10 GYVYBĖS KILMĖS TEORIJŲ - BIOLOGIJA - 2025

Gyvenimo kilmės teorijomis bandoma paaiškinti, kaip atsirado gyvi daiktai. Kaip susiklostė gyvenimas, kaip mes žinome, yra klausimas, kurio daugybė filosofų, teologų ir mokslininkų uždavė daugelį metų, iš tikrųjų, galima sakyti, beveik nuo tada, kai žmogus buvo vyras.

Skirtingi moksliniai dokumentai patvirtina, kad žemė buvo suformuota maždaug prieš 4,5–5 milijardus metų ir kad seniausios žinomos fosilijos, atitinkančios melsvadumblių liekanas, rastas Vakarų Australijoje, yra kilusios mažiausiai prieš 3,5 milijardo metų.

Vaizdas iš „WikiImages“ tinklalapyje www.pixabay.com

Nors nėra iškasenų įrašų ar senesnių geologinių duomenų, daugelis mokslininkų sutinka, kad kitos gyvybės formos galėjo egzistuoti anksčiau, tačiau fosilijas galėjo sunaikinti karštis ir daugelio uolienų forma pasikeitė Prekambrijos.

Kas nutiko per beveik 2 milijardus metų, praėjusių nuo žemės atsiradimo ir pirmųjų fosilijų atsiradimo? Būtent tuo metu įvykę biologiniai įvykiai įgalino gyvenimą ir tie, apie kuriuos šiandien daug diskutuojama mokslo bendruomenėje.

Toliau pateiksime pagrindines hipotetines teorijas, kurias pateikė skirtingi autoriai, kad paaiškintų pirmųjų gyvųjų organizmų, iš kurių, kaip manoma, išsivystė „pažangiausios“ gyvybės formos, kilmę.

Kokia buvo žemė, kol atsirado gyvybė?

Ankstyviausios žinomos gyvybės formos Žemėje yra numanomi suakmenėję mikroorganizmai, randami hidroterminėse angose. Manoma, kad jie gyveno prieš 4,28 milijardo metų.

Kai kurie mokslininkai siūlo, kad „pradinę“ žemę paveikė skirtingų tipų dangaus objektai ir kad šioje planetoje temperatūra buvo tokia aukšta, kad vanduo nebuvo skysto pavidalo, o dujų pavidalu.

Tačiau daugelis sutinka, kad Prekambrijos žemės temperatūra galėjo būti panaši į šiandieninę sausumą, tai reiškia, kad vanduo galėjo būti skysto pavidalo, kondensuotas, kad susidarytų vandenynai, jūros ir ežerai.

Kita vertus, manoma, kad antžeminė to meto atmosfera stipriai redukuoja (su nuliu arba labai mažai laisvojo deguonies), taigi, veikiant įvairioms energijos formoms, galėjo susidaryti pirmieji organiniai junginiai.

Pagrindinės gyvenimo kilmės teorijos

- Spontaniškos kartos gyvenimas

Aristotelis, spontaniškos kartos pirmtakas

Nuo graikų iki daugelio XIX amžiaus vidurio mokslininkų buvo priimtas pasiūlymas, kad gyvi daiktai gali atsirasti savaime, be kitų tėvų organizmų, dėl „negyvosios“ medžiagos.

Todėl daugelį amžių skirtingi mąstytojai buvo įsitikinę, kad vabzdžiai, kirminai, varlės ir kiti kenkėjai spontaniškai susiformuoja ant purvo ar suyrančių medžiagų.

Pvz., Francesco Redi (1668) ir Louis Pasteur (1861) atlikti eksperimentai šias teorijas ne kartą diskreditavo.

Francesco Redi portretas (Šaltinis: Valérie75, per „Wikimmedia Commons“)

Redi įrodė, kad jei suaugę vabzdžiai nedėdavo kiaušinių ant mėsos gabalo, lervos ant jo savaime neatsiras. Kita vertus, „Pasteur“ vėliau parodė, kad mikroorganizmai gali kilti tik iš anksčiau egzistavusių mikroorganizmų.

Be to, reikia pasakyti, kad ši teorija taip pat buvo ignoruojama, nes skirtinguose istoriniuose kontekstuose „spontaniška karta“ nurodė dvi gana skirtingas sąvokas, būtent:

- Abiogenezė : gyvybės kilmės iš neorganinių medžiagų ir

- Heterogenezė : idėja, kad gyvybė kilo iš negyvų organinių medžiagų, lygiai kaip kirminai „atsirado“ ant pūvančios mėsos.

