अजैविक संश्लेषण का सिद्धांत: यह क्या है और यह किन सवालों के जवाब देने की कोशिश करता है

मनुष्य के लिए, जीवन की उत्पत्ति को समझना सबसे जटिल और रहस्यमय मुद्दों में से एक है जिसे प्रस्तावित किया जा सकता है। सजीवों की मूल इकाई कोशिका निर्जीव यौगिकों से कैसे उत्पन्न हुई? वह अंतर्निहित कारण क्या है जिसके कारण जीवित प्राणियों की उत्पत्ति उन तत्वों से हुई है जो उन्हें बनाते हैं?

"गैर-जीवन" की सरल अवधारणा को समझना बेहद जटिल है, क्योंकि एक ग्रह पर 8.7 मिलियन से अधिक अनुमानित प्रजातियां हैं (उनमें से अधिकतर बिना डिस्कवर), पृथ्वी के इतिहास में किसी बिंदु पर संवेदनशील कार्बनिक पदार्थ की कमी की कल्पना करने का सरल तथ्य, निस्संदेह, सर्वोत्तम मनुष्यों के लिए भी एक चुनौती है। वैज्ञानिक।

यहां हम एक ऐसे विषय का पता लगाएंगे जो मनुष्य के अस्तित्व से परे है, क्योंकि हम ऐसा करने की कोशिश करते हैं उन परिकल्पनाओं और धारणाओं को स्पष्ट करें जिन्होंने हमारे जीवन की उत्पत्ति को समझाने की कोशिश की है ग्रह। इसका दायरा है जीवोत्पत्ति और अजैविक संश्लेषण का सिद्धांत, जहाँ यह शून्य से होने के अस्तित्व की व्याख्या करने के बारे में है।

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अजैविक संश्लेषण का सिद्धांत क्या है?

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जीवजनन संदर्भित करता है जीवन के अस्तित्वहीन होने की प्राकृतिक प्रक्रिया, यानी जड़ पदार्थ पर आधारित, सरल कार्बनिक यौगिक। वैज्ञानिक समुदाय का अनुमान है कि जीवन की उत्पत्ति 4,410 मिलियन वर्ष के बीच की अवधि से होती है, जब भाप पानी पृथ्वी पर नियमित रूप से संघनित होना शुरू हुआ, और 3,770 मिलियन वर्ष पहले, जिन क्षणों में के पहले संकेत ज़िंदगी।

जीवन की उत्पत्ति के "शास्त्रीय" सिद्धांत में कुछ दुर्गम तार्किक कमियां शामिल हैं, जिन्हें वैज्ञानिक समीक्षा लेखों में शामिल किया गया है। कई उदाहरणों में। इस प्रक्रिया को स्पष्ट करते समय जटिलता को समझने के लिए, हम उनमें से कुछ प्रस्तुत करते हैं:

ये धारणाएँ "जीवन" की अवधारणा को अस्पष्ट करती हैं। अंतरिक्ष-समय में जीवित रूपों के आत्म-संश्लेषण के संबंध में कोई कम करने योग्य निष्कर्ष नहीं है।
पहले जीवित प्राणियों का उत्पादन आदिम समुद्रों में स्थित है, जिनकी परिस्थितियाँ किसी भी प्रकार के जीवन के फलने-फूलने के लिए बहुत आक्रामक थीं।
यह स्थापित करता है कि एक जटिल आणविक संरचना प्राप्त करने के साधारण तथ्य से प्रोटोबायोंट्स ने "जीवन प्राप्त" किया।
किसी चीज के जीवित रहने के लिए, डीएनए की आवश्यकता होती है, एक तथ्य जो आदिम समुद्रों के रूप में कठोर जलवायु वाले वातावरण में लगभग अकल्पनीय है।
पहले क्या था अंडा या मुर्गी? अर्थात्, यदि हम मान लें कि उनके पास डीएनए या आरएनए नहीं था, तो पहले जीवित प्राणियों ने कैसे प्रतिकृति बनाई?

यह थोड़ा आध्यात्मिक होने का समय है, क्योंकि इस सूची का तीसरा बिंदु विशेष रूप से हमारा ध्यान आकर्षित करता है। सबसे सरल कोशिका प्रकार को जन्म देने के लिए आवश्यक सभी पदार्थों को क्रम में न रखते हुए भी हम एक ऐसी संरचना प्राप्त करने में कामयाब रहे हैं जो जीवन का अनुभव करती हैवह कारण जिसके लिए "अस्तित्व" को अपने सभी भागों के योग से कुछ अधिक होना चाहिए, है ना?

