Эксперименты реди и пастера. Теории происхождения жизни Работы ф реди и л пастера значение

24.04.2024

Работы Пастера, казалось бы, не имеющие прямого отношения к медицине, послужили мощным толчком к ее развитию.

Микробы вызывают брожение. Это стало общеизвестно. Микробов начали искать всюду, и везде их находили. Но откуда они появляются, каково их происхождение?

Француз Ф. Пуше и другие ученые доказывали, что возможно самозарождение. В самом деле, сосуд с бульоном прокипятили, уничтожили микробов, а потом они снова обнаружились в бульоне. Откуда им взяться? Конечно, произошло самозарождение.

Французская Академия наук заинтересовалась этим явлением и назначила специальную премию тому, кто докажет истину. За дело взялся Пастер.

В бульоне завелись микробы? Что же здесь удивительного? Или сосуды были плохо закупорены и микробы проникли из воздуха, или бульон не был достаточно хорошо обеззаражен. В самом деле, если в тщательно обеззараженный бульон бросить маленький кусочек ваты, то в бульоне развиваются микробы.

Однако эти опыты показались противникам Пастера неубедительными. Они говорили, что кипячение убивает не только микробов, находящихся в жидкости, но и «воспроизводящую силу», необходимую для самозарождения, в воздухе над жидкостью. Вот, говорили противники Пастера, если бы в колбу с прогретой жидкостью все время поступал свежий воздух, а микробы все же не зародились, тогда бы мы поверили…

В ответ на это Пастер проделал остроумный опыт. Расплавив горлышки своих колб, он изогнул их в виде лебединой шеи; иногда горлышко сильно вытягивалось, изгиб повторялся несколько раз. Такие колбы заполняли бульоном, кипятили и после этого не затыкали пробкой и не запаивали. В них мог свободно входить свежий воздух, но пыль (а с ней и микроорганизмы) оседала на коленцах изогнутого горлышка, не проникая в колбу. Бульон оставался прозрачным.

Пастер занимался также исследованием болезни шелковичных червей. Эти исследования опять-таки благоприятно отразились на развитии медицины.

На юге Франции, славившемся шелководством, получали до 25 тысяч тонн шелка в год. В результате болезни шелковичных червей производство упало до 4 тысяч тонн.

После пяти долгих лет работы тайна болезни червей была раскрыта. Оказывается, ее вызвали микроорганизмы. Чтобы избавиться от болезни, Пастер предложил уничтожать заболевших бабочек и отложенные ими яйца (грены).

Работа по брожению, изучение болезней шелковичных червей подготовили солидный фундамент для исследования болезней животных и человека. Отправной рабочей гипотезой была четкая мысль: причина инфекционных болезней - микробы.

Луи Пастер
(1822–1895)

Клод Бернар
(1813–1878)

Вопрос о возникновении жизни волновал человечество на протяжении всей его истории. Долгое время самопроизвольное зарождение жизни считалось обычным способом появления живых существ из неживой материи. Еще Аристотель писал о том, что лягушки и насекомые зарождаются в сырой почве. Многие средневековые схоласты полагали, что черви и водоросли самозарождаются в стоячих водоемах, а личинки мух – в протухшем мясе.

Один из первых экспериментов, опровергающих самопроизвольное зарождение жизни, провел в1668 г. итальянский врач, лингвист и поэт Франческо Реди. Эксперимент Реди был простым: он оставлял кусочки мертвой змеи, рыбу и телятину в плотно закрытых и в незакрытых сосудах. В обоих сосудах происходило загнивание, но в открытых сосудах обнаруживались в большом количестве черви, в закрытых их не было. Реди доказал, что появлявшиеся в разлагающихся продуктах черви-личинки мух: «…Когда все мясо было съедено, черви начали энергично искать выход, но я закрыл все отверстия. На девятнадцатый день того же месяца некоторые червячки совсем перестали двигаться, как если бы они уснули, начали сморщиваться и постепенно принимать форму, напоминающую яйцо… Я отложил эти шары отдельно в стеклянные сосуды, тщательно прикрыл их бумагой, и к концу восьмого дня из каждого шара вышла муха…»

Рис. 2. Бактерии и мокроорганизмы, зарисованные Антони ван Левенгуком

Того же мнения придерживался и итальянский врач и естествоиспытатель Ладзаро Спалланцани – преподаватель университета города Реджо. Вслед за Франческо Реди он экспериментально показал, что микроорганизмы не способны к самопроизвольному зарождению. Наполнив несколько колб крепким бульоном, Спалланцани запаял входные отверстия, а затем вскипятил их содержимое на огне. В дальнейшем в большей части колб микроорганизмы не развивались. Однако оппоненты Спалланцини считали, что он провел свои опыты неверно, поскольку из-за кипячения воздух стал не пригоден для жизни. Кроме того, под воздействием высокой температуры разрушились какие-то жизненно важные молекулы, способствовавшие превращению неживой материи в живую.

