Apariția vieții

În momente diferite referitoare la originea vieții pe Pământ, au fost avansate următoarele teorii:

Viața spontană

Această teorie era comună în China antică. Babilonul și Egiptul antic ca alternativă la creaționism. cu care a coexistat. Aristotel (384-322 î.Hr.), adesea proclamat fondatorul biologiei, a aderat la teoria generării spontane a vieții. Potrivit acestei ipoteze, anumite "particule" ale materiei conțin un fel de "principiu activ" care, în condiții adecvate, poate crea un organism viu. Aristotel avea dreptate, crezând că acest principiu activ este conținut în oul fertilizat, dar în mod eronat credea că este prezent și în lumina soarelui. tinere și carne putrezită.

Odată cu răspândirea creștinismului, teoria generării spontane a vieții sa dovedit a fi de favoare, dar această idee a continuat să existe undeva în fundal timp de mai multe secole [sursa nu specifică 1526 de zile].

Până în secolul al XIX-lea, în comunitatea științifică a existat o idee despre „forța vieții“ - un fel de omniprezentă substanță, forțând să iasă viu din nonliving (broaște - de la mlastini, larve de muște - din carne, viermi - de la sol, etc ...). Renumitul om de știință Van Helmont a descris un experiment în care ar fi creat șoareci în trei săptămâni. Pentru a face acest lucru, aveam nevoie de o cămașă murdară, un dulap închis și o mână de grâu. Activ în procesul de nucleare a mouse-ului, Van Helmont considera transpirația umană.

În 1668, biologul și medicul italian Francesco Redi au abordat mai atent problema apariției vieții și au pus sub semnul întrebării teoria generării spontane. Redi a descoperit că niște viermi albi mici care apar pe carne putrezită sunt larvele de muște. După ce a efectuat o serie de experimente, a primit date care confirmă ideea că viața poate apărea numai dintr-o viață anterioară (conceptul de biogeneză). În vasele cu carne, acoperite cu tifon, muștele nu au început.

Cu toate acestea, aceste experimente nu au dus la abandonarea ideii generării spontane și, deși această idee sa redus într-o anumită măsură, ea a continuat să fie versiunea principală a originii vieții.

În timp ce experimentele lui Redi au pus în evidență apariția spontană a muștelor, primele studii microscopice ale lui Anthony van Leeuwenhoek au întărit această teorie cu privire la microorganisme. Levenguk însuși nu a intrat în dispute între suporterii biogenezei și generarea spontană, dar observațiile sale sub microscop au dat alimente celor două teorii.

În 1860, această problemă a fost abordată de chimistul francez Louis Pasteur. Cu toate acestea, Pasteur nu a pus întrebarea despre originea vieții. El a fost interesat de problema germinării spontane a microbilor în legătură cu posibilitatea combaterii bolilor infecțioase. Dacă există "forța de viață", atunci este inutil să luptăm împotriva bolii: câți microbi distrug, ei cresc din nou. Dacă microbii vin întotdeauna din afară, atunci există o șansă. [3] Prin experimentele sale, el a dovedit că bacteriile sunt omniprezente și că materialele ne-vii pot fi ușor infectate cu lucruri vii dacă nu sunt sterilizate în mod corespunzător. Omul de știință a fiert în apă diverse medii în care s-ar putea forma microorganisme. Cu fierbere suplimentară, microorganismele și sporii lor au dispărut. Pasteur a atașat un balon etanș cu un capăt liber la tubul în formă de S. Sporii de microorganisme s-au așezat pe un tub curbat și nu au putut pătrunde în mediul nutritiv. Mediul nutritiv bine fiert a rămas steril, nu a dezvăluit originea vieții, în ciuda faptului că a fost asigurat accesul la aer și "vitalitate". Concluzie: "forța vieții" nu există și, în prezent, microorganismele nu formează spontan nucleul dintr-un substrat neimportant. [4] [5]

Cu toate acestea, acest experiment nu dovedește că lucrurile vii nu pot niciodată să germineze spontan de la nepăsare. Experimentul Pasteur dovedește doar imposibilitatea de origine microbiană în mod specific în mediile nutritive, el a folosit cu o gamă foarte limitată de condiții și pentru perioade scurte de timp. Dar nu dovedește imposibilitatea generării spontane a vieții pe parcursul a sute de milioane de ani de evoluție chimică. în medii diferite și în diferite condiții (în special în condițiile de timpuriu Pământului: atmosferă fără oxigen umplut cu metan cu dioxid de carbon acid cianhidric și amoniac prin trecerea descărcări electrice, etc ......). Acest experiment, în principiu, nu se poate referi la problema originii inițiale a vieții, în cazul în care numai pentru că, în experimentele lor, Pasteur a folosit carne și bulion de drojdie (precum ureea și sânge). [3] și înainte de nașterea vieții nu era nici drojdie, nici carne. Și cu cât experimentul Pasteur nu respinge teoriile științifice moderne și ipoteze cu privire la originea vieții în mare adâncime izvoarele hidrotermale fierbinte. în surse geotermale. pe cristale minerale, în spațiul cosmic, în nebuloasa protoplanetară, din care sa format sistemul solar etc.