कार्बनिक अणुओं से अजैविक संश्लेषण: मिलर का प्रयोग

आज मिलर के प्रयोग के बिना अजैविक संश्लेषण के सिद्धांत की कल्पना नहीं की जा सकती थी, जो कि था 1953 में शिकागो विश्वविद्यालय में स्टेनली मिलर और हेरोल्ड क्लेटन यूरे (जीवविज्ञानी और रसायनज्ञ) द्वारा किया गया। प्रयोगशाला वातावरण में जीवन की उत्पत्ति की व्याख्या करने का प्रयास करने के लिए, इन विशेषज्ञों को एक बंद सर्किट में एक साथ जुड़े ग्लास कंटेनर और ट्यूबों की एक श्रृंखला की आवश्यकता थी.

सामान्य तौर पर, हम निम्नलिखित अवधारणाओं में प्रयोग को संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं: पानी, मीथेन, अमोनिया, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और का मिश्रण हाइड्रोजन (जीवन की उत्पत्ति के समय संभवतः मौजूद यौगिक) और यह 60,000 वोल्ट के विद्युत निर्वहन के अधीन था लंबा।

इन तत्वों से, सिस्टम को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा से और आपस में जुड़ी कांच की नलियों से विभिन्न कार्बनिक अणु प्राप्त किए गए, जिनमें ग्लूकोज और कुछ अमीनो एसिड शामिल हैं. ये यौगिक कोशिकाओं द्वारा प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं, जो कि उनकी वृद्धि और विकास के आधार हैं।

इस अविश्वसनीय प्रयोग के बाद, प्रक्रिया के विभिन्न रूपों को प्रयोगशाला सेटिंग्स में किया गया है। परीक्षण और त्रुटि परीक्षणों के लिए धन्यवाद, निम्नलिखित मील के पत्थर हासिल किए गए हैं:

वे प्रोटीन बनाने वाले 20 अमीनो एसिड में से 17 अकार्बनिक यौगिकों से बनाने में कामयाब रहे हैं।
सभी प्यूरीन और पाइरीमिडीन आधारों को संश्लेषित किया गया है जो न्यूक्लियोटाइड्स के निर्माण की अनुमति देते हैं, जो कोशिका में डीएनए और आरएनए बनाने के लिए सहयोगी होते हैं।
एक अध्ययन का दावा है कि पाइरीमिडीन बेस से न्यूक्लियोटाइड बनाए गए हैं, हालांकि इस प्रक्रिया को हासिल करना बहुत कठिन है।
11 में से 9 क्रेब्स चक्र बिचौलिए बनाए गए हैं।

इन सभी अग्रिमों के बावजूद, अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थ के निर्माण की व्याख्या एक पहेली बनी हुई है. उदाहरण के लिए, यह सिद्धांत है कि, जीवन की उत्पत्ति के समय, मीथेन और अमोनिया की सांद्रता माहौल ज्यादा नहीं था, इसलिए हमने जो प्रयोग आपके सामने रखा है, उसमें कुछ कमी रह गई है ताकत। इसके अलावा, कार्बनिक अणुओं की उत्पत्ति की व्याख्या करना जैविक अणुओं के उद्भव को समझने के लिए पहला कदम है जीवन, लेकिन जैसा कि हमने देखा है, अणुओं के एक संघ के रूप में कल्पना करने के लिए कुछ "विशेष" की आवश्यकता होती है ज़िंदगी।

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जीवन परिकल्पना की उत्पत्ति

जीवन की उत्पत्ति के प्रति प्रतिक्रिया परिकल्पना के लिए, इसे निम्नलिखित शंकाओं का समाधान करना चाहिए:

जीवन को परिभाषित करने वाले आवश्यक अणु, अर्थात् अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड कैसे बनाए गए (पहले वर्णित प्रयोग आंशिक उत्तर दे सकता है)।
इन यौगिकों को मैक्रोमोलेक्यूल्स, यानी डीएनए, आरएनए और प्रोटीन (व्याख्या की अधिक कठिन प्रक्रिया) को जन्म देने के लिए कैसे जोड़ा गया था।
ये मैक्रोमोलेक्युलस स्वयं को पुन: उत्पन्न करने में कैसे सक्षम थे (कोई उत्तर नहीं)।
कैसे इन मैक्रोमोलेक्यूल्स को पर्यावरण, यानी सेल से अलग किए गए स्वायत्त रूपों में सीमांकित किया गया था।

