10 ТЕОРІЇ ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

В теорії походження життя намагається пояснити , як живі істоти походять. Як виникло життя, як ми знаємо, це питання, яке багато філософів, богословів і вчених задавали протягом багатьох років, насправді можна сказати, що майже з тих пір людина була людиною.

Різні наукові записи встановлюють, що земля сформувалася приблизно 4,5-5 мільярдів років тому і що найдавніші відомі копалини, що відповідають залишкам ціанобактерій, знайдених у Західній Австралії, датуються щонайменше 3,5 мільярда років тому.

Зображення з WikiImages за адресою www.pixabay.com

Хоча немає записів викопних робіт чи старих геологічних доказів, багато вчених сходяться на думці, що інші форми життя, можливо, існували і раніше, але копалини, можливо, були знищені теплом та зміною форми багатьох гірських порід протягом Докембрійський.

Що сталося протягом майже 2 мільярдів років, що минули з моменту виникнення землі та появи перших копалин? Саме біологічні події, що сталися в той час, зробили можливим життя та ті, про які так багато дискутують сьогодні в науковій спільноті.

Далі ми знайдемо деякі основні гіпотетичні теорії, висунуті різними авторами, щоб пояснити походження перших живих організмів, з яких, мабуть, розвинулися найбільш "просунуті" форми життя.

Якою була земля до того, як виникло життя?

Найбільш ранніми відомими формами життя на Землі є передбачувані скам’янілі мікроорганізми, виявлені в гідротермальних отворах. За оцінками, вони прожили 4,28 мільярда років тому.

Деякі вчені припускають, що на "початкову" землю впливали різні типи небесних об'єктів і що температури на цій планеті були настільки високими, що вода була не в рідкому стані, а у вигляді газу.

Однак багато хто сходяться на думці, що докембрійська земля, можливо, мала температуру, схожу на сушу сьогодні, це означає, що вода могла бути у рідкому вигляді, конденсованому для утворення океанів, морів та озер.

З іншого боку, земна атмосфера того часу вважається сильно зменшеною (з нулем або дуже мало вільного кисню), так що після впливу різних форм енергії могли утворюватися перші органічні сполуки.

Основні теорії походження життя

- Життя спонтанним поколінням

Арістотель, провісник стихійного покоління

Від греків до багатьох учених в середині ХІХ століття було прийнято пропозицію про те, що живі істоти можуть виникати спонтанно, без інших батьківських організмів, з "неживої" матерії.

Тому протягом багатьох століть різні мислителі переконувались у тому, що комахи, черви, жаби та інші паразити утворюються спонтанно на грязі чи на розкладаються речовинах.

Ці теорії не раз були дискредитовані, наприклад, експериментами, проведеними Франческо Реді (1668) та Луї Пастером (1861).

Портрет Франческо Франді (Джерело: Valérie75, через Wikimmedia Commons)

Реді довів, що, якщо дорослі комахи не відклали яйця на шматок м’яса, личинки не спонтанно з’явилися на ньому. З іншого боку, Пастер згодом показав, що мікроорганізми можуть походити лише від раніше існуючих мікроорганізмів.

Крім того, слід сказати, що ця теорія також була проігнорована, оскільки в різних історичних контекстах "спонтанне покоління" посилалося на два досить різні поняття, а саме:

- Абіогенез : поняття походження життя від неорганічної речовини та

- Гетерогенез : ідея, що життя виникла з мертвої органіки, подібно до того, як черв’яки "з'явилися" на гнилому м'ясі.

Дарвін і Уоллес, трохи раніше, у 1858 році, самостійно опублікували свої теорії еволюції шляхом природного відбору, за допомогою яких вони дали зрозуміти, що найскладніші живі істоти змогли еволюціонувати з більш «простих» одноклітинних істот.

Таким чином, теорія мимовільного покоління зникла зі сцени, і наукове співтовариство почало дивуватися, як виникли ті "простіші одноклітинні істоти", про які говорили еволюціоністи.

- Теорія первинного бульйону та поступової хімічної еволюції

Олександр Опарін у своїй лабораторії (справа).

У 1920 р. Вчені А. Опарін та Дж. Галдан запропонували окремо гіпотезу про походження життя на землі, яка сьогодні носить їхні назви та за допомогою якої вони встановили, що життя на землі могло виникнути " крок за кроком »від неживої матерії, через« хімічну еволюцію ».

