prezentat multe ipoteze care încă necesită dovezi fiabile, în ciuda convingerii argumentelor. Cele mai multe ipoteze pe care se bazează aceste ipoteze sunt speculative. Până la urmă, istoria Pământului nu a păstrat dovezi materiale despre apariția primelor organisme ale planetei noastre. Este imposibil să se reproducă experimental acele procese foarte vechi (cele mai vechi) în condițiile moderne, deoarece Pământul însuși, aspectul său general și starea sa, atmosfera și condițiile de trai pe acesta s-au schimbat.

Toate varietățile de puncte de vedere privind originea vieții pe Pământ se reduc la două ipoteze principale care exclud reciproc: biogeneza și abiogeneza.

Suporterii biogenezei (din biosul grecesc - "viața" și geneza - "originea", "apariția") susțin că toată viața vine numai de la cei vii, în timp ce suporterii biogenezei (greaca - o particulă a negării) consideră posibil originea celor vii din viața neviabilă.

Ideea de abiogeneză (nașterea organismelor din natură neînsuflețită) a fost dezvoltată activ de către filosofii Greciei antice: Empedocles, Democritus (secolul V î.Hr.) și mai ales

Aristotel (secolul al IV-lea î.Hr., E.). Această idee a fost răspândită, de asemenea, în China antică, Babilonul și Egiptul.

Empedocles a susținut că primele creaturi vii au apărut din cele patru elemente ale materiei: foc, aer, apă și pământ.

Democritul este plat faptul că creaturile vii, cum ar fi peștele, pot să apară spontan din azot și apă cu participarea focului. El a considerat viața în sine ca o consecință a forțelor mecanice ale naturii: corpurile sunt formate din unirea multor atomi, iar dezintegrarea atomilor duce la moartea lor. În procesul mișcării vortex ale atomilor, apar o varietate de corpuri separate și lumi, care apar și sunt distruse în mod natural.

Aristotel a crezut, de asemenea, că unele plante și animale pot să provoace din materia care nu are legătură cu viața. Acest lucru se întâmplă în cazurile în care există un fel de "principiu activ" în materialul nevenit. Este la fel ca energia care, în condiții favorabile, poate duce la apariția materiei vii din materie neînsuflețită. De exemplu, dintr-o bucată de carne putrezită sub influența acestui "principiu activ" poate

viermi originari, și de la viermi - muște. Iată o altă afirmație a lui: "Viii pot să apară nu numai ca urmare a împerecherii animalelor, ci și a descompunerii solului". Ideile lui Aristotel despre generația spontană de viață au păstrat puterea asupra minții multor oameni de știință proeminenți pentru o perioadă foarte lungă, până în secolul al XIX-lea. De exemplu, în secolul al XVI-lea. faimosul medic Paracelsus a încercat să demonstreze empiric generația spontană de broaște, șoareci, broaște testoase, țipări, anghilă din apă, aer, paie, lemnul putrezitor și alte obiecte ne-vii. Chiar și J. B. Lamarck deja în secolul al XIX-lea. a scris despre generarea spontană a unor ciuperci.

Teoriile generării spontane a vieții de la materii neînsuflețite au început să fie interogate abia în secolul al XVII-lea. Italian biolog și medic Francesco Redi la mijlocul secolului al XVII-lea. a făcut o descoperire care a marcat începutul cercetării biogenezei. Redy a sugerat și a confirmat-o printr-o serie de experimente că vii nu apar spontan, ci apar din organisme vii.

F. Redi a efectuat astfel de experimente. În vase puse bucăți de carne de diferite animale. Unele vase sunt bine etanșate, astfel încât aerul să nu aibă acces la bucăți de carne. Alte nave rămase deschise. După un timp, "viermi" (larvele muștelor) au apărut în băncile deschise, dar nu erau în cele blocate. În lucrarea sa "Experimente privind nașterea insectelor" din 1668, el a rezumat observațiile sale sugerând că "viermii" au apărut ca urmare a reproducerii sexuale a muștelor în carne putrezită, iar cea mai puturoasă carne nu are altă funcție decât să servească ca hrană pentru zboară și să fie locul de a-și stabili ouăle.

