Theorie der Entstehung des Lebens auf der Erde, vorgeschlagen 1924 von einem herausragenden russischen Wissenschaftler, später Akademiker KI Oparin (1894-1980; Abb. 78) war weithin bekannt.

Die erste Stufe bestand nach dieser Theorie in der Bildung organischer Substanzen aus anorganischen. Die Realität dieses Stadiums wurde experimentell von den amerikanischen Wissenschaftlern S. Müller(1930-2007) und G. Urey(1893-1981) im Jahr 1953. Indem sie mit elektrischen Ladungen auf Substanzen einwirkten, die für die frühe Atmosphäre der Erde charakteristisch waren, erhielten sie eine ganze Mischung aus mehreren Dutzend organischen Verbindungen - organische Säuren (einschließlich Aminosäuren), stickstoffhaltige Basen, Kohlenhydrate und andere. Noch aktiver stimuliert die Synthese organischer Substanzen aus anorganischer UV-Strahlung. Dadurch wurde der Weltozean der frühen Erde zu einer „Ursuppe“, also einer Lösung organischer Substanzen in Wasser. Diese Substanzen selbst sind jedoch noch kein Leben. Wir möchten Sie daran erinnern, dass seine chemische Basis aus Biopolymeren besteht - Proteinen, Nukleinsäuren, Polysacchariden und ihren Derivaten, die aus Aminosäuren, Nukleotiden und Monosacchariden bestehen. Damit Biopolymere entstehen können, sind energieaufwändige Prozesse (z. B. unter Beteiligung von ATP) notwendig, sowie DNA, RNA und Enzyme, die selbst Produkte eines solchen Prozesses sind.

Die zweite Stufe ist nach Oparins Theorie die Stufe der Entstehung des Lebens. So zeigte er, dass in Lösungen organischer Verbindungen koazerviert- kleine Tröpfchen, begrenzt durch eine halbdurchlässige Hülle - die Primärmembran. Organische Substanzen können in Koazervaten konzentriert werden, Reaktionen und Metabolisierung mit der Umwelt sind in ihnen schneller. Sie können sich sogar wie Bakterien teilen. Experimentell wurde diese Annahme von Oparin von einem amerikanischen Forscher bestätigt S. Fuchs(1912-1998), der diese Tröpfchen Mikrokugeln nannte. Material von der Website

Die dritte Stufe bestand laut Oparin darin, dass sich das primäre Gen, das Informationen über das erste Protein trägt, in Koazervaten bilden konnte. Wahrscheinlich waren solche Tröpfchen-Koazervate den Eigenschaften der Vererbung und sogar der natürlichen Selektion inhärent, weil die angepassteren und verbesserten von ihnen überlebten. Als Ergebnis dieser Auswahl hat sich das Leben auf der Erde für asymmetrische organische Moleküle von Aminosäuren und Zuckern entschieden. Solche Moleküle werden auch als chiral bezeichnet. Sie sind einander ähnlich, wie die rechte Hand einer linken Person (Abb. 79), das heißt, sie sind Spiegelbilder voneinander. Sie hießen rechts und links. Die Aminosäuren, aus denen die Proteine ​​von Landorganismen bestehen, sind immer linkshändig, und die Kohlenhydrate (Ribose und Desoxyribose), aus denen Nukleinsäuren bestehen, sind immer rechtshändig. Es wurde experimentell nachgewiesen, dass Koazervat-Mikrokügelchen aus asymmetrischen Biopolymeren schneller wuchsen als symmetrische und diese verdrängten. Wie A. Einstein jedoch betonte, kann die Tatsache, dass wir linke Aminosäuren und richtige Kohlenhydrate haben, durch Zufall erklärt werden.

Es ist leicht einzusehen, dass die Annahme über die ersten Stadien der Entstehung des Lebens auf der Erde gemäß der Theorie von Oparin experimentell bewiesen wurde, aber das letzte Stadium ist hypothetisch. In der Endphase entstand die Proteinbiosynthese - ein Prozess, der selbst für die primitivsten Mikroorganismen charakteristisch ist. Sein Mechanismus hat sich in der gesamten Erdgeschichte nicht verändert.

Auf dieser Seite Material zu den Themen:

• Beispiele für irreversible und reversible Prozesse aus verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaften

• Kurz zu Oparins Bericht über die Entstehung des Lebens auf der Erde

• Wie Proteine ​​Polysaccharide in Bezug auf Asymmetrie organisiert sind

• Die Theorie des Akademikers Oparin. knapp

• Theorie des Oparin-Berichts kurz

Fragen zu diesem Artikel:

Zusammenfassung anderer Präsentationen

"Das Problem des Ursprungs und Wesens des Lebens" - Modernes Verständnis vom Wesen des Lebendigen. Gültigkeit der Theorie der Biogenese. Das Konzept der Panspermie. Das Virus hat eine sehr komplexe innere Struktur. Das Hauptverdienst von Oparin. Eine neue Form der Stabilität. Das Wesen des Lebens und das Problem der Entstehung des Lebens. Substratum-Ansatz zur Definition des Lebens. Konzept des Ursprungs des Lebens. Lebewesen unterscheiden sich von unbelebten Dingen in ihrer Zellstruktur. Viren. Symposien über den Ursprung des Lebens.

