სიცოცხლის წარმოშობა ბიოლოგიის მიხედვით
მას შემდეგ, რაც ადამიანს ჰქონდა აზროვნებისა და მსჯელობის უნარი, მან დაიწყო საკუთარი ცხოვრების და მოგვიანებით ცხოვრების წარმოშობის გათვალისწინება. ისტორიის განმავლობაში სხვადასხვა დისციპლინა, როგორიცაა რელიგია, თეოლოგია, ასტრონომია ან გეოლოგია, ცდილობდნენ აეხსნათ პირველი ცოცხალი არსების წარმოშობა დედამიწაზე.
მასწავლებლის ამ გაკვეთილზე ვნახავთ რას ითვლება სიცოცხლის წარმოშობა ბიოლოგიის მიხედვით: სხვადასხვა ჰიპოთეზა და ექსპერიმენტი, რომლებიც მეცნიერებმა შემოგვთავაზეს ისტორიის განმავლობაში. თუ გსურთ მეტი იცოდეთ, გეპატიჟებით გააგრძელოთ კითხვა!
ინდექსი
- ნაშთების მიხედვით ცხოვრების წარმოშობა
- სიცოცხლის წარმოშობის კლიმატური პირობები
- ოპარინისა და ჰალდანის ჰიპოთეზა სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ
- მილერისა და ურეის ექსპერიმენტი
- სხვა ჰიპოთეზა ცხოვრების წარმოშობის შესახებ
ნაშთების მიხედვით ცხოვრების წარმოშობა.
Იქ არის რამდენიმე თეორიები ცხოვრების წარმოშობის შესახებ და ნაშთები ძალიან საინტერესო ინფორმაციას გვაწვდიან. დედამიწაზე ყველაზე ძველი კლდეების, მთვარის ქანების და მეტეორიტების რადიომეტრიული დათარიღების წყალობით, გეოლოგებმა შეძლეს შეედგინათ, რომ დედამიწა ჩამოყალიბდა გარშემო
4,5 მილიარდი წელი. ადრეულ დღეებში დედამიწა არ იყო ისეთი, როგორიც ახლა ვიცით: ის მუდმივად იბომბებოდა ასტეროიდებით და განიცდიდა ციკლური დათბობისა და გაგრილების პერიოდებს.ნათელია, როდის გაჩნდა დედამიწა, დაახლოებით, მაგრამ როდის გაჩნდა პირველი ცოცხალი არსებები? სიცოცხლის წარმოშობა ბიოლოგიის მიხედვით, უპირველეს ყოვლისა, ნაშთების შესწავლაზეა ორიენტირებული: აქამდე აღმოჩენილი უძველესი ნაშთები თარიღდება 3 500 მილიონი წლის წინ. ეს ნაშთები, რომლებიც დასავლეთ ავსტრალიაში გვხვდება, არ არის რთული ცხოველური ნაშთები, არამედ სტრომატოლიტები. სტრომატოლიტები არის მიკროორგანიზმების ნაშთები, რომლებიც წარმოიქმნება ერთუჯრედიანი მიკრობების, ფენის შემდეგ ფენის მიყოლებით. პირველი მრავალუჯრედიანი ცხოველების უძველესი ნაშთები 500 მილიონი წლით თარიღდება.
თუმცა, ცხოვრება ჩვენს პლანეტაზე ადრე დაიწყო. მიუხედავად იმისა, რაც შეიძლება ჩანდეს, ბაქტერიები შედარებით რთული ორგანიზმებია ბიოლოგია, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ სიცოცხლე, ალბათ, ბევრად უფრო ადრე დაიწყო, ორგანიზმების კიდევ უფრო მეტი წყალობით მარტივი ამასთან, ამ უფრო მარტივ ცხოველებს არ ექნებოდათ გაქვავებისთვის აუცილებელი მახასიათებლები, ამიტომ დედამიწაზე მათი არსებობის შესახებ არ არსებობს არანაირი მტკიცებულება, რომლის შესწავლაც შეგვიძლია. მარტივი ნამარხი სიცოცხლის ნაკლებობა, ბაქტერიების წინამორბედი, ართულებს (ან შეუძლებელს) ზუსტად განსაზღვრავს სიცოცხლის წარმოშობა.
სურათი: Docsity
სიცოცხლის წარმოშობის კლიმატური პირობები.