Вильям Гарвей, английский врач, основоположник эмбриологии, провел эксперименты с куриными яйцами. Он покрывал яйца лаком, после чего их высиживала курица. Из экспериментов был сделан вывод – без доступа воздуха зародыши не развивались.

Споры о самозарождении живой материи из неживой не утихали до самой середины XIX века. Французская академия наук даже учредила специальную премию тому, кто разрешил бы этот вопрос.

20 апреля 1862 г. известный французский микробиолог и химик Луи Пастер совместно с физиологом Клодом Бернаром завершили простой, но очень элегантный опыт, поставивший окончательную точку в споре о самопроизвольном зарождении жизни. Первая серия опытов Пастера была посвящена улавливанию из воздуха мельчайших существ и их зародышей. «Следовательно, – говорил, он, – в воздухе имеются организованные тельца. Обладают ли они способностью к прорастанию и могут ли они переходить в растворы? Вот вопрос, который необходимо разрешить». Пастер пропускал через вату поток атмосферного воздуха, оседавшие на вате частицы переносились в раствор. Опыты подтвердили предположение о том, что микроорганизмы могут находиться в воздухе.

Следующая серия опытов демонстрировала разницу в количестве микроорганизмов на открытом воздухе и в помещении. Сосуды с легко разлагающимися растворами, имеющие вертикальные тонкие шейки, нагревались до кипения, затем шейки запаивались и отламывались. Поток горячего воздуха, вырывавшийся из сосуда, выносил вместе с собой пары и споры микроорганизмов. Затем партии таких сосудов оставлялись на некоторое время – одна партия в шкафу в подвале Парижской обсерватории, другая – во дворе. Во всех 11 сосудах, вскрытых во дворе, кишели микроорганизмы. И только в одном сосуде из тех, что стояли в подвале, они были обнаружены. Опыты, проведенные в горах, показали, что на больших высотах содержание бактерий в воздухе значительно меньше. Позже колбы были модифицированы, вытянутое горлышко изогнуто.

«Вот настойка из органического вещества, прозрачная, как дистиллированная вода, но в то же время легко подвергающаяся изменениям. Она была приготовлена сегодня. Завтра в ней уже появятся мельчайшие существа – маленькие инфузории или хлопья плесени.

Я помещаю часть этой настойки из органического вещества в сосуд с длинным горлышком. Предположим, что я сначала кипячу этот сосуд, а затем остужаю его. Через несколько дней в этой жидкости появится плесень или инфузории. Прокипятив эту жидкость, я уничтожаю зародыши, которые, возможно, находились в жидкости или на поверхности стенок сосуда. Однако как только эта настойка приходит в соприкосновение с воздухом, она немедленно изменяется, подобно всем настойкам…

Теперь предположите, что я повторяю этот опыт, но, прежде чем кипятить жидкость, при помощи паяльной лампы вытягиваю шейку сосуда, не запаивая ее отверстия. Затем я довожу жидкость в сосуде до кипения и охлаждаю ее. Жидкость в этом сосуде останется неизмененной не только в течение двух, трех, четырех дней, одного месяца или года, но в течение трех и четырех лет, так как вот уже четыре года, как у меня поставлен опыт такого рода, и жидкость до сих пор остается прозрачной. В чем же разница между этими двумя сосудами? Оба содержат одну и ту же жидкость, оба содержат воздух, оба открыты. Почему же в одном сосуде жидкость изменяется, а в другом не изменяется? Между этими двумя сосудами имеется только одно различие, а именно: в одном из них пыль, взвешенная в воздухе, и содержащиеся в ней зародыши проходят через горлышко сосуда и приходят в соприкосновение с жидкостью, в которой они находят пищу, обеспечивающую их развитие. Отсюда и появление микроскопических существ. В опыте же с другим сосудом, наоборот, невозможно или, во всяком случае, очень трудно, чтобы пыль, заключающая в себе зародыши, попала внутрь сосуда.

Куда же она попадает? Она скапливается в изгибе шейки. Когда воздух по законам диффузии и вследствие разницы в температуре попадает в сосуд, то, если эта разница не особенно велика, он входит в сосуд достаточно медленно для того, чтобы содержащаяся в нем пыль и все плотные частицы, попадая в шейку сосуда, задерживались в месте изгиба.

Этот опыт очень поучителен. Заметьте, что все, содержащееся в воздухе, кроме пыли, может легко проникнуть внутрь сосуда и прийти в соприкосновение с жидкостью. Представьте себе, что все, что имеется в воздухе, электричество, магнетизм, озон и все то, чего мы еще не знаем, все это имеет полную возможность прийти в соприкосновение с настойкой. Только одно не так-то легко может проникнуть в сосуд – это пыль, взвешенная в воздухе. Это очень легко доказать: стоит только резко встряхнуть сосуд, и через два–три дня в нем появятся инфузории и плесень. Почему? Потому, что движение воздуха было резким, и в своем движении он увлек за собой пыль.