"Theorien über den Ursprung des Lebens" - Oparins Protein-Coacervat-Theorie. Beweis für. Panspermie. Theorien über den Ursprung des Universums und den Ursprung des Lebens. Die Welt der RNA als Vorläufer des modernen Lebens. Theorien zur Entstehung des Lebens. Die Idee vom Ursprung der Welt. Spontanes Leben. Theorie eines stationären Zustands. Theorien über die Entstehung des Universums. Kreationismus. Datum der Entstehung des Universums. biochemische Evolution.

"Hypothesen zur Entstehung des Lebens auf der Erde" - Hypothesen zur spontanen Entstehung des Lebens. Kosmischer Ursprung des Lebens. Das Wesen der Abiogenese. Louis Pasteur. Die Hypothese des Kreationismus liegt außerhalb des Bereichs der wissenschaftlichen Forschung. spontane Erzeugung des Lebens. Francesco Redi. Erfahrung von Francesco Redi. 2 sich gegenseitig ausschließende Sichtweisen. Stationärer Lebenszustand. Biochemische Hypothese. Hypothesen zur Entstehung des Lebens auf der Erde. Lebende Dinge können aus nicht lebenden Dingen entstehen. Panspermie-Hypothese.

"Die ältesten Organismen der Erde" - Moderne Vertreter. Die Struktur des Körpers von Trilobiten. Weltraumtheorie. In welcher Zeit leben wir? Geburt des Lebens. Das Konzept einer geochronologischen Tabelle. Ausrüstung. Brachiopodentyp. Erstellt meine eigene Theorie. Kammschloss. Geologische Tabelle. Korallen. alte Organismen. Liste der vorübergehenden Abteilungen. Ideenbildung über die Entstehungsbedingungen des Lebens. Ähnlichkeiten.

"Wie das Leben auf der Erde entstand" - Theorien zur Entstehung des Lebens. Panspermie. Theorie der biochemischen Evolution. Natürlicher Ursprung des Lebens. Kreationismus. Leben auf der Erde. Das Konzept der Biogenese. Veränderungen in der Erdatmosphäre. L. Spallanzani. Van Helmont. Theorie eines stationären Zustands. Theorie der K.I. Oparina. Vitalismus. L. Pasteur. Erfahrung von S. Miller. Erdatmosphäre. Mikroorganismen. spontane Erzeugung des Lebens. F. Redi. Ursprung des Lebens auf der Erde.

"Die Geschichte der Entstehung des Lebens auf der Erde" - Materialien. Ursprung des Lebens auf der Erde. Die Hypothese der spontanen Zeugung. Die Hypothese der biochemischen Evolution. Panspermie-Hypothese. Die Wissenschaft. Die kreationistische Hypothese. Die Entstehung des Lebens. Hypothesen der spontanen Erzeugung und des stationären Zustands. Steady-State-Hypothese. Wissenschaftler.

Die erste wissenschaftliche Theorie über den Ursprung lebender Organismen auf der Erde wurde von dem sowjetischen Biochemiker A. I. Oparin (geb. 1894) aufgestellt. 1924 veröffentlichte er Werke, in denen er Vorstellungen darüber skizzierte, wie Leben auf der Erde entstanden sein könnte. Nach dieser Theorie entstand das Leben unter den spezifischen Bedingungen der alten Erde und wird von Oparin als natürliches Ergebnis der chemischen Entwicklung von Kohlenstoffverbindungen im Universum angesehen.

Der Prozess, der zur Entstehung des Lebens auf der Erde führte, lässt sich laut Oparin in drei Phasen einteilen:

1. Die Entstehung organischer Substanzen.

2. Die Bildung von Biopolymeren (Proteine, Nukleinsäuren, Polysaccharide, Lipide usw.) aus einfacheren organischen Substanzen.

3. Entstehung primitiver, sich selbst reproduzierender Organismen.

Die Theorie der biochemischen Evolution hat die größte Zahl von Unterstützern unter den modernen Wissenschaftlern. Die Erde entstand vor etwa fünf Milliarden Jahren; Anfangs war seine Oberflächentemperatur sehr hoch (4000 - 8000°C). Beim Abkühlen bildete sich eine feste Oberfläche (die Erdkruste - die Lithosphäre). Die Atmosphäre, die ursprünglich aus leichten Gasen (Wasserstoff, Helium) bestand, konnte durch die unzureichend dichte Erde nicht effektiv zurückgehalten werden, und diese Gase wurden durch schwerere Gase ersetzt: Wasserdampf, Kohlendioxid, Ammoniak und Methan. Als die Temperatur der Erde unter 1000°C fiel, begann Wasserdampf zu kondensieren und bildete die Weltmeere. Zu dieser Zeit fand gemäß den Ideen von A. I. Oparin eine abiogene Synthese statt, dh in den ursprünglichen Ozeanen der Erde, die mit verschiedenen einfachen chemischen Verbindungen gesättigt waren, "in der Primärsuppe" unter dem Einfluss von vulkanischer Hitze, Blitzentladungen, intensiv UV-Strahlung und andere Umweltfaktoren begannen mit der Synthese komplexerer organischer Verbindungen und dann von Biopolymeren. Die Bildung organischer Substanzen wurde durch das Fehlen lebender Organismen - Verbraucher organischer Stoffe - und des Haupt ... Oxidationsmittels ... - ... Sauerstoffs erleichtert. Komplexe Aminosäuremoleküle, die zufällig zu Peptiden kombiniert wurden, wodurch wiederum die ursprünglichen Proteine ​​​​erzeugt wurden. Aus diesen Proteinen wurden die primären Lebewesen mikroskopischer Größe synthetisiert.