ნაშთების კვლევაში ჩიხში შესვლისთანავე მკვლევარებმა სხვა მიდგომა მიიღეს, რათა გაერკვიათ სიცოცხლის წარმოშობა: თუ გაიგებდნენ რა პირობები იყო იმ დროს დედამიწაზე, ალბათ შეეძლოთ გაგება რა ბიოლოგიური პროცესია უფრო სავარაუდოა, რომ მან პირველი ცოცხალი არსება წარმოშვა. გარდა ამისა, მათ ექნებოდათ ძალიან მნიშვნელოვანი ინფორმაცია: რისგან შეიქმნა პირველი ცოცხალი არსებები?
რამდენიმე ათწლეულის შესწავლის შემდეგ შესაძლებელი გახდა იმის დასკვნა, რომ დედამიწის ატმოსფერო იმ დროს, როდესაც პირველი ცოცხალი არსებების არსებობა ითვლება, განსხვავდებოდა ახლანდლისგან. Იმ დროისთვის, ატმოსფეროს ჟანგბადი აკლდა იგი არსებითად ამცირებდა და არ იჟანგებოდა, რადგან იგი ძირითადად შედგებოდა მეთანისგან, ამიაკისგან, წყლის ორთქლისგან და ნახშირორჟანგისგან. ამ ინფორმაციით, მკვლევარებმა შეძლეს სხვადასხვა ჰიპოთეზისა და ექსპერიმენტის წარმოდგენა მათ დასადასტურებლად.
ოპარინისა და ჰალდანის ჰიპოთეზა ცხოვრების წარმოშობის შესახებ.
პირველი წინადადება სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ ბიოლოგიის თანახმად, 1920 წელს შემოიტანეს მეცნიერებმა ალექსანდრე ოპარინმა და ჯ.ბ.ს.-მ. ჰალდანი მისი ჰიპოთეზა იყო, რომ დედამიწაზე სიცოცხლე შეიძლება ეტაპობრივად წარმოიშვა არაცოცხალი მატერიისგან "ეტაპობრივი ქიმიური ევოლუციის" პროცესის საშუალებით.
ეს ჰიპოთეზა არ იყო ახალი: 1872 წელს ჰენრი ჩარლტონ ბასტიანმა გამოსცა წიგნი თემაზე "სიცოცხლის საწყისები"; იგი უკვე საუბრობდა არქეობიოზის შესახებ, მსგავსი კონცეფციისა, რომელთანაც დარვინმა თქვა, რომ იგი სრულ თანხმობაშია.
ოპარინისა და ჰალდანის ვარაუდით, უბრალო არაორგანული მოლეკულები, რომლებიც ატმოსფეროდან მიწაზე დაეცა, შესაძლოა რეაგირებდა სხივების ან მზის ენერგიით. ამ ქიმიური რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება უფრო რთული მოლეკულები, როგორიცაა ამინომჟავები და ნუკლეოტიდები. ეს ამინომჟავები და ნუკლეოტიდები, რომლებიც შესაძლოა დაგროვდნენ ოკეანეებში და შექმნან "პირველყოფილი წვნიანი", ინერტული, მაგრამ მრავალი შესაძლებლობით.
ამ პირველყოფილი წვნიანის კომპონენტები, ამინომჟავები და ნუკლეოტიდები, შეიძლება გაერთიანდეს სხვა რეაქციებში და შექმნან უფრო დიდი და რთული მოლეკულები: პოლიმერები. ძირითადი პოლიმერები შეიძლება იყოს ცილები და ნუკლეინის მჟავები, შესაძლოა ნაპირზე წყალიდან, სადაც უფრო არაორგანული ნივთიერებები იყო და გამოსხივება მიაღწია მოლეკულები.
პოლიმერები შეიძლებოდა ყოფილიყო აყვანილი უფრო დიდ ერთეულებად, რომლებსაც შეეძლოთ თვითონ შეენარჩუნებინათ და გაეორებინათ. ეს იქნებოდა სიცოცხლის ფორმირების პირველი ნაბიჯი და სწორედ იქ გაიმიჯნა მკვლევარების ვერსიები: ოპარინის აზრით, ეს შეიძლება იყოს "კოლონიები" დაჯგუფებული ცილების, რომელთაც შეეძლოთ სხვადასხვა რეაქციების განხორციელება ენერგიისა და მატერიის მისაღებად მათი რეპროდუქციისთვის (მეტაბოლიზმი). ამის ნაცვლად, ჰალდანმა შემოგვთავაზა, რომ მაკრომოლეკულები შეიძლება გარსებით ყოფილიყო დახურული, რომ ჩამოყალიბებულიყო დახურული სისტემები ან "საკნები", რომელშიც განხორციელდა დიდი რაოდენობით რეაქციები.
სურათი: მარცხენა ყოველდღიური
მილერისა და ურეის ექსპერიმენტი.
