Co je abiogeneze? Podstatou hypotézy, příznivců konceptu a experimentů

Tento článek poskytuje definici termínu "abogeneze" a jsou považovány za důkazy potvrzující tuto teorii. Budeme také diskutovat o raném pozemku a příležitostech pro vznik prvního života na planetě s čistě vědeckým pohledem.

Definice

Jak vznikl život na Zemi? Když to všechno začalo? Tyto otázky zůstaly tajemstvím nad tisíciletí lidské historie. Víme, že věk Země je asi 4,5 miliardy let, a že první bakterie již přebývali na našich planetách více než 3,5 miliardy lety. . Ale odkud pochází první živá klec?

Abiogeneze je vědecká teorie, která tvrdí, že život na Zemi se objevil spontánní přirozeně kvůli stávajícím podmínkám v té době. Jinými slovy, živá hmota vznikla od neživých.

Abiogeneze naznačuje, že první vytvořené formy života byly velmi primitivní a postupně se staly složitější. Biogeneze, ve kterém život vzniká v důsledku reprodukce jiného života, pravděpodobně předcházela abogenéza, která se stala nemožnou, když atmosféra Země přijala jeho současnou složení.

Brzy země

.

Tak jak vznikl život za těchto podmínek? Toto téma se zajímalo o mnoho vědců, kteří chtěli najít spolehlivou odpověď na takovou důležitou otázku.

Oparin teorie - holdane

Ve 20. letech minulého století, britský vědec Holdane, John Burdeon Sanderson a ruský biochemistický Alexander Oparin, samostatně předložil podobné myšlenky týkající se podmínek nezbytných pro vznik životnosti na Zemi. Oba se domnívají, že organické molekuly mohou být vytvořeny z abiogenních materiálů v přítomnosti vnějšího zdroje energie (například ultrafialové záření), a že primitivní atmosféra byla s velmi nízkým množstvím volného kyslíku a obsahoval amoniak, vodní páru, vodík a metan.

Oba také podezření, že první formy života se objevily v teplém primitivním oceánu a byly heterotrofní (přijímání předem vytvořených živin ze sloučenin existujících na rané půdě), a ne autotrofní (syntetizující živiny ze slunečního světla nebo anorganických látek).

Oparin věřil, že život vznikl z Coycervatova, mikroskopické spontánně vytvořené sférické jednotky lipidových molekul, které jsou drženy pohromadě na úkor elektrostatických sil a mohou být předchůdci buněk. Oparinova práce s Coacervati potvrdila, že enzymy základní biochemické metabolické reakce fungují účinněji, když jsou obsaženy v membránových oblastech, než když jsou volné ve vodných roztokech.

Holdane, neznámý s Koacevati Oparinem, věřil, že první organické molekuly jsou poprvé vytvořeny, a v přítomnosti ultrafialového světla se stávají složitějšími, nakonec tvořícími buňkami. Myšlenky Holdane a Oparin tvořily základ mnoha studií abiogeneze držené v následujících desetiletích.

Miller experiment - Yuri

V roce 1953, američtí lékárny Harold Clayton Yuri a Stanley Miller zkontroloval teorii Oparin - Holdane. Ve svém experimentu používali zařízení s baňkou naplnou vodou a chemikáliemi, což bylo myšlenka existovat na rané zemi. Vědci zjistili, že tyto chemikálie za určitých podmínek se spontánně tvoří organické molekuly. Experiment předpokládá, že organické molekuly mohou spontánně tvořit na mladé zemi, stávají se základem pro vznik prvních živých bytostí.

Někteří vědci se domnívají, že podmínky experimentu Millera - ICI neodpovídají skutečným, ale následné experimenty s modifikovanou atmosférou ukázaly podobné výsledky spontánní tvorby aminokyselin, lipidů a nukleotidů.

První RNA přišel

Po mnoho let vědci tvrdili, že je důležitější - DNA nebo RNA. DNA slouží jako hlavní prostředky pro skladování genetických informací. RNA je kyselina ribonukleová, která může působit jako genetická knihovna a katalézně reakce. Tato schopnost dělá RNA ideálním kandidátem na vznik prvního života na Zemi.

Odkud pochází RNA? Může RNA spontánně formulář? Za prvé, zvažte strukturu RNA skládající se ze čtyř nukleotidových důvodů:

1. Adenin
2. Guanian
3. Cyozin
4. Uracil

Tyto čtyři nukleotidy jsou stavební bloky RNA. Pokud mohou být spontánně syntetizovány v podmínkách rané půdy, pak bude možné vyřešit většinu puzzle na tom, jak život vznikl. A teď bylo nedávno zjištěno, že některé molekuly mohou skutečně tvořit všechny čtyři nukleotidy v přítomnosti ultrafialového záření nebo slunečního světla.

První buňky

Takže pokud organické molekuly a RNA mohou být spontánně vytvořeny, pak jak buňky? Jak vytvořit buněčné membrány?

Lipidy jsou molekuly, které tvoří vrstvu buněčné membrány. Vzhledem k tomu, že z experimentu Miller - Yuri bylo jasné, lipidy mohou být spontánně vytvořeny za určitých atmosférických podmínek. Mají hydrofilní a hydrofobní stranu. Zatímco hydrofilní strana může interagovat s vodou, hydrofobní strana není, a proto tvoří shluky ve vodě. Hydrofilní strana je otočena směrem ven a hydrofobní - uvnitř. .

V lipidu, molekuly jsou orientovány tak, že jejich polární části jsou směrovány směrem k vodné fázi a tvoří dvě hydrofilní strany a nepolární "hlušiny" tvoří hydrofobní uvnitř bistoy. To zabraňuje průchodu vody mezi nimi a tvoří buněčnou membránu. Voda z buňky nechodí ven a voda mimo buňku nepronikne dovnitř. . Vědět to všechno, lze předpokládat, že některé z prvních RNA struktur byly uzavřeny v primitivní buňce sestávající z lipidové dvojvrstvy naplněné vodou, anorganickým a organickým molekulami. Tyto primitivní buňky pak vedly k prvním živým buňkám.

Další hypotéza

Ačkoli vědecké důkazy o abiogenezi jsou autoritativní vědeckou teorií, někteří vědci formulovali další hypotézy, aby vysvětlili původ života na Zemi. Jedním z takových hypotéz je panxermie, která tvrdí, že život dorazil na Zemi z vesmíru, a proto vznikl v jiných částech galaxie. To je zajímavá hypotéza, ale je těžké to zkontrolovat.

Shrnutí

Abogresezová teorie říká, že život původně vznikl za určitých podmínek z neživé záležitosti. Jak vědci přišli k této hypotéze? Experimenty ukazují, že organické molekuly, RNA nukleotidy a buněčné membrány mohou spontánně tvořit v podmínkách podobných rané půdě. RNA je nukleová kyselina, která může působit jako genetická knihovna a katalyzovat reakci, takže je pravděpodobné, že první život na Zemi byl schopen fungovat výhradně s RNA. Pro miliony let, tyto molekuly RNA vyvinuly nové katalyzátory a nakonec se změnily v komplexní buňky, které dnes víme.