Idei moderne despre originea vieții. Apariția vieții pe Pământ (pe scurt)

Dacă analizăm toate datele pe care le-am obținut un om de știință în diferite studii, este clar că viața pe Pământ - uimitor incredibil de fapt. Șansele apariției acesteia este neglijabil în universul nostru. Toate etapele de originea vieții conținea posibilitatea unui curs alternativ de evenimente, în urma căreia lumea ar fi rămas abis cosmic la rece, fără un indiciu nu este ceva ce mintea umană, chiar și cea mai mică microbul. Creationistii explica un astfel de eveniment incredibil de intervenție divină. Cu toate acestea, existența lui Dumnezeu nu poate fi confirmată sau infirmată, iar ideile moderne despre originea vieții, precum și toate știința ca un întreg, pe baza datelor experimentale și evoluțiile teoretice, care poate fi pusă la îndoială sau confirma.

vitalism

cunoașterea umană evoluează, oarecum similar cu punctele principale descrise de proces Darwin. Teoriile sunt selecția naturală și supraviețuirea celui mai adaptat, care a reușit să reziste la atacul a contraargumente sau adapta, evolua pentru a le potrivi. Ipoteze despre originea vieții au plecat, de asemenea, un drum lung pentru a deveni, finalizarea căruia nici măcar nu a indicat, ca noi fapte sunt deschise zilnic, forțând ajusta punctele de vedere deja stabilite.

Un punct de reper important pe acest drum a fost vitalismul - teoria generării spontane a vieții permanente. În conformitate cu dispozițiile sale, șoarecii au apărut în zdrențe vechi, viermi - în resturile de alimente aflate în descompunere. Vitalismul a prevalat asupra experimentelor științifice până Lui Pastera în 1860, când a demonstrat imposibilitatea de generare spontană a organismelor vii. Rezultatele au cauzat un eveniment paradoxal: ei au întărit credința în originea divină și oamenii de știință forțați să caute dovezi pe care le-au respins recent. Știința caută să explice că originea independentă a vieții a avut loc, dar pentru o lungă perioadă de timp și de a merge pas cu pas, luând milioane de ani.

sinteza de carbon

Situația părea fără speranță până când, până în 1864 AM Butlerof nu a făcut o descoperire importantă. El a fost capabil să primească materialul organic (carbon) unui anorganic (în acest experiment a fost formaldehidă). Datele obținute sunt impresionante de perete ruinată delimiteaza organisme încă vii și lumea materiei moarte. După un timp, oamenii de știință au reușit să obțină alte versiuni organice din substanțe anorganice. Din acel moment a început să se formeze idei moderne despre originea vieții. Ei au absorbit datele nu numai de biologie, dar, de asemenea, în cosmologie și fizica.

Consecințele Big Bang

Teoria originii vieții acoperă o perioadă mare: primele premise pentru viitor formarea de organisme, oamenii de știință sunt încă în primele etape ale originii Universului. Fizica modernă contează existența lumii de la Big Bang, când aproape nimic nu a venit totul. Deținând și răcirea universului atomilor primul format și molecule rapid, atunci ei au venit împreună pentru a forma prima generație de stele. Ei au devenit un loc de formare a majorității elementelor cunoscute de știință de astăzi. Noi atomi umplut spațiul atunci când o stea explodeaza si devine baza pentru facilitățile de ultimă generație, inclusiv soarele nostru. Datele actuale sugerează că primii compuși organici ar putea apărea în norul protoplanetare din jurul noilor stele. Dintre ei în curând și au format planeta. Se pare că primele etape ale vieții pe Pământ a avut loc chiar înainte de formarea sa.

cicluri autocatalitice

Procesele care au loc pe planeta albastră în „copilărie“, susținută de substanțe care fac parte din adâncuri și provenind din spațiu ca meteoriți. Originea vieții Hypotheses una dintre cele mai importante bazele pentru apariția materiei organice pe Pământ se numește catalizatorii de reacții chimice, blocați aici, cu fragmente ale acestor „străini“. Ei au condus la faptul că un rol covârșitor în formarea de noi substanțe pe planetă a început să joace procese foarte rapide.

