Реферат: Солнечная система

      1б).Этап второй-разогревание. 0Внутри планеты,в смеси с другими оказы­ваются зажатыми,"запертыми"   радиоактивные  вещества.Они  отличаются тем,что непрерывно выделяют тепло,чуть заметно нагреваются.Но в толще планеты этому  теплу  некуда  выйти,нет вентиляции,нет омывающей вла­ги.Над ними - мощная "шуба" из вышележащих  слоев.Тепло  накапливает­ся.От этого радиоактивного разогрева начиается размягчение всей толщи планеты.В размягченном виде вещества,в свое время хаотично,безсистем-

но слепившие её, начинают теперь распределятся по весу.Тяжелые посте­пенно опускаются,тонут к центру.Легкие выдавливаются  ими,поднимаются выше,всплывают все ближе к повершности.Постепенно планета приобретает строение,подобное теперешней нашей Земле,- в центре,сжатой чужовищным весом навалившихся сверху слоев,тяжелое ядро.Оно окружено "мантией" ­толстым слоем вещества полегче весом.И  наконец,снаружи  совсем  тон­кая,толщиной всего  в  несколько десятков километров,"кора",состоящая из наиболее легких горных пород.Радиоактивные вещества в основном со­держатся в легких породах.Поэтому теперь они скопились в "коре", гре­ют её.Основное тепло с поверхности планеты уходит в космос,- от  пла­неты "чуть  повеято  теплом".А  на  глубине десятков километров тепло сохраняется,разоргевая горные породы.

      1в).Этап третий-вулканическая деятельность. 0 В некоторых местах недра планеты накаляются докрасна.Потом даже больше.Камни  плавятся,превра­щаются в раскаленную,светящуюся оранжево-белым светом огненную кашу ­"магму".В толще коры ей тесно.В ней полно сжатых газов,которые готовы были бы  взорвать,разбросать  всю эту  магму во все стороны огненными брызгами.Но сил для этого не хватает.Слишком крепка и тяжела окружаю-

щая и  придавившая  сверху кора планеты.И огненная магма,пытаясь хоть как-нибудь вырваться наверх,на свободу,нащупывает между сжимающими её глыбами слабые места, протискивается в щели,подплавляя их стенки сво­им жаром.И понемногу с годами,столетиями набирая  силу,поднимаетс  из глубин кповерхности  планеты.И вот победа!  "Канал" пробит!  Сотрясая скалы,с грохотом вырывается из недр  столб  огня.Клубы  дыма  и  пара вздымаются к  небу.Летят  вверх  камни и пепел.Огненная магма,которая называется теперь "лава",выливается на поверхности планеты,растекает­ся в  стороны.Происходит  извержение  вулкана.Таких "пробитых изнутри дырок" на планете много.Они помогают молодой планете "бороться с  пе­регревом".Через них  она  освобождается от накопившейся огненной маг­мы,"выдыхает"распирающие её горячие газы - в основном углекислый  газ и водяной пар,а с ними - разные примеси,такие,как метан,аммиак.Посте­пенно в атмосфере пости исчезли водород и гелий,и она стала  состоять в основном  из вулканических газов.Кислорода в ней пока нет и в поми­не.Для жизни эта атмосфера совершенно непригодна.Очень важно,что вул­каны выбрасывают  на  поверхность большое количество водяного пара.Он собирается в облака.Из них на поверхность планеты  льются  дожди.Вода стекает в низины,накапливается.И понемногу на планете образуются озе­ра,моря,океаны,в которых может развиться жизнь.

.Здесь надо  оговориться.Из  нескольких гепотез происхождения жизни

наиболее распространенную,кажущуюся нам наиболее обоснованной,гипоте­зу самопроизвольного  зарождения жизни предложил академик А.И.Опаркин (см. главу 2)

 1Часть 5:Почему именно Земля?

.А пока - о Земле,идеально подготовленной к тому,стобы стать  нашей

колыбелью.Нам повезло.На  земле  совпало  несколько благоприятных для жизни обстоятельств.Далеко не каждая звезда становится  Солнцем,окру­женным планетами.Стоило  туманности медленнее вращатся,не возникла бы центробежная сила,не оторвались бы клочки от центрального  сгустка,не возникли бы  планеты.И  плыла  бы такая одинокая "бездетная" звезда в чёрной бездне,бесплодно расточая своё тепло и свет...Далеко не всякая звезда,породившая планеты,способна  создать  на них условия,пригодные для зарождения жизни.Для зарождения и развития жизни нужно очень мно­го времени,миллиарды  лет.Всё  это  время  звезда  должно гореть ров­но,спокойно,одинаково.Тогда условия на планете будут постоянными -  и жизнь сможет  к  ним  приспособиться.А ведь звезды далеко не такие не

