Контрольная работа: Планетарная теория зарождения жизни. Основные положения концепции структурных уровней живых организмов. Реликтовое излучение

Содержание

1. Объясните планетарную причинность зарождения жизни

2 Назовите основные разновидности материи. Какова между ними связь

3 Что такое реликтовое излучение и какова его природа

4 Материалистическая природа эволюции Дарвина и современная генетика

5 Основные положения концепции структурных уровней живых организмов

Литература

1. Объясните планетарную причинность зарождения жизни

Панспермия – гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет неких зародышей жизни. Если попытаться кратко охарактеризовать панспермию, суть ее можно свести к следующему: существуют зародыши жизни, рассеянные по всей Вселенной и в принципе способные заселить любую планету, если условия на ней окажутся пригодными для развития жизни. В 1908 году известный шведский физико-химик С. Аррениус разработал концепцию одной из разновидностей панспермии, названную радиационной панспермией. По мысли ученого, в результате миграции по Вселенной, вызванной давлением солнечного света (или давлением света другой звезды), споры бактерий в итоге достигали и Земли. Аррениус предполагал, что споры термостойких бактерий, к примеру, могли попасть на Землю с Венеры в момент наибольшего сближения этих планет. Незадолго до этого известный русский физик П. Н. Лебедев экспериментально доказал наличие светового давления и продемонстрировал его действие на спорах плауна (ликоподий).

Разновидность литопанспермии - гипотеза пометного происхождения жизни на Земле - изложена, например, в книгах Ф. Хойла и С. Викремасинга "Облако жизни" и "Болезни из космоса", опубликованных в 1978-1979 годах. Авторы доказывают, что многие земные глобальные эпидемии вирусного происхождения-пандемии (например, пандемия гриппа в 1918 году) наиболее убедительно объясняются, если допустить их космическое (кометное) происхождение. Бактерии и вирусы, образовавшиеся внутри комет, попадали (и, как полагают авторы, продолжают попадать) на Землю внутри микрометеоритов кометного происхождения.

Другая разновидность панспермии связана с гипотезой, по которой Земля образовалась путем аккумуляции холодной космической пыли, в силу чего поверхность планеты не претерпевала значительного нагревания.

2. Назовите основные разновидности материи. Какова между ними связь

На современном этапе развития естествознания исследователи различают следующие виды материи: вещество, физическое поле и физический вакуум.

Вещество представляет собой основной вид материи, обладающий массой покоя. К вещественным объектам относят: элементарные частицы, атомы, молекулы и многочисленные образованные из них материальные объекты. Свойства вещества зависят от внешних условий и интенсивности взаимодействия атомов и молекул, что и обусловливает различные агрегатные состояния веществ.

Физическое поле представляет собой особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем. К физическим полям исследователи относят: электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, волновые поля, соответствующие различным частицам. Источником физических полей являются частицы.

Физический вакуум – это низшее энергетическое состояние квантового поля. Этот термин был введен в квантовую теорию поля для объяснения некоторых процессов. Среднее число частиц – квантов поля – в вакууме равно нулю, однако в нем могут рождаться частицы в промежуточных состояниях, существующие короткое время.

При описании материальных систем используют корпускулярную (от лат. corpuskulum – частица) и континуальную (от лат. continium – непрерывный) теории. Континуальная теория рассматривает повторяющиеся непрерывные процессы, колебания, которые происходят в окрестности некоторого среднего положения. При распространении колебаний в среде возникают волны. Теория колебаний – область физики, занимающаяся исследованием этих закономерностей. Таким образом, континуальная теория описывает волновые процессы. Наряду с волновым (континуальным) описанием широко используется понятие частицы – корпускулы. С точки зрения континуальной концепции вся материя рассматривалась как форма поля, равномерно распространенного в пространстве, а после случайного возмущения поля возникли волны, то есть частицы с различными свойствами. Взаимодействие этих образований привело к появлению атомов, молекул, макротел, образующих макромир.

3. Что такое реликтовое излучение и какова его природа

Реликтовое излучение (или космическое микроволновое фоновое излучение — космическое электромагнитное излучение с высокой степенью изотропности и со спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,725 К.

Существование реликтового излучения было предсказано теоретически в рамках теории Большого взрыва. Хотя в настоящее время многие аспекты первоначальной теории Большого взрыва пересмотрены, основы, позволившие предсказать температуру реликтового излучения, остались неизменны. Считается, что реликтовое излучение сохранилось с начальных этапов существования Вселенной и равномерно её заполняет. Экспериментально его существование было подтверждено в 1965 году. Наряду с космологическим красным смещением, реликтовое излучение рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.

Согласно теории Большого Взрыва, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоящую из фотонов, электронов и барионов. Благодаря эффекту Комптона фотоны постоянно взаимодействовали с остальными частицами плазмы, испытывая с ними упругие столкновения и обмениваясь энергией. Таким образом, излучение находилось в состоянии теплового равновесия с веществом, а его спектр соответствовал спектру абсолютно чёрного тела.