Das schwierigste Problem der modernen Evolutionstheorie ist die Umwandlung komplexer organischer Substanzen in einfache lebende Organismen. Oparin glaubte, dass die entscheidende Rolle bei der Umwandlung des Unbelebten ins Lebendige den Proteinen zukommt. Anscheinend bildeten Proteinmoleküle, die Wassermoleküle anzogen, kolloidale hydrophile Komplexe. Die weitere Verschmelzung solcher Komplexe miteinander führte zur Abtrennung von Kolloiden aus dem wässrigen Medium (Koazervation). An der Grenze zwischen dem Koazervat (von lat. coacervus - Gerinnsel, Haufen) und der Umgebung reihen sich Lipidmoleküle aneinander - eine primitive Zellmembran. Es wird angenommen, dass Kolloide Moleküle mit der Umgebung austauschen (ein Prototyp der heterotrophen Ernährung) und bestimmte Substanzen anreichern könnten. Ein anderer Molekültyp bot die Fähigkeit, sich selbst zu reproduzieren.

Das Sichtsystem von A. I. Oparin wurde als „Koazervat-Hypothese“ bezeichnet.

Die Theorie wurde untermauert, bis auf ein Problem, das fast alle Experten auf dem Gebiet der Entstehung des Lebens lange Zeit verdrängte. Wenn einzelne erfolgreiche Konstruktionen von Proteinmolekülen (z. B. wirksame Katalysatoren, die diesem Koazervat einen Vorteil bei Wachstum und Reproduktion verschaffen) spontan durch zufällige templatfreie Synthesen in einem Koazervat entstanden sind, wie könnten sie für die Verteilung innerhalb des Koazervats kopiert werden? , und noch mehr für die Übertragung an nachkommende Koazervaten? Das Problem der exakten Vervielfältigung - innerhalb der Koazervat und in Generationen - einzelner, zufällig erscheinender effektiver Proteinstrukturen konnte die Theorie nicht lösen.

Artikel und Veröffentlichungen:

Systematische Stellung, Lebensweise, äußerer und innerer Aufbau des Körpers, Fortpflanzung und Entwicklung der Kreuzspinne
Das Spinnenkreuz ist einer der größten Vertreter der Spinnentiere. Diese Spinnen sind auf der ganzen Welt verbreitet. Seinen Namen erhielt er aufgrund des charakteristischen Kreuzes auf der Rückseite des Körpers. Die Färbung der Kreuzspinne wird oft an...

Bildung und Entwicklung evolutionärer Ideen
Evolution bedeutet einen allmählichen, regelmäßigen Übergang von einem Zustand in einen anderen. Unter biologischer Evolution versteht man die durch natürliche Auslese gesteuerte Veränderung von Populationen von Pflanzen und Tieren in mehreren Generationen. Für viele Millionen...

Lunge
Die Lunge ist ein paariges Organ. Sie befinden sich in der Brusthöhle auf beiden Seiten des Mediastinums, in dem sich befinden: das Herz mit großen Gefäßen, die Thymusdrüse, die Luftröhre, die Anfangsabschnitte der Hauptbronchien, die Speiseröhre, die Aorta, der Thoraxgang , die Lymphe ...

Zum Problem der Entstehung des Lebens auf der Erde gibt es unterschiedliche Standpunkte. Zum Beispiel erschien es laut Vernadsky gleichzeitig mit der Entstehung der Erde. Richter glaubte, dass das Leben aus dem Weltraum gebracht wurde (das Konzept der Panspermie). Gegenwärtig ist die vom sowjetischen Wissenschaftler Acad formulierte Hypothese. A. I. Oparin und der englische Wissenschaftler J. Haldane. Sie geht von der Annahme der allmählichen Entstehung des Lebens auf der Erde aus anorganischen Stoffen durch eine lange abiogene (nicht-biologische) molekulare Evolution aus. Die Ansichten dieser Wissenschaftler sind eine Verallgemeinerung von Beweisen für die Entstehung des Lebens auf der Erde als Ergebnis eines natürlichen Übergangsprozesses der chemischen Form der Bewegung der Materie in eine biologische (Bildung einfacher organischer Verbindungen). Dies zu rechtfertigen , betrachten sie die Bedingungen, die vor mehreren Milliarden Jahren auf dem Planeten herrschten: In den Anfängen ihrer Geschichte war die Erde ein heißer Planet. Infolge der Rotation mit allmählicher Abnahme von t bewegten sich die Atome schwerer Elemente in die Mitte, und Atome leichter Elemente (Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff) konzentrierten sich auf der Oberfläche.Bei weiterer Abkühlung des Planeten entstehen chemische Verbindungen erschienen: Methan, Kohlendioxid, Ammoniak, Blausäure, Sauerstoff, Stickstoff usw. Physisch und chem. Heilige Inseln aus Wasser und Kohlenstoff ermöglichten es ihnen, sich abzuheben und sich an der Wiege des Lebens zu befinden. In diesen Anfangsstadien bildete sich eine primäre Atmosphäre, die reduzierender Natur war, wonach sich an ihrer Stelle eine zweite Atmosphäre bildete, die aus den chemisch aktivsten Gasen bestand. Eine weitere Temperaturerniedrigung führte zum Übergang einer Reihe gasförmiger Verbindungen in einen flüssigen und festen Zustand, d.h. Bildung der Erdkruste. Durch aktive vulkanische Aktivität wurde viel heiße, kohlenstoffhaltige Masse aus den inneren Schichten der Erde an die Oberfläche gebracht. Es gelangte in den Ozean und bildete Kohlenwasserstoffverbindungen. So sammelten sich die einfachsten organischen Verbindungen an der Oberfläche an und bildeten schließlich unter dem Einfluss der Synthese, der Energie der Sonne, die Urbrühe, in der Leben entstehen konnte.

