Sisu
- Abiogenees, määratlus ja ülevaade
- Abiogenees ei ole spontaanne genereerimine
- Abiogeneesi teoreetiline alus
- Abiogeneesi eksperimentaalne alus
- Abiogeneesi edasised teoreetilised seletused
- Abiogeneesi teise osaga seotud eriprobleemid
- Esimene elu: Maakera elu päritolu alternatiivsed teooriad
Kui Charles Darwini evolutsiooniteooria räägib sellest, kuidas liigid muutuvad oma keskkonnaga kohanemiseks, ei käsitle see küsimust, kuidas elu algselt algas. Ühel hetkel, kui planeet oli veel kuum ja sula, ei olnud Maal elu, kuigi me teame, et elu arenes hiljem.
Küsimus on kuidas pärinesid Maa varase eluvormid?
On mitmeid teooriaid, kuidas elusorganismide peamised ehitusplokid tekkisid. Mehhanism, kuidas mitteeluliseks mateeriaks sai iseseisevad elusorganismid ja siis pole keerulised eluvormid täielikult mõistetavad.
Selles on mõned lüngad, kuid abiogenees tegeleb huvitavate kontseptsioonidega ja alustab selgitust.
Abiogenees, määratlus ja ülevaade
Abiogenees on looduslik protsess, mille käigus elusorganismid tekkisid mitteelustavatest orgaanilistest molekulidest. Ühendite moodustamiseks liidetud elemendid; ühendid struktureerusid ja hõlmasid erinevaid aineid. Lõpuks moodustati ja aheldati lihtsad orgaanilised ühendid, moodustades keerukaid molekule, näiteks aminohapped.
Aminohapped on valkude ehitusplokid, mis moodustavad orgaaniliste protsesside aluse. Aminohapped oleks võinud valguahelate moodustamiseks ühendada. Need valgud oleksid võinud iseenesest paljuneda ja olla aluseks lihtsatele eluvormidele.
Sellist protsessi ei saanud Maal tänapäeval toimuda, kuna vajalikke tingimusi enam pole. Orgaaniliste molekulide loomine eeldab sooja puljongi olemasolu, mis sisaldab nende orgaaniliste molekulide ilmumiseks vajalikke aineid.
Elemendid ja lihtsad ühendid, nagu vesinik, süsinik, fosfaadid ja suhkrud, peavad kõik koos olema. An energiaallikas, näiteks ultraviolettkiirgus või välk aitaks neid sideme luua. Sellised tingimused võisid eksisteerida 3,5 miljonit aastat tagasi, kui arvatakse, et elu Maal on alanud. Abiogenees kirjeldab üksikasjalikult mehhanisme, kuidas see võis toimuda.
Seotud sisu: Louis Pasteur: elulugu, leiutised, katsed ja faktid
Abiogenees ei ole spontaanne genereerimine
Nii abiogenees kui ka spontaanne genereerimine viitavad sellele, et elu võib pärinevad eluta ainest, kuid nende kahe detailid on täiesti erinevad. Kuigi abiogenees on kehtiv teooria, mida ei ole ümber lükatud, on spontaanne genereerimine aegunud usk, mis on osutunud ebaõigeks.
Need kaks teooriat erinevad kolmel viisil. Abiogeneesi teooria väidab, et:
Spontaanse generatsiooni teooria väidab, et:
Teadlased uskusid omaalgatuslikku põlvkonda, kuid tänapäeval ei usu enam isegi üldsus, et kärbsed on pärit mädanenud lihast või hiired prügi. Mõned teadlased seavad kahtluse alla ka selle, kas abiogenees on kehtiv teooria, kuid nad pole suutnud paremat alternatiivi välja pakkuda.
Abiogeneesi teoreetiline alus
Kuidas elu võis alguse saada, pakkus esmakordselt välja vene teadlane Alexander Oparin 1924. aastal ja iseseisvalt taas Briti bioloog J.B.S. Haldaan 1929. Mõlemad eeldasid, et varajases Maal oli keskkond, milles on palju ammoniaaki, süsinikdioksiidi, vesinikku ja süsinikku, mis on orgaaniliste molekulide ehitusplokid.
