ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ згідно біології

Оскільки людина мала здатність мислити та міркувати, вона почала розглядати походження власного життя, а згодом і походження життя. Протягом історії різні дисципліни, такі як релігія, теологія, астрономія чи геологія, намагалися пояснити походження першої живої істоти на Землі.

У цьому уроці від ВЧИТЕЛЯ ми побачимо те, що вважається походження життя за біологією: різні гіпотези та експерименти, які вчені пропонували протягом історії. Якщо ви хочете дізнатись більше, ми запрошуємо вас продовжувати читати!

Індекс

1. Походження життя за даними копалин
2. Кліматичні умови у виникнення життя
3. Гіпотеза Опаріна та Халдейна про походження життя
4. Експеримент Міллера та Юрі
5. Інші гіпотези про походження життя

Є такі Теорії про походження життя і скам’янілості дають нам дуже цікаву інформацію. Завдяки радіометричному датуванню найдавніших порід на Землі, гірських порід на Місяці та метеоритів, геологи змогли оцінити, що Земля утворилася навколо

Зрозуміло, коли приблизно з’явилася Земля, але коли з’явилися перші живі істоти? Зародження життя, згідно біології, зосереджується, перш за все, на вивченні скам’янілостей: найдавніші виявлені скам’янілості датуються 3500 мільйонів років тому. Ці скам'янілості, знайдені в Західній Австралії, не є складними скам'янілостями тварин, а строматоліти. Строматоліти - це скам’янілість мікроорганізмів, які утворюються шляхом додавання одношарових мікробів шар за шаром. Найдавніші скам’янілості перших багатоклітинних тварин датуються 500 мільйонами років.

Однак, життя на нашій планеті розпочалося раніше. Незважаючи на те, що може здатися, бактерії є відносно складними організмами всередині біології, що вказує на те, що життя, ймовірно, почалося набагато раніше, завдяки організмам ще більше простий. Однак ці простіші тварини не мали б характеристик, необхідних для скам'яніння, тому немає доказів їх існування на Землі, які ми можемо вивчити. Проста викопна відсутність життя, хижачи бактерії, ускладнює (або неможливо) точно визначити, коли виникло життя.

Зображення: Docsity

У глухий кут при дослідженні копалин, дослідники застосували інший підхід до з’ясування походження життя: якби вони з’ясували, які умови були на Землі на той час, можливо, змогли б з'ясувати який біологічний процес швидше за все, це породило першу живу істоту. Крім того, вони мали б дуже важливу інформацію: З чого були зроблені перші живі істоти?

Після кількох десятиліть досліджень можна було зробити висновок, що земна атмосфера на той час, коли, як вважали, з’явилися перші живі істоти, відрізнялася від нинішньої. В той час, в атмосфері не вистачало кисню і він був принципово відновним та неокислювальним, як і в даний час, оскільки він складався переважно з метану, аміаку, водяної пари та вуглекислого газу. Завдяки цій інформації дослідники змогли почати викладати різні гіпотези та експерименти для їх підтвердження.

Перша пропозиція щодо походження життя за біологією була запропонована в 1920 р. Вченими Олександром Опаріним та Й.Б.С. Халдейн. Його гіпотеза полягала в тому, що життя на Землі могло виникнути крок за кроком з неживої речовини шляхом процесу "поступової хімічної еволюції".

Ця гіпотеза не була новою: у 1872 році Генрі Чарльтон Бастіан видав книгу на цю тему під назвою "Початки життя"; він уже говорив про археобіоз, концепцію, подібну до цієї, з якою Дарвін сказав, що він повністю згідний.

Опарін і Халдейн припустили, що прості неорганічні молекули, що падають на землю з атмосфери, могли реагувати енергією від променів або сонця. Ці хімічні реакції спричинять появу більш складних молекул, таких як амінокислоти та нуклеотиди. Ці амінокислоти та нуклеотиди, які могли накопичитися в океанах, утворюючи "споконвічний суп", інертний, але з багатьма можливостями.

Компоненти цього первинного супу, амінокислоти та нуклеотиди, могли поєднуватися в інших реакціях, утворюючи більші та складніші молекули: полімери. Основними полімерами можуть бути білки та нуклеїнові кислоти, можливо, у свердловинах на березі з води, де було більше неорганічних речовин і випромінювання досягло молекули.

Полімери могли бути зібрані у більші одиниці, здатні підтримувати і дублювати себе. Це був би перший крок у формуванні життя, і саме тут версії дослідників розійшлися: Опарін вважав, що це може бути "колонії" згрупованих білків, здатних проводити різні реакції для отримання енергії та речовини для їх розмноження (метаболізму). Натомість Хелдейн припустив, що макромолекули могли бути укладені мембранами, щоб утворити замкнуті системи або "клітини", в якому була проведена велика кількість реакцій.

Зображення: The Left Daily

Гіпотеза Опаріна та Халдейна мав (і має) багато послідовників. У 1953 році Стенлі Міллер і Гарольд Урі провели експеримент, щоб перевірити, чи можна втілювати ідеї Опаріна та Халдейна в життя.

Їх експеримент мав простий підхід: вони клали теплу воду та суміш газів, які нібито рясніли в атмосфері Землі в її перші дні, у закриту колбу. Для імітації енергії, що досягає цих речовин, Міллер та Урі направили іскри електрики через свою експериментальну систему. За тиждень утворилися різні типи амінокислот, цукрів, ліпідів та інших органічних молекул. Хоча це не складні молекули, як ДНК або білки.

Цей експеримент показав це можуть утворюватися органічні структурні одиниці (особливо амінокислоти) з неорганічних попередників, хоча вони насправді не є корисними з тих пір Пізніше було показано, що атмосферні умови того часу не будуть такими, як у експеримент.

Зображення: Сайти Google

Гіпотеза, висунута Опаріном та Халденом, передбачала, що спочатку з’явилися амінокислоти, а потім метаболічні реакції, що призводять до їх розмноження. Пізніше в історії з’явився ще один потік думки: дослідники, які вважали, що першими формами життя були нуклеїнові кислоти, які дублювались самі самі, такі як РНК або ДНК, і що інші елементи, такі як метаболічні мережі, з’явилися пізніше, щоб поліпшити їх виживання.

У 90-х роках з'явилася низка розслідувань, які продемонстрували два факти, що підкріпили цю гіпотезу:

• якби амінокислоти нагрівались за відсутності води, вони могли б зв’язуватися, утворюючи білки
• що нуклеотиди РНК можуть зв’язуватися при впливі на глинисту поверхню. Отже, глина буде каталізатором утворення РНК-полімеру.

Вивчивши обидві теорії, ми не ближче до пізнання істини, оскільки стикаємося з проблемою: живими істотами Їм потрібні специфічні компоненти (білки та ліпіди) та система передачі інформації (нуклеїнові кислоти). Перші без останнього породили б утворення, які неможливо скопіювати та відтворити, а другі без перших не могли б висловити свою інформацію, щоб дозволити копіювання.

Якщо ви хочете прочитати більше статей, подібних до Походження життя за біологією, рекомендуємо ввести нашу категорію Історія.

• Пардо, А. (2007). Походження життя та еволюція видів: наука та інтерпретації.
• Ханська академія (s.f) Гіпотеза про походження життя. Відновлено з: https://es.khanacademy.org/science/biology/history-of-life-on-earth/history-life-on-earth/a/hypotheses-about-the-origins-of-life