ოპარინისა და ჰალდანის ჰიპოთეზა ჰყავდა (და ჰყავს) მრავალი მიმდევარი. 1953 წელს სტენლი მილერმა და ჰაროლდ ურეიმ ჩაატარეს ექსპერიმენტი, რომ შეესწავლათ ოპარინისა და ჰალდანის იდეები.
მათ ექსპერიმენტს მარტივი მიდგომა ჰქონდა: მათ დახურულ კოლბაში ჩაყარეს თბილი წყალი და გაზების ნარევი, რომლებიც ვითომდა უამრავი დედამიწის ატმოსფეროში პირველ დღეებში. ამ ნივთიერებებისთვის ენერგიის სიმულაციის მიზნით, მილერმა და ურეიმ თავიანთი ექსპერიმენტული სისტემის მეშვეობით ელექტროენერგიის ნაპერწკლები გაგზავნეს. ერთ კვირაში შეიქმნა სხვადასხვა სახის ამინომჟავები, შაქრები, ლიპიდები და სხვა ორგანული მოლეკულები. თუმცა არ არის რთული მოლეკულები, როგორიცაა დნმ ან ცილები.
ამ ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ შეიძლება ჩამოყალიბდეს ორგანული სტრუქტურული ერთეულები (განსაკუთრებით ამინომჟავები) არაორგანული წინამორბედებისგან, თუმცა უფრო მეტიც ნამდვილად არ გამოდგება მოგვიანებით აჩვენეს, რომ იმ დროის ატმოსფერული პირობები არ იქნება ისეთი ექსპერიმენტი.
სურათი: Google Sites
სხვა ჰიპოთეზა ცხოვრების წარმოშობის შესახებ.
ოპარინისა და ჰალდანის მიერ წამოყენებულ ჰიპოთეზაში ნათქვამია, რომ ჯერ ამინომჟავები გამოჩნდა, შემდეგ კი მეტაბოლური რეაქციები, რაც მათ გამრავლებას იწვევს. ისტორიაში მოგვიანებით სხვა ნაკადი გამოჩნდა აზრის შესახებ: მკვლევარები, რომლებსაც სჯეროდათ, რომ სიცოცხლის პირველი ფორმები იყო ნუკლეინის მჟავები, რომლებიც დუბლირებას ახდენდნენ თავად თვითონ, როგორიცაა RNA ან დნმ, და რომ სხვა ელემენტები, როგორიცაა მეტაბოლური ქსელები, მოგვიანებით გამოჩნდა, მათი გასაუმჯობესებლად გადარჩენა.
90-იან წლებში გამოიკვეთა მთელი რიგი გამოძიებები, რომლებიც აჩვენა ორი ფაქტი, რამაც განამტკიცა ეს ჰიპოთეზა:
- თუ ამინომჟავები გაცხელდა წყლის არარსებობის შემთხვევაში, მათ შეეძლოთ შეუერთდნენ ცილებს
- რომ რნმ ნუკლეოტიდებს შეუძლიათ თიხის ზედაპირზე ზემოქმედებისას. ამიტომ თიხა იქნება კატალიზატორი RNA პოლიმერის შესაქმნელად.
ორივე თეორიის შესწავლის შემდეგ, ჩვენ უფრო ახლოს არ ვართ სიმართლის ცოდნას, რადგან პრობლემის წინაშე ვდგავართ: ცოცხალი არსებები მათთვის საჭიროა სპეციფიკური კომპონენტები (ცილები და ლიპიდები) და ინფორმაციის გადაცემის სისტემა (ნუკლეინის მჟავები). პირველი ამ უკანასკნელის გარეშე წარმოშობს წარმონაქმნებს, რომელთა კოპირება და გამრავლება შეუძლებელია, ხოლო მეორეს არ შეეძლო თავისი ინფორმაციის გამოხატვა კოპირების დასაშვებად.
თუ გსურთ წაიკითხოთ სხვა მსგავსი სტატიები სიცოცხლის წარმოშობა ბიოლოგიის მიხედვითგირჩევთ შეიყვანოთ ჩვენი კატეგორია ამბავი.
ბიბლიოგრაფია
- პარდო, ა. (2007). სიცოცხლის წარმოშობა და სახეობების ევოლუცია: მეცნიერება და ინტერპრეტაციები.
- ხანის აკადემიის (ს.ფ) ჰიპოთეზა ცხოვრების წარმოშობის შესახებ. Გამოჯანმრთელდა: https://es.khanacademy.org/science/biology/history-of-life-on-earth/history-life-on-earth/a/hypotheses-about-the-origins-of-life
