Rezumat - originea vieții pe pământ

CAPITOLUL 12. LUMEA ORGANICE CA REZULTAT AL EVOLUȚIA

Apariția vieții pe Pământ

Complexitatea problemei originii vieții pe Pământ a generat o mulțime de ipoteze și concepte relevante. Lipsa actuală a unei singure, obschepriznavaemoy în teoria academică mondială a originii vieții este principala cauză de conservare, până în prezent, viabilitatea multora dintre ele, inclusiv conceptele de idealist.

Toate ipotezele (concepte) și teoria originii vieții pe Pământ pot fi grupate în cinci grupe.

1. Conceptul creaționist. bazat pe aprobarea „fiecare lucru viu creat de Creator (Dumnezeu).“ În acest caz, cu toate itselesoobrazno imediat aranjat pentru un mediu special existența organismelor rămân neschimbate.

2. Conceptul de generare spontană. dilas-viață de nucleație și continuă să apară în momentul substanțelor anorganice (apa, nămol, etc.). Potrivit JB Dutchman Helmont (1579-1644) timp de 3 săptămâni se produce samoza-născuți pumn șoareci de cereale într-un dulap închis. În secolul XVII, eșecul unei astfel de con-CEPT a fost demonstrată în experimente
(Fig. 155) Francesco Redi (1626-1698), și mai târziu convingător stabilit (Fig. 156) Lui Pasterom (1822-1895).

Recunoașterea sostoyaniyaiskhodyat 3. Ipoteze staționare eternitatea universului și eternitatea existenței acolo de lucru, cum ar fi viața. timp limitat (organisme separate, există stele, planete) sau forme de viață pe ele.

Fig. 155 (stânga). Experiența Francesco Redi (1668). Unele dintre borcanele în care erau șerpi morți, au fost acoperite cu muselină, în timp ce alții au rămas deschise. Viermii a apărut doar în băncile publice; în închis ei nu au fost. Redi explică prin faptul că o muscă a intrat în borcane deschise și depozitate aici ouă, larve care trapa (ciclul de viață muscă - în partea de jos a figurii). Băncile sunt acoperite cu muște nu au putut pătrunde, și, prin urmare, nu există larve sau muște în aceste bănci nu a fost Fig. 156 (dreapta). Baloanele cu un gât curbat, care au fost utilizate în experimentele lui Louis Pasteur. aer gratuit ce intră prin vârful deschis al tubului, dar el nu a fost suficient de rapid pentru a trece de-a lungul unei porțiuni curbate a acesteia, care transportă bacteriile relativ grele. Sau alte bacterii au fost prezente în celulele de aer stabilit la partea de jos a porțiunii îndoite a gâtului, în timp ce aerul este trecut mai departe și alimentat în vasul însuși. Bulionul nu este mutnel - „bacterii spontane“ în aceasta nu sa întâmplat. Strecoara într-un balon și pot cauza bacterii descompunere bulion ar putea fi cazul numai dacă becul rupt gâtul

4. Ipoteze si teorii ale panspermie. Posibilitatea de introducere a organismelor care trăiesc pe Pământ de pe alte planete (corpurile cerești). Teoria fondator primul panspermie este chimistul suedez S. Arrhenius (1859-1927). La mijlocul secolului XX L. Orgel și Crick a dezvoltat ipoteza panspermie direcționată. Viața a apărut pe planul nostru, cei care datorită faptului că un fel de ființe conștiente pe Pământ găsi condiții potrivite pentru viață, containere dotate organisme primitive și le-a trimis de către transportator special pe Pământ.

Cele mai frecvente și bine fundamentate teorii din cadrul acestui grup este teoria dezvoltată de independent AI om de știință român academician Oparin (1894-1980) și savantul american John. Haldane (1892-1964). În acest sens, este cel mai adesea menționată ca teoria Oparin-Holdeyna.V conformitate cu acesta sunt șase etape de transformare.

1. Formarea de reducere (primară) a atmosferei Pământului. caracterizat prin aceea contrast cu atmosferă modernă oxidant (N2, O2, CO2, H2O cupluri), prezența în compoziția sa de metan, hidrogen, amoniac, cianura de hidrogen și celălalt intră ușor într-o reacție chimică a gazelor (agresive). Formarea unei astfel de atmosferă este, de fapt, o condiție prealabilă pentru originea chimică a vieții pe Pământ.