Darvinas ir Wallace'as, šiek tiek anksčiau, 1858 m., Savarankiškai paskelbė savo evoliucijos natūralios atrankos teorijas, kurios leido suprasti, kad pačios sudėtingiausios gyvos būtybės sugebėjo išsivystyti iš „paprastesnių“ vienaląsčių būtybių.

Taigi spontaniškos kartos teorija išnyko iš scenos ir mokslo bendruomenė pradėjo domėtis, kaip atsirado tos „paprastesnės vienaląsčios būtybės“, apie kurias kalbėjo evoliucionistai.

- Pirminio sultinio ir laipsniškos cheminės evoliucijos teorija

Aleksandras Oparinas savo laboratorijoje (dešinėje).

1920 m. Mokslininkai A. Oparinas ir J. Haldane'as atskirai pasiūlė hipotezę apie gyvybės žemėje kilmę, kuri šiandien yra jų vardai ir kuriomis jie nustatė, kad gyvybė žemėje galėjo atsirasti “. žingsnis po žingsnio “iš negyvosios medžiagos per„ cheminę evoliuciją “.

Didysis prizminis pavasaris Jeloustoune. Manoma, kad ši aukštos temperatūros aplinka yra panaši į pirmykštę Žemės jūrų aplinką. Šaltinis:

Abu tyrėjai pasiūlė, kad „pradinėje“ žemėje turėjo būti redukuojanti atmosfera (mažai deguonies, kurioje visos molekulės buvo linkusios duoti elektronus) - būklė, galinti puikiai paaiškinti kai kuriuos įvykius:

- Kai kurios neorganinės molekulės reaguoja tarpusavyje ir sudaro organines struktūrines gyvų būtybių „blokus“ - procesą, kurį nukreipia elektros energija (iš spindulių) arba šviesos energija (iš saulės) ir kurių produktai kaupiasi vandenynuose ir sudaro „pirminį sultinį“. .

Vaizdas: Elias Sch. svetainėje www.pixabay.com

- Kad minėtos organinės molekulės vėliau sujungiamos, sudedant sudėtingesnes molekules, suformuotas iš paprastesnių molekulių (polimerų), tokių kaip baltymai ir nukleorūgštys, fragmentų.

- Tai, kad minėti polimerai buvo surinkti į vienetus, galinčius replikuoti save, metabolinėse grupėse (Oparino pasiūlymas) arba membranose, sudarančiose „į ląstelę“ panašias struktūras (Haldane'o pasiūlymas).

- Panspermija

Buvusios bakterijos ant kometos iliustracija. Šaltinis: „Silver Spoon Sokpop“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

1908 m. Mokslininkas Augustas Arrhenijus pasiūlė, kad „gyvybės nešančios sėklos“ būtų išsibarstę po visą kosminę erdvę ir kad jos nukristų ant planetų ir „sudygtų“, kai ten būtų palankios sąlygos.

Šią teoriją, dar vadinamą panspermijos teorija (iš graikų kalbos pan., Kuri reiškia „viskas“, o sperma, kuri reiškia „sėkla“), palaikė skirtingi mokslininkai, ir mes galime rasti, kad kai kuriuose tekstuose ji vadinama „nežemiškos kilmės gyvenimas “.

- Gyvenimas elektra

Vaizdas: FelixMittermeier iš „Pixabay.com“

Vėliau dalis mokslinės bendruomenės sugalvojo, kad Oparino ir Haldane'o pasiūlyta gyvybės kilmė galėjo prasidėti žemėje dėl elektros „kibirkšties“, kuri suteikė energiją, reikalingą pagrindinių organizmų „organizavimui“ iš neorganinių junginių (abiogenezės forma).

Šias idėjas eksperimentiškai palaikė du Šiaurės Amerikos tyrėjai: Stanley Milleris ir Haroldas Urey.

Atlikdami eksperimentus, abu mokslininkai įrodė, kad iš neorganinių medžiagų ir esant tam tikroms ypatingoms atmosferos sąlygoms elektros iškrova galėjo sudaryti organines molekules, tokias kaip amino rūgštys ir angliavandeniai.

