Vsebina
- Abiogeneza, definicija in pregled
- Abiogeneza ni spontana generacija
- Teoretične osnove za abiogenezo
- Eksperimentalne osnove za abiogenezo
- Nadaljnja teoretska pojasnila o abiogenezi
- Specifične težave z drugim delom abiogeneze
- Prvo življenje: alternativne teorije o izvoru življenja na Zemlji
Medtem ko Charles Darwins Theory of Evolution govori o tem, kako se vrste spreminjajo, da bi se prilagodile svojemu okolju, ne obravnava vprašanja, kako se je življenje začelo prvotno. V nekem trenutku, ko je bil planet še vroč in staljen, na Zemlji ni bilo življenja, čeprav vemo, da se je življenje razvijalo kasneje.
Vprašanje je, kako nastajajo zgodnje oblike zemeljskega življenja?
Obstaja več teorij o tem, kako so nastali osnovni gradniki živih organizmov. Mehanizem, kako je postala neživa materija samoponovljivi živi organizmi in potem zapletene življenjske oblike niso popolnoma razumljene.
Ima nekaj vrzeli, ampak abiogeneza obravnava zanimive koncepte in začne s pojasnilom.
Abiogeneza, definicija in pregled
Abiogeneza je naravni proces, s katerim so živi organizmi nastali iz neživih organskih molekul. Enostavni elementi, združeni in tvorijo spojine; spojine so postale bolj strukturirane in so vključevale različne snovi. Sčasoma so nastale preproste organske spojine, ki so povezane in proizvajale kompleksne molekule, kot so amino kisline.
Aminokisline so gradniki beljakovin, ki so osnova organskih procesov. Aminokisline bi se lahko združile v tvorbo beljakovinskih verig. Te beljakovine bi lahko postale samoumevljive in bi bile osnova za preproste življenjske oblike.
Takšnega procesa se danes na Zemlji ne bi moglo zgoditi, ker potrebni pogoji ne obstajajo več. Ustvarjanje organskih molekul predpostavlja prisotnost tople juhe, ki vsebuje snovi, potrebne za nastanek teh organskih molekul.
Elementi in preproste spojine, kot so vodik, ogljik, fosfati in sladkorji, morajo biti prisotni skupaj. An vir energije, kot so ultravijolični žarki ali strele bi jim pomagal pri povezovanju. Takšni pogoji so morda obstajali pred 3,5 milijona let, ko se domneva, da se je življenje na Zemlji začelo. Abiogeneza podrobno določa mehanizme, kako se je to lahko zgodilo.
Sorodna vsebina: Louis Pasteur: Biografija, izumi, poskusi in dejstva
Abiogeneza ni spontana generacija
Tako abiogeneza kot spontana generacija predlagata, da življenje lahko izvirajo iz nežive snovi, vendar so podrobnosti obeh povsem drugačne. Medtem ko je abiogeneza veljavna teorija, ki ni bila oporekana, je spontana generacija zastarelo prepričanje, za katero se je izkazalo, da je napačno.
Obe teoriji se razlikujeta na tri glavne načine. Teorija abiogeneze pravi, da:
Teorija spontane generacije pravi, da:
Znanstveniki so nekoč verjeli v spontano nastajanje, danes pa tudi širša javnost ne verjame več, da muhe prihajajo iz gnilega mesa ali miši, ki prihajajo iz smeti. Nekateri znanstveniki tudi dvomijo, ali je abiogeneza veljavna teorija, vendar boljše alternative niso mogli predlagati.
Teoretične osnove za abiogenezo
Kako je življenje morda nastalo, je leta 1924 prvi predlagal ruski znanstvenik Alexander Oparin, neodvisno pa spet britanski biolog J.B.S. Haldane leta 1929. Oba sta domnevala, da je zgodnja Zemlja imela okolje, bogato z amoniakom, ogljikovim dioksidom, vodikom in ogljikom, gradnikom organskih molekul.
