המקור של החיים על פי הביולוגיה

מכיוון שלאדם הייתה יכולת לחשוב ולהגות, הוא התחיל לבחון את מקור חייו שלו ובהמשך גם את מקור החיים. לאורך ההיסטוריה, דיסציפלינות שונות כמו דת, תאולוגיה, אסטרונומיה או גיאולוגיה ניסו להסביר את מקור היצור החי הראשון על כדור הארץ.

בשיעור זה של מורה נראה מה הוא האמין להיות מקור החיים על פי הביולוגיה: השערות וניסויים שונים שהציעו מדענים לאורך ההיסטוריה. אם אתה רוצה לדעת יותר, אנו מזמינים אותך להמשיך לקרוא!

אינדקס

1. מקור החיים על פי מאובנים
2. תנאי אקלים בראשית החיים
3. השערת אופרין והאלדאן על מקור החיים
4. הניסוי של מילר ואורי
5. השערות אחרות לגבי מקור החיים

יש כמה תיאוריות אודות מקור החיים ומאובנים מספקים לנו מידע מעניין מאוד. הודות לתארוך רדיומטרי של הסלעים העתיקים ביותר על כדור הארץ, סלעים על הירח ומטאוריטים, גיאולוגים הצליחו להעריך שכדור הארץ נוצר סביב 4.5 מיליארד שנה. בימיו הראשונים, כדור הארץ לא היה כפי שאנו מכירים אותו כעת: הוא הופגז ברציפות על ידי אסטרואידים ועבר תקופות מחזוריות של התחממות וקירור.

ברור מתי כדור הארץ הופיע, בערך, אבל מתי הופיעו היצורים החיים הראשונים? מקור החיים על פי הביולוגיה מתמקד קודם כל בחקר המאובנים: המאובנים העתיקים ביותר שהתגלו עד כה הם מ

למרות זאת, החיים על הפלנטה שלנו החלו מוקדם יותר. למרות מה שנראה, חיידקים הם אורגניזמים מורכבים יחסית בתוך ביולוגיה, המצביעה על כך שהחיים כנראה התחילו הרבה יותר מוקדם, הודות לאורגניזמים עוד יותר פָּשׁוּט. עם זאת, לבעלי חיים פשוטים יותר אלה לא היו המאפיינים הדרושים לאובנים, ולכן אין שום עדות לקיומם בכדור הארץ שנוכל לחקור. חוסר חיים מאובנים פשוט, מקדים חיידקים, מקשה (או בלתי אפשרי) לקבוע במדויק מתי מקור החיים.

תמונה: דוקסיטי

במבוי סתום במחקר המאובנים, החוקרים נקטו גישה אחרת לגלות את ה מקור החיים: אם הם גילו אילו תנאים היו על כדור הארץ באותה תקופה, אולי הם יכולים תגלה איזה תהליך ביולוגי סביר יותר להניח שהיא הולידה את הישות החיה הראשונה. בנוסף, יהיה להם מידע חשוב מאוד: ממה היו היצורים החיים הראשונים?

לאחר כמה עשורים של מחקר, ניתן היה להסיק כי האטמוספירה של כדור הארץ בתקופה בה האמינו כי היצורים החיים הראשונים מופיעים הייתה שונה מזו הנוכחית. באותו זמן, באווירה היה חסר חמצן והוא היה מופחת באופן בסיסי ולא מחמצן כמו כיום, מכיוון שהוא הורכב בעיקר ממתאן, אמוניה, אדי מים ופחמן דו חמצני. עם מידע זה, החוקרים הצליחו להתחיל להציג השערות וניסויים שונים כדי לאשש אותן.

ההצעה הראשונה על מקור החיים על פי הביולוגיה הוצעה בשנת 1920 על ידי המדענים אלכסנדר אופרין וג'יי.בי.אס. הלדאן. ההשערה שלו הייתה שחיים על כדור הארץ יכלו להיווצר צעד אחר צעד מחומר שאינו חי באמצעות תהליך של "התפתחות כימית הדרגתית".

השערה זו לא הייתה חדשה: בשנת 1872 פרסם הנרי צ'רלטון בסטיאן ספר בנושא שנקרא "ראשית החיים"; זה כבר דיבר על ארכיאוביוזה, מושג דומה לזה, שאיתו דרווין אמר שהוא מסכים לחלוטין.

אופרין והאלדאן הציעו שמולקולות אנאורגניות פשוטות שנופלות לקרקע מהאטמוספרה אולי הגיבו באנרגיה מקרניים או מהשמש. תגובות כימיות אלה יולידו מולקולות מורכבות יותר, כגון חומצות אמינו ונוקלאוטידים. חומצות אמינו ונוקליאוטידים אלו שעלולים להצטבר באוקיאנוסים ליצירת "מרק ראשוני", אינרטי אך עם אפשרויות רבות.

