Galvenais zinātne

Abioģenēzes bioloģija

Satura rādītājs:

Abioģenēzes bioloģija
Abioģenēzes bioloģija
Anonim

Abioģenēze - ideja, ka dzīvība radusies no nedzīvības, kas uz Zemes notika pirms vairāk nekā 3,5 miljardiem gadu. Abioģenēze ierosina, ka pirmās radītās dzīvības formas bija ļoti vienkāršas un pakāpeniskā procesā kļuva arvien sarežģītākas. Domājams, ka bioģenēze, kurā dzīvību iegūst no citas dzīves reproducēšanas, bija abioģenēze, kas kļuva neiespējama, kad Zemes atmosfēra pieņēma pašreizējo sastāvu.

Lai arī daudzi abioģenēzi pielīdzina spontānas paaudzes arhaiskajai teorijai, abas idejas ir diezgan atšķirīgas. Saskaņā ar pēdējo tika uzskatīts, ka sarežģītā dzīve (piemēram, lazda vai pele) spontāni un nepārtraukti rodas no nemīlīgas matērijas. Kaut arī hipotētiskais spontānās paaudzes process tika atspēkots jau 17. gadsimtā un izšķiroši noraidīts 19. gadsimtā, abioģenēze nav ne pierādīta, ne atspēkota.

Oparīna-Haldāna teorija

20. gadsimta 20. gados britu zinātnieks JBS Haldāns un krievu bioķīmiķis Aleksandrs Oparins patstāvīgi izvirzīja līdzīgas idejas attiecībā uz apstākļiem, kas nepieciešami dzīvības izcelsmei uz Zemes. Abi uzskatīja, ka organiskas molekulas var veidoties no abiogēniem materiāliem ārēja enerģijas avota (piemēram, ultravioletā starojuma) klātbūtnē un primitīvā atmosfēra samazina (ar ļoti mazu brīvā skābekļa daudzumu) un cita starpā satur amonjaku un ūdens tvaikus gāzes. Abiem arī radās aizdomas, ka pirmās dzīvības formas parādījās siltajā, primitīvajā okeānā un bija heterotrofiskas (iegūstot iepriekš sagatavotas barības vielas no savienojumiem, kas pastāv uz Zemes agrīnā stadijā), nevis autotrofiskas (pārtikas un barības vielu ģenerēšana no saules gaismas vai neorganiskiem materiāliem).

Oparīns uzskatīja, ka dzīve attīstās no koacerātiem, mikroskopiskiem spontāni veidotiem lipīdu molekulu sfēriskiem agregātiem, kurus tur kopā elektrostatiskie spēki un kas varētu būt šūnu priekšgājēji. Oparīna darbs ar koacervātiem apstiprināja, ka fermenti, kas ir nozīmīgi metabolisma bioķīmiskajām reakcijām, darbojās efektīvāk, ja tie atrodas membrānās saistītās sfērās, nekā tad, ja tie ir brīvi ūdens šķīdumos. Haldāns, kas nav pazīstams ar Oparīna koacerātiem, uzskatīja, ka vispirms veidojas vienkāršas organiskas molekulas un ultravioletā starojuma klātbūtnē kļūst arvien sarežģītākas, galu galā veidojot šūnas. Haldāna un Oparina idejas veidoja pamatu lielam daudzumam pētījumu par abioģenēzi, kas notika vēlākās desmitgadēs.

Millera-Ūreja eksperiments

1953. gadā amerikāņu ķīmiķi Harolds C. Urejs un Stenlijs Millers pārbaudīja Oparīna-Haldāna teoriju un veiksmīgi ražoja organiskas molekulas no dažiem neorganiskiem komponentiem, kas, domājams, atradās uz prebiotiskās Zemes. Tajā, kas kļuva pazīstams kā Millera-Ureja eksperiments, abi zinātnieki apvienoja siltu ūdeni ar četru gāzu - ūdens tvaiku, metāna, amonjaka un molekulārā ūdeņraža - maisījumu un ar elektrisko izlādi pulsēja “atmosfēru”. Dažādie komponenti bija domāti attiecīgi primitīvā okeāna, prebiotiskās atmosfēras un karstuma (zibens formā) imitēšanai. Pēc nedēļas Millers un Urijs atklāja, ka agrīnās Zemes modelētajos apstākļos ir izveidojušās vienkāršas organiskas molekulas, ieskaitot aminoskābes (olbaltumvielu celtniecības blokus).