רעיונות מודרניים על מקור החיים. הופעה של חיים על פני כדור הארץ (בקצרה)

אם ננתח את כל הנתונים כי השגנו מדען במחקרים שונים, ברור כי חיים על פני כדור הארץ - מדהים עובדה מדהימה. הסיכוי להתרחשותה הוא זניח ביקום שלנו. כל שלבי מוצא החיים הכילו את האפשרות של דרך אחרת אירועים, כתוצאה שבו העולם היה נשאר תהום קוסמית קרה בלי רמז זה לא משהו שהמוח האנושי, ואפילו החיידק הקטן ביותר. הבריאתנים להסביר אירוע כזה מדהים על ידי התערבות אלוהית. עם זאת, קיומו של אלוהים לא ניתן להוכיח או להפריך, ורעיונות מודרניים על מקור החיים, כמו גם את כל המדע בכללותו, המבוסס על נתוני הניסוי והתפתחויות תיאורטיות, אשר יכול להיחקר או לאשר.

ויטליזם

ידע אנושי מתפתח, דומה במקצת את הנקודות העיקריות המתוארות תהליך דרווין. תאוריות הן ברירה טבעית ואת הישרדותם של החזקים, אשר הצליחו לעמוד בהסתערות את טיעוני נגד או להסתגל, להשתנות כדי להתאים אותם. שערות על מוצא החיים גם עברו דרך ארוכה כדי להפוך, ההשלמה אשר לא הצביעה אפילו, כמו עובדות חדשות נפתחות מדי יום, מכריחות להתאים נופים הוקמו כבר.

ציון דרך חשובה בדרך הזו הייתה ויטליזם - התאוריה של דור הספונטני של חיים קבעו. תחת הוראותיו, העכברים הופיעו סמרטוטים ישנים, תולעים - בשרידי המתפורר של מזון. ויטליזם גברה על ניסויים מדעיים עד Lui Pastera ב 1860, כאשר הוא הוכיח את חוסר האפשרות של היווצרות ספונטנית של אורגניזמים חיים. התוצאות שנגרמו אירוע פרדוקסלית: הם חיזקו את האמונה במקורה האלוהי ואילצו מדענים לחפש ראיות לכך שהם הפריך לאחרונה. מדע מבקש להסביר כי המקור העצמאי של חיים התרחש, אך במשך זמן ארוך הולך צעד אחר צעד, לוקח מ'שנים.

סינתזה של פחמן

המצב נראה אבוד עד, עד שבשנת 1864 AM Butlerof לא תגלית חשובה. הוא היה מסוגל לקבל את החומר האורגני (פחמן) של אורגניים (בניסוי זה היה פורמלדהיד). הנתונים המתקבלים הם גְדוּדִית מרשים משרטט עדיין אורגניזמים חיים ועולם החומר מת. לאחר זמן, מדענים הצליחו להשיג גרסאות אחרות של אורגני מחומרים אורגניים. מאותו רגע החל להיווצר רעיונות מודרניים על מקור החיים. הן הפנימו את הנתונים לא רק בביולוגיה, אלא גם בתחום הקוסמולוגיה ופיזיקה.

ההשלכות של המפץ הגדול

תורת מוצא החיים לכסות תקופה מכרעת: התנאים המוקדמים הראשונים ליצירת העתיד של אורגניזמים, מדענים עדיין בשלבים המוקדמים של מקור היקום. פיזיקה מודרנית סופרת את קיומו של העולם מן המפץ הגדול, כאשר כמעט לא בא הכל. המתרחבים במהירות והתקררות של היקום נוצרו לראשונה אטומים ומולקולות, אז הם הגיעו יחד כדי ליצור את הדור הראשון של כוכבים. הם הפכו למקום של היווצרות של רוב האלמנטים המוכרים למדע היום. אטומיים חדש מלא את החלל כאשר מתפוצץ כוכב והופך את בסיס מתקני הדור הבא, כולל השמש שלנו. נתונים נוכחיים מצביעים כי ראשון התרכובות אורגניות יכולות להופיע בענן קדם-פלנטריות המקיפות כוכבים חדשים. מבין אותם יצרו בקרוב כדור הארץ. מתברר כי בשלבים הראשונים של החיים על פני כדור הארץ התקיים עוד לפני הקמתו.

