GYVENIMO KILMĖ pagal biologiją

Kadangi žmogus turėjo sugebėjimą mąstyti ir samprotauti, jis pradėjo svarstyti savo gyvenimo kilmę, o vėliau ir gyvenimo kilmę. Per visą istoriją įvairios disciplinos, tokios kaip religija, teologija, astronomija ar geologija, bandė paaiškinti pirmosios gyvos būtybės Žemėje kilmę.

Šioje Dėstytojo pamokoje pamatysime, kas, kaip manoma, yra gyvybės kilmė pagal biologiją: skirtingos hipotezės ir eksperimentai, kuriuos mokslininkai pasiūlė per visą istoriją. Jei norite sužinoti daugiau, kviečiame tęsti skaitymą!

Indeksas

1. Gyvenimo kilmė pagal fosilijas
2. Klimato sąlygos gyvybės atsiradime
3. Oparino ir Haldane'o hipotezė apie gyvybės kilmę
4. Millerio ir Urey eksperimentas
5. Kitos hipotezės apie gyvybės kilmę

Yra šiek tiek Teorijos apie gyvenimo kilmę fosilijos teikia mums labai įdomios informacijos. Dėl radiometrinės seniausių Žemės uolienų, Mėnulio uolų ir meteoritų datos geologai galėjo įvertinti, kad Žemė susiformavo aplink

Aišku, kai apytiksliai atsirado Žemė, bet kada atsirado pirmosios gyvos būtybės? Gyvenimo kilmė pagal biologiją visų pirma sutelkta į fosilijų tyrimą: seniausios iki šiol atrastos fosilijos yra nuo Prieš 3 500 milijonų metų. Šios fosilijos, randamos Vakarų Australijoje, nėra sudėtingos gyvūnų fosilijos, bet stromatolitai. Stromatolitai yra mikroorganizmų fosilijos, kurios susidaro po sluoksnio po sluoksnio pridedant vienaląsčių mikrobų. Seniausios pirmųjų daugialąsčių gyvūnų fosilijos siekia 500 milijonų metų.

Tačiau gyvenimas mūsų planetoje prasidėjo anksčiau. Nepaisant to, kas gali atrodyti, bakterijos yra gana sudėtingi organizmai biologija, o tai rodo, kad gyvenimas tikriausiai prasidėjo daug anksčiau, dar labiau organizmų dėka paprastas. Tačiau šie paprastesni gyvūnai neturėtų savybių, reikalingų fosilijai, todėl nėra jokių įrodymų apie jų egzistavimą Žemėje, kuriuos galėtume ištirti. Paprastas iškastinis gyvenimo trūkumas, buvusios prieš bakterijas, sunku (arba neįmanoma) tiksliai nustatyti, kada atsirado gyvybė.

Vaizdas: „Docsity“

Iškastinės fosilijos tyrimų aklavietėje mokslininkai pasirinko kitą požiūrį į tai išsiaiškinti gyvybės kilmė: jei jie sužinotų, kokios sąlygos tuo metu buvo Žemėje, galbūt galėtų išsiaiškinti koks biologinis procesas labiau tikėtina, kad tai sukėlė pirmąją gyvą būtybę. Be to, jie turėtų labai svarbios informacijos: Iš ko buvo pagaminti pirmieji gyviai?

Po kelių dešimtmečių tyrimų buvo galima padaryti išvadą, kad žemės atmosfera tuo metu, kai, manoma, atsirado pirmosios gyvos būtybės, skyrėsi nuo dabartinės atmosferos. Tuo metu, atmosferoje trūko deguonies ir jis iš esmės redukavo ir neoksidavo, kaip ir šiuo metu, nes jį daugiausia sudarė metanas, amoniakas, vandens garai ir anglies dioksidas. Turėdami šią informaciją, tyrėjai galėjo pradėti pateikti įvairias hipotezes ir eksperimentus, kad jas patvirtintų.

Pirmąjį pasiūlymą dėl gyvybės atsiradimo pagal biologiją mokslininkai Aleksandras Oparinas ir J.B.S. pateikė 1920 m. Haldane. Jo hipotezė buvo ta, kad gyvybė Žemėje galėjo atsirasti žingsnis po žingsnio nuo negyvosios materijos per „laipsniškos cheminės evoliucijos“ procesą.

Ši hipotezė nebuvo nauja: 1872 m. Henry Charltonas Bastianas išleido knygą šia tema „Gyvenimo pradžia“; jis jau kalbėjo apie archeobiozę, į tai panašią sąvoką, su kuria Darvinas teigė, kad jis visiškai sutiko.

