Gemyske evolúsje: de poadia en essinsje

De ombou proses waard berikt wittenskip skiekunde yn de saneamde gemyske evolution, en it kearpunt fan it revolúsjonêre proses plakfûn nei oprjochting yn 1777 troch de Frânske natuerlike wittenskipper Lavoisier ferbaarningsmotor teory beskriuwing fan de rol fan soerstof. Doe begûn in resinsje fan alle fûnemintele begripen en fûnemintele begjinsels fan skiekunde, is feroare de terminology en nomenklatuer fan stoffen.

elementary kursus

1789 seach it útkommen fan in hânboek Lavoisier, fuortendaliks waard in kaai neislachwurk foar ûndersikers en profesjonals fan wittenskip berne. De "elementary chemie kursus" wie it earste yn 'e wrâld list - Table fan ienfâldige lichems, listing de bekende gemyske eleminten. De basis fan dizze Tome Lavoisier lizzende krekt soerstof teory fan ferbaarning, wêrby de gemyske evolution waard regissearre troch in folslein nije wize. De meast wichtige elemint yn de definysje fan - ûnderfining, dat is wat in wittenskipper en keazen de wichtichste kritearium, en alles dat wurdt net befêstige troch ûnderfining, lykas in atomêre of molekulêre struktuer, Lavoisier hie net sjoen.

Gemyske ûntjouwing hat gien troch de wetten er formulearre - it behâld fan de massa, oer it aard fan 'e eigenskippen fan ferbiningen, harren ferskillen yn de Elemental gearstalling. It wie doe dat skiekunde útgroeid ta in wittenskip fan jinsels, it bestudearjen fan de gearstalling fan 'e lichems bearjendewei. Ik koe net dwaan sûnder de gemyske ûntjouwing fan de rasjonalisaasje fan it subjekt, en dus, minsklikheid úteinlik verlaten de alchimistisch ferline, lykas ideeën oer de natuer fan de saak en syn eigenskippen feroarje drastysk en fluch. Mar de oanset foar dit proses tsjinnen Lavoisier ûndersyk. No, sels skoalbern witte dat de stadia fan gemyske evolúsje (of prebiotic evolúsje) moat beskôge wurde út de tiid dat foarôfgongen it ûntstean fan it libben op ierde. Yn 'e achttjinde ieu, sokke opfettings fan' e wrâld net ien hat ea hie.

libben

Gemyske ûntjouwing begûn op ierde absoluut libbenleaze planeet as de organyske stof wurdt stadichoan begûn te ûntstien út anorganyske molekulen, dy't spesifyk ynfloed op de enerzjy en seleksje faktoaren. Unfolding prosessen fan sels-organisaasje, dy't karakteristyk foar noch relatyf yngewikkelde systemen. Sa, de koalstof op ierde ferskynd. Krektoarsom, dêr carbonaceous earst molecule fan fûneminteel belang net allinne foar de skyn, mar ek foar de fierdere ûntwikkeling fan alle libbene matearje.

Wy witte net sa fier, wat is de essinsje fan gemysk ûntjouwing yn 'e earste fazen fan it libben. De bekende gemy fan in stof limitearret hoefolle evolúsjonêre proses grinzen aqueous koalstof postulate. Faaks, yn it hielal binne der opsjes oare wize fan bestean fan de libbene matearje en it ûntstean fan ús proteïne - is net de iennige 'wize út ". Der waard realisearre in unike kombinaasje fan polymear eigenskippen mei koalstof depolarizing eigenskippen fan de aqueous medium yn de floeibere faze. Dy betingsten wiene genôch om te begjinnen mei it gemysk ûntjouwing fan it libben en de needsaak foar de ûntwikkeling fan alle bekende oan ús it ferskaat fan it libben foarmen.

Starting it proses

Minske sels fan syn eigen widze witte net allegear. Benammen oer wêr en wannear't begjinne de stadia fan gemyske evolúsje op Ierde. Dit is wat wy, ek, kin allinne mar rûze. Hjir, earst, dêr kin absolút gjin tiid.

