पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति

जीवन की उत्पत्ति की समस्या ने अब सभी मानव जाति के लिए एक अनूठा आकर्षण प्राप्त कर लिया है। यह न केवल विभिन्न देशों और विशिष्टताओं के वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित करता है, बल्कि सामान्य तौर पर दुनिया के सभी लोगों के लिए रुचि रखता है। अब यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि पृथ्वी पर जीवन का उद्भव एक प्राकृतिक प्रक्रिया थी, जो वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए काफी अनुकूल थी। यह प्रक्रिया कार्बन यौगिकों के विकास पर आधारित थी, जो हमारे सौर मंडल के उद्भव से बहुत पहले ब्रह्मांड में हुई थी और केवल पृथ्वी ग्रह के निर्माण के दौरान जारी रही - इसकी पपड़ी, जलमंडल और वायुमंडल के निर्माण के दौरान।

जीवन के आरंभ से ही प्रकृति का निरंतर विकास होता रहा है। विकास की प्रक्रिया करोड़ों वर्षों से चल रही है, और इसका परिणाम जीवन के विभिन्न रूप हैं, जिनका कई मायनों में अभी तक पूरी तरह से वर्णन और वर्गीकरण नहीं किया गया है।

जीवन की उत्पत्ति के प्रश्न का अध्ययन करना कठिन है, क्योंकि जब विज्ञान विकास की समस्याओं को गुणात्मक रूप से नए के निर्माण के रूप में देखता है, तो वह खुद को प्रमाण और प्रायोगिक सत्यापन के आधार पर संस्कृति की एक शाखा के रूप में अपनी क्षमताओं की सीमा पर पाता है। बयान।

वैज्ञानिक आज जीवन की उत्पत्ति की प्रक्रिया को उसी सटीकता के साथ पुन: पेश करने में सक्षम नहीं हैं, जो कई अरब साल पहले थी। यहां तक ​​​​कि सबसे सावधानी से किया गया प्रयोग केवल एक मॉडल प्रयोग होगा, जिसमें कई कारक नहीं होंगे जो पृथ्वी पर जीवन की उपस्थिति के साथ आए थे। कठिनाई जीवन के उद्भव पर प्रत्यक्ष प्रयोग करने की असंभवता में निहित है (इस प्रक्रिया की विशिष्टता मुख्य वैज्ञानिक पद्धति के उपयोग को रोकती है)।

जीवन की उत्पत्ति का प्रश्न न केवल अपने आप में दिलचस्प है, बल्कि जीवित और निर्जीव चीजों के बीच अंतर की समस्या के साथ-साथ जीवन के विकास की समस्या के साथ इसके घनिष्ठ संबंध के कारण भी है।

अध्याय 1. जीवन क्या है? सजीव और निर्जीव में अंतर।

पृथ्वी पर जैविक दुनिया के विकास के पैटर्न को समझने के लिए, जीवित चीजों के विकास और बुनियादी गुणों की सामान्य समझ होना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, जीवित प्राणियों को उनकी कुछ विशेषताओं के संदर्भ में चित्रित करना और जीवन संगठन के मुख्य स्तरों को उजागर करना आवश्यक है।

एक बार यह माना जाता था कि जीवित चीजों को चयापचय, गतिशीलता, चिड़चिड़ापन, विकास, प्रजनन और अनुकूलन क्षमता जैसे गुणों से निर्जीव चीजों से अलग किया जा सकता है। लेकिन विश्लेषण से पता चला कि अलग-अलग ये सभी गुण निर्जीव प्रकृति में भी पाए जाते हैं, और इसलिए इन्हें जीवित के विशिष्ट गुण नहीं माना जा सकता है। अंतिम और सबसे सफल प्रयासों में से एक में, जीवित चीजों को सैद्धांतिक जीव विज्ञान के स्वयंसिद्ध के रूप में बी.एम. मेदनिकोव द्वारा तैयार की गई निम्नलिखित विशेषताओं की विशेषता है:

सभी जीवित जीव फेनोटाइप ए और इसके निर्माण (जीनोटाइप) के कार्यक्रम की एकता के रूप में सामने आते हैं, जो पीढ़ी से पीढ़ी तक विरासत में मिला है (ए। वीज़मैन के स्वयंसिद्ध)।

आनुवंशिक कार्यक्रम एक मैट्रिक्स तरीके से बनता है। एक मैट्रिक्स के रूप में जिस पर भविष्य की पीढ़ी के जीन का निर्माण होता है, पिछली पीढ़ी के जीन (एन.के. कोल्टसोव के स्वयंसिद्ध) का उपयोग किया जाता है।

पीढ़ी से पीढ़ी तक संचरण की प्रक्रिया में, आनुवंशिक कार्यक्रम, विभिन्न कारणों के परिणामस्वरूप, यादृच्छिक रूप से बदलते हैं और निर्देशित नहीं होते हैं, और केवल संयोग से ही ऐसे परिवर्तन किसी दिए गए वातावरण (चार्ल्स डार्विन का पहला स्वयंसिद्ध) में सफल हो सकते हैं।

फेनोटाइप ए के गठन के दौरान आनुवंशिक कार्यक्रमों में यादृच्छिक परिवर्तन कई बार गुणा किया जाता है (एन.वी. टिमोफीव-रेसोव्स्की द्वारा स्वयंसिद्ध)।

आनुवंशिक कार्यक्रमों में बार-बार तीव्र परिवर्तन पर्यावरणीय परिस्थितियों (च। डार्विन के दूसरे स्वयंसिद्ध) द्वारा चयन के अधीन हैं।

"विवेक और अखंडता पृथ्वी पर जीवन के संगठन के दो मूलभूत गुण हैं। प्रकृति में जीवित वस्तुएं एक दूसरे से अपेक्षाकृत अलग-थलग हैं (व्यक्ति, आबादी, प्रजाति)। एक बहुकोशिकीय जानवर के किसी भी व्यक्ति में कोशिकाएँ होती हैं, और किसी भी कोशिका और एककोशिकीय जीवों में कुछ निश्चित अंग होते हैं। ऑर्गेनेल में असतत मैक्रोमोलेक्यूलर कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जो बदले में असतत परमाणु और प्राथमिक कण होते हैं। उसी समय, एक जटिल संगठन अपने भागों और संरचनाओं की बातचीत के बिना - अखंडता के बिना अकल्पनीय है।

जैविक प्रणालियों की अखंडता निर्जीव की अखंडता से गुणात्मक रूप से भिन्न होती है, और सबसे बढ़कर, विकास की प्रक्रिया में जीवित की अखंडता को बनाए रखा जाता है। जीवित प्रणालियाँ खुली प्रणालियाँ हैं, वे लगातार पर्यावरण के साथ पदार्थ और ऊर्जा का आदान-प्रदान करती हैं। उन्हें नकारात्मक एन्ट्रापी (क्रम में वृद्धि) की विशेषता है, जो स्पष्ट रूप से कार्बनिक विकास की प्रक्रिया में बढ़ जाती है। यह संभावना है कि जीव में पदार्थ के स्व-संगठन की क्षमता प्रकट होती है।

"जीवित प्रणालियों में, दो समान व्यक्ति, आबादी और प्रजातियां नहीं हैं। जीवन की विसंगति और अखंडता की अभिव्यक्ति की यह विशिष्टता सहसंयोजक दोहराव की उल्लेखनीय घटना पर आधारित है।

मैट्रिक्स सिद्धांत (पहले तीन स्वयंसिद्धों का योग) के आधार पर किया गया सहसंयोजक दोहराव (परिवर्तनों के साथ आत्म-प्रजनन), जाहिरा तौर पर, जीवन के लिए विशिष्ट एकमात्र संपत्ति है (इसके अस्तित्व के रूप में हमें ज्ञात है धरती)। यह मुख्य नियंत्रण प्रणाली (डीएनए, गुणसूत्र और जीन) को स्व-प्रजनन करने की अद्वितीय क्षमता पर आधारित है।"

"जीवन पदार्थ के अस्तित्व के रूपों में से एक है, जो स्वाभाविक रूप से इसके विकास की प्रक्रिया में कुछ शर्तों के तहत उत्पन्न होता है।"

तो, जीवित क्या है और यह निर्जीव से कैसे भिन्न है। जीवन की सबसे सटीक परिभाषा लगभग 100 साल पहले एफ. एंगेल्स द्वारा दी गई थी: "जीवन प्रोटीन निकायों के अस्तित्व का एक तरीका है, और अस्तित्व का यह तरीका अनिवार्य रूप से इन निकायों के रासायनिक घटकों के निरंतर आत्म-नवीकरण में शामिल है।" उस समय "प्रोटीन" शब्द को अभी तक बिल्कुल सटीक रूप से परिभाषित नहीं किया गया था और आमतौर पर इसे संपूर्ण रूप से प्रोटोप्लाज्म के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। अपनी परिभाषा की अपूर्णता को महसूस करते हुए, एंगेल्स ने लिखा: "जीवन की हमारी परिभाषा, निश्चित रूप से, बहुत अपर्याप्त है, क्योंकि यह जीवन की सभी घटनाओं को कवर करने से बहुत दूर है, लेकिन इसके विपरीत, सबसे सामान्य और सबसे सरल तक सीमित है। उन्हें ... जीवन का वास्तव में संपूर्ण विचार प्राप्त करने के लिए, हमें इसकी अभिव्यक्ति के सभी रूपों का पता लगाना होगा, निम्नतम से उच्चतम तक।

इसके अलावा, भौतिक, संरचनात्मक और कार्यात्मक शब्दों में सजीव और निर्जीव के बीच कई मूलभूत अंतर हैं। भौतिक शब्दों में, जीवित की संरचना में आवश्यक रूप से उच्च क्रम वाले मैक्रोमोलेक्यूलर कार्बनिक यौगिक शामिल हैं जिन्हें बायोपॉलिमर कहा जाता है - प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड (डीएनए और आरएनए)। संरचनात्मक रूप से, जीवित चीजें अपनी सेलुलर संरचना में निर्जीव चीजों से भिन्न होती हैं। कार्यात्मक शब्दों में, जीवित निकायों को स्वयं के प्रजनन की विशेषता है। निर्जीव प्रणालियों में भी स्थिरता और प्रजनन मौजूद है। लेकिन जीवित शरीरों में स्व-प्रजनन की एक प्रक्रिया होती है। कुछ उन्हें पुन: उत्पन्न नहीं करता है, लेकिन वे स्वयं। यह मौलिक रूप से नया क्षण है।

इसके अलावा, जीवित शरीर चयापचय, बढ़ने और विकसित होने की क्षमता, उनकी संरचना और कार्यों के सक्रिय विनियमन, चलने की क्षमता, चिड़चिड़ापन, पर्यावरण के अनुकूलता आदि की उपस्थिति में निर्जीव से भिन्न होते हैं। की एक अभिन्न संपत्ति जीवन गतिविधि है, गतिविधि है। "सभी जीवित प्राणियों को या तो कार्य करना चाहिए या नष्ट हो जाना चाहिए। चूहे को निरंतर गति में होना चाहिए, पक्षी को उड़ना चाहिए, मछली को तैरना चाहिए और यहां तक ​​कि पौधे को भी बढ़ना चाहिए।

जीवन केवल कुछ भौतिक और रासायनिक स्थितियों (तापमान, पानी की उपस्थिति, कई लवण, आदि) के तहत ही संभव है। हालांकि, जीवन प्रक्रियाओं की समाप्ति, उदाहरण के लिए, जब बीज सूख जाते हैं या छोटे जीव गहरे जमे हुए होते हैं, तो व्यवहार्यता का नुकसान नहीं होता है। यदि संरचना को बरकरार रखा जाता है, तो यह सामान्य परिस्थितियों में लौटने पर महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं की बहाली सुनिश्चित करता है।

हालांकि, जीवित और निर्जीव के बीच एक कड़ाई से वैज्ञानिक भेद कुछ कठिनाइयों का सामना करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, किसी अन्य जीव की कोशिकाओं के बाहर के विषाणुओं में किसी जीवित जीव की कोई विशेषता नहीं होती है। उनके पास एक वंशानुगत तंत्र है, लेकिन उनके पास चयापचय के लिए आवश्यक मुख्य एंजाइमों की कमी है, और इसलिए वे केवल मेजबान जीव की कोशिकाओं में प्रवेश करके और इसके एंजाइम सिस्टम का उपयोग करके बढ़ सकते हैं और गुणा कर सकते हैं। हम किस विशेषता को महत्वपूर्ण मानते हैं, इस पर निर्भर करते हुए, हम वायरस को जीवित प्रणालियों के रूप में वर्गीकृत करते हैं या नहीं।

तो, उपरोक्त सभी को संक्षेप में, हम जीवन की परिभाषा देंगे:

"जीवन जैविक प्रणालियों (उदाहरण के लिए, एक कोशिका, एक पौधे का एक जीव, एक जानवर) के अस्तित्व की प्रक्रिया है, जो जटिल कार्बनिक पदार्थों पर आधारित होते हैं और इसके परिणामस्वरूप अपने अस्तित्व को बनाए रखते हुए आत्म-प्रजनन करने में सक्षम होते हैं। पर्यावरण के साथ ऊर्जा, पदार्थ और सूचना का आदान-प्रदान।"

अध्याय 2. जीवन की उत्पत्ति की अवधारणाएँ।

क) सहज उत्पत्ति का विचार।

सबसे पहले, जीवन की उत्पत्ति की समस्या विज्ञान में बिल्कुल भी मौजूद नहीं थी, क्योंकि प्राचीन दुनिया के वैज्ञानिकों ने निर्जीव से जीवों की निरंतर पीढ़ी की संभावना को स्वीकार किया था। महान अरस्तू (चौथी शताब्दी ईसा पूर्व) को मेंढकों की सहज पीढ़ी के बारे में कोई संदेह नहीं था। तीसरी शताब्दी ईसा पूर्व में दार्शनिक प्लोटिनस ने तर्क दिया कि जीवित प्राणी क्षय की प्रक्रिया में अनायास ही जमीन में उत्पन्न हो जाते हैं। जीवों की सहज पीढ़ी का यह विचार, जाहिरा तौर पर, हमारे दूर के पूर्वजों की कई पीढ़ियों के लिए बहुत आश्वस्त था, क्योंकि यह 17 वीं शताब्दी तक कई शताब्दियों तक बिना बदले अस्तित्व में रहा।

बी) "जीवित - जीवित से" सिद्धांत के अनुसार जीवन की उत्पत्ति का विचार।

17वीं शताब्दी में टस्कन डॉक्टर फ्रांसेस्को रेडी के प्रयोगों से पता चला कि मक्खियों के बिना सड़ते मांस में कीड़े नहीं मिलेंगे और अगर जैविक घोल को उबाला जाए तो उनमें सूक्ष्मजीव बिल्कुल भी पैदा नहीं हो सकते। और केवल 60 के दशक में। 19वीं शताब्दी के फ्रांसीसी वैज्ञानिक लुई पाश्चर ने अपने प्रयोगों में प्रदर्शित किया कि सूक्ष्मजीव कार्बनिक घोलों में केवल इसलिए दिखाई देते हैं क्योंकि रोगाणु पहले वहां पेश किए गए थे।

इस प्रकार पाश्चर के प्रयोगों का दोहरा अर्थ था -

उन्होंने जीवन की सहज पीढ़ी की अवधारणा की असंगति को सिद्ध किया।

उन्होंने इस विचार की पुष्टि की कि सभी आधुनिक जीवित चीजें जीवित चीजों से ही आती हैं।

ग) जीवन की ब्रह्मांडीय उत्पत्ति का विचार।

लगभग उसी अवधि के दौरान जब पाश्चर ने अपने प्रयोगों का प्रदर्शन किया, जर्मन वैज्ञानिक जी. रिक्टर ने अंतरिक्ष से जीवित प्राणियों को पृथ्वी पर लाने का सिद्धांत विकसित किया। उन्होंने तर्क दिया कि भ्रूण ब्रह्मांडीय धूल और उल्कापिंडों के साथ पृथ्वी पर आ सकते हैं और जीवित चीजों के विकास की शुरुआत कर सकते हैं, जिसने स्थलीय जीवन की सभी विविधता को जन्म दिया। इस अवधारणा को पैनस्पर्मिया की अवधारणा कहा जाता था। इसे जी. हेल्महोल्ट्ज़, डब्ल्यू. थॉम्पसन जैसे वैज्ञानिकों ने साझा किया, जिन्होंने वैज्ञानिक हलकों में इसके व्यापक वितरण में योगदान दिया। लेकिन उसे वैज्ञानिक प्रमाण नहीं मिला, क्योंकि आदिम जीवों या भ्रूणों को पराबैंगनी किरणों और ब्रह्मांडीय विकिरण के प्रभाव में मरना होगा।

d) A. I. Oparin की परिकल्पना।

1924 में, सोवियत वैज्ञानिक ए.आई. ओपरिन की पुस्तक "द ओरिजिन ऑफ लाइफ" प्रकाशित हुई, जहां उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से साबित किया कि जल वाष्प युक्त गैस मिश्रणों पर विद्युत आवेशों, तापीय ऊर्जा और पराबैंगनी किरणों की क्रिया के तहत कार्बनिक पदार्थों का निर्माण जैविक रूप से किया जा सकता है। अमोनिया, मीथेन, आदि। विभिन्न प्राकृतिक कारकों के प्रभाव में, हाइड्रोकार्बन के विकास ने अमीनो एसिड, न्यूक्लियाइड्स और उनके पॉलिमर का निर्माण किया, जो कि जलमंडल के प्राथमिक शोरबा में कार्बनिक पदार्थों की एकाग्रता में वृद्धि के रूप में योगदान दिया कोलाइडल प्रणालियों का गठन, तथाकथित सहसंयोजक, जो पर्यावरण से बाहर खड़े होते हैं और एक असमान आंतरिक संरचना वाले होते हैं, उन्होंने बाहरी वातावरण के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया की। विकास की रासायनिक अवधि में कार्बन यौगिकों के परिवर्तन को इसके कम करने वाले गुणों के साथ वातावरण द्वारा सुगम बनाया गया था, जो तब ऑक्सीकरण गुणों को प्राप्त करना शुरू कर दिया था, जो वर्तमान समय में वातावरण की विशेषता है।

परिकल्पना और ओपरिन ने जीवन के सरलतम रूपों की उत्पत्ति के ठोस अध्ययन में योगदान दिया। इसने पृथ्वी के कथित प्राथमिक वातावरण की स्थितियों के तहत अमीनो एसिड, न्यूक्लिक बेस, हाइड्रोकार्बन के अणुओं के निर्माण की प्रक्रियाओं के भौतिक-रासायनिक मॉडलिंग की नींव रखी।

ई) जीवन की उत्पत्ति की आधुनिक अवधारणाएं।

आज, जीवन की उत्पत्ति की समस्या का अध्ययन विभिन्न विज्ञानों के व्यापक मोर्चे द्वारा किया जा रहा है। इस अध्ययन (पदार्थ, सूचना, ऊर्जा) में जीवित प्राणी की सबसे मौलिक संपत्ति का अध्ययन और प्रचलित होने के आधार पर, जीवन की उत्पत्ति की सभी आधुनिक अवधारणाओं को सशर्त रूप से विभाजित किया जा सकता है:

