ELU PÄRITOLU vastavalt bioloogiale

Kuna inimesel oli võime mõelda ja arutleda, hakkas ta kaaluma omaenda elu algust ja hiljem elu tekkimist. Läbi ajaloo on erinevad teadusharud nagu religioon, teoloogia, astronoomia või geoloogia püüdnud selgitada esimese elusolendi päritolu Maal.

Selles ÕPETAJA õppetükis näeme, mida arvatakse olevat elu päritolu vastavalt bioloogiale: erinevad hüpoteesid ja katsed, mida teadlased on pakkunud läbi ajaloo. Kui soovite rohkem teada saada, kutsume teid jätkama lugemist!

Indeks

1. Elu tekkimine fossiilide järgi
2. Kliimaolud elu tekkimisel
3. Oparini ja Haldane'i hüpotees elu tekkest
4. Milleri ja Urey eksperiment
5. Muud hüpoteesid elu päritolu kohta

Seal on mõned Elu tekkimise teooriad ja fossiilid pakuvad meile väga huvitavat teavet. Tänu Maa vanimate kivimite, Kuu kivimite ja meteoriitide radiomeetrilisele dateerimisele on geoloogid suutnud hinnata, et Maa tekkis ümber 4,5 miljardit aastat. Algusaegadel ei olnud Maa enam selline, nagu me seda praegu tunneme: asteroidid pommitasid teda pidevalt ja läbis tsüklilisi soojenemise ja jahenemise perioode.

On selge, millal Maa ilmus, umbes, aga millal ilmusid esimesed elusolendid? Elu tekkimine bioloogia järgi keskendub ennekõike fossiilide uurimisele: vanimad seni avastatud fossiilid pärinevad 3500 miljonit aastat tagasi. Need Lääne-Austraaliast leitud fossiilid ei ole keerulised loomade fossiilid, vaid stromatoliidid. Stromatoliidid on mikroorganismide fossiilid, mis tekivad kihtide kaupa üherakuliste mikroobide lisamisel. Esimeste mitmerakuliste loomade vanimad fossiilid pärinevad 500 miljonist aastast.

Kuid, elu meie planeedil algas varem. Hoolimata sellest, mis võib tunduda, on bakterid organismis suhteliselt keerukad organismid bioloogia, mis näitab, et elu algas arvatavasti palju varem, tänu organismidele veelgi lihtne. Nendel lihtsamatel loomadel puuduksid fossiilimiseks vajalikud omadused, seega pole tõendeid nende olemasolu kohta Maal, mida saaksime uurida. Lihtne fossiilne elupuudus, mis on juba enne baktereid, raskendab (või on võimatu) täpselt kindlaks teha, millal elu tekkis.

Pilt: Docsity

Fossiilsete teadusuuringute ummikus seisid teadlased uue lähenemisviisi leidmisel elu päritolu: kui nad saaksid teada, millised tingimused olid sel ajal Maal, siis võib-olla saaksid teada saama milline bioloogiline protsess oleks tõenäolisem, et sellest sündis esimene elusolend. Lisaks oleks neil väga oluline teave: Millest tehti esimesed elusolendid?

Pärast mitukümmend aastat kestnud uuringut oli võimalik järeldada, et Maa atmosfäär ajal, mil arvatakse, et ilmuvad esimesed elusolendid, erineb praegusest. Sel ajal, atmosfääris puudus hapnik ja see oli põhimõtteliselt redutseeriv ja mitteoksüdeeriv nagu praegu, kuna see koosnes peamiselt metaanist, ammoniaagist, veeaurust ja süsinikdioksiidist. Selle teabe abil suutsid teadlased nende kinnitamiseks hakata esitama erinevaid hüpoteese ja katseid.

Esimese ettepaneku elu päritolu kohta vastavalt bioloogiale esitasid 1920. aastal teadlased Aleksandr Oparin ja J.B.S. Haldane. Tema hüpotees oli, et elu Maal oleks võinud tekkida samm-sammult eluta ainest "järkjärgulise keemilise evolutsiooni" kaudu.

See hüpotees ei olnud uus: 1872. aastal avaldas Henry Charlton Bastian sellel teemal raamatu "Elu algused"; see rääkis juba arheobioosist, sellega sarnasest kontseptsioonist, millega Darwin ütles, et oli täielikult nõus.