Oparinas ir Haldane'as teigė, kad paprastos neorganinės molekulės, krentančios ant žemės iš atmosferos, galėjo reaguoti su spindulių ar saulės energija. Šios cheminės reakcijos sukeltų sudėtingesnes molekules, tokias kaip aminorūgštys ir nukleotidai. Šios amino rūgštys ir nukleotidai, kurie gali būti susikaupę vandenynuose, sudarantpirmapradė sriuba", inertiškas, bet su daugybe galimybių.

Šios pirmykštės sriubos komponentai, aminorūgštys ir nukleotidai, galėjo susijungti kitose reakcijose, kad susidarytų didesnės ir sudėtingesnės molekulės: polimerai. Pagrindiniai polimerai gali būti baltymai ir nukleorūgštys, galbūt kranto šuliniuose iš vandens, kur buvo daugiau neorganinių medžiagų, o radiacija pasiekė molekulės.

Polimerai galėjo būti surinkti į didesnius vienetus, galinčius išlaikyti ir daugintis. Tai būtų pirmas žingsnis formuojant gyvenimą, o mokslininkų versijos išsiskyrė: Oparinas manė, kad tai gali būti „kolonijos“ grupuotų baltymų, kurie sugebėjo atlikti skirtingas reakcijas, kad gautų energijos ir medžiagos jų dauginimuisi (metabolizmui). Vietoj to, Haldane'as pasiūlė, kad makromolekules būtų galima uždaryti membranomis, kad būtų sudarytos uždaros sistemos arba „langeliai“, kurioje buvo atlikta daugybė reakcijų.

Vaizdas: „The Left Daily“

Oparino ir Haldane'o hipotezė turėjo (ir turi) daug pasekėjų. 1953 m. Stanley Milleris ir Haroldas Urey'as atliko eksperimentą, norėdami sužinoti, ar Oparino ir Haldane'o idėjas galima įgyvendinti.

Jų eksperimentas buvo paprastas: jie uždarytoje kolboje įdėjo šiltą vandenį ir dujų mišinį, kuris tariamai gausiai buvo Žemės atmosferoje. Norėdami imituoti energiją, pasiekiančią šias medžiagas, Milleris ir Urey per savo eksperimentinę sistemą siuntė elektros kibirkštis. Per savaitę susidarė įvairių tipų aminorūgštys, cukrūs, lipidai ir kitos organinės molekulės. Nors tai nėra sudėtingos molekulės, tokios kaip DNR ar baltymai.

Šis eksperimentas tai parodė gali būti suformuoti organiniai struktūriniai vienetai (ypač amino rūgščių) iš neorganinių pirmtakų, nors jie iš tikrųjų nėra naudingi, nes daugiau Vėliau buvo įrodyta, kad to meto atmosferos sąlygos nebus tokios, kokios buvo naudojamos eksperimentas.

Vaizdas: „Google“ svetainės

Hipotezė, kurią pateikė Oparinas ir Haldane'as, leido manyti, kad pirmiausia atsirado aminorūgščių, o vėliau - medžiagų apykaitos reakcijos, lemiančios jų dauginimąsi. Vėliau istorijoje atsirado dar viena srovė minties: tyrinėtojai, kurie manė, kad pirmosios gyvybės formos yra nukleorūgštys, kurios dubliuojasi pvz., RNR ar DNR, ir kad kiti elementai, tokie kaip medžiagų apykaitos tinklai, atsirado vėliau, siekiant pagerinti jų savybes išgyvenimas.

90-aisiais pasirodė daugybė tyrimų, kurie parodė du faktus, kurie sustiprino šią hipotezę:

• jei amino rūgštys būtų kaitinamos be vandens, jos galėtų prisijungti ir sudaryti baltymus
• kad RNR nukleotidai gali susijungti veikiami molio paviršiaus. Todėl molis būtų RNR polimero susidarymo katalizatorius.

Išstudijavę abi teorijas, mes nesame arčiau tiesos žinojimo, nes susiduriame su problema: gyvomis būtybėmis Jiems reikalingi specifiniai komponentai (baltymai ir lipidai) ir informacijos perdavimo sistema (nukleorūgštys). Pirmieji be pastarųjų sukeltų darinius, kurių negalima kopijuoti ir atgaminti, o antrieji be pirmųjų negalėtų išreikšti savo informacijos, kad būtų galima kopijuoti.

Jei norite perskaityti daugiau panašių į Gyvenimo kilmė pagal biologiją, rekomenduojame įvesti mūsų kategoriją Istorija.

• Pardo, A. (2007). Gyvenimo kilmė ir rūšių raida: mokslas ir interpretacijos.
• Khano akademija (s.f) Hipotezė apie gyvybės kilmę. Atkurta iš: https://es.khanacademy.org/science/biology/history-of-life-on-earth/history-life-on-earth/a/hypotheses-about-the-origins-of-life