Čo je abiogenéza? Essence hypotézy, priaznivcov koncepcie a experimentov

Tento článok poskytuje definíciu pojmu "abogenéza" a považujú sa za dôkazy potvrdzujúce túto teóriu. Budeme tiež diskutovať o začiatku pôdy a príležitostí pre vznik prvého života na planéte s čisto vedeckým názorom.

Definícia

Ako vznikol život na Zemi? Keď to všetko začalo? . Vieme, že vek Zeme je asi 4,5 miliardy rokov, a že prvé baktérie už bývali na našich planétach viac ako 3,5 miliardy rokoch. Teória evolúcie nám dáva vysvetlenie toho, ako sa život začal s jednobunkovými baktériami a šíri sa na milióny živočíšnych druhov, rastlín, húb a baktérií. Ale odkiaľ pochádza prvá živá klietka?

Abiogenéza je vedecká teória, ktorá tvrdí, že život na Zemi sa v tom čase objavil spontánne kvôli existujúcim podmienkam. Inými slovami, živá záležitosť vznikla z neživých.

Abiogenéza naznačuje, že prvé vytvorené formy života boli veľmi primitívne a postupne sa stali zložitejšie. Biogenesis, v ktorej živote vzniká v dôsledku reprodukcie iného života, pravdepodobne predchádzajúca abogenéza, ktorá sa stala nemožnou, keď atmosféra Zeme prijala svoje súčasné zloženie.

Skorý pozemok

.

Ako tak vznikol život za týchto podmienok? Táto téma sa zaujímala o mnoho vedcov, ktorí chceli nájsť spoľahlivú odpoveď na takú dôležitú otázku.

Teória Oparína - Hladina

V 20. rokoch minulého storočia, britský vedec Harden, John Burdeon Sanderson a ruský biochemista Alexander Oparít, nezávisle predložil podobné nápady týkajúce sa podmienok potrebných na vznik života na Zemi. Obaja verili, že organické molekuly môžu byť vytvorené z abiogénnych materiálov v prítomnosti vonkajšieho zdroja energie (napríklad ultrafialové žiarenie) a že primitívna atmosféra bola s veľmi nízkym množstvom voľného kyslíka a obsiahnutého amoniaku, vodnej pary, vodíka a metán.

Obaja tiež podozrivé, že prvé formy života sa objavili v teplom primitívom a boli heterotrofické (prijímať vopred vytvorené živiny zo zlúčenín existujúcich na začiatku pôdy) a nie autotrofické (syntetizujúce živiny z slnečného žiarenia alebo anorganických látok).

Oparín veril, že život vznikol z Coacvatov, mikroskopické spontánne vytvorené sférické jednotky lipidových molekúl, ktoré sú držané na úkor elektrostatických síl a môžu byť predchodcami buniek. Práca Oparína s Coacervati potvrdili, že enzýmy podkladia biochemické metabolické reakcie fungujú efektívnejšie, keď sú obsiahnuté v membránových oblastiach, než keď sú zadarmo vo vodných roztokoch.

Hladina, neznámy s Koacevati Oparítom, veril, že prvé organické molekuly sa najprv vytvoria, a v prítomnosti ultrafialového svetla sa stávajú zložitejšie, v konečnom dôsledku tvoriace bunky. Myšlienky Hladia a Oparínu tvorili základ mnohých štúdií abiogenézy, ktoré sa konali v nasledujúcich desaťročiach.

Miller Experiment - Yuri

V roku 1953 americkí chemikov Harold Clayton Yuri a Stanley Miller skontrolovali teóriu Oparína - Holdane. Vo svojom experimente používali zariadenie s bankou naplnenou vodou a chemikáliami, ktoré boli považované za existované na začiatku pôdy. Vedci zistili, že tieto chemikálie za určitých podmienok spontánne tvoria organické molekuly. Experiment predpokladá, že organické molekuly sa môžu spontánne formovať na mladé krajiny, stávajú sa základom vzniku prvej živých bytostí.