जीवन की सब्सट्रेट उत्पत्ति की अवधारणा (इसका पालन ए। आई। ओपरिन के नेतृत्व में जैव रसायनविदों द्वारा किया जाता है)।

ऊर्जा उत्पत्ति की अवधारणा। इसे प्रमुख सहक्रियात्मक वैज्ञानिकों I. Prigozhin, M. Eigen द्वारा विकसित किया जा रहा है।

सूचना उत्पत्ति की अवधारणा। इसे A. N. Kolmogorov, A. A. Lyapunov, D. S. Chernavsky द्वारा विकसित किया गया था।

जीन उत्पत्ति की अवधारणा।

इस अवधारणा के लेखक अमेरिकी आनुवंशिकीविद् जी. मेलर हैं। वह स्वीकार करता है कि एक जीवित अणु जो पुनरुत्पादन में सक्षम है, अचानक, संयोग से, सरलतम पदार्थों की बातचीत के परिणामस्वरूप उत्पन्न हो सकता है। उनका मानना ​​है कि आनुवंशिकता की प्राथमिक इकाई - जीन - भी जीवन का आधार है। और एक जीन के रूप में जीवन, उनकी राय में, प्राथमिक महासागर के पानी में मौजूद परमाणु समूहों और अणुओं के एक यादृच्छिक संयोजन से उत्पन्न हुआ। लेकिन इस अवधारणा की गणितीय गणना ऐसी घटना की पूर्ण असंभवता को दर्शाती है।

एफ. एंगेल्स उन पहले लोगों में से एक थे जिन्होंने यह सुझाव दिया कि जीवन का उदय अचानक नहीं हुआ, बल्कि पदार्थ के विकासवादी विकास के एक लंबे रास्ते के दौरान हुआ था। विकासवादी विचार पदार्थ के एक जटिल, बहु-चरणीय विकास की परिकल्पना को रेखांकित करता है जो पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति से पहले हुआ था।

आधुनिक जीवविज्ञानी साबित करते हैं कि जीवन का कोई सार्वभौमिक सूत्र नहीं है (अर्थात, जो अपने सार को पूरी तरह से प्रतिबिंबित करेगा) और नहीं हो सकता है। इस तरह की समझ जीवन के सार की समझ के रूप में जैविक ज्ञान के लिए एक ऐतिहासिक दृष्टिकोण को मानती है, जिसके दौरान जीवन की उत्पत्ति की अवधारणाएं और उन रूपों के बारे में विचार जिनमें ऐसा ज्ञान संभव है, बदल जाते हैं।

जीवन के उद्भव के आधार के रूप में बायोएनेर्जी-सूचनात्मक विनिमय।

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति की नवीनतम अवधारणाओं में से एक जैव ऊर्जा-सूचना विनिमय की अवधारणा है। बायोएनेर्जी-सूचना आदान-प्रदान की अवधारणा विज्ञान के इन क्षेत्रों में नवीनतम उपलब्धियों के संबंध में बायोफिजिक्स, बायोएनेरगेटिक्स और पारिस्थितिकी के क्षेत्र में उत्पन्न हुई। बायोएनेरगोइनफॉरमैटिक्स शब्द को डॉक्टर ऑफ टेक्निकल साइंसेज द्वारा पेश किया गया था, मॉस्को स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी में प्रोफेसर वी.आई. 1989 में N. E. Bauman V. N. Volchenko, जब उन्होंने और उनके सहयोगियों ने मास्को में बायोएनेर्जी सूचना विज्ञान पर पहला अखिल-संघ सम्मेलन आयोजित किया।

बायोएनेर्जी-सूचना विनिमय के अध्ययन ने ब्रह्मांड की सूचना एकता का सुझाव देने के लिए आधार दिया, इसमें "सूचना - चेतना" जैसे पदार्थ की उपस्थिति, और न केवल पदार्थ और ऊर्जा के ज्ञात रूप।

इस अवधारणा के तत्वों में से एक ब्रह्मांड में एक सामान्य विचार, योजना की उपस्थिति है। इस परिकल्पना की पुष्टि आधुनिक खगोल भौतिकी द्वारा की जाती है, जिसके अनुसार ब्रह्मांड के मौलिक गुण, मुख्य भौतिक स्थिरांक के मूल्य और यहां तक ​​कि भौतिक नियमों के रूप भी ब्रह्मांड की संरचना से इसके सभी पैमानों पर और इसके साथ निकटता से संबंधित हैं। जीवन की संभावना।

यहाँ से बायोएनेर्जी सूचना विज्ञान की अवधारणा का दूसरा तत्व आता है - ब्रह्मांड को एक जीवित प्रणाली के रूप में माना जाना चाहिए। और जीवित प्रणालियों में, पदार्थ और ऊर्जा के साथ-साथ चेतना (सूचना) के कारक को एक बहुत ही महत्वपूर्ण स्थान पर कब्जा करना चाहिए। इस प्रकार, हम ब्रह्मांड की त्रिमूर्ति की आवश्यकता के बारे में बात कर सकते हैं: पदार्थ, ऊर्जा और सूचना।

अध्याय 3. पृथ्वी पर जीवन कैसे प्रकट हुआ।

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति की आधुनिक अवधारणा प्राकृतिक विज्ञानों के व्यापक संश्लेषण का परिणाम है, विभिन्न विशिष्टताओं के शोधकर्ताओं द्वारा सामने रखे गए कई सिद्धांत और परिकल्पनाएं।

पृथ्वी पर जीवन के उद्भव के लिए प्राथमिक वातावरण (ग्रह का) महत्वपूर्ण है। पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण में मीथेन, अमोनिया, जल वाष्प और हाइड्रोजन शामिल थे। यह इन गैसों के विद्युत आवेशों और पराबैंगनी विकिरण के मिश्रण पर कार्य करके था कि वैज्ञानिकों ने जटिल कार्बनिक पदार्थ प्राप्त करने में कामयाबी हासिल की जो जीवित प्रोटीन बनाते हैं। जीवित चीजों के प्राथमिक "बिल्डिंग ब्लॉक्स" कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन जैसे रासायनिक तत्व हैं। वजन के हिसाब से एक जीवित कोशिका में 70 प्रतिशत ऑक्सीजन, 17 प्रतिशत कार्बन, 10 प्रतिशत हाइड्रोजन, 3 प्रतिशत नाइट्रोजन, इसके बाद फास्फोरस, पोटेशियम, क्लोरीन, सल्फर, कैल्शियम, सोडियम, मैग्नीशियम और लोहा होता है। तो, जीवन के उद्भव की ओर पहला कदम अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थों का निर्माण है। यह रासायनिक "कच्चे माल" की उपस्थिति से जुड़ा हुआ है, जिसका संश्लेषण एक निश्चित विकिरण, दबाव, तापमान, आर्द्रता पर हो सकता है। सबसे सरल जीवित जीवों का उद्भव एक लंबे रासायनिक विकास से पहले हुआ था। यौगिकों की अपेक्षाकृत कम संख्या से (प्राकृतिक चयन के परिणामस्वरूप), जीवन के लिए उपयुक्त गुणों वाले पदार्थ उत्पन्न हुए। कार्बन के आधार पर उत्पन्न होने वाले यौगिकों ने जलमंडल का "प्राथमिक सूप" बनाया। वैज्ञानिकों के अनुसार नाइट्रोजन और कार्बन युक्त पदार्थ पृथ्वी की पिघली हुई गहराई में उत्पन्न हुए और ज्वालामुखीय गतिविधि के दौरान सतह पर लाए गए। यौगिकों के उद्भव में दूसरा चरण पृथ्वी के प्राथमिक महासागर में क्रमबद्ध जटिल पदार्थों के उद्भव से जुड़ा है - बायोपॉलिमर: न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन। बायोपॉलिमर का निर्माण कैसे हुआ?

यदि हम मान लें कि इस अवधि के दौरान सभी कार्बनिक यौगिक पृथ्वी के प्राथमिक महासागर में थे, तो अधिक जटिल कार्बनिक यौगिक एक पतली फिल्म के रूप में और सूर्य द्वारा गर्म किए गए उथले पानी में समुद्र की सतह पर बन सकते हैं। एक ऑक्सीजन मुक्त वातावरण ने अकार्बनिक यौगिकों से पॉलिमर के संश्लेषण की सुविधा प्रदान की। ऑक्सीजन, सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में, उभरते अणुओं को नष्ट कर देगा। अपेक्षाकृत सरल कार्बनिक यौगिक बड़े जैविक अणुओं में संयोजित होने लगे। एंजाइमों का निर्माण हुआ - प्रोटीन पदार्थ-उत्प्रेरक जो अणुओं के निर्माण या विघटन में योगदान करते हैं। एंजाइमों की गतिविधि के परिणामस्वरूप, सबसे महत्वपूर्ण "जीवन के प्राथमिक तत्व" उत्पन्न हुए - न्यूक्लिक एसिड, जटिल बहुलक पदार्थ (मोनोमर्स से मिलकर)। न्यूक्लिक कोशिकाओं में मोनोमर्स को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि वे कुछ जानकारी ले जाते हैं, एक कोड जो प्रोटीन में शामिल प्रत्येक एमिनो एसिड तीन न्यूक्लियोटाइड के एक निश्चित सेट से मेल खाता है, तथाकथित न्यूक्लिक एसिड ट्रिपलेट। न्यूक्लिक एसिड के आधार पर, प्रोटीन पहले से ही बनाया जा सकता है और बाहरी वातावरण के साथ पदार्थ और ऊर्जा का आदान-प्रदान हो सकता है। न्यूक्लिक एसिड के सहजीवन ने "आणविक आनुवंशिक नियंत्रण प्रणाली" का गठन किया।

यह चरण, जाहिरा तौर पर, प्रारंभिक बिंदु था, पृथ्वी पर जीवन के उद्भव में एक महत्वपूर्ण मोड़। न्यूक्लिक एसिड के अणुओं ने अपनी तरह के स्व-प्रजनन के गुणों को हासिल कर लिया, प्रोटीन पदार्थों के निर्माण की प्रक्रिया को नियंत्रित करना शुरू कर दिया। सभी जीवित चीजों की उत्पत्ति डीएनए से आरएनए में रिवर्टेज और मैट्रिक्स संश्लेषण थे, डीएनए में आरएनए आणविक प्रणाली का विकास। इस प्रकार "जीवमंडल का जीनोम" उत्पन्न हुआ।

गर्मी और ठंड, बिजली, पराबैंगनी प्रतिक्रिया, वायुमंडलीय विद्युत आवेश, हवा और पानी के जेट के झोंके - यह सब जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की शुरुआत या क्षीणन, उनके पाठ्यक्रम की प्रकृति, जीन "फट" प्रदान करता है। जैव रासायनिक चरण के अंत तक, झिल्ली के रूप में ऐसी संरचनात्मक संरचनाएं दिखाई दीं, जो बाहरी वातावरण से कार्बनिक पदार्थों के मिश्रण का परिसीमन करती हैं।

झिल्ली ने सभी जीवित कोशिकाओं के निर्माण में एक प्रमुख भूमिका निभाई है। सभी पौधों और जानवरों के शरीर जीवन की मूल इकाइयों - कोशिकाओं से बने होते हैं। कोशिका की जीवित सामग्री प्रोटोप्लाज्म है। आधुनिक वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि पृथ्वी पर पहले जीव एकल-कोशिका वाले प्रोकैरियोट्स थे - एक नाभिक से रहित जीव ("कैरियो" - ग्रीक "नाभिक" से अनुवादित)। अपनी संरचना में, वे अब बैक्टीरिया या नीले-हरे शैवाल से मिलते जुलते हैं।

पहले "जीवित" अणुओं, प्रोकैरियोट्स के अस्तित्व के लिए, यह आवश्यक है, जैसा कि सभी जीवित चीजों के लिए, बाहर से ऊर्जा का प्रवाह होता है। प्रत्येक कोशिका एक छोटा "ऊर्जा स्टेशन" है। एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड और फास्फोरस युक्त अन्य यौगिक कोशिकाओं के लिए ऊर्जा के प्रत्यक्ष स्रोत के रूप में काम करते हैं। कोशिकाओं को भोजन से ऊर्जा प्राप्त होती है, वे न केवल खर्च करने में सक्षम होते हैं, बल्कि ऊर्जा को स्टोर करने में भी सक्षम होते हैं।

चर्चा का विषय यह सवाल है कि क्या पृथ्वी पर सबसे पहले एक ही प्रकार के जीव उत्पन्न हुए या उनमें से एक बड़ी विविधता दिखाई दी। यह माना जाता है कि जीवित प्रोटोप्लाज्म के पहले गांठों में से कई उत्पन्न हुए।

लगभग 2 अरब साल पहले, जीवित कोशिकाओं में एक नाभिक दिखाई दिया। प्रोकैरियोट्स से, यूकेरियोट्स उत्पन्न हुए - एक नाभिक के साथ एकल-कोशिका वाले जीव। पृथ्वी पर इनकी 25-30 प्रजातियां हैं। उनमें से सबसे सरल अमीबा हैं। यूकेरियोट्स में, कोशिका में एक सजाया हुआ नाभिक होता है जिसमें प्रोटीन संश्लेषण के लिए कोड होता है। लगभग इस समय तक, एक पौधे या पशु जीवन शैली का "पसंद" था। इन जीवन शैली के बीच मुख्य अंतर पोषण के तरीके से जुड़ा है, पृथ्वी पर जीवन के लिए प्रकाश संश्लेषण जैसी महत्वपूर्ण प्रक्रिया के उद्भव के साथ। प्रकाश संश्लेषण ऊर्जा और प्रकाश का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से शर्करा जैसे कार्बनिक पदार्थों का निर्माण है। प्रकाश संश्लेषण के कारण पौधे कार्बनिक पदार्थ उत्पन्न करते हैं, जिससे पौधों के द्रव्यमान में वृद्धि होती है।

निष्कर्ष।

पिछले दस वर्षों में, जीवन की उत्पत्ति को समझने में काफी प्रगति हुई है। यह आशा की जानी बाकी है कि अगला दशक और भी अधिक लाएगा: कई क्षेत्रों में नए शोध बहुत सक्रिय हैं।

लेकिन, ठीक है, विकास का सिद्धांत मनुष्य और आसपास के वन्यजीवों के बीच संबंधों के लिए इष्टतम रणनीति को समझना संभव बनाता है, और हमें नियंत्रित विकास के सिद्धांतों को विकसित करने के सवाल को उठाने की अनुमति देता है। इस तरह के नियंत्रित विकास के अलग-अलग तत्व आज पहले से ही दिखाई दे रहे हैं, उदाहरण के लिए, न केवल व्यावसायिक उपयोग के प्रयासों में, बल्कि जानवरों और पौधों की व्यक्तिगत प्रजातियों के विकास के आर्थिक प्रबंधन के लिए।

पर्यावरण संरक्षण के लिए विकासवादी प्रक्रियाओं का अध्ययन महत्वपूर्ण है। प्रकृति पर आक्रमण करने वाले मनुष्य ने अभी तक अपने हस्तक्षेप के अवांछनीय परिणामों की भविष्यवाणी करना और उन्हें रोकना नहीं सीखा है। एक व्यक्ति कीटों को नियंत्रित करने के लिए हेक्साक्लोरन, पारा की तैयारी और कई अन्य जहरीले पदार्थों का उपयोग करता है। यह तुरंत प्रकृति की विकासवादी "प्रतिक्रिया" की ओर जाता है - कीड़ों की कीटनाशक-प्रतिरोधी दौड़ का उद्भव, "सुपरराट्स", एंटीकोआगुलंट्स के लिए प्रतिरोधी, आदि।

अक्सर औद्योगिक प्रदूषण उतना ही विनाशकारी होता है। लाखों टन वाशिंग पाउडर, अपशिष्ट जल में गिरते हैं, उच्च जीवों को मारते हैं और साइनाइड और कुछ सूक्ष्मजीवों के अभूतपूर्व विकास का कारण बनते हैं। इन मामलों में विकास बदसूरत रूप लेता है, और यह संभव है कि भविष्य में मानवता को औद्योगिक प्रदूषण सूक्ष्मजीवों, बैक्टीरिया और साइनाइड के कुछ सुपर-प्रतिरोधी से अप्रत्याशित "विकासवादी खतरे" का सामना करना पड़ेगा जो हमारे ग्रह के चेहरे को अवांछित रूप से बदल सकते हैं। दिशा।

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बेजान पहाड़, चट्टानें और पानी, आकाश में एक विशाल चंद्रमा और उल्कापिंडों की लगातार बमबारी - 4 अरब साल पहले पृथ्वी का सबसे संभावित परिदृश्य

क्या अंतरिक्ष में अकार्बनिक पदार्थ से जीवन की उत्पत्ति हुई या पृथ्वी पर इसकी उत्पत्ति हुई? जीवन की उत्पत्ति की समस्या में रुचि रखने वाले शोधकर्ता के सामने यह दुविधा अनिवार्य रूप से आती है। अभी तक कोई भी दो परिकल्पनाओं में से किसी एक की सत्यता को सिद्ध करने में सक्षम नहीं है, जैसे कि, हालांकि, समाधान के तीसरे तरीके के साथ आना संभव नहीं है।

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के बारे में पहली परिकल्पना पुरानी है, इसकी संपत्ति में यूरोपीय विज्ञान के ठोस आंकड़े हैं: जी। हेल्महोल्ट्ज़, एल। पाश्चर, एस। अरहेनियस, वी। वर्नाडस्की, एफ। क्रिक। जीवित पदार्थ की जटिलता, ग्रह पर इसकी सहज पीढ़ी की कम संभावना, साथ ही साथ निर्जीव पदार्थ से जीवित पदार्थ को संश्लेषित करने में प्रयोगकर्ताओं की विफलता, वैज्ञानिकों को इस दृष्टिकोण के अनुयायियों के शिविर में ले जाती है। पृथ्वी पर जीवन कैसे पहुंचा, इस पर कई भिन्नताएं हैं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध पैनस्पर्मिया सिद्धांत है। उनके अनुसार, जीवन अंतरतारकीय अंतरिक्ष में व्यापक है, लेकिन चूंकि विकास के लिए कोई स्थिति नहीं है, जीवित पदार्थ शुक्राणु, या बीजाणुओं में बदल जाता है, और इस प्रकार अंतरिक्ष के माध्यम से चलता है। अरबों साल पहले, धूमकेतु पृथ्वी पर शुक्राणु लाए थे, जहां उनके प्रकटीकरण के लिए अनुकूल वातावरण बनाया गया था।