Cu toate acestea, una sau două serii de experimente nu au fost suficiente pentru a respinge ideile despre generația spontană a celor vii, deoarece în natură erau prea multe fenomene pe care oamenii de știință de atunci nu le puteau explica. Minunat părea apariția foarte de pe sol a plantelor, a animalelor sau a ciupercilor, unde nu erau acolo înainte. Cum se întâmplă acest lucru este neclar. Până la urmă, știința acelor timpuri nu avea un microscop, nu cunoștea multe dintre procesele și modelele de dezvoltare a organismelor, care în zilele noastre sunt cunoscute chiar și de studenții mai tineri.

La câțiva ani după experimentele lui F. Redi, olandezul A. van Leeuwenhoek, folosind un microscop, a descoperit lumea anterioară invizibilă a naturii vii: cea mai simplă și bacteriană, a cărei existență nici măcar nu a fost suspectată. Dar acest lucru nu a distrus ideea generării spontane a vieții. Numai la sfârșitul anilor '70. Secolul XIX. experimentele prezentate de marele biolog francez L. Pasteur au dovedit că "materia neînsuflețită", cum ar fi carnea, este ușor de infectat cu bacterii vii - omniprezente, ouă, muște, ciuperci de mucegai și alte microorganisme. În experimentele sale, Pasteur a folosit baloane cu un gât lung, curbat. Acest gât a trecut în mod liber aer în balon, dar a servit ca o capcană pentru particule de praf și microorganisme. Bacteria ar putea pătrunde în balon și poate provoca descompunerea bulionului în el numai atunci când gâtul din vas a fost rupt (figura 45). Experimentele lui L. Pasteur au demonstrat inconsecvența poziției

abiogeneza, adoptând ideea biogenezei.

Cu toate acestea, recunoașterea biogenezei a provocat o serie de noi întrebări: cum și când a apărut viața pe Pământ? Care au fost primele creaturi ale planetei noastre? De unde vin? În căutarea răspunsului la prima și principala întrebare - "Cum a apărut viața pe Pământ?" - s-au format următoarele ipoteze principale:

1. Viața de pe planeta noastră este adusă din afară, din univers -teoria panspermiei(din limba greacă .pan - "all" și superma- "seed").

2. Viața de pe Pământ a existat întotdeauna, dar a suferit diferite cataclismuri -teoria staționară.

3. Viața a apărut pe Pământ ca urmare a proceselor biochimice de pe o planetă încă foarte tânără. Această ipoteză modernă este numităteoria evoluției biochimice.

Discuțiile și criticile diferitelor teorii ale biogenezei au dus la dezvoltarea, pe de o parte, a ideilor științifice moderne despre evoluția lumii organice și, pe de altă parte, învățăturile despre originea vieții (teoria evoluției biochimice) pe Pământ, dezvăluind în mod convingător condițiile pentru originea vieții pe planeta Pământ.

§ 33 Idei moderne despre originea vieții pe Pământ

În 1924, cercetătorul biochimist intern A.I. Oparin a publicat lucrarea "Originea vieții", forțând întreaga lume să privească din nou problema originii vieții de pe Pământ.

Conform ipotezei propuse de Oparin, viața a apărut pe Pământ și nu a fost introdusă din spațiu.

În lucrarea sa, Oparin a subliniat că primii precursori ai organismelor (protobionți) dintr-o serie de procese chimice și fizice (etapa evoluția chimică)a avut loc mult timp în condițiile unei planetă tânără, a dobândit proprietățile organismelor. După aceasta, stadiul luptei pentru existență și selecția ființelor vii a început în conformitate cu legile relevate de C. Darwin (etapa

evoluția biologică).