2. Sinteza simplă (cu greutate moleculară mică) compuși organici din atmosferă reducătoare a gazului. Realitatea acestui pas ulterior, a confirmat o serie de experimente model ale biochimistul american S. Miller (1930) și fizician și chimist Urey american (1893-1981), efectuate de aceștia în 1953. Atunci când sunt expuse la evacuarea scânteii într-un amestec gazos de metan, hidrogen, amoniac și vapori de apă, au primit un set de molecule organice mici: aminoacizi (glicină, alanină, β-alanină, acid aspartic, acid α-aminobutiric) și Tide bezazotis organic Acid și zahăr. In 1963, un mod similar au fost sintetizate adenină, guanină, AMP și ATP. Mai târziu L. Orgel simplu sintetizat acid nucleic (lungimea catenei de șase unități monomere) într-o instalație similară cu Miller. Astfel, pentru prima dată, a demonstrat sinteza posibilitatea abiogenous compușilor organici în sisteme care mimează structura primară a putativă atmosfera terestră. Sursa de energie primară pentru atmosfera de astfel de reacții au fost aparent UV și radiație radioactivă, descărcări electrice, vulcanic și alte procese.

3. Polimerizarea monomerilor pentru a forma lanturi de proteine ​​și acizi nucleici. Experimentele C. Fox, realizat în anul 1961 au demonstrat fezabilitatea acestui g .: Soaking în vasele de bucăți pregătite de lavă, cu o temperatură de + 130 ° C, un amestec uscat de aminoacizi formați proteine ​​(polipeptide). Este posibil ca în trecutul îndepărtat Pământul pe pantele conuri vulcanice sub lava de răcire curge ca și reacțiile de aminoacizi și nucleotide produse de polimerizare sunt apoi spălate off în dusuri Ocean.

4. Formarea sistemelor substanțe organice fazovoobosoblennyh separa de membrane din mediul extern. Polimerii rezultate ca concentrația în apă a oceanului (bulionul primar) au fost combinate în complexe multimolecular sub formă de picături de coloid (coacervates sau microsfere), care au membrane similare compactează stratul exterior și suspendat într-un mediu apos (Fig. 157). O varietate de compoziție „supă“, în diferite părți ale oceanului sunt cauzate de diferența Valo-coacervates în compoziție și formează baza evoluției biochimice - de acțiunea naturală-pădure. Coacervates absorbit ionii Me-taliu și enzime formate. La limita dintre mediul extern și coacervates căptușite molecula Lipi-rânduri, creând celule de similaritate membe înfășurări.

În anumite condiții, proprietăți CoA tservaty expuse sistemele vii deschise: selectiv absorbant, în cazul în care compușii chimici din mediu înconjurător fierberii și includerea acestora în diferite reacții chimice, produsele care pot fi eliberate în mediul înconjurător. Experimentele au arătat că formarea de microsfere (suspensii coacervate) tipice pentru polimeri (de exemplu, proteină) în soluție. Deja în stadiul microsferelor aparent a avut loc de selecție, în care compusul a persistat cel mai potrivit pentru a efectua funcții biologice.

5. Apariția probiontov și protocelule - creaturi vii primare, DIP caracterizează relația dintre ADN-ul intracelular și sintetizat pe planul său în cușcă de proteine. In acest stadiu, selectarea produsului chimic complet înlocuit biologic selecția (natural).

6. Apariția primelor organisme heterotrofe unicelulare caracterizate prin toate proprietățile de viață, inclusiv capacitatea de a reproduce și de a transfera informația genetică la urmași. Astfel de organisme unicelulare poseda sistem sintetizare genetic si proteine, utilizate pentru viața numai un material organic. Noi studii indică faptul că primele organisme vii ar putea acum 3,5-3,8 miliarde de ani. Cu toate acestea, odată cu scăderea (în timp) a concentrației materiei organice libere în avantajul ocean organismelor obținute se pot sintetiza compuși organici din componente anorganice. În acest fel aproximativ 3 miliarde de ani în urmă a apărut primul tip de celule fotosintetice cianobacterii capabile să utilizeze energia luminii pentru sintetizarea compușilor organici din bioxid de carbon și apă. Răspândind oxigenul, ei au schimbat compoziția atmosferei, care a devenit oxidant. Astfel, viața a apărut pe Pământ, s-a modificat condițiile care au făcut posibilă apariția sa. Acesta este răspunsul la întrebarea, de ce acum imposibilă apariția ființelor vii în conformitate cu schema teoriei Oparin-Haldane.

