Съвременни идеи за произхода на живота. Появата на живота на Земята (накратко)

Ако анализираме всички данни, които учените са успели да получат в хода на различни изследвания, става очевидно, че животът на Земята е удивително невероятен факт. Шансовете за появата му в нашата вселена са незначителни. Всички етапи на произхода на живота, които се съдържат възможност за алтернативен ход на събитията, в резултат на който светът щеше да остане студено космическо бездна без намек не е нещо, което човешкият ум, а дори и най-малката микроба. Креационистите обясняват такова невероятно събитие чрез божествена намеса. Въпреки това, съществуването на Бог не може да бъде доказана или опровергана, както и модерни идеи за произхода на живота, както и всички науката като цяло, въз основа на експериментални данни и теоретични разработки, които могат да се постави под въпрос или да потвърди.

витализъм

Човешкото познание изпитва еволюция, нещо подобно на основните моменти с процеса, описан от Дарвин. Теориите минават естествен подбор и най-силните оцелели, които успяха да устоят на нападението на противоположни аргументи или да се адаптират, да се променят, за да им се подхождат. Хипотезите за произхода на живота също са преминали дълъг път на ставане, чието завършване дори не е станало очевидно, тъй като ежедневно се откриват нови факти, които налагат да коригират вече установените възгледи.

Основен крайъгълен камък по този път е жизнеността - теорията за постоянното спонтанно поколение на живота. Според нейните разпоредби мишките се появяват в стари парцали, червеи - в разлагащи се останки от храна. Витализмът доминира науката до експериментите на Луи Пастьор през 1860 г., когато той доказа невъзможността за спонтанно генериране на живи организми. Резултатите предизвикаха парадоксални събития: те укрепиха вярата в божественото начало и принудиха учените да търсят доказателства за онова, което наскоро бяха опровергали. Науката се опитва да обясни, че независимото раждане на живота се е случило, но от дълго време се е случвало на етапи, като отнема милиони години.

Синтез на въглерод

Ситуацията изглеждаше безнадеждна до момента, в който през 1864 г. А.М. Булеров не направи важно откритие. Той успя да стигне органично вещество (въглерод) от неорганични (в експеримента му е формалдехид). Получените данни разрушиха впечатляваща стена, която досега е отделила живите организми и света на мъртвата материя. След известно време учените са успели да получат други варианти на органични от неорганични вещества. От този момент започнаха да се формират съвременни идеи за произхода на живота. Те поглъщат данните не само на биологията, но и на космологията и физиката.

Последици от Големия взрив

Теории за произхода на живота покриват огромен период: първите предпоставки за бъдещото формиране на организми учените все още са в ранните етапи на раждането на вселената. Съвременната физика преброява съществуването на света от Големия взрив, когато на практика всичко идва от нищо. В бързо развиващата се и охлаждаща вселена първо се образуваха атоми и молекули, след което започнаха да се обединяват, образувайки звездите от първото поколение. Те станаха място за формирането на повечето от елементите, известни днес на науката. Нови атоми изпълниха пространството след експлозиите на звездите и станаха основата за следващото поколение обекти, включително нашето Слънце. Съвременните данни показват, че първото органични съединения може да се появи в протопланните облаци около новите звезди. От тях скоро се формираха и планетите. Оказва се, че първите етапи от произхода на живота на Земята преминаха преди да се формира.

Автокаталитични цикли

Процесите, които се случиха на "Синята планета" в нейното "детство", бяха подкрепени от вещества, които са част от нейното недра и идват от космоса като метеорити. Хипотезите за възникването на живота като една от важните основи за раждането на органичната материя на Земята се наричат ​​катализатори на химическите реакции, които са уловени тук с фрагментите на тези "новодошли". Те доведоха до факта, че най-бързите процеси започнаха да играят огромна роля в образуването на нови вещества на планетата.

Следващият етап е автокаталитичен цикъл. При тези процеси се образуват вещества, които допринасят за увеличаване на скоростта на реакцията, както и подновяване на субстрата - елементите, които влизат в взаимодействие. Цикълът е по този начин цялото: процесите се ускоряват и се "готова храна", т.е. вещества, които отново са реагирали отново се катализиращи и отново образуващи основата, и така нататък.

съмнения

Съвременните идеи за произхода на живота от дълго време съдържат противоречиви мнения. Препънката е проблемът с пилето и яйцата. Какво се е появило първо: протеини, които извършват всички процеси в клетката или ДНК, която определя структурата на тези протеини, съхранявайки цялата наследствена информация. Първите са необходими за организма, тъй като те допринасят за самосъхранението на системата, без която животът е невъзможен. ДНК съдържа запис на структурата на клетката, която също определя жизнеспособността. Мненията на учените и да отговорят на въпроса, тя не беше до момента, когато стана известно, че като хранилище на генетичната информация от вирусът не се появява на ДНК и РНК, третата класа на органични съединения, които обикновено се възлагат само второстепенна роля в теорията за произхода на живота.

РНК свят

Постепенно започнаха да се натрупват факти, а през 80-те години на миналия век имаше данни, които превърнаха идеята за началните етапи на образуване на жива материя. Рибозими, молекули на РНК, притежаващи способността на белтъци, по-специално катализиращи реакции са открити. Така първите форми на живот могат да възникнат без участието на протеини и ДНК. В тях функцията за съхраняване на информацията, както и цялата вътрешна работа, се извършва от РНК. Животът на Земята сега идва от прото-организми, които са автокаталитични цикли, състоящи се от самовъзпроизвеждащи се рибозоми. Теорията е получила името "RNK-свят".

