Évezredekkel a találmányok szabadalmakkal kapcsolatos első „leszámolások” kezdete előtt az emberek egyfajta plágiummal foglalkoztak. Napjainkban a találmányokat és felfedezéseket 89 osztályba sorolják, amelyek a technológia és a gyártás minden területét lefedik. A természet „szabadalmi könyvtárában” pedig mindegyikhez kapcsolódnak „találmányok”.

Tanulj a természettől

Az ember mindent megtanult, amije van, sok eredeti és szokatlan ötletet kölcsönzött a természettől. Alkotásait maximális hatékonysággal készítette. Kifogástalan pontosság és erőforrás-megtakarítás jellemzi őket. A szélmalmokat a rovarszárnyak működési elve alapján hozzák létre. Egy pókot figyelve, amint hálót sző, az ember megtanulta, hogyan kell hálót készíteni. A Trobriand-szigetek lakói pedig ma is horgászfelszerelésként használják az óriási erdei pókok hálóját.

Az emberek átvették az állatok lesének vadászati ​​technikáját. A Föld flórájának leghíresebb ragadozója, a Vénusz légycsapda javasolta a csapda ötletét. A görög amforákat tojás alakúra készítették, és az első kosok pontosan reprodukálták a kosok homlokát. A ragacsos hal adta az ötletet a ragasztó feltalálásához. Az első papírt a kínaiak készítették tuja fából a fali darazsak megfigyelésének eredményeként. Megrágták a fát, anyaggá dolgozták fel fészkük építéséhez.

Sok állatot a természet csodálatos képességekkel és képességekkel ruház fel. Egyedülálló tulajdonságaik tanulmányozása lehetővé tette, hogy a tudományos és technológiai fejlődés éles előrelépést tegyen a XX. Ezen állatok szervezetei nagy pontosságú műszerek, eszközök és technológiák modelljeként szolgáltak. A természet találmányainak és ötleteinek az emberek általi saját céljaira történő kölcsönzését és felhasználását bionikának nevezzük.

A régi hagyományok folytatása

A bionika a természet bölcs törvényeinek tudatos utánzása. A sokemeletes épületek szellőzésének alapja ezeknek a rendszereknek a termeszhalmokban való működési elve. Ők szolgáltak modellként a zimbabwei Eastgate bevásárlóközponthoz. Negyvenfokos melegben is hűvös van benne. A poloska nyálmirigye a belső égésű motorok tervezésének alapja lett. Csak kitin részeit többször megnagyobbították és fémre cserélték.

A bojtorján és a tépőzáras ugyanazon az elven működik

Jacques-Yves Cousteau-t úgy ihlette meg egy búvártartály megalkotása, hogy megfigyelt egy bogarat, amely egy légbuborékot húz a vízbe. A bojtorján tövisek hatására a tépőzárat kabátokra, cipőkre és sok más termékre hozták létre. A csimpánzok megfigyelései lehetővé tették számos gyógynövény azonosítását és az emberek kezelésében való felhasználásukat. Bifokális szemüvegünk a négyszemű hal szemének elvét másolja. Hiszen ez a hal a szem messzelátó felső részét használja a levegőben való megfigyelésre, a szem alsó, közeli részét pedig a vízben való megfigyelésre.

A pecsét fülének szerkezete a hidrofon feltalálásának gondolatát sugallta. A gyorsan mozgó halak tanulmányozása lendületet adott a tengeri és folyami hajók mozgása során fellépő vízturbulencia leküzdésére és sebességük növelésére. A tintahalak sugárhajtásának módszere sem maradt figyelmen kívül – a hajókon megjelentek az ezt a jelenséget utánzó mechanikus vízágyúk. A tengerészeket gyakran megmentő automatikus időjárás-előrejelző a medúza „infrafülére” épül. Kiderült, hogy a denevér echolocatoroknak holografikus képe van, háromdimenziós képe!

A lótuszleveleken végzett kutatásoknak köszönhetően öntisztító bevonatokat hoztak létre. Az orvosbiológiai készítményeket a holoturiánok (tengeri uborka) héjának szerkezeti elve alapján hozták létre. Az orvosi fecskendők méh- vagy darázscsípést utánoznak. A Bombardier Beetle egy bináris fegyver ötletével állt elő: két külön-külön ártalmatlan kémiai vegyület reakciója során vegyi harci szert állítanak elő. Az állati fogak tanulmányozása önélező eszközök megalkotásához vezetett. A természet sugallatára ejtőernyők és sárkányrepülők készültek. Szitakötők adták az ötletet a helikopterhez.

Vizsgálták a gekkók és a leveli békák balekait, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy függőleges felületeken futhassanak. Az idővel lebomló szigetelő- és csomagolóanyag a természetes hulladék laskagomba felhasználásával történő újrahasznosítás elvén alapul. A víztisztító szűrőkben a sejtmembránokban található aquaparin fehérjét fogják használni. Még az amerikai Mars-járó is lemásolja a rákok hatásmechanizmusát, amely visszafelé tud mozogni.

Csörgőkígyó és Béka ajándékok

A kígyó egy csodálatos szervvel rendelkezik, amellyel látja a hő (infravörös) sugarait. Két gödör a fején csodálatos látást biztosít éjszaka. A kígyó képes meglátni egy mezei egeret, aki 200 méteres távolságból kimászik egy lyukból, és elkapja. Egy melegvérű állat különös portréját nézve ezredfok eltérést észlel! A kígyónak ezt a képességét az emberek orvosi eszközök és éjjellátó eszközök létrehozására használták fel. A „kígyómódszer” pontosságának tízezrelékre növelésével a tudósok elképesztő hőképes diagnosztikát hoztak létre. Ultraérzékeny berendezések számítógéppel feldolgozott képei mindent megmutatnak, ami több kilométer mélyen van a föld belsejében. Diagnosztizálhat épületeket és építményeket. A házak, hidak, utak, csővezetékek alatt jól láthatóak a földkéreg törései, karsztüregek és talajvízfolyások. Ezekről korábban tudva az építtetők elkerülték volna ezeket az építmények számára végzetes helyeket, és nem történtek volna „titokzatos” épületomlások.