Велична призматична весна в Єллоустоун. Вважається, що це високотемпературне середовище схоже на первісне середовище земних морів. Джерело:

Обидва дослідники припустили, що "початкова" земля повинна була мати атмосферу відновлення (бідна киснем, в якій всі молекули прагнули дарувати електрони), стан, який міг би ідеально пояснити деякі події:

- що деякі неорганічні молекули реагують між собою, утворюючи органічні структурні «блоки» живих істот, процес, спрямований електричною енергією (від променів) або світла (від сонця) і продукти якої накопичуються в океанах, утворюючи «первинний бульйон» .

Зображення Еліаса Ш. на www.pixabay.com

- Ці органічні молекули згодом об'єднувались, збираючи більш складні молекули, утворені фрагментами більш простих молекул (полімерів), таких як білки та нуклеїнові кислоти.

- Згадані полімери були зібрані в одиниці, здатні розмножуватися, або в метаболічних групах (пропозиція Опаріна), або всередині мембран, що утворювали «клітиноподібні» структури (пропозиція Галдена).

- Панспермія

Ілюстрація бактерії на кометі. Джерело: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

У 1908 році вчений на ім’я Август Арреній запропонував, щоб "життєдайні насіння" були розкидані по космічному простору і що вони падали на планети і "проростали", коли там були сприятливі умови.

Ця теорія, також відома як теорія панспермії (з грецької каструлі, що означає "все", і сперма, що означає "насіння"), була підтримана різними вченими, і ми можемо також знайти її в деяких текстах як "позаземне походження життя ».

- Життя електрикою

Зображення FelixMittermeier з Pixabay.com

Пізніше частина наукової спільноти припустила, що походження життя, запропоноване Опаріном та Галданом, могло початися на землі завдяки електричній «іскрі», яка забезпечувала енергію, необхідну для «організації» основних органічних сполук неорганічних сполук (форма абіогенезу).

Ці ідеї експериментально підтримали два дослідники Північної Америки: Стенлі Міллер та Гарольд Урей.

Своїми експериментами обидва вчені продемонстрували, що з неорганічних речовин та в деяких особливих атмосферних умовах електричний розряд здатний утворювати органічні молекули, такі як амінокислоти та вуглеводи.

Тоді ця теорія запропонувала, що з плином часу могли сформуватися найскладніші молекули, які сьогодні характеризують живих істот; ось чому це було дуже прихильним до теорій Опаріна та "первинного запасу" Олдайна кількома роками раніше.

- Життя під льодом

Зображення Девіда Марка на сайті www.pixabay.com

Інша теорія, можливо трохи менш відома і прийнята, пропонує, що життя виникло в глибоких океанічних водах, поверхня яких, імовірно, була покрита товстим і товстим шаром льоду, оскільки Сонце початкової землі, ймовірно, не так сильно впливало на поверхня, як зараз.

Теорія передбачає, що лід міг захищати будь-яке біологічне явище, що траплялося в морі, дозволяючи взаємодію різних сполук, що зароджували перші живі форми.

- Життя з органічних полімерів

Білок

Після того, як в лабораторії можна було продемонструвати, що органічні сполуки, такі як амінокислоти, можуть утворюватися з неорганічної речовини за певних умов, вчені почали дивуватися, як відбувався процес полімеризації органічних сполук.

Згадаймо, що клітини складаються з великих і складних типів полімерів: білків (полімерів амінокислот), вуглеводів (полімерів цукрів), нуклеїнових кислот (полімерів азотистих основ) тощо.

Сідні Фокс

У 1950 році біохімік Сідні Фокс та його робоча група виявили, що за експериментальних умов, якщо набір амінокислот нагріти за відсутності води, вони могли б об'єднатися, утворюючи полімер, тобто білок.

Ці висновки змусили Фокса висловити припущення, що в "примітивному бульйоні", запропонованому Опаріном та Галданом, могли утворюватися амінокислоти, які при контакті з гарячою поверхнею, сприяючи випаровуванню води, можуть утворювати білки.

Рибонуклеїнова кислота та життя на глині

Пізніше органічний хімік Олександр Кернс-Сміт запропонував, що перші молекули, що зробили життя можливими, можна було знайти на глинистих поверхнях, що не тільки допомогло зосередити їх, але й сприяло їх організації в визначені структури.

Ці ідеї, що з'явилися на світ у 1990-х, підтвердили, що глина може служити "каталізатором" утворення полімерів РНК (рибонуклеїнової кислоти), діючи, в свою чергу, як опору каталізатора.

- Гіпотеза "Перші гени"

Беручи до уваги ідеї "спонтанного" утворення незамінних органічних полімерів, деякі автори вирішили уявити можливість того, що перші життєві форми були просто самовідтворюються нуклеїновими кислотами, такими як ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) або РНК.

