Što je abiogeneza? Suština hipoteze, navijača koncepta i eksperimenata

Ovaj članak daje definiciju pojam "abogeneza" i smatraju se dokazima koji potvrđuju ovu teoriju. Također ćemo razgovarati o ranoj zemlji i mogućnostima za pojavu prvog života na planeti s čisto znanstvenim stajalištem.

Definicija

Kako je bio život nastao na zemlji? Kad je sve počelo? Ta su pitanja ostala misterija u odnosu na tisućljeću ljudske povijesti. Znamo da je dob Zemlje oko 4,5 milijardi godina, a da su prve bakterije već prebivali na našim planetima prije više od 3,5 milijardi godina. Teorija evolucije daje nam objašnjenje kako je život počeo s bakterijama s jednim ćelima i proširiti na milijune životinjskih vrsta, biljaka, gljiva i bakterija. Ali odakle je došao prvi živi kavez?

Abiogeneza je znanstvena teorija koja tvrdi da se život na zemlji pojavio spontano prirodno zbog postojećih uvjeta u to vrijeme. Drugim riječima, živo biće nastalo iz nežive.

Abiogeneze sugerira da su prvi stvoreni oblici života bili vrlo primitivni i postupno postali složeniji. Biogeneza, u kojoj život nastaje kao rezultat reprodukcije drugog života, vjerojatno prethođenu abogenezu, koja je postala nemoguća kada je atmosfera Zemlje prihvatila svoj trenutni sastav.

Rano zemljište

Zamislite beživotnu zemlju: konstantne vulkanske erupcije, snažne oluje, kuhanje oceana, česte potrese i atmosferu s visokim razinama otrovnih plinova.

Kako je život nastao pod tim uvjetima? Ova tema je bila zainteresirana za mnoge znanstvenike koji su željeli pronaći pouzdan odgovor na tako važno pitanje.

Oparin teorija - Holdane

U 20-ih godina prošlog stoljeća, britanski znanstvenik Holdane, John Burdeon Sanderson i ruski biokemičar Alexander Oparin, samostalno iznijeli slične ideje o uvjetima potrebnim za pojavu života na Zemlji. Obojica su smatrali da se organske molekule mogu formirati iz abiogenih materijala u prisutnosti vanjskog izvora energije (na primjer, ultraljubičasto zračenje) i da je primitivna atmosfera bila s vrlo niskom količinom slobodnog kisika i sadržavala je amonijak, vodenu paru, vodik i metan.

Oboje su također sumnjali da su se prvi oblici života pojavili u toplom primitivnom oceanu i bili heterotrofični (primaju unaprijed formirane hranjive tvari iz spojeva koji postoje na ranoj zemlji), a ne autotrofični (sintetizirajući hranjive tvari od sunčeve svjetlosti ili anorganskih tvari).

Oparin je vjerovao da je život nastao iz Coacratov, mikroskopske spontano formirao sferne jedinice lipidnih molekula, koje se drže zajedno na štetu elektrostatskih sila i mogu biti prethodnici stanica. Oparin rad s Coacrtinima potvrdio je da enzimi temeljne biokemijske metaboličke reakcije učinkovitije funkcioniraju kada se nalaze u membrani vezanim područjima nego kada su slobodni u vodenim otopinama.

Holdane, nepoznato s Koacevati Oparin, vjeruje da se prvo oblikovale prve organske molekule, a u prisutnosti ultraljubičastog svjetla postaju sve složenije, u konačnici formiranje stanica. Ideje Handunea i Oparina formirali su osnovu mnogih studija abiogeneze održane u sljedećim desetljećima.

Miller eksperiment - Jurij

Godine 1953. američki kemijičari Harold Clayton Jurij i Stanley Miller provjerili su teoriju Oparin - Holdana. U svom eksperimentu koristili su uređaj s tikvom ispunjenom vodom i kemikalijama, za koje se smatralo da postoje na ranoj zemlji. Znanstvenici su otkrili da te kemikalije pod određenim uvjetima spontano formiraju organske molekule. Eksperiment pretpostavlja da se organske molekule mogu spontano formirati na mladoj zemlji, postaju temelj za pojavu prvih živih bića.

