Šiuolaikinės idėjos apie gyvenimo kilmę. Gyvybės atsiradimas Žemėje (trumpai)

Jei analizuosime visus duomenis, kuriuos mokslininkai galėjo gauti įvairiais tyrimais, paaiškėja, kad gyvenimas Žemėje yra neįtikėtinas faktas. Jo išvaizda mūsų visatoje yra nereikšminga. Visuose gyvenimo atsiradimo etapuose buvo galimybė alternatyviai plėtoti įvykius, dėl kurių pasaulis išliktų šaltos erdvės be slėptuvės, o ne tik žmogaus proto, bet net ir mažiausio mikrobio. Kūrybininkai paaiškina tokį neįtikėtiną įvykį dievišku įsikišimu. Tačiau Dievo egzistavimas negali būti įrodytas ar paneigtas, o šiuolaikinės idėjos apie gyvenimo šaltinį, kaip ir visas kitas mokslas, yra pagrįsti eksperimentiniais duomenimis ir teoriniais įvykiais, kuriuos galima ginčyti ar patvirtinti.

Vitalizmas

Žmogaus žinios išgyvena evoliuciją, kas yra panaši į pagrindinius dalykus, aprašytus Darvino procese. Teorijos natūraliai atrenkamos, o stipriausi išgyventi, kurie sugebėjo atlaikyti priešpaslėgimo įtampą arba prisitaikyti, prisitaikyti prie jų. Gyvenimo hipotezės taip pat praėjo ilgą kelią tapti, kurio užbaigimas dar nebuvo išryškėjęs, nes kasdien atsiveria nauji faktai, reikalaujantys ištaisyti jau įtvirtintus požiūrius.

Didžiausias šio kelyje esantis etapas buvo vitalizmas - nuolatinės savaiminės gyvenimo kartos teorija. Remiantis jos nuostatomis, pelės pasirodė senose skudurų, kirminų - glūdiose maisto liekanose. Vitalizmas dominavo mokslui iki 1860 m. Louis'o Pasteuro eksperimentų, kai jis įrodė, kad savanoriškos gyvųjų organizmų sukūrimo neįmanoma. Rezultatai sukėlė paradoksalius įvykius: jie sustiprino tikėjimą dieviškuoju pradžia ir privertė mokslininkus ieškoti įrodymų, kuriuos jie neseniai paneigė. Mokslas siekė paaiškinti, kad nepriklausoma gyvenimo būklė įvyko ilgą laiką ir vyko milijonus metų.

Anglies sintezė

Padėtis atrodė beviltiška iki to momento, kai 1864 m. A. M. Butlerovas neatliko svarbių atradimų. Jis sugebėjo gauti organines medžiagas (anglį) iš neorganinių (jo eksperimente buvo formaldehido). Gauti duomenys sunaikino įspūdingą sieną, kuri iki šios dienos atskiria gyvus organizmus ir mirusio pasaulio pasaulį. Po kurio laiko mokslininkai galėjo gauti kitų organinių neorganinių medžiagų versijų. Nuo to laiko atsirado šiuolaikinės idėjos apie gyvenimo kilmę. Jie įsisavino ne tik biologijos, bet ir kosmologijos bei fizikos duomenis.

Didžiojo sprogimo padariniai

Gyvybės kilmės teorijos apima milžinišką laikotarpį: pirmosios būtinybės būsimam organizmų mokslininkų formavimui vis dar yra visatos pradžios etape. Šiuolaikinė fizika skaičiuoja pasaulio egzistavimą nuo Didžiojo sprogimo, kai praktiškai viskas išėjo iš nieko. Sparčiai besiplečiančioje ir aušinančioje visatoje pirmiausia susidarė atomai ir molekulės, tada jie suvienijo, sudarant pirmosios kartos žvaigždes. Jie tapo daugumos šiandien žinomiems mokslo elementams formuoti. Nauji atomai užpildė erdvę po žvaigždžių sprogimo ir tapo pagrindu naujos kartos objektams, įskaitant mūsų Saulę. Šiuolaikiniai duomenys rodo, kad pirmieji organiniai junginiai gali atsirasti protoplanetinių debesų aplink naujų žvaigždžių. Iš jų netrukus susidaro ir planetos. Pasirodo, kad pirmieji gyvenimo Žemėje etapai praėjo prieš jį suformavus.