Taigi ši teorija pasiūlė, kad laikui bėgant galėjo susidaryti sudėtingiausios molekulės, kurios šiandien apibūdina gyvas būtybes; todėl kelerius metus anksčiau tai labai palaikė Oparino ir Haldane „pirmykščių akcijų“ teorijas.

- Gyvenimas po ledu

Vaizdas: Davidas Markas svetainėje www.pixabay.com

Kita teorija, galbūt šiek tiek mažiau žinoma ir priimta, teigia, kad gyvybė kilo giliuose vandenynų vandenyse, kurių paviršių, ko gero, uždengė storas ir storas ledo sluoksnis, nes pradinės žemės Saulė greičiausiai neturėjo tokios stiprios įtakos. paviršiaus kaip dabar.

Teorija siūlo, kad ledas galėjo apsaugoti bet kokį biologinį reiškinį, kuris įvyko jūroje, leisdamas sąveikauti įvairiems junginiams, kurie sukūrė pirmąsias gyvas formas.

- Gyvenimas iš organinių polimerų

Baltymas

Po to, kai laboratorijoje buvo galima įrodyti, kad tam tikromis sąlygomis iš neorganinių medžiagų gali susidaryti organiniai junginiai, tokie kaip amino rūgštys, mokslininkai pradėjo domėtis, kaip įvyko organinių junginių polimerizacijos procesas.

Prisiminkime, kad ląsteles sudaro dideli ir sudėtingi polimerų tipai: baltymai (aminorūgščių polimerai), angliavandeniai (cukrų polimerai), nukleorūgštys (azotinių bazių polimerai) ir kt.

Sidney Fox

1950 m. Biochemikas Sidney Foxas ir jo darbo grupė išsiaiškino, kad eksperimentinėmis sąlygomis, jei aminorūgščių rinkinys būtų kaitinamas trūkstant vandens, jos galėtų susijungti ir sudaryti polimerą, tai yra baltymą.

Šie atradimai paskatino Foxą manyti, kad Oparino ir Haldane'o pasiūlytame „primityviame sultinyje“ galėjo susidaryti aminorūgštys, kurios, kontaktuodamos su karštu paviršiumi, skatindamos vandens išgaravimą, galėjo sudaryti baltymus.

Ribonukleino rūgštis ir gyvenimas ant molio

Organinis chemikas Aleksandras Cairnsas-Smithas vėliau pasiūlė, kad pirmąsias gyvybes pavertusias molekules būtų galima rasti ant molio paviršių, o tai ne tik padėjo jas sukoncentruoti, bet ir paskatino jų organizavimą į apibrėžtus modelius.

Šios idėjos, kurios atsirado 1990 m., Patvirtino, kad molis gali būti „katalizatorius“ formuojant RNR (ribonukleino rūgšties) polimerus, savo ruožtu veikdamas kaip katalizatoriaus atrama.

- Hipotezė „pirmieji genai“

Kai kurie autoriai, atsižvelgdami į „savaiminio“ būtinų organinių polimerų susidarymo idėjas, įsivaizdavo galimybę, kad pirmosios gyvybės formos buvo tiesiog save replikuojančios nukleorūgštys, tokios kaip DNR (dezoksiribonukleino rūgštis) arba RNR.

Todėl buvo pasiūlyta vėliau į „pirmykštę“ sistemą įtraukti kitus svarbius elementus, pavyzdžiui, metabolinius tinklus ir membranų formavimąsi.

Atsižvelgiant į RNR reaktyvumo charakteristikas, daugelis mokslininkų palaiko nuostatą, kad šios nukleino rūgšties (akivaizdaus kaip ribozimai) buvo suformuotos pirmosios autokatalinės struktūros, hipotezės vadinamos „RNR pasauliu“.

Atitinkamai, RNR potencialiai galėjo katalizuoti reakcijas, kurios leido nukopijuoti jos pačios, kad ji galėtų perduoti genetinę informaciją iš kartos į kartą ir netgi vystytis.

- Hipotezė „pirmiausia metabolizmas“

Kita vertus, skirtingi tyrėjai veikiau palaikė mintį, kad gyvybė pirmiausia vyko į „į baltymus panašias“ organines molekules, teigdama, kad pradinę gyvybės formą galėjo sudaryti „savarankiški“ metaboliniai tinklai prieš nukleorūgštis.

Hipotezė rodo, kad „metaboliniai tinklai“ galėjo susiformuoti vietose, esančiose šalia hidroterminių angų, palaikančių nuolatinį cheminių pirmtakų tiekimą.