Ursprung des Lebens. Die Theorie der Panspermie. Theorie der Ewigkeit des Lebens.

Es gibt mehrere Hypothesen, die die Entstehung des Lebens auf der Erde auf unterschiedliche Weise erklären: 1. Kreationismus - die göttliche Schöpfung von Lebewesen; 2. das Konzept der multiplen spontanen Erzeugung von Leben aus unbelebter Materie (sein Befürworter war Aristoteles, der glaubte, dass Lebewesen auch durch Bodenzersetzung entstehen könnten); 3. das Konzept der Entstehung des Lebens als Ergebnis von Prozessen, die physikalischen unterliegen. und chem. Rechtsvorschriften; 4. das Konzept eines stationären Zustands, nach dem Leben ein Substantiv ist. bis in alle Ewigkeit; 5. das Konzept der Panspermie - ein außerirdischer Ursprung des Lebens. Den letzten beiden kommt in der Naturwissenschaft eine besondere Stellung zu. Entsprechend Panspermie-Hypothese wird Leben entweder in Form von Sporen von Mikroorganismen oder durch absichtliche „Bevölkerung“ des Planeten mit intelligenten Außerirdischen aus anderen Welten aus dem Weltraum gebracht. Dafür gibt es keine direkten Beweise. Und die Theorie der Panspermie selbst bietet keinen Mechanismus zur Erklärung des Primären. die Entstehung des Lebens und verlagert das Problem an einen anderen Ort im Universum. Liebig glaubten, dass die Atmosphären von Himmelskörpern sowie rotierende kosmische Nebel als uralte Lagerstätten einer lebendigen Form, als ewige Anpflanzungen organischer Materie angesehen werden können. Keime, von wo aus das Leben in Form dieser Keime im Universum verbreitet wird. 1865 deutscher Arzt G. Richter stellen die Hypothese der Kosmozoen (kosmische Keime) auf, wonach das Leben ewig ist und die Keime, die den Weltall bewohnen, von einem Planeten auf einen anderen übertragen werden können. Seine Hypothese wurde von vielen bedeutenden Wissenschaftlern unterstützt. Ähnlich dachten Kelvin, Helmholtz und andere, zu Beginn unseres Jahrhunderts kam Arrhenius auf die Idee der Radiopanspermie. Er beschrieb, wie von Planeten, die von anderen Wesen bewohnt werden, Materiepartikel, Staubkörner und lebende Sporen von Mikroorganismen in den Weltall aufbrechen. Sie erhalten ihre Lebensfähigkeit, indem sie aufgrund des leichten Drucks im Raum des Universums fliegen. Einmal auf einem Planeten mit geeigneten Lebensbedingungen, beginnen diese Streitigkeiten ein neues Leben auf ihm. Um Panspermie zu rechtfertigen, werden normalerweise Höhlenmalereien verwendet, die lebenden Organismen oder dem Erscheinen von UFOs ähneln. Unterstützer Theorien über die Ewigkeit des Lebens (de Chardin und andere) glauben, dass auf der immer existierenden Erde einige Arten gezwungen waren, auszusterben oder ihre Anzahl an bestimmten Orten auf dem Planeten aufgrund von Änderungen der äußeren Bedingungen dramatisch zu ändern. Ein klares Konzept auf diesem Weg wurde nicht entwickelt, da es einige Lücken und Unklarheiten in der paläontologischen Aufzeichnung der Erde gibt. Laut Chardin verschmolz Gott im Moment der Entstehung des Universums mit der Materie und gab ihr einen Entwicklungsvektor. Dass. wir sehen, dass dieses Konzept eng mit dem Kreationismus interagiert.