Следовательно, господа, я могу сказать, показывая вам эту жидкость: вот я взял эту каплю воды, полную элементов, которые необходимы для развития низших существ. Я жду, я наблюдаю, я спрашиваю, требую от нее, чтобы она начала свою основную созидательную работу. Но она молчит! Она молчит уже в течение нескольких лет, прошедших с момента начала этого опыта. И это потому, что я удалил из нее и удаляю до сих пор единственное, что не может создать человек; я удаляю из нее зародыши, носящиеся в воздухе, я удаляю из нее жизнь, так как жизнь – это зародыш, и зародыш – это жизнь! Никогда теория самопроизвольного зарождения не поднимется после того смертельного удара, который нанес ей этот простой опыт».

Пастер и Бернар наливали молоко в круглодонные колбы, после чего надевали на них длинное S-образное изогнутое горлышко. Затем в течение 20–30 минут они нагревали содержащееся в колбах молоко до 60–70 °С. После этого колбы охлаждали и оставляли на открытом воздухе. Несмотря на то, что сосуды оставались на открытом воздухе сколь угодно долго, молоко в них не портилось. Дело в том, что тонкая трубка изолировала содержимое колбы от внешнего воздуха, благодаря оседавшему на ее внутренних стенках водяному пару. Образовавшаяся в результате его конденсации влага играла роль фильтра, не пропускавшего бактерии из окружающего колбу воздуха. Однако стоило отломить горлышко, как вскоре в колбе начинали развиваться бактерии, и молоко скисало. Это убедительно доказывало, что микроорганизмы распространяются по воздуху, а не самозарождаются в молоке. Если воздух, попадающий в колбы со стерилизованным молоком, свободен от бактерий, то они в нем никогда не заведутся.

За решение вопроса о невозможности самозарождения живых организмов из неживой материи Французская академия наук в 1864 г. присудила Луи Пастеру специальную премию. Более того, способ предохранения продуктов питания от порчи, использованный Пастером в своем эксперименте, получил название «пастеризация».

В 1875–1876 гг. эксперименты Пастера повторил известный английский физик Джон Тиндаль. Он последовательно нагревал жидкости до 100–120 °С с промежутками в 24 часа, повторяя эту процедуру 3–4 раза. Это позволило избавиться от бактерий, споры которых выдерживали нагревание до 100 °С. Такой способ стерилизации был назван «тиндализацией».

Теория возникновения жизни на Земле. С глубокой древности и до нашего времени было высказано бессчетное количество гипотез о происхождении жизни на Земле. Все их многообразие сводится к двум взаимоисключающим точкам зрения. Сторонники теории биогенеза (от греч. «био» - жизнь и «генезис» - происхождение) полагали, что все живое происходит только от живого. Их противники защищали теорию абиогенеза («а» - лат.отрицательная приставка); они считали возможным происхождение живого из неживого.

Многие ученые средневековья допускали возможность самозарождения жизни. По их мнению, рыбы могли зарождаться из ила, черви из почвы, мыши из грязи, мухи из мяса и т.д.

Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач ФранческоРеди. Положив мясо в закрытый горшок, Ф.Реди показал, что в гнилом мясе личинки мясной мухи не само зарождаются. Сторонники теории самозарождения не сдавались, они утверждали, что самозарождение личинок не произошло по той лишь причине, что в закрытый горшок не поступал воздух. Тогда Ф.Реди поместил кусочки мяса в несколько глубоких сосудов. Часть из них оставил открытыми, а часть прикрыл кисеей. Через некоторое время в открытых сосудах мясо кишело личинками мух, тогда как в сосудах, прикрытых кисеей, в гнилом мясе никаких личинок не было.

В XVIII в. теорию самозарождения жизни продолжал защищать немецкий математик и философ Лейбниц. Он и его сторонники утверждали, что в живых организмах существует особая «жизненная сила». По мнению виталистов (от лат. «вита» - жизнь), «жизненная сила» присутствует всюду. Достаточно лишь вдохнуть ее, и неживое станет живым.

Микроскоп открыл людям микромир. Наблюдения показывали, что в плотно закрытой колбе с мясным бульоном или сенным настоем через некоторое время обнаруживаются микроорганизмы. Но стоило прокипятить мясной бульон в течение часа и запаять горлышко, как в запаянной колбе ничего не возникало. Виталисты выдвинули предположение, что длительное кипячение убивает «жизненную силу», которая не может проникнуть в запаянную колбу.

Споры между сторонниками абиогенеза и биогенеза продолжались и в XIX в. Даже Ламарк в 1809 г. писал о возможности самозарождения грибков.