Mare merit A.I. Oparinul este crearea unei teorii evoluția materiei vii.Ideile sale principale sunt: ​​viața inițială provenită din Oceanul Mondial ca urmare a evoluției chimice (adică abiogen);

dezvoltarea materiei vii și apariția unei mari varietăți de forme de viață au avut loc în procesul de evoluție biologică (adică biogenic), care a devenit a doua, care a început după evoluția chimică, cea mai importantă etapă a dezvoltării vieții în istoria Pământului. Mai mult A.I. Oparin a clarificat și aprofundat în mod repetat ideile sale, sprijinindu-le cu noi materiale de cercetare.

O opinie similară a lui Oparinsky din 1929 a fost exprimată de către cercetătorul englez J. Haldane. La sfârșitul anilor '50. Secolul XX. a fost dezvoltată de fizicianul englez J. Bernal, care credea că acumularea de molecule organice a apărut prin cristalizarea primelor molecule de polimer pe particulele minerale. Domestic botanist și microbiolog NG Cold credea că inițial nu erau proteine, ci hidrocarburi, iar viața nu provenea din Oceanul Mondial, ci în apele puțin adânci după formarea pământului. Au existat alte ipoteze, dar toate nu se contrazic reciproc în principiu, dar arată doar posibilitatea unor modalități diferite de apariție a organismelor primare de pe planeta noastră.

Același lucru condițiile au fost pe pământ încând au apărut primele organisme? Conform datelor științifice moderne, Pământul a fost format la aproximativ 4,5-7

acum zeci de miliarde de ani din acumularea de gaze și de particule de praf reci (înghețate), alcătuite din metale și alte elemente chimice care înconjoară noua tânără emergentă - Soarele. Inițial, Pământul era gazos și rece, dar pe măsură ce norii de praf s-au comprimat, sub influența gravitației și sub influența căldurii din decăderea elementelor radioactive, intestinele sale s-au îngroșat, s-au încălzit și s-au topit. În același timp, gazele îngropate în interiorul planetei au fost emise și au format atmosfera gazului primar al Pământului care formează.

Atmosfera primară în compoziția sa era foarte diferită de cea modernă: o cantitate semnificativă de hidrogen era prezentă în ea, erau molecule de apă (sub formă de abur), dioxid de carbon, metan și amoniac. Nu exista oxigen liber în atmosfera pământului. Pământul format a avut o masă suficient de mare, care ia permis să păstreze gazele în mediul său. În același timp, la o asemenea distanță de Soare, cantitatea de energie primită a fost suficientă pentru a menține apa într-o stare lichidă.

ca urmare a încălzirii, Pământul a devenit foarte fierbinte, iar apa, evaporând de pe suprafața sa, a format o acumulare de nori groși de vapori care înconjoară planeta tânără. Vaporii de apă, răciți la altitudini, s-au transformat în lichid și au căzut pe suprafața caldă a Pământului sub formă de dușuri. Asemenea dușuri se desfășoară de mii de ani, umplând toate depresiunile și crăpăturile de pe suprafața pământului cu apă, formând Oceanul Mondial.

și simultan provocând răcirea straturilor superioare ale planetei.

apa de ploaie dizolvă chimicalele din atmosferă și crusta pământului: metan, amoniac, cianură de hidrogen, dioxid de carbon și multe altele. Apa care pătrundea în oceane a adus substanțe anorganice cu ele și s-au format diferite săruri din compușii lor cu apă. Cu ploi torențiale, moleculele celor mai simple substanțe organice, care au apărut în atmosferă sub influența razelor ultraviolete și a descărcărilor electrice de fulgere, au căzut în iazuri.