Тому було запропоновано, щоб інші важливі елементи, такі як метаболічні мережі та формування мембран, були додані пізніше до системи «первісної».

З огляду на характеристики реактивності РНК, багато вчених підтримують думку про те, що перші автокаталітичні структури були утворені цією нуклеїновою кислотою (очевидно, як рибозими), гіпотези, відомі як "світ РНК".

Відповідно, РНК потенційно могла каталізувати реакції, що дозволяло зробити її власне копіювання, зробивши його здатним передавати генетичну інформацію з покоління в покоління і навіть розвиватися.

- Гіпотеза "метаболізм перший"

З іншого боку, різні дослідники, скоріше, підтримували думку про те, що життя відбулося спочатку в "білкоподібних" органічних молекулах, встановивши, що початкові форми життя могли складатися з "самостійких" метаболічних мереж до нуклеїнових кислот.

З гіпотези випливає, що "метаболічні мережі", можливо, сформувалися в районах поблизу гідротермальних отворів, які підтримували безперервне надходження хімічних попередників.

Таким чином, попередні, простіші шляхи, можливо, утворювали молекули, які виступали каталізаторами для утворення більш складних молекул, і зрештою метаболічні мережі, можливо, змогли б утворити інші, навіть більш складні молекули, такі як нуклеїнові кислоти та великі білки.

Нарешті, ці самозберігаючі системи могли бути «капсульовані» всередині мембран, утворюючи таким чином перші клітинні істоти.

- Походження життя через "необхідність"

Деякі дослідники, що належать до Массачусетського технологічного інституту (MIT, США), внесли свій внесок у формулювання теорії, яка пояснює походження перших живих істот «необхідністю», якось «слідуючи законам природи», а не "Шанс" або "шанс".

Згідно з цією теорією, виникнення життя було неминучою справою, оскільки було встановлено, що матерія, як правило, розвивається в "системах", які, спрямовані зовнішнім джерелом енергії та оточеними теплом, є більш ефективними у розсіюванні енергія.

Експерименти, пов’язані з цією теорією, показали, що коли популяція випадкових атомів потрапляє до джерела енергії, вони організовуються для більш ефективного розсіювання енергії, припускаючи, що це "перемоделювання" врешті-решт закінчить становлення життя. .

Альтернативним джерелом енергії легко могло стати сонце, хоча інші можливості не зовсім виключені.

- Креаціонізм

Зображення Барбари Джексон на сайті www.pixabay.com

Креаціонізм - ще одна з теорій, що підтримується важливою частиною сучасних суспільств, головним чином шляхом віри. Відповідно до цієї течії думки, Всесвіт і всі життєві форми, які в ньому знаходяться, були створені з "нічого" Богом.

Це теорія, що цікаво суперечить сучасним теоріям еволюції, які прагнуть пояснити походження різноманітності живих форм без потреби Бога чи будь-якої іншої «божественної сили» і, багато разів, просто «випадково. ”.

Існують два типи креаціоністів: біблійний і «стара земля». Перші вважають, що все, що сказано в розділі Буття в Біблії, є буквально правдивим, тоді як другі вважають, що творець зробив усе, що існує, але не підтверджуючи, що історія Буття - це буквальна історія.

Однак обидва типи креаціоністів вважають, що зміни в організмах можуть означати зміни виду, і вони також вірять у зміни "вниз", наприклад, негативні мутації, наприклад.

Однак вони не вірять, що ці зміни могли призвести до перетворення "нижчого" виду у "вищий" або набагато складніший вид.

Креаціонізм та еволюціонізм стали предметом дискусій та суперечок з моменту опублікування перших еволюційних теорій, і навіть сьогодні обидва погляди здаються взаємовиключними.

Список літератури

1. Андруліс, ED (2012). Теорія походження, еволюції та характеру життя. Життя, 2 (1), 1-105.
2. Чой, С. (2016). Жива наука. Отримано 26 квітня 2020 року з веб-сайту www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
3. Горовіц, NH, і Міллер, SL (1962). Сучасні теорії про походження життя. У Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
4. TN & EL Taylor. 1993. Біологія та еволюція викопних рослин. Prentice Hall, Нью-Джерсі.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL, & Olsen, RL (1992). Таємниця походження життя. na.
6. Редактори Encyclopeedia Britannica. (2017). Енциклопедія Британіка. Отримано 26 квітня 2020 року з веб-сайту www.britannica.com/topic/creationism