Ultraviolettkiirgus ja välk andsid energiat keemilisteks reaktsioonideks, mis võimaldavad neil molekulidel omavahel ühenduda.
Tüüpiline reaktsioonide ahel toimuks järgmiselt:
Kuigi teooria esitas järjekindlad ja usaldusväärsed kontseptsioonid, osutusid mõned sammud raskesti teostatavaks laboritingimustes, mis üritasid simuleerida varase Maa peal olevaid.
Seotud sisu: Tuumahapete elemendid
Abiogeneesi eksperimentaalne alus
1950ndate aastate alguses otsustasid Ameerika kraadiõppur Stanley Miller ja tema kraadiõppe nõustaja Harold Urey proovida Oparini-Haldane'i abiogeneesi teooriat, taasloodes Maa varase keskkonna. Nad segasid teooriast pärit lihtsaid ühendeid ja elemente õhus ning lasid segu läbi sädemed.
Saadud keemiliste reaktsioonide saaduste analüüsimisel suutsid nad tuvastada simulatsiooni käigus loodud aminohapped. Need tõendid selle kohta, et teooria esimene osa oli korrektne, toetasid hilisemaid katseid, mis üritasid luua aminohapetest replitseerivaid molekule. Need katsed olid ebaõnnestunud.
Hilisemad uuringud leidsid, et varase Maa prebiootilises atmosfääris oli tõenäoliselt rohkem hapnikku ja vähem muid võtmeaineid kui Miller-Urey katses kasutatud proovis. See pani küsima, kas järeldused olid endiselt kehtivad.
Pärast seda on mõned korrigeeritud atmosfääri koostist kasutades tehtud katsed leidnud ka orgaanilisi molekule, näiteks aminohappeid, toetades seega algset järeldust.
Seotud sisu: Looduslik valik: määratlus, Darwini teooria, näited ja faktid
Abiogeneesi edasised teoreetilised seletused
Isegi siis, kui on kindlaks tehtud, et tingimused lihtsate orgaaniliste ühendite tekkeks olid olemas prebiootiline Maa, on tee elusrakkudeni olnud vaieldav. On olemas kolm võimalikku viisi, kuidas suhteliselt lihtsad ühendid, näiteks aminohapped, muutuksid lõpuks isemajandavaks eluks:
Areng aminohapetest alates oli tõsine probleem ja alates 2019. aasta maist pole ühtegi teist teoreetilist rada edukalt simuleeritud.
Abiogeneesi teise osaga seotud eriprobleemid
Pole kahtlust, et a Maa varase atmosfääri simuleerimine suudab toota suhteliselt keerukaid molekule, mis on elavates rakkudes leiduvate orgaaniliste molekulide ehitusplokid. Keerukatest molekulidest tegelike eluvormideni jõudmisel on aga mitmeid probleeme. Need sisaldavad:
Kui abiogenees ei toimu teooria kirjeldatud viisil, tuleb kaaluda alternatiivseid ideid.
Esimene elu: Maakera elu päritolu alternatiivsed teooriad
Kuna abiogeneesi areng näib olevat tõkestatud, on pakutud välja alternatiivseid teooriaid elu päritolu kohta. Elu võis pärineda sarnaselt abiogeneesi teooriale, kuid geotermilised õhuavad mere all või Maapõue, ja see võib olla juhtunud mitu korda erinevates kohtades. Ühelgi neist teooriatest pole rohkem andmeid kui klassikalisel abiogeneesil.
Teises teoorias, mis loobub abiogeneesist täielikult, on teadlased teinud ettepaneku, et keerulised orgaanilised ühendid või täielikud eluvormid, näiteks viirused, võisid Maale jõuda meteoriidid või komeedid. Varane Maa (ürgne Maa) sai Hadeani ajal (umbes 4–4,6 miljardit aastat tagasi) tugevat pommitamist, kui elu võis alata.
Ilma raskemate andmeteta on ainus järeldus, et kuidas Maal elu alguse sai, on endiselt mõistatus.