все такие спокойные,как наше Солнце.Молодые звезды  иногда  вспыхива­ют.Волна испепеляющего  жара обрушивается  на окружающие планеты,сжи­гая,испаряя все,что способно гореть и кипеть.Жизнь на  планете  после такого огненного урагана,безусловно,погибнет,  и на пустом голом шаре надо будет начинать все сначала.Для развития  жизни  нужна  спокойная звезда.Наше Солнце - спокойная звезда.Но поставьте нашу Землю ближе к Солнцу,например,на место Меркурия или Венеры.От нестерпимой  жары  на Земле даже  не смогут образоваться океаны.Вода сразу выкипит.Какая уж тут жизнь.Отодвинте Землю дальше от Солнца,куда-нибудь в район Юпите­ра.Тоже жизнь  не  возникнет.Вода - основа жизни будет там всегда за­мерзшей.Нам повезло ещё в том,что орбита Землм круговая,а ведь  могла быть эллиптическая.Вот  представьте  себе,что Земля то приближается к Солнцу так близко,  что вода с её поверхности вся испаряется, то уда­ляется так  далеко,что  вода,выпав из атмосферы обратно на Землю,про­мерзает насквозь.Через "комфортное" место,где  температуры  "в  самый раз",она проносится дважды в год с такой стремительностью,что "ничего не успеть сделать".Для зарождения и развития жизни просто нет  време­ни.Подобный жар-холод  может  быть  не  только от эллиптичности орби­ты.Бывают "двойные звезды".Тогда при любой орбите  планета  не  может всегда быть  на  равном  расстоянии от источника тепла.То одно солнце близко,то другое,то оба далеко.Нам повезло и в смысле  размера  нашей планеты.Будь она  меньше,например,размером  с  Луну,не удержать ей на себе атмосферу.А значит, и воду, склонную испарятся,переходя в атмос­феру.Сколько бы  вулканы не подбрасывали все новые и новые порции га­зов и воды,всё это быстро улетучится в космос.На Луне поэтому  и  нет ни атмосферы,ни  воды,ни  жизни.Неудобна  для  жизни  и  Земля,разме­ром,скажем с Юпитер.Неудобна из-за слишком сильного  притяжения.Такая большая "Земля" будет держать на себе слой очень густой атмосферы,со­держащей к тому же водороди гелий,неблагоприятные  для  возникновения жизни.Толстый слой  очень  плотных  облаков  создаст на такой планете вечный мрак.А  без  живительных  солнечных  лучей  какая  может  быть жизнь? Одним словом,когда мы глядим на небо,усыпанное звездами,не на­до забывать,что,во-первых,вероятно,далеко не все звезды имеют  плане­ты,а во-вторых,далеко не  все планеты пригодны для жизни.Но...звезд в нашей галлактике примерно 100 миллиардов,и уж наверное,в  ней  доста­точно планет,похожих на Землю.

 2Глава 2: Зарождение жизни (гипотеза А.И.Опаркина)

Задолго до того,как мы установим контакт с  другими разумными су­ществами , обитающими   где-либо

в галактике, мы должны понять не только то место,которое мы зани­маем,но и пройденный нами долгий путь.

                                                                                                     Д ж о н   Б е р н а л

 1Часть 1:Начало

.Итак, перед  нами планета Земля.Она имеет океан.Представим его се-

бе.Реки,впадающие в него,сначала текут по склонам гор,по  пути  кроша горные породы,и  все,что  могут,выносят с собой в океан.Атмосфера над океаном насыщена вулканическими  газами,пылью,пеплом.Волны,разлетаясь брызгами,захватывают всё  это в свои глубины.В результате вода в пер­возданном океане   горько-соленая,мутная.Она   -   настоящий   "буль­он",столько здесь  весго  перемешано и расстворено.Здесь можно встре­тить почти все элементы таблицы Менделеева.Особенно много тех,которые необходимы для  создания живых существ.Теплая вода обеспечивает моле­кулам и атомам хорошую подвижность,перемешивание,контакты между собой в самых  разных  сочетаниях.Но  для химических реакций этого мало.Для них часто бывает нужна "внешняя" сила.Толчок извне может помочь  ато­мам и  иолекулам  соединиться,может  разбить молекулы на части.Химики для ускорения реакций  часто  применяют  нагрев.Полобным  же  образом действует и природа.Для этого работают не только частички света - фо-

тоны,но и "космические лучи"  -  осколки атомов,выброшенные  далекими звёдами,которые круглые сутки проносятся сквозь атмосферу и вонзаются в толщу океана.Их удары особенно сильны и больше годятся для разбива­ния молекул.

