De moderne ideeën over de oorsprong van het leven. De opkomst van het leven op aarde (kort)

Als we alle gegevens die we van een wetenschapper in verschillende studies hebben verkregen te analyseren, is het duidelijk dat het leven op aarde - verbazingwekkend ongelooflijk feit. De kans op het ontstaan ervan is te verwaarlozen in ons universum. Alle stadia van de oorsprong van het leven bevatte de mogelijkheid van een alternatieve gang van zaken, als gevolg waarvan de wereld koud kosmische afgrond zou zijn gebleven zonder een hint is niet iets dat de menselijke geest, en zelfs de kleinste microbe. Creationisten uitleggen zo'n ongelooflijke gebeurtenis door goddelijke interventie. Echter, het bestaan van God niet worden bewezen of weerlegd, en moderne ideeën over de oorsprong van het leven, evenals alle wetenschap als geheel, op basis van de experimentele gegevens en theoretische ontwikkelingen, die kunnen worden ondervraagd of bevestigen.

levensheid

Menselijke kennis evolueren, enigszins vergelijkbaar met de belangrijkste Darwin beschreven werkwijze punten. Theorieën zijn natuurlijke selectie en survival of the fittest, die erin geslaagd om de aanval van de tegenargumenten te weerstaan of aan te passen, muteren om ze aan te passen. Hypothesen over de oorsprong van het leven hebben ook gegaan een lange weg te worden, waarvan de voltooiing is nog niet eens aangegeven, als nieuwe feiten dagelijks worden geopend, waardoor aan te passen reeds gevestigde opvattingen.

Een belangrijke mijlpaal op deze weg was het vitalisme - de theorie van de spontane generatie van het leven permanent. Op grond van de bepalingen ervan, bleek dat de muizen in oude vodden, wormen - in de rottende etensresten. Vitalisme zegevierde over wetenschappelijke experimenten totdat Lui Pastera in 1860, toen hij de onmogelijkheid van de spontane generatie van levende organismen bewezen. De resultaten veroorzaakte een paradoxale evenement: sterkten zij het geloof in de goddelijke oorsprong en gedwongen wetenschappers om te zoeken naar bewijs dat zij onlangs hebben weerlegd. Science probeert uit te leggen dat de onafhankelijke oorsprong van het leven heeft plaatsgevonden, maar voor een lange tijd en gaan stap voor stap, het nemen van miljoenen jaren.

Synthetische koolstof

De situatie leek hopeloos, totdat, totdat in 1864 AM Butlerof niet een belangrijke ontdekking. Hij was in staat om het ontvangen van organisch materiaal (koolstof) van een anorganische (in dit experiment was het formaldehyde). De verkregen gegevens zijn indrukwekkend vervallen muur schetst nog levende organismen en de wereld van dode materie. Na verloop van tijd, wetenschappers in staat waren om andere versies van organische te verkrijgen van anorganische stoffen. Vanaf dat moment begon de moderne ideeën over de oorsprong van het leven te vormen. Zij hebben de gegevens niet alleen biologisch, maar ook in de kosmologie en natuurkunde geabsorbeerd.

De gevolgen van de Big Bang

Theorie van de oorsprong van het leven bestrijken een breed periode: de eerste voorwaarden voor de toekomstige vorming van organismen, wetenschappers zijn nog steeds in de vroege stadia van de oorsprong van het heelal. Moderne natuurkunde telt het bestaan van de wereld van de Big Bang, toen bijna niets kwam alles. De snel groeiende en afkoelen van het heelal eerst gevormde atomen en moleculen, dan hebben ze samenkomen met de eerste generatie van sterren vormen. Ze hebben een plaats van de vorming van het grootste deel van de elementen aan de wetenschap bekend vandaag. New atomen vulde de ruimte wanneer een ster ontploft en wordt de basis voor de volgende generatie faciliteiten, met inbegrip van onze zon. De huidige gegevens suggereren dat de eerste organische verbindingen in de protoplanetaire cloud rond nieuwe sterren kunnen verschijnen. Van hen snel gevormd en de planeet. Het blijkt dat de eerste fasen van het leven op aarde heeft plaatsgevonden nog voor de formatie.

autokatalytische cycli

Processen die plaatsvinden op de Blauwe planeet in zijn "jeugd", gesteund door stoffen die deel uitmaken van de diepte en uit de ruimte als meteorieten. Hypothesen oorsprong van het leven één van de belangrijkste fundamenten voor het ontstaan van organische stof op aarde heet de katalysatoren van chemische reacties, hier gevangen met fragmenten van deze "vreemdelingen". Zij hebben geleid tot het feit dat een overweldigende rol in de vorming van nieuwe stoffen op de planeet begon te zeer snelle processen spelen.

