Содержание
- Абиогенез, определение и обзор
- Абиогенез не спонтанное поколение
- Теоретические основы абиогенеза
- Экспериментальная основа абиогенеза
- Дальнейшие теоретические объяснения абиогенеза
- Специфические проблемы со второй частью абиогенеза
- Первая жизнь: альтернативные теории происхождения жизни на Земле
В то время как теория эволюции Чарльза Дарвина посвящена тому, как виды изменяются, чтобы приспособиться к окружающей среде, в ней не рассматривается вопрос о том, как изначально возникла жизнь. В какой-то момент, разумеется, когда планета была еще горячей и расплавленной, на Земле не было жизни, хотя мы знаем, что жизнь эволюционировала позже.
Вопрос в том, как возникли ранние формы жизни на Земле?
Есть несколько теорий о том, как основные строительные блоки живых организмов возникли. Механизм того, как неживая материя стала самовоспроизводящиеся живые организмы и тогда сложные формы жизни не до конца поняты.
Есть некоторые пробелы, но абиогенез разбирается с интересными понятиями и начинает объяснение.
Абиогенез, определение и обзор
Абиогенез это естественный процесс, благодаря которому живые организмы возникли из неживых органических молекул. Простые элементы, объединенные, чтобы сформировать составы; соединения стали более структурированными и включали разные вещества. В конце концов, простые органические соединения были сформированы и связаны с образованием сложных молекул, таких как аминокислоты.
Аминокислоты являются строительными блоками белков, которые составляют основу органических процессов. Аминокислоты могли бы объединиться в белковые цепи. Эти белки могли стать самовоспроизводящимися и сформировать основу для простых форм жизни.
Такой процесс не может иметь место на Земле сегодня, потому что необходимые условия больше не существуют. Создание органических молекул предполагает наличие теплого бульона, который содержит вещества, необходимые для появления этих органических молекул.
Элементы и простые соединения, такие как водород, углерод, фосфаты и сахара, должны присутствовать вместе. источник энергии, такой как ультрафиолетовые лучи или разряды молнии помог бы им связать. Подобные условия могли существовать 3,5 миллиона лет назад, когда считалось, что жизнь на Земле началась. Абиогенез подробно описывает механизмы того, как это могло произойти.
Материалы по теме: Луи Пастер: биография, изобретения, эксперименты и факты
Абиогенез не спонтанное поколение
Как абиогенез, так и спонтанное поколение предполагают, что жизнь может происходят из неживой материи, но детали двух совершенно разные. В то время как абиогенез является достоверной теорией, которая не была опровергнута, самопроизвольная генерация является устаревшей верой, которая, как было показано, неверна.
Эти две теории отличаются тремя основными способами. Теория абиогенеза утверждает, что:
Теория самопроизвольной генерации утверждает, что:
Раньше ученые верили в самозарождение, но сегодня даже широкая публика больше не верит, что мухи происходят из гнилого мяса, а мыши - из мусора. Некоторые ученые также задаются вопросом, является ли абиогенез действительной теорией, но они не смогли предложить лучшую альтернативу.
Теоретические основы абиогенеза
Как могла зародиться жизнь, впервые предложил русский ученый Александр Опарин в 1924 году, а затем - британский биолог Дж.Б. Холдейн в 1929 году. Оба предположили, что на ранней Земле была среда, богатая аммиаком, углекислым газом, водородом и углеродом, строительными блоками органических молекул.
Ультрафиолетовые лучи и молнии обеспечили энергию для химических реакций, которые позволили бы этим молекулам соединиться.
Типичная цепочка реакций будет проходить следующим образом:
Хотя теория представляла непротиворечивые и заслуживающие доверия концепции, некоторые из этапов оказались трудными для выполнения в лабораторных условиях, которые пытались имитировать те, что на ранней Земле.
Материалы по теме: Элементы нуклеиновых кислот
Экспериментальная основа абиогенеза
В начале 1950-х годов американский аспирант Стэнли Миллер и его советник по выпуску Гарольд Юри решили проверить теорию абиогенеза Опарина-Холдейна, воссоздав раннюю земную среду. Они смешали простые соединения и элементы из теории в воздухе и выпустили искры через смесь.
Когда они проанализировали полученные химические продукты реакции, они смогли обнаружить аминокислоты, созданные во время моделирования, Это доказательство того, что первая часть теории была правильной, подтверждается последующими экспериментами, в которых пытались создать реплицирующиеся молекулы из аминокислот. Эти эксперименты оказались безуспешными.
Последующие исследования показали, что в пребиотической атмосфере ранней Земли было больше кислорода и меньше других ключевых веществ, чем в образце, использованном в эксперименте Миллера-Юри. Это привело к сомнению, были ли выводы еще действительными.
С тех пор в некоторых экспериментах с использованием скорректированного состава атмосферы также были обнаружены органические молекулы, такие как аминокислоты, что подтверждает первоначальные выводы.
Материалы по теме: Естественный отбор: определение, теория Дарвина, примеры и факты
Дальнейшие теоретические объяснения абиогенеза
Даже когда установлено, что условия для генерации простых органических соединений присутствовали на пребиотик земляПуть к живым клеткам был спорным. Существует три возможных способа, которыми относительно простые соединения, такие как аминокислоты, могут в конечном итоге стать самостоятельной жизнью:
Переход от включения аминокислот был серьезной проблемой, и ни один из различных теоретических путей, по состоянию на май 2019 года, не был успешно смоделирован.
Специфические проблемы со второй частью абиогенеза
Нет сомнений, что моделирование ранней атмосферы Земли может производить сравнительно сложные молекулы, которые являются строительными блоками органических молекул, найденных в живых клетках. Однако существует несколько проблем, связанных с переходом от сложных молекул к реальным формам жизни. Они включают:
Если абиогенез не происходит так, как описывает теория, альтернативные идеи должны быть рассмотрены.
Первая жизнь: альтернативные теории происхождения жизни на Земле
Поскольку прогресс в области абиогенеза, по-видимому, заблокирован, были предложены альтернативные теории происхождения жизни. Жизнь, возможно, зародилась так же, как теория абиогенеза, но в геотермальные вентиляционные отверстия под морем или в пределах Земной корыи это могло случиться несколько раз в разных местах. Ни одна из этих теорий не имеет более надежной поддержки данных, чем классический абиогенез.
В другой теории, которая полностью отказывается от абиогенеза, ученые предположили, что сложные органические соединения или полные формы жизни, такие как вирусы, могли быть доставлены на Землю метеориты или кометы, Ранняя Земля (примитивная Земля) подвергалась сильной бомбардировке в гадейское время (около 4–4,6 миллиардов лет назад), когда могла начаться жизнь.
Без более точных данных, единственный вывод состоит в том, что как именно возникла жизнь на Земле, до сих пор остается загадкой.