Es ist bekannt, dass wissenschaftliche Zeitschriften versuchen, keine Artikel zur Veröffentlichung anzunehmen, die sich mit Problemen befassen, die die Aufmerksamkeit aller auf sich ziehen, aber keine klare Lösung haben - eine ernsthafte Veröffentlichung in Physik wird kein Perpetuum-Motion-Maschinenprojekt veröffentlichen. Dieses Thema war der Ursprung des Lebens auf der Erde. Die Frage nach dem Ursprung der belebten Natur, dem Erscheinen des Menschen beschäftigt denkende Menschen seit vielen Jahrtausenden, und nur Kreationisten, Verfechter des göttlichen Ursprungs aller Dinge, haben für sich eine eindeutige Antwort gefunden, aber diese Theorie ist nicht wissenschaftlich nicht überprüfbar.

Ansichten der Alten

Alte chinesische und indische Manuskripte erzählen vom Auftreten von Lebewesen aus Wasser und verrottenden Überresten, von der Geburt amphibischer Kreaturen in den schlammigen Ablagerungen großer Flüsse, es ist in altägyptischen Hieroglyphen und der Keilschrift des alten Babylon geschrieben. Die Hypothesen über den Ursprung des Lebens auf der Erde durch spontane Erzeugung waren für die Weisen der fernen Vergangenheit offensichtlich.

Antike Philosophen gaben auch Beispiele für das Erscheinen von Tieren aus unbelebter Materie, aber ihre theoretischen Begründungen waren anderer Natur: materialistisch und idealistisch. Demokrit (460-370 v. Chr.) fand den Grund für die Entstehung des Lebens in einem besonderen Zusammenspiel der kleinsten, ewigen und unteilbaren Teilchen - Atome. Plato (428-347 v. Chr.) und Aristoteles (384-322 v. Chr.) erklärten den Ursprung des Lebens auf der Erde durch die wundersame Wirkung eines höheren Prinzips auf leblose Materie, das die Seele in Objekte der Natur einflößt.

Die Vorstellung von der Existenz einer Art „Lebenskraft“, die zur Entstehung von Lebewesen beiträgt, erwies sich als sehr hartnäckig. Sie prägte die Ansichten über den Ursprung des Lebens auf der Erde unter vielen Wissenschaftlern, die im Mittelalter und später bis zum Ende des 19. Jahrhunderts lebten.

Theorie der spontanen Zeugung

Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) machte mit der Erfindung des Mikroskops die kleinsten von ihm entdeckten Mikroorganismen zum Hauptgegenstand der Kontroversen zwischen Wissenschaftlern, die zwei Haupttheorien über die Entstehung des Lebens auf der Erde teilten - Biogenese und Abiogenese. Die ersteren glaubten, dass alle Lebewesen das Produkt von nur Lebewesen sein können, die letzteren glaubten, dass die spontane Erzeugung organischer Materie in Lösungen unter besonderen Bedingungen möglich ist. An der Essenz dieses Streits hat sich bisher nichts geändert.

Die Experimente einiger Naturforscher bewiesen die Möglichkeit der spontanen Entstehung der einfachsten Mikroorganismen, die Befürworter der Biogenese leugneten eine solche Möglichkeit vollständig. Louis Pasteur (1822-1895) bewies durch streng wissenschaftliche Methoden, durch die hohe Korrektheit seiner Experimente, das Fehlen einer mythischen Lebenskraft, die durch die Luft übertragen wird und lebende Bakterien erzeugt. In seinen Arbeiten räumte er jedoch die Möglichkeit der spontanen Erzeugung unter einigen besonderen Bedingungen ein, die Wissenschaftler zukünftiger Generationen herausfinden mussten.

Evolutionstheorie

Die Werke des großen Charles Darwin (1809-1882) erschütterten die Grundfesten vieler Naturwissenschaften. Die von ihm proklamierte Entstehung einer großen Vielfalt biologischer Arten aus einem gemeinsamen Vorfahren machte die Entstehung des Lebens auf der Erde erneut zum wichtigsten Thema der Wissenschaft. Die Theorie der natürlichen Selektion hatte zunächst Schwierigkeiten, ihre Anhänger zu finden, und wird nun kritischen Angriffen ausgesetzt, die durchaus vernünftig erscheinen, aber es ist der Darwinismus, der den modernen Naturwissenschaften zugrunde liegt.

Nach Darwin konnte die Biologie den Ursprung des Lebens auf der Erde nicht von denselben Positionen aus betrachten. Wissenschaftler aus vielen Bereichen der biologischen Wissenschaft waren von der Wahrheit des evolutionären Entwicklungspfades von Organismen überzeugt. Obwohl sich die modernen Ansichten über den gemeinsamen Vorfahren, der von Darwin an die Basis des Baums des Lebens gestellt wurde, in vielerlei Hinsicht geändert haben, ist die Wahrheit des allgemeinen Konzepts unerschütterlich.

Steady-State-Theorie

Die Laborwiderlegung der spontanen Selbsterzeugung von Bakterien und anderen Mikroorganismen, das Bewusstsein um die komplexe biochemische Struktur der Zelle, zusammen mit den Ideen des Darwinismus, wirkte sich besonders auf die Entstehung alternativer Versionen der Theorie der Entstehung des Lebens aus Erde. 1880 wurde eines der neuen Urteile von William Preyer (1841-1897) vorgeschlagen. Er glaubte, dass es nicht nötig sei, über die Geburt des Lebens auf unserem Planeten zu sprechen, da es ewig existiert und keinen Anfang als solchen hat, es ist unveränderlich und ständig bereit für die Wiedergeburt unter allen geeigneten Bedingungen.