शायद मिलर का प्रयोग और इसके वेरिएंट कुछ हद तक पहले दो सवालों को कवर करते हैं। फिर भी, शेष अज्ञातों को समझाना एक कठिन कार्य है। 2016 में, नेचर पत्रिका में एक अध्ययन इस मुद्दे के संबंध में एक कदम आगे बढ़ने में कामयाब रहा: छोटे "सक्रिय बूंदों" के भौतिकी का अध्ययन किया, जो चरण परिवर्तन से उत्पन्न जटिल मिश्रणों में अणुओं के अलगाव से बनते हैं. दूसरे शब्दों में, वे रासायनिक रूप से सक्रिय बूंदें थीं जो आसपास के तरल में और बाहर रासायनिक घटकों को पुनर्नवीनीकरण करती थीं।

इस अध्ययन के बारे में आकर्षक बात यह है कि चिकित्सकों ने पाया कि ये बूंदें एक कोशिका के आकार तक बढ़ती हैं और कुछ हद तक समान प्रक्रियाओं द्वारा विभाजित होती हैं। यह "प्रीबायोटिक प्रोटोसेल" के लिए एक स्पष्ट मॉडल मान सकता है, अर्थात, खंडित संस्थाओं का अस्तित्व जिसमें रासायनिक प्रक्रियाएँ इस तथ्य के बावजूद होती हैं कि वे वास्तव में जीवित नहीं थीं. बेशक, हम ऐसे क्षेत्रों में आगे बढ़ रहे हैं जिन्हें समझना मुश्किल है, लेकिन सामान्य विचार यह है अगला: वैज्ञानिक प्रगति की जा रही है जो सवालों के जवाब देने की कोशिश करती है अभिधारणा।

अन्य परिकल्पनाएँ

पृथ्वी पर अबियोजेनेसिस, या जो समान है, अजैविक संश्लेषण का सिद्धांत (कार्बनिक पदार्थ से जीवन का निर्माण) वे हमारे ग्रह पर जीवन की व्याख्या करने वाली एकमात्र परिकल्पना नहीं हैं. इसका प्रत्यक्ष उदाहरण है पैन्सपर्मिया, एक पूरी तरह से अलग धारा जो बहिर्जात पिंडों, यानी उल्कापिंडों के माध्यम से पृथ्वी पर पहले सूक्ष्मजीवों के आगमन की व्याख्या करने की कोशिश करती है।

इस विषय के संबंध में कई खोजें की गई हैं कुछ बैक्टीरियल कॉलोनियों ने अंतरिक्ष स्थितियों के लिए प्रतिरोध दिखाया है, किसी ग्रह की कक्षा से प्रस्थान और उसके बाद का प्रवेश। फिर भी, एक ही समय में 3 चरणों में जीवित रहने को सत्यापित करना संभव नहीं हो पाया है और एक बार फिर, हम प्रयोगशाला स्थितियों से निपट रहे हैं।

पैन्सपर्मिया जैसी परिकल्पनाएँ भी अपने आप में एक समस्या खड़ी करती हैं, क्योंकि वे यह समझाने की कोशिश करती हैं कि जीवन पृथ्वी पर कैसे आया, लेकिन इसकी वास्तविक उत्पत्ति नहीं। इस कारण से, यह तथ्य कि कार्बनिक अणुओं के एक संघ ने जीवन को जन्म दिया, आज तक एक वास्तविक अज्ञात बना हुआ है।

सारांश

जैसा कि हम देखने में सक्षम हैं, मिलर के प्रयोग के बाद से अजैविक संश्लेषण के सिद्धांत के संदर्भ में भारी प्रगति हुई है: लगभग के संश्लेषण से न्यूक्लियोटाइड तक सभी अमीनो एसिड, वे अकार्बनिक पदार्थ से "सभी" आवश्यक तत्वों को बनाने में लगभग कामयाब रहे हैं जो एक सेल में खुद को डाल सकते हैं मार्च।

दुर्भाग्य से, यह सवाल बना हुआ है: इन अणुओं ने कोशिका को कैसे जन्म दिया? जर्नल नेचर में पहले वर्णित और प्रकाशित शोध जैसे शोध इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास करते हैं कार्बनिक अणुओं से बने निर्जीव "प्रोटो-कोशिकाओं" का अध्ययन जो एक इकाई के समान पर्यावरण के साथ प्रतिक्रिया करता है सेलफोन। बेशक, अभी एक लंबा रास्ता तय करना है और जीवन की उत्पत्ति का सवाल वैध है।

ग्रंथ सूची संदर्भ:

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ज़्विकर, डी., सेबोल्ड्ट, आर., वेबर, सी. ए।, हाइमन, ए। ए।, और जूलिचर, एफ। (2017). सक्रिय बूंदों का विकास और विभाजन प्रोटोकल्स के लिए एक मॉडल प्रदान करता है। नेचर फिजिक्स, 13(4), 408-413।