शुक्राणु छोटे भ्रूण होते हैं जो बड़े तापमान में उतार-चढ़ाव, ब्रह्मांडीय विकिरण और अन्य पर्यावरणीय कारकों का सामना कर सकते हैं जो जीवित चीजों के लिए हानिकारक हैं। जैसा कि अंग्रेजी खगोलशास्त्री एफ। हॉयल ने सुझाव दिया था, इंटरस्टेलर धूल के कण, जिनमें ग्रेफाइट शेल में बैक्टीरिया हो सकते हैं, शुक्राणु की भूमिका के लिए उपयुक्त हैं। आज तक अंतरिक्ष में कोई शुक्राणु नहीं मिला है। लेकिन अगर वे मिल भी जाते तो ऐसी अद्भुत खोज जीवन की उत्पत्ति की समस्या को हमारे ग्रह से दूसरी जगह स्थानांतरित कर देती। और हम इस सवाल से नहीं बचते होंगे कि शुक्राणु पृथ्वी पर कहां पहुंचे और उनकी उत्पत्ति कैसे हुई। दुविधा का दूसरा भाग - अकार्बनिक पदार्थ से जीवन कैसे उत्पन्न हुआ - इतना रोमांटिक नहीं है, क्योंकि यह भौतिकी और रसायन विज्ञान के नियमों पर निर्भर करता है। यह संकीर्ण, यंत्रवत दृष्टिकोण, जिसे अबियोजेनेसिस का सिद्धांत कहा जाता है, कई विशेषज्ञों के प्रयासों को शामिल करता है। शायद इसकी विशिष्टता के कारण, यह दृष्टिकोण उपयोगी साबित हुआ है और आधी सदी के दौरान जैव रसायन, विकासवादी जीव विज्ञान और ब्रह्मांड विज्ञान के पूरे वर्गों को उन्नत किया है।

वैज्ञानिकों के अनुसार, जीवित कोशिका का संश्लेषण दूर नहीं है, यह तकनीक की बात है और समय की बात है। लेकिन क्या टेस्ट-ट्यूब-बॉर्न सेल इस सवाल का जवाब होगी कि पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत कैसे हुई? संभावना नहीं है। सिंथेटिक सेल केवल यह साबित करेगा कि अबियोजेनेसिस किसी तरह संभव है। लेकिन 4 अरब साल पहले पृथ्वी पर चीजें अलग तरह से हो सकती थीं। उदाहरण के लिए, हाँ। पृथ्वी की सतह 4.5 अरब साल पहले ठंडी हुई थी। वातावरण पतला था, और धूमकेतु सक्रिय रूप से पृथ्वी पर बमबारी कर रहे थे, बहुतायत में जीवों को वितरित कर रहे थे। ज्वालामुखियों द्वारा गर्म किए गए उथले गर्म जलाशयों में बसे अलौकिक पदार्थ: तल पर लावा डाला गया, द्वीप बढ़े, गर्म झरने - फ्यूमरोल - हरा। उस समय के महाद्वीप उतने मजबूत और बड़े नहीं थे जितने अब हैं, वे आसानी से पृथ्वी की पपड़ी के साथ चले गए, जुड़े और विघटित हो गए।

चंद्रमा करीब था, पृथ्वी तेजी से घूम रही थी, दिन छोटे थे, ज्वार अधिक थे, और तूफान अधिक गंभीर थे। इसके ऊपर सभी फैले हुए स्टील के रंग के आसमान, धूल भरी आंधी, ज्वालामुखी की राख के बादल, और उल्कापिंडों के प्रभाव से फटे चट्टान के टुकड़े। नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प से भरपूर वातावरण धीरे-धीरे विकसित हुआ। ग्रीनहाउस गैसों की प्रचुरता ने ग्लोबल वार्मिंग का कारण बना दिया है। ऐसी विषम परिस्थितियों में, जीवित पदार्थ का संश्लेषण हुआ। क्या यह एक चमत्कार था, एक दुर्घटना जो ब्रह्मांड के विकास के बावजूद हुई थी, या यह एकमात्र तरीका है जिससे जीवन प्रकट हो सकता है? पहले से ही प्रारंभिक अवस्था में, जीवित पदार्थ की मुख्य विशेषताओं में से एक स्वयं प्रकट हुई - पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूलता। प्रारंभिक वातावरण में थोड़ी मुक्त ऑक्सीजन थी, ओजोन की कमी थी, और पृथ्वी पराबैंगनी किरणों से नहाया हुआ था जो जीवन के लिए घातक हैं। तो ग्रह निर्जन रहेगा यदि कोशिकाओं ने पराबैंगनी विकिरण से बचाने के लिए एक तंत्र का आविष्कार नहीं किया होता। समग्र रूप से जीवन के उद्भव के लिए यह परिदृश्य डार्विन द्वारा प्रस्तावित परिदृश्य से भिन्न नहीं है। नए विवरण जोड़े गए - उन्होंने सबसे प्राचीन चट्टानों का अध्ययन करके और प्रयोग करके कुछ सीखा, उन्होंने कुछ अनुमान लगाया। जबकि सबसे उचित, यह परिदृश्य सबसे विवादास्पद भी है। वैज्ञानिक हर बिंदु पर लड़ रहे हैं, कई विकल्प पेश कर रहे हैं। शंकाएं शुरू से ही उठती हैं: प्राथमिक कार्बनिक पदार्थ कहां से आया, क्या यह पृथ्वी पर संश्लेषित हुआ या आकाश से गिरा?

क्रांतिकारी विचार

एबियोजेनेसिस की वैज्ञानिक नींव, या निर्जीव चीजों से जीवित चीजों की उत्पत्ति, रूसी जैव रसायनज्ञ ए.आई. ओपेरिन। 1924 में, एक 30 वर्षीय वैज्ञानिक के रूप में, ओपरिन ने "द ओरिजिन ऑफ लाइफ" लेख प्रकाशित किया, जिसमें उनके सहयोगियों के अनुसार, "एक बौद्धिक क्रांति के बीज समाहित थे।" 1938 में अंग्रेजी में ओपरिन की पुस्तक का प्रकाशन एक सनसनी बन गया और जीवन की समस्या के लिए महत्वपूर्ण पश्चिमी बौद्धिक संसाधनों को आकर्षित किया। 1953 में, शिकागो विश्वविद्यालय के स्नातक छात्र एस. मिलर ने एबोजेनिक संश्लेषण पर एक सफल प्रयोग किया। उन्होंने एक प्रयोगशाला टेस्ट ट्यूब में प्रारंभिक पृथ्वी की स्थितियों का निर्माण किया और एक रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप अमीनो एसिड का एक सेट प्राप्त किया। इस प्रकार, ओपरिन के सिद्धांत को प्रायोगिक पुष्टि प्राप्त होने लगी।

ओपेरिन और पुजारी

सहयोगियों के संस्मरणों के अनुसार, शिक्षाविद ए.आई. ओपेरिन एक आश्वस्त भौतिकवादी और नास्तिक थे। इसकी पुष्टि उनके एबियोजेनेसिस के सिद्धांत से होती है, जो ऐसा प्रतीत होता है, जीवन के रहस्यों की अलौकिक व्याख्या की कोई उम्मीद नहीं छोड़ता है। फिर भी, वैज्ञानिक के विचारों और व्यक्तित्व ने पूरी तरह से विपरीत विश्वदृष्टि के लोगों को उनकी ओर आकर्षित किया। वैज्ञानिक और शैक्षिक कार्यों में लगे रहने, शांतिवादी आंदोलन में भाग लेने के कारण, उन्होंने बहुत सारी विदेश यात्राएँ कीं। एक बार, 1950 के दशक में, ओपेरिन ने जीवन की उत्पत्ति की समस्या पर इटली में व्याख्यान दिया था। रिपोर्ट के बाद, उन्हें बताया गया कि वेटिकन के पोंटिफिकल एकेडमी ऑफ साइंसेज के अध्यक्ष के अलावा कोई भी उनसे मिलना नहीं चाहता था। अलेक्जेंडर इवानोविच, एक सोवियत व्यक्ति होने के नाते और यूएसएसआर के प्रति विदेशी बुद्धिजीवियों के पक्षपाती रवैये को अच्छी तरह से जानते हुए, कैथोलिक चर्च के प्रतिनिधि से कुछ भी अच्छा होने की उम्मीद नहीं थी, शायद किसी तरह की उत्तेजना। फिर भी, परिचित हुआ। रेवरेंड सिग्नोर ने ओपेरिन से हाथ मिलाया, व्याख्यान के लिए उन्हें धन्यवाद दिया, और कहा: "प्रोफेसर, मैं इस बात से प्रसन्न हूं कि आपने कितनी खूबसूरती से ईश्वर की भविष्यवाणी को प्रकट किया है!"

जीवन की संभावना

जीवोत्पत्ति का सिद्धांत बताता है कि जीवन की उत्पत्ति पदार्थ के विकास के एक निश्चित चरण में हुई है। ब्रह्मांड और पहले कणों के निर्माण के बाद से, पदार्थ निरंतर परिवर्तन के मार्ग पर चल पड़ा है। पहले परमाणु और अणु उत्पन्न हुए, फिर तारे और धूल दिखाई दिए, उससे ग्रह प्रकट हुए और ग्रहों पर जीवन का जन्म हुआ। जीवित निर्जीव से उत्पन्न होता है, किसी उच्च नियम का पालन करता है, जिसका सार अभी भी हमारे लिए अज्ञात है। पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति नहीं हो सकती थी, जहाँ उपयुक्त परिस्थितियाँ हों। बेशक, इस आध्यात्मिक सामान्यीकरण का खंडन करना असंभव है, लेकिन संदेह के बीज अंकुरित हो गए हैं। तथ्य यह है कि जीवन के संश्लेषण के लिए आवश्यक शर्तें बहुत अधिक हैं, जो अक्सर तथ्यों और एक दूसरे के विपरीत होती हैं। उदाहरण के लिए, इस बात का कोई सबूत नहीं है कि प्रारंभिक पृथ्वी में एक कम करने वाला वातावरण था। यह स्पष्ट नहीं है कि आनुवंशिक कोड की उत्पत्ति कैसे हुई। इसकी जटिलता के साथ एक जीवित कोशिका की संरचना और उसके कार्यों को आश्चर्यचकित करता है। जीवन की उत्पत्ति की संभावना क्या है? यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं।

प्रोटीन में केवल तथाकथित "बाएं" अमीनो एसिड होते हैं, अर्थात्, असममित अणु जो उनके माध्यम से बाईं ओर गुजरने वाले प्रकाश के ध्रुवीकरण को घुमाते हैं। प्रोटीन निर्माण में केवल बाएं हाथ के अमीनो एसिड का उपयोग क्यों किया जाता है यह अज्ञात है। हो सकता है कि यह संयोग से हुआ हो और ब्रह्मांड में कहीं न कहीं ऐसे जीव हैं, जिनमें सही अमीनो एसिड होते हैं। सबसे अधिक संभावना है, प्राथमिक शोरबा में, जहां प्रारंभिक प्रोटीन का संश्लेषण हुआ था, समान रूप से बाएं और दाएं अमीनो एसिड थे। और केवल वास्तव में जीवित "बाएं" संरचना की उपस्थिति ने इस समरूपता को तोड़ दिया और एमिनो एसिड के बायोजेनिक संश्लेषण "बाएं" पथ के साथ चले गए।

फ्रेड हॉयल ने अपनी पुस्तक "इवोल्यूशन फ्रॉम स्पेस" में जो गणना की है, वह प्रभावशाली है। 200 अमीनो एसिड के 2,000 सेल एंजाइमों को बेतरतीब ढंग से उत्पन्न करने की संभावना 10 - 4,000 है - एक बेतुका छोटी संख्या, भले ही संपूर्ण ब्रह्मांड जैविक सूप हो।

300 अमीनो एसिड से युक्त एक प्रोटीन को संश्लेषित करने की संभावना 2×10 390 में एक मौका है। फिर से, बहुत कम। यदि हम एक प्रोटीन में अमीनो एसिड की संख्या को घटाकर 20 कर दें, तो ऐसे प्रोटीन के संश्लेषण के लिए संभावित संयोजनों की संख्या 1018 होगी - केवल परिमाण का एक क्रम जो 4.5 बिलियन वर्षों में सेकंड की संख्या से अधिक है। यह देखना आसान है कि विकास के पास सभी विकल्पों को छांटने और सबसे अच्छा चुनने का समय नहीं था। यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि प्रोटीन में अमीनो एसिड कुछ अनुक्रमों में जुड़े हुए हैं, और बेतरतीब ढंग से नहीं, तो प्रोटीन अणु के संश्लेषण की संभावना वैसी ही होगी जैसे कि एक बंदर ने शेक्सपियर की त्रासदियों में से एक को बेतरतीब ढंग से मुद्रित किया, यानी लगभग शून्य।

वैज्ञानिकों ने गणना की कि सबसे सरल प्रोटीन कोडिंग चक्र में शामिल डीएनए अणु में एक निश्चित क्रम में 600 न्यूक्लियोटाइड शामिल होने चाहिए। ऐसे डीएनए के यादृच्छिक संश्लेषण की संभावना 10-400 है, दूसरे शब्दों में, इसके लिए 10,400 प्रयासों की आवश्यकता होगी।

सभी वैज्ञानिक ऐसी संभाव्यता गणनाओं से सहमत नहीं हैं। वे बताते हैं कि संयोजनों के यादृच्छिक चयन द्वारा प्रोटीन संश्लेषण की संभावनाओं की गणना करना गलत है, क्योंकि अणुओं की प्राथमिकताएं होती हैं, और कुछ रासायनिक बंधन हमेशा दूसरों की तुलना में अधिक होते हैं। ऑस्ट्रेलियाई बायोकेमिस्ट इयान मुस्ग्रेव के अनुसार, एबियोजेनेसिस की संभावना की गणना करना आम तौर पर व्यर्थ है। सबसे पहले, मोनोमर्स से पॉलिमर का निर्माण आकस्मिक नहीं है, लेकिन भौतिकी और रसायन विज्ञान के नियमों का पालन करता है। दूसरे, आधुनिक प्रोटीन, डीएनए या आरएनए अणुओं के निर्माण की गणना करना गलत है क्योंकि वे पहले जीवित प्रणालियों का हिस्सा नहीं थे। शायद आज मौजूद जीवों की संरचना में पिछले समय का कुछ भी नहीं बचा है। अब यह माना जाता है कि पहले जीव छोटे अणुओं की बहुत ही सरल प्रणाली थे, जिसमें केवल 30-40 मोनोमर होते थे। जीवन बहुत ही सरल जीवों के साथ शुरू हुआ, धीरे-धीरे डिजाइन को जटिल बना दिया। प्रकृति ने तुरंत बोइंग 747 बनाने की कोशिश तक नहीं की। तीसरा, कम संभावना से डरो मत। लाख करोड़ में एक मौका? और तो क्या, क्योंकि यह पहली कोशिश में बाहर हो सकता है।

जीवन क्या है

जीवन की परिभाषा की खोज में दार्शनिक अकेले नहीं हैं। बायोकेमिस्ट्स को यह समझने के लिए ऐसी परिभाषा आवश्यक है: टेस्ट ट्यूब में क्या हुआ - जीवित या निर्जीव? जीवाश्म विज्ञानी जो जीवन की शुरुआत की तलाश में सबसे पुरानी चट्टानों का अध्ययन करते हैं। एक्सोबायोलॉजिस्ट अलौकिक मूल के जीवों की तलाश कर रहे हैं। जीवन को परिभाषित करना आसान नहीं है। ग्रेट सोवियत इनसाइक्लोपीडिया के शब्दों में, "जीवित और निर्जीव वस्तुओं के बीच एक कड़ाई से वैज्ञानिक भेद कुछ कठिनाइयों का सामना करता है।" दरअसल, केवल एक जीवित जीव के लिए क्या विशेषता है? शायद बाहरी संकेतों का एक सेट? कुछ सफेद, मुलायम, हिलने-डुलने वाली, आवाज करने वाली। पौधे, रोगाणु और कई अन्य जीव इस आदिम परिभाषा में नहीं आते हैं, क्योंकि वे चुप हैं और हिलते नहीं हैं। आप रासायनिक दृष्टिकोण से जीवन को जटिल कार्बनिक यौगिकों से युक्त पदार्थ मान सकते हैं: अमीनो एसिड, प्रोटीन, वसा। लेकिन फिर इन यौगिकों के एक साधारण यांत्रिक मिश्रण को जीवित माना जाना चाहिए, जो सच नहीं है। एक बेहतर परिभाषा, जिस पर व्यापक वैज्ञानिक सहमति है, जीवित प्रणालियों के अद्वितीय कार्यों से संबंधित है।

पुनरुत्पादन की क्षमता, जब वंशानुगत जानकारी की एक सटीक प्रतिलिपि वंशजों को प्रेषित की जाती है, सभी सांसारिक जीवन में निहित है, और यहां तक ​​​​कि इसका सबसे छोटा कण - एक कोशिका। इसलिए कोशिका को जीवन के मापन की इकाई के रूप में लिया जाता है। कोशिकाओं के घटक: प्रोटीन, अमीनो एसिड, एंजाइम - अलग से लिए गए, जीवित नहीं रहेंगे। इससे यह महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकलता है कि इन पदार्थों के संश्लेषण पर सफल प्रयोगों को जीवन की उत्पत्ति के प्रश्न का उत्तर नहीं माना जा सकता है। इस क्षेत्र में क्रांति तभी होगी जब यह स्पष्ट हो जाएगा कि पूरी कोशिका कैसे अस्तित्व में आई। निस्संदेह, रहस्य के खोजकर्ताओं को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया जाएगा। प्रजनन के कार्य के अलावा, जीवित कहे जाने के लिए सिस्टम के कई आवश्यक, लेकिन अपर्याप्त गुण हैं। एक जीवित जीव आनुवंशिक स्तर पर पर्यावरणीय परिवर्तनों के अनुकूल हो सकता है। यह अस्तित्व के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। परिवर्तनशीलता के लिए धन्यवाद, प्रारंभिक पृथ्वी पर, आपदाओं के दौरान और गंभीर हिमयुग के दौरान जीवन बच गया।

एक जीवित प्रणाली की एक महत्वपूर्ण संपत्ति उत्प्रेरक गतिविधि है, अर्थात केवल कुछ प्रतिक्रियाओं को करने की क्षमता। चयापचय इस संपत्ति पर आधारित है - पर्यावरण से आवश्यक पदार्थों का चुनाव, उनका प्रसंस्करण और आगे के जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करना। चयापचय योजना, जो एक जीवित एल्गोरिथम से ज्यादा कुछ नहीं है, कोशिका के आनुवंशिक कोड में कड़ी मेहनत की जाती है और आनुवंशिकता के तंत्र के माध्यम से वंशजों को प्रेषित की जाती है। रसायनज्ञ उत्प्रेरक गतिविधि के साथ कई प्रणालियों को जानते हैं, जो, हालांकि, पुन: उत्पन्न नहीं कर सकते हैं, और इसलिए उन्हें जीवित नहीं माना जा सकता है।