A közönséges béka mesterien fogja a nyelvével szúnyogokat és szúnyogokat. A kutatások kimutatták, hogy rendelkezik egy speciális „riasztórendszerrel”, amely lehetővé teszi, hogy külön információt kapjon a rovar alakjáról, távolságáról és a kép tisztaságáról. A béka gyorsan és pontosan meghatározza a repülő törpe helyzetét az űrben. A nyelv villámgyorsan kirepül – és a zsákmány a gyomorban köt ki. A külön képlátás béka elvét használták az 1970-es években a kézírásos szövegek olvasására szolgáló elektronikus gépekben. A gép „agyának” egyik csomópontja a karakterek alakját figyelte, a második a kontrasztjukat. Ugyanez az elv a modern szkennerek működésének alapja.

A tavi béka (L.) zsákmányt fog

Repülj előre

Tehát az általunk nem kedvelt légy két követendő ötletet adott a tudomány plagizálóinak. Szervei – a kötőfékek – működési elve alapján, amelynek rendeltetését a kutatók évtizedekig nem tudták megérteni, a mérnökök elkészítették a legfontosabb eszközt, a vibrációs giroszkópot. Rendkívül érzékenyen és azonnal rögzíti a szuperszonikus repülőgépek helyzetében bekövetkezett változásokat az űrben, és nélkülözhetetlenné vált a repülésben.

Egy másik ötletet a légy összetett szemei ​​sugalmaztak, amelyek egy speciális hálóhálóból állnak. Szerkezetük lehetővé teszi, hogy a rovar ne egy, hanem sok képet lásson egy tárgyról. Mozgás közben a megfigyelt tárgy egyik képről a másikra mozog, ami nagy pontossággal teszi lehetővé mozgásának sebességének meghatározását. A biológusok tanulmányozták a légyszem elvét, a mérnökök pedig új eszközt készítettek. Ezért hívták „Légyszemnek”. Segítségével a navigációs szolgáltatások és a repülőterek határozzák meg a modern repülőgépek repülési sebességét.

Nőstény lólégy Tabanus lineola

Feltalálói kudarcok

Az ember által alkotott legfejlettebb mechanizmusok gyakran nem hasonlíthatók össze az élőlények biológiai csodaeszközeivel. Sok sikerük még mindig távoli álom marad az emberek számára. A tudósok csak a természetes nanostruktúrákat próbálják „lemásolni” és optikai hullámvezetőként és fényleválasztóként használni. A web a Kevlar, egy golyóálló „bőr” prototípusaként szolgált. A tudomány és a mérnöki tudományok soha nem voltak képesek lemásolni és lépést tartani az időjárás és a katasztrófák előrejelzésére képes „élő műszerek” szuperérzékenységének ajándékával.

Mint tudják, senki sem tudja megjósolni az egyik legnagyobb katasztrófa - a földrengés - idejét. Néhány kis hal azonban érzékeny a szeizmikus folyamatokra. 5-7 órával a földrengés előtt elkezdenek vadul rohanni az akvárium körül. A Föld földrengésveszélyes területein életek ezreit mentették meg. Sok állatnak megvan az az ajándéka, hogy hosszú távú időjárás-előrejelzést jósol hetekre és hónapokra előre. Ők „tudják”, milyen lesz az árvíz, és hol esnek az árvízi zónába, száraz vagy csapadékos lesz-e a nyár, milyen fagyokra lehet számítani télen. Megfigyelésük lehetővé teszi számos baj és szerencsétlenség elkerülését. A közönséges aranyhalak pontosabbak, mint a legjobb vegyi eszközök a vízben lévő szennyeződések kimutatásában. Még a 10-szeres hígítású tisztított szennyvízben is észlelik a mérgező anyagok jelenlétét. Az élő szervezetek morfológiai jellemzőinek vizsgálata egyre több új ötletet ad a tudósoknak a műszaki tervezéshez. Valóban, a természet titkai kimeríthetetlenek.

Biológia óra 9. osztályban „Az életfejlődés kezdeti szakaszai” témában

Nefedova E. V. .,tanár

Biológia MOU

"58. számú gimnázium" Szaratov

Az óra célja: tanulmányozza a földi élet kialakulásának okait és következményeit.

Feladatok:

oktatási: tekintse át a biológiai evolúció főbb szakaszait, derítse ki okait és jelentőségét;

fejlesztés: folytassa az elemzéshez, az ok-okozati összefüggések azonosításához és a következtetések levonásához szükséges készségek fejlesztését.

Mód: beszélgetés, diáküzenetek.

Felszerelés: számítógép, interaktív tábla, asztalok, kártyák.

Tanterv

Idő szervezése.

Házi feladat felmérés (kártyák, kérdések, tesztek).

Új anyag tanulása:

Konszolidáció.

Összegzés. Osztályozás. Házi feladat.

Az órák alatt

Idő szervezése.

Házi feladat felmérés A „modern elképzelések az élet eredetéről” a következő kérdésekkel kezdődhet:

Milyen kémiai elemek és vegyületeik voltak a Föld elsődleges légkörében?

Adja meg a szerves vegyületek abiogén képződéséhez szükséges feltételeket.

Milyen vegyületek voltak gyakoriak az ősóceán vizeiben?

Mik azok a koacervátumok?

Mi a kémiai evolúció lényege a Föld létezésének korai szakaszában?

Milyen esemény jellemezte a biológiai evolúció kezdetét?

Mikor jelentek meg az első sejtes organizmusok a Földön?

Ugyanakkor néhány diák kártyákkal dolgozik.