מחזורי autocatalytic

תהליכים המתרחשים על פני כדור הארץ הכחול "הילדות" שלה, נתמך על ידי חומרים שהם חלק במעמקיו ואת הקרובים מהחלל כמו מטאוריטים. מקור חי השערות אחד היסודות החשובים ביותר עבור הופעתה של חומר אורגני על כדור הארץ נקרא הזרזים של תגובות כימיות, לכודים כאן עם שברים "חייזרים" אלה. הם הובילו את עובדת תפקיד מכריע ביצירת חומרים חדשים על פני כדור הארץ החל לשחק תהליכים מאוד מהר.

השלב הבא - מחזורי מבקרות. בתהליכים כאלה מייצרים חומרים המסייעים לשפר את קצב התגובה, כמו גם מצע התחדש - אלמנטי אינטראקציה. המחזור הוא ובכך להשלים: התהליכים עצמם מואצים עצמם "אוכל מוכן", החומרים כלומר כי הם שוב הגיבו שוב מזרזים את עצמם מחדש ויצרו מצע, וכן הלאה.

ספקות

רעיונות מודרניים על מקור החיים ארוכים יש כלול דעות סותרות. אבן ניגף - בעית הביצה והתרנגולת. מה בא קודם: חלבונים לבצע את כל התהליכים בתא, או DNA, אשר קובע את המבנה של חלבונים אשר מחזיקה את כל המידע הגנטי. ההכרח הראשון עבור הגוף כפי שהוא מקדם מערכת התחדשות עצמית, שבלעדיה החיים בלתי אפשריים. DNA מכיל את מבנה התא של שיא, ואת כדאיות בקביעת. הדעות של מדענים לענות על השאלה, זה לא היה עד הרגע שבו נודע כי כמאגר של מידע גנטי מפני הנגיף מופיע לא DNA ו- RNA, המחזור השלישי של תרכובות אורגניות, אשר בדרך כלל נועד תפקיד משני בלבד התיאוריה של מוצא החיים.

עולם הרנ"א

בהדרגה החלו לצבור עובדות בשנות ה -80 של המאה הקודמת, יש ראיות לכך השתנה רעיונות לגבי בשלבים המוקדמים של היווצרות של חומר חי. התגלה ribozymes, מולקולות RNA שלכל אחד מהם יכולים חלבון, בפרט, כדי לזרז את התגובה. הטפסים הראשונים של החיים, ולכן, יכול להתרחש ללא השתתפות של חלבונים ו- DNA. בשנת פונקצית האחסון שלהם, כמו גם את כל העבודה נעשית בתוך RNA. חיים על פני כדור הארץ מבוצעים כיום על ידי protoorganisms המייצג את מחזור המבקרות מורכב ribozymes המשכפלת את עוצמה. התיאוריה נקראת "RNA בעולם".

coacervates

היום קשה לדמיין את החיים של התקופה, כי היא לא הייתה תכונה חשובה אחת - הקליפה או הגבולות. למעשה, זה היה פתרון המכיל מחזור מבקרות של RNA. הבעיה של חוסר גבולות, הכרחי זרימת התקינה של תהליכים פתרו מאולתר דרכים. Protoorganisms מצא מינרלים ליד מקלט זאוליט בעל מבנה סריג רשת. השטח שלהם היה מסוגל לזרז את היווצרות שרשרת RNA ולתת להם תצורה מסוימת.

בהמשך - יותר, להופיע על במת coacervates או טיפות-שומני מים. ההשערות של מוצא החיים כמו לאחרונה, ואת הנוכחי מתבסס במידה רבה על התיאוריה של AI Oparin, אשר חקר את תכונותיהם של תצורות אלה. Coacervates - טיפות פתרון זה סגורים בתוך מעטפת של שומן (ליפידים). ממברנות אלה מאופיינות חדירים סלקטיבית ואת היכולת לבצע חילוף חומרים. חלקם, כנראה מאוחדים עם שרשראות של רנ"א המשכפלת את עצמה, כולל אלה מאיצים את הסינתזה של שומנים עצמם. לפיכך, צורות חדשות של חיים, התגברו על הדרך doorganizmennogo ברמת האורגניזם בפועל. האפשרות של מבנים כאלה אושרה לאחרונה: חוקרים בניסוי אשרה את היכולת של RNA בשילוב עם יוני סידן מצורף ממברנות השומנים ולהסדיר החדירות שלהם.

העוזרים מיומנים

מוצא החיים בשלב הבא הוא התהליך של השיפור התפקודי של אורגניזמים נוצרו. RNA רכשה היכולת לזרז את הסינתזה של פולימרים של חומצות אמיניות, בתחילה די פשוט. השיא של קביעת מנגנון חדש היה את היכולת לסנתז חלבונים. ההשכלה הופיעה מספר פעמים כדי להתמודד ביעילות עם תהליכים ביולוגיים מ ribozymes.