निर्णायक प्रयोग

ऐसी कोई आशा नहीं है कि एक दिन रासायनिक तत्वों के परमाणुओं से कोशिका अपने आप निकली हो। यह एक अविश्वसनीय विकल्प है। एक साधारण जीवाणु कोशिका में सैकड़ों जीन, हजारों प्रोटीन और विभिन्न अणु होते हैं। फ्रेड हॉयल ने मजाक में कहा कि एक सेल का संश्लेषण उतना ही अविश्वसनीय है जितना कि एक तूफान में बोइंग की असेंबली जो एक कबाड़ के ऊपर बह गई। और फिर भी, बोइंग मौजूद है, जिसका अर्थ है कि यह किसी तरह "इकट्ठे" या बल्कि "स्व-इकट्ठे" था। वर्तमान विचारों के अनुसार, बोइंग की "सेल्फ-असेंबली" 4.5 अरब साल पहले शुरू हुई थी, प्रक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ी और एक अरब वर्षों के लिए समय के साथ बढ़ा दी गई। द्वारा कम से कम 3.5 अरब साल पहले, पृथ्वी पर एक जीवित कोशिका पहले से मौजूद थी।

निर्जीव चीजों से जीवित चीजों के संश्लेषण के लिए, प्रारंभिक चरण में, सरल कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिकों को ग्रह के वायुमंडल और जल निकायों में मौजूद होना चाहिए: सी, सी 2, सी 3, सीएच, सीएन, सीओ, सीएस एचसीएन, सीएच 3 सीएच, एनएच, ओ, ओएच, एच 2 ओ, एस। स्टेनली मिलर ने एबोजेनिक संश्लेषण, मिश्रित हाइड्रोजन, मीथेन, अमोनिया और जल वाष्प पर अपने प्रसिद्ध प्रयोगों में, फिर विद्युत निर्वहन के माध्यम से गर्म मिश्रण को पारित किया और ठंडा किया यह। एक हफ्ते बाद, फ्लास्क में एक भूरे रंग का तरल बनता है जिसमें ग्लाइसिन, ऐलेनिन और एसपारटिक एसिड सहित सात अमीनो एसिड होते हैं, जो सेलुलर प्रोटीन का हिस्सा होते हैं। मिलर के प्रयोग से पता चला कि प्रीबायोलॉजिकल ऑर्गेनिक्स कैसे बन सकते हैं - ऐसे पदार्थ जो अधिक जटिल सेल घटकों के संश्लेषण में शामिल होते हैं। तब से, जीवविज्ञानी गंभीर समस्या के बावजूद, इस मुद्दे को हल करने पर विचार करते हैं। तथ्य यह है कि अमीनो एसिड का एबोजेनिक संश्लेषण केवल कम करने की स्थिति में होता है, यही वजह है कि ओपरिन ने प्रारंभिक पृथ्वी के वातावरण को मीथेन-अमोनिया माना। लेकिन भूवैज्ञानिक इस निष्कर्ष से सहमत नहीं हैं।

प्रारंभिक वातावरण की समस्या

विशेषज्ञों का कहना है कि मीथेन और अमोनिया पृथ्वी पर कहीं से भी बड़ी मात्रा में नहीं आते हैं। इसके अलावा, ये यौगिक बहुत अस्थिर हैं और सूरज की रोशनी से नष्ट हो जाते हैं, मीथेन-अमोनिया वातावरण मौजूद नहीं हो सकता है, भले ही इन गैसों को ग्रह के आंतों से छोड़ा गया हो। भूवैज्ञानिकों के अनुसार, 4.5 अरब साल पहले पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन का प्रभुत्व था, जो रासायनिक रूप से एक तटस्थ वातावरण बनाता है। इसका प्रमाण सबसे पुरानी चट्टानों की संरचना से है, जो उस समय मेंटल से गल गई थीं। 3.9 अरब साल पुरानी ग्रह की सबसे पुरानी चट्टानें ग्रीनलैंड में पाई गईं। ये तथाकथित ग्रे गनीस हैं - मध्यम संरचना की अत्यधिक परिवर्तित आग्नेय चट्टानें। इन चट्टानों में परिवर्तन लाखों वर्षों तक मेंटल के कार्बन डाइऑक्साइड तरल पदार्थ के प्रभाव में चला, जिसने एक साथ वातावरण को संतृप्त किया। ऐसी परिस्थितियों में, एबोजेनिक संश्लेषण असंभव है।

शिक्षाविद ई.एम. गैलीमोव, इंस्टीट्यूट ऑफ जियोकेमिस्ट्री एंड एनालिटिकल केमिस्ट्री के निदेशक। में और। वर्नाडस्की आरएएस। उन्होंने गणना की कि ग्रह के गठन के पहले 50-100 मिलियन वर्षों में, पृथ्वी की पपड़ी बहुत पहले उठी थी, और मुख्य रूप से धातु थी। ऐसे मामले में, मेंटल ने वास्तव में कम करने की स्थिति बनाने के लिए पर्याप्त मात्रा में मीथेन और अमोनिया जारी किया होगा। अमेरिकी वैज्ञानिकों के. सागन और के. चाईबा ने मीथेन वातावरण को विनाश से आत्मरक्षा के लिए एक तंत्र का प्रस्ताव दिया। उनकी योजना के अनुसार, पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के तहत मीथेन के अपघटन से ऊपरी वायुमंडल में कार्बनिक कणों से एक एरोसोल का निर्माण हो सकता है। इन कणों ने सौर विकिरण को अवशोषित किया और ग्रह के घटते पर्यावरण की रक्षा की। सच है, यह तंत्र मंगल के लिए विकसित किया गया था, लेकिन यह प्रारंभिक पृथ्वी पर लागू होता है।

प्रीबायोलॉजिकल ऑर्गेनिक्स के निर्माण के लिए उपयुक्त परिस्थितियाँ पृथ्वी पर लंबे समय तक नहीं रहीं। अगले 200-300 मिलियन वर्षों में, मेंटल का ऑक्सीकरण होना शुरू हो गया, जिसके कारण इससे कार्बन डाइऑक्साइड निकल गया और वातावरण की संरचना में बदलाव आया। लेकिन उस समय तक जीवन की उत्पत्ति के लिए वातावरण तैयार हो चुका था।

समुद्र के तल पर

आदिम जीवन की उत्पत्ति ज्वालामुखियों के आसपास हो सकती है। कल्पना कीजिए कि महासागरों के अभी भी नाजुक तल पर कई दोष और दरारें हैं, जिससे मैग्मा और गैसें निकलती हैं। ऐसे क्षेत्रों में, हाइड्रोजन सल्फाइड वाष्प से संतृप्त, धातु सल्फाइड के जमाव बनते हैं: लोहा, जस्ता, तांबा। क्या होगा यदि कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया का उपयोग करके प्राथमिक कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण सीधे लौह-सल्फर खनिजों की सतह पर हुआ हो? सौभाग्य से, चारों ओर बहुत कुछ है: कार्बन डाइऑक्साइड और मोनोऑक्साइड मैग्मा से निकलते हैं, और हाइड्रोजन गर्म मैग्मा के साथ रासायनिक बातचीत के दौरान पानी से निकलता है। संश्लेषण के लिए आवश्यक ऊर्जा का प्रवाह भी होता है।

यह परिकल्पना भूवैज्ञानिक डेटा के अनुरूप है और इस धारणा पर आधारित है कि प्रारंभिक जीव आधुनिक केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया जैसी चरम स्थितियों में रहते थे। XX सदी के 60 के दशक में, शोधकर्ताओं ने प्रशांत महासागर के तल पर पानी के नीचे के ज्वालामुखियों की खोज की - काले धूम्रपान करने वाले। वहां, जहरीली गैसों के क्लबों में, सूर्य के प्रकाश और ऑक्सीजन की पहुंच के बिना, + 120 ° के तापमान पर सूक्ष्मजीवों के उपनिवेश होते हैं। काले धूम्रपान करने वालों के समान स्थितियां 2.5 अरब साल पहले पहले से ही पृथ्वी पर थीं, जैसा कि स्ट्रोमेटोलाइट्स की परतों से पता चलता है - नीले-हरे शैवाल की महत्वपूर्ण गतिविधि के निशान। इन रोगाणुओं के समान रूप 3.5 अरब वर्ष पुराने सबसे प्राचीन जीवों के अवशेषों में से हैं।

ज्वालामुखीय परिकल्पना की पुष्टि करने के लिए, एक प्रयोग की आवश्यकता है जो यह दर्शाए कि दी गई परिस्थितियों में एबोजेनिक संश्लेषण संभव है। इस दिशा में काम संयुक्त राज्य अमेरिका, जर्मनी, इंग्लैंड और रूस के जैव रसायनविदों के समूहों द्वारा किया जाता है, लेकिन अभी तक सफलता के बिना। उत्साहजनक परिणाम 2003 में एक युवा शोधकर्ता मिखाइल व्लादिमीरोव द्वारा जैव रसायन संस्थान के विकासवादी जैव रसायन की प्रयोगशाला से प्राप्त किए गए थे। एक। बाख आरएएस। उन्होंने प्रयोगशाला में एक कृत्रिम काला धूम्रपान करने वाला बनाया: पाइराइट (FeS 2) की एक डिस्क को खारा से भरे एक आटोक्लेव में रखा गया था, जो कैथोड के रूप में कार्य करता था; कार्बन डाइऑक्साइड और विद्युत प्रवाह प्रणाली से होकर गुजरे। एक दिन बाद, आटोक्लेव में फॉर्मिक एसिड दिखाई दिया - सबसे सरल कार्बनिक पदार्थ, जो जीवित कोशिकाओं के चयापचय में शामिल होता है और अधिक जटिल जैविक पदार्थों के एबोजेनिक संश्लेषण के लिए एक सामग्री के रूप में कार्य करता है।

वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्थिर करने में सक्षम साइनोबैक्टीरिया

रहने योग्य ग्रह शिकारी

जीवन की उत्पत्ति के दोनों सिद्धांत, पैनस्पर्मिया और अबियोजेनेसिस, मानते हैं कि ब्रह्मांड में जीवन एक अनोखी घटना नहीं है, यह अन्य ग्रहों पर होना चाहिए। लेकिन इसे कैसे खोजा जाए? लंबे समय तक जीवन की खोज का एकमात्र तरीका था, जिसने अभी तक सकारात्मक परिणाम नहीं दिए हैं - एलियंस से रेडियो सिग्नल द्वारा। 20वीं सदी के अंत में, एक नया विचार उत्पन्न हुआ - सौर मंडल के बाहर के ग्रहों की खोज के लिए दूरबीनों का उपयोग करना। एक्सोप्लैनेट की खोज शुरू हो गई है। 1995 में, पहला नमूना पकड़ा गया था: बृहस्पति के आधे द्रव्यमान वाला एक ग्रह, तेजी से पेगासस नक्षत्र में 51 वें तारे की परिक्रमा कर रहा है। लगभग 10 वर्षों की खोज के परिणामस्वरूप, 141 ग्रहों वाले 118 ग्रह प्रणालियों की खोज की गई। इनमें से कोई भी प्रणाली सौर के समान नहीं है, कोई भी ग्रह - पृथ्वी के समान नहीं है। पाए गए एक्सोप्लैनेट द्रव्यमान में बृहस्पति के करीब हैं, यानी वे पृथ्वी से काफी बड़े हैं। दूर के दिग्गज अपनी कक्षाओं की ख़ासियत के कारण निर्जन हैं। उनमें से कुछ अपने तारे के बहुत करीब घूमते हैं, जिसका अर्थ है कि उनकी सतह गर्म है और कोई तरल पानी नहीं है जिसमें जीवन विकसित हो। बाकी ग्रह - उनके अल्पसंख्यक - एक लम्बी अण्डाकार कक्षा में चलते हैं, जो नाटकीय रूप से जलवायु को प्रभावित करता है: मौसम का परिवर्तन बहुत तेज होना चाहिए, और यह जीवों के लिए हानिकारक है।

जीवन की उत्पत्ति के दोनों सिद्धांत, पैनस्पर्मिया और अबियोजेनेसिस, मानते हैं कि ब्रह्मांड में जीवन एक अनोखी घटना नहीं है, यह अन्य ग्रहों पर होना चाहिए। लेकिन इसे कैसे खोजा जाए? लंबे समय तक जीवन की खोज का एकमात्र तरीका था, जिसने अभी तक सकारात्मक परिणाम नहीं दिए हैं - एलियंस से रेडियो सिग्नल द्वारा। 20वीं सदी के अंत में, एक नया विचार उत्पन्न हुआ - सौर मंडल के बाहर के ग्रहों की खोज के लिए दूरबीनों का उपयोग करना। एक्सोप्लैनेट की खोज शुरू हो गई है। 1995 में, पहला नमूना पकड़ा गया था: बृहस्पति के आधे द्रव्यमान वाला एक ग्रह, तेजी से पेगासस नक्षत्र में 51 वें तारे की परिक्रमा कर रहा है। लगभग 10 वर्षों की खोज के परिणामस्वरूप, 141 ग्रहों वाले 118 ग्रह प्रणालियों की खोज की गई। इनमें से कोई भी प्रणाली सौर के समान नहीं है, कोई भी ग्रह - पृथ्वी के समान नहीं है। पाए गए एक्सोप्लैनेट द्रव्यमान में बृहस्पति के करीब हैं, यानी वे पृथ्वी से काफी बड़े हैं। दूर के दिग्गज अपनी कक्षाओं की ख़ासियत के कारण निर्जन हैं। उनमें से कुछ अपने तारे के बहुत करीब घूमते हैं, जिसका अर्थ है कि उनकी सतह गर्म है और कोई तरल पानी नहीं है जिसमें जीवन विकसित हो। बाकी ग्रह - उनके अल्पसंख्यक - एक लम्बी अण्डाकार कक्षा में चलते हैं, जो नाटकीय रूप से जलवायु को प्रभावित करता है: मौसम का परिवर्तन बहुत तेज होना चाहिए, और यह जीवों के लिए हानिकारक है।

तथ्य यह है कि कोई सौर-प्रकार की ग्रह प्रणाली की खोज नहीं की गई है, कुछ वैज्ञानिकों ने निराशावादी बयान दिया है। शायद ब्रह्मांड में छोटे पत्थर के ग्रह बहुत दुर्लभ हैं, या हमारी पृथ्वी आम तौर पर अपनी तरह की एकमात्र है, या शायद हमारे पास माप की सटीकता की कमी है। लेकिन आशा आखिरी मर जाती है, और खगोलविद अपने तरीकों को सुधारना जारी रखते हैं। अब वे प्रत्यक्ष अवलोकन से नहीं, बल्कि अप्रत्यक्ष संकेतों से ग्रहों की तलाश कर रहे हैं, क्योंकि दूरबीनों का संकल्प पर्याप्त नहीं है। इस प्रकार, बृहस्पति जैसे दिग्गजों की स्थिति की गणना गुरुत्वाकर्षण गड़बड़ी से की जाती है जो वे अपने सितारों की कक्षाओं पर लगाते हैं। 2006 में, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी कोरोट उपग्रह लॉन्च करेगी, जो एक तारे को उसकी डिस्क के पार से गुजरते हुए मंद करके स्थलीय-द्रव्यमान ग्रहों की खोज करेगा। इसी तरह से ग्रहों का शिकार करने का तरीका नासा का केपलर उपग्रह होगा, जो 2007 में शुरू होगा। अगले 2 वर्षों में, नासा एक अंतरिक्ष इंटरफेरोमेट्री मिशन का आयोजन करेगा - छोटे ग्रहों का पता लगाने के लिए अधिक द्रव्यमान के पिंडों पर उनके प्रभाव के लिए एक बहुत ही संवेदनशील तरीका। केवल 2015 तक वैज्ञानिक प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए उपकरणों का निर्माण करेंगे - यह "पृथ्वी जैसा ग्रह शिकारी" नामक अंतरिक्ष दूरबीनों का एक पूरा बेड़ा होगा, जो एक साथ जीवन के संकेतों की तलाश करने में सक्षम होगा।

जब पृथ्वी जैसे ग्रहों की खोज की जाएगी, तो विज्ञान में एक नए युग की शुरुआत होगी और वैज्ञानिक अभी इस घटना की तैयारी कर रहे हैं। बहुत दूर से, ग्रह के वातावरण में जीवन के निशान को पहचानने में सक्षम होना चाहिए, भले ही इसके सबसे आदिम रूप - बैक्टीरिया या सबसे सरल बहुकोशिकीय जीव हों। ब्रह्मांड में आदिम जीवन की खोज की संभावना हरे पुरुषों से संपर्क करने की तुलना में अधिक है, क्योंकि पृथ्वी पर जीवन 4 अरब से अधिक वर्षों से मौजूद है, जिसमें से केवल एक शताब्दी विकसित सभ्यता पर पड़ती है। मानव निर्मित संकेतों की उपस्थिति से पहले, वातावरण में विशेष यौगिकों - बायोमार्कर की उपस्थिति से ही हमारे अस्तित्व के बारे में जानना संभव था। मुख्य बायोमार्कर ओजोन है, जो ऑक्सीजन की उपस्थिति को इंगित करता है। जलवाष्प का अर्थ है तरल जल की उपस्थिति। कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन कुछ प्रकार के जीवों द्वारा उत्सर्जित होते हैं। दूर के ग्रहों पर बायोमार्कर की खोज का काम डार्विन मिशन को सौंपा जाएगा, जिसे यूरोपीय वैज्ञानिक 2015 में लॉन्च करेंगे। छह इन्फ्रारेड टेलीस्कोप पृथ्वी से 1.5 मिलियन किलोमीटर की दूरी पर परिक्रमा करेंगे और आसपास के कई हजार ग्रह प्रणालियों का सर्वेक्षण करेंगे। वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा से, डार्विन परियोजना कई सौ मिलियन वर्ष पुराने बहुत छोटे जीवन को निर्धारित करने में सक्षम है।

यदि ग्रह के वायुमंडल के विकिरण में तीन पदार्थों की वर्णक्रमीय रेखाएँ हैं - ओजोन, जल वाष्प और मीथेन - यह जीवन की उपस्थिति के पक्ष में अतिरिक्त प्रमाण है। अगला कदम इसके प्रकार और विकास की डिग्री को स्थापित करना है। उदाहरण के लिए, क्लोरोफिल अणुओं की उपस्थिति का मतलब होगा कि ग्रह पर बैक्टीरिया और पौधे हैं जो ऊर्जा के लिए प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करते हैं। अगली पीढ़ी के बायोमार्कर का विकास एक बहुत ही आशाजनक कार्य है, लेकिन यह अभी भी दूर का भविष्य है।

जैविक स्रोत

यदि पृथ्वी पर प्रीबायोलॉजिकल ऑर्गेनिक्स के संश्लेषण के लिए कोई स्थिति नहीं थी, तो वे अंतरिक्ष में हो सकते थे। 1961 में वापस, अमेरिकी बायोकेमिस्ट जॉन ओरो ने कार्बनिक अणुओं की हास्य उत्पत्ति पर एक लेख प्रकाशित किया। युवा पृथ्वी, घने वातावरण द्वारा संरक्षित नहीं, धूमकेतुओं द्वारा बड़े पैमाने पर बमबारी के अधीन थी, जिसमें मुख्य रूप से बर्फ होती है, लेकिन इसमें अमोनिया, फॉर्मलाडेहाइड, हाइड्रोजन साइनाइड, साइनोएसिटिलीन, एडेनिन और अमीनो एसिड के एबोजेनिक संश्लेषण के लिए आवश्यक अन्य यौगिक भी होते हैं। न्यूक्लिक और फैटी एसिड - मुख्य घटक कोशिकाएं। खगोलविदों के अनुसार 1,021 किलोग्राम हास्य पदार्थ पृथ्वी की सतह पर गिरा। धूमकेतुओं के पानी ने महासागरों का निर्माण किया, जहाँ जीवन करोड़ों साल बाद फला-फूला।

