กำเนิดชีวิตตามหลักชีววิทยา

เนื่องจากมนุษย์มีความสามารถในการคิดและการใช้เหตุผล เขาจึงเริ่มพิจารณาที่มาของชีวิตของเขาเองและต่อมาคือต้นกำเนิดของชีวิต ตลอดประวัติศาสตร์ สาขาวิชาต่างๆ เช่น ศาสนา เทววิทยา ดาราศาสตร์ หรือธรณีวิทยา ได้พยายามอธิบายที่มาของสิ่งมีชีวิตแรกในโลก

ในบทเรียนนี้จากครู เราจะเห็นสิ่งที่เชื่อว่าเป็น กำเนิดชีวิตตามหลักชีววิทยา: สมมติฐานและการทดลองต่างๆ ที่นักวิทยาศาสตร์เสนอตลอดประวัติศาสตร์ หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม เราขอเชิญคุณอ่านต่อ!

ดัชนี

1. กำเนิดสิ่งมีชีวิตตามฟอสซิล
2. สภาพภูมิอากาศที่กำเนิดของชีวิต
3. สมมติฐาน Oparin และ Haldane เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต
4. การทดลองของมิลเลอร์และอูรีย์
5. สมมติฐานอื่นๆ เกี่ยวกับที่มาของชีวิต

มีบ้าง ทฤษฎีกำเนิดชีวิต และฟอสซิลให้ข้อมูลที่น่าสนใจแก่เรา ต้องขอบคุณการนับอายุของหินที่เก่าแก่ที่สุดในโลก หินบนดวงจันทร์ และอุกกาบาต นักธรณีวิทยาสามารถประเมินได้ว่าโลกก่อตัวขึ้นรอบๆ 4.5 พันล้านปี. ในช่วงแรกๆ โลกไม่ได้เป็นอย่างที่เรารู้ในตอนนี้ มันถูกทิ้งระเบิดอย่างต่อเนื่องโดยดาวเคราะห์น้อย และเข้าสู่ช่วงที่โลกร้อนและเย็นลงเป็นวัฏจักร

เป็นที่ชัดเจนว่าเมื่อโลกปรากฏขึ้นประมาณ แต่สิ่งมีชีวิตแรกปรากฏขึ้นเมื่อใด ต้นกำเนิดของชีวิตตามชีววิทยามุ่งเน้นไปที่การศึกษาฟอสซิลก่อนอื่น: ฟอสซิลที่เก่าแก่ที่สุดที่ค้นพบจนถึงปัจจุบันตั้งแต่ 3,500 ล้านปีก่อน. ฟอสซิลเหล่านี้ที่พบในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย ไม่ใช่ฟอสซิลของสัตว์ที่ซับซ้อนแต่ สโตรมาโทไลต์. สโตรมาโตไลต์เป็นซากดึกดำบรรพ์ของจุลินทรีย์ซึ่งเกิดขึ้นจากการเติมทีละชั้นของจุลินทรีย์เซลล์เดียว ฟอสซิลที่เก่าแก่ที่สุดของสัตว์หลายเซลล์ชนิดแรกมีอายุย้อนไปถึง 500 ล้านปี

อย่างไรก็ตาม ชีวิตบนโลกของเราเริ่มต้นขึ้นก่อนหน้านี้ แม้สิ่งที่อาจดูเหมือน แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่ค่อนข้างซับซ้อนภายใน ชีววิทยา ซึ่งบ่งชี้ว่าชีวิตน่าจะเริ่มเร็วกว่านี้มาก ต้องขอบคุณสิ่งมีชีวิตมากกว่า เรียบง่าย อย่างไรก็ตาม สัตว์ที่ง่ายกว่าเหล่านี้จะไม่มีลักษณะเฉพาะที่จำเป็นในการทำให้เป็นฟอสซิล ดังนั้นจึงไม่มีหลักฐานการมีอยู่ของพวกมันบนโลกที่เราสามารถศึกษาได้ ฟอสซิลขาดชีวิตอย่างง่ายแบคทีเรียที่เกิดก่อนกำหนดทำให้ยาก (หรือเป็นไปไม่ได้) ที่จะระบุได้อย่างแม่นยำว่าชีวิตเกิดขึ้นเมื่อใด

ภาพ: Docsity

ที่ทางตันในการวิจัยฟอสซิล นักวิจัยได้ใช้แนวทางอื่นเพื่อค้นหา approach ต้นกำเนิดของชีวิต: ถ้าพวกเขาค้นพบว่าสภาพของโลกในขณะนั้นเป็นอย่างไร บางทีพวกเขาอาจจะ หา กระบวนการทางชีวภาพอะไร what มีแนวโน้มว่ามันจะก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตแรก นอกจากนี้ พวกเขาจะมีข้อมูลที่สำคัญมาก: สิ่งมีชีวิตแรกเริ่มทำมาจากอะไร?