A házi feladat felmérését tesztekkel töltheti ki:

Tesztek a téma áttekintéséhez: „Az élet megjelenése a Földön”

1. A nevezett tudósok közül melyik cáfolta meg végül az élőlények spontán keletkezésének elméletét?

a) Darwin

b) Pasteur

c) Lamarck

2. A spontán generáció elméletének lényege, hogy alátámasztja a gondolatot:

a) élő szervezetek élettelen testekből való megjelenése

b) az élőlények élőlényekből való keletkezése

c) élőlények teremtése magasabb hatalmak által

3. Az élet biokémiai elmélete szerint:

a) mindig is létezett

b) kívülről hozták bolygónkra

c) fizikai és kémiai törvényeknek engedelmeskedő folyamatok eredményeként keletkeztek

4. Miller keveréke ammóniát és metánt tartalmazott. Miért volt szükség ezekre az anyagokra a kísérlethez?

a) azt akarta bebizonyítani, hogy ezeket az anyagokat a Föld elsődleges légköre tartalmazza.

b) be akarta bizonyítani az élet keletkezésének lehetetlenségét a Föld elsődleges légkörében.

c) be akarta bizonyítani a szerves vegyületek szintézisének lehetőségét a Föld elsődleges légkörének körülményei között.

5. Milyen reakció áll az ammónia képződésének hátterében?

a) szén-dioxid reakciója nitrogénnel

b) víz reakciója nitrogénnel

c) hidrogén reakciója nitrogénnel

6. Az A.I. hipotézisének lényege. Az Oparina a következőkből áll:

a) szerves vegyületek abiogén szintézisének felismerésében.

b) a szerves vegyületek abiogén szintézisének megtagadásában.

c) abban a nyilatkozatban, hogy az életet kívülről hozták.

a) bizonyos anyagokat felszívhatnak a külső környezetből, másokat pedig ki tudnak engedni abba.

b) egyfajta hártya választotta el őket a vízi környezettől.

c) a fenti okok mindegyike miatt.

8. Az élet kialakulásának egyik legfontosabb szakaszának tekinthető:

a) aminosavak megjelenése

b) a szénhidrátok megjelenése

c) nukleinsavak megjelenése

9. A szerves molekulák milyen tulajdonsága tette lehetővé, hogy az „élet alapjává” váljanak?

a) különféle kémiai reakciókon való átmenő képesség

b) az önszerveződési és szaporodási képesség

c) szerkezetük összetettsége

10. A kozmikus elmélet szerint az élet:

a) többször is élettelen anyagból keletkezett

b) kívülről hozták bolygónkra

c) egy természetfeletti lény hozta létre egy bizonyos időben.

Helyes válaszok: 1 – b, 2 – a, 3 – c, 4 – c, 5 – c, 6 – a, 7 – c, 8 – c, 9 – b,

Új anyag tanulmányozása „A földi élet kialakulásának kezdeti szakaszai

A prokarióták az első egysejtű szervezetek (megjelenítés).

Az eukarióták megjelenése (diáküzenet).

A többsejtű élőlények megjelenése (diáküzenet).

Az anyag ismertetése után a srácok egy nyomtatott jegyzetfüzetben végzik a munkát (A.Yu. Tsibulevsky Biology - 9. Munkafüzet a tankönyvhöz).

Rögzítés:

1. Tesztek az „Életfejlődés kezdeti szakaszai” témakör megerősítésére

Válassza ki a helyes válaszlehetőségeket:

1. Az első élő szervezetek (probionok), amelyek a Földön megjelentek, légzésmódjukat és táplálkozási módjukat tekintve;

a) anaerob heterotrófok;

b) anaerob fototrófok;

c) aerob heterotrófok.

2. A Földön az abiogén szerves anyagok készletének kimerülésekor megjelent élőlények légzési és táplálkozási módjukat tekintve;

a) anaerob heterotrófok;

b) anaerob fototrófok;

c) aerob heterotrófok.

3. Az oxigén felhalmozódása az ősföld légkörében és az ózonszűrő megjelenése a következőkhöz vezetett:

a) a szerves anyagok abiogén szintézisének kezdete és az ultraibolya sugárzás megszűnése;

b) a szerves anyagok abiogén szintézisének kezdete és a fokozott ultraibolya sugárzás;

c) a szerves anyagok abiogén szintézisének leállítása és az első szervezetek védelme az ultraibolya sugárzástól.

4. A biológiai evolúció kezdetének a Földön az első megjelenésének a pillanatát tekintjük:

a) abiogén úton szintetizált szerves anyagok;

b) koacerválja a szerves anyagok cseppjeit, mikrogömbjeit és egyéb aggregátumait;

c) egysejtű prokarióta szervezetek – probiontok;

5. A biológiai evolúció kezdete óta a Földön az evolúciós folyamat sebessége:

a) nem változott;

b) folyamatosan növekedett;

c) folyamatosan csökkent;

6. A legnagyobb aromorfózis, amely jelentős hatással volt a földi élet fejlődésének korai szakaszaira, a következő volt:

a) új sejtek – prokarióták – megjelenése;

b) az első sejtek - eukarióták - megjelenése;

c) a fotoszintézis megjelenése anaerob prokariótákban;

7. Az első többsejtű eukarióta organizmusok a Földön a következőkből fejlődtek ki:

a) egysejtű prokarióták;

b) egysejtű eukarióták;

c) többsejtű prokarióták.

Helyes válaszok: 1 – a, 2 – b, 3 – c, 4 – c, 5 – b, 6 – c, 7 – b.

2. Munka a tankönyvvel (fejezze be a mondatot):

Az első egysejtű szervezetekben - prokariótákban - az örökítőanyagot nem membrán vette körül, hanem...( közvetlenül a citoplazmában).

Heterotrófok voltak, i.e. energiaforrásként (élelmiszerként) használják… ( kész szerves vegyületek, amelyek oldott formában találhatók az elsődleges óceán vizeiben).

Mivel a Föld légkörében nem volt szabad oxigén, anaerob (oxigénmentes) típusú anyagcserét folytattak, melynek hatékonysága... ( kicsi).

A nagyszámú heterotróf megjelenése az elsődleges óceán vizeinek kimerüléséhez vezetett: egyre kevesebb maradt benne... ( előállított szerves anyagok).

Az első fotoszintetikus organizmusok, amelyek O2-t bocsátottak ki a légkörbe... kék-zöld algák).

