PÔVOD ŽIVOTA podľa biológie

Pretože človek mal schopnosť myslieť a uvažovať, začal uvažovať o pôvode svojho vlastného života a neskôr o pôvode života. V priebehu dejín sa rôzne disciplíny ako náboženstvo, teológia, astronómia alebo geológia snažili vysvetliť pôvod prvej živej bytosti na Zemi.

V tejto lekcii UČITEĽA uvidíme, o čom sa predpokladá, že je pôvod života podľa biológie: rôzne hypotézy a experimenty, ktoré vedci navrhovali v priebehu histórie. Ak sa chcete dozvedieť viac, pozývame vás, aby ste pokračovali v čítaní!

Register

1. Pôvod života podľa fosílií
2. Klimatické podmienky pri vzniku života
3. Oparin a Haldane hypotéza o pôvode života
4. Millerov a Ureyov experiment
5. Ďalšie hypotézy o pôvode života

Niektoré sú Teórie o vzniku života a fosílie nám poskytujú veľmi zaujímavé informácie. Vďaka rádiometrickému datovaniu najstarších hornín na Zemi, hornín na Mesiaci a meteoritov dokázali geológovia odhadnúť, že Zem sa sformovala okolo 4,5 miliardy rokov

Je jasné, kedy sa približne objavila Zem, ale kedy sa objavili prvé živé bytosti? Pôvod života podľa biológie sa v prvom rade zameriava na štúdium fosílií: najstaršie doteraz objavené fosílie pochádzajú z r. Pred 3 500 miliónmi rokov. Tieto fosílie nájdené v západnej Austrálii nie sú zložitými živočíšnymi fosíliami, ale stromatolity. Stromatolity sú fosílie mikroorganizmov, ktoré sa tvoria prídavkom jednobunkových mikróbov po vrstvách. Najstaršie fosílie prvých mnohobunkových zvierat pochádzajú z doby 500 miliónov rokov dozadu.

Avšak život na našej planéte sa začal skôr. Napriek tomu, čo sa môže zdať, sú baktérie v organizme relatívne zložité organizmy biológia, ktorá naznačuje, že život sa pravdepodobne začal oveľa skôr, vďaka organizmom ešte viac jednoduché. Tieto jednoduchšie zvieratá by však nemali vlastnosti potrebné na fosilizáciu, takže neexistujú dôkazy o ich existencii na Zemi, ktoré by sme mohli študovať. Jednoduchý fosílny nedostatok života, predchádzajúci baktériám, sťažuje (alebo je nemožné) presne určiť, kedy vznikol život.

Obrázok: Docsity

Pri patovej situácii vo výskume fosílnych palív vedci zaujali iný prístup k zisteniu pôvod života: keby zistili, aké podmienky boli v tom čase na Zemi, možno by to dokázali zistiť aký biologický proces bolo by pravdepodobnejšie, že to dalo vzniknúť prvej živej bytosti. Okrem toho by mali veľmi dôležité informácie: Z čoho boli prvé živé veci?

Po niekoľkých desaťročiach štúdia bolo možné odvodiť, že zemská atmosféra v čase, keď sa predpokladá, že sa objavia prvé živé bytosti, bola iná ako tá súčasná. V tom čase, atmosfére chýbal kyslík a bol zásadne redukčný a neoxidujúci ako v súčasnosti, pretože bol zložený hlavne z metánu, amoniaku, vodnej pary a oxidu uhličitého. Vďaka týmto informáciám mohli vedci začať predstavovať rôzne hypotézy a experimenty, ktoré ich potvrdzovali.

Prvý návrh na vznik života podľa biológie navrhli vedci Aleksandr Oparin a J.B.S. v roku 1920 Haldane. Jeho hypotéza bola, že život na Zemi mohol vzniknúť krok za krokom od neživej hmoty procesom „postupného chemického vývoja“.

Táto hypotéza nebola nová: v roku 1872 vydal Henry Charlton Bastian knihu na túto tému s názvom „Počiatky života“; už hovorilo o archeobióze, koncepcii podobnej tejto, s ktorou Darwin uviedol, že je v úplnej zhode.