По мере расширения Вселенной космологическое красное смещение вызывало остывание плазмы, и на определённом этапе для электронов стало энергетически предпочтительней, соединившись с протонами (ядрами водорода) и альфа-частицами (ядрами гелия), сформировать атомы. Этот процесс называется рекомбинацией. Это случилось при температуре плазмы около 3000 К и примерном возрасте Вселенной 400 000 лет. С этого момента фотоны перестали рассеиваться теперь уже нейтральными атомами и смогли свободно перемещаться в пространстве, практически не взаимодействуя с веществом. Наблюдаемая сфера, соответствующая данному моменту, называется поверхностью последнего рассеяния. Это — самый удалённый объект, который можно наблюдать в электромагнитном спектре.

В результате дальнейшего расширения Вселенной температура излучения снизилась и сейчас составляет 2,725 К.

Для понимания природы реликтового излучения необходимо обратиться к процессам, имевшим место на ранних стадиях расширения Вселенной.

4. Материалистическая природа эволюции Дарвина и современная генетика

Очень немногие теории науки становились объектом столь заинтересованного внимания общественности, как теория естественного отбора. Дарвинизм был воспринят как долгожданный ответ на загадку жизни, затрагивающую всех и каждого.

Его теория основывалась на двух идеях: случайные мутации и естественный отбор. Центральная мысль дарвинизма заключается в том, что все живые организмы имеют общее начало, общее происхождение.

В 1859 была напечатана книга Ч. Дарвина "Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь". В этой книге Ч. Дарвин показал, что преобразование пород домашних животных и культурных растений происходит на основе незначительных изменений в признаках отдельных организмов. Человек сознательно выбирает организмы, обладающие наиболее ценными с хозяйственной точки зрения особенностями, сохраняет их и от них получает потомство, т. е. проводит искусственный отбор. Дарвин доказал, что аналогичный процесс наблюдается и в природе. При этом возникающие у животных и растений наследственные изменения попадают под действие естественного отбора, так что в борьбе за существование выживают формы, наиболее приспособленные к данным условиям среды. Тем самым Дарвин материалистически объяснил целесообразность организации живых существ [в отличие от более ранних попыток создать эволюционную теорию, построенную на допущении имманентной (внутренне присущей) способности организмов целесообразно изменять в ответ на внешние воздействия и передавать потомству такие целесообразные изменения]. Т. о., он впервые в истории биологии построил теорию эволюции, руководствуясь, в частности, данными, полученными хозяйственной практикой. Это имело большое методологическое значение, т. к. позволило не только наглядно и убедительно для современников обосновать идею органической эволюции, но и проверить справедливость самой теории. Материалистический характер Д. сделал его неприемлемым для консервативной части биологов и для религиозно настроенных кругов.

Ч. Дарвин исходил из существования двух основных типов изменчивости; определённой, представляющей собой приспособительные реакции организмов на воздействие факторов внешней среды, и неопределённой, также возникающей под влиянием внешних факторов, но не имеющей приспособительного характера. Определённые изменения при отсутствии вызвавшего их фактора исчезают, как правило, уже в следующем поколении. Неопределённые изменения, наоборот, передаются от поколения к поколению независимо от условий среды. Поэтому Ч. Дарвин считал, что главный материал для эволюции поставляет именно неопределённая изменчивость. Долгое время представление о неопределённой изменчивости как о материале эволюции оставалось наиболее уязвимой стороной Д. Например, английский инженер Ф. Дженкин рассчитал, что потомство, получаемое при скрещивании особей, характеризующихся каким-либо признаком, с особями, им не обладающими, должно иметь вдвое ослабленное выражение данного признака. Следовательно, в ряду поколений новые свойства должны исчезать, а не закрепляться, поэтому эволюция невозможна. Впоследствии было показано, что наследственные особенности организмов не "растворяются" при передаче следующим поколениям (см. Генетика, Менделя законы). Многие антидарвинистические теории (см. Ламаркизм, Неоламаркизм) главенствующую роль в эволюции отводили определённой изменчивости. Согласно этим теориям, приспособительные (адаптивные) изменения передаются по наследству и являются материалом для эволюционного процесса. Однако определённые (приспособительные) изменения — адаптивные модификации, — по современным представлениям, не наследуются. Наследственно обусловлена лишь способность организмов к адаптивным реакциям на соответствующие внешние факторы, о чём свидетельствует постоянство, с которым адаптивные модификации снова проявляются при восстановлении прежних условий. Кроме того, многочисленными экспериментами доказано, что вновь появляющиеся наследственные изменения организмов, как правило, не бывают приспособительными. Адаптивные же модификации — не новые приспособления, а реакции, выработанные в ходе предшествовавшей эволюции этих организмов.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--