अवलोकन इस बात की पुष्टि करते हैं कि ब्रह्मांडीय पिंडों और अंतरतारकीय धूल के बादलों में सरल कार्बनिक और यहां तक ​​​​कि अमीनो एसिड भी हैं। स्पेक्ट्रल विश्लेषण ने हेली-बोप धूमकेतु की पूंछ में एडेनिन और प्यूरीन की उपस्थिति को दिखाया, और मर्चिसन उल्कापिंड में पाइरीमिडीन पाया गया। बाह्य अंतरिक्ष में इन यौगिकों का बनना भौतिकी और रसायन विज्ञान के नियमों का खंडन नहीं करता है।

धूमकेतु की परिकल्पना ब्रह्मांड विज्ञानियों के बीच भी लोकप्रिय है क्योंकि यह चंद्रमा के बनने के बाद पृथ्वी पर जीवन की उपस्थिति की व्याख्या करती है। जैसा कि आमतौर पर माना जाता है, लगभग 4.5 अरब साल पहले, पृथ्वी एक विशाल ब्रह्मांडीय पिंड से टकराई थी। इसकी सतह पिघल गई, पदार्थ का एक हिस्सा कक्षा में बिखर गया, जहां से एक छोटा उपग्रह, चंद्रमा बना। ऐसी तबाही के बाद, ग्रह पर कोई भी जीव और पानी नहीं रहना चाहिए था। वे कहां से आए हैं? धूमकेतु उन्हें वापस ले आए।

पॉलिमर की समस्या

सेलुलर प्रोटीन, डीएनए, आरएनए सभी पॉलिमर हैं, बहुत लंबे अणु, धागे की तरह। पॉलिमर की संरचना काफी सरल है, उनमें ऐसे हिस्से होते हैं जो एक निश्चित क्रम में दोहराते हैं। उदाहरण के लिए, सेल्यूलोज दुनिया में सबसे आम अणु है, जो पौधों का हिस्सा है। एक सेल्यूलोज अणु में हजारों कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, लेकिन साथ ही यह एक हार की तरह एक साथ जुड़े छोटे ग्लूकोज अणुओं की एक से अधिक पुनरावृत्ति से ज्यादा कुछ नहीं है। प्रोटीन अमीनो एसिड की एक श्रृंखला है। डीएनए और आरएनए - न्यूक्लियोटाइड का एक क्रम। और कुल मिलाकर, ये बहुत लंबे क्रम हैं। इस प्रकार, डीकोडेड मानव जीनोम में न्यूक्लियोटाइड के 3 बिलियन जोड़े होते हैं।

सेल में, पॉलिमर लगातार जटिल मैट्रिक्स रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा निर्मित होते हैं। एक प्रोटीन प्राप्त करने के लिए, एक अमीनो एसिड को एक छोर से हाइड्रॉक्सिल समूह OH और दूसरे से हाइड्रोजन परमाणु को अलग करने की आवश्यकता होती है, और उसके बाद ही अगला अमीनो एसिड "गोंद" होता है। यह देखना आसान है कि इस प्रक्रिया में बार-बार पानी बनता है। पानी की रिहाई, निर्जलीकरण, एक बहुत ही प्राचीन प्रक्रिया है, जीवन की उत्पत्ति की कुंजी है। यह कैसे हुआ जब इसकी प्रोटीन फैक्ट्री के साथ कोई सेल नहीं था? एक गर्म उथले तालाब के साथ भी एक समस्या है - जीवित प्रणालियों का पालना। दरअसल, पोलीमराइजेशन के दौरान, पानी को हटा देना चाहिए, लेकिन यह असंभव है अगर इसके आसपास बहुत कुछ है।

मिट्टी का जीन

प्राइमर्डियल सूप में कुछ ऐसा होना चाहिए था जिसने जीवित प्रणाली को जन्म लेने में मदद की, प्रक्रिया को तेज किया और ऊर्जा की आपूर्ति की। 1950 के दशक में, अंग्रेजी क्रिस्टलोग्राफर जॉन बर्नाल ने सुझाव दिया कि साधारण मिट्टी, जो किसी भी जलाशय के तल से बहुतायत से ढकी होती है, ऐसे सहायक के रूप में काम कर सकती है। मिट्टी के खनिजों ने बायोपॉलिमर के निर्माण और आनुवंशिकता के तंत्र के उद्भव में योगदान दिया। बर्नाल की परिकल्पना पिछले कुछ वर्षों में मजबूत हुई है और कई अनुयायियों को आकर्षित किया है। यह पता चला कि पराबैंगनी-विकिरणित मिट्टी के कण परिणामी ऊर्जा भंडार को संग्रहीत करते हैं, जो कि बायोपॉलिमर असेंबली प्रतिक्रिया पर खर्च किया जाता है। मिट्टी की उपस्थिति में, मोनोमर्स आरएनए की तरह स्व-प्रतिकृति अणुओं में इकट्ठा होते हैं।

अधिकांश मिट्टी के खनिज संरचनात्मक रूप से पॉलिमर के समान होते हैं। वे कमजोर रासायनिक बंधों द्वारा परस्पर जुड़ी हुई परतों की एक बड़ी संख्या से मिलकर बने होते हैं। ऐसा खनिज रिबन अपने आप बढ़ता है, प्रत्येक अगली परत पिछले एक को दोहराती है, और कभी-कभी दोष होते हैं - उत्परिवर्तन, जैसा कि वास्तविक जीन में होता है। स्कॉटिश रसायनज्ञ ए.जे. किर्न्स-स्मिथ ने दावा किया कि क्ले जीन पृथ्वी पर पहला जीव था। मिट्टी के कणों की परतों के बीच जाकर, कार्बनिक अणुओं ने उनके साथ बातचीत की, जानकारी और विकास को संग्रहीत करने का तरीका अपनाया, कोई कह सकता है, उन्होंने सीखा। किर्न्स-स्मिथ के अनुसार, कुछ समय के लिए, खनिज और प्रोटो-लाइफ शांति से सह-अस्तित्व में थे, लेकिन जल्द ही एक विराम, या आनुवंशिक अधिग्रहण हो गया, जिसके बाद जीवन ने खनिज घर छोड़ दिया और अपना विकास शुरू किया।

सबसे प्राचीन रोगाणु

पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया की 3.5 अरब साल पुरानी काली शैलों में पृथ्वी पर अब तक खोजे गए सबसे प्राचीन जीवों के अवशेष हैं। केवल एक माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देने वाली गेंदें और तंतु प्रोकैरियोट्स - रोगाणुओं के होते हैं जिनकी कोशिका में अभी भी कोई नाभिक नहीं होता है और डीएनए हेलिक्स सीधे साइटोप्लाज्म में रखा जाता है। सबसे पुराने जीवाश्मों की खोज 1993 में अमेरिकी जीवाश्म विज्ञानी विलियम शॉफ ने की थी। ऑस्ट्रेलिया में ग्रेट सैंडी डेजर्ट के पश्चिम में पिलबारा कॉम्प्लेक्स की ज्वालामुखी और तलछटी चट्टानें, पृथ्वी की सबसे पुरानी चट्टानों में से कुछ हैं। एक सुखद संयोग से, ये संरचनाएं शक्तिशाली भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के प्रभाव में इतनी नहीं बदली हैं और इंटरलेयर्स में प्रारंभिक प्राणियों के अवशेषों को संरक्षित किया है।

यह सुनिश्चित करना मुश्किल हो गया कि अतीत में छोटे गोले और रेशे जीवित जीव थे। एक चट्टान में छोटे मोतियों की एक पंक्ति कुछ भी हो सकती है: खनिज, गैर-जैविक जीव, एक ऑप्टिकल भ्रम। कुल मिलाकर, शोफ ने प्रोकैरियोट्स से संबंधित 11 प्रकार के जीवाश्मों की गणना की। इनमें से 6, वैज्ञानिक के अनुसार, सायनोबैक्टीरिया या नीले-हरे शैवाल हैं। इसी तरह की प्रजातियां अभी भी पृथ्वी पर ताजे पानी और महासागरों, गर्म झरनों और ज्वालामुखियों के पास मौजूद हैं। शॉपफ ने छह संकेत गिने जिससे ब्लैक शेल्स में संदिग्ध वस्तुओं को जीवित माना जाना चाहिए।

ये संकेत हैं:
1. जीवाश्म कार्बनिक पदार्थों से बने होते हैं
2. उनके पास एक जटिल संरचना है - फाइबर में विभिन्न आकार की कोशिकाएं होती हैं: सिलेंडर, बक्से, डिस्क
3. कई वस्तुएँ हैं - केवल 200 जीवाश्मों में 1,900 कोशिकाएँ शामिल हैं
4. वस्तुएं एक दूसरे के समान हैं, जैसे एक ही जनसंख्या के आधुनिक प्रतिनिधि
5. ये ऐसे जीव थे जो प्रारंभिक पृथ्वी की परिस्थितियों के अनुकूल थे। वे समुद्र के तल पर रहते थे, पानी और बलगम की एक मोटी परत द्वारा पराबैंगनी विकिरण से सुरक्षित रहते थे।
6. वस्तुओं को आधुनिक बैक्टीरिया की तरह गुणा किया जाता है, जैसा कि विभाजन चरण में कोशिकाओं के निष्कर्षों से पता चलता है।

इस तरह के प्राचीन साइनोबैक्टीरिया की खोज का मतलब है कि लगभग 3.5 अरब साल पहले ऐसे जीव थे जो कार्बन डाइऑक्साइड का सेवन करते थे और ऑक्सीजन का उत्पादन करते थे, सौर विकिरण से छिपने और चोटों से उबरने में सक्षम थे, जैसा कि आधुनिक प्रजातियां करती हैं। जीवमंडल ने आकार लेना शुरू कर दिया है। विज्ञान के लिए, यह एक महत्वपूर्ण क्षण है। जैसा कि विलियम शॉफ ने स्वीकार किया, ऐसी सम्मानजनक नस्लों में वह अधिक आदिम प्राणियों को खोजना पसंद करेंगे। आखिरकार, सबसे प्राचीन सायनोबैक्टीरिया की खोज ने जीवन की शुरुआत को भूवैज्ञानिक इतिहास से हमेशा के लिए मिटा दिया है, यह संभावना नहीं है कि भूवैज्ञानिक कभी भी इसका पता लगा पाएंगे और पढ़ पाएंगे। चट्टानें जितनी पुरानी होती हैं, उतनी ही देर तक वे दबाव, तापमान, अपक्षय में रहती हैं। पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया के अलावा, ग्रह पर बहुत प्राचीन चट्टानों वाला केवल एक स्थान बचा है जहाँ जीवाश्म पाए जा सकते हैं - दक्षिण अफ्रीका के पूर्व में स्वाज़ीलैंड राज्य में। लेकिन अफ्रीकी नस्लों में अरबों वर्षों में नाटकीय परिवर्तन हुए हैं, और प्राचीन जीवों के निशान खो गए हैं।

वर्तमान में, भूवैज्ञानिकों को पृथ्वी की चट्टानों में जीवन की शुरुआत नहीं मिली है। कड़ाई से बोलते हुए, वे उस समय के अंतराल का नाम नहीं दे सकते जब कोई जीवित जीव नहीं थे। न ही वे 3.5 अरब साल पहले तक के शुरुआती-जीवन के विकास के चरणों का पता लगा सकते हैं। मोटे तौर पर भूवैज्ञानिक साक्ष्यों के अभाव में जीवन की उत्पत्ति का रहस्य अनसुलझा रहता है।

यथार्थवादी और अतियथार्थवादी

इंटरनेशनल सोसाइटी फॉर द स्टडी ऑफ द ओरिजिन ऑफ लाइफ (ISSOL) का पहला सम्मेलन 1973 में बार्सिलोना में आयोजित किया गया था। इस सम्मेलन का प्रतीक सल्वाडोर डाली ने तैयार किया था। यहां बताया गया है कि यह कैसा था। एक अमेरिकी बायोकेमिस्ट जॉन ओरो कलाकार के साथ मित्रवत थे। 1973 में, वे पेरिस में मिले, मैक्सिम में भोजन किया, और होलोग्राफी पर एक व्याख्यान में गए। व्याख्यान के बाद, डाली ने अप्रत्याशित रूप से वैज्ञानिक को अगले दिन अपने होटल में आने के लिए आमंत्रित किया। ओरो आया और डाली ने उसे जीवित प्रणालियों में चिरायता की समस्या का प्रतीक एक चित्र दिया। उल्टे घंटे के चश्मे के पैटर्न में ओजिंग पोखर से दो क्रिस्टल उगते हैं, जो विकास के अंतिम समय की ओर इशारा करते हैं। एक महिला आकृति बाईं ओर बैठती है, एक पुरुष दाईं ओर खड़ा होता है और एक तितली पंख रखता है, क्रिस्टल के बीच एक डीएनए कीड़ा हवा होती है। चित्र में दिखाए गए बाएं और दाएं क्वार्ट्ज क्रिस्टल ओपरिन की 1957 की पुस्तक द ओरिजिन ऑफ लाइफ ऑन अर्थ से लिए गए हैं। वैज्ञानिक को आश्चर्य हुआ, डाली ने इस किताब को अपने कमरे में रखा! सम्मेलन के बाद, ओपेरिन कैटेलोनिया के तट पर डाली की यात्रा करने गए। दोनों हस्तियां संवाद करने की इच्छा से मर रही थीं। चेहरे के भाव और हावभाव की भाषा से अनुप्राणित, यथार्थवादी और अतियथार्थवादी के बीच एक लंबी बातचीत हुई - आखिरकार, ओपरिन ने केवल रूसी में बात की।

आरएनए वर्ल्ड

जीवोत्पत्ति के सिद्धांत में, जीवन की उत्पत्ति की खोज एक ऐसी प्रणाली के विचार की ओर ले जाती है जो एक कोशिका की तुलना में सरल है। आधुनिक कोशिका असाधारण रूप से जटिल है, इसका कार्य तीन स्तंभों पर टिका है: डीएनए, आरएनए और प्रोटीन। डीएनए वंशानुगत जानकारी संग्रहीत करता है, प्रोटीन डीएनए में निर्धारित योजना के अनुसार रासायनिक प्रतिक्रियाएं करते हैं, डीएनए से प्रोटीन तक की जानकारी आरएनए द्वारा प्रेषित की जाती है। सरलीकृत प्रणाली में क्या शामिल किया जा सकता है? कोशिका के कुछ घटक, जो कम से कम, स्वयं को पुन: उत्पन्न कर सकते हैं और चयापचय को नियंत्रित कर सकते हैं।

सबसे प्राचीन अणु की खोज, जिसके साथ, वास्तव में, जीवन शुरू हुआ, लगभग एक सदी से चल रहा है। भूवैज्ञानिकों की तरह चट्टान की परतों से पृथ्वी के इतिहास का पुनर्निर्माण करते हैं, जीवविज्ञानी कोशिका की संरचना के अनुसार जीवन के विकास की खोज करते हैं। 20वीं शताब्दी में खोजों की एक श्रृंखला ने एक सहज जन्म वाले जीन की परिकल्पना को जन्म दिया जो जीवन का पूर्वज बन गया। यह सोचना स्वाभाविक है कि डीएनए अणु ऐसा प्राथमिक जीन हो सकता है, क्योंकि यह इसकी संरचना और उसमें होने वाले परिवर्तनों के बारे में जानकारी संग्रहीत करता है। धीरे-धीरे, उन्होंने पाया कि डीएनए स्वयं अन्य पीढ़ियों को सूचना प्रसारित नहीं कर सकता है, इसके लिए उसे सहायकों - आरएनए और प्रोटीन की आवश्यकता होती है। जब 20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में आरएनए के नए गुणों की खोज की गई, तो यह पता चला कि यह अणु जीवन की उत्पत्ति के बारे में नाटक में मुख्य भूमिका के लिए अधिक उपयुक्त था।

आरएनए अणु डीएनए की तुलना में संरचना में सरल है। यह छोटा होता है और इसमें एक धागा होता है। यह अणु उत्प्रेरक के रूप में काम कर सकता है, अर्थात्, चयनात्मक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को अंजाम देता है, उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड को एक साथ जोड़ता है, और विशेष रूप से, अपनी प्रतिकृति, अर्थात् प्रजनन करता है। जैसा कि ज्ञात है, चयनात्मक उत्प्रेरक गतिविधि जीवित प्रणालियों में निहित मुख्य गुणों में से एक है। आधुनिक कोशिकाओं में केवल प्रोटीन ही यह कार्य करते हैं। शायद यह क्षमता समय के साथ उनके पास चली गई, और एक बार यह आरएनए द्वारा किया गया था।

यह पता लगाने के लिए कि आरएनए और क्या करने में सक्षम है, वैज्ञानिकों ने इसे कृत्रिम रूप से प्रजनन करना शुरू कर दिया। आरएनए अणुओं से संतृप्त घोल में, इसका अपना जीवन उबलता है। निवासी भागों का आदान-प्रदान करते हैं और खुद को पुन: पेश करते हैं, अर्थात, जानकारी वंशजों को प्रेषित की जाती है। ऐसी कॉलोनी में अणुओं का सहज चयन प्राकृतिक चयन जैसा दिखता है, जिसका अर्थ है कि इसे नियंत्रित किया जा सकता है। जैसे-जैसे प्रजनकों ने जानवरों की नई नस्लें उगाईं, उन्होंने भी वांछित गुणों के साथ आरएनए विकसित करना शुरू कर दिया। उदाहरण के लिए, अणु जो न्यूक्लियोटाइड को लंबी श्रृंखला में सिलाई करने में मदद करते हैं; उच्च तापमान अणु, और इसी तरह।

पेट्री डिश में अणुओं की कॉलोनियां - ये है आरएनए की दुनिया, सिर्फ कृत्रिम। आरएनए की प्राकृतिक दुनिया 4 अरब साल पहले गर्म पोखरों और छोटी झीलों में पैदा हो सकती थी, जहां अणुओं का सहज प्रजनन हुआ था। धीरे-धीरे, अणु समुदायों में इकट्ठा होने लगे और सूर्य के नीचे एक स्थान के लिए एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा करने लगे, जो योग्यतम बच गया। सच है, ऐसी कॉलोनियों में सूचना का हस्तांतरण गलत है, और एक व्यक्ति "व्यक्ति" की नई अधिग्रहीत विशेषताएं खो सकती हैं, लेकिन यह कमी बड़ी संख्या में संयोजनों द्वारा कवर की जाती है। आरएनए का चयन बहुत तेज था, और आधे अरब वर्षों में एक कोशिका उत्पन्न हो सकती थी। जीवन के उद्भव को गति देते हुए आरएनए की दुनिया गायब नहीं हुई, यह पृथ्वी पर सभी जीवों के अंदर मौजूद है।