בתחילה, סינתזת פפטיד לא הוזמנה. התהליך היה "בעלמא", עוזב את הניהול של המקרה את רצף החומצות האמיניות של רשתות חדשות. במשך זמן זה תקוע העתק מדויק, משום שהוא תרם ליציבות גדולה יותר של המערכת כולה. כך נולד הקוד הגנטי, המאפשר לסנתז חלבונים ספציפיים עם הפונקציות הרצויות.

השלמות

השחזת היכולת לסנתז החלבונים הרצויים התקיים בהדרגה. הצעד הראשון היה הופעתה של סוג מיוחד של RNA, אשר יכול להתחבר חומצות אמינו. השלב הבא של תהליך הבנייה, מלווה את ההיווצרות של מולקולות פפטיד באמצעות מסודרי בסיסי סדר מסוימים. רצף נקבע באותה תבנית רנ"א. "הוראות" מיוחס רכיבי RNA וחלבון אינפורמטיבי של העתיד עוסק סוג חדש של רנ"א, שנקראים תחבורה. איך ומידע, וזה עד היום - חלק חשוב של סינתזת פפטיד.

דנ"א

המורכבות של אורגניזמים ההגדלה הרחיקו לכת על דרכים לשפר את שיטות אחסון מידע. הוא האמין כי ה- DNA היה במקור באחד השלבים של מחזור החיים של RNA המושבות. היה זה מבנה יציב יותר. מידת המידע שלה הייתה הרבה יותר גבוהה, כך לאחר כמה, די הרבה זמן היה המאגרים המרכזיים של קוד גנטי DNA.

אחד המאפיינים של ההיווצרות החדשה, בזמנו לא מאפשר לשים את ה- DNA לתוך הראש של התאוריה של מוצא חיים - הוא חוסר היכולת לנקוט בפעולה. זה הפך סוג של תשלום עבור מדיה אחסון תכונות המתקדמת. "העבודה" כולו נשאר חלבונים ו- RNA.

סימביוזה

רעיונות מודרניים על מקור החיים אינם להוביל מאבותיו של הסגורות וגדרו משאר הגוף. מדענים נוטים יותר לטובת ההנחה בשלבים המוקדמים היו תאים מיקרוסקופים קהילת דמיון המבצעים פונקציות שונות. סימביוזה כזו קלה למצוא בטבע היום. הדוגמה הפשוטה ביותר של - מחצלות cyano-בקטריאלי, אשר בו זמנית הקהילה של מיקרואורגניזמים יצור חי ישות אחת.

הופעה של חיים על פני כדור ארץ ביולוגיה בשלב הנוכחי של ההתפתחות שלה, רואה את התהליך, מאופיין במאבק מתמיד ולא תחרות, אלא התלכדות מגוונת הולכת וגוברת של מבנים מסוימים, הובילה בסופו של דבר הופעתה של תא חי, כפי שאנו כעת מייצגים.

הכללה

בסיכום, אנו יכולים למנות את כל השלבים של היווצרות החיים, במסגרת התיאוריות המודרניות, הגרסה הסבירה ביותר להופעת ופיתוח של אורגניזמים בקצרה על פני כדור הארץ:

1. ההיווצרות של תרכובות אורגניות עיקריות בענני protoplanetary.

2. ההפסקה ההדרגתית ההדרגתית החוצה בחזית של תגובות עם יכולת האצה עצמית, ומחזורי מבקרות.

3. הופעה של מחזורי מבקרות של RNA.

4. איחוד RNA ו ממברנות שומנים.

5. רכישת RNA לסנתז חלבון.

6. הופעתו של ה- DNA ואת קבלתו כמאגר העיקרי של מידע.

7. גיבוש של אורגניזמים חד-תאיים הראשונים דרך סימביוזה.

הבנת התהליכים שהובילו להופעת החיים, עדיין לא מושלמת. מדענים עדיין הרבה שאלות. לא ידוע בדיוק כמה RNA התעוררה, הרבה שלבי ביניים הם רק תיאורטי. עם זאת, ניסויים חדשים, עובדות והשערות נבדקות ממוקמים כל יום. אנחנו יכולים לומר בביטחון כי הגיל שלנו נתן את העולם הרבה יותר תגליות הקשורות לעידן הפרהיסטורי.