De volgende fase - autokatalytische cycli. In dergelijke werkwijzen produceren stoffen die helpen om de reactiesnelheid, en duurzame substraat verbeteren - de elementen samenwerken. De cyclus is dus voltooid: de processen zelf versneld en zich "bereid voedsel", dus stoffen die wederom omgezette zelf weer katalyseren en opnieuw vormen van het substraat, enzovoort.

twijfels

De moderne ideeën over de oorsprong van het leven is al lang bevatte tegenstrijdige meningen. een struikelblok - de kip en ei-probleem. Wat was er eerst: de eiwitten voeren alle processen in de cel, of DNA, die de structuur van de eiwitten die alle genetische informatie bezit bepaalt. De eerste van essentieel belang voor het lichaam als het bevordert de zelf-vernieuwing systeem, zonder welke het leven onmogelijk is. DNA bevat de celstructuur van de plaat, en het bepalen van levensvatbaarheid. De adviezen van wetenschappers en antwoord geven op de vraag, het was pas in op het moment dat bekend werd dat als een opslagplaats van genetische informatie van het virus lijkt niet DNA en RNA, de derde klasse van organische verbindingen, die meestal slechts een ondergeschikte rol toegewezen in de theorie van de oorsprong van het leven geworden.

RNA-wereld

Geleidelijk aan begon om feiten te verzamelen en in de jaren '80 van de vorige eeuw, zijn er aanwijzingen dat ideeën veranderd over de vroege stadia van de vorming van levende materie. Ontdekt ribozymen, RNA moleculen die eiwitten kwaliteiten, met name om de reactie te katalyseren. De eerste levensvormen, dus kunnen optreden zonder de deelname van eiwitten en DNA. In hun opslagfunctie, evenals al het werk gedaan in RNA. Het leven op aarde wordt nu uitgevoerd door protoorganisms die de autokatalytische cyclus bestond uit een zelfreplicerende ribozymen. De theorie heet "RNA-wereld".

coacervaten

Tegenwoordig is het moeilijk om de levensduur van de periode voorstellen, omdat ze niet één belangrijke eigenschap hadden - de huid of in de grenzen. In feite was een oplossing die autokatalytische cyclus van RNA. Het probleem van een gebrek aan grenzen, noodzakelijk voor een goede doorstroming van processen opgelost geïmproviseerde manieren. Protoorganisms schuilden buurt mineralen zeoliet met een maas roosterstructuur. Hun oppervlak kon de vorming van een RNA-keten katalyseren en ze een bepaalde configuratie.

Verder - meer, verschijnen op het podium coacervaten of-water vetdruppels. De hypotheses van de oorsprong van het leven als de recent, en het heden is grotendeels gebaseerd op de theorie van de AI Oparin, die de eigenschappen van deze formaties bestudeerd. Coacervaten - deze oplossing druppels ingesloten in een omhulsel van vetweefsel (lipiden). Deze membranen worden gekenmerkt door selectieve permeabiliteit en de mogelijkheid om metabolisme uit te voeren. Sommigen van hen, blijkbaar verenigd met kettingen van zelfreplicerende RNA, met inbegrip van die welke de synthese van lipiden zichzelf katalyseren. Zo, nieuwe vormen van leven, overwon de weg van doorganizmennogo niveau om de werkelijke organisme. De mogelijkheid van dergelijke structuren is recentelijk bevestigd: onderzoekers experimenteel bevestigde het vermogen van RNA in combinatie met calciumionen aan de lipidemembranen en reguleren hun permeabiliteit.

bekwame helpers

Oorsprong van het leven in de volgende fase is het proces van verbetering van de functies van organismen gevormd. RNA verworven vermogen om de synthese van aminozuur polymeren, aanvankelijk heel simpel katalyseren. Het hoogtepunt van het instellen van een nieuw mechanisme was de mogelijkheid om eiwitten te synthetiseren. Onderwijs verscheen meerdere malen om effectief om te gaan met biologische processen dan ribozymen.