आरएनए की दुनिया लगभग जीवित है, उसके पास पुनरुद्धार को पूरा करने के लिए केवल एक कदम बचा है - एक सेल का निर्माण करने के लिए। कोशिका को एक मजबूत झिल्ली द्वारा पर्यावरण से अलग किया जाता है, जिसका अर्थ है कि आरएनए दुनिया के विकास में अगला चरण कालोनियों का निष्कर्ष है, जहां अणु एक दूसरे से एक फैटी झिल्ली में संबंधित होते हैं। ऐसा प्रोटोकेल दुर्घटनावश हो सकता था, लेकिन एक पूर्ण जीवित कोशिका बनने के लिए, झिल्ली को पीढ़ी-दर-पीढ़ी पुनरुत्पादित करना पड़ता था। कॉलोनी में कृत्रिम चयन की मदद से झिल्ली के विकास के लिए जिम्मेदार आरएनए को हटाना संभव है, लेकिन क्या वास्तव में ऐसा हुआ? मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी यूएसए के प्रयोगों के लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि प्रयोगशाला में प्राप्त परिणाम जरूरी नहीं कि एक जीवित कोशिका के वास्तविक संयोजन के समान हों, और सच्चाई से बहुत दूर हो सकते हैं। हालांकि, टेस्ट ट्यूब में जीवित कोशिका बनाना अभी तक संभव नहीं हो पाया है। आरएनए की दुनिया ने अपने रहस्यों को पूरी तरह से उजागर नहीं किया है।

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई? विवरण मानव जाति के लिए अज्ञात हैं, लेकिन आधारशिला सिद्धांत स्थापित किए गए हैं। दो मुख्य सिद्धांत हैं और कई छोटे हैं। तो, मुख्य संस्करण के अनुसार, बाहरी अंतरिक्ष से कार्बनिक घटक पृथ्वी पर आए, दूसरे के अनुसार, पृथ्वी पर सब कुछ हुआ। यहां कुछ सबसे लोकप्रिय शिक्षाएं दी गई हैं।

पैन्सपर्मिया

हमारी पृथ्वी कैसे बनी? ग्रह की जीवनी अद्वितीय है, और लोग इसे अलग-अलग तरीकों से जानने की कोशिश कर रहे हैं। एक परिकल्पना है कि ब्रह्मांड में मौजूद जीवन को उल्कापिंडों (अंतरग्रहीय धूल और एक क्षुद्रग्रह के बीच आकार में मध्यवर्ती खगोलीय पिंड), क्षुद्रग्रहों और ग्रहों की मदद से वितरित किया जाता है। यह माना जाता है कि ऐसे जीवन रूप हैं जो जोखिम (विकिरण, निर्वात, कम तापमान, आदि) का सामना कर सकते हैं। उन्हें एक्सट्रोफाइल (बैक्टीरिया और सूक्ष्मजीवों सहित) कहा जाता है।

वे मलबे और धूल में मिल जाते हैं, जिन्हें बचाने के बाद अंतरिक्ष में फेंक दिया जाता है, इस प्रकार, सौर मंडल के छोटे पिंडों की मृत्यु के बाद जीवन। अन्य ग्रहों के साथ एक और यादृच्छिक टक्कर से पहले बैक्टीरिया लंबे समय तक आराम से यात्रा कर सकते हैं।

वे प्रोटोप्लानेटरी डिस्क (एक युवा ग्रह के चारों ओर घने गैस बादल) के साथ भी मिश्रण कर सकते हैं। यदि किसी नए स्थान पर "निरंतर लेकिन नींद वाले सैनिक" अनुकूल परिस्थितियों में आते हैं, तो वे सक्रिय हो जाते हैं। विकास की प्रक्रिया शुरू होती है। जांच की मदद से इतिहास का पता चलता है। धूमकेतु के अंदर मौजूद उपकरणों के डेटा से संकेत मिलता है कि अधिकांश मामलों में, संभावना की पुष्टि की जाती है कि हम सभी "थोड़े विदेशी" हैं, क्योंकि जीवन का पालना अंतरिक्ष है।

बायोपोइज़िस

और यहाँ एक और राय है कि जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई। पृथ्वी पर सजीव और निर्जीव है। कुछ विज्ञान एबियोजेनेसिस (बायोपोइज़िस) का स्वागत करते हैं, जो बताता है कि कैसे, प्राकृतिक परिवर्तन के दौरान, जैविक जीवन अकार्बनिक पदार्थ से उभरा। अधिकांश अमीनो एसिड (जिन्हें सभी जीवित जीवों के निर्माण खंड भी कहा जाता है) प्राकृतिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके बनाया जा सकता है जो जीवन से संबंधित नहीं हैं।

इसकी पुष्टि मुलर-उरे प्रयोग से होती है। 1953 में, एक वैज्ञानिक ने गैसों के मिश्रण के माध्यम से बिजली चलाई और प्रयोगशाला स्थितियों में कई अमीनो एसिड का उत्पादन किया जो प्रारंभिक पृथ्वी की नकल करते हैं। सभी जीवित प्राणियों में, अमीनो एसिड न्यूक्लिक एसिड, आनुवंशिक स्मृति संरक्षक के प्रभाव में प्रोटीन में बदल जाते हैं।

उत्तरार्द्ध को जैव रासायनिक साधनों द्वारा स्वतंत्र रूप से संश्लेषित किया जाता है, और प्रोटीन प्रक्रिया को तेज (उत्प्रेरित) करते हैं। कार्बनिक अणुओं में से पहला कौन सा है? और उन्होंने कैसे बातचीत की? एबियोजेनेसिस इसका उत्तर खोजने की प्रक्रिया में है।

ब्रह्मांडीय रुझान

यह अंतरिक्ष का सिद्धांत है। अंतरिक्ष विज्ञान और खगोल विज्ञान के एक निश्चित संदर्भ में, यह शब्द सौर मंडल के निर्माण (और अध्ययन) के सिद्धांत को संदर्भित करता है। प्राकृतिक ब्रह्मांड-विज्ञान की ओर बढ़ने के प्रयास जांच के लिए खड़े नहीं होते हैं। सबसे पहले, मौजूदा वैज्ञानिक सिद्धांत मुख्य बात की व्याख्या नहीं कर सकते हैं: ब्रह्मांड स्वयं कैसे प्रकट हुआ?

दूसरे, कोई भौतिक मॉडल नहीं है जो ब्रह्मांड के अस्तित्व के शुरुआती क्षणों की व्याख्या करता है। उल्लिखित सिद्धांत में, क्वांटम गुरुत्व की कोई अवधारणा नहीं है। हालांकि स्ट्रिंग सिद्धांतकारों का कहना है कि प्राथमिक कण क्वांटम स्ट्रिंग्स के कंपन और अंतःक्रियाओं के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं), जो बिग बैंग (लूप क्वांटम कॉस्मोलॉजी) की उत्पत्ति और परिणामों की जांच करते हैं, वे इससे सहमत नहीं हैं। उनका मानना ​​है कि उनके पास क्षेत्र समीकरणों के संदर्भ में मॉडल का वर्णन करने के लिए सूत्र हैं।

ब्रह्मांडीय परिकल्पनाओं की मदद से, लोगों ने आकाशीय पिंडों की गति और संरचना की एकरूपता को समझाया। पृथ्वी पर जीवन के प्रकट होने से बहुत पहले, पदार्थ ने सारे स्थान को भर दिया और फिर विकसित हुआ।

एंडोसिम्बियन्ट

एंडोसिम्बायोटिक संस्करण पहली बार 1905 में रूसी वनस्पतिशास्त्री कॉन्स्टेंटिन मेरेज़कोवस्की द्वारा तैयार किया गया था। उनका मानना ​​​​था कि कुछ जीवों की उत्पत्ति मुक्त-जीवित बैक्टीरिया के रूप में हुई थी और उन्हें एंडोसिम्बियन्ट्स के रूप में एक अन्य कोशिका में ले जाया गया था। माइटोकॉन्ड्रिया प्रोटीबैक्टीरिया (विशेष रूप से रिकेट्सियल या करीबी रिश्तेदार) और साइनोबैक्टीरिया से क्लोरोप्लास्ट से विकसित हुआ।

इससे पता चलता है कि यूकेरियोटिक कोशिका के निर्माण के साथ बैक्टीरिया के कई रूपों ने सहजीवन में प्रवेश किया (यूकेरियोट्स जीवित जीवों की कोशिकाएं हैं जिनमें एक नाभिक होता है)। जीवाणुओं के बीच आनुवंशिक सामग्री के क्षैतिज स्थानांतरण को सहजीवी संबंधों द्वारा भी सुगम बनाया जाता है।

विभिन्न प्रकार के जीवन रूपों का उद्भव आधुनिक जीवों के अंतिम सामान्य पूर्वज (LUA) से पहले हो सकता है।

सहज जन्म

19वीं शताब्दी की शुरुआत तक, लोग आमतौर पर "अचानक" को इस स्पष्टीकरण के रूप में खारिज कर देते थे कि पृथ्वी पर जीवन कैसे शुरू हुआ। निर्जीव पदार्थ से जीवन के कुछ रूपों की अप्रत्याशित स्वतःस्फूर्त पीढ़ी उन्हें अकल्पनीय लग रही थी। लेकिन वे हेटेरोजेनेसिस (प्रजनन की विधि में बदलाव) के अस्तित्व में विश्वास करते थे, जब जीवन का एक रूप दूसरी प्रजाति से आता है (उदाहरण के लिए, फूलों से मधुमक्खियां)। सहज पीढ़ी के बारे में शास्त्रीय विचार निम्नलिखित तक उबालते हैं: कुछ जटिल जीवित जीव कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के कारण प्रकट हुए।

अरस्तू के अनुसार, यह एक आसानी से देखा जा सकने वाला सत्य था: एफिड्स पौधों पर पड़ने वाली ओस से उत्पन्न होते हैं; मक्खियाँ - खराब भोजन से, चूहे - गंदे घास से, मगरमच्छ - जलाशयों के तल पर सड़ने वाले लकड़ियों से, और इसी तरह। सहज पीढ़ी का सिद्धांत (ईसाई धर्म द्वारा खंडित) सदियों से गुप्त रूप से अस्तित्व में था।

आमतौर पर यह स्वीकार किया जाता है कि 19वीं शताब्दी में लुई पाश्चर के प्रयोगों द्वारा सिद्धांत का खंडन किया गया था। वैज्ञानिक ने जीवन की उत्पत्ति का अध्ययन नहीं किया, उन्होंने संक्रामक रोगों से लड़ने में सक्षम होने के लिए रोगाणुओं की उपस्थिति का अध्ययन किया। हालाँकि, पाश्चर के साक्ष्य अब विवादास्पद नहीं थे, बल्कि कड़ाई से वैज्ञानिक थे।

क्ले थ्योरी और अनुक्रमिक निर्माण

मिट्टी के आधार पर जीवन का उदय? संभव है कि? 1985 में ग्लासगो विश्वविद्यालय से ए जे किर्न्स-स्मिथ नामक एक स्कॉटिश रसायनज्ञ इस तरह के एक सिद्धांत के लेखक हैं। अन्य वैज्ञानिकों द्वारा इसी तरह की धारणाओं के आधार पर, उन्होंने तर्क दिया कि कार्बनिक कण, मिट्टी की परतों के बीच होने और उनके साथ बातचीत करने के कारण, जानकारी संग्रहीत करने और बढ़ने का तरीका अपनाया। इस प्रकार, वैज्ञानिक ने "क्ले जीन" को प्राथमिक माना। प्रारंभ में, खनिज और नवजात जीवन एक साथ मौजूद थे, लेकिन एक निश्चित स्तर पर वे "भाग गए"।

उभरती दुनिया में विनाश (अराजकता) के विचार ने विकासवाद के सिद्धांत के अग्रदूतों में से एक के रूप में तबाही के सिद्धांत का मार्ग प्रशस्त किया। इसके समर्थकों का मानना ​​है कि अतीत में अचानक, अल्पकालिक, अशांत घटनाओं से पृथ्वी प्रभावित हुई है और वर्तमान अतीत की कुंजी है। प्रत्येक अगली आपदा ने मौजूदा जीवन को नष्ट कर दिया। बाद की रचना ने इसे पहले से ही पिछले एक से अलग कर दिया।

भौतिकवादी सिद्धांत

और यहाँ एक और संस्करण है कि पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई। इसे भौतिकवादियों ने आगे रखा था। उनका मानना ​​​​है कि जीवन समय और स्थान में विस्तारित क्रमिक रासायनिक परिवर्तनों के परिणामस्वरूप प्रकट हुआ, जो कि लगभग 3.8 अरब साल पहले हुआ था। इस विकास को आणविक कहा जाता है, यह डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक और राइबोन्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन (प्रोटीन) के क्षेत्र को प्रभावित करता है।

एक वैज्ञानिक प्रवृत्ति के रूप में, सिद्धांत 1960 के दशक में उत्पन्न हुआ, जब आणविक और विकासवादी जीव विज्ञान, जनसंख्या आनुवंशिकी को प्रभावित करने वाले सक्रिय शोध किए गए थे। वैज्ञानिकों ने तब न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन के संबंध में हाल की खोजों को समझने और मान्य करने का प्रयास किया।

ज्ञान के इस क्षेत्र के विकास को प्रेरित करने वाले प्रमुख विषयों में से एक एंजाइमेटिक फ़ंक्शन का विकास था, "आणविक घड़ी" के रूप में न्यूक्लिक एसिड विचलन का उपयोग। इसके प्रकटीकरण ने प्रजातियों के विचलन (शाखाओं) के गहन अध्ययन में योगदान दिया।

जैविक उत्पत्ति

इस बारे में कि पृथ्वी पर जीवन कैसे प्रकट हुआ, इस सिद्धांत के समर्थक इस प्रकार तर्क देते हैं। प्रजातियों का निर्माण बहुत पहले शुरू हुआ था - 3.5 अरब साल से भी पहले (संख्या उस अवधि को इंगित करती है जिसमें जीवन मौजूद है)। संभवतः, पहले तो परिवर्तन की धीमी और क्रमिक प्रक्रिया थी, और फिर सुधार का एक तेज़ (ब्रह्मांड के भीतर) चरण शुरू हुआ, मौजूदा परिस्थितियों के प्रभाव में एक स्थिर अवस्था से दूसरे में संक्रमण।

विकास, जिसे जैविक या जैविक के रूप में जाना जाता है, समय के साथ जीवों की आबादी में पाए जाने वाले एक या अधिक विरासत में मिले लक्षणों को बदलने की प्रक्रिया है। आनुवंशिक लक्षण विशेष विशिष्ट विशेषताएं हैं, जिनमें शारीरिक, जैव रासायनिक और व्यवहार शामिल हैं, जो एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी में प्रेषित होते हैं।

विकास ने सभी जीवित जीवों (विविधीकरण) की विविधता और विविधीकरण को जन्म दिया है। हमारी रंगीन दुनिया को चार्ल्स डार्विन ने "अनंत रूपों, सबसे सुंदर और सबसे अद्भुत" के रूप में वर्णित किया था। किसी को यह आभास हो जाता है कि जीवन की उत्पत्ति बिना शुरुआत या अंत की कहानी है।

विशेष रचना

इस सिद्धांत के अनुसार, जीवन के सभी रूप जो आज पृथ्वी ग्रह पर मौजूद हैं, ईश्वर द्वारा बनाए गए हैं। आदम और हव्वा सर्वशक्तिमान द्वारा बनाए गए पहले पुरुष और महिला हैं। पृथ्वी पर जीवन उनके साथ शुरू हुआ, ईसाई, मुस्लिम और यहूदियों पर विश्वास करें। तीन धर्म सहमत थे कि भगवान ने सात दिनों के भीतर ब्रह्मांड का निर्माण किया, छठे दिन को श्रम की परिणति बना दिया: उसने आदम को पृथ्वी की धूल से और हव्वा को अपनी पसली से बनाया।

सातवें दिन भगवान ने विश्राम किया। फिर उसने साँस ली और अदन नामक बगीचे की देखभाल करने के लिए भेजा। केंद्र में जीवन का वृक्ष और अच्छाई के ज्ञान का वृक्ष उग आया। भगवान ने बगीचे के सभी पेड़ों के फल खाने की इजाजत दी, ज्ञान के पेड़ को छोड़कर ("जिस दिन आप उन्हें खाएंगे, आप मर जाएंगे")।

लेकिन लोगों ने बात नहीं मानी। कुरान कहता है कि आदम ने सेब का स्वाद चखने की पेशकश की। परमेश्वर ने पापियों को क्षमा किया और उन दोनों को अपने प्रतिनिधि के रूप में पृथ्वी पर भेजा। और फिर भी... पृथ्वी पर जीवन कहाँ से आया? जैसा कि आप देख सकते हैं, एक भी उत्तर नहीं है। यद्यपि आधुनिक वैज्ञानिकों का झुकाव सभी जीवित चीजों की उत्पत्ति के अजैविक (अकार्बनिक) सिद्धांत की ओर बढ़ रहा है।

आकाशीय पिंडों की शुरूआत के माध्यम से बैक्टीरिया, रोगाणुओं और अन्य छोटे जीवों के संभावित परिचय के बारे में एक परिकल्पना है। जीवों का विकास हुआ और दीर्घकालिक परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, पृथ्वी पर जीवन धीरे-धीरे प्रकट हुआ। परिकल्पना उन जीवों पर विचार करती है जो अनॉक्सी वातावरण में और असामान्य रूप से उच्च या निम्न तापमान पर भी कार्य कर सकते हैं।

यह क्षुद्रग्रहों और उल्कापिंडों पर प्रवासी बैक्टीरिया की उपस्थिति के कारण होता है, जो ग्रहों या अन्य पिंडों के टकराव से टुकड़े होते हैं। एक पहनने के लिए प्रतिरोधी बाहरी आवरण की उपस्थिति के कारण, साथ ही सभी जीवन प्रक्रियाओं को धीमा करने की क्षमता के कारण (कभी-कभी एक बीजाणु में बदल जाता है), इस प्रकार का जीवन बहुत लंबे समय तक और बहुत लंबे समय तक चलने में सक्षम होता है। दूरियां।

अधिक मेहमाननवाज स्थितियों में आने पर, "अंतर्गैलेक्टिक यात्री" मुख्य जीवन-सहायक कार्यों को सक्रिय करते हैं। और इसे साकार किए बिना, वे समय के साथ, पृथ्वी पर जीवन का निर्माण करते हैं।