Idővel a különböző prokarióták kölcsönösen előnyös együttélése (szimbiózisa) eredményeként ... ( eukarióták, amelyek héjjal körülvett valódi magot fejlesztettek ki).

A kettős génkészlet megjelenése lehetővé tette...( a gének teljes másolatainak cseréje egyazon fajhoz tartozó különböző organizmusok között - keletkezettszexuális folyamat).

Az archeus és a proterozoikum korszak fordulóján a szexuális folyamat... (az élőlények sokféleségének jelentős növekedése a számtalan új génkombináció létrejötte miatt).

Körülbelül 2,6 milliárd éve... megjelent... ( többsejtű élőlények).

3. Kérdések:

1. Hogyan táplálkoztak az első élő szervezetek?

2.Mi a fotoszintézis? Milyen szerepet játszott megjelenése a földi élet kialakulásában?

3. Mely szervezetek kezdtek először szabad oxigént kibocsátani a légkörbe?

4. Milyen jelentősége volt az evolúció szempontjából a szexuális folyamat megjelenésének?

Összegzés. Osztályozás. Házi feladat.

S. Kashnitsky A sors szintézise? Az élettelen anyag élő anyaggá való átalakulása teljesen...

S. Kashnitsky

A sors szintézise?

Az élettelen anyag élő anyaggá alakítása egyáltalán nem a középkori alkimisták reménytelen ostobasága. Az ember egyáltalán nem állatokból származott. A Homo Sapiens nem a természet koronája, ahogy korábban gondoltuk, hanem ugyanaz a kezdete, mint az egysejtű szervezeteknek. Ősidők óta bolygónk egyfajta Noé bárkája volt, amelyben minden élőlény "prototípusai" éltek - "minden teremtmény". Az űr pedig megfertőzhet minket influenzával. Az emberi civilizáció pedig nagyjából ugyanúgy képes benépesíteni a távoli csillagvilágok bolygóit, mint ahogy egykor az Univerzum hatalmasságából a Földre hozták az életet.

Több? Kérem.

A homunculusnak - "lombikban" nevelt embertársunknak - nemcsak minden joga van a léthez, hanem kész arra is, hogy az emberiség meghatalmazott képviselőjévé váljon a világűr szűz földjein.

Úgy tűnik, hogy a szenzációs kijelentések listáját folytatva eljutunk a Volgához, amely nem ömlik a Kaszpi-tengerbe. A fentiek mindegyike azonban egy szigorú tudományos hipotézis következménye, amelyet számos kísérlet is megerősít. Ezeket a Szovjetunió Tudományos Akadémia A. F. Ioffe Fizikai-Műszaki Intézetének asztrofizikai osztályán állítják elő Jevgenyij Alekszejevics Kaimakov, a fizikai és matematikai tudományok kandidátusa vezető kutató irányítása alatt.

Az élet postai.

Ezek a hatalmas, csillogó farkú kis égitestek ősidők óta babonás félelmet keltettek az emberekben. Elkezdték megfigyelni őket távcsövön keresztül, és megtanulták megjósolni sokuk megjelenését az égen. De a bolygókkal, a nagy műholdakkal és az aszteroidákkal ellentétben az élet fejlődése nem üstökösökhöz kapcsolódott. Milyen élet van ott – elvégre több mint fele jégből van!

Kaimakov asztrofizikus élete jelentős részét az űrvándoroknak szentelte, és hét évvel ezelőtt [1981-től] azt javasolta, hogy az üstökösfarkoknak szerves vegyületeket, elsősorban ciánt és acetonitrilt kell tartalmazniuk. Hamarosan amerikai tudósok találták ezeket az anyagokat a Kohoutek üstökös farkában.

Megnőtt a biofizikusok érdeklődése a vándorcsillagok iránt: hol vannak a cianidvegyületek? Ott nagyon valószínű, hogy megjelennek az aminosavak, azok az elemi „építőkövek”, amelyekből a fehérje épül. A fényben lévő kálium-cianid már aminosav. Az üstökös farkának gáz- és porfelhője metánt és ammóniát tartalmaz. Ha ezeknek a gázoknak és víznek a keverékén villámló elektromos kisülést engedünk át, aminosavakat kapunk – Miller, Ponnamperuma és más, az élet kezdetének kutatói nem egyszer végeztek ilyen kísérleteket sikeresen. Komplex szerves vegyületek üstökösökben! Ez azt jelenti, hogy lehetnek nukleotidok is - ugyanazok az egyszerű „építőkockák”, csak a DNS-láncokhoz. Ezek az anyagok nem láthatók az üstökösök emissziós spektrumában: nem annyira illékonyak. De Kaimakov feltételezése szerint számuk a mag teljes tömegének egy százaléka lehet. Nem is olyan kevés: elvégre egy átlagos méretű üstökös magja már egymilliárd tonna.

Az aminosavak fehérjéket jelentenek; A nukleotidok DNS-t jelentenek, a cukrok, zsírok egyáltalán nem állnak olyan távol attól, amit az „élet” szó jelent. Természetesen a biofizikusok értik, nem a filozófusok. Ha az „élet alkotóelemei” jelen vannak az üstökösökben, a farkú utazók lehetnek élethordozók?

Csábító lenne a feltevést tesztelni. Néhány évvel ezelőtt Jevgenyij Alekszejevics kísérleti teszteket kezdett. Mivel az üstököshöz még nem lehet repülni, mesterségesen kellett megtenni.

A közönséges konyhasó oldatát lefagyasztják. A vákuumkamrában a víz szublimál, vagyis elpárolog anélkül, hogy folyékony halmazállapotúvá alakulna - mint a hidegben szárított nedves ruha nedvessége. A csészékben üledék marad a fagyott oldattal: finomszemcsés „extra” só. A mikrokristályok olyan kicsik, hogy csak mikroszkóppal láthatók. Nézzük meg: íme, egy szemcse, két mikron átmérőjű. A jég vákuumban elpárolgott, de a só megmaradt, mert illékonysága százmilliószor kisebb, mint a vízé.

