Co to jest abiogeneza? Istota hipotezy, zwolenników koncepcji i eksperymentów

Ten artykuł daje definicję terminu "Atogeneza" i są uważane za dowody potwierdzające tę teorię. Omówimy również wczesną ziemię i możliwości pojawienia się pierwszego życia na planecie z czysto naukowym punktem widzenia.

Definicja

Jak powstała życie na ziemi? Kiedy wszystko się zaczęło? Te pytania pozostały tajemnicą w tysiącleciu historii ludzkiej. Wiemy, że wiek Ziemi wynosi około 4,5 miliarda lat, a pierwsze bakterie mieszkają już na naszych planetach ponad 3,5 miliarda lat temu. Teoria Evolution daje nam wyjaśnienie, w jaki sposób życie rozpoczęło się od bakterii jednokomórkowych i rozprzestrzenił się milionom gatunków zwierząt, roślin, grzybów i bakterii. Ale skąd pochodzi pierwsza klatka na żywo?

Abiogeneza jest teorią naukową, która twierdzi, że życie na ziemi pojawił się naturalnie spontanicznie z powodu istniejących warunków w tym czasie. Innymi słowy, live materia powstała z nieożywionych.

Abiogeneza sugeruje, że pierwsze formy życia były bardzo prymitywne i stopniowo stawało się bardziej skomplikowane. Biogenezy, w którym powstaje życie w wyniku reprodukcji innego życia, przypuszczalnie poprzedzoną atogeneza, która stała się niemożliwa, gdy atmosfera Ziemi przyjęła obecną kompozycję.

Wczesna ziemia

Wyobraź sobie martwa ziemia: stałe erupcje wulkaniczne, potężne burze, wrzący oceany, częste trzęsienia ziemi i atmosfera o wysokim poziomie toksycznych gazów.

Jak więc życie powstało w tych warunkach? Ten temat był zainteresowany wieloma naukowcami, którzy chcieli znaleźć wiarygodną odpowiedź na takie ważne pytanie.

Teoria Oparin - Holdane

W latach dwudziestych ubiegłego wieku, brytyjski naukowiec Holdane, John Burdeon Sanderson i rosyjski biochemik Aleksander Oparin, niezależnie przedstawił podobne pomysły dotyczące warunków niezbędnych do pojawienia się życia na Ziemi. Oboje uważali, że cząsteczki organiczne mogą być utworzone z materiałów Abiogennych w obecności zewnętrznego źródła energii (na przykład promieniowanie ultrafioletowe), i że prymitywna atmosfera była o bardzo niskiej ilości wolnego tlenu i zawierała amoniak, pary wodny, wodór i metan.

Oba podejrzewali, że pierwsze formy życia pojawiły się w ciepłym prymitywnym oceanie i były heterotroficzne (otrzymujące wstępnie utworzone składniki odżywcze z związków istniejących na wczesnej ziemi), a nie autotroficznych (syntezy składników odżywczych z Sunlights Sunlight lub substancji nieorganicznych).

Oparin uważał, że życie pochodzi z CoaCervatova, mikroskopowa spontanicznie utworzyła sferyczne jednostki cząsteczek lipidów, które są utrzymywane na koszt sił elektrostatycznych i były poprzednikami komórek. Praca Oparina z CoaCervati potwierdziła, że ​​enzymy leżące u podstaw biochemicznych reakcji metabolicznych funkcjonują skuteczniej, gdy są one zawarte w obszarach związanych z membranami, niż gdy są wolne w roztworach wodnych.

Holdane, nieznany z Koacevati Oparin, uważa, że ​​pierwsze cząsteczki organiczne są najpierw utworzone, aw obecności światła ultrafioletowego stają się coraz bardziej złożone, ostatecznie tworzące komórki. Pomysły Holdane i Oparin utworzyły podstawę wielu badań Abiiogenezy w następnych dziesięcioleciach.

Miller Experiment - Yuri

W 1953 r. Amerykańscy chemicy Harold Clayton Yuri i Stanley Miller sprawdzili teorię Oparin - Holdane. W swoim eksperymencie używali urządzenia z kolby wypełnioną wodą i chemikaliami, które uważano, że istnieje na wczesnej ziemi. Naukowcy odkryli, że substancje chemiczne w pewnych warunkach spontanicznie tworzą cząsteczki organiczne. Eksperyment zakłada, że ​​cząsteczki organiczne mogą spontanicznie formować na młodej ziemi, stając się podstawą do pojawienia się pierwszych żywych istot.

