Як було життя на планеті земля?

Процес, створений життям
Геохронологічний масштаб еволюції Землі, зображений у вигляді спіралі. Зображення: Wikimedia Commons

Питання про те, як життя з`явилося на землі, є однією з найглибших наук, і, хоча існує багато теорій, вчені ще не можуть прийти до однієї відповіді. Він продовжує залишатися темою для обговорень, оскільки усвідомлення походження життя допоможе нам краще зрозуміти ваше місце у Всесвіті, а також відправить наш пошук до позаземного життя. Є багато гіпотез і теорій життя на землі, і нижче ми подивимося на деякі з найпопулярніших.

Перша ідея, привернула увагу вчених, була "первинним бульйоном": ідея, що коли земля була молодою, океани були наповнені простими хімічними речовинами, що сприяють виникненню життя, і які незалежно утворюють прості живі клітини. Ця гіпотеза була запропонована в 1920-х роках двома незалежними дослідниками: Олександром Опаріном з СРСР та британською генетичною. B. З. Утримувати.

Теорія первинного бульйону було широко підтримано в 1953 році, коли молодий аспірант-аспірант назвав Стенлі Міллер під керівництвом переможця Нобелівської премії Гарольд Сурі провів знаменитий експеримент. Міллер змішаний чотири простих хімічних речовин у скляних трубах, що нагрівається і потрапляє електричні ігри, імітуючи блискавку. Під час експерименту кілька амінокислот, будівельних блоків білків. Експеримент Міллера-Юрія показав, що органічні молекули здатні формувати природний шлях.

Однак створення життя з нуля виявилася набагато складнішою, ніж експеримент Міллера. Протягом десятиліть було запропоновано декілька конкуруючих гіпотез, і сьогодні ця область сильно поляризована. Вчені не погоджуються з думками, до яких з`явилися хімічні компоненти життя, те, що виникли життєво важливі процеси, і де було життя вперше на землі.

Питання навіть час життя. Ми просто знаємо, що це сталося після того, як земля сформувалася 4,5 мільярда років тому, а до 3,5 мільярда років тому - найстаріша ідея життя свідчення. Багато палеонтологів намагалися звузити горизонт, виявляючи більш стародавні сліди життя, але їх знаходить суперечку.

Що стосується місця, то багато хто ще віддають перевагу моря, але не обов`язково відкриті: деякі дослідники вважають, що життя виникло в лужних гідротермічних джерелах на морському дні. Інші вважають, що життя з`явилося у водних тілах на землі, можливо, у геотермальних басейнах, подібних до того, що в Йеллоустоун. Було багато інших місць, наприклад, льоду. Менша частина вчених має життя, яке життя виник десь у Всесвіті і була передана землі. Ця гіпотеза відома як "PANX". Тим не менш, більшість дослідників вважають це малоймовірним.

Процес, створений життям

Найбільш гострим питанням є механізм, з яким виникло життя. Який з багатьох процесів, що відбуваються в живих організмах, виникла перша?

Одним з перших ідей, популяризованих біохімік Фокс після експерименту Міллер-Юрій, полягав у тому, що амінокислоти йдуть до простих білків. У сучасних організмах білки виконують величезний діапазон функцій, включаючи дії, як ферменти, які прискорюють основні хімічні реакції. Однак ця гіпотеза про білки багато в чому втратила свою популярність.

Набагато більш популярним є ідея, що життя почалося з РНК, близького до відносної ДНК (гіпотеза світової РНК). РНК може нести гени та сама копіювання, а також ДНК, але вона також може згорнути і діяти як фермент. Ідея полягає в тому, що організми, засновані виключно на РНК, спочатку виникли, і лише пізніше розвиваються ДНК та білок.

Гіпотеза світу РНК накопичила багато підтверджень, але незрозуміло, чи достатньо однієї РНК. В останні роки деякі дослідники запропонували, що РНК розкриває свій потенціал лише у поєднанні з білками - і обидва компоненти потрібно.

Інша думка полягає в тому, що перші організми були простими краплями або бульбашками. Ці "захисники" нагадували сучасні клітини в одній ключовій властивості: вони виступали як контейнери для всіх інших компонентів життя. Більш передові протоки, розроблені Нобелівською премією Lauret Biology Jack Шостаков, також містять самостійну РНК.

Остання гіпотеза - це те, що життя почалося з ряду хімічних реакцій, що витягли енергію з навколишнього середовища і використовували його для створення життєвих молекул. Ідея була призначена наприкінці 1980-х років німецьким хіміком Гюнтера. Wherystrokeuser показує, що рання життя може виникнути на поверхні сульфідних мінералів заліза, отже і назва "гіпотеза сульфідного спокою" заліза ". Однак ці дні ця ідея була витіснена припущенням Майкла Рассела, що перше життя подається струмами електрично заряджених протонів у лужних гідротермічних джерелах на морському дні.

Критика Абіогенез і Панксермія

Хоча експерименти, проведені Стенлі Міллером та іншими вченими, виходячи з його роботи, показують, що життя може виникнути з первинного бульйону, ця можливість залишається теоретичною. Немає свідчень піонерського життя на землі. Більше того, критики гіпотези Світу РНК відзначають, що експерименти, що підтверджують цю концепцію, були проведені з біологічно створеною РНК. РНК може виступати в якості матриці для самовипарювання, так і як фермент для виконання цього процесу, але ці результати були виконані в контрольованих лабораторних умовах. Тому вони лише частково доводять, що такі делікатні процеси можуть виникати в морях древньої землі.

З подібних причин гіпотеза світу РНК багато в чому була відкинута прихильниками абіогенезу на користь інших теорій, таких як одночасний розвиток білків та генетичних матриць або народження життя навколо гідротермічних джерел, подібних до тих, що наживають Пристрої. Але є один важливий чинник, який важко подолати будь-яку гіпотезу Абогенезу: час. Вважається, що життя на основі ДНК виникла на Землі близько 3,8 мільярда років тому, надаючи укриття форм життя приблизно 1 мільярда років для проведення випадкових процесів кодування корисних білків та асамблей своїх попередників клітинного життя попередників. Критики абіогенезу говорять, що неорганічна речовина просто не вистачає часу, щоб стати теоретично поінформованим лікарем. Відповідно до однієї з оцінок, для випадкового створення одного корисного білка, приблизно 10 потребує450 роках.

Це одна з основних перешкод, що робить Панзермію привабливою ідеєю: вона не пояснює походження життя, але лише її поява на землі. Гіпотеза Панчупермії не обов`язково суперечить апогенезу, вона просто рухає джерело життя на інше місце. Тим не менш, немає ніяких рейтингів щодо кількох важливих факторів, які необхідно дотримуватися, так що Панзермія правильна. Чи можливо, наприклад, що мікробне життя вижило в суворих умовах польоту в космосі, вступають в атмосферу Землі та зіткнення з поверхнею нашої планети?

Деякі останні гіпотези показують, що життя не довелося вижити. Деякі вчені постулюють, що мертві частки ДНК можуть приїхати на землю за допомогою балістичної пардерства та відтворюються за допомогою запуску процесу, подібного до світу РНК. Інші прагнуть вивчити Марс у пошуках копалин і порівняти будь-який генетичний матеріал з тим, що відбувається скрізь на Землі, щоб визначити відносини.

Тим не менш, якщо життя на Землі виникла в іншому місці і переїхала на нашу планету, питання все ще відкрито: як сталося життя?