Съдържание
- Абиогенеза, дефиниция и преглед
- Абиогенезата не е спонтанно поколение
- Теоретична основа за абиогенезата
- Експерименталната основа за абиогенезата
- Други теоретични обяснения на абиогенезата
- Специфични проблеми с втората част на абиогенезата
- Първи живот: Алтернативни теории за произхода на живота на Земята
Докато теорията на еволюцията на Чарлз Дарвинс е за това как видовете се променят, за да се адаптират към средата си, тя не се занимава с въпроса как животът е започнал първоначално. В един момент, със сигурност, когато планетата все още беше гореща и разтопена, на Земята нямаше живот, макар да знаем, че животът се развива по-късно.
Въпросът е, как възникват ранните форми на живот на Земята?
Има няколко теории за възникването на основните градивни елементи на живите организми. Механизмът на това как стана неживата материя самовъзпроизвеждащи се живи организми и тогава сложните форми на живот не се разбират напълно.
Има някои пропуски, но абиогенеза се занимава с интересни концепции и прави начало с обяснение.
Абиогенеза, дефиниция и преглед
абиогенеза е естественият процес, чрез който живите организми са възникнали от неживи органични молекули. Прости елементи, комбинирани за образуване на съединения; съединенията стават по-структурирани и включват различни вещества. В крайна сметка се образуват прости органични съединения и се свързват за получаване на сложни молекули като аминокиселини.
Аминокиселините са градивните елементи на протеините, които формират основата на органичните процеси. Аминокиселините биха могли да се комбинират, за да образуват протеинови вериги. Тези протеини биха могли да се самовъзпроизведат и да са основа за прости форми на живот.
Такъв процес не би могъл да се осъществи на Земята днес, защото необходимите условия вече не съществуват. Създаването на органични молекули предполага наличието на топъл бульон, който съдържа веществата, необходими за появата на тези органични молекули.
Елементи и прости съединения като водород, въглерод, фосфати и захари трябва да присъстват заедно. Една източник на енергия като ултравиолетови лъчи или мълнии ще им помогне да се обвържат. Условия като това може да са съществували преди 3,5 милиона години, когато се смята, че животът на Земята е започнал. Абиогенезата описва подробно механизмите за това как това може да се случи.
Свързано съдържание: Луи Пастьор: Биография, изобретения, експерименти и факти
Абиогенезата не е спонтанно поколение
Както абиогенезата, така и спонтанното поколение предполагат, че животът може произхождат от неживата материя, но детайлите на двете са напълно различни. Докато абиогенезата е валидна теория, която не е опровергана, спонтанното генериране е остаряло убеждение, което е показано като неправилно.
Двете теории се различават по три основни начина. Теорията на абиогенезата гласи, че:
Теорията за спонтанното поколение гласи, че:
Учените са вярвали в спонтанното поколение, но днес дори широката общественост вече не вярва, че мухите идват от гнило месо или мишки идват от боклука. Някои учени също се съмняват дали абиогенезата е валидна теория, но те не са успели да предложат по-добра алтернатива.
Теоретична основа за абиогенезата
Как може да възникне животът е предложен за първи път от руския учен Александър Опарин през 1924 г. и независимо отново от британския биолог J.B.S. Халдан през 1929 г. И двете предположиха, че ранната Земя има среда, богата на амоняк, въглероден диоксид, водород и въглерод, градивните елементи на органичните молекули.
Ултравиолетовите лъчи и светкавиците осигуряват енергията за химични реакции, които биха позволили на тези молекули да се свържат.
Типичната верига от реакции протича по следния начин:
Докато теорията представяше последователни и достоверни концепции, някои от стъпките се оказаха трудни за изпълнение при лабораторни условия, които се опитаха да симулират тези на ранна Земя.
Свързано съдържание: Елементи на нуклеиновите киселини
Експерименталната основа за абиогенезата
В началото на 50-те години на миналия век американският аспирант Стенли Милър и неговият дипломиран съветник Харолд Урей решават да изпробват теорията за абиогенезата на Опарин-Халдан чрез пресъздаване на ранна земна среда. Те смесиха простите съединения и елементи от теорията във въздуха и изхвърлиха искри през сместа.
Когато анализираха получените продукти на химическа реакция, те бяха в състояние да открият аминокиселини, създадени по време на симулацията, Това доказателство, че първата част от теорията е правилна, подкрепя по-късни експерименти, които се опитват да създадат репликиращи се молекули от аминокиселините. Тези експерименти бяха неуспешни.
Последващи изследвания установяват, че пребиотичната атмосфера на ранна Земя вероятно има повече кислород и по-малко други ключови вещества от пробата, използвана в експеримента с Милър-Урей. Това доведе до въпроса дали заключенията все още са валидни.
Оттогава някои експерименти, използващи коригиран състав на атмосферата, също са открили органични молекули като аминокиселини, като по този начин подкрепят първоначалните заключения.
Свързано съдържание: Естествен подбор: Определение, Теория на Дарвин, Примери и факти
Други теоретични обяснения на абиогенезата
Дори когато се установи, че са били налице условията за образуването на прости органични съединения пребиотична Земя, пътят към живите клетки е спорен. Има три възможни начина сравнително прости съединения като аминокиселини в крайна сметка да станат самоподдържащи се на живот:
Стъпките от аминокиселините бяха сериозен проблем и към май 2019 г. нито един от различните теоретични пътеки не е успешно симулиран.
Специфични проблеми с втората част на абиогенезата
Няма съмнение, че a симулация на ранната земна атмосфера може да произведе сравнително сложни молекули, които са градивните елементи на органичните молекули, намиращи се в живите клетки. Има обаче няколко проблема с преминаването от сложните молекули до действителните форми на живот. Те включват:
Ако абиогенезата не се проведе по начина, по който теорията описва, алтернативни идеи трябва да бъдат разгледани.
Първи живот: Алтернативни теории за произхода на живота на Земята
С напредването на абиогенезата, привидно блокирана, бяха предложени алтернативни теории за произхода на живота. Животът може да е възникнал по начин, подобен на теорията за абиогенезата, но в геотермални отвори под морето или в рамките на Земната кораи може да се е случило няколко пъти на различни места. Нито една от тези теории няма по-твърда поддръжка на данни от класическата абиогенеза.
В друга теория, която напълно изоставя абиогенезата, учените са предложили сложни органични съединения или цялостни форми на живот, като вируси, да са били доставени на Земята от метеорити или комети, Ранната Земя (примитивна Земя) е била подложена на тежки бомбардировки по време на Хадеан (преди около 4 до 4,6 милиарда години), когато животът може да е започнал.
Без по-твърди данни единственото заключение е, че точно как е възникнал животът на Земята, все още е загадка.