निर्जीव से जीना

आज सिंथेटिक और कार्बनिक पदार्थों के अस्तित्व का तथ्य निर्विवाद है। इसके अलावा, उन्नीसवीं शताब्दी में, जर्मन वैज्ञानिक फ्रेडरिक वोहलर ने अकार्बनिक पदार्थ (अमोनियम साइनेट) से कार्बनिक पदार्थ (यूरिया) को संश्लेषित किया। फिर हाइड्रोकार्बन का संश्लेषण किया गया। इस प्रकार, ग्रह पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति काफी हद तक अकार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण से हुई है। जीवोत्पत्ति के माध्यम से जीवन की उत्पत्ति के सिद्धांतों को सामने रखा जाता है।

चूंकि किसी भी कार्बनिक जीव की संरचना में मुख्य भूमिका अमीनो एसिड द्वारा निभाई जाती है। यह मान लेना तर्कसंगत होगा कि वे जीवन के साथ पृथ्वी की बसावट में शामिल थे। स्टेनली मिलर और हेरोल्ड उरे (गैसों के माध्यम से एक विद्युत आवेश को पारित करके अमीनो एसिड का निर्माण) के प्रयोग से प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, हम अमीनो एसिड के गठन की संभावना के बारे में बात कर सकते हैं। आखिरकार, अमीनो एसिड बिल्डिंग ब्लॉक्स हैं जिनके साथ क्रमशः शरीर और किसी भी जीवन की जटिल प्रणाली का निर्माण होता है।

ब्रह्मांडीय परिकल्पना

शायद सभी की सबसे लोकप्रिय व्याख्या, जिसे हर छात्र जानता है। बिग बैंग थ्योरी चर्चा का एक गर्म विषय रहा है और बना हुआ है। बिग बैंग ऊर्जा संचय के एक विलक्षण बिंदु से आया, जिसके परिणामस्वरूप ब्रह्मांड का काफी विस्तार हुआ। ब्रह्मांडीय निकायों का गठन किया गया था। सभी निरंतरता के बावजूद, बिग बैंग थ्योरी स्वयं ब्रह्मांड के गठन की व्याख्या नहीं करती है। वास्तव में, कोई भी मौजूदा परिकल्पना इसकी व्याख्या नहीं कर सकती है।

परमाणु जीवों के जीवों का सहजीवन

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के इस संस्करण को एंडोसिम्बायोसिस भी कहा जाता है। प्रणाली के स्पष्ट प्रावधान रूसी वनस्पतिशास्त्री और प्राणी विज्ञानी के.एस. मेरेज़कोवस्की द्वारा तैयार किए गए थे। इस अवधारणा का सार कोशिका के साथ ऑर्गेनेल के पारस्परिक रूप से लाभकारी सहवास में निहित है। जो, बदले में, एंडोसिम्बायोसिस का सुझाव देता है, एक सहजीवन के रूप में यूकेरियोटिक कोशिकाओं (कोशिकाओं जिसमें एक नाभिक मौजूद है) के गठन के साथ दोनों पक्षों के लिए फायदेमंद है। फिर, बैक्टीरिया के बीच आनुवंशिक जानकारी के हस्तांतरण की मदद से, उनके विकास और जनसंख्या वृद्धि को अंजाम दिया गया। इस संस्करण के अनुसार, जीवन और जीवन रूपों का आगे का सभी विकास आधुनिक प्रजातियों के पिछले पूर्वज के कारण है।

सहज पीढ़ी

उन्नीसवीं सदी में इस तरह का बयान संदेह के हिस्से के बिना नहीं लिया जा सकता था। प्रजातियों की अचानक उपस्थिति, अर्थात् निर्जीव चीजों से जीवन का निर्माण, उस समय के लोगों के लिए एक कल्पना की तरह लग रहा था। उसी समय, विषमजनन (प्रजनन की विधि, जिसके परिणामस्वरूप ऐसे व्यक्ति पैदा होते हैं जो माता-पिता से बहुत अलग होते हैं) को जीवन की एक उचित व्याख्या के रूप में मान्यता दी गई थी। एक सरल उदाहरण क्षयकारी पदार्थों से एक जटिल व्यवहार्य प्रणाली का निर्माण होगा।

उदाहरण के लिए, उसी मिस्र में, मिस्र के चित्रलिपि पानी, रेत, सड़ने और सड़ने वाले पौधे के अवशेषों से विविध जीवन की उपस्थिति की रिपोर्ट करते हैं। इस खबर से प्राचीन यूनानी दार्शनिकों को आश्चर्य नहीं हुआ होगा। वहां, निर्जीव से जीवन की उत्पत्ति के बारे में विश्वास को एक ऐसे तथ्य के रूप में माना जाता था जिसे पुष्टि की आवश्यकता नहीं थी। महान यूनानी दार्शनिक अरस्तू ने दृश्य सत्य के बारे में इस तरह से बात की: "सड़े हुए भोजन से एफिड्स बनते हैं, मगरमच्छ पानी के नीचे सड़ने वाली प्रक्रियाओं का परिणाम है।" रहस्यमय ढंग से, लेकिन चर्च से सभी प्रकार के उत्पीड़न के बावजूद, रहस्य की गोद में सजा एक सदी तक जीवित रही।

पृथ्वी पर जीवन के बारे में बहस हमेशा के लिए नहीं चल सकती। इसीलिए, उन्नीसवीं सदी के अंत में, फ्रांसीसी सूक्ष्म जीवविज्ञानी और रसायनज्ञ लुई पाश्चर ने अपना विश्लेषण किया। उनका शोध पूर्णतया वैज्ञानिक था। प्रयोग 1860-1862 में किया गया था। नींद की स्थिति से विवादों को दूर करने के लिए धन्यवाद, पाश्चर जीवन की सहज पीढ़ी की समस्या को हल करने में सक्षम था। (जिसके लिए उन्हें फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा पुरस्कार से सम्मानित किया गया था)

साधारण मिट्टी से अस्तित्व का निर्माण

यह पागलपन जैसा लगता है, लेकिन वास्तव में इस विषय पर जीवन का अधिकार है। आखिरकार, यह व्यर्थ नहीं है कि स्कॉटिश वैज्ञानिक, ए जे केर्न्स-स्मिथ ने जीवन के बारे में एक प्रोटीन सिद्धांत सामने रखा। इसी तरह के अध्ययनों का आधार बनाते हुए, उन्होंने कार्बनिक घटकों और साधारण मिट्टी के बीच आणविक स्तर पर बातचीत के बारे में बात की ... इसके प्रभाव में, घटकों ने स्थिर प्रणाली बनाई जिसमें दोनों घटकों की संरचना में परिवर्तन हुए, और फिर एक स्थायी जीवन का गठन। ऐसे अनोखे और मौलिक तरीके से किर्न्स-स्मिथ ने अपनी स्थिति स्पष्ट की। मिट्टी के क्रिस्टल, इसमें जैविक समावेश के साथ, एक साथ जीवन को जन्म दिया, जिसके बाद उनका "सहयोग" समाप्त हो गया।

स्थायी आपदाओं का सिद्धांत

जॉर्जेस कुवियर द्वारा विकसित अवधारणा के अनुसार, जो दुनिया आप अभी देख सकते हैं वह बिल्कुल भी प्राथमिक नहीं है। और वह क्या है, तो यह लगातार फटी हुई श्रृंखला की एक और कड़ी है। इसका मतलब है कि हम एक ऐसी दुनिया में रहते हैं जो अंततः जीवन के बड़े पैमाने पर विलुप्त होने से गुजरेगी। उसी समय, पृथ्वी पर सब कुछ वैश्विक विनाश के अधीन नहीं था (उदाहरण के लिए, बाढ़ आई थी)। कुछ प्रजातियां, अपनी अनुकूलन क्षमता के दौरान, बच गईं, जिससे पृथ्वी आबाद हो गई। जॉर्जेस कुवियर के अनुसार प्रजातियों और जीवन की संरचना अपरिवर्तित रही।

एक वस्तुनिष्ठ वास्तविकता के रूप में मामला

शिक्षण का मुख्य विषय विभिन्न क्षेत्र और क्षेत्र हैं जो सटीक विज्ञान के दृष्टिकोण से विकास को समझने के करीब लाते हैं। (भौतिकवाद दर्शन में एक विश्वदृष्टि है जो सभी कारण परिस्थितियों, घटनाओं और वास्तविकता के कारकों को प्रकट करता है। कानून मनुष्य, समाज, पृथ्वी पर लागू होते हैं)। सिद्धांत को भौतिकवाद के प्रसिद्ध अनुयायियों द्वारा आगे रखा गया था, जो मानते हैं कि पृथ्वी पर जीवन रसायन विज्ञान के स्तर पर परिवर्तनों से उत्पन्न हुआ है। इसके अलावा, वे लगभग 4 अरब साल पहले हुए थे। जीवन की व्याख्या का डीएनए, (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) आरएनए (राइबोन्यूक्लिक एसिड) के साथ-साथ कुछ आईयूडी (उच्च आणविक भार यौगिकों) के साथ सीधा संबंध है। इस मामले में- प्रोटीन।)

अवधारणा का गठन वैज्ञानिक अनुसंधान के माध्यम से किया गया था, जो आणविक और आनुवंशिक जीव विज्ञान, आनुवंशिकी के सार को प्रकट करता है। स्रोत आधिकारिक हैं, विशेष रूप से उनकी युवावस्था को देखते हुए। आखिरकार, बीसवीं शताब्दी के अंत में आरएनए की दुनिया के बारे में परिकल्पना का अध्ययन किया जाने लगा। सिद्धांत में एक बड़ा योगदान कार्ल रिचर्ड वोइस द्वारा किया गया था।

चार्ल्स डार्विन की शिक्षाएँ

प्रजातियों की उत्पत्ति के बारे में बोलते हुए, चार्ल्स डार्विन जैसे वास्तव में शानदार व्यक्ति का उल्लेख नहीं करना असंभव है। उनके जीवन के कार्य, प्राकृतिक चयन ने सामूहिक नास्तिक आंदोलनों की नींव रखी। दूसरी ओर, इसने विज्ञान को एक अभूतपूर्व प्रोत्साहन दिया, अनुसंधान और प्रयोग के लिए एक अटूट आधार। सिद्धांत का सार पूरे इतिहास में प्रजातियों का अस्तित्व था, जीवों को स्थानीय परिस्थितियों के अनुकूल बनाकर, नई सुविधाओं का निर्माण जो एक प्रतिस्पर्धी माहौल में मदद करते हैं।

विकास कुछ प्रक्रियाओं को संदर्भित करता है जिसका उद्देश्य किसी जीव और जीव के जीवन को समय के साथ बदलना है। वंशानुगत लक्षणों के तहत, उनका मतलब व्यवहारिक, आनुवंशिक या अन्य प्रकार की जानकारी (मातृ से बच्चे में संचरण) का स्थानांतरण है।

डार्विन के अनुसार, विकास के आंदोलन की मुख्य ताकत प्रजातियों के चयन और परिवर्तनशीलता के माध्यम से अस्तित्व के अधिकार के लिए संघर्ष है। डार्विनियन विचारों के प्रभाव में, बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में, पारिस्थितिकी के साथ-साथ आनुवंशिकी के संदर्भ में अनुसंधान सक्रिय रूप से किया गया था। जूलॉजी का शिक्षण मौलिक रूप से बदल गया है।

भगवान की रचना

दुनिया भर से कई लोग अभी भी भगवान में विश्वास का दावा करते हैं। सृष्टिवाद पृथ्वी पर जीवन के निर्माण की व्याख्या है। व्याख्या में बाइबिल पर आधारित बयानों की एक प्रणाली शामिल है और जीवन को एक निर्माता भगवान द्वारा बनाया गया माना जाता है। डेटा "ओल्ड टेस्टामेंट", "सुसमाचार" और अन्य पवित्र लेखन से लिया गया है।

विभिन्न धर्मों में जीवन के निर्माण की व्याख्या कुछ हद तक समान है। बाइबिल के अनुसार पृथ्वी का निर्माण सात दिनों में हुआ था। आकाश, आकाशीय पिंड, जल आदि पांच दिनों में बनाए गए थे। छठे दिन परमेश्वर ने आदम को मिट्टी से बनाया। एक ऊब, एकाकी आदमी को देखकर, भगवान ने एक और चमत्कार करने का फैसला किया। आदम की पसली लेकर उसने हव्वा को बनाया। सातवें दिन को एक दिन की छुट्टी के रूप में मान्यता दी गई थी।

आदम और हव्वा बिना किसी परेशानी के रहते थे, जब तक कि साँप के रूप में दुष्ट शैतान ने हव्वा को लुभाने का फैसला नहीं किया। आखिरकार, स्वर्ग के बीच में अच्छाई और बुराई के ज्ञान का वृक्ष खड़ा था। पहली माँ ने आदम को भोजन साझा करने के लिए आमंत्रित किया, जिससे परमेश्वर को दिए गए वचन का उल्लंघन हुआ (उसने निषिद्ध फलों को छूने से मना किया।)

पहले लोगों को हमारी दुनिया में निष्कासित कर दिया जाता है, जिससे पृथ्वी पर सभी मानव जाति और जीवन का इतिहास शुरू होता है।

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति का प्रश्न आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान के सबसे कठिन प्रश्नों में से एक है, जिसका अभी तक कोई स्पष्ट उत्तर नहीं है।

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के बारे में कई सिद्धांत हैं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध हैं:

• सहज (सहज) पीढ़ी का सिद्धांत;
• सृजनवाद का सिद्धांत (या सृजन);
• स्थिर राज्य सिद्धांत;
• पैनस्पर्मिया का सिद्धांत;
• जैव रासायनिक विकास का सिद्धांत (एआई ओपरिन का सिद्धांत)।

इन सिद्धांतों के मुख्य प्रावधानों पर विचार करें।

सहज (सहज) पीढ़ी का सिद्धांत

जीवन की सहज पीढ़ी का सिद्धांत प्राचीन दुनिया में व्यापक था - बेबीलोन, चीन, प्राचीन मिस्र और प्राचीन ग्रीस (अरस्तू, विशेष रूप से, इस सिद्धांत का पालन करते थे)।

प्राचीन विश्व और मध्ययुगीन यूरोप के वैज्ञानिकों का मानना ​​​​था कि जीवित प्राणी लगातार निर्जीव पदार्थ से उत्पन्न होते हैं: कीचड़ से कीड़े, कीचड़ से मेंढक, सुबह की ओस से जुगनू आदि। तो, 17 वीं शताब्दी के प्रसिद्ध डच वैज्ञानिक। वैन हेलमोंट ने अपने वैज्ञानिक ग्रंथ में एक ऐसे अनुभव का काफी गंभीरता से वर्णन किया है जिसमें उन्हें 3 सप्ताह में एक गंदी शर्ट और एक मुट्ठी गेहूं से सीधे एक बंद अंधेरे कोठरी में चूहे मिले। पहली बार, इतालवी वैज्ञानिक फ्रांसेस्को रेडी (1688) ने प्रयोगात्मक सत्यापन के लिए व्यापक रूप से स्वीकृत सिद्धांत के अधीन होने का निर्णय लिया। उसने मांस के कई टुकड़े बर्तन में रखे और उनमें से कुछ को मलमल से ढक दिया। खुले बर्तनों में सड़े हुए मांस - मक्खी के लार्वा की सतह पर सफेद कीड़े दिखाई दिए। मलमल से ढके बर्तनों में मक्खी के लार्वा नहीं थे। इस प्रकार, एफ। रेडी यह साबित करने में कामयाब रहे कि मक्खी के लार्वा सड़ते हुए मांस से नहीं, बल्कि इसकी सतह पर मक्खियों द्वारा रखे गए अंडों से दिखाई देते हैं।

1765 में, प्रसिद्ध इतालवी वैज्ञानिक और चिकित्सक लाज़ारो स्पालानज़ानी ने सीलबंद कांच के फ्लास्क में मांस और सब्जी शोरबा उबाला। सीलबंद फ्लास्क में शोरबा खराब नहीं हुआ। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि उच्च तापमान के प्रभाव में शोरबा को खराब करने में सक्षम सभी जीवित प्राणियों की मृत्यु हो गई। हालाँकि, F. Redi और L. Spalanzani के प्रयोगों ने सभी को आश्वस्त नहीं किया। वाइटलिस्ट वैज्ञानिक (अक्षांश से। संक्षिप्त आत्मकथा- जीवन) का मानना ​​​​था कि जीवित प्राणियों की सहज पीढ़ी उबले हुए शोरबा में नहीं होती है, क्योंकि इसमें एक विशेष "जीवन शक्ति" नष्ट हो जाती है, जो एक सीलबंद बर्तन में प्रवेश नहीं कर सकती है, क्योंकि इसे हवा के माध्यम से ले जाया जाता है।

सूक्ष्मजीवों की खोज के संबंध में जीवन की सहज पीढ़ी की संभावना के बारे में विवाद तेज हो गए हैं। यदि जटिल जीव अनायास प्रजनन नहीं कर सकते हैं, तो शायद सूक्ष्मजीव कर सकते हैं?

इस संबंध में, 1859 में, फ्रांसीसी अकादमी ने उस व्यक्ति को पुरस्कार देने की घोषणा की जो अंततः जीवन की सहज पीढ़ी की संभावना या असंभवता का प्रश्न तय करता है। यह पुरस्कार 1862 में प्रसिद्ध फ्रांसीसी रसायनज्ञ और सूक्ष्म जीवविज्ञानी लुई पाश्चर द्वारा प्राप्त किया गया था। स्पालनजानी की तरह, उन्होंने एक गिलास फ्लास्क में पोषक तत्व शोरबा उबाला, लेकिन फ्लास्क साधारण नहीं था, बल्कि 5 आकार की ट्यूब के रूप में एक गर्दन के साथ था। वायु, और इसलिए "जीवन शक्ति", फ्लास्क में प्रवेश कर सकती है, लेकिन धूल, और इसके साथ हवा में मौजूद सूक्ष्मजीव, 5-आकार की ट्यूब की निचली कोहनी में बस गए, और फ्लास्क में शोरबा बाँझ रहा (चित्र .1)। हालांकि, यह फ्लास्क की गर्दन को तोड़ने या बाँझ शोरबा के साथ 5-आकार की ट्यूब के निचले घुटने को धोने के लायक था, क्योंकि शोरबा जल्दी से बादल बनने लगा - इसमें सूक्ष्मजीव दिखाई दिए।

इस प्रकार लुई पाश्चर के काम के लिए धन्यवाद, सहज पीढ़ी के सिद्धांत को अस्थिर के रूप में मान्यता दी गई और वैज्ञानिक दुनिया में जैवजनन के सिद्धांत को स्थापित किया गया, जिसका एक संक्षिप्त सूत्रीकरण है - "जीवित सब कुछ जीवित चीजों से है।"

चावल। 1. पाश्चर फ्लास्क

हालाँकि, यदि मानव विकास के ऐतिहासिक रूप से दूरदर्शी काल में सभी जीवित जीव केवल अन्य जीवित जीवों से उत्पन्न होते हैं, तो स्वाभाविक रूप से यह सवाल उठता है: पृथ्वी पर पहले जीवित जीव कब और कैसे दिखाई दिए?

