experimentele Miller

Primele experimente care simulează atmosfera primordială a Pământului, au fost livrate în 1953 de către omul de știință american Stenli Millerom (b. În 1930). Instalarea sa a fost un balon, în interiorul căruia a creat descărcări electrice. Balonul a fost apă și diferite gaze, probabil incluse în atmosfera inițială (hidrogen, metan, amoniac, etc.). oxigen liber este absentă în sistem. Atunci când este încălzit în instalație este o circulație constantă de vapori de apă și gaze. După câteva zile în experimentul balon s-au format compuși organici simpli: aminoacizi (blocurile de proteine), baze azotate (componente ale acizilor nucleici) și alte substanțe. Concentrația lor a crescut odată cu scăderea componentelor inițiale.

In urma experimentelor lui Miller au fost urmate de alte experimente. Variați compoziția amestecului inițial, surse de energie, durata experimentelor, au fost administrate diferiți catalizatori. Sa demonstrat că reacții similare au loc chiar și la încălzirea normală, mediul poate fi apos sau anhidru.

O varietate de experimente sugerează că sinteza anorganică a compușilor organici pot fi destul de frecvente în trecut planetei noastre. Aici, ca mediu inițial pentru astfel de diverse procese considerate sisteme naturale. Astfel, Academician Oparin crede că aceste reacții apar în mări și oceane, și au fost însoțite de o creștere a concentrației de substanțe organice sunt formate, mediul apos devine „bulion primar“, capabilă evoluția ulterioară.

Cu toate acestea, formarea de molecule organice și polimerizarea lor sunt doar începutul într-un lanț lung de evoluție care a dus la apariția primelor celule vii, așa cum este luat separat proteină încă posedă proprietăți specifice inerente corpului ca întreg. Prin urmare, pentru a înlocui evoluția chimică a ajuns la biologic.

Procesul de apariția și evoluția sistemelor vii se numește biogenesei.

Sinteza anorganică deasupra compușilor organici este biogeneza inițială etapă.

etapele ulterioare ale evoluției

Conform ipotezei A. I. Oparina, strămoșii acestor celule au fost structura protocellular capabile de schimb simplu cu mediul. Ele sunt formate prin acumularea în mediul inițial de molecule organice. Acest proces este numit coacervarea, adică combinarea în complexe mici, numite coacervates (de la coacervus Latină - cheag). Mecanismul coacervare implica polarizabilitate moleculara multe substante organice. Reacționând mai multe astfel de molecule conduce la convergența capetele lor polare și formarea de „picaturi de coacervate.“

coacervates emergente poseda o capacitate semnificativ mai mare decât moleculele individuale, deoarece acestea ar putea absorbi din jur alte substanțe de mediu. În cazul în care substanța este coacervat dăunătoare putrezit, iar în cazul în care învață creșterea coacervate în dimensiune și de a schimba structura sa. Acest lucru a fost facilitată de apariția membranei primitive, care a jucat rolul de compusi lipidici cum ar fi. Acestea includ agenți activi de suprafață, care, în virtutea moleculelor sale de polaritate tind sa formeze pelicula monomolecular pe suprafața dintre două medii. Membrana are nu numai o funcție de protecție, dar, de asemenea, a contribuit la izolarea ulterioară a coacervates mediului și conservarea constantei structurii sale interne.

În cursul evoluției coacervates chimice prin creșterea dimensiunii lor dobândite capacitatea de a sparge în picături filiale care păstrează caracteristicile și compoziția chimică a complexului mamă. Paralel a fost proprietati de diferentiere a moleculelor din cadrul coacervates: proteine ​​au fost capabili să regleze cursul reacțiilor chimice care duc la apariția unor noi substanțe organice, iar lanțul nucleotidă este dobândit treptat prin posibilitatea principiul dublei adăugare. Evoluția ulterioară a acestor proprietăți importante a dus la apariția unui cod genetic ereditar care poartă informația despre structura moleculelor proteice. Astfel, dezvoltarea coacervates a dus la primele celule procariote primitive. Acest lucru sa întâmplat mai mult de 4 miliarde de euro. Cu ani în urmă.

kletki procariote aranjate celulele primitive nu au un nucleu de celule, materialul genetic (ADN), care este situat direct în citoplasmă.

Aceste celule sunt tipice organisme - procariote, care includ în prezent anumite bacterii și alge verzi-albastre.

Procariotele sunt heterotrofe, adică, ca sursă de energie utilizată substanță organică primară bulion. Au existat într-o atmosferă fără oxigen, deci metabolismul lor a fost anaerob.

metabolismul anaerob Metabolizm- și energie care curge în absența oxigenului atmosferic.

Treptat stocurile de substanțe organice esențiale pentru nutriție, epuizate, iar în unele celule există capacitatea de a utiliza energia solară pentru a sintetiza substanțe organice din compuși anorganici de carbon. Deci, există autotrophs - organisme capabile de fotosinteză.

proces Fotosintez- de conversie a energiei solare în energie chimică a materiei organice.

Sursa de carbon care constituie moleculele organice este dioxidul de carbon. Ca sursă de hidrogen plante verzi folosesc apa, descompunerea care oxigenul este eliberat în atmosferă.

În primul rând fotosinteză a fost nici formarea de oxigen molecular. În cursul evoluției în continuare a organismelor au fost furnizarea de oxigen. Acest lucru sa întâmplat aproximativ 4 miliarde de euro. Cu ani în urmă.

îmbogățire de oxigen liber al atmosferei a dus în cele din urmă la formarea ozonului, absorbind unde scurte ultraviolete radiații periculoase pentru organismele vii. Mai mult, metoda are originea metabolismului aerobic - respirație, în care are loc clivajul substanțelor organice cu participarea oxigenului. Este tipic pentru cele mai multe plante moderne, animale și microorganisme. Randamentul energetic al acestor reacții sunt de câteva ori mai mult decât în ​​reacții de fermentare (de exemplu, scindarea glucozei în timpul fermentației furnizează energie 50 cal / mol și în timpul respirației - 686 cal / mol).

În viitor, există o complicație a structurii celulare și aproximativ 2 miliarde de euro. Cu ani în urmă au apărut primele celule eucariote.

Celulele eucariotice kletki complexe având un miez și un număr mare de structuri intracelulare (mitocondriile, cloroplastele, etc.).

Celulele eucariote sunt caracteristice organismelor - eucariotelor, care includ cele mai moderne forme de viață.

Mecanismul de apariție a eucariotelor a fost propusă pe baza celulelor anaerobe heterotrofe simbioză și celule capabile de a respira. Apoi, la suprafața celulei este acum zhgutikopodobnaya bacterie, având ca rezultat o mobilitate crescută a corpului, strămoșul protozoare flagelat. A fost primele celule animale.

Următorul pas evolutiv în dezvoltarea organismelor a fost apariția vieții multicelular formează aproximativ 1,3 miliarde. Cu ani în urmă. Potrivit celebrul biolog român I. I. Mechnikova (1845 - 1916), primul multicelulare coborât din protozoare colonial - flagelat. În unele astfel de colonii realizate celule de separare funcționale primitive (extracția de celule și celule absorbante responsabile pentru reproducere), dar în cazul în care fiecare celulă este un individ separat. În cursul dezvoltării sale, anumite tipuri de colonii de protozoare unicelular transformat într-o primitivă, dar întregul organism.