Die Ideen von Preyer und seinen Anhängern sind nur von rein historischem und philosophischem Interesse, denn in der Zukunft berechneten Astronomen und Physiker die Bedingungen der endlichen Existenz von Planetensystemen, fixierten eine konstante, aber stetige Expansion des Universums, d.h. es war auch nie ewig oder konstant.

Der Wunsch, die Welt als ein einziges globales Lebewesen zu betrachten, spiegelte die Ansichten des großen russischen Wissenschaftlers und Philosophen Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945) wider, der auch seine eigene Vorstellung vom Ursprung des Lebens auf der Erde hatte. Sie basierte auf dem Verständnis des Lebens als integralem Merkmal des Universums, des Kosmos. Laut Vernadsky sprach die Tatsache, dass die Wissenschaft keine Schichten finden konnte, die keine Spuren organischer Substanzen enthielten, von der geologischen Ewigkeit des Lebens. Eine der Arten, wie Leben auf einem jungen Planeten erschien, nannte Vernadsky ihre Kontakte mit Weltraumobjekten - Kometen, Asteroiden und Meteoriten. Hier verschmilzt seine Theorie mit einer anderen Version, die die Entstehung des Lebens auf der Erde mit der Methode der Panspermie erklärte.

Die Wiege des Lebens ist der Weltraum

Panspermia (griechisch - „Samenmischung“, „Samen überall“) betrachtet das Leben als eine grundlegende Eigenschaft der Materie und erklärt nicht die Wege seines Entstehens, sondern nennt den Weltraum die Quelle der Lebenskeime, die auf Himmelskörper mit geeigneten Bedingungen fallen ihre "Keimung".

Die erste Erwähnung der Grundkonzepte der Panspermie findet sich in den Schriften des antiken griechischen Philosophen Anaxagoras (500-428 v. Chr.), und im 18. Jahrhundert sprach der französische Diplomat und Geologe Benoit de Maillet (1656-1738) darüber. Diese Ideen wurden von Svante August Arrhenius (1859-1927), Lord Kelvin William Thomson (1824-1907) und Hermann von Helmholtz (1821-1894) wiederbelebt.

Das Studium des grausamen Einflusses der kosmischen Strahlung auf lebende Organismen und der Temperaturbedingungen des interplanetaren Raums machte solche Hypothesen über den Ursprung des Lebens auf der Erde nicht sehr relevant, aber mit Beginn des Weltraumzeitalters nahm das Interesse an Panspermie zu.

1973 schlug der Nobelpreisträger Francis Crick (1916-2004) die außerirdische Produktion molekularer Lebenssysteme und ihren Eintritt in die Erde mit Meteoriten und Kometen vor. Gleichzeitig schätzte er die Chancen der Abiogenese auf unserem Planeten als sehr gering ein. Der prominente Wissenschaftler hielt die Entstehung und Entwicklung des Lebens auf der Erde durch die Methode des Selbstaufbaus hochgradiger organischer Materie nicht für eine Realität.

Versteinerte biologische Strukturen wurden in Meteoriten auf der ganzen Welt gefunden, ähnliche Spuren wurden in Bodenproben gefunden, die vom Mond und Mars gebracht wurden. Andererseits werden zahlreiche Experimente zur Bearbeitung von Biostrukturen durch Einflüsse durchgeführt, die im Weltraum und beim Durchqueren einer erdähnlichen Atmosphäre möglich sind.

Ein wichtiges Experiment wurde 2006 im Rahmen der Mission Deep Impact durchgeführt. Der Komet Tempel wurde von einem speziellen Sondenimpaktor gerammt, der von einem automatischen Gerät ausgelöst wurde. Die Analyse der durch den Aufprall freigesetzten Kometensubstanz zeigte das Vorhandensein von Wasser und verschiedenen organischen Verbindungen darin.

Schlussfolgerung: Seit ihren Anfängen hat sich die Theorie der Panspermie stark verändert. Die moderne Wissenschaft interpretiert diese primären Elemente des Lebens, die von Weltraumobjekten auf unseren jungen Planeten geliefert werden könnten, auf andere Weise. Forschung und Experimente belegen die Lebensfähigkeit lebender Zellen unter den Bedingungen interplanetarer Reisen. All dies macht die Idee eines außerirdischen Ursprungs des irdischen Lebens relevant. Die Hauptkonzepte des Ursprungs des Lebens auf der Erde sind Theorien, in denen Panspermie entweder als Hauptbestandteil oder als Methode zur Lieferung von Komponenten zur Erde zur Schaffung lebender Materie enthalten ist.