Ultravijolični žarki in strele so dali energijo za kemične reakcije, ki bi omogočile povezavo teh molekul.
Tipična veriga reakcij bo potekala na naslednji način:
Medtem ko je teorija predstavila dosledne in verodostojne koncepte, se je izkazalo, da je bilo nekaj korakov težko opraviti v laboratorijskih pogojih, ki so poskušali simulirati tiste na zgodnji Zemlji.
Sorodna vsebina: Elementi nukleinskih kislin
Eksperimentalne osnove za abiogenezo
V začetku petdesetih let sta se ameriški podiplomski študent Stanley Miller in njegov diplomirani svetovalec Harold Urey odločila preizkusiti teorijo abiogeneze Oparin-Haldane z poustvarjanjem zgodnjega zemeljskega okolja. Preproste spojine in elemente iz teorije so pomešali v zrak in skozi mešanico izpraznili iskre.
Ko so analizirali nastale produkte kemijske reakcije, so jih lahko odkrili aminokisline, ustvarjene med simulacijo. Ta dokaz, da je bil prvi del teorije pravilen, je podpiral poznejše poskuse, ki so poskušali iz aminokislin ustvariti razmnoževalne molekule. Ti poskusi niso bili uspešni.
Kasnejše raziskave so pokazale, da je prebiotična atmosfera zgodnje Zemlje verjetno imela več kisika in manj drugih ključnih snovi kot vzorec, uporabljen v poskusu Miller-Urey. To je povzročilo vprašanje, ali so sklepi še vedno veljavni.
Od takrat so v nekaterih poskusih z uporabo popravljene sestave atmosfere našli tudi organske molekule, kot so aminokisline, s čimer podpirajo prvotne zaključke.
Sorodne vsebine: Naravna izbira: definicija, teorija Darwinsa, primeri in dejstva
Nadaljnja teoretska pojasnila o abiogenezi
Tudi ko je ugotovljeno, da so bili pogoji za nastanek preprostih organskih spojin prisotni na prebiotična Zemlja, pot do živih celic je bila sporna. Obstajajo trije načini, kako relativno preproste spojine, kot so aminokisline, lahko sčasoma postanejo samostojne življenjske dobe:
Korak od aminokislin naprej je bil resen problem in nobena od različnih teoretičnih poti od maja 2019 ni bila uspešno simulirana.
Specifične težave z drugim delom abiogeneze
Ni dvoma, da a simulacija zgodnje zemeljske atmosfere lahko proizvajajo sorazmerno zapletene molekule, ki so gradniki organskih molekul, ki jih najdemo v živih celicah. Obstaja pa več težav s prepletanjem kompleksnih molekul v dejanske življenjske oblike. Tej vključujejo:
Če se abiogeneza ne odvija tako, kot teorija opisuje, treba je upoštevati alternativne ideje.
Prvo življenje: alternativne teorije o izvoru življenja na Zemlji
Ker je navidezno blokiran napredek pri abiogenezi, so bile predlagane alternativne teorije o izvoru življenja. Življenje bi morda nastalo na podoben način kot teorija o abiogenezi, vendar v geotermalni zračniki pod morjem ali znotraj Zemeljska skorja, in morda se je že večkrat zgodilo na različnih krajih. Nobena od teh teorij nima bolj trde podpore podatkov kot klasična abiogeneza.
V drugi teoriji, ki v celoti opusti abiogenezo, so znanstveniki predlagali, da bi lahko kompleksne organske spojine ali popolne življenjske oblike, kot so virusi, na Zemljo dostavili meteoriti ali kometi. Zgodnja Zemlja (primitivna Zemlja) je bila v času Hadeja (pred približno 4 do 4,6 milijarde let) močno bombardirana, ko se je življenje morda začelo.
Brez več trdih podatkov je edini sklep, da je natanko to, kako je nastalo življenje na Zemlji, še vedno skrivnost.