Эксперимент Пастера. Французская Академия наук в 1859 г. назначила специальную премию за попытку осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении. Эту премию в 1862 году получил знаменитый французский ученый Луи Пастер. Пастер провел эксперимент, соперничавший по простоте со знаменитым опытом Реди. Он кипятил в колбе различные питательные среды, в которых могли развиваться микроорганизмы. При длительном кипячении в колбе погибали не только микроорганизмы, но и их споры. Помня об утверждении виталистов, что мифическая «жизненная сила» не может проникнуть в запаянную колбу, Пастер присоединил к ней S-образную трубку со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали на поверхности тонкой изогнутой трубки и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипяченная питательная среда оставалась стерильной, в ней не наблюдалось самозарождения микроорганизмов, хотя доступ воздуха (а с ним и пресловутой «жизненной силы») был обеспечен. Пастер своими опытами доказал невозможность самопроизвольного зарождения жизни. Представлениям о «жизненной силе» - витализму - был нанесен сокрушительный удар.

Абиогенный синтез органических веществ. Эксперимент Пастера продемонстрировал невозможность самопроизвольного зарождения жизни в обычных условиях.

Вопрос о возникновении жизни на нашей планете долгое время еще оставался открытым.

В 1924 г. известный биохимик академик А.И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в атмосфере Земли, которая 4-4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание А.И. Опарина оправдались. В 1955 г. американский исследователь С.Миллер, пропуская электрические разряды напряжением до 60000 В через смесь СН4, NH3, H2 и паров H2O под давлением в несколько паскалей при температуре +80°С, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот, в том числе глицин и аланин. Аминокислоты - это те «кирпичики», из которых построены молекулы белков. Поэтому экспериментальное доказательство возможности образования аминокислот и неорганических соединений - чрезвычайно важное указание на то, что первым шагом на пути возникновения жизни на Земле был абиогенный (небиологический) синтез органических веществ.

На этой странице искали:

в чём заключается смысл опытов ф реди
какие условия необходимы для возникновения живых организмов по мнению древнегреческих философов
какие условия необходимы для возникновения живых организмов по мнению
гипотеза вечности жизни
что вам известно о гипотезе вечности жизни

Приложение 7. (к ОДС).

Практическая работа №1 к

Заполни кроссворд:

Ответы: 1. креационизм 2. пробионты 3. анаэробы 4. коацерваты 5. Пастер 6. Реди

7. Опарин 8. Миллер 9. гетеротрофы

Практическая работа № 2 к теме «Происхождение и развитие жизни на Земле».

Задание «Затерянный мир»

Рассмотрите рисунки. Установите, в какие геологические эры могли существовать представители растительного и животного мира:

Практическая работа № 3 к теме «Происхождение и развитие жизни на Земле» .

Часть 1
При выполнении заданий А 1 – А 19 в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания поставьте знак «×» в клеточку, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.
А 1. Кто из названных ученых окончательно опроверг теорию самозарождения организмов?
1) Ч. Дарвин 2) Ж.Б.Ламарк 3) Л.Пастер
А 2. Суть теории самозарождения заключается в том, что она поддерживает идею:
1) возникновения живых организмов из неживых тел.
2) возникновения живого от живого.
3) создания живого высшими силами.
А 3. Убедительность опыта Пастера заключалась в том, что:
1) он преградил путь "жизненной силе", запаяв колбы с пита-тельной средой.
2) стерилизовал питательную среду и доказал, что в ней нет микроорганизмов.
3) доказал, что микроорганизмы могут быть занесены в пита-тельную среду только вместе с внешним воздухом.
А 4. Пастер доказал невозможность самозарождения организмов:
1) в течение всей истории Земли.
2) в настоящее время.
3) путем занесения жизни (спор, семян) из космоса.
А 5. Если два ученика спорят о путях возникновения жизни на Земле, и один отстаивает биогенный путь, а другой — абиогенный путь возникновения жизни, то кто из них прав?
1) оба правы 2) первый 3) второй
А 6. Если колбу с мясным бульоном, запаять и оставить на не-которое время в теплом месте, то в нем появятся микроор-ганизмы. Почему?
1) они зародились в бульоне, используя его как питательную среду для строительства собственного тела.
2) они проникли внутрь еще до запаивания колбы, а затем ста-ли размножаться в бульоне.
3) в бульоне есть некая "жизненная сила", способствующая развитию микроорганизмов.
А 7. В смеси Миллера содержались аммиак и метан. Почему эти вещества были необходимы для опыта?
1) он хотел доказать, что эти вещества содержались в составе первичной атмосферы Земли.
2) он хотел доказать невозможность зарождения жизни в пер-вичной атмосфере Земли.
3) он хотел доказать возможность синтеза органических соеди-нений в условиях первичной атмосферы Земли.
А 8. Какая реакция лежит в основе образования аммиака?
1) реакция углекислого газа с азотом.
2) реакция воды с азотом.
3) реакция водорода с азотом.
А 9. Одним из важнейших этапов возникновения жизни можно считать:
1) появление аминокислот.
2) появление углеводов.
3) появление нуклеиновых кислот.
4) появление липидов.
А 10. Согласно теории креационизма, жизнь:
1) существовала всегда