Acumularea de materie organică a transformat apele Oceanului Mondial într-un fel de bulion care conține un amestec de diferite molecule organice. Aceste molecule, fiind aproape unul de celălalt și implicând diferite interacțiuni între ele, au creat compuși mai complexi. Acest lucru sa întâmplat nenumărate ori într-un timp foarte lung, măsurat în miliarde de ani. Dintre multitudinea de compuși formați, moleculele complexe separate au apărut,

inclusiv proteine, lipide, acizi nucleici, zaharuri etc., care ar putea deveni apoi un sistem molecular "viu" sub forma unei celule care există într-un mediu apos.

Presupunerea că o mare cantitate de materie organică a fost dizolvată în apele Oceanului Mondial a fost confirmată într-o serie de experimente efectuate de oamenii de știință din vremea noastră.

În 1953, biochimistul american S. Miller a creat o instalație care ia permis să modeleze cele mai vechi condiții ale Pământului primitiv. Ca rezultat al experimentului, acestea au fost sintetizate din substanțe organice anorganice, incluzând compuși cu molecule complexe: un număr de aminoacizi, adenină, carbohidrați diferiți - zaharuri, printre care și riboza. Alți cercetători din experimente similare au sintetizat molecule simple de acid nucleic sub formă de lanțuri mici de unități cu șase monomeri.

AI Oparin a crezut că rolul principal în transformarea substanțelor organice în organism aparține proteinelor, deoarece acestea sunt capabile să formeze complexe coloidale care atrag apa spre ei înșiși și astfel să creeze un fel de coajă în jurul lor. Alți cercetători cred că, în plus față de proteine, acizii nucleici au jucat un rol important în crearea complexelor. Datorită difuziei, astfel de complexe se pot lipi împreună și se pot îmbina între ele, eliminând excesul de apă. Acest proces a fost numit om de știință de coacervare, iar complexele de proteine ​​în sine - coacervate picăturisau koservservatami. De-a lungul timpului coacervatele au apărut în cochilie și au reușit să absoarbă substanțe bogate în energie și din acest motiv

Pentru o creștere a greutății și dimensiunii. Cu toate acestea, experimentele efectuate de un număr de oameni de știință confirmă doar posibilitatea acestor procese în acele zile.

Coacervatele au fost primele "organizații" de molecule.

Creșterea mărimii, coacervatele au fost împărțite în particule mai mici - acesta a fost modul de reproducere a organismelor vii primare. Pentru a menține stabilitatea, coacervatul avea nevoie de energie, care, aparent, era reprezentată de diverse legături chimice. Stabilitatea unor coacervate a asigurat conservarea și existența lor. Este posibil ca astfel de structuri stabile cu timpul (și acest proces să dureze milioane de ani) au dat naștere la primele organisme vii sub forma unei celule vii, unde acizii nucleici au stabilit un control primar asupra principalelor procese intracelulare, cum ar fi alimentația, creșterea și reproducerea . Oamenii de știință cred că aceste forme de viață de pe Pământ au apărut în urmă cu 3500-3900 milioane de ani în urmă.

Astfel, ideea prezentată de A.I. Oparin, poate fi exprimat pe scurt, după cum urmează.

Viața de pe Pământ a parcurs un drum lung în evoluția substanțelor chimice: de la substanțele anorganice se formează materie organică complexă. Acumularea lor de-a lungul miliardelor de ani în oceane a făcut posibil ca moleculele complexe să se concentreze asupra coacervatelor, care au devenit baza pentru apariția unor organisme primare elementare.

Încă nu este clar în momentul trecerii de la substanțe organice complexe într-o cădere coacervată la o celulă vie, dar este clar că această evoluție a continuat de câțiva milioane de ani. Experimental, momentul în care sistemul molecular complex devine un "sistem viu" nu a fost încă reprodus. Prin urmare, ideile exprimate de Oparin, Haldane, Bernal și alți oameni de știință sunt numiți o ipoteză, nu o teorie, deoarece ea încă necesită dovada ei.

1. Care este procesul de coacervare?