Esența acesteia din urmă poate fi rezumat după cum urmează: Scoală-te, veniyu viață a precedat evoluția chimică, care a fost înlocuită evoluția biologică; Selecția chimică a fost înlocuită cu biologic, a primit numele de selecție naturală.

În ciuda unui sistem coerent de raționament și confirmarea experimentală a realității etapelor individuale ale originii vieții, teoria Oparin-Haldane nu a devenit general acceptat (doar) o teorie științifică a originii vieții pe Pământ. Acest lucru a contribuit în mare măsură la defectele sale evidente ( „pete albe“), inclusiv:

1) incapacitatea de a explica stabilirea relației cod dintre ADN și proteine ​​din probiontov și protocell: ca, în special, deja format în coacervates proteine ​​(peptide) ar putea „prinde“ genelor corespunzătoare (planul structurii primare sub formă de secvențe de nucleotide care codifică) în moleculele formate mai târziu DNA (traducere inversă, pe baza datelor actuale de biologie moleculara si genetica, nu se poate)?

2) lipsa de fundamentare a compoziției proteinelor și acizilor nucleici ai organismelor vii existente în moleculele lor de proteine ​​contin aminoacizi numai levogir și acizi nucleici - doar dextrorotatory pentoză. Având în vedere că natura racemizarea inerentă - existența echilibrului de izomeri în oglindă, ceea ce a furnizat o astfel absolut chirale „puritatea“ a celor vii? Experimentele C. Miller și G.Yuri formate dreapta și stânga pe izomeri de aminoacizi Sinteza abiotic. Și dacă sinteza artificială a ADN-ului în lanțul său devine antiorar pentoză, apoi, după 2-3 nucleotide sunt construite asamblarea în continuare a moleculei de ADN este terminată!

3) neexplicată număr limitat de aminoacizi care formează proteinele ființelor vii: numai 20 de aminoacizi incluși în proteinele tuturor, fără organisme excepție (peste 2 milioane) Pământului din momentul în care, în natură și în univers (în conformitate cu setul de aminoacizi care sunt înregistrate pe Pământ de meteoriți ) există o cantitate mult mai mare.

Lipsa unui consens de oameni de știință cu privire la originea vieții pe Pământ prin evoluție chimică și biologică, „vulnerabilitate“ dispoziții și argumentarea teoriei Oparin-Haldane contribuie la dezvoltarea de noi ipoteze și concepte în cadrul (5 din cele de mai sus), a teoriilor și conceptelor. Printre acestea se numără următoarele.

1. Kosmogeohimicheskaya gipotezaamerikanskogo om de știință George. Bud, care a încercat să explice formarea proteinelor ființe numai 20 de aminoacizi. Acesta din urmă, în opinia sa, conținută într-o mașină mare, în trecutul îndepărtat atunci când se confruntă cu Pământul. Mașina conținea un set strict definit de aminoacizi, care a fost pe pământ, a făcut o linie de bază a avut loc mai tarziu in viata ei.

2. chemoautotrofe teoriyanemetskogo om de știință G. Vehtersheyzera: cristale de pirita răspândite pe Pământ sunt încărcate pozitiv și reținute de către moleculele organice, oferindu-le energie și electroni. Pe suprafața pirită sunt fuziune
(Fe + S → FeS2) pentru a forma un pirită și eliberarea de energie, care este utilizată în sinteza organică. Odată cu creșterea complexității materialului organic rezultat având mai întâi celule chemoautotrofe proliferante înmugurire.

Important pentru a aborda problema originii vieții ar putea oferi date de cercetare spațială, ca proces de viață de formare în diversele sale etape pot avea loc în alte regiuni ale universului. Cu toate acestea, exobiology - secțiunea de biologie, explorând posibile forme de viață în afara planetei Pământ, nu are datele necesare: un semn real al vieții nu a fost găsită pe orice planetă din sistemul solar și dincolo. În sistemul solar, lucrurile vii sunt susceptibile de a exista doar pe Pamant. Cu toate acestea, este posibil ca viața este posibilă nu numai pe apă și pe bază de carbon (pe Pământ), ci și pe amoniac pe bază de siliciu. Din păcate, omenirea nu posedă în mod fundamental diferite metode de detectare a formelor de viață extraterestre.

Chiar și lucrează în biologie

Rezumatul biologiei