Most csináld ugyanezt egy másik vizes oldattal, csak a só helyett aminosavak vannak. Ha van belőlük elég, a maradék ismét „extra”, de nem konyhasóból, hanem aminosavakból. Ha a koncentráció alacsony, akkor a száraz maradék megjelenése megváltozik. Nincs több „extra” - mikroszkóp alatt a szerkezet hasonló a sarki róka szőrméhez. A függőleges bolyhok nagyon sűrűn „nőnek”: tízmillió darab négyzetcentiméterenként. Az egyik átmérője két mikron, hossza körülbelül 2 centiméter. Az üledék lemérése után Kaimakov meggyőződött arról, hogy az oldat tömegének egyötöde megmaradt. Vagyis a bolyhok nemcsak szennyeződésekből, hanem jégből is állnak. Kiderült, hogy valamilyen oknál fogva nem szublimálódott az összes víz – egy része az üledékben maradt. Mi történt?

Az aminosavakkal „bepólyált” rúd nem tudott gyorsan elpárologni. A víz, szublimálva, spirálisan jön ki - ugyanúgy a fürdőkádból, tölcsért alkotva. Ezért tekert egy szál szennyeződést spirálszerűen a jégmag köré. A szennyező molekulák „egymással háttal” sorakoztak fel. Micsoda szublimációs tervezés! Sublikon, ahogy a tudós nevezte.

A fehérje ugyanaz a különböző aminosavak molekulalánca, összesen húsz típusa van. A Sublikon egy hasonló molekulaszerkezet. Nem marad más hátra, mint összekapcsolni őket, vagy ahogy Jevgenyij Alekszejevics mondja, „összevarrni” a molekulákat. Aztán lesz biopolimer. A kutató ezt úgy tette, hogy fénysugarat sugárzott a szublikonra. Az eredmény biosublikon lett.

Itt van egy másik nagyon hasonló élmény. A nukleotidok alacsony koncentrációjú oldatát lefagyasztják és szublimálják. Ahogy a „térhálós” aminosavak mesterséges fehérjét alkotnak, úgy a fénnyel összekapcsolt nukleotidok DNS-láncot alkotnak. Ő egy élőlény útlevele és életprogramja.

A harmadik, legfontosabb kísérlet: minden típusú aminosav és nukleotid vízben oldódik. Szublimáció vákuumban, fény - bioszublikon. Egy élő sejt prototípusa: végül is a spirál fehérje és DNS „félkész termékeket” tartalmaz. Ráadásul a periodikus szakaszok véletlenszerűen váltakoznak a nem periodikusakkal, ami végtelenül sokféle információt ad.

A biosublikonok már biztosítják a különféle osztályokba tartozó biopolimerek rendezettségét. Most már elég tápanyag-folyékony közegbe helyezni a bioszublikonokat, véli a tudós, és valódi sejtek jelennek meg benne. A szaporodásra és a megosztásra reagálnak. Vagyis élni.

Hoyle és Wihramasinghe angol fizikusok összefüggést fedeztek fel az üstökösfarok Föld általi áthaladása és a járványok kitörése között. Úgy tűnik, itt van a misztikus próféciák tudományos megerősítése: a rossz fény számtalan bajt hoz.

Most teljesen anyagi magyarázatot találhatunk az ominózus égi jelekre. A csillagközi vándorok lezáporozzák a Földet bioszublikonokkal, amelyek a földi tározók tápközegében felolvadva vírusokat és fágokat eredményeznek.

Nem igaz, hogy az üstökösök 3,5 milliárd évvel ezelőtt „megfertőzték” a Földet élettel? Igaz, bolygónkon minden élet lázadása csak 700-800 millió évvel ezelőtt, vagyis 2,5 milliárd évvel a kékalgák megjelenése után kezdődött. Mivel magyarázhatjuk ezt a szakadékot?

Hipotézisét figyelembe véve Kaimakov választ ad a kérdésre. Az evolúció valószínű végeredménye, a teljes fejlesztési program már rögzítve van egy adott bioszublikon DNS-ében.

Más szóval, két egyforma külsejű féreg mászkálhatott egymás mellett az ősi földön. De valaki már kidolgozta a genetikai programját – azzá vált, amilyennek szánják annak az ősi sejtnek a bioszublikonjának építése során, amely fejlődésnek indult és elérte a férget. A másik még úton van, a DNS-láncában az van írva: „nyilvánosságra menni”. Vagyis te és én, szigorúan véve, soha nem voltunk sem hal, sem gyík [ez biztos - R], sem mókus, sem majom - csak átmenetileg öltöttük magunkra az álcájukat.

Bolygónk, miután „kötelék bioszublikont” kapott „üstökösszállítással”, azonnal feltöltötte az összes jövőbeli növény- és állatfajtával. Ez lett a Noé bárkája, ahol a jövőbeli növény- és állatvilág „ősei” éltek.

Egyébként egyes asztrofizikusok biztosak abban, hogy nem minden üstökös él szigorúan a regisztráció helyén - a Naprendszerben. A tiszteletük csillagról csillagra utazhat. És ha ez így van, akkor nemcsak földi, de még napkörüli eredetünkben is kételkedhetünk.

És ismét az ókoriak régóta elutasított elképzelése új jelentéssel tölt el: az embernek és az állatoknak teljesen más gyökerei vannak. Vagy az új hipotézis szempontjából különböző lánchosszúságú bioszublikonok és a „téglák” elrendezési sorrendje - gyöngyök.

De ha az üstökösök élethordozók, talán most új bioszublikonokkal népesítik be a Földet, amelyekből végül új életformák fejlődnek ki?

Alig. A Biosublikonok olyanok, mint a húskockák a húsleveshez. A már kifejlett vírusok és fágok pedig mohón támadják őket, felfalják az „idegeneket”. A vírusokat könnyű megérteni: kiiktatják a versenytársakat – lehetséges, hogy sokkal szervezettebbek, mint te és én.

Adósai vagyunk a kozmosznak. Eljön az idő, hogy az emberek benépesítsék a távoli világokat. Még ma is küldjön bioszublikonokat a szomszédos bolygókra – csak találja meg az újjáéledés feltételeit.