Aanvankelijk werd peptidesynthese niet besteld. Proces was "hit or miss", waardoor het beheer van de zaak in de aminozuurvolgorde van nieuwe ketens. Na verloop van tijd vast te zitten exacte kopie, want dat heeft bijgedragen tot een grotere stabiliteit van het hele systeem. Zo ontstond de genetische code, waardoor specifieke eiwitten synthetiseren van de gewenste functies.

perfectie

Honen de mogelijkheid om de gewenste eiwitten te synthetiseren nam geleidelijk plaats. De eerste stap was het ontstaan van een speciaal type RNA, welke aminozuren kunnen aansluiten. De volgende fase van het bouwproces, onder vorming van de peptidemoleculen via gerangschikt in een bepaalde volgorde basen. De sequentie werd vastgesteld op hetzelfde RNA-matrijs. Toegeschreven "instructies" informatief RNA en eiwit componenten van de toekomst bezig met een nieuw type van RNA, de zogenaamde transport. Hoe en informatie, en het is tot op de dag - een belangrijk onderdeel van peptide synthese.

DNA

De toenemende complexiteit van organismen verder ging over manieren om manieren van informatie-opslag te verbeteren. Er wordt aangenomen dat DNA oorspronkelijk één van de fasen van de levenscyclus van kolonies RNA. Het had een stabiele structuur. De mate waarin deze informatie was veel hoger, dus na een paar, een behoorlijk lange tijd was de belangrijkste opslagplaats van DNA genetische code.

Een van de eigenschappen van de nieuwe formatie, in zijn tijd niet mogelijk om het DNA in de kop van de theorie van de oorsprong van het leven te zetten - is het onvermogen om actie te ondernemen. Het is een soort van betaling voor de geavanceerde functies opslagmedia geworden. Volledig "werk" bleef eiwitten en RNA.

symbiose

De moderne ideeën over de oorsprong van het leven niet leiden tot een voorouder van de afgesloten en omheind van de rest van het lichaam. Wetenschappers zijn meer geneigd zijn in het voordeel van de veronderstelling dat in de beginfase waren er gelijkenissen gemeenschap microscopisch kleine cellen die verschillende functies uit te voeren. Een dergelijke symbiose is gemakkelijk te vinden in de natuur vandaag. Het eenvoudigste voorbeeld van een - cyaan-bacteriële matten, die tegelijkertijd de gemeenschap van micro-organismen en levend wezen één geheel.

De opkomst van het leven op aarde biologie aan de huidige fase van haar ontwikkeling, ziet het proces, gekenmerkt door een voortdurende strijd en geen wedstrijd, maar een steeds grotere diverse rally van bepaalde structuren, leidde uiteindelijk tot het ontstaan van een levende cel, zoals we nu vertegenwoordigen.

generalisatie

Samenvattend kunnen we kort opsommen alle fasen in de vorming van het leven, in het kader van de moderne theorieën, de meest waarschijnlijke versie van de opkomst en ontwikkeling van organismen op aarde:

1. De vorming van primaire organische verbindingen protoplanetary wolken.

2. De geleidelijke afbouw in de voorgrond van reacties met het vermogen om zichzelf te versnellen en autokatalytische cyclus.

3. De opkomst van autokatalytische cycli van RNA.

4. Union RNA en lipide membranen.

5. Verwerving van RNA synthetiseren van eiwitten.

6. De komst van DNA en de goedkeuring ervan als de belangrijkste opslagplaats van informatie.

7. De vorming van de eerste eencellige organismen door symbiose.

Het begrijpen van de processen die hebben geleid tot het ontstaan van leven, nog onvolmaakt. Wetenschappers nog veel vragen. Het is niet bekend hoe RNA ontstaan vele tussenfasen slechts theoretisch. Echter, nieuwe experimenten, feiten en hypotheses getest worden elke dag geplaatst. We kunnen gerust zeggen dat onze tijd de wereld veel meer ontdekkingen met betrekking tot de prehistorie heeft gegeven.