비생물적 합성 이론: 그것이 무엇이며 어떤 질문에 대답하려고 하는가

생명의 기원을 이해하는 것은 인간에게 제안할 수 있는 가장 복잡하고 신비로운 문제 중 하나입니다. 생물의 기본 단위인 세포는 무생물 화합물에서 어떻게 생겨났습니까? 생명체를 구성하는 요소들로부터 생명체가 나타나게 된 근본적인 이유는 무엇입니까?

"무생물"이라는 단순한 개념은 이해하기 엄청나게 복잡합니다. 발견), 지구 역사의 어느 시점에서 지각 있는 유기 물질이 부족하다는 단순한 사실은 의심할 여지 없이 최고의 인간에게도 어려운 과제입니다. 과학자들.

여기서 우리는 인간의 존재 자체를 넘어서는 주제를 탐구할 것입니다. 우리 삶의 기원을 설명하려고 시도한 가설과 가정을 해명합니다. 행성. 의 범위입니다 비 생물 발생 및 비 생물 합성 이론, 무에서 존재의 존재를 설명하는 것입니다.

• 관련 기사: "생명의 기원에 관한 10대 이론"

비생물적 합성 이론이란 무엇입니까?

생물발생은 다음을 가리킨다. 존재하지 않는 것, 즉 불활성 물질에 기반한 생명의 자연적 출현 과정, 간단한 유기 화합물. 과학계는 생명의 기원이 44억 1천만년 전으로 거슬러 올라간다고 추정합니다. 의 물이 지구에서 규칙적으로 응축되기 시작했고, 37억 7천만년 전에 삶.

생명의 기원에 대한 "고전적인" 이론은 과학적 평론 기사에서 다루어졌던 몇 가지 극복할 수 없는 물류상의 결점을 포함합니다. 여러 경우에. 이 프로세스를 설명할 때 복잡성을 이해하기 위해 그 중 일부를 제시합니다.

• 이러한 가정은 "생명"이라는 개념 자체를 모호하게 만듭니다. 시공간에서 살아있는 형태의 자기 합성에 관한 환원 가능한 결론은 없습니다.
• 최초의 생명체가 탄생한 곳은 어떤 종류의 생명체도 번성하기에는 너무 열악한 조건의 원시 바다였습니다.
• 그것은 복잡한 분자 구조를 획득한다는 단순한 사실에 의해 protobionts가 생명을 "받았다"는 것을 확립합니다.
• 무언가가 살아 있기 위해서는 DNA가 필요합니다. 원시 바다와 같이 기후적으로 가혹한 환경에서는 거의 상상할 수 없는 사실입니다.
• 첫 번째는 무엇입니까, 달걀입니까 아니면 닭입니까? 즉, 최초의 생명체는 DNA나 RNA가 없다고 가정하면 어떻게 복제했을까요?

이 목록의 세 번째 항목이 특히 우리의 관심을 끌기 때문에 약간의 형이상학적 접근이 필요한 시점입니다. 가장 단순한 세포 유형을 생성하는 데 필요한 모든 물질을 주문하지 않고도 생명을 경험하는 구조를 얻을 수 있었습니다., "존재"가 모든 부분의 합보다 더 많은 것을 구성해야 하는 이유, 맞습니까?

유기 분자로부터 비생물적 합성: 밀러의 실험

비생물적 합성 이론은 오늘날 Miller의 실험 없이는 생각할 수 없었습니다. 1953년 시카고 대학교의 Stanley Miller와 Harold Clayton Urey(생물학자이자 화학자)가 수행했습니다. 실험실 환경에서 생명의 기원을 설명하기 위해, 이 전문가들은 폐쇄 회로에서 함께 연결된 일련의 유리 용기와 튜브가 필요했습니다..

일반적으로 다음 개념으로 실험을 요약할 수 있습니다. 물, 메탄, 암모니아, 이산화탄소, 질소 및 수소(생명이 기원할 때 존재했을 가능성이 있는 화합물)와 이것은 60,000볼트의 전기 방전을 매우 키가 큰.

이러한 요소, 시스템에 공급되는 에너지 및 상호 연결된 유리관에서 포도당과 일부 아미노산을 포함한 다양한 유기 분자가 얻어졌습니다.. 이 화합물은 세포의 단백질 합성, 즉 성장과 발달의 기초에 필수적입니다.

이 놀라운 실험 이후, 실험실 환경에서 절차의 다양한 변형이 수행되었습니다. 시행착오를 거쳐 다음과 같은 이정표를 달성했습니다.

• 그들은 무기 화합물로부터 단백질을 구성하는 20개의 아미노산 중 17개를 형성하는 데 성공했습니다.
• 모든 퓨린 및 피리미딘 염기는 합성되어 세포에서 DNA와 RNA를 형성하는 뉴클레오티드를 생성할 수 있습니다.
• 한 연구에서는 피리미딘 염기에서 뉴클레오티드를 생성했다고 주장하지만 이 과정은 달성하기 훨씬 더 어렵습니다.
• 11개의 크렙스 사이클 중개자 중 9개가 생성되었습니다.