 1Часть 2:Сверкнула молния

.Небо заволокли черные тучи.В них и вводе накапливаются 2  0электричес-

кие разряды.Они рванулись навстречу друг  другу.Ослепительная вспышка молнии озарила волны и пребрежные скалы.А в толще воды при этом резко метнулись молекулы,сшиблись  друг с другом.Некоторые от ударов разва­лились. Зато другие,наоборот,соединились.Стихла гроза.Наступила ночь. Далеко от  берега  на  дне океана пробудился дремавший вулкан.Горячие газы,вырвавшись  из его жерла,растворились  в  воде,насытив её новыми порциями углекислоты,метана,аммиака,сернистого  газа.Из  недр планеты пошла в чёрную пучину огненная лава.Вспыхнула красным заревом,закипе-

ла вода.Тучи ослепительно сверкающих пузырей устремились вверх.Забур­лили,засветились изнутри в мраке ночи черные волны.Густые облака пара накрыли их."Бульон"  над  вулканом  стал  горяче и гуще.Челыми кучами поплыли новые,причудливые "комки" атомов - только что возникшие круп­ные молекулы...

 1Часть 3:Естественный отбор

.Океанские волны без конца перемешивают,переставляют  атомы,по-раз-

ному комбинируют их. Молекулы создаются и распадаются.Снова и снова в каждой капле океана повторяются миллиарды  раз уже испробованные и не оправдавшие  себя сочетания.Неужели  в  таких  условиях возможна хоть какая-то эволюция? Возможна.Сами собой,без всякого плана или системы, создаются разные,какие получатся,варианты молекул.А потом испытывают­ся.Наверху,в небе,разыгралась гроза.И мы видим,как при  вспышке  мол­ний,шарахнувшись,разваливаются,рассыпаются все  слабо связанные моле­кулы.А те,что выдержали эту  проверку  на  прочность,остаются.Уже  на этом этапе химической эволюции вещества работает своеобразный "естес­твенный отбор".Эволюция идёт в направлении создания всё более сложных и при этом прочных молекул,обладающих все новыми и  новыми свойствами. А это приближает возможность нащупать  в  дальнейшем  такие  формы  и свойства молекул,которые сделают вещество существом.В химической эво­люции вещества главную роль играют атомы углерода.это  особый,незаме­нимый элемент.Его атомы обладают поистине неисчерпаемыми "потенциаль­ными возможностями".Они четырехвалентны ( т.е.  очень высокая способ­ность присоединять  атомы и молекулы др.  химических элементов),что в атомном мире редкость.Цепляясь друг за друга,они  могут  образовывать молекулы в  виде  колец или цепочек,при этом прихватывая другие атомы или молекулы.И тогда кольца и цепочки обрастают "гроздьями",создаются грандиозные,сложнейшие молекулы в виде ветвящихся деревьев,насчитыва­ющие в своем составе многие тысячи  атомов  свмых  различных  элемен­тов.Сегодня таких  молекул  в  природе  бесчисенное множество вариан­тов.Но пока они еще не создались.В первозданном океане идут  экспери­менты.Фронт работы  широчайший  -  весь  океан.Атомов - сколько угод­но.Времени - сотни  миллионов  лет.И  вот  нет-нет,где-то  получается что-то интересное.Возникает  совершенно  случайно  какая-нибудь новая комбинация атомов,обладающих прогрессивными свойствами.И значит, кро­хотный шаг  к появлению жизни сделан.Делая,может быть,всего по одному такому шагу за тысячи лет,природа за миллиард лет  все  же  дошла  до возникновения жизни.Попробуем  мысленно  представить  себе главные из этих шагов.Пропустим несколько миллионов лет и снова вернемся в  пер­возданный океан.Кроме  исходных крохотных и примитивных молекул,вроде метана,аммиака и углекислого газа,с которых всё  началось,перед  нами теперь плавает  в воде множество совершенно новых,незнакомых комбина­ций атомов.Появились,например,полимеры -  длинные  цепочки  из  моле­кул.Иногда одинаковых,иногда  разных.Появились катализаторы.Это моле­кулы-помощники,молекулы-посредники,облегчающие перестройку других мо­лекул.Через много  миллионов  лет  мы  видим,что простенькие полимеры стали полипептидами.Плывут  длинные,сложные,ветвистые  нити,состоящие из аминокислот.Их  тысячи вариантов.Но самое поразительное - появился

процсс копирования молекул - репликация.Это форменная эволюция.Раньше случайно возникшая  комбинация атомов,существуя в одном экземпляре,не влияла на ход химической эволюции в целом.К тому же она могла в любой момент быть разбита шальной космической частицей и "изобретение" без­возвратно терялось.Тепрерь,при тиражировании молекул,"опыт" распрост­раняется,а гибель  некоторых  экземпляров  не  представляет  опаснос­ти.