Oparin ja Haldane pakkusid välja, et atmosfäärist maapinnale langevad lihtsad anorgaanilised molekulid võisid reageerida kiirte või päikese energiaga. Need keemilised reaktsioonid põhjustaksid keerukamaid molekule, näiteks aminohappeid ja nukleotiide. Need aminohapped ja nukleotiidid, mis võivad olla kogunenud ookeanidesse, moodustades "ürgne supp", inertne, kuid paljude võimalustega.

Selle ürgse supi komponendid, aminohapped ja nukleotiidid, oleksid võinud teistes reaktsioonides kombineeruda suuremate ja keerukamate molekulide moodustamiseks: polümeerid. Peamised polümeerid võivad olla valgud ja nukleiinhapped, võib-olla kalda kaevudes veest, kus oli rohkem anorgaanilisi aineid ja kiirgus jõudis molekulid.

Polümeerid oleks võinud kokku panna suuremateks ühikuteks, mis oleksid võimelised ennast säilitama ja paljundama. See oleks esimene samm elu kujunemisel ja seal lahkusid teadlaste versioonid: Oparin arvas, et need võiksid olla "kolooniad" rühmitatud valkudest, mis olid võimelised läbi viima erinevaid reaktsioone, et saada energiat ja ainet nende paljunemiseks (ainevahetuseks). Selle asemel pakkus Haldane välja, et makromolekulid oleksid võinud olla membraanidega suletud süsteemide moodustamiseks "lahtrid", milles viidi läbi suur hulk reaktsioone.

Pilt: Vasak Daily

The Oparini ja Haldane'i hüpotees oli (ja on) palju jälgijaid. 1953. aastal tegid Stanley Miller ja Harold Urey katse, et näha, kas Oparini ja Haldane'i ideid saaks praktikas rakendada.

Nende katse lähenemine oli lihtne: nad panid suletud kolbi sooja vee ja gaaside segu, mida väidetavalt oli Maa atmosfääris algusaegadel palju. Nendesse ainetesse jõudva energia simuleerimiseks saatsid Miller ja Urey oma eksperimentaalsüsteemi kaudu elektrisädemeid. Nädala jooksul olid moodustunud erinevat tüüpi aminohapped, suhkrud, lipiidid ja muud orgaanilised molekulid. Ehkki mitte keerulised molekulid nagu DNA või valgud.

See katse näitas seda saab moodustada orgaanilisi struktuuriüksusi (eriti aminohapped) anorgaanilistest lähteainetest, kuigi need pole tegelikult kasulikud, kuna rohkem Hiljem näidati, et tolleaegsed atmosfääritingimused ei olnud sellised, mida kasutatakse Aafrikas katse.

Pilt: Google Sites

Oparini ja Haldane'i hüpotees näitas, et kõigepealt ilmnevad aminohapped ja seejärel metaboolsed reaktsioonid, mis viivad nende paljunemiseni. Hiljem ajaloos ilmus veel üks voog mõtteviis: teadlased, kes uskusid, et esimesed eluvormid on nukleiinhapped, mis dubleerivad ennast nagu RNA või DNA ja nende ilmnemiseks ilmnesid hiljem muud elemendid, näiteks metaboolsed võrgud ellujäämine.

90-ndatel ilmus rida uurimisi, mis näitasid kahte fakti, mis seda hüpoteesi kinnitasid:

• kui aminohappeid kuumutati vee puudumisel, võivad need seonduda valkude moodustamiseks
• et RNA nukleotiidid võivad seonduda savipinnaga kokkupuutel. Savi oleks seega RNA polümeeri moodustamise katalüsaator.

Pärast mõlema teooria uurimist ei ole me tõe tundmisele lähemal, kuna seisame silmitsi probleemiga: elusolendid Need vajavad spetsiifilisi komponente (valgud ja lipiidid) ja teabe edastamise süsteemi (nukleiinhapped). Esimesed ilma viimasteta tekitaksid koosseise, mida ei saa kopeerida ja taasesitada, ja teised ilma esimesteta ei saaks oma teavet kopeerimise võimaldamiseks väljendada.

Kui soovite lugeda rohkem artikleid, mis on sarnased Elu tekkimine bioloogia järgi, soovitame sisestada meie kategooria Lugu.

• Pardo, A. (2007). Elu päritolu ja liikide areng: teadus ja tõlgendused.
• Khani Akadeemia (s.f) hüpotees elu tekkest. Taastatud: https://es.khanacademy.org/science/biology/history-of-life-on-earth/history-life-on-earth/a/hypotheses-about-the-origins-of-life