Niektórzy naukowcy uważają, że warunki eksperymentu Millera - ICI nie odpowiadały rzeczywistym, ale kolejne eksperymenty ze zmodyfikowaną atmosferą wykazały podobne wyniki spontanicznych tworzenia aminokwasów, lipidów i nukleotydów.

RNA przyszedł pierwszy

Przez wiele lat naukowcy twierdzili, że jest to ważniejsze - DNA lub RNA. DNA służy jako główne środki przechowywania informacji genetycznych. RNA jest kwasem rybonukleinowym, który może działać jako biblioteka genetyczna i reakcje katalizowe. Ta umiejętność czyni RNA przez idealnego kandydata do pojawienia się pierwszego życia na ziemi.

Skąd pochodzi RNA? Może RNA spontanicznie? Najpierw rozważ strukturę RNA składającą się z czterech terenów nukleotydowych:

1. Adenin
2. Guanian
3. Cytozina
4. Uracyl

Te cztery nukleotydy budują bloki RNA. Jeśli można je zsyntetyzować spontanicznie w warunkach wczesnej ziemi, to będzie możliwe, aby rozwiązać większość układanki na temat tego, jak powstała życie. A teraz został niedawno stwierdził, że niektóre cząsteczki mogą naprawdę tworzyć wszystkie cztery nukleotydy w obecności promieniowania ultrafioletowego lub światła słonecznego.

Pierwsze komórki

Tak więc, jeśli cząsteczki organiczne i RNA mogą być spontanicznie uformowane, a potem o komórkach? Jak tworzyć membrany komórkowe?

Lipidy są cząsteczkami, które tworzą warstwę membrany komórkowej. Ponieważ stało się jasne z eksperymentu Millera - Yuri, lipidy mogą być spontanicznie utworzone w pewnych warunkach atmosferycznych. Mają hydrofilową i hydrofobową stronę. Podczas gdy strona hydrofilowa może wchodzić w interakcję z wodą, strona hydrofobowa nie jest i dlatego tworzą klastry w wodzie. Strona hydrofilowa jest obrócona na zewnątrz i hydrofobowa - wewnątrz. Wygląda na to, że olej na Lava Lane Lane nigdy nie mieszano z płynem.

W lipidu cząsteczki są zorientowane w taki sposób, że ich części polarne są skierowane w kierunku fazy wodnej i tworzą dwie boki hydrofilowe, a nie polarne "odpady" tworzą hydrofobikę wewnątrz billem. Zapobiega to przejściu wody między nimi i tworzy membranę komórkową. Woda z komórki nie wychodzi, a woda na zewnątrz komórki nie przenika w środku. Ze względu na strukturę lipidów może być spontanicznie zebrany w dwuwarstwie w obecności wody. Znając to wszystko, można założyć, że niektóre z pierwszych struktur RNA zostały zamknięte w prymitywnej komórce składającej się z dwuwarstwę lipidową wypełnioną wodą, nieorganicznymi i organicznie cząsteczkami. Te prymitywne komórki doprowadziły do ​​pierwszych żywych komórek.

Inna hipoteza

Chociaż naukowe dowody abiogenezy są autorytatywną teorią naukową, niektórzy naukowcy sformułowali inne hipotezy, aby wyjaśnić pochodzenie życia na ziemi. Jednym z takich hipotezów jest panxermia, która twierdzi, że życie przybyło na ziemię z przestrzeni, a zatem powstała w innych częściach galaktyki. Jest to interesująca hipoteza, ale trudno to sprawdzić.

Zreasumowanie

Teoria Abogenezy mówi, że życie pierwotnie powstało w pewnych warunkach z sytuacji nieożywionej. Jak naukowcy przyszli do tej hipotezy? Eksperymenty pokazują, że cząsteczki organiczne, nukleotydy RNA i membrany komórkowe mogą spontanicznie tworzyć w warunkach podobnych do wczesnej ziemi. RNA jest kwasem nukleinowym, który może działać jako biblioteka genetyczna i katalizować reakcję, dzięki czemu jest prawdopodobne, że pierwsze życie na Ziemi mogło funkcjonować wyłącznie z RNA. Za miliony lat te cząsteczki RNA opracowały nowe zdolności katalityczne, a ostatecznie zamieniły się w złożone komórki, które znamy dzisiaj.