Chemická evoluce: etapy a podstaty

Proces přeměny bylo dosaženo Chemie v takzvané chemické evoluce a zlom revolučního procesu došlo až po založení v roce 1777 francouzským přírodovědce Lavoisier spalovací teorie popisující roli kyslíku. Pak začala revizi všech základních pojmů a základních principů chemie změnila terminologii a názvosloví látek.

Základní kurz

Rok 1789 označuje vydání učebnice Lavoisier, která se okamžitě stala hlavní učebnicí teoretiků a praktiků narozených věd. V "Elementárním průběhu chemie" byl již první na seznamu světových výrobců - tabulka jednoduchých těles, která obsahovala známé chemické prvky. V srdci tohoto objemu Lavoisiera spočívá právě kyslíková teorie spalování, kterou chemická evoluce směřovala zcela novým způsobem. Nejdůležitější věcí při určování prvku je zážitek, to byl ten, který jako hlavní kritérium vybral vědce a vše, co není potvrzeno zkušeností, například atomovou nebo molekulární struktura, Lavoisier to nepovažoval.

Chemická evoluce prošel zákony formuloval - zachování hmoty, o povaze vlastností látek, jejich rozdíly v elementárního složení. Tehdy se chémie stala formou vědy jako nezávislé, studovala složení těl experimentálními prostředky. Nemohl jsem se neobejde bez chemické evoluci racionalizace toto téma, a proto lidstvo konečně opustil alchymistické minulost, jako představy o povaze hmoty a její vlastnosti drasticky a rychle změnit. A impuls pro tento proces byl výzkum Lavoisiera. Nyní, i školáci vědí, že stádia chemické evoluce (nebo prebiotické evoluce), by měly být považovány od okamžiku, který předcházel vznik života na Zemi. V osmnáctém století nikdo ještě neměl takové myšlenky o světě.

Život

Chemický vývoj Země začal na absolutně bez života planetě, kdy organické látky postupně vystupovaly z anorganických molekul, které byly speciálně ovlivněny energetickými a selekčními faktory. Procesy sebeorganizace, které jsou charakteristické i pro relativně složité systémy, se rozvinuly. Takže na Zemi se objevil uhlík. Místo toho se poprvé objevily molekuly obsahující uhlík, které mají zásadní význam nejen pro vznik, ale také pro další vývoj jakékoli živé hmoty.

Dosud nevíme, jaká je podstata chemické evoluce v raných fázích vývoje života. Známé o chemii jakékoli látky omezují evoluční proces na hranice postulátu vody a uhlíku. Možná ve vesmíru existují varianty odlišného způsobu existence živá hmota, a náš proteinový původ není jedinou "cestou ven". Byla zde realizována unikátní kombinace polymerních vlastností uhlíku s depolarizačními vlastnostmi vodného média v kapalné fázi. Tyto podmínky byly dostačující k zahájení chemického vývoje života, stejně jako nezbytné pro rozvoj celé palety životních forem, které jsou nám známy.

Spuštění procesu

Lidstvo ani neví nic o vlastní kolébce. Zvláště o tom, kde a kdy se začaly stadia chemické evoluce na Zemi. Můžeme to předpokládat jenom. Zde je na prvním místě absolutně kdykoliv možné.

Když skončil druhý cyklus tvorby hvězd, když produkty výbuchu kondenzovaly supernew hvězdy, který dal mezihvězdnému prostoru prvky nazývané těžké, ve kterých hmotnost přesahuje dvacet šest. Když hvězdy již v druhé generaci získaly své vlastní planetární systémy, kde již byly potřebné těžké prvky dostatečné. Podstata chemické evoluce by se mohla uskutečnit kdykoli po Velkém třesku v intervalu od půl miliardy do jedné a půl miliardy let.

Kde se narodil život

Kde mohla vzniknout, je také otevřenou otázkou. Při vytváření mnoha relativně pravděpodobných podmínek by mohlo dojít k nastartování chemické ekologie v téměř jakémkoli prostředí. To jsou hlubiny planety, hlubiny oceánů a povrch, dokonce i protoplanetární formace jsou vhodné.

Kromě toho, oblak mezihvězdného plynu může rovněž sloužit jako odrazový můstek k útoku na živé hmoty bez života, a to v ní organické látky zjištěné je potvrzena - a cukerné alkoholy, aldehydy, aminokyseliny, glycin a schopnější slouží jako výchozí materiál pro život pomocí chemické evoluce začala.

Teorie

Starověká planeta zachovává své tajemství a lidstvo ještě nemá spolehlivé informace o geochemických podmínkách své existence před vznikem života. Geologické studie nemohou uspokojit všechny vznikající problémy, a proto astronomie je široce používána ke studiu. Tak je postavena teorie chemické evoluce. Dnešní venusovské nebo marťanské podmínky se v některých stádiích chemické evoluce považují za analogické Zemi.