Autokataliziniai ciklai

"Mėlynosios planetos" "vaikystėje" vykstančius procesus palaikė medžiagos, kurios sudaro jos podirvį ir atvyksta iš kosmoso kaip meteoritai. Gyvenimo hipotezės kaip vienas iš svarbių organinių medžiagų gimimo pagrindų Žemėje yra vadinamos cheminių reakcijų katalizatoriais, įstrigę čia su šių "naujokų" fragmentais. Jie atvedė prie to, kad sparčiausiai procesai pradėjo atlikti didžiulį vaidmenį formuojant naujas medžiagas planetoje.

Kitas etapas yra autokataliziniai ciklai. Tokiuose procesuose susidaro medžiagos, kurios prisideda prie reakcijos greičio padidėjimo, taip pat substratų atnaujinimas, sąveikaujantys elementai. Tokiu būdu uždarytas ciklas: procesai patys pagreitina ir patys "virti maistas", tai yra, medžiagos, kurios vėl reaguoja, katalizuoja save ir pakeičia substratą ir pan.

Abejonės

Šiuolaikinės idėjos apie gyvenimo atsiradimą jau seniai buvo prieštaringos nuomonės. Kupinių blokas yra vištienos ir kiaušinių problema. Pirmiausia atsirado baltymai, kurie atlieka visus procesus ląstelėje arba DNR, kurie lemia šių baltymų struktūrą, saugo visą paveldimą informaciją. Pirmieji yra būtini organizmui, nes jie prisideda prie sistemos savaiminio palaikymo, be kurio gyvenimas yra neįmanomas. DNR yra ląstelės struktūros įrašas, kuris taip pat lemia gyvybingumą. Mokslininkų nuomonės buvo suskirstytos ir atsakymas į klausimą buvo ne iki to momento, kai tapo žinoma, kad paveldimos informacijos saugykla yra ne DNR, o RNR, trečioji organinių junginių klasė, kuri paprastai priskiriama tik gyvenimo teorijai, yra tik antrinis vaidmuo.

RNR pasaulis

Palaipsniui pradėjo kauptis faktai, o praėjusio amžiaus 80-ųjų metų buvo duomenų, kurie pavertė pradinių gyvosios medžiagos formavimo etapų sąvoką. Ribozymai, RNR molekulės, turinčios baltymų gebėjimą, visų pirma, katalizuoja reakciją. Taigi pirmosios gyvenimo formos gali kilti be baltymų ir DNR dalyvavimo. Joje informacijos apie saugojimą funkcija, taip pat visi vidiniai darbai, buvo atlikta RNR. Gyvenimas Žemėje dabar atsirado iš protoorganizmų, kurie yra autokataliziniai ciklai, susidedantys iš savirepliuojančių ribozimų. Ši teorija vadinama "RNR pasauliu".

Coacervates

Šiandien sunku įsivaizduoti šio laikotarpio gyvenimą, nes jis neturėjo vienos svarbios savybės - apvalkalo ar sienos. Tiesą sakant, tai buvo tirpalas, apimantis autokatalizinius ciklus iš RNR. Problemų, kad trūksta ribų, reikalingų tinkamam procesų srautui, buvo išspręstas improvizuotais būdais. Protoorganizmai randasi prieglobstyje netoli zeolitų mineralų, kurie turėjo grotelinę grotelinę struktūrą. Jų paviršius galėjo katalizuoti RNR grandinių susidarymą ir suteikti jiems tam tikrą konfigūraciją.

Toliau - daugiau: scenoje pasirodo coacervates arba vandens lipidų lašai. Neseniai ir šiuolaikiniais gyvenimo hipotezėmis daugiausia remiamasi AI teorija. Oparinas, kuris ištyrė tokių formacijų savybes. Coacervates yra tirpalo lašai, sudaryti iš lipidų riebaluose. Jų membranoms būdingas selektyvus pralaidumas ir gebėjimas metabolizuotis. Matyt, kai kurie iš jų buvo sujungti su savirealizuojančios RNR grandinėmis, įskaitant tuos, kurie katalizavo pačių lipidų sintezę. Taigi atsirado naujos gyvenimo formos, kurios įveikė kelią nuo preorganizacinio lygio iki tinkamo organizmo lygio. Tokių formavimų galimybė buvo patvirtinta gana neseniai: mokslininkai eksperimentiniu būdu patvirtino RNR ir kalcio jonų gebėjimą prisijungti prie lipidų membranų ir reguliuoti jų pralaidumą.