De beállíthatja ezeknek a feltételeknek a paramétereit, a kibernetikus rendszer maga keresi meg őket új lakóhelyeken, és csak ezután „pakolja ki a hűtőszekrényeket”. Sok emberi élet időtartama nem elég ahhoz, hogy a legközelebbi csillagig repüljön. De a biosublikonok bárhol sikeresen repülnek. És új hazájukban olyan élőlényekké fejlődnek, amelyek a legjobban gyökeret vernek az ismeretlen világban. A láncban lévő gyöngyök átrendezésével a tudósok változtathatják a Föld hírvivőinek megjelenését és tulajdonságait. És még a szükséges tulajdonságokkal is felruházza őket.

Végül, amikor ismertté válik a nukleotidok sorrendje az emberi DNS-ben, megpróbálhatunk létrehozni egy bioszublikont, amely életre kel egy közönséges női petesejtté. Így valósul meg Arisztotelész és Paracelsus - egy mesterséges ember - régóta fennálló álma. A tudomány, miután az ókorban kigúnyolta a homunculus atyáit, készen áll arra, hogy anyja legyen. A tudás egyik paradoxona.

Vagy talán gyengeségeinket és tökéletlenségeinket is a nukleotidok határozzák meg? Cserélje ki a gyöngyöket, és csináljon jobbat, mint én?

Hinni akarok. Ráadásul a tudomány megengedi.

Megkértük az egyik legnagyobb szovjet asztrofizikust, a Tádzsik SSR Tudományos Akadémia akadémikusát, Dobrovolszkijt, hogy nyilatkozzon a cikkről.

Tudomásom szerint E. A. Kaimakov volt az első, aki felvetette az üstökösök és az élet keletkezésének lehetséges kapcsolatát. Életképességét bizonyítja, hogy támogatója a világ egyik legjelentősebb biokémikusa, Ponnamperuma, az „Az élet eredete” tudományos folyóirat vezető szerkesztője.

Nagyon kívánatos lenne Kaimakov kísérleteinek folytatása. Ez annál is fontosabb, mert érdekes logikai következtetések születnek, amelyek utat mutatnak a további következtetésekhez, de a végső döntés továbbra is a kísérletnél marad. Nagyon valószínű, hogy a kísérletek segíthetnek tisztázni a földi élet eredetének kérdését.

Bár az első élőlények szerkezete sokkal tökéletesebb volt, mint a koacervátumcseppek szerkezete, mégis összehasonlíthatatlanul egyszerűbb volt, mint a mai élőlények. A természetes szelekció, amely koacervált cseppekben kezdődött, az élet megjelenésével folytatódott. Az élőlények szerkezete hosszú idő alatt egyre jobban javult, alkalmazkodott a létfeltételekhez.

Kezdetben csak az elsődleges szénhidrogénekből származó szerves anyagok voltak az élőlények tápláléka. De idővel az ilyen anyagok mennyisége csökkent. Ilyen körülmények között az elsődleges élő szervezetek kifejlesztették azt a képességet, hogy szerves anyagokat építsenek fel szervetlen természetű elemekből - szén-dioxidból és vízből. A következetes fejlődés során arra a képességre tettek szert, hogy elnyeljék a napsugár energiáját, ezen energia felhasználásával lebontsák a szén-dioxidot, és annak szénéből és vizéből szerves anyagokat építsenek fel szervezetükben. Így keletkeztek a legegyszerűbb növények - kék-zöld algák. A kék-zöld algák maradványai a földkéreg legrégebbi üledékeiben találhatók.

Más élőlények megtartották ugyanazt az étkezési módot, de az elsődleges növények elkezdték táplálékul szolgálni. Így keletkeztek az állatok eredeti formájukban.

Az élet hajnalán a növények és az állatok is apró egysejtű lények voltak, hasonlóan a korunkban élő baktériumokhoz, kékalgákhoz és amőbákhoz. Az élőtermészet következetes fejlődésének történetében jelentős esemény volt a többsejtű szervezetek, vagyis a sok sejtből egy szervezetté egyesült élőlények megjelenése. Fokozatosan, de sokkal gyorsabban, mint korábban, az élő szervezetek összetettebbé és változatosabbá váltak.

A nukleinsavakat, fehérjéket, enzimeket és a genetikai kód mechanizmusát magában foglaló összetett ultramolekuláris rendszerek (probionok) kialakulásával élet jelenik meg a Földön. A probionoknak különféle kémiai vegyületekre volt szükségük - nukleotidokra, aminosavakra stb. A genetikai információ alacsony foka miatt a probionok képességei meglehetősen korlátozottak voltak. A helyzet az, hogy növekedésükhöz a kémiai evolúció során szintetizált, kész szerves vegyületeket használták, és ha az élet korai szakaszában csak egyfajta szervezet formájában létezett volna, akkor az elsődleges tápleves meglehetősen gyorsan elfogyott volna.

Azonban a sokféle tulajdonság megszerzésére való hajlam miatt, és mindenekelőtt annak a képességnek a megjelenése miatt, hogy a napfény segítségével szerves anyagokat szintetizáljanak szervetlen vegyületekből, ez nem történt meg.

A következő szakasz elején biológiai membránok-organellumok képződnek, amelyek felelősek a sejt alakjáért, szerkezetéért és aktivitásáért. A biológiai membránok fehérjék és lipidek aggregátumaiból épülnek fel, amelyek képesek elválasztani a szerves anyagokat a környezettől, és védő molekulahéjként szolgálnak. Feltételezhető, hogy a membránok kialakulása a koacervátumok képződése során kezdődhet meg. De a koacervátumokról az élő anyagokra való átmenethez nemcsak membránokra volt szükség, hanem kémiai folyamatok katalizátoraira is - enzimekre vagy enzimekre. A koacervátumok kiválasztása fokozta a kémiai reakciók felgyorsításáért felelős fehérjeszerű polimerek felhalmozódását. A szelekció eredményeit a nukleinsavak szerkezetében rögzítettük. A DNS-ben sikeresen működő nukleotidszekvenciák rendszerét pontosan szelekcióval javították. Az önszerveződés kialakulása mind a kezdeti kémiai előfeltételektől, mind a földi környezet sajátos viszonyaitól függött. Az önszerveződés bizonyos körülményekre adott reakcióként jött létre. Az önszerveződés során számos sikertelen lehetőség kiküszöbölésére került sor, mígnem a nukleinsavak és fehérjék fő szerkezeti jellemzői a természetes szelekció szempontjából optimális egyensúlyba kerültek.