Următoarea etapă - cicluri autocatalitice. In astfel de procese produc substanțe care ajută la îmbunătățirea vitezei de reacție, precum și substrat regenerabilă - elementele interacționează. Ciclul este astfel complet: procesele însele accelerate și ei înșiși „alimentele preparate“, adică substanțe care sunt din nou reacționat din nou ei înșiși catalizarea și re-formarea substratului, și așa mai departe.

îndoieli

idei moderne despre originea vieții a conținut mult timp de opinii contradictorii. o piatră de poticnire - problema pui și ou. Ceea ce a venit mai întâi: proteinele să efectueze toate procesele în celulă, sau ADN-ul, care determină structura proteinelor pe care le deține toate informațiile genetice. Primul esențial pentru organism, deoarece promovează sistemul de auto-reînnoire, fără de care viața este imposibilă. ADN-ul conține structura celulei de înregistrare și viabilitatea determinare. Opiniile oamenilor de știință și răspunde la întrebare, nu a fost până în momentul în care a devenit cunoscut faptul că un depozit de informatii genetice de virus nu apare ADN și ARN, a treia clasa de compuși organici, care sunt atribuite, de obicei doar un rol secundar în teoria originii vieții.

ARN-ul mondial

Treptat a început să se acumuleze fapte și în anii '80 ai secolului trecut, există dovezi că a schimbat idei cu privire la primele stadii de formare a materiei vii. Au fost descoperite ribozime, molecule de ARN care posedă abilități de proteine, în special, pentru a cataliza reacția. Primele forme de viață, deci, ar putea avea loc fără participarea proteinelor și a ADN-ului. În funcția lor de stocare, precum și toate lucrările se face în interiorul ARN-ului. Viața pe Pământ este acum realizată prin protoorganisms reprezentând ciclul autocatalitică constând dintr-o ribozimelor automultiplicare. Teoria se numește „ARN-ul mondial“.

coacervates

Astăzi este dificil să ne imaginăm viața perioadei, pentru că ea nu a avut o caracteristică importantă - shell sau limitele. De fapt, a fost o soluție care conține ciclu autocatalitică a ARN-ului. Problema lipsei de limite, necesare pentru fluxul adecvat proceselor rezolvate improvizate moduri. Protoorganisms găsit adăpost in apropiere de minerale zeolit având o structură reticulară cu zăbrele. Suprafața lor a fost capabil să catalizeze formarea unui lanț de ARN și să le dea o anumită configurație.

Mai mult - mai mult, apar pe coacervates scenă sau al picăturilor de lipide-apă. Ipotezele de origine a vieții ca recent, iar în prezent se bazează în mare parte pe teoria AI Oparin, care a studiat proprietățile acestor formațiuni. Coacervates - aceasta solutie picaturile închise într-un înveliș de grăsimi (lipide). Aceste membrane sunt caracterizate prin permeabilitate selectivă și capacitatea de a efectua metabolismul. Unii dintre ei, aparent unit cu lanțuri de ARN-auto-replicare, inclusiv cele care catalizează sinteza lipidelor în sine. Astfel, noi forme de viață, a depășit drumul de la doorganizmennogo nivelul organismului actuale. Posibilitatea unor astfel de structuri a fost confirmat recent: cercetatorii experimental au confirmat capacitatea de ARN în combinație cu ionii de calciu atașate la membranele lipidice și reglează permeabilitatea lor.

ajutoare pricepute

Originea vieții în etapa următoare este procesul de îmbunătățire a funcțiilor de organisme formate. ARN-ul a dobândit capacitatea de a cataliza sinteza polimerilor de aminoacizi, inițial destul de simplu. Punctul culminant al stabilirii unui nou mecanism a fost capacitatea de a sintetiza proteine. Educația a apărut de mai multe ori pentru a face față în mod eficient cu procesele biologice decât ribozomi.