Pokusy se provádějí na modelech a získávají se tak všechny základní údaje, které jsou nám známy. Například simulací různých chemických složení a klimatických podmínek v atmosféře, hydrosféra, litosféra, komplexní organické molekuly byly získány. Získávání nových dat experimentálními prostředky vždy obohacuje teorii ve výstavbě. Existuje tedy mnoho hypotéz o specifických mechanismech a přímých hnacích silách chemické evoluce, která proběhla.

Výzkum v Rusku

Život na Zemi byl tvořen kvůli abiogenezi, tj. Narození organických sloučenin, jejichž existence je vlastní živé přírodě mimo jakýkoli organismus a bez sebemenšího zapojení enzymů. Toto je první etapa, kdy živá se objeví od bez života.

Podle předpokladu akademické Oparin ve dvacátých letech dvacátého století, roztoky vysokomolekulárních sloučenin jsou schopné tvořit určitou oblast, kde je jejich koncentrace vyšší, a oddělení od vnějšího prostředí nebrání, aby komunikace s ním. Tyto zóny se nazývají koacerváty nebo koacervátové kapky.

V zahraničí

První abiogenní syntéza, provedená v podmínkách primitivní Země, byla provedena v roce 1953 Stanleym Millerem a syntetizovala aminokyseliny s dalšími organickými látkami. Následně teorie hypercyklů, která vysvětluje projevy života v chemické evoluce přítomnosti komplexů katalytických reakcí, které se navzájem sledují, přičemž produkt předchozího se stává katalyzátorem pro další.

Pouze první „protocell“ byl vytvořen v roce 2008, americký biolog, který pomocí pochvy mastných kyselin a lipidů byly schopny získat nukleotidové monofosfátu z okolního prostředí. Tyto "cihly" aktivované imidazolem jsou naprosto nezbytné pro syntézu DNA. A v roce 2011 v Japonsku byly vytvořeny váčků s DNA prvky pod kationtové membrány, které byly schopné dělení, stejně jako polirazmernaya řetězová reakce, replikace DNA.

Hlavní hypotézy

Chemický vývoj života na Zemi v hypotézách vysvětluje následující základní body.

1. se objeví nutnost na zemi nebo v kosmických podmínkách, ve kterých je autokatalytický syntéza ugrerodosoderzhaschih molekul, se syntézou, musí mít velké objemy a velmi rozmanité, což stačí k zahájení procesu chemické evoluce.
2. Vznik pro-buněčných struktur vycházejících z výše popsaných molekul. Tyto stabilní uzavřené agregáty jsou izolovány od životního prostředí, metabolismus a energie v nich procházejí selektivně. Existují tedy pro-buněčné struktury.
3. Ve výsledných agregátech existuje schopnost nezávislého vývoje - sebereprodukce a samo-změna všech informačních chemických systémů. Takže existují základní jednotky dedičného kódu.
4. Dalším krokem je vznik vzájemné závislosti mezi funkcemi enzymů a vlastnostmi bílkovin s RNA a DNA jako nosiči informací. Tak vzniká samotný kód dědičnosti, který je nezbytný pro biologickou evoluci.

Objevování

Jak bylo uvedeno výše, Alexander Oparin již v dvacátých letech minulého století otevřel koacervátů. Další Stanley Miller a Harold Urey v roce 1953, popisuje vznik dávné atmosféry v simulaci jednoduchých biomolekul a proces jejich výskytu. Pak Sydney Fox řekl světu o mikrosférách protenoidů. V roce 1981, T. a S. Ceku Altmane schopni pozorovat rozdělení autokatalytické RNA, jako je ribozymy jsou schopné integrovat informace a katalýzy v molekule, „vybojovat“ se od řetězce a spojující zbývající „konce“.

V roce 1986, William Gilbert Cambridge vyvinula myšlenku „RNA World“, a Gunther von Kidrovski z Německa zároveň byl představen první samo-replikující systém založený na DNA, což představuje důležitý příspěvek k pochopení self-kopírovat systémy a jejich růst funkcí. Věda rychle pryč dopředu v tomto směru: Manfred Eigen otevřel hyperframe, vývoj souborech RNA molekul, a Julius Rebeck vytvořil první umělou molekulu, která se sama replikuje v chloroformu.

Prostor a Země

The Space Flight Center NASA, John Corliss studoval proces doručení termálních pramenů v moři energie a chemikálií, které vytvářejí chemické evoluce nezávislý na vesmírném prostředí, a dnes jsou pro počáteční archaebakterie trvalé stanoviště. V sulfidy železa světě celá řada hypotéz Gunter Vehterskhoyzera.

Popsal první struktury, které se samy replikovaly, výměnou látek, které se objevily na povrchu pyrite (sulfid železa), což dalo energii nezbytnou pro metabolismus. Za podmínek výběru mohou růstové a rozkládající se pyritové krystaly růst a množit, vytvářet různé populace. Jílové minerály byly hustě studovány také na vzhled organických molekul. Nicméně jednotný model chemické evoluce dosud neexistuje, protože základní principy pohybu tohoto procesu ještě nejsou otevřené.