이러한 모든 발전에도 불구하고, 무기물에서 유기물의 형성을 설명하는 것은 퍼즐. 예를 들어, 생명의 기원 당시에 메탄과 암모니아의 농도가 분위기가 높지 않아서 지금까지 노출한 실험이 조금 아쉬운 부분이 있습니다. 힘. 또한 유기 분자의 기원을 설명하는 것은 유기 분자의 출현을 이해하는 첫 번째 단계입니다. 하지만 우리가 본 것처럼 분자의 연합은 다음과 같이 생각되기 위해 "특별한" 무언가를 필요로 합니다. 삶.

• 다음 항목에 관심이 있을 수 있습니다. "생물학적 진화론: 그것이 무엇이며 무엇을 설명하는가"

생명 가설의 기원

생명의 기원에 대한 반응 가설을 위해서는 다음과 같은 의문점을 해결해야 합니다.

• 생명을 정의하는 필수 분자, 즉 아미노산과 뉴클레오티드가 어떻게 생성되었는지(앞서 설명한 실험으로 부분적인 답을 얻을 수 있음).
• 이러한 화합물이 어떻게 거대분자, 즉 DNA, RNA 및 단백질을 발생시키기 위해 연관되었는지(훨씬 더 어려운 설명 과정).
• 이 거대분자들은 어떻게 자기 복제를 할 수 있었습니까(답 없음).
• 이러한 거대 분자가 환경, 즉 세포와 분리된 자율적 형태로 구분되는 방법.

아마도 Miller의 실험과 그 변형은 처음 두 질문을 어느 정도 커버합니다. 그럼에도 불구하고 나머지 알려지지 않은 부분을 설명하는 것은 어려운 작업입니다. 2016년 Nature 저널의 한 연구는 이 문제와 관련하여 한 단계 더 나아갔습니다. 상 변화로 인해 복잡한 혼합물에서 분자가 분리되어 형성된 작은 "활성 방울"의 물리학을 연구했습니다.. 즉, 주변 액체 안팎의 화학 성분을 재활용하는 화학적 활성 방울이었습니다.

이 연구에서 흥미로운 점은 실무자들이 이러한 물방울이 세포 크기로 성장하는 경향이 있고 어느 정도 유사한 과정으로 분열된다는 사실을 발견했다는 것입니다. 이것은 "프리바이오틱 원세포"에 대한 명확한 모델을 가정할 수 있습니다. 그 자체로 살아 있지 않다는 사실에도 불구하고 화학적 과정이 일어나는 구획화된 독립체의 존재. 물론 이해하기 어려운 영역에서 움직이고 있지만 일반적인 생각은 다음: 질문에 답하기 위해 과학적 진보가 이루어지고 있습니다. 가정합니다.

다른 가설

지구상의 Abiogenesis, 또는 같은 것, 비 생물 합성 이론 (유기물에서 생명 생성) 그것들은 지구상의 생명체를 설명하기 위해 고려되는 유일한 가설이 아닙니다.. 이에 대한 명확한 예는 다음과 같습니다. 범정자증, 외인성 체, 즉 운석을 통해 지구에 최초의 미생물이 도착한 것을 설명하려는 완전히 다른 흐름.

이후 이 주제에 관해 많은 발견이 이루어졌습니다. 일부 박테리아 콜로니는 우주 조건에 대한 저항성을 나타냈습니다., 행성의 궤도로부터의 이탈 및 후속 진입. 그럼에도 불구하고 동시에 3단계에서 생존을 검증하는 것은 불가능했으며, 다시 한 번 실험실 조건을 다루고 있습니다.

범정자증(panspermia)과 같은 가설도 그 자체로 문제를 제기하는데, 그 이유는 생명이 지구에 어떻게 왔는지 설명하려고 하지만 실제 기원은 설명하지 않기 때문입니다. 이러한 이유로 유기 분자의 결합이 생명을 낳았다는 사실은 오늘날까지도 완전히 알려지지 않은 상태로 남아 있습니다.

요약

우리가 알 수 있었던 것처럼 밀러의 실험 이후 비생물적 합성 이론 측면에서 엄청난 발전이 이루어졌습니다. 뉴클레오타이드까지의 모든 아미노산, 그들은 세포가 스스로를 집어넣는 데 필요한 무기 물질로부터 "모든" 필수 요소를 거의 만들어냈습니다. 3월.

불행하게도 문제는 남아 있습니다. 이 분자들이 어떻게 결합하여 세포를 발생시켰습니까? 이전에 기술되고 Nature 저널에 발표된 것과 같은 연구는 다음을 통해 이 질문에 답하려고 합니다. 독립체와 유사한 방식으로 환경과 반응하는 유기 분자로 구성된 무생물 "원세포"에 대한 연구 휴대 전화. 물론 갈 길이 멀고 생명의 기원에 대한 질문은 여전히 ​​유효하다.

참고문헌:

• Abiogenesis, 지구 생명의 기원, Nasif Nahle Sabag, Omegalfa Library.
• Menez, B., Pisapia, C., Andreani, M., Jamme, F., Vanbellingen, Q. P., 브루넬, A.,... & Réfrégiers, M. (2018). 해양 암석권의 오목한 곳에서 아미노산의 비생물적 합성. 자연, 564(7734), 59-63.
• 즈위커, D., 세이볼트, R., 웨버, C. A., 하이먼, A. A., & 줄리허, F. (2017). 활성 액적의 성장 및 분열은 원형 세포에 대한 모델을 제공합니다. 자연 물리학, 13(4), 408-413.