As jo klear binne de twadde syklus fan stjer formaasje doe't de gecondenseerde produkten fan eksploazje fan supernova, dy't joech ynterstellêr romte eleminten neamd swiere, waans gewicht grutter tweintich-seis. As de stjerren binne yn 'e twadde generaasje fûn har eigen planetêre systemen, dêr't nedich swiere eleminten hat west in genôch bedrach. Realisearre de essinsje fan it gemysk ûntjouwing koe op it stuit nei de oerknal yn in skoft fan in heal miljard en in heal miljard jier.

Dêr't it libben begûn

Dêr't se koe binne ûntstien - ek in iepen fraach. As it meitsjen fan in protte hiel wierskynlik launch gemyske ekolyutsii betingsten koe foarkomme yn hast eltse miljeu. Dit ûndergrûn en planeten, en de djipte fan de oseaan en it oerflak, sels protoplanetary formaasje geskikt.

Boppedat, wolke ynterstellêr gas kin ek tsjinje as springplanke foar oanfal op libje saak levenloos, en it wurdt befêstige dêryn organyske stoffen opspoard - en suiker alcohols, aldehydes, aminosoeren, glycine en mear by steat tsjinje as begjint materiaal foar it libben troch middel fan gemyske evolúsje begûn.

teory

Ancient Earth hâldt har geheim, en minsklikens hat noch kaam betrouber ynformaasje oer de geochemical betingsten fan syn bestean foar it ûntstean fan it libben. Geologysk ûndersyk kin net foldwaan alle fragen, en dêrom te studearjen wiidweidich belutsen astronomy. Sa boude in teory fan gemyske evolúsje. Hjoeddeiske Venusian en Martian betingsten wurde beskôge as similar to ierde op bepaalde stadia fan gemyske evolúsje.

Te eksperimintearjen op 'e modellen en sa krije alle bekende basis gegevens. Bygelyks, mei help fan simulaasje fan ferskate gemyske komposysjes en klimatologyske omstannichheden yn de atmosfear, it hydrosphere, lithosphere komplekse organyske molekulen waarden krigen. Oername fan nije gegevens troch eksperimint is altyd ûnder konstruksje makket de teory. Sa, sels in nominaasje yn in oantal hypotezen oangeande de spesifike meganismen en direkt driuwende krêfen holden gemyske evolúsje.

Ûndersyk yn Ruslân

Libben op ierde waard foarme troch abiogenesis, dat is, de berte fan organyske ferbinings waans oanwêzigens is karakteristyk wildlife bûten it lichem en sûnder de minste partisipaasje fan enzymen. Dit is de earste faze, as der in bestean út de nonliving.

By hypteze akademysk Oparin yn 'e tweintiger jierren fan' e tweintichste ieu, oplossingen fan hege-molekulêre ferbiningen binne by steat om te foarmjen fan in bepaald gebiet dêr't harren konsintraasje wurdt ferhege, en ôfskieding fan de eksterne omjouwing net foarkomme dat se kommunisearje mei. Dizze gebieten wurde neamd coacervates of coacervate dripkes.

oerseeske

Oarsprong abiotic synteze útfierd yn in primityf ierde trochbrocht yn 1953 godu Stanley Miller, synthesizing aminosoeren mei oare organyske stoffen. Dêrnei ferskynde hypercycles teory dat ferklearret it bestean fan it libben yn 'e rin fan' e gemyske ûntjouwing fan 'e oanwêzigens fan in catalytic reaksje, oerwinnings, dêr't de foarige produkt wurdt yn de katalysator foar de folgjende.