หลังจากศึกษามาหลายทศวรรษ มีความเป็นไปได้ที่จะสรุปได้ว่าชั้นบรรยากาศของโลกในตอนที่เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตแรกเกิดนั้นแตกต่างจากปัจจุบัน ในเวลานั้น, บรรยากาศขาดออกซิเจน และเป็นพื้นฐานการลดและไม่เกิดออกซิไดซ์ในปัจจุบัน เนื่องจากประกอบด้วยมีเทน แอมโมเนีย ไอน้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ ด้วยข้อมูลนี้ นักวิจัยสามารถเริ่มนำเสนอสมมติฐานและการทดลองต่างๆ เพื่อยืนยันได้

ข้อเสนอแรกเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตตามชีววิทยาถูกเสนอในปี 1920 โดยนักวิทยาศาสตร์ Aleksandr Oparin และ J.B.S. ฮาลเดน สมมติฐานของเขาคือสิ่งมีชีวิตบนโลกสามารถเกิดขึ้นทีละขั้นจากสิ่งไม่มีชีวิตผ่านกระบวนการ "วิวัฒนาการทางเคมีทีละน้อย"

สมมติฐานนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ ในปี พ.ศ. 2415 เฮนรี ชาร์ลตัน บาสเตียน ได้ตีพิมพ์หนังสือเรื่อง "จุดเริ่มต้นของชีวิต"; ได้กล่าวถึงอาร์เคโอไบโอซิสแล้ว ซึ่งเป็นแนวคิดที่คล้ายคลึงกันซึ่ง ดาร์วินบอกว่าเขาเห็นด้วยอย่างเต็มที่.

Oparin และ Haldane เสนอว่าโมเลกุลอนินทรีย์ธรรมดาที่ตกลงสู่พื้นจากบรรยากาศอาจทำปฏิกิริยากับพลังงานจากรังสีหรือดวงอาทิตย์ ปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้จะก่อให้เกิดโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น กรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ กรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์เหล่านี้ที่อาจสะสมอยู่ในมหาสมุทรเพื่อสร้าง "ซุปต้นตำรับ" เฉื่อยแต่มีความเป็นไปได้มากมาย

ส่วนประกอบของซุปดึกดำบรรพ์ กรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ สามารถรวมกันในปฏิกิริยาอื่นเพื่อสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น: โพลีเมอร์. โพลีเมอร์หลักอาจเป็นโปรตีนและกรดนิวคลีอิก บางทีอาจอยู่ในหลุมบนชายฝั่ง ของน้ำที่มีสารอนินทรีย์มากขึ้นและรังสีมาถึง reached โมเลกุล

โพลีเมอร์สามารถประกอบเป็นหน่วยขนาดใหญ่ขึ้นได้ นี่คงเป็นก้าวแรกในการก่อตัวของชีวิต และเป็นที่ที่นักวิจัยได้แยกความแตกต่าง: โอภารินคิดว่าสิ่งเหล่านี้อาจเป็น "อาณานิคม" ของโปรตีนที่จัดกลุ่มซึ่งสามารถทำปฏิกิริยาต่างๆ เพื่อให้ได้พลังงานและสสารสำหรับการสืบพันธุ์ (เมแทบอลิซึม) แต่ Haldane เสนอว่าโมเลกุลขนาดใหญ่อาจถูกห่อหุ้มด้วยเมมเบรนเพื่อสร้างระบบปิดหรือ "เซลล์"ซึ่งมีปฏิกิริยาเกิดขึ้นเป็นจำนวนมาก