Magának a rendszereknek, és nem csak az egyes molekuláknak a prebiológiai szelekciójának köszönhetően a rendszerek képesek lettek javítani szervezettségüket. Ez volt a biokémiai evolúció következő szintje, amely biztosította információs képességeik növekedését. Az izolált szerves rendszerek fejlődésének utolsó szakaszában kialakult a genetikai kód. A genetikai kód kialakulása után az evolúció változatokon keresztül megy végbe. Minél tovább halad az időben, annál több és összetettebb a variáció.

Miután megjelent az élet, gyors ütemben kezdett fejlődni, ami az evolúció időveli felgyorsulását mutatja. Így az elsődleges probionoktól az aerob formákig való fejlődéshez körülbelül 3 milliárd évre volt szükség, míg a szárazföldi növények és állatok megjelenése óta körülbelül 500 millió év telt el; A madarak és emlősök az első szárazföldi gerincesekből 100 millió év alatt, a főemlősök 12-15 millió év alatt fejlődtek ki, az ember megjelenése pedig körülbelül 3 millió évig tartott.

Következtetés.

Az élet igazi alapja a sejt megjelenésének eredményeként alakult ki, amelyben a biológiai membránok egyesítették az egyes organellumokat egyetlen egésszé.

Az első sejtek primitívek voltak, és nem volt sejtmagjuk. De ilyen sejtek ma is léteznek. Meglepő módon több mint 3 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg.

Az első sejtek minden élő szervezet prototípusa volt: növények, állatok, baktériumok. Később, az evolúció folyamatában, a természetes szelekció darwini törvényeinek hatására, a sejtek javultak, és megjelentek a magasabb többsejtű szervezetek, növények és állatok speciális sejtjei - metafiták és metazoánok.

A kémiai evolúció – amely aztán biokémiai és biológiai evolúcióvá alakul – egyesítő kapcsolataként a következőket lehet idézni:

egyszerű molekulák

összetett makromolekulák és ultramolekuláris rendszerek (probionok)

egysejtű szervezetek.

Tehát létrejött az élővilág. Ez több mint 3 milliárd évig tartott, és a legnehezebb volt. Lehetetlen felsorolni a kezdeti szénvegyületek fejlesztésének hatalmas számú lehetőségét. A legfontosabb eredmény azonban az élet megjelenése volt a Földön.

Annak ellenére, hogy a Földön korunkban az élet kialakulásának feltételeivel, okaival és folyamataival kapcsolatos ismeretek fontosak, a tudományos-technikai fejlődés nem fordít erre kellő figyelmet. Bár mindenkinek nagyon világosnak kell lennie, hogy a körülöttünk lévő élet olyan gigantikus idő alatt alakult ki, amely egyszerűen kívül esik a tudatunkon. És csak ezért az a kár, amelyet az elmúlt évszázad során már minden élőlényben okozott, még nem vezetett visszafordíthatatlan következményekhez. A tudományos és technológiai fejlődésnek köszönhetően azonban az ember maga, anélkül, hogy észrevenné, olyan találmányokat hoz létre, amelyek egyre veszélyesebbek minden élőlényre. És sajnos senki sem tudja, melyik lesz az utolsó...

De részei vagyunk az élővilágnak, amelynek létrejötte évmilliárdokat vett igénybe. Szerintem van min gondolkodni.

Irodalom.

Vascsekin N.P. „A modern természettudomány fogalmai”, M, MGUK, 2000

Poteev M.I. "A modern természettudomány fogalmai", Szentpétervár, Péter, 1999

Yugay G. A. „Az élet általános elmélete”, M., Mysl, 1985

A biokémiai evolúció elmélete
A 20. század közepéig. sok tudós úgy gondolta, hogy szerves vegyületek csak élő szervezetben keletkezhetnek. Ezért nevezték őket szerves vegyületeknek, szemben az élettelen anyagokkal - ásványokkal, amelyeket szervetlen vegyületeknek neveztek. Azt hitték, hogy a szerves anyagok csak biogén módon keletkeznek, a szervetlen anyagok természete pedig teljesen más, ezért a szervetlen anyagokból a legegyszerűbb szervezetek is teljesen lehetetlen. Miután azonban az első szerves vegyületet közönséges kémiai elemekből szintetizálták, a szerves és szervetlen anyagok két különböző esszenciájának ötlete tarthatatlannak bizonyult. A felfedezés eredményeként megjelent a szerves kémia és a biokémia, amelyek az élő szervezetekben zajló kémiai folyamatokat vizsgálják.

Ezenkívül ez a tudományos felfedezés lehetővé tette a biokémiai evolúció koncepciójának megalkotását, amely szerint az élet a Földön fizikai és kémiai folyamatok eredményeként keletkezett. Ez a hipotézis a növényeket és állatokat alkotó anyagok hasonlóságára vonatkozó adatokon, a fehérjéket alkotó szerves anyagok laboratóriumi körülmények között történő szintetizálásának lehetőségén alapult.

akadémikus A.I. Oparin 1924-ben adta ki „Az élet eredete” című munkáját, amely az élet keletkezésének alapvetően új hipotézisét vázolta fel. A hipotézis lényege a következő volt: a földi élet keletkezése az élő anyag kialakulásának hosszú evolúciós folyamata az élettelen anyag mélyén. Ez pedig a kémiai evolúció útján történt, melynek eredményeként erős fizikai-kémiai tényezők hatására a szervetlenekből a legegyszerűbb szerves anyagok keletkeztek, és így a kémiai evolúció fokozatosan minőségileg új szintre emelkedett és átment a biokémiai evolúcióba.