निर्माण सिद्धांत

निर्माण सिद्धांतयह मानता है कि सभी जीवित जीव (या केवल उनके सरलतम रूप) एक निश्चित अवधि में किसी अलौकिक प्राणी (देवता, पूर्ण विचार, अतिमानस, अतिसभ्यता, आदि) द्वारा बनाए गए ("डिज़ाइन") किए गए थे। यह स्पष्ट है कि विश्व के अधिकांश प्रमुख धर्मों के अनुयायी, विशेष रूप से ईसाई धर्म, प्राचीन काल से इस दृष्टिकोण का पालन करते थे।

न केवल धार्मिक, बल्कि वैज्ञानिक हलकों में भी सृजनवाद का सिद्धांत अभी भी काफी व्यापक है। यह आमतौर पर प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के उद्भव से जुड़े जैव रासायनिक और जैविक विकास के सबसे जटिल, अनसुलझे मुद्दों की व्याख्या करने के लिए उपयोग किया जाता है, उनके बीच बातचीत के तंत्र का गठन, व्यक्तिगत जटिल जीवों या अंगों के उद्भव और गठन (जैसे कि) राइबोसोम, आंख या मस्तिष्क)। आवधिक "सृजन" के कार्य भी एक प्रकार के जानवर से स्पष्ट संक्रमणकालीन लिंक की अनुपस्थिति की व्याख्या करते हैं
दूसरे के लिए, उदाहरण के लिए, कीड़े से आर्थ्रोपोड तक, बंदरों से मनुष्यों तक, आदि। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि चेतना (सुपरमाइंड, निरपेक्ष विचार, देवता) या पदार्थ की प्रधानता के बारे में दार्शनिक विवाद मौलिक रूप से अघुलनशील है, हालांकि, आधुनिक जैव रसायन और विकासवादी सिद्धांत की किसी भी कठिनाई को सृजन के मौलिक रूप से समझ से बाहर अलौकिक कृत्यों द्वारा समझाने का प्रयास आवश्यक है। वैज्ञानिक अनुसंधान के दायरे से परे इन मुद्दों, सृष्टिवाद के सिद्धांत को पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के वैज्ञानिक सिद्धांतों की श्रेणी के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है।

स्थिर अवस्था और पैनस्पर्मिया सिद्धांत

ये दोनों सिद्धांत दुनिया के एक ही चित्र के पूरक तत्व हैं, जिसका सार इस प्रकार है: ब्रह्मांड हमेशा के लिए मौजूद है और इसमें जीवन हमेशा के लिए मौजूद है (स्थिर अवस्था)। बाहरी अंतरिक्ष में यात्रा करने वाले "जीवन के बीज" द्वारा जीवन को एक ग्रह से दूसरे ग्रह तक ले जाया जाता है, जो धूमकेतु और उल्कापिंड (पैनस्पर्मिया) का हिस्सा हो सकता है। जीवन की उत्पत्ति पर इसी तरह के विचार, विशेष रूप से, शिक्षाविद वी.आई. वर्नाडस्की।

हालांकि, स्थिर अवस्था का सिद्धांत, जो ब्रह्मांड के अनंत रूप से लंबे अस्तित्व को मानता है, आधुनिक खगोल भौतिकी के आंकड़ों के अनुरूप नहीं है, जिसके अनुसार ब्रह्मांड अपेक्षाकृत हाल ही में (लगभग 16 अरब साल पहले) प्राथमिक विस्फोट के माध्यम से उत्पन्न हुआ था। .

यह स्पष्ट है कि दोनों सिद्धांत (पैनस्पर्मिया और स्थिर अवस्था) जीवन की प्राथमिक उत्पत्ति के तंत्र की व्याख्या बिल्कुल भी नहीं करते हैं, इसे अन्य ग्रहों (पैनस्पर्मिया) में स्थानांतरित करते हैं या इसे समय में अनंत तक ले जाते हैं (एक स्थिर का सिद्धांत) राज्य)।

जैव रासायनिक विकास का सिद्धांत (एआई ओपरिन का सिद्धांत)

जीवन की उत्पत्ति के सभी सिद्धांतों में से, वैज्ञानिक दुनिया में सबसे आम और मान्यता प्राप्त जैव रासायनिक विकास का सिद्धांत है, जिसे 1924 में सोवियत जैव रसायनविद् शिक्षाविद ए.आई. ओपेरिन (1936 में उन्होंने अपनी पुस्तक द इमर्जेंस ऑफ लाइफ में इसका विस्तार से वर्णन किया)।

इस सिद्धांत का सार यह है कि जैविक विकास - अर्थात। जीवित जीवों के विभिन्न रूपों का उद्भव, विकास और जटिलता, रासायनिक विकास से पहले हुई थी - पृथ्वी के इतिहास में एक लंबी अवधि, प्रारंभिक इकाइयों, "ईंटों" के बीच बातचीत के उद्भव, जटिलता और सुधार के साथ जुड़ी हुई है। सभी जीवित चीजें - कार्बनिक अणु।

प्रीबायोलॉजिकल (रासायनिक) विकास

अधिकांश वैज्ञानिकों (मुख्य रूप से खगोलविदों और भूवैज्ञानिकों) के अनुसार, पृथ्वी लगभग 5 अरब साल पहले एक खगोलीय पिंड के रूप में बनी थी। सूर्य के चारों ओर घूमते हुए गैस और धूल के बादल के कणों के संघनन द्वारा।

कंप्रेसिव फोर्स के प्रभाव में, जिन कणों से पृथ्वी का निर्माण होता है, वे भारी मात्रा में ऊष्मा छोड़ते हैं। थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं पृथ्वी के आंतों में शुरू होती हैं। नतीजतन, पृथ्वी बहुत गर्म हो जाती है। इस प्रकार, 5 अरब साल पहले पृथ्वी एक गर्म गेंद थी जो बाहरी अंतरिक्ष से होकर भाग रही थी, जिसकी सतह का तापमान 4000-8000 ° C (हँसी। 2) तक पहुँच गया था।

धीरे-धीरे ऊष्मीय ऊर्जा के बाह्य अंतरिक्ष में विकिरण के कारण पृथ्वी ठंडी होने लगती है। लगभग 4 अरब साल पहले पृथ्वी इतनी अधिक ठंडी हो जाती है कि उसकी सतह पर एक कठोर पपड़ी बन जाती है; उसी समय, प्रकाश, गैसीय पदार्थ इसकी आंतों से बाहर निकलते हैं, ऊपर उठते हैं और प्राथमिक वातावरण बनाते हैं। प्राथमिक वातावरण की संरचना आधुनिक वातावरण से काफी भिन्न थी। जाहिर है, प्राचीन पृथ्वी के वातावरण में कोई मुक्त ऑक्सीजन नहीं थी, और इसकी संरचना में हाइड्रोजन (एच 2), मीथेन (सीएच 4), अमोनिया (एनएच 3), जल वाष्प (एच 2) जैसे कम अवस्था में पदार्थ शामिल थे। ओ), और संभवतः नाइट्रोजन (एन 2), कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ और सीओ 2) भी।

पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण की घटती प्रकृति जीवन की उत्पत्ति के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि कम अवस्था में पदार्थ अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं और कुछ शर्तों के तहत, एक दूसरे के साथ बातचीत करने में सक्षम होते हैं, जिससे कार्बनिक अणु बनते हैं। प्राथमिक पृथ्वी के वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन की अनुपस्थिति (व्यावहारिक रूप से पृथ्वी की सभी ऑक्सीजन आक्साइड के रूप में बंधी हुई थी) भी जीवन के उद्भव के लिए एक महत्वपूर्ण शर्त है, क्योंकि ऑक्सीजन आसानी से ऑक्सीकरण करती है और इस तरह कार्बनिक यौगिकों को नष्ट कर देती है। इसलिए, वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति में, प्राचीन पृथ्वी पर महत्वपूर्ण मात्रा में कार्बनिक पदार्थों का संचय असंभव होता।

लगभग 5 अरब साल पहले- आकाशीय पिंड के रूप में पृथ्वी का उदय; सतह का तापमान - 4000-8000°C

लगभग 4 अरब साल पहले -पृथ्वी की पपड़ी और प्राथमिक वातावरण का निर्माण

1000 डिग्री सेल्सियस पर- प्राथमिक वातावरण में सरल कार्बनिक अणुओं का संश्लेषण प्रारंभ होता है

संश्लेषण के लिए ऊर्जा किसके द्वारा दी जाती है:

प्राथमिक वातावरण का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे है - प्राथमिक महासागर का निर्माण -

जटिल कार्बनिक अणुओं का संश्लेषण - सरल कार्बनिक अणुओं से बायोपॉलिमर:

• सरल कार्बनिक अणु - मोनोमर्स
• जटिल कार्बनिक अणु - बायोपॉलिमर

योजना। 2. रासायनिक विकास के मुख्य चरण

जब प्राथमिक वातावरण का तापमान 1000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, तो उसमें सरल कार्बनिक अणुओं का संश्लेषण शुरू हो जाता है, जैसे अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड, फैटी एसिड, साधारण शर्करा, पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल, कार्बनिक अम्ल, आदि। संश्लेषण के लिए ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है। बिजली का निर्वहन, ज्वालामुखी गतिविधि, कठोर अंतरिक्ष विकिरण और, अंत में, सूर्य का पराबैंगनी विकिरण, जिससे पृथ्वी अभी तक ओजोन स्क्रीन द्वारा संरक्षित नहीं है, और यह पराबैंगनी विकिरण है जिसे वैज्ञानिक एबोजेनिक के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत मानते हैं (कि है, जीवित जीवों की भागीदारी के बिना गुजरना) कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण।

एआई के सिद्धांत की मान्यता और व्यापक प्रसार। ओपरिन को इस तथ्य से बहुत सुविधा हुई कि कार्बनिक अणुओं के एबोजेनिक संश्लेषण की प्रक्रियाओं को मॉडल प्रयोगों में आसानी से पुन: पेश किया जाता है।

अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण की संभावना 19वीं शताब्दी की शुरुआत से जानी जाती है। पहले से ही 1828 में, उत्कृष्ट जर्मन रसायनज्ञ एफ। वोहलर ने एक कार्बनिक पदार्थ - अकार्बनिक से यूरिया - अमोनियम साइनेट को संश्लेषित किया। हालांकि, प्राचीन पृथ्वी के करीब की परिस्थितियों में कार्बनिक पदार्थों के एबोजेनिक संश्लेषण की संभावना सबसे पहले एस. मिलर के प्रयोग में दिखाई गई थी।

1953 में, एक युवा अमेरिकी शोधकर्ता, शिकागो विश्वविद्यालय में स्नातक छात्र, स्टेनली मिलर, ने एक ग्लास फ्लास्क में इलेक्ट्रोड के साथ पुन: पेश किया, जिसमें पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण में मिलाप किया गया था, जो उस समय के वैज्ञानिकों के अनुसार हाइड्रोजन से बना था, मीथेन सीएच 4, अमोनिया एनएच, और जल वाष्प एच 2 0 (चित्र 3)। इस गैस मिश्रण के माध्यम से, एस। मिलर ने एक सप्ताह के लिए गरज के साथ विद्युत निर्वहन पारित किया। प्रयोग के अंत में, फ्लास्क में α-एमिनो एसिड (ग्लाइसिन, ऐलेनिन, शतावरी, ग्लूटामाइन), कार्बनिक अम्ल (succinic, लैक्टिक, एसिटिक, ग्लाइकोकोलिक), γ-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक एसिड और यूरिया पाए गए। प्रयोग दोहराते समय, एस मिलर व्यक्तिगत न्यूक्लियोटाइड और पांच से छह लिंक की छोटी पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला प्राप्त करने में कामयाब रहे।

चावल। 3. एस मिलर द्वारा स्थापना

विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा किए गए एबोजेनिक संश्लेषण पर आगे के प्रयोगों में, न केवल विद्युत निर्वहन का उपयोग किया गया था, बल्कि प्राचीन पृथ्वी की अन्य प्रकार की ऊर्जा विशेषता, जैसे कि ब्रह्मांडीय, पराबैंगनी और रेडियोधर्मी विकिरण, ज्वालामुखी गतिविधि में निहित उच्च तापमान, साथ ही साथ विभिन्न मूल वातावरण की नकल करते हुए गैस मिश्रण के विकल्प। नतीजतन, जीवित चीजों की विशेषता वाले कार्बनिक अणुओं का लगभग पूरा स्पेक्ट्रम प्राप्त हुआ: अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड, वसा जैसे पदार्थ, सरल शर्करा, कार्बनिक अम्ल।

इसके अलावा, वर्तमान समय में पृथ्वी पर कार्बनिक अणुओं का एबोजेनिक संश्लेषण भी हो सकता है (उदाहरण के लिए, ज्वालामुखी गतिविधि के दौरान)। इसी समय, न केवल हाइड्रोसिनेनिक एसिड एचसीएन, जो अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड का अग्रदूत है, बल्कि व्यक्तिगत अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड और यहां तक ​​​​कि पोर्फिरिन जैसे जटिल कार्बनिक पदार्थ भी ज्वालामुखी उत्सर्जन में पाए जा सकते हैं। कार्बनिक पदार्थों का एबोजेनिक संश्लेषण न केवल पृथ्वी पर, बल्कि बाहरी अंतरिक्ष में भी संभव है। सबसे सरल अमीनो एसिड उल्कापिंडों और धूमकेतुओं में पाए जाते हैं।

जब प्राथमिक वातावरण का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे चला गया, तो पृथ्वी पर गर्म बारिश हुई और प्राथमिक महासागर दिखाई दिए। बारिश की धाराओं के साथ, जैविक रूप से संश्लेषित कार्बनिक पदार्थ प्राथमिक महासागर में प्रवेश कर गए, जिसने इसे बदल दिया, लेकिन अंग्रेजी बायोकेमिस्ट जॉन हाल्डेन की लाक्षणिक अभिव्यक्ति में, एक पतला "प्राथमिक सूप" में। जाहिर है, यह आदिकालीन महासागर में है कि सरल कार्बनिक अणुओं-जटिल कार्बनिक अणुओं के मोनोमर-बायोपॉलिमर के गठन की प्रक्रिया शुरू होती है (चित्र 2 देखें)।

हालांकि, व्यक्तिगत न्यूक्लियोसाइड, अमीनो एसिड और शर्करा के पोलीमराइजेशन की प्रक्रियाएं संक्षेपण प्रतिक्रियाएं हैं, वे पानी के उन्मूलन के साथ आगे बढ़ती हैं, इसलिए जलीय माध्यम पोलीमराइजेशन में योगदान नहीं करता है, लेकिन, इसके विपरीत, बायोपॉलिमर के हाइड्रोलिसिस (यानी। , पानी के अतिरिक्त के साथ उनका विनाश)।

बायोपॉलिमर (विशेष रूप से, अमीनो एसिड से प्रोटीन) का निर्माण वातावरण में लगभग 180 ° C के तापमान पर हो सकता है, जहाँ से वे वायुमंडलीय वर्षा के साथ प्राथमिक महासागर में धोए गए थे। इसके अलावा, यह संभव है कि प्राचीन पृथ्वी पर, अमीनो एसिड जलाशयों को सुखाने में केंद्रित थे और पराबैंगनी प्रकाश और लावा प्रवाह की गर्मी के प्रभाव में सूखे रूप में पोलीमराइज़ किए गए थे।

इस तथ्य के बावजूद कि पानी बायोपॉलिमर के हाइड्रोलिसिस को बढ़ावा देता है, एक जीवित कोशिका में बायोपॉलिमर का संश्लेषण ठीक एक जलीय माध्यम में होता है। यह प्रक्रिया विशेष उत्प्रेरक प्रोटीन - एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती है, और संश्लेषण के लिए आवश्यक ऊर्जा एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट - एटीपी के टूटने के दौरान निकलती है। यह संभव है कि प्राथमिक महासागर के जलीय वातावरण में बायोपॉलिमर का संश्लेषण कुछ खनिजों की सतह द्वारा उत्प्रेरित किया गया हो। यह प्रयोगात्मक रूप से दिखाया गया है कि अमीनो एसिड ऐलेनिन का एक समाधान एक जलीय माध्यम में एक विशेष प्रकार के एल्यूमिना की उपस्थिति में पोलीमराइज़ कर सकता है। इस मामले में, पेप्टाइड पॉलीएलनिन बनता है। ऐलेनिन की पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया एटीपी के टूटने के साथ होती है।

न्यूक्लियोटाइड का पोलीमराइजेशन अमीनो एसिड के पोलीमराइजेशन की तुलना में आसान है। यह दिखाया गया है कि उच्च नमक सांद्रता वाले समाधानों में, व्यक्तिगत न्यूक्लियोटाइड अनायास पोलीमराइज़ करते हैं, न्यूक्लिक एसिड में बदल जाते हैं।

सभी आधुनिक जीवों का जीवन एक जीवित कोशिका के सबसे महत्वपूर्ण बायोपॉलिमर - प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के बीच निरंतर संपर्क की एक प्रक्रिया है।

प्रोटीन एक जीवित कोशिका के "कार्यशील अणु", "इंजीनियर अणु" हैं। चयापचय में अपनी भूमिका का वर्णन करते हुए, बायोकेमिस्ट अक्सर "प्रोटीन काम करता है", "एंजाइम प्रतिक्रिया का नेतृत्व करता है" जैसे आलंकारिक अभिव्यक्तियों का उपयोग करते हैं। प्रोटीन का सबसे महत्वपूर्ण कार्य उत्प्रेरक है. जैसा कि आप जानते हैं, उत्प्रेरक ऐसे पदार्थ हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को गति देते हैं, लेकिन वे स्वयं प्रतिक्रिया के अंतिम उत्पादों में शामिल नहीं होते हैं। टैंक-उत्प्रेरक को एंजाइम कहा जाता है।एंजाइम झुकते हैं और हजारों बार चयापचय प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं। चयापचय, और इसलिए उनके बिना जीवन असंभव है।

न्यूक्लिक एसिड- ये "अणु-कंप्यूटर" हैं, अणु वंशानुगत जानकारी के रखवाले हैं। न्यूक्लिक एसिड एक जीवित कोशिका के सभी पदार्थों के बारे में जानकारी संग्रहीत नहीं करता है, लेकिन केवल प्रोटीन के बारे में। बेटी कोशिका में मातृ कोशिका की प्रोटीन विशेषता को पुन: उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है ताकि वे मातृ कोशिका की सभी रासायनिक और संरचनात्मक विशेषताओं के साथ-साथ इसमें निहित चयापचय की प्रकृति और दर को सटीक रूप से पुन: उत्पन्न कर सकें। प्रोटीन की उत्प्रेरक गतिविधि के कारण स्वयं न्यूक्लिक एसिड भी पुन: उत्पन्न होते हैं।

इस प्रकार, जीवन की उत्पत्ति का रहस्य प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के बीच बातचीत के तंत्र के उद्भव का रहस्य है। इस प्रक्रिया के बारे में आधुनिक विज्ञान के पास क्या जानकारी है? जीवन का प