Moderní představy o původu života. Vznik života na Zemi (stručně)

Pokud budeme analyzovat všechna data, která jsme získali vědci v různých studiích, je jasné, že život na Zemi - úžasně neuvěřitelné fakt. Šance na jeho vzhled v našem vesmíru jsou zanedbatelné. Všechny fáze vzniku života obsahoval možnost alternativního průběhu událostí, v důsledku kterého svět by zůstal chladný kosmické propast bez náznaku není něco, co lidská mysl, a dokonce i ty nejmenší mikrob. Kreacionisté vysvětlují takovou neuvěřitelnou událost božským zásahem. Nicméně, existence boha nemůže být prokázána nebo vyvrácena, a moderní představy o vzniku života, jakož i celé vědy jako celek, na základě experimentálních dat a teoretické vývoje, který může zpochybnit nebo potvrdit.

Vitalismus

Lidská znalost prožívá evoluci, něco podobného hlavním bodům procesu popsaného Darwinem. Teorie plynou přirozený výběr a nejsilnější přežívají, kteří dokázali odolat náporu protiopatření nebo se přizpůsobit, změnit je podle nich. Hypotézy o vzniku života také ušel dlouhou cestu, aby se stal, jehož dokončení se ani naznačeno, jak nové skutečnosti jsou otevřeny denně, nutí přizpůsobit již zavedené názory.

Hlavním milníkem této cesty byla vitalismus - teorie konstantní spontánní generace života. Podle jejích ustanovení se myši objevily ve starých hadřících, červi - ve zbytku jídla. Vitalismus ovládal vědu až do experimentů Ludvíka Pasteura v roce 1860, kdy prokázal nemožnost spontánní generace živých organismů. Výsledky vyvolaly paradoxní události: posílily víru v božský začátek a nucené vědce hledali důkazy toho, co nedávno vyvrátili. Věda se snažila vysvětlit, že došlo k nezávislému narození života, ale po dlouhou dobu se uskutečňovalo ve fázích, které se odehrávaly milióny let.

Syntéza uhlíku

Situace se zdála beznadějná až do okamžiku, kdy v roce 1864 A.M. Butlerov nedělal důležitý objev. Podařilo se mu dostat organické látky (uhlík) z anorganického (ve svém experimentu to byl formaldehyd). Získané údaje zničily impozantní zdi, která od té doby odděluje živé organismy od světa mrtvých látek. Po nějaké době byli vědci schopni získat další varianty organických látek z anorganických látek. Od tohoto okamžiku se začaly vytvářet moderní myšlenky o vzniku života. Zachytili údaje nejen o biologii, ale také o kosmologii a fyzice.

Důsledky velkého třesku

Teorie původu života pokrývají obrovské období: první předpoklady pro budoucí formování vědců o organizmech jsou stále v počátečních fázích narození vesmíru. Moderní fyzika počítá s existencí světa od Velkého třesku, když prakticky všechno zbylo z ničemu. V rychle se rozvíjejícím a ochlazovacím vesmíru se nejdříve vytvořily atomy a molekuly, pak se začaly sjednocovat a vytvářely hvězdy první generace. Staly se místem pro formování většiny prvků, které dnes vede věda. Nové atomy vyplnily prostor po explozích hvězd a staly se základem pro další generaci objektů, včetně našeho Slunce. Moderní data naznačují, že první organických sloučenin by se mohly objevit v protoplanetních oblacích kolem nových hvězd. Z nich se brzy vytvořily a planety. Ukazuje se, že první fáze původu života na Zemi prošla předtím, než se stala.

Autokatalytické cykly

Procesy, k nimž došlo na modré planetě v "dětství", byly podpořeny látkami, které jsou součástí jejího podloží a pocházejí z vesmíru jako meteority. Hypotézy vznik života jedním z nejdůležitějších základů pro vznik organické hmoty na Zemi se nazývá katalyzátory chemických reakcí, které jsou zde v pasti s fragmenty těchto „cizinců“. Vedly k tomu, že nejrychlejší procesy začaly hrát ohromnou roli při tvorbě nových látek na planetě.

Další etapou jsou autokatalytické cykly. V takových procesech se vytvářejí látky, které přispívají ke zvýšení rychlosti reakce, stejně jako obnovující substrát - elementy, které se dostávají do vzájemné interakce. Cyklus je tím ukončena: procesy se zrychluje a samy o sobě „připravené jídlo“, tedy látek, které jsou opět podroben reakci znovu katalyzovat sebe a znovu tvořící substrát, a tak dále.

Pochybnosti

Moderní představy o původu života po dlouhou dobu obsahovaly protichůdné názory. Problémem je kuřata a vejce. Co se stalo nejprve: proteiny, které provádějí všechny procesy v buňce, nebo DNA, která určuje strukturu těchto proteinů a uchovává všechny dědičné informace. První jsou nezbytné pro organismus, protože přispívají k vlastní udržování systému, bez něhož je život nemožný. DNA obsahuje záznam struktury buňky, který také určuje životaschopnost. Názory vědců a odpovědět na otázku, to nebylo až do okamžiku, kdy vyšlo najevo, že jako zdroj genetické informace z viru nezdá DNA a RNA, třetí skupiny organických sloučenin, které jsou obvykle přiřazena jen vedlejší roli v teorii vzniku života.