Puikūs padėjėjai

Kitame etape gyvenimo kilmė buvo suformuotų organizmų funkcijų pagerinimas. RNR įgijo gebėjimą katalizuoti aminorūgščių polimerų sintezę, iš pradžių gana paprasta. Naujojo mechanizmo korekcija tapo gebėjimu sintetinti baltymus. Išryškėję susidarymai buvo keletą kartų efektyvesni, kai susidorojo su biologiniais procesais, negu ribozimai.

Iš pradžių peptidų sintezė nebuvo užsakyta. Procesas vyko "kaip baisus", paliekant progą nukreipti aminorūgščių seką naujose grandinėse. Laikui bėgant buvo sukurtas tikslus kopijavimas, nes tai prisidėjo prie visos sistemos stabilumo. Taigi buvo genetinis kodas, kuris leidžia sintetinti tam tikrus baltymus su reikalingomis funkcijomis.

Tobulinimas

Gebėjimas sintetinti reikiamus baltymus padidėjo palaipsniui. Pirmasis etapas buvo ypatingo RNR tipo atsiradimas, kuris galėtų sujungti aminorūgštis. Kitas etapas lydėjo formuojant peptidines molekules, naudojant bazes, pastatytas tam tikra tvarka. Seką nustatė RNR šablonas. Suderinus informacines RNN "instrukcijas" ir būsimųjų baltymų elementus, buvo panaudota naujo tipo RNR, vadinama transportu. Kaip ir informacija, vis dar svarbios peptidų sintezės dalys.

DNR

Organų komplikacija toliau vyko taip, kaip pagerinti informacijos saugojimo būdus. Manoma, kad iš pradžių DNR buvo viena iš RNR kolonijų gyvavimo ciklo fazių. Ji turėjo stabilesnę struktūrą. Informacijos apsaugos laipsnis buvo didesnis, taigi per keletą gana ilgą laiką DNR tapo pagrindine genetinio kodo saugykla.

Viena iš naujojo išsilavinimo savybių, tuo metu neleidžiama DNR tapti gyvybės kilmės teorijos vadovu, yra nesugebėjimas aktyviai veikti. Tai tapo mokama už papildomas informacijos parduotuvės funkcijas. Visas "darbas" buvo paliktas baltymams ir RNR.

Simbiozė

Šiuolaikinės idėjos apie gyvenimo kilmę neįrodo kaip protėvis, uždaras ir aptvertas nuo likusio kūno. Mokslininkai labiau linkę remtis prielaida, kad pirmosiose stadijose buvo skirtingų funkcijų ląstelių mikroskopinių panašumų bendruomenės. Tokį simbiozę šiandien sunku patenkinti. Paprasčiausias pavyzdys yra ciano-bakterijų kilimėliai, kurie tuo pačiu metu yra ir mikroorganizmų, ir vienos visos gyvosios būtybės.

Dabartiniame vystymosi etape atsiradus gyvenimui Žemėje, biologija mato procesą, apibūdintą ne nuolatine kova ir konkurencija, bet vis labiau didėjančia tam tikrų įvairiarūšių struktūrų sąveika, kuri galiausiai paskatino gyvosios ląstelės atsiradimą, kaip mes šiandien įsivaizduojame.

Apibendrinimas

Apibendrinant galima trumpai aprašyti visus gyvenimo formavimo etapus, kurie atsiranda šiuolaikinių teorijų sistemoje, kaip labiausiai tikėtiną organizmų atsiradimo ir vystymosi Žemėje versiją:

1. Pagrindinių organinių junginių formavimas protoplanetiniais debesimis.

2. Palaipsniui atsiranda reakcijos, kurios gali savikontroliuoti, ir autokataliziniai ciklai.

3. Autokatalizinių ciklų, susidedančių iš RNR, išvaizda.

4. RNR ir lipidinių membranų sąjunga.

5. RNR gebėjimo sintetinti baltymus įgijimas.

6. DNR atsiradimas ir jo patvirtinimas kaip pagrindinė informacijos saugykla.

7. Pirmojo vienarūšio organizmo formavimas pagal simbiozę.

Procesų, dėl kurių atsirado gyvenimas, supratimas vis dar yra netobulas. Mokslininkai turi daug klausimų. Kaip tiksliai žinoma, kaip RNR atsirado, daugelis tarpinių etapų tebėra teoriniai. Tačiau kasdien atliekami nauji eksperimentai, tikrinamos faktai ir hipotezės. Galima sakyti, kad mūsų amžius duos pasauliui daug daugiau atradimų, susijusių su priešistorine erą.