Oparin-Haldanes Theorie der biochemischen Evolution

Die Idee der spontanen Erzeugung lebender Organismen aus anorganischen Substanzen blieb immer fast die einzige Alternative zum Kreationismus, und 1924 wurde eine 70-seitige Monographie veröffentlicht, die dieser Idee die Kraft einer gut entwickelten und fundierten Theorie verleiht. Diese Arbeit hieß "Der Ursprung des Lebens", ihr Autor war ein russischer Wissenschaftler - Alexander Ivanovich Oparin (1894-1980). 1929, als Oparins Werke noch nicht ins Englische übersetzt worden waren, äußerte der englische Biologe John Haldane (1860-1936) ähnliche Vorstellungen über die Entstehung des Lebens auf der Erde.

Oparin schlug vor, dass, wenn sich die primitive Atmosphäre des jungen Planeten Erde reduzierte (dh keinen Sauerstoff enthielt), ein starker Energiestoß (wie Blitze oder ultraviolette Strahlung) die Synthese organischer Verbindungen aus anorganischer Materie fördern könnte. In Zukunft könnten solche Moleküle Gerinnsel und Cluster bilden – koazervierte Tropfen, die Protoorganismen sind, um die sich Wasserhemden bilden – die Rudimente einer Membran-Hülle, es kommt zu einer Schichtung, die einen Ladungsunterschied erzeugt, was bedeutet, dass Bewegung stattfindet Beginn des Stoffwechsels, Anfänge des Stoffwechsels usw. Koazervate galten als Grundlage für den Beginn der Evolutionsprozesse, die zur Entstehung der ersten Lebensformen führten.

Haldane führte das Konzept der „Ursuppe“ ein – der anfängliche terrestrische Ozean, der zu einem riesigen chemischen Labor wurde, das mit einer starken Energiequelle verbunden war – dem Sonnenlicht. Die Kombination von Kohlendioxid, Ammoniak und ultravioletter Strahlung führte zu einer konzentrierten Population organischer Monomere und Polymere. Anschließend waren solche Formationen mit dem Auftreten einer Lipidmembran um sie herum verbunden, und ihre Entwicklung führte zur Bildung einer lebenden Zelle.

Die Hauptstadien der Entstehung des Lebens auf der Erde (nach Oparin-Haldane)

Nach der Theorie der Entstehung des Universums aus einem Haufen Energie ereignete sich der Urknall vor etwa 14 Milliarden Jahren, und vor etwa 4,6 Milliarden Jahren war die Entstehung der Planeten des Sonnensystems abgeschlossen.

Die junge Erde, die sich allmählich abkühlte, erhielt eine feste Hülle, um die sich die Atmosphäre bildete. Die Primäratmosphäre enthielt Wasserdampf und Gase, die später als Rohstoffe für die organische Synthese dienten: Kohlenmonoxid und -dioxid, Schwefelwasserstoff, Methan, Ammoniak und Cyanidverbindungen.

Die Bombardierung durch Weltraumobjekte, die gefrorenes Wasser enthielten, und die Kondensation von Wasserdampf in der Atmosphäre führten zur Bildung des Weltozeans, in dem verschiedene chemische Verbindungen gelöst wurden. Mächtige Gewitter begleiteten die Bildung einer Atmosphäre, durch die starke ultraviolette Strahlung drang. Unter solchen Bedingungen fand die Synthese von Aminosäuren, Zuckern und anderen einfachen organischen Stoffen statt.

Am Ende der ersten Milliarde Jahre der Existenz der Erde begann der Prozess der Polymerisation in Wasser einfachster Monomere zu Proteinen (Polypeptiden) und Nukleinsäuren (Polynukleotiden). Sie begannen, präbiologische Verbindungen zu bilden - Koazervate (mit den Anfängen des Kerns, des Stoffwechsels und der Membran).

3,5-3 Milliarden Jahre v. Chr. - das Stadium der Bildung von Protobionten mit Selbstreproduktion, reguliertem Stoffwechsel, einer Membran mit variabler Durchlässigkeit.

3 Milliarden Jahre v e. - die Entstehung von zellulären Organismen, Nukleinsäuren, Primärbakterien, der Beginn der biologischen Evolution.

Experimentelle Beweise für die Oparin-Haldane-Hypothese

Viele Wissenschaftler bewerteten die auf der Abiogenese basierenden Grundkonzepte der Entstehung des Lebens auf der Erde positiv, obwohl sie von Anfang an Engpässe und Ungereimtheiten in der Oparin-Haldane-Theorie fanden. In verschiedenen Ländern wurde mit der Durchführung von Teststudien der Hypothese begonnen, von denen das berühmteste das klassische Experiment ist, das 1953 von den amerikanischen Wissenschaftlern Stanley Miller (1930-2007) und Harold Urey (1893-1981) durchgeführt wurde.

Der Kern des Experiments bestand darin, im Labor die Bedingungen der frühen Erde zu simulieren, in denen die Synthese der einfachsten organischen Verbindungen stattfinden konnte. Ein im Instrument zirkulierendes Gasgemisch hatte eine ähnliche Zusammensetzung wie die primäre Erdatmosphäre. Das Design des Geräts imitierte die vulkanische Aktivität, und elektrische Entladungen, die durch die Mischung gingen, erzeugten den Effekt eines Blitzes.