Neki znanstvenici vjeruju da uvjeti eksperimenta Miller - ICI nisu odgovarali stvarnim, ali su naknadni eksperimenti s modificiranom atmosferom pokazali slične rezultate spontanog stvaranja aminokiselina, lipida i nukleotida.

RNA je došla na prvo mjesto

Dugi niz godina znanstvenici su tvrdili da je to važnije - DNA ili RNA. DNA služi kao glavna sredstva za pohranjivanje genetskih informacija. RNA je ribonukleinska kiselina koja može djelovati kao genetska biblioteka i katalizirati reakcije. Ova sposobnost čini RNA idealnim kandidatom za nastanak prvog života na Zemlji.

Odakle je došla RNA? Može li se RNA spontano formirati? Prvo, razmislite o strukturi RNA koja se sastoji od četiri nukleotidne zemlje:

1. Adenin
2. Gvajka
3. Citozin
4. Uracil

Ove četiri nukleotide su građevni blokovi RNA. Ako se mogu spontano sintetizirati u uvjetima rane zemlje, onda će biti moguće riješiti većinu slagalice o tome kako je život nastao. A sada je nedavno otkrilo da neke molekule mogu doista formirati sve četiri nukleotide u prisutnosti ultraljubičastog zračenja ili sunčeve svjetlosti.

Prve stanice

Dakle, ako se organske molekule i RNA mogu spontano formirati, kako o stanicama? Kako stvoriti stanične membrane?

Lipidi su molekule koje čine sloj stanične membrane. Kao što je postalo jasno iz eksperimenta Miller - Yuri, lipidi se mogu spontano formirati pod određenim atmosferskim uvjetima. Imaju hidrofilnu i hidrofobnu stranu. Dok hidrofilna strana može komunicirati s vodom, hidrofobna strana nije i stoga tvore klastere u vodi. Hidrofilna strana je okrenuta vanjska i hidrofobna - unutra. Izgleda da ulje u Lave Lane Lane se nikada ne miješa s tekućinom.

U lipidu, molekule su orijentirane na takav način da su njihovi polarni dijelovi usmjereni na vodenu fazu i tvore dvije hidrofilne strane, i ne-polarne "jalovine" formiraju hidrofobnu unutar biboyja. To sprječava prolaz vode između njih i formira staničnu membranu. Voda iz ćelije ne izlazi, a voda izvan stanice ne prodire unutra. Zbog lipidne strukture, može se spontano okupljati u dvoslojnu u prisutnosti vode. Znajući sve to, može se pretpostaviti da su neke od prvih RNA struktura priložene u primitivnoj ćeliji koja se sastoji od lipidnog dvosloja ispunjenog vodom, anorganskim i organskim molekulama. Ove primitivne stanice tada su dovele do prvih živih stanica.

Druga hipoteza

Iako su znanstveni dokazi o abiogenezi autoritativni znanstveni teorija, neki su znanstvenici formulirali druge hipoteze kako bi objasnili porijeklom života na zemlji. Jedna od takvih hipoteza je panxermija, koja tvrdi da je život stigao na Zemlju iz prostora i stoga je nastao u drugim dijelovima galaksije. Ovo je zanimljiva hipoteza, ali ga je teško provjeriti.

Sumiranje

Teorija abogeneze kaže da je život prvotno nastao pod određenim uvjetima od nežive tvari. Kako su znanstvenici došli u ovu hipotezu? Eksperimenti pokazuju da se organske molekule, RNA nukleotidi i stanične membrane mogu spontano formirati u uvjetima sličnim ranoj zemlji. RNA je nukleinska kiselina koja može djelovati kao genetska biblioteka i katalizirati reakciju, tako da je vjerojatno da je prvi život na Zemlji mogao funkcionirati isključivo s RNA. Milijuni godina, ove RNA molekule su razvile nove katalitičke sposobnosti i na kraju se pretvorile u složene stanice koje danas znamo.