А 11. Согласно теории стационарного существования, жизнь:
1) существовала всегда
2) возникла неоднократно из неживого вещества
3) была создана сверхъестественным существом в определенное время
4) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам
А 12. Согласно теории самопроизвольного зарождения, жизнь:

3) была создана сверхъестественным существом в определенное время
4) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам
А 13. Согласно теории панспермии, жизнь:
1) возникла неоднократно из неживого вещества
2) занесена на нашу планету извне
3) была создана сверхъестественным существом в определенное время
4) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам
А 14. Впервые в 1668 г. доказал невозможность самопроизвольного зарождения жизни:

А 15. Окончательно в 1860 г. доказал невозможность появления живого из неживого (абиогенез) в современных условиях на Земле:
1) Ф.Реди 2) Л.Пастер 3) А.Левенгук 4) Л.Спалланцани
А 16. Главное предположение Л.Пастера в опытах с прокипяченным мясным бульоном, помещенным в колбу с S-образным горлышком, заключалось в том, что микроорганизмы:
1) погибают, попав в неблагоприятные условия
2) переносят неблагоприятные условия, образуя перед этим споры
3) образуются из спор, переносимых по воздуху
4) перестают размножаться, попав в неблагоприятные условия
А 17. Впервые в 1924 г. высказал предположение об абиогенном происхождении органических веществ на Земле и сформулировал коацерватную гипотезу:
1) Дж.Холдейн 2) А.Опарин 3) С.Миллер 4) Дж.Бернал
А 18. Лабораторный синтез органических веществ из неорганических осуществили в 1953 г.:
1) С.Миллер, Г.Юри 2) А.Опарин, Дж.Холдейн 3) С.Фокс, С.Миллер 4) Дж.Холдейн, Г.Юри
А 19. Самопроизвольное зарождение жизни на Земле в наше время представляется маловероятным, потому что:
1) на Земле слишком мало действующих вулканов
2) не хватает ультрафиолетового излучения, чтобы обеспечить процесс энергией
3) электрическая активность атмосферы является недостаточной для синтеза соединений
4)если бы и образовались какие-либо химические соединения, из которых могла бы возникнуть жизнь, то они мгновенно были бы окислены или поглощены существующими организмами.

Приложение 8 (к ОДС).

Зачетная работа.

← предыдущая13следующая →

Смотреть полностью

Владислав зубок неудавшаяся империя советский Союз в холодной войне от Сталина до Горбачева Москва 2011

Документ

… на окружающий мир сквозь призму представлений , сформиро … жизни , который первоначально … . Противоположный взгляд на ту же проблему см.: ТаубкинД … возникновение , развитие , исторический финал / Под ред. Ю. Н. Афанасьева. М, 1997. Т. 2. С. 560, 562. Заключение На …
Ирина Владимировна Лукьянова Корней Чуковский

Документ

… развитии », … сформировала … проблем … Первоначально перед студией действительно стояла задача … возникновение … учащие и учащиеся … различны . Единственное общее у нас – да и то на самый поверхностный взгляд … жизни на земле , не срослось еще намертво с представлением …
Нюрнбергский процесс сборник материалов в 8-ми тома) том

Литература

… Первоначально одной из основ-ных функций гестапо являлось предотвращение возникновения … различных областях национальной жизни … На основании представленных доказательств можно счи-тать доказанным, что цели, задачи … сформированы … наших взглядах » на тот …
Игорь Анатольевич Дамаскин

Документ

… на различные …

на развитие … на совместном заседании сформировали её задачи … что возникновение … на земле жизнь Мата Хари продолжилась на … капеллой» первоначально именовалась … М. Суслов на представлении КГБ … союз учащихся . … первого взгляда и на всю жизнь . … проблем . …
В. Б. Боброва Общая редакция и вступительная статья

Документ

… различных периодов в истории развития … на Земле … на структуре потребления, и на объеме сбережений, и на взглядах на … учащихся … на первоначальную … . Задача коммуникатора ¾ сформировать убежденность … мере возникновения новых проблем и … на представлениях о хорошей жизни …
М. Л. Журавин 4; 10. 3; 10. 4 совместно с О. В. Загрядской; 10. 5; 10. 6 совместно

Документ

… Возникновение … землей … образа жизни , развития у … взглядов на возможность развития … проблему … учащимися , сообще-нием задач урока, внешним видом и поведением перед строем, умением пользоваться различными … -но, первоначально в Москве … сформировать представление …

Другие похожие документы..

Согласно теории креационизма , жизнь возникла под воздейст-вием каких-то сверхъестественных сил. Поскольку наука изучает только те явления, которые может наблюдать и проверять сама, она не может как признать, так и опровергнуть теорию креационизма.

Представления о самозарождении жизни были широко распро-странены ещё в Древнем Китае , Вавилоне и Древнем Египте . Аристотель также был сторонником этого предположения.