Nach einer Woche Zirkulation der Mischung durch das System wurde der Übergang von einem Zehntel des Kohlenstoffs zu organischen Verbindungen festgestellt, Aminosäuren, Zucker, Lipide und Verbindungen, die Aminosäuren vorausgehen, wurden gefunden. Wiederholte und modifizierte Experimente bestätigten vollständig die Möglichkeit der Abiogenese unter simulierten Bedingungen der frühen Erde. In den Folgejahren wurden wiederholte Experimente in anderen Labors durchgeführt. Schwefelwasserstoff wurde der Zusammensetzung des Gasgemisches als möglicher Bestandteil vulkanischer Ejekta hinzugefügt, und andere nicht drastische Änderungen wurden vorgenommen. In den meisten Fällen war das Experiment zur Synthese organischer Verbindungen erfolgreich, obwohl Versuche, weiter zu gehen und komplexere Elemente zu erhalten, die sich der Zusammensetzung einer lebenden Zelle annähern, erfolglos blieben.

RNA-Welt

Ende des 20. Jahrhunderts wurde vielen Wissenschaftlern, die sich immer wieder für das Problem der Entstehung des Lebens auf der Erde interessierten, klar, dass die Oparin-Haldane-Theorie bei aller Harmonie theoretischer Konstruktionen und klarer experimenteller Bestätigung offensichtlich ist , vielleicht unüberwindbare Mängel. Der Hauptgrund war die Unmöglichkeit, das Auftreten von Eigenschaften, die einen lebenden Organismus definieren, in Protobionten zu erklären - sich unter Beibehaltung erblicher Merkmale zu vermehren. Mit der Entdeckung genetischer Zellstrukturen, mit der Bestimmung der Funktion und Struktur der DNA, mit der Entwicklung der Mikrobiologie tauchte ein neuer Kandidat für die Rolle des Ur-Lebensmoleküls auf.

Sie wurden zu einem Ribonukleinsäure-Molekül - RNA. Dieses Makromolekül, das Teil aller lebenden Zellen ist, ist eine Kette von Nukleotiden - die einfachsten organischen Verbindungen, bestehend aus Stickstoffatomen, einem Monosaccharid - Ribose und einer Phosphatgruppe. Die Abfolge von Nukleotiden ist der Code für Erbinformationen, und bei Viren beispielsweise spielt RNA die Rolle, die DNA in komplexen Zellstrukturen spielt.

Darüber hinaus haben Wissenschaftler die einzigartige Fähigkeit einiger RNA-Moleküle entdeckt, andere Ketten zu brechen oder einzelne RNA-Elemente zu verkleben, und einige spielen die Rolle von Autokatalysatoren – das heißt, sie tragen zur schnellen Selbstreproduktion bei. Die relativ geringe Größe des RNA-Makromoleküls und seine im Vergleich zur DNA vereinfachte Struktur (in einem Strang) machten Ribonukleinsäure zum Hauptkandidaten für die Rolle des Hauptelements präbiologischer Systeme.

Die letzte neue Theorie über den Ursprung lebender Materie auf dem Planeten wurde 1986 von Walter Gilbert (geboren 1932), einem amerikanischen Physiker, Mikrobiologen und Biochemiker, formuliert. Nicht alle Experten stimmten dieser Ansicht über die Entstehung des Lebens auf der Erde zu. Kurz als „RNA-Welt“ bezeichnet, kann die Theorie des Aufbaus der vorbiologischen Welt unseres Planeten die einfache Frage nicht beantworten, wie das erste RNA-Molekül mit den gewünschten Eigenschaften entstanden ist, selbst wenn es eine riesige Menge an „Baumaterial“ in der gab Form von Nukleotiden usw.

PAH-Welt

Simon Nicholas Platts versuchte im Mai 2004, die Antwort zu finden, und 2006 eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Pascal Ehrenfreund. Polyaromatische Kohlenwasserstoffe wurden als Ausgangsmaterial für RNA mit katalytischen Eigenschaften vorgeschlagen.

Die Welt der PAK basierte auf der hohen Häufigkeit dieser Verbindungen im sichtbaren Weltraum (sie waren wahrscheinlich in der „Ursuppe“ der jungen Erde vorhanden) und den Merkmalen ihrer ringförmigen Struktur, die zur schnellen Verbindung mit Stickstoff beiträgt Basen - Schlüsselkomponenten der RNA. Die PAH-Theorie spricht einmal mehr von der Aktualität einiger Bestimmungen der Panspermie.

Einzigartiges Leben auf einem einzigartigen Planeten

Bis Wissenschaftler die Möglichkeit haben, vor 3 Milliarden Jahren zurückzugehen, wird das Geheimnis der Entstehung des Lebens auf unserem Planeten nicht gelüftet – zu diesem Schluss kommen viele, die sich mit diesem Problem befasst haben. Die wichtigsten Konzepte zur Entstehung des Lebens auf der Erde sind: die Theorie der Abiogenese und die Theorie der Panspermie. Sie können sich in vielerlei Hinsicht überschneiden, aber höchstwahrscheinlich werden sie nicht antworten können: Wie ein überraschend genau ausbalanciertes System der Erde und ihres Satelliten, des Mondes, im riesigen Kosmos erschien, wie das Leben darauf entstand ...