Figyelembe véve az élet biokémiai evolúció útján történő megjelenésének problémáját, Oparin az élettelen anyagból az élő anyagba való átmenet három szakaszát azonosítja:

Kezdeti szerves vegyületek szintézise szervetlen anyagokból a primitív Föld primer légkörének körülményei között;

Biopolimerek, lipidek, szénhidrogének képződése a Föld primer tározóiban felhalmozódott szerves vegyületekből;

Összetett szerves vegyületek önszerveződése, ezek alapján az anyagcsere folyamatának és a szerves struktúrák reprodukciójának evolúciós javulása, amely a legegyszerűbb sejt kialakulásában csúcsosodik ki.

Minden kísérleti érvényesség és elméleti meggyőző erő ellenére Oparin koncepciójának vannak erősségei és gyengeségei is.

A koncepció erőssége a kémiai evolúcióval való meglehetősen pontos megfelelés, amely szerint az élet keletkezése az anyag prebiológiai evolúciójának természetes eredménye. Meggyőző érv e koncepció mellett a főbb rendelkezések kísérleti ellenőrzésének lehetősége is. Ez nemcsak az ősföld feltételezett fizikai-kémiai körülményeinek laboratóriumi reprodukálására vonatkozik, hanem a precelluláris őst és annak funkcionális jellemzőit utánzó koacervátumokra is.

A koncepció gyenge oldala az, hogy képtelenség megmagyarázni az összetett szerves vegyületektől az élő szervezetek felé történő ugrás pillanatát - elvégre életet nem kaptak egyetlen elvégzett kísérletben sem. Ezenkívül Oparin elismeri a koacervátumok önreprodukciójának lehetőségét genetikai kódfunkciókkal rendelkező molekuláris rendszerek hiányában. Más szóval, az öröklődés mechanizmusának evolúciójának rekonstrukciója nélkül lehetetlen megmagyarázni az élettelenből az élőbe való ugrás folyamatát. Ezért ma úgy gondolják, hogy a biológia legösszetettebb problémáját nem lehet megoldani a nyitott katalitikus rendszerek, a molekuláris biológia és a kibernetika koncepciójának bevonása nélkül.

Ennek az elméletnek az a lényege, hogy a biológiai evolúció - i.e. Az élő szervezetek különféle formáinak megjelenését, fejlődését és szövődményeit a kémiai evolúció előzte meg - a Föld történetének hosszú időszaka, amely az elemi egységek közötti kölcsönhatás kialakulásával, bonyolításával és javulásával járt, amelyek „építőkövei” élőlények – szerves molekulákból állnak.

A legtöbb tudós (elsősorban csillagászok és geológusok) szerint a Föld égitestként körülbelül 5 milliárd évvel ezelőtt jött létre a Nap körül forgó gáz- és porfelhő részecskéinek kondenzációjával.
Ebben az időszakban a Föld forró labda volt, melynek felszíni hőmérséklete elérte a 4000-8000°C-ot.
Fokozatosan, a hőenergia világűrbe történő kisugárzása miatt a Föld lehűlni kezd. Körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt a Föld annyira lehűlt, hogy szilárd kéreg alakult ki a felszínén; ugyanakkor mélységéből könnyű, gáznemű anyagok törnek elő, amelyek felfelé emelkednek és alkotják az elsődleges légkört. Az elsődleges légkör összetétele jelentősen eltért a modern légkörtől. Az ókori Föld légkörében nem volt szabad oxigén, összetétele hidrogén (H 2), metán (CH 4), ammónia (NH 3), vízgőz (H 2 O), nitrogén (N 2), szén volt. monooxid és szén-dioxid (CO és C0 2).
A szabad oxigén hiánya az ősföld atmoszférájában az élet kialakulásának fontos előfeltétele, mivel az oxigén könnyen oxidálódik, és ezáltal elpusztítja a szerves vegyületeket. Ezért a légkörben lévő szabad oxigén jelenlétében az ősi Földön jelentős mennyiségű szerves anyag felhalmozódása lehetetlen lett volna.
Amikor az elsődleges légkör hőmérséklete eléri a 100°C-ot, megindul benne az egyszerű elemek szintézise. szerves molekulák, például aminosavak, nukleotidok, zsírsavak stb.forró cukrok, többértékű alkoholok, szerves savak stb. A szintézishez szükséges energiát villámkisülések, vulkáni tevékenység, kemény kozmikus sugárzás és végül a Nap ultraibolya sugárzása szolgáltatja, amelytől a Földet még nem védi ózonpajzs, ill. A tudósok az ultraibolya sugárzást tekintik a szerves anyagok abiogén (azaz élő szervezetek részvétele nélkül zajló) szintézisének fő energiaforrásának.

Amikor az elsődleges atmoszféra hőmérséklete 100 °C alatt van, kialakul az elsődleges óceán, megkezdődik a szintézis egyszerű szerves molekulák, majdkomplex biopolimerek. Az élő szervezetek prototípusai koacervátumcseppek, amelyek az ősóceánban jelentek meg, és szerves húslevest képeztek.A koacervát cseppek anyagcserét mutatnak:

• bizonyos anyagokat szelektíven fel tud venni az oldatból, és bomlástermékeiket a környezetbe bocsátani és növekedni;
• egy bizonyos méret elérésekor elkezdenek „szaporodni”, kis cseppecskék keletkeznek, amelyek viszont növekedhetnek és „rügyezhetnek”;
• a hullámok és a szél hatására történő keveredés során lipidhéjjal boríthatják be őket: egyszeri, szappanmicellára emlékeztető (amikor egy cseppet egyszer felemelnek a lipidréteggel borított víz felszínéről), vagy kettős, sejtmembránra emlékeztető (amikor egy egyrétegű lipidmembránnal borított csepp ismét leesik, a tározó felületét borító lipidfilmre).

Laboratóriumi körülmények között könnyen szimulálhatók a koacervátumcseppek megjelenésének folyamatai, növekedésük és „bimbózásuk”, valamint lipid kettősrétegű membránnal való „beöltözésük”.