RNA-svět

Postupně se začaly shromažďovat fakta a v 80. letech minulého století existovaly data, která změnily pojem počátečních fází tvorby živé hmoty. Byly nalezeny ribozymy, molekuly RNA, které mají schopnost proteinu, zejména katalyzovat reakce. První formy života by tak mohly vzniknout bez účasti proteinů a DNA. V nich byla funkce ukládání informací, stejně jako veškerá vnitřní práce, prováděna RNA. Život na Zemi nyní pochází z protoorganismů, které jsou autokatalytickými cykly sestávajícími ze sebe-replikačních ribozymů. Teorie získala jméno "RNK-svět".

Coacervates

Dnes je obtížné si představit život tohoto období, protože neměl jeden důležitý rys - shell nebo hranici. Ve skutečnosti to bylo řešení obsahující autokatalytické cykly z RNA. Problém absence hranic potřebných pro správný tok procesů byl řešen improvizovanými metodami. Protoorganizmy nalezly úkryt poblíž minerálů zeolitů, které měly mřížovou strukturu. Jejich povrch byl schopen katalyzovat tvorbu řetězců RNA a dát jim určitou konfiguraci.

Dále - více: na scéně se objevují koacerváty nebo vodní lipidové kapky. Hypotézy původ života Obě nedávné časy a moderní časy se většinou opírají o teorii AI. Oparin, který studoval vlastnosti těchto formací. Coacervates jsou kapky roztoku zabalené v tuku z lipidů. Jejich membrány jsou charakterizovány selektivní permeabilitou a schopností metabolizovat. Některé z nich se zřejmě spojily s řetězci samoreprodukční RNA, včetně těch, které katalyzovaly syntézu lipidů samotných. Tak vznikly nové formy života, které překonaly cestu od úrovně předorganismu k řádné úrovni organizmu. Možnost těchto struktur byla nedávno potvrzena: výzkumníci experimentálně potvrdily schopnost RNA v kombinaci s ionty vápníku připojených k lipidových membrán a regulovat jejich propustnost.

Skilní asistenti

Počátkem života v dalším stupni byl proces zlepšování funkcí vytvořených organismů. RNA získala schopnost katalyzovat syntézu aminokyselinových polymerů, zpočátku poměrně jednoduchá. Korunováním úpravy nového mechanismu se stala schopnost syntetizovat proteiny. Vzniklé formace byly několikrát účinnější při zvládání biologických procesů než ribozymy.

Původně nebyla uspořádána syntéza peptidů. Proces se uskutečnil "jako hrozný" a ponechal příležitost řídit sekvenci aminokyselin v nových řetězcích. Časem bylo přesné kopírování opraveno, protože přispělo k větší stabilitě celého systému. Tak to bylo genetický kód, Umožňuje syntetizovat určité proteiny s nezbytnými funkcemi.

Zlepšení

Zkrácení schopnosti syntetizovat potřebné proteiny prošlo postupně. První etapa byla vzhled zvláštního typu RNA, která by mohla kombinovat aminokyseliny. Další fázi byla doprovázena konstrukcí procesu tvorby peptidových molekul pomocí základen postavených v určitém pořadí. Sekvence byla nastavena šablonou RNA. Sladěním "pokynů" informačních RNA a prvků budoucích proteinů byl přijat nový typ RNA nazvaný transport. Stejně jako informace jsou stále důležité části syntézy peptidů.

DNA

Komplikace organismů dále probíhala cestou zlepšování způsobů ukládání informací. Předpokládá se, že původně DNA byla jednou z fází životního cyklu RNA kolonií. Měla stabilnější strukturu. Jeho stupeň ochrany informací byl řádově vyšší, proto se DNA po dlouhé době stala hlavním repozitářem genetického kódu.

Jednou z vlastností nového vzdělání, která současně neumožnila uvedení DNA do hlavy teorie původu života, je neschopnost aktivně jednat. Stala se tak druhou platbou za pokročilé funkce informačního obchodu. Celá "práce" zůstala proteinem a RNA.

Symbióza

Moderní myšlenky o původu života nepovažují za předchůdce uzavřený a oplocený od zbytku těla. Vědci mají větší tendenci podporovat předpoklad, že v prvních fázích existovaly společenstva mikroskopické podobnosti buněk, které plní různé funkce. Tato symbióza dnes není obtížná. Nejjednodušším příkladem jsou kyano-bakteriální rohože, které jsou současně společenstvím mikroorganismů a jediným celkovým živým bytím.

Vznik života na Zemi biologie v současné fázi vývoje, vidí v procesu, vyznačující se tím, konstantní zápasu a není soutěž, ale stále rostoucí různorodé bojový některých struktur, nakonec vedlo ke vzniku živé buňky, jak jsme nyní představují.

Zobecnění

Shrneme-li, můžeme stručně vyjmenovat všechny etapy ve formování života v rámci moderních teorií, nejpravděpodobnější verze vzniku a vývoje organismů na Zemi:

1. Tvorba primárních organických sloučenin v protoplanetních mracích.

2. Postupný vznik reakcí, které mají schopnost samočinné akcelerace a autokatalytické cykly.

3. Vzhled autokatalytických cyklů sestávající z RNA.

4. Svaz RNA a lipidových membrán.

5. Získání schopnosti RNA syntetizovat protein.

6. Vzhled DNA a její schválení jako hlavní úložiště informací.

7. Tvorba prvních jednobuněčných organismů na základě symbiózy.

Pochopení procesů, které vedly ke vzniku života, je stále nedokonalé. Vědci mají spoustu otázek. Není známo přesně, jak vznikla RNA, mnoho přechodných fází zůstává pouze teoretické. Každým dnem se však provádějí nové experimenty, ověřují se fakta a hypotézy. Je jisté, že naše století poskytne světu mnohem více objevů souvisejících s prehistorickou dobou.