коацервати

Днес е трудно да си представим живота на този период, тъй като нямаше нито една важна черта - черупката или границата. Всъщност това е решение, съдържащо автокатилитични цикли от РНК. Проблемът за отсъствието на граници, необходими за правилното протичане на процесите, беше решен чрез импровизирани методи. Прото-организмите намериха подслон близо до минералите на зеолитите, които имаха структура на решетъчна решетка. Тяхната повърхност е способна да катализира образуването на вериги на РНК и да им даде определена конфигурация.

Освен това - на място се появяват коацервати или капки вода-липиди. хипотези произхода на живота И в последните времена, и в съвременното време до голяма степен разчитат на теорията на ИИ. Опарин, който изучавал свойствата на такива формации. Коацерватите са капки от разтвор, обвити в мазнини от липиди. Техните мембрани се характеризират със селективна пропускливост и способност за метаболизиране. Някои от тях очевидно се обединиха с вериги на самовъзпроизвеждаща се РНК, включително тези, които са катализирали синтеза на самите липиди. Така възникват нови форми на живот, които са преодолели пътя от нивото на преорганизма до правилното ниво на организма. Възможността за такива структури е потвърдено наскоро: изследователи експериментално потвърждават способността на РНК в комбинация с калциеви йони, свързани с липидните мембрани и регулират тяхната пропускливост.

Умело помощници

Произходът на живота на следващия етап беше процесът на подобряване на функциите на образуваните организми. РНК е придобила способността да катализира синтеза на аминокиселинни полимери, първоначално доста проста. Коронясването на корекцията на новия механизъм се превърна в способността за синтезиране на протеини. Обявените форми са няколко пъти по-ефективни при справянето с биологичните процеси, отколкото рибозомите.

Първоначално синтезата на пептидите не беше поръчана. Процесът се извърши "толкова ужасно", оставяйки случая да ръководи последователността на аминокиселините в новите вериги. С течение на времето точното копиране е фиксирано, защото допринася за по-голямата стабилност на цялата система. Така че имаше генетичен код, Тя позволява да се синтезират някои протеини с необходимите функции.

съвършенство

Заточването на способността за синтезиране на необходимите протеини премина постепенно. Първият етап беше появата на специален тип РНК, който би могъл да комбинира аминокиселини. Следващата фаза беше придружена от изграждането на процеса на образуване на пептидни молекули, използвайки бази, построени в определен ред. Последователността се определя от РНК шаблона. Съответствайки на "инструкциите" на информативната РНК и елементите на бъдещите протеини, беше възприет нов тип РНК, наречен транспорт. Подобно на информацията все още са важни части от синтеза на пептиди.

ДНК

Усложняването на организмите продължи по пътя на подобряване на начините за съхраняване на информацията. Предполага се, че първоначално ДНК е една от фазите на жизнения цикъл на РНК колониите. Тя имаше по-стабилна структура. Степента на защита на информацията е с порядък по-висока, следователно след доста дълъг период ДНК се превърна в основно хранилище на генетичния код.

Едно от свойствата на новото образование, което в един момент не позволи да се постави ДНК начело на теорията за произхода на живота, е неспособността да се действа активно. Тя стана един вид плащане за напредналите функции на информационния магазин. Цялата "работа" остава протеини и РНК.

симбиоза

Съвременните идеи за произхода на живота не считат за предшественик затворен и ограден от останалата част от тялото. Учените са по-склонни да подкрепят предположението, че на първите етапи има общности на микроскопично сходство на клетките, изпълняващи различни функции. Тази симбиоза днес не е трудна за среща. Най-простият пример са циано-бактериалните подложки, които едновременно са едно общество на микроорганизми и едно цяло живо същество.

Възникването на живота на Земята биологията на този етап от развитието си, вижда този процес, се характеризира с постоянна борба, а не конкуренция, а по-скоро все по-голям разнообразна сплотяване на определени структури, в крайна сметка доведе до появата на жива клетка, тъй като сега представляват.

обобщение

Накратко, възможно е да се изброят накратко всички етапи на формирането на живота, които се появяват в рамките на съвременните теории като най-вероятната версия на появата и развитието на организми на Земята:

1. Образуване на първични органични съединения в протопланетни облаци.

2. Постепенното възникване на реакции, които имат способността да се ускоряват самостоятелно и авто-каталитични цикли.

3. Появата на автокаталитични цикли, състоящи се от РНК.

4. Съюз на РНК и липидни мембрани.

5. Придобиване на РНК способност за синтезиране на протеини.

6. Появата на ДНК и нейното одобрение като основно хранилище на информация.

7. Образуване на първите едноклетъчни организми въз основа на симбиозата.

Разбирането на процесите, довели до появата на живот, все още е несъвършено. Учените имат много въпроси. Не е известно точно как възниква РНК, много междинни фази остават само теоретични. Всеки ден обаче се правят нови експерименти, проверяват се факти и хипотези. Безопасно е да се каже, че нашият век ще даде на света много повече открития, свързани с праисторическата епоха.