До второй половины XVII в. существовали представления, согласно которым живые организмы могут возникать не только от своих предков биогенным путём, но и при благоприятных условиях — из неорганических веществ абиогенным путём. Напри-мер, были широко распространены мифические представления о том, что крокодилы могут возникать из ила, львы и тигры — из камней пустыни , мыши — из грязной одежды (рис. 53).

Опыт Франческо Реди

В 1688 г. итальянский учёный Ф. Реди доказал на опыте невозможность самозарождения жизни. Он оставил открытыми отдельные сосуды с мясом, а остальные закрыл марлей (рис. 54).

В сосудах, закрытых марлей, личинок мух не было, а на мясе в открытых сосудах их возникло бесчисленное множество. Таким образом, с помощью простого опыта было доказано, что личинки мух не могут самозародиться на гнилом мясе, а появляются из отложенных мухами яиц . Ф. Реди на опыте доказал, что в настоящее время жизнь может развиться биогенным путём только из существующих жизненных форм.

Опыт Луи Пастера

В середине XIX в. французский учёный Луи Пастер также доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.

Он подвергал длительному кипячению в колбе с открытым горлышком питательную среду , в которой могли размножаться микроорганизмы. Через несколько дней в колбе наблюдалось размножение микроорганизмов (в результате попадания в неё бактерий и их спор). В следующем опыте, чтобы микроорганизмы и их споры не могли проникнуть в содержимое колбы извне, на её горлышко он насадил тонкую S-образную стеклянную трубочку (рис. 55). В результате микроорганизмы и их споры оседали в изгибах трубочки и не могли проникнуть внутрь колбы. Микроорганизмы и их споры, находившиеся в содержимом колбы, погибали при длительном кипячении, жидкость оставалась стерильной, и в ней не появлялись микроорганизмы.

Опыты Пастера имели огромное практическое значение, так как открыли возможности для консервации пищевых продуктов, пастеризации молочных продуктов, стерилизации ран и хирургических инструментов в медицине.

Согласно теории панспермии , жизнь существует вечно и кочует от планеты к планете. Сторонниками этой теории были знаменитый шведский физик, лауреат Нобелевской премии С. Аррениус, украинский учёный В. И. Вернадский, известный американский биофизик и генетик, лауреат Нобелевской премии Ф. Крик и др. По мнению этих учёных, жизнь изначально появилась не на Земле, а возникла на одной из планет и была занесена на Землю вместе с метеоритом или под воздействием световых лучей и при благоприятных условиях развилась от простых организмов к сложным. Исследования, проведённые в космосе российскими и американскими космо-навтами, не дали положительных данных о наличии «жизненных частиц» в границах Солнечной системы . Ни в космосе, ни в почве , доставленной с Луны , ни в метеоритах до сих пор не найдены споры бактерий или иные убедительные «жизненные частицы». Материал с сайта

Американским учёным удалось создать в лаборатории искусст-венные условия планеты Марс . В этих условиях путём воздействия на смесь водяных паров, метана, аммиака и оксидов углерода ультрафиолетовыми лучами при наличии почвы и пылевидного стекла они получили простые органические соединения. Однако в связи с отсутствием в атмосфере Марса свободного азота синтез аминокислот в этих условиях невозможен. По мнению американского учёного Ф. Крика, жизнь была сознательно занесена на Землю с планет другой космической системы. Однако фактов, подтверждаю-щих или опровергающих подобные взгляды, недостаточно. Таким образом, теория панспермии также не решила проблему возникновения жизни . Даже если признать, что жизнь зародилась за предела-ми Земли и только потом попала на неё, все же остаётся неизвестным, каким путём она возникла в другом месте.

Теория биохимической эволюции жизни начала формироваться в 20-30-х годах XX в. Согласно этой теории, климатические условия Земли на начальных этапах её развития сильно отличались от современных. В этих условиях, прежде всего абиогенным путём, синтезировались простые органические соединения, которые, постепенно усложняясь в результате химической эволюции, прев-ращались в простейшие жизненные формы. После этого началась

Другим известным членом академии Чименто стал арстинец Франческо Реди (1626--1698), который выступил с решительной критикой теории самозарождения. В работе "Опыты о размножении насекомых " Реди пишет: "По мнению древних и современных ученых, всякий гниющий и разлагающийся труп или грязь иного рода порождает червей; поэтому я, решив выяснить истину, в начале июня попросил умертвить трех змей из тех, которых называют змеями Эскулапа; мертвых их я поместил в открытый ящик, с тем, чтобы они там разлагались; прошло немного времени, и я увидел, что они все покрыты червями конусной формы без единой ноги, насколько можно было увидеть глазами, и эти черви, пожирая мясо, росли на глазах". Тем самым Реди словно бы подтверждает теорию самозарождения. Но далее он пишет, что, повторяя эксперимент, он "почти всегда видел на мясе, рыбе и вокруг... не только червей, но и личинки, из которых выводятся черви. Эти личинки появлялись из испражнений мух, оставляемых на рыбе или мясе. Это уже было отмечено и составителями словаря нашей Академии, и охотниками на диких зверей, и мясниками, и домохозяйками, которые, чтобы предохранить летом мясо от всякой дряни, кладут его под сетку от мух или покрывают куском белой ткани.