ภาพ: The Left Daily

ดิ สมมติฐานโอปารินและฮัลเดนd มี (และมี) ผู้ติดตามจำนวนมาก ในปีพ.ศ. 2496 สแตนลีย์ มิลเลอร์และแฮโรลด์ อูเรย์ได้ทำการทดลองเพื่อดูว่าแนวคิดของโอปารินและฮัลเดนสามารถนำไปปฏิบัติได้หรือไม่

การทดลองของพวกเขามีแนวทางง่ายๆ คือ พวกเขาใส่น้ำอุ่นและส่วนผสมของก๊าซที่คาดว่าจะมีอยู่มากมายในชั้นบรรยากาศของโลกในช่วงแรกๆ ของมันในขวดปิด เพื่อจำลองพลังงานที่ไปถึงสารเหล่านี้ มิลเลอร์และอูรีย์ได้ส่งประกายไฟของกระแสไฟฟ้าผ่านระบบทดลองของพวกมัน ภายในหนึ่งสัปดาห์ กรดอะมิโน น้ำตาล ไขมัน และโมเลกุลอินทรีย์อื่นๆ ได้ก่อตัวขึ้น แม้ว่าจะไม่ใช่โมเลกุลที่ซับซ้อนอย่าง DNA หรือโปรตีนก็ตาม

การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่า สามารถสร้างหน่วยโครงสร้างอินทรีย์ได้ (โดยเฉพาะกรดอะมิโน) จากสารตั้งต้นอนินทรีย์ แม้ว่าจะไม่ได้มีประโยชน์อะไรมากนักก็ตาม ภายหลังแสดงให้เห็นแล้วว่าสภาพบรรยากาศในสมัยนั้นจะไม่เป็นแบบที่ใช้ใน การทดลอง

รูปภาพ: Google Sites

สมมติฐานที่ตั้งขึ้นโดย Oparin และ Haldane ระบุว่ากรดอะมิโนปรากฏขึ้นก่อนแล้วจึงเกิดปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมที่นำไปสู่การคูณ ต่อมาในประวัติศาสตร์ กระแสอื่นปรากฏขึ้น ของความคิด: นักวิจัยที่เชื่อว่ารูปแบบแรกของชีวิตคือกรดนิวคลีอิกซึ่งทำซ้ำตัวเอง ตัวเองเช่น RNA หรือ DNA และองค์ประกอบอื่น ๆ เช่นเครือข่ายเมตาบอลิซึมปรากฏขึ้นในภายหลังเพื่อปรับปรุง การอยู่รอด

ในยุค 90 มีการสอบสวนหลายครั้งซึ่งแสดงให้เห็นข้อเท็จจริงสองประการที่ตอกย้ำสมมติฐานนี้:

• ถ้ากรดอะมิโนถูกทำให้ร้อนโดยที่ไม่มีน้ำ ก็สามารถจับตัวเป็นโปรตีนได้
• ที่อาร์เอ็นเอนิวคลีโอไทด์สามารถจับเมื่อสัมผัสกับพื้นผิวดินเหนียว ดินเหนียวจะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อสร้างพอลิเมอร์อาร์เอ็นเอ

หลังจากศึกษาทั้งสองทฤษฎีแล้ว เราก็เข้าใกล้ความจริงมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากเจอปัญหา คือ สิ่งมีชีวิต being พวกเขาต้องการส่วนประกอบเฉพาะ (โปรตีนและไขมัน) และระบบการส่งข้อมูล (กรดนิวคลีอิก) แบบแรกที่ไม่มีแบบหลังจะก่อให้เกิดรูปแบบที่ไม่สามารถคัดลอกและทำซ้ำได้ และแบบแรกที่ไม่มีแบบแรกจะไม่สามารถแสดงข้อมูลเพื่ออนุญาตให้คัดลอกได้

หากคุณต้องการอ่านบทความเพิ่มเติมที่คล้ายกับ กำเนิดชีวิตตามหลักชีววิทยาเราขอแนะนำให้คุณป้อนหมวดหมู่ของเรา เรื่อง.

• พาร์โด, เอ. (2007). ต้นกำเนิดของชีวิตและวิวัฒนาการของสายพันธุ์: วิทยาศาสตร์และการตีความ
• Khan Academy (s.f) สมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต หายจาก: https://es.khanacademy.org/science/biology/history-of-life-on-earth/history-life-on-earth/a/hypotheses-about-the-origins-of-life