Oparin a Haldane tvrdia, že jednoduché anorganické molekuly padajúce na zem z atmosféry mohli reagovať s energiou z lúčov alebo slnka. Tieto chemické reakcie by spôsobili vznik zložitejších molekúl, ako sú aminokyseliny a nukleotidy. Tieto aminokyseliny a nukleotidy, ktoré sa mohli nahromadiť v oceánoch a vytvoriť tak „prvotná polievka", inertný, ale s mnohými možnosťami.

Zložky tejto prvotnej polievky, aminokyseliny a nukleotidy, sa mohli spojiť v ďalších reakciách a vytvoriť väčšie a zložitejšie molekuly: polyméry. Hlavnými polymérmi môžu byť proteíny a nukleové kyseliny, pravdepodobne v jamkách na brehu z vody, kde bolo viac anorganických látok a žiarenie sa dostávalo k molekuly.

Polyméry mohli byť zostavené do väčších celkov, ktoré sú schopné samy sa udržiavať a duplikovať. Bol by to prvý krok pri formovaní života a práve tam sa verzie vedcov rozchádzali: Oparin si myslel, že by mohli byť „kolónie“ zoskupených proteínov, ktoré boli schopné vykonávať rôzne reakcie na získanie energie a hmoty na ich reprodukciu (metabolizmus). Namiesto toho Haldane navrhol, aby makromolekuly mohli byť uzavreté membránami, aby vytvorili uzavreté systémy alebo „bunky“, pri ktorých sa uskutočnilo veľké množstvo reakcií.

Obrázok: Ľavica každý deň

The Hypotéza Oparin a Haldane mal (a má) veľa sledovateľov. V roku 1953 Stanley Miller a Harold Urey uskutočnili experiment, aby zistili, či sa dajú nápady Oparina a Haldana uplatniť v praxi.

Ich experiment mal jednoduchý prístup: do uzavretej banky vložili teplú vodu a zmes plynov, ktoré údajne v počiatkoch zemskej atmosféry v prvých dňoch oplývali. Na simuláciu energie dosahujúcej tieto látky vyslali Miller a Urey iskry elektriny cez svoj experimentálny systém. Za týždeň sa vytvorili rôzne druhy aminokyselín, cukrov, lipidov a ďalších organických molekúl. Aj keď to nie sú zložité molekuly ako DNA alebo proteíny.

Tento experiment to ukázal môžu sa vytvárať organické štruktúrne jednotky (najmä aminokyseliny) z anorganických prekurzorov, aj keď nie sú skutočne užitočné, pretože viac Neskôr sa ukázalo, že vtedajšie atmosférické podmienky nebudú také, aké sa používali v experiment.

Obrázok: Webové stránky Google

Hypotéza, ktorú predložili Oparin a Haldane, naznačuje, že sa najskôr objavili aminokyseliny a potom metabolické reakcie, ktoré vedú k ich množeniu. Neskôr v histórii objavil sa ďalší prúd myšlienky: vedci, ktorí verili, že prvými formami života boli nukleové kyseliny, ktoré sa duplikovali samotné, ako je RNA alebo DNA, a že ďalšie prvky, ako sú metabolické siete, sa objavili neskôr, aby ich vylepšili prežitie.

V 90. rokoch sa objavila séria vyšetrovaní, ktoré preukázali dva fakty, ktoré posilnili túto hypotézu:

• ak by sa aminokyseliny zahrievali v neprítomnosti vody, mohli by sa viazať za vzniku bielkovín
• že RNA nukleotidy sa môžu viazať, keď sú vystavené hlinenému povrchu. Hlina by teda bola katalyzátorom na vytvorenie RNA polyméru.

Po preštudovaní oboch teórií nie sme bližšie k poznaniu pravdy, pretože čelíme problému: živým bytostiam Vyžadujú špecifické zložky (bielkoviny a lipidy) a systém prenosu informácií (nukleové kyseliny). Prvé z nich bez druhého by spôsobili formácie, ktoré nie je možné kopírovať a reprodukovať, a druhé bez prvého z nich by nemohli vyjadriť svoje informácie umožňujúce kopírovanie.

Ak si chcete prečítať viac podobných článkov Pôvod života podľa biológie, odporúčame vám vstúpiť do našej kategórie Príbeh.

• Pardo, A. (2007). Pôvod života a vývoj druhov: veda a interpretácie.
• Khan Academy (s.f) Hypotéza o pôvode života. Obnovené z: https://es.khanacademy.org/science/biology/history-of-life-on-earth/history-life-on-earth/a/hypotheses-about-the-origins-of-life