מרכיבי המרק הקדום הזה, חומצות אמינו ונוקלאוטידים, היו יכולים לשלב בתגובות אחרות ליצירת מולקולות גדולות ומורכבות יותר: פולימרים. הפולימרים העיקריים יכולים להיות חלבונים וחומצות גרעין, אולי בבארות על החוף מהמים, שם היה יותר חומר אורגני והקרינה הגיעה ל מולקולות.

ניתן היה להרכיב את הפולימרים ליחידות גדולות יותר, המסוגלות לשמור ולשכפל את עצמן. זה יהיה הצעד הראשון בהיווצרות החיים וכאן גרסות החוקרים נפרדו: אופרין חשב שאלה יכולות להיות "מושבות" של חלבונים מקובצים, אשר היו מסוגלים לבצע תגובות שונות כדי להשיג אנרגיה וחומר להתרבותם (מטבוליזם). במקום זאת, הלדן הציע כי מקרומולקולות היו יכולות להיות סגורות על ידי ממברנות, כדי ליצור מערכות סגורות או "תאים", בהן בוצעו מספר רב של תגובות.

תמונה: השמאל יומי

ה השערת אופרין והאלדאן היו (ויש לו) עוקבים רבים. בשנת 1953, סטנלי מילר והרולד אורי ערכו ניסוי כדי לבחון אם ניתן ליישם את הרעיונות של אופרין והאלדאן.

לניסוי שלהם הייתה גישה פשוטה: הם שמו מים חמים ואת תערובת הגזים שכביכול שופעה באטמוספירה של כדור הארץ בימיו הראשונים בבקבוק סגור. כדי לדמות את האנרגיה המגיעה לחומרים אלה, מילר ואורי שלחו ניצוצות חשמל דרך מערכת הניסוי שלהם. תוך שבוע נוצרו סוגים שונים של חומצות אמינו, סוכרים, ליפידים ומולקולות אורגניות אחרות. אמנם לא מולקולות מורכבות כמו DNA או חלבונים.

ניסוי זה הראה זאת ניתן ליצור יחידות מבניות אורגניות (במיוחד חומצות אמינו) ממבשרים אנאורגניים, אם כי הם לא ממש שימושיים מאז יותר מאוחר יותר הוצג כי התנאים האטמוספריים של אותה תקופה לא יהיו אלה ששימשו ב לְנַסוֹת.

תמונה: אתרי גוגל

ההשערה שהעלו אופרין והאלדאן הציעה שחומצות אמינו יופיעו תחילה ואז התגובות המטבוליות שמובילות לריבוין. בהמשך ההיסטוריה זרם אחר הופיע מחשבה: חוקרים שהאמינו שצורות החיים הראשונות הן חומצות גרעין, שכפולו את עצמן עצמם, כגון RNA או DNA, ואלמנטים אחרים כמו רשתות מטבוליות הופיעו מאוחר יותר, כדי לשפר את הישרדות.

בשנות ה -90 הופיעה סדרת חקירות שהוכיחו שתי עובדות המחזקות את ההשערה הזו:

• אם חומצות אמינו היו מחוממות בהיעדר מים, הן עלולות להיקשר ליצירת חלבונים
• שנוקלאוטידים של RNA יכולים להיקשר כאשר הם נחשפים למשטח חרסית. החימר יהווה אפוא זרז ליצירת פולימר RNA.

לאחר בחינת שתי התיאוריות, איננו קרובים יותר לדעת את האמת מכיוון שאנו מתמודדים עם בעיה: יצורים חיים הם דורשים רכיבים ספציפיים (חלבונים ושומנים) ומערכת העברת מידע (חומצות גרעין). הראשונים ללא האחרונים יולידו תצורות שלא ניתן להעתיק ולשכפל, והאחרונים ללא הראשונים לא יכלו להביע את המידע שלהם כדי לאפשר העתקה.

אם אתה רוצה לקרוא מאמרים נוספים הדומים ל- מקור החיים על פי הביולוגיהאנו ממליצים לך להיכנס לקטגוריה שלנו כַּתָבָה.

• פרדו, א. (2007). מקור החיים והתפתחות המינים: מדע ופרשנויות.
• האקדמיה לחאן (s.f) השערה על מקור החיים. התאושש מ: https://es.khanacademy.org/science/biology/history-of-life-on-earth/history-life-on-earth/a/hypotheses-about-the-origins-of-life