Великий Гомер в девятнадцатой книге «Илиады» описывает опасения Ахилла, когда он собирался отомстить Гектору за смерть друга: как бы мухи не развели червей в ранах мертвого Патрокла... И сердобольная мать пообещала ему, что с божьей помощью она не допустит к телу Патрокла полчища несущих нечистоты мух; и вопреки законам природы она сохранит его целым и невредимым в течение года... Вот почему, -- продолжает Реди, -- я начал сомневаться и думать, не из яиц ли мух появляются черви, а не из самого прогнившего мяса; и я тем более утверждался в своем мнении, когда во всех своих опытах видел, что на мясо, прежде чем оно покрывалось червями, всегда садились такие же мухи, которые потом рождались. Но сомнение было бы бесплодным, если бы не подтверждалось опытом. Поэтому в июле я положил в четыре фляги с широким горлом змею, несколько речных рыб. несколько угрей из р. Арно и кусок телятины; затем, закрыв, как следует, горлышки бумагой, перевязал веревкой и запечатал, я положил в другие такие же фляги те же предметы и оставил горлышки открытыми; прошло совсем немного времени, и рыбы и мясо в открытых флягах покрылись червями, и видно было, как в эти сосуды свободно влетали мухи. Но в закрытых флягах я не увидел ни одного червя, хотя прошло много месяцев с того дня, когда туда были положены рыбы и мясо; но снаружи я несколько раз находил на бумаге испражнения мух или червяка, которые всячески пытались найти какую-нибудь дырочку, чтобы проникнуть внутрь и полакомиться".

Франческо Реди (Francesco Redi , (18.02.1626, Ареццо - 01.03.1698, Пиза) - итальянский зоолог, врач, поэт, литератор, лингвист, историк, знаток различных областей естествознания, остроумный экспериментатор.

Франческо Реди

Биография

В городе Пиза изучал философию и медицину. Вернувшись в Ареццо, за свои заслуги в области исследования природы получил назначение на должность домашнего врача от Тосканского принца Фердинанда II, а также членство в Academia del cimento, также Реди являлся главным фармацевтом герцогства. Реди основательно изучил все труды по анатомии и физиологии, которые были известны до него.

Печатные труды

Принимал участие в составлении словаря «Academia della Crusca». Все его оригинальные печатные труды вышли во Флоренции в 1664-90 г. (7 томов) и Венеции в 1712-28 г. (7 томов). Самые известные:

«Опыты о размножении насекомых» (1668 г.)
«Наблюдения над животными, живущими в живых же животных» (1684 г.)

Обе книги были непосредственно связаны с обсуждением возможности самопроизвольного зарождения организмов. Реди также написал ряд трудов по медицине, опубликовал книгу о действии змеиного яда.

Эксперимент

При опытах с действием змеиного яда; доказал, что яд гадюки безвреден, если его проглотить.

Окончательное опровержение этой теории дал французский биолог Луи Пастер (1822 – 1895). Чтобы доказать, что кипячение не убивает «жизненную силу», он приготовил крепкий мясной бульон и оставил его в открытой колбе. Через некоторое время, несмотря на предварительное кипячение, в бульоне было обнаружено множество бактерий.

Вторую часть эксперимента осуществить оказалось гораздо сложнее. Чтобы доказать, что воздух не может инициировать зарождение микробов, необходимо было обеспечить его доступ к стерилизованному бульону, но при этом исключить возможность попадания туда микроорганизмов. Идею проведения такого опыта Пастеру подсказал химик Антуан Баляр (1802 – 1876). Наполнив колбу бульоном и прокипятив, они нагрели горлышко колбы и вытянули его в виде тонкой трубки с двумя изгибами. В результате, микробы вместе с частицами пыли попасть в бульон не могли, оседая на изгибах трубки, а воздух проходил в сосуд совершенно свободно. Результаты эксперимента оказались блестящими: ни через неделю, ни через месяц, ни через год в колбе не появилось ни одного микроба.

Таким образом, на смену теории самозарождения жизни пришла идея о биогенном характере организмов, согласно которой живое возникает только из живого, образуя бесконечную цепочку смены поколений. В связи с этим закономерно возник следующий вопрос: как началась эта цепочка, т.е. какие организмы были первыми и откуда они появились? Чтобы ответить на него, необходимо сначала обратиться к молекулярной структуре живых организмов.