Taigi, ankstesni, paprastesni keliai galėjo sudaryti molekules, kurios veikė kaip katalizatorius sudėtingesnėms molekulėms susidaryti, o galiausiai metaboliniai tinklai galėjo sudaryti kitas, dar sudėtingesnes molekules, tokias kaip nukleorūgštys ir dideli baltymai.

Galiausiai šios savarankiškos sistemos galėjo būti „įkapsuliuotos“ membranų viduje ir taip suformuoti pirmąsias ląstelines būtybes.

- Gyvenimo kilmė dėl būtinybės

Kai kurie tyrėjai, priklausantys Masačusetso technologijos institutui (MIT, JAV), padėjo suformuluoti teoriją, kuri paaiškina pirmųjų gyvų būtybių kilmę „būtinybe“, kažkaip „vadovaujantis gamtos dėsniais“, o ne „Galimybė“ arba „atsitiktinumas“.

Remiantis šia teorija, gyvybės atsiradimas buvo neišvengiamas klausimas, nes buvo nustatyta, kad materija paprastai vystosi „sistemose“, kurios, nukreiptos išorinio energijos šaltinio ir apsuptos šilumos, efektyviau išsklaido. energija.

Su šia teorija susiję eksperimentai parodė, kad atsitiktinių atomų populiacijai veikiant energijos šaltiniu, jie susitaiko, kad energija būtų išskaidoma efektyviau, ir tai rodo, kad šis „pakartotinis modeliavimas“ ilgainiui užbaigs gyvybės formavimąsi. .

Alternatyvus energijos šaltinis lengvai galėjo būti saulė, nors kitos galimybės nėra visiškai atmestos.

- Kreacionizmas

Vaizdas: Barbara Jackson, www.pixabay.com

Kreacionizmas yra dar viena iš teorijų, kurias palaiko svarbi šių dienų visuomenės dalis, daugiausia dėl tikėjimo. Pagal šią minties srovę, Visata ir visos joje esančios gyvybės formos buvo sukurtos iš „nieko“ Dievo.

Tai teorija, įdomiai prieštaraujanti šiuolaikinėms evoliucijos teorijoms, kuriomis siekiama paaiškinti gyvųjų formų įvairovės kilmę nereikalaujant Dievo ar kitos „dieviškosios galios“ ir daugybę kartų tiesiog „atsitiktinai“. “.

Yra dviejų rūšių kreacionistai: biblinė ir „senoji žemė“. Pirmieji mano, kad viskas, kas pasakyta „Pradžios knygos“ Biblijos skyriuje, yra tiesiogine prasme tiesa, o antrieji mano, kad kūrėjas padarė viską, kas egzistuoja, tačiau nepatvirtindami, kad „Pradžios knygos“ istorija yra pažodinė istorija.

Tačiau abu kreacionistų tipai mano, kad organizmų pokyčiai gali reikšti rūšies pokyčius, ir jie taip pat tiki pokyčiais, kylančiais „žemyn“, tokiais kaip, pavyzdžiui, neigiamos mutacijos.

Tačiau jie netiki, kad šie pokyčiai galėjo paskatinti „žemesnės“ rūšies evoliuciją į „aukštesnę“ ar daug sudėtingesnę rūšį.

Kreacionizmas ir evoliucionizmas buvo diskusijų ir ginčų objektas nuo tada, kai buvo paskelbtos pirmosios evoliucijos teorijos, ir net šiandien abi nuomonės atrodo viena kitą paneigiančios.

Nuorodos

1. Andrulis, ED (2012). Gyvenimo kilmės, evoliucijos ir pobūdžio teorija. Gyvenimas, 2 (1), 1–105.
2. Choi, C. (2016). Gyvasis mokslas. Gauta 2020 m. Balandžio 26 d. Iš www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
3. Horowitz, NH, ir Miller, SL (1962). Dabartinės gyvenimo kilmės teorijos. „Fortschritte der Chemie Organischer Naturs“
4. TN ir EL Taylor. 1993. Iškastinių augalų biologija ir evoliucija. „Prentice Hall“, Naujasis Džersis.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL ir Olsen, RL (1992). Gyvenimo kilmės paslaptis. na.
6. Enciklopedijos „Britannica“ redaktoriai. (2017 m.). Enciklopedija „Britannica“. Gauta 2020 m. Balandžio 26 d. Iš www.britannica.com/topic/creationism