Niektorí vedci sa domnievajú, že podmienky experimentu Miller - ICI nezodpovedali skutočným, ale nasledujúcim experimentom s modifikovanou atmosférou ukázali podobné výsledky spontánnej tvorby aminokyselín, lipidov a nukleotidov.

Najprv prišla RNA

Po mnoho rokov vedci tvrdili, že je dôležitejšia - DNA alebo RNA. DNA slúži ako hlavné prostriedky na ukladanie genetických informácií. RNA je ribonukleová kyselina, ktorá môže pôsobiť ako genetická knižnica a katalyzovať reakcie. Táto schopnosť robí RNA ideálnym kandidátom na vznik prvého života na Zemi.

Odkiaľ pochádza RNA? Môže RNA spontánne formovať? Po prvé, zvážte štruktúru RNA pozostávajúcej zo štyroch nukleotidových dôvodov:

1. Ademen
2. Guanian
3. Cytozín
4. Uracil

Tieto štyri nukleotidy sú stavebné bloky RNA. Ak sa môžu syntetizovať spontánne v podmienkach skorého pozemku, potom bude možné vyriešiť väčšinu puzzle, ako vznikol život. A teraz sa nedávno zistilo, že niektoré molekuly môžu skutočne vytvoriť všetky štyri nukleotidy v prítomnosti ultrafialového žiarenia alebo slnečného žiarenia.

Prvé bunky

Takže, ak môžu byť spontánne vytvorené organické molekuly a RNA, potom ako bunky? Ako vytvoriť bunkové membrány?

Lipidy sú molekuly, ktoré tvoria vrstvu bunkovej membrány. Ako sa ukázalo, že z experimentu Miller - Yuri, lipidy môžu byť spontánne vytvorené za určitých atmosférických podmienok. Majú hydrofilnú a hydrofóbnu stranu. Kým hydrofilná strana môže interagovať s vodou, hydrofóbna strana nie je, a preto tvoria klastre vo vode. Hydrofilná strana je otočená smerom von a hydrofóbna - vnútri. Vyzerá to, že olej v lavovom pruhu nie je nikdy zmiešaný s kvapalinou.

. To zabraňuje prechodu vody medzi nimi a tvorí bunkovú membránu. Voda z bunky nevychádza, a voda mimo bunky nepreniknutí vnútri. Kvôli lipidovej štruktúre môže byť spontánne zhromaždené v dvojvrstvovom v prítomnosti vody. Vedieť to všetko, možno predpokladať, že niektoré z prvých štruktúr RNA boli uzavreté v primitívnej bunke pozostávajúcej z lipidovej dvojvrstvy naplnenej vodou, anorganickými a organickými molekulami. Tieto primitívne bunky potom vznikli prvej živej bunky.

Iná hypotéza

Hoci vedecké dôkazy o abiogenéze sú autoritatívnou vedeckou teóriou, niektorí vedci formulovali iné hypotézy vysvetliť pôvod života na Zemi. Jedným z takýchto hypotéz je PANXERMIA, ktorá tvrdí, že život prišiel na zem z vesmíru, a preto vznikol v iných častiach galaxie. To je zaujímavá hypotéza, ale je ťažké ho skontrolovať.

Zhrnutie

Teória abogenézy hovorí, že život pôvodne vznikol za určitých podmienok z neživej záležitosti. Ako prišli vedci k tejto hypotéze? Experimenty ukazujú, že organické molekuly, nukleotidy a bunkové membrány môžu spontánne formovať v podmienkach podobných skorému pozemku. RNA je nukleová kyselina, ktorá môže pôsobiť ako genetická knižnica a katalyzovať reakciu, takže je pravdepodobné, že prvý život na Zemi bol schopný fungovať výlučne RNA. Pre milióny rokov tieto molekuly RNA vyvinuli nové katalytické schopnosti a nakoniec sa zmenili na komplexné bunky, ktoré dnes poznáme.