Молекулярная структура живых организмов

Ткани живой материи, и соответственно молекулы, которые их составляют, принято называть органическими (в отличие от неорганической, т.е. неживой природы). Такое разделение впервые ввел шведский химик Якоб Берцелиус (1779 – 1848). Главными органическими соединениями являются белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Белки – высокомолекулярные органические соединения, образующиеся в результате полимеризации аминокислот и образования полипептидной цепочки. Полимеризация – это образование большой молекулы (полимера) в результате объединения значительного числа простых звеньев (мономеров). Аминокислоты проявляют свойства кислот и оснований. Известно около 150 аминокислот, из которых 26 (чаще всего 20) входят в состав белков. Каждый белок имеет строго заданную последовательность аминокислот.

В организмах белки выступают в качестве ферментов, строительного материала, гормонов, выполняют защитные функции. Ферменты – катализаторы химических процессов, т.е. вещества, ускоряющие ход химических реакций.

Углеводы – органические соединения, содержащие углерод, водород и кислород. Простые углеводы (сахара) называются моносахаридами. Из них строятся полимерные цепочки сложных углеводов – полисахаридов. В отличие от белков, все звенья молекулы полисахарида одинаковые. Полисахариды выполняют строительную функцию (например, целлюлоза, составляющая оболочки растительных клеток) и энергетическую функцию, которая обусловлена накоплением энергии в клетке (например, крахмал у растений и гликоген у животных).

Липиды – жиры и жироподобные вещества. Они не являются полимерами, хотя часто имеют крупные размеры молекул и служат энергетическим резервом организма (при их расщеплении до углекислого газа и воды выделяется энергия), участвуют в передаче нервного импульса, выполняют защитные функции в качестве водоотталкивающего и теплоизоляционного покрытия.

Нуклеиновые кислоты – сложные органические соединения, полимеры. Они выполняют роль хранения и передачи наследственной информации. Бывают двух типов: ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота и РНК – рибонуклеиновая кислота.

Несмотря на значительное разнообразие органических молекул, их состав преимущественно определяется небольшим числом химических элементов. Это: углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Остальные химические элементы реже встречаются в живых тканях или совсем отсутствуют. Сложное строение и большие размеры органических молекул, т.е. их макромолекулярная организация, обусловлены, прежде всего, способностью атомов углерода образовывать длинные и ветвящиеся цепочки, называемые углеродным скелетом. Кроме того, водород, углерод, кислород и азот имеют валентность соответственно равную 1, 2, 3 и 4, благодаря чему они способны образовывать ковалентную связь в различных сочетаниях между собой. Этим обусловлено многообразие органических соединений в природе.

Важно подчеркнуть, что перечисленные выше элементы, образующие органические соединения, входят в состав и разнообразных неорганических веществ, поэтому отличия живой материи от неживой обусловлены не столько характером образующих ее элементов, сколько спецификой их организации. Отдельно взятые органические молекулы еще не являются «живыми», свойства живых систем реализуются, начиная с клеточного уровня, поэтому клетка считается структурной и функциональной единицей живой материи.

Клетка

Основное вещество клетки – белки. Их молекулы обычно содержат несколько сот аминокислот и состоят из главной и боковой цепей. У всех живых видов имеются свои особые белки, определяемые генетическим аппаратом. Собственно, клетка и нужна для аппарата воспроизводства, который находится в ее ядре. Без клетки генетический аппарат не мог бы существовать.

Если в клетку попадут вредные для организма бактерии и другие инородные тела, то с ними вступает в бой иммунная система – блуждающие клетки. У низших животных они играют роль пищеварительных органов, а у высших животных их значение заключается именно в защите специфического строения данного организма.

О размерах клетки свидетельствует такая аналогия. Если увеличить человека до размеров Великобритании, то одна клетка будет примерно такой же величины, как фабричное здание. Сопоставление клетки с фабрикой не случайно. Любой живой организм можно уподобить гигантской фабрике, на которой производится множество разнообразных химических продуктов. На ней производится и энергия, приводящая в движение всю фабрику. Более того, она может воспроизводить самое себя, что для обычных фабрик совершенно невозможно.

Попадающие в организм белки расщепляются на аминокислоты, которые затем используются для построения собственных белков. Нуклеиновые кислоты создают ферменты, управляющие реакциями. Например, для одного процесса брожения нужна дюжина ферментов, каждый из которых управляет одной реакцией и действует только на строго определенный вид молекул. Все ферменты – белки. Фермент похож на дирижера, который играет всегда со своим оркестром. В каждой клетке несколько тысяч «дирижеров-ферментов».

Эксперименты реди и пастера. Теории происхождения жизни Работы ф реди и л пастера значение

На этой странице искали:

Владислав зубок неудавшаяся империя советский Союз в холодной войне от Сталина до Горбачева Москва 2011

Ирина Владимировна Лукьянова Корней Чуковский

Нюрнбергский процесс сборник материалов в 8-ми тома) том

Игорь Анатольевич Дамаскин

В. Б. Боброва Общая редакция и вступительная статья