Allinne de earste "protocell" is makke yn 2008 troch de Amerikaanske biolooch, dy't troch de skie fan fatty soeren en lipids wiene by steat te krijen nucleotide monophosphate út de omjouwing. Dy aktivearre imidazole "bakstien" binne essinsjeel foar de synteze fan DNA. En yn 2011 yn Japan wienen makke vesicles mei DNA eleminten ûnder cationic membraan, dat wienen by steat om te ferdielen, as wie polirazmernaya ketting reaksje, it witten fan DNA.

wichtichste hyptezen

Gemyske evolúsje fan it libben op ierde hypoteze ferklearret de folgjende basis punten.

1. Needsaak ferskynt op ierde of yn romte omstannichheden, wêryn is der in autocatalytic synteze ugrerodosoderzhaschih molekulen, mei de synteze moatte grutte dielen en in gâns ferskaat, genôch om te begjinnen it proses fan gemyske evolúsje.
2. Occurrence protocellular struktueren opkommende út de molekulen beskreaun hjirboppe. Dy stabyl sluten aggregates isolearre út de omjouwing, enerzjy útwikseling fan stoffen en passearet se selektyf. Dus dêr protocellular struktuer.
3. It foarme ienheden is der in mooglikheid om sels-ûntwikkeling - self-witten en sels-transformaasje fan alle ynformaasje fan gemyske systemen. Sa binne der de basisienheden fan de erflike koade.
4. De folgjende poadium - de relaasje tusken it uterlik en de funksjes fan de enzymen de eigenskippen fan de aaiwiten mei RNA en DNA as de gegevens ferfierders. Sa is der eins erflik koade dy't nedich is foar biologyske evolúsje.

ûntdekking

Lykas sein hjirboppe, Alexander Oparin al yn de tweintiger jierren fan de foarige ieu iepene coacervates. Folgjende Stanley Molenaar en Harold Urey yn 1953, beskreau de opkomst fan 'e âlde sfear yn neimakke ienfâldige biomolecules en it proses fan harren foarkommen. Folgjende Sidney Foks fertelde de wrâld oer it microspheres fan protenoidov. Yn 1981, T. en S. Ceku Altmane steat te observearjen de ferdieling fan autocatalytic RNA as ribozymes binne by steat om te yntegrearjen de ynformaasje en catalysis yn it molekúl, "snijwurk out" harsels út 'e ketting en ferbynt de oerbleaune "einen".

Yn 1986, Willem Gilbert fan Cambridge ûntwikkele it idee fan "RNA World", en Gunther von Kidrovski út Dútslân tagelyk waard presintearre de earste himsels replicating systeem basearre op DNA, dat wie in wichtige bydrage oan it begryp fan selsbetwang replicating systemen en harren groei funksjes. Wittenskip hat fluch gien nei foaren yn dizze rjochting: Manfred Eigen iepene hyperframe, de evolúsje fan ensembles fan RNA molekulen, en Yuliy Rebek makke de earste keunstmjittige molecule dat sels-replicating yn chloroform.

Space & Earth

De Space Flight Center fan NASA Dzhon Korlis studearre de levering proses fan de termyske fearren fan 'e seeën enerzjy en gemyske stoffen dy't meitsje de gemyske ûntjouwing ûnôfhinklik fan de romte omjouwing, en hjoed binne se foar earste archaebacteria permaninte habitat. Yn de izeren sulfides wrâld, in tal hyptezen Gunter Vehterskhoyzera.

Hy beskreau de earste himsels replicating konstruksjes stofwikseling feroarsake op it oerflak fan Pyrit (izeren Sulfide), dy't joech de enerzjy nedich om te wikseljen stoffen. Kwa seleksje groeiende en ferrinnewearre Pyrit kristallen kinne groeie en reprodusearjen, it meitsjen fan in ferskaat oan befolkingsgroepen. klaai mineralen foar it uterlik fan de biologyske molekulen hawwe ek nau bestudearre. Lykwols, ienriedigens model fan it gemysk ûntjouwing net noch bestiet, sûnt de basisprinsipes fan de beweging fan dit proses is noch net iepen.