Inițial, sinteza peptidelor nu au fost ordonate. Procesul a fost „lovit sau dor“, lăsând gestionarea cazului în secvența de aminoacizi a lanțurilor noi. De-a lungul timpului ea blocat copie exactă, pentru că a contribuit la o mai mare stabilitate a întregului sistem. Astfel sa născut codul genetic, care permite de a sintetiza proteine specifice cu funcțiile dorite.

perfecțiune

Honuit capacitatea de a sintetiza proteinele dorite a avut loc în mod progresiv. Primul pas a fost apariția unui tip special de ARN, care se poate conecta aminoacizi. Următoarea etapă a procesului de construcție, însoțită de formarea de molecule de peptide prin mijloace aranjate într-o anumită ordine de baze. Secvența a fost stabilită la același șablon ARN. „ATRIBUITE instrucțiuni“ ARN și proteine componente informative ale viitorului angajat într-un nou tip de ARN-ului, numit de transport. Cum și informații, și este în ziua de azi - o parte importantă a sintezei peptidelor.

DNA

Complexitatea tot mai mare a organismelor mers mai departe cu privire la modalitățile de a îmbunătăți metodele de stocare a informațiilor. Se crede că ADN-ul a fost inițial una dintre fazele ciclului de viață al ARN-ului colonii. Ea a avut o structură mai stabilă. gradul său de informații a fost mult mai mare, astfel încât, după unii, destul de mult timp a fost magazia principal al codului genetic ADN-ului.

Una dintre proprietățile noii formare, în timpul său nu a permis să pună ADN-ul în capul teoriei originii vieții - este incapacitatea de a lua măsuri. A devenit un fel de plată pentru mass-media avansate caracteristici de stocare. Întreaga „lucrare“ a ramas proteine si ARN.

simbioză

idei moderne despre originea vieții nu conduc la un strămoș al închis și îngrădite de restul corpului. Oamenii de știință sunt mai înclinați în favoarea ipotezei că în primele etape au existat celule microscopice similitudini comunitare care indeplinesc functii diferite. O astfel de simbioză este ușor de găsit în natură astăzi. Cel mai simplu exemplu de - covorașe cian-bacteriene, care sunt în același timp comunitatea de microorganisme și de viață fiind o singură entitate.

Apariția vieții pe Pământ biologie la stadiul actual al dezvoltării sale, vede procesul, caracterizat printr - o luptă constantă și nu o competiție, ci mai degrabă o raliere diversă tot mai mare a unor structuri, în cele din urmă a condus la apariția unei celule vii, așa cum ne reprezentăm acum.

generalizare

Rezumând, putem enumera pe scurt toate etapele în formarea vieții, în cadrul teoriilor moderne, cel mai probabil versiune a apariției și dezvoltării organismelor de pe Pământ:

1. Formarea compușilor organici primari în nori protoplanetare.

2. Renunțarea treptată în prim-planul reacțiilor cu capacitatea de auto-accelerare și ciclurile autocatalitice.

3. Apariția ciclurilor autocatalitice de ARN.

4. Union ARN și membranele lipidice.

5. Achiziția ARN-ului pentru a sintetiza proteine.

6. Apariția ADN-ului și adoptarea sa ca magazia principală de informații.

7. Formarea primelor organisme unicelulare prin simbioză.

Intelegerea proceselor care au dus la apariția vieții, încă imperfectă. Oamenii de știință încă o mulțime de întrebări. Nu se știe exact cum a apărut ARN, multe faze intermediare sunt doar teoretice. Cu toate acestea, noi experimente, fapte și ipoteze sunt testate sunt plasate în fiecare zi. Putem spune cu încredere că vârsta noastră a dat lumii mult mai multe descoperiri legate de epoca preistorică.