 1Часть 4:Мутация

.Репликация не тормозит прогресс,как это может  показаться,заполняя

океан однотипными  молекулами.Дело  в  том,что при копировании иногда происходит сбой.Исходную молекулу или её матрицу может что-либо  пов­редить.Например,блеснувшая вблизи молния.Получится "мутация",и травма начинает печататься  во  всех следующих копиях,дав начало новой серии молекул."Мутанты"вовсе не всегда являются браком.Случается,что  среди них находят ценные находки,обладающие преимуществами перед оригинала­ми.Поэтому,говоря шутливо,внешние силы не калечат молекулы,а вносят в них небольшие изменения,как бы с целью посмотреть:что получится?  Ре­зультаты этих стихийных экспериментов природы оценивает  практика.Ес­тественный отбор беспощадно перечеркивает все миллионы "глупых" вари­антов,оставляя лишь единица  "умных".В  итоге  мутации  способстывуют увеличению разнообразия  молекул и этим помогабт идти химической эво­люции вещества.

 1Часть 5:Новый уровень эволюции

.Проходят ещё  миллионы лет.Природа "нащупала" наилучшие последова-

тельности аминокислот в цепочках полипептидов  -  появились  белковые молекулы -  будущие  кирпичи живых организмов.Усложнилась и стала со­вершеннее репликация.Матрица теперь уже не механческая форма,а услов­ная,химическая "запись"порядка аминокислот в белковой молекуле.Запись в виде портативной цепочки особых молекул -  нуклеотидов.Эволюция ве­щества поднимается на новый уровень.Длинные,причудливо изогнутые нити разных белковых молекул цепляются друг за друга и понемногу собирают­ся.Сначала в небольшие комочки,потом в более крупные комки,похожие на клубки или  капли.У  молекул,тесно  соприкоснувшихся  в  комке,разные свойства.Иногда это приводит к возможности своеобразного их сотрудни­чества.Например,катализаторы,оказавшиеся в  гуще  молекул,могут  спо­собствовать реакциям,полезным  для  комка  в целом.Иначе говоря,комки белковых молекул оказываются в ряде случаев "системами",способными  к какой-то внутренней  деятельности.Но  система  системе рознь.И конеч­но,начинается долгий путь поисков наиболее удачных сочетаний  молекул в них.Удачнее,например,те,в которых снаружи расположились особо проч­ные молекулы.Они служат механической защитой  остальным.Удачнее  те,в которых включены  молекулы,способные реагировать на опасные примеси в воде.Они служат химической защитой.Но наиболее интересны  те  вариан­ты,в которых  оказался  хороший  набор катализаторов.Теперь,правда,их нужно называть ферментами.В этих комках начинается  более  или  менее активный "обмен  веществ"  с  окружающей  средой.Идет захват материа­ла,ращепление молекул,иногда даже с  выделением  энергии,выбрасывание отходов,восстановление поврежденных  молекул.Даже репликация - синтез белковых цепочек.Обмен веществ - свойство  очень  прогрессивное.Такой комок оказывается очень устойчивым перед разными разрушающими внешни­ми воздействиями,независимым,прочным,долговечным.При большой сложнос­ти он  становится очень живучим - то,к чему стремится химическая эво­люция.Вещество в нем,в сущности,приобрело  некоторые  свойства  живо­го! Эволюция  белковых  молекул  приводит  к  их  специализации.В од­них,например,лучше идут реакции с получением энергии,другие чётко ре­агируют на  изменения  температуры,в третьих хорошо налажена реплика­ция.И если мы снова пропустим миллионы лет,то обнаружим в океане  ещё более "гигантские"  сооружения,в  каждом  из  которых  миллионы моле­кул.Разные типы комков вошли в них в  виде  отдельных  деталей.Сейчас биологи называют  эти  детали  органеллами.А всё сооружение в целом ­одноклеточным организмом!

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6