Teoria stării staționare

Această secțiune nu conține referințe la sursele de informații.

Conform teoriei unui stat staționar, viața nu a apărut niciodată, ci a existat pentru totdeauna; ea a fost întotdeauna în măsură să susțină viața, iar dacă sa schimbat, este foarte nesemnificativă. Conform acestei versiuni, specia, de asemenea, niciodată nu a avut loc, ele au existat dintotdeauna, iar fiecare specie are doar două posibilități - fie schimbarea populației sau dispariție.

Cu toate acestea, ipoteza unui stat staționar este fundamental contrară datelor astronomiei moderne. care indică timpul finit de existență a oricărei stele și, în consecință, a sistemelor planetare în jurul stelelor. Conform estimărilor actuale, pe baza ratelor de contabilitate de degradare radioactivă, vârsta Pământului, Soarele și sistemul solar se calculează ≈4,6 miliarde de ani. Prin urmare, această ipoteză nu este considerată știință academică.

Susținătorii acestei ipoteze nu recunosc că prezența sau absența anumitor fosilă poate indica momentul apariției sau dispariție a unei specii, și dă ca exemplu reprezentativ de pești cu aripioare lobi - coelacanth. Conform datelor paleontologice, Kisteperienii au murit la sfârșitul perioadei cretacice. Cu toate acestea, această concluzie a trebuit să fie revizuită atunci când reprezentanții vii Crossopterygii au fost găsite în zona Madagascar. Susținătorii teoriei starea de echilibru susțin că numai prin studierea speciilor care trăiesc acum și să le compare cu fosile, putem face o concluzie cu privire la dispariția, și în acest caz, este foarte probabil că va fi greșit. Folosind dovezi fosile pentru a confirma teoria starea de echilibru, susținătorii ei interpretează apariția de fosile în aspectul de mediu. De exemplu, apariția bruscă a unei specii fosile într-o anumită formațiune care explică creșterea mărimii populației sale, sau mutarea într-un loc favorabil pentru păstrarea resturilor. Teoria statului staționare este doar un interes istoric sau filosofic, așa cum concluziile acestei teorii contrazic dovezi științifice.

Teoria lui Oparin-Haldane

Conform teoriei sale, procesul care a condus la apariția vieții pe Pământ poate fi împărțit în trei etape:

Apariția de substanțe organice
Originea proteinelor
Originea corpurilor de proteine

Studiile astronomice arată că sunt stele. iar sistemele planetare au apărut din substanța praf-gaz. Împreună cu metalele și oxizii lor, acesta conține hidrogen. amoniac. apă și cea mai simplă hidrocarbură - metan.

Condițiile pentru începerea procesului de formare a structurilor proteice au fost stabilite de la apariția oceanului primar (bulion). În mediul apos, derivații de hidrocarburi pot suferi schimbări chimice complexe și transformări. Ca rezultat al acestei complicații a moleculelor, s-ar putea forma substanțe organice mai complexe, adică carbohidrați.

Știința a demonstrat că, ca urmare a aplicării razelor ultraviolete, este posibil să se sintetizeze artificial nu numai aminoacizii. dar și alte substanțe organice. [6] [7] Conform teoriei lui Oparin, un pas mai departe pe calea apariției proteinelor ar putea fi formarea de picături coacervate. În anumite condiții, membrana apoasă a moleculelor organice a dobândit limite clare și a separat molecula de soluția înconjurătoare. Molecule înconjurate de o membrană apoasă combinate pentru a forma complexe multimoleculare-coacervate.

Coacervat picăturile pot apărea, de asemenea, atunci când amestecarea simplă a diferiților polimeri. În același timp, auto-asamblarea moleculelor de polimeri a apărut în formațiuni multimoleculare - picături vizibile sub un microscop optic.

Picăturile au reușit să absoarbă substanțe din exterior ca sisteme deschise. Când au fost incluși în picături coacervate diverse catalizatoare (inclusiv enzime), au avut loc diverse reacții. în special polimerizarea monomerilor proveniți din mediul extern. Din acest motiv, picăturile ar putea crește în volum și în greutate și apoi se pot sparge în formațiuni fiice. Astfel, coacervatele s-ar putea să crească, să se înmulțească. pentru a metaboliza.

Mai mult, picăturile coacervate au suferit o selecție naturală, care a asigurat evoluția lor.

Punctul similar a fost exprimat și de biologul britanic John Haldane.

A testat teoria lui Stanley Miller în 1953 în experimentul Miller-Yuri. El a plasat un amestec de H20, NH3. CH4. CO2. CO într-un vas închis și a început să treacă prin el descărcări electrice (la o temperatură de 80 ° C). Sa constatat că aminoacizii se formează [8]. Mai târziu, în diferite condiții s-au obținut și zaharuri și nucleotide [6]. El a concluzionat că evoluția poate să apară într-o stare separată de fază dintr-o soluție (coacervate). Cu toate acestea, un astfel de sistem nu se poate reproduce singur.

Teoria a fost dovedită, dar una dintre problemele, care, pentru o lungă perioadă de timp avansat la un ochi orb, aproape toți experții în domeniul originii vieții. În cazul în care în mod spontan prin sinteza non-matrice aleatoare în coacervate a apărut design unic cu succes a moleculelor de proteine (de exemplu, catalizatori eficiente. Furnizarea avantaj acestei coacervate în creșterea și reproducerea), atunci acestea pot fi copiate pentru a fi distribuite în cadrul coacervate, și mai ales pentru transmisie coacervate-descendenți? Teoria a fost în măsură să ofere o soluție la problema reproducerii exacte - în cadrul coacervate și generații - singur, a apărut la întâmplare structuri eficiente de proteine. Cu toate acestea, sa demonstrat că primele coacervates s-ar fi format în mod spontan din lipide sintetizate prin abiogenically și pot intra într-o simbioză cu „soluțiile vii“ - automultiplicare molecule de ARN colonii. printre ei, și ribozime care catalizează sinteza lipidelor, și o comunitate poate fi numit de către organism [9].

Originea vieții în apă fierbinte

Idei științifice moderne

Evoluția chimică sau evoluție prebiotice - prima etapă a evoluției vieții, în care organică. substanțe prebiotice a apărut din molecule anorganice sub influența factorilor de energie și de reproducere externă și datorită desfășurării proceselor de autoorganizare comune tuturor sistemelor relativ complexe, care includ majoritatea moleculelor care conțin carbon.

De asemenea, acești termeni denotă teoria despre originea și dezvoltarea acestor molecule. care au o importanță fundamentală pentru apariția și dezvoltarea materiei vii.

Genobioza și holobioza

În funcție de ceea ce este considerat primar, există două abordări metodologice privind problema originii vieții:

Genobioza este o abordare metodologică a originii vieții, bazată pe credința în primatul sistemului molecular cu proprietățile codului genetic primar.

Golobioz - abordare metodologică cu privire la originea vieții, bazată pe ideea structurii primare, înzestrat cu capacitatea de a metabolismului de bază care implică mecanismul enzimatic.

Lumea ARN-ului ca precursor al vieții moderne

Până în secolul XXI, teoria Oparin-Haldane a anticipat inițial apariția de proteine. aproape a dat drumul [17] mai modern. Impulsul pentru dezvoltarea sa a fost descoperirea ribozomilor - molecule de ARN. care posedă activitate enzimatică și, astfel, se pot combina funcțiile pe care aceste celule operează în principal separat proteinele și ADN. care este de a cataliza reacțiile și stocarea informației genetice biochimice. Astfel, se presupune că primele ființe vii au fost ARN-organisme, fără proteine și ADN-ul, iar acestea ar putea deveni un prototip pentru ciclul autocatalitică. format de foarte ribozimă capabilă de a cataliza sinteza propriilor lor copii. [18]

Lumea hidrocarburilor poliaromatice ca precursor al lumii ARN

Ipoteză mondială hidrocarburi aromatice policiclice încearcă să răspundă la întrebarea de modul în care orice primă ARN-ului, ceea ce sugerează evoluția chimică alternativă a hidrocarburilor aromatice policiclice la lanțurile-ARN cum ar fi.

panspermie

Conform teoriei panspermie propusă de J. von Liebig, în 1865 savantul german Hermann Eberhard Richter [sv] și în final formulată de savantul suedez Arrhenius în 1895, viața ar fi putut fi aduse pe Pământ din spațiu. Cel mai probabil a lovit organismele vii de origine extraterestră de meteoriți și praf cosmic. Această presupunere se bazează pe datele ridicate de stabilitate ale unor organisme și sporii lor la radiatii, vid înalt. temperaturi scăzute și alte efecte. Cu toate acestea, nu există încă nici o dovadă de încredere care să confirme originea extraterestră a microorganismelor găsite în meteoriți. Dar chiar dacă au venit pe Pământ și a dat naștere la viața de pe planeta noastră, întrebarea despre originea inițială a vieții ar fi rămas fără răspuns.

Împotriva obiecția că teoria panspermie (inclusiv managerul) nu rezolvă problema originii vieții, ei au prezentat următorul argument: pe planete alt un tip necunoscut originea probabilă a vieții poate fi inițial mult mai mare decât pe Pământ, de exemplu, din cauza prezenţa anumitor minerale cu o activitate catalitică ridicată.

În 1981, F. Crick a scris cartea "Viața însăși: originea și natura ei" [20]. în care a elaborat în detaliu mai mult decât în articol, și într-o formă populară subliniază ipoteza unei pansermii controlate.

Academicianul A. Yu. Rozanov, șeful comisiei pentru astrobiologie la Academia de Științe din Rusia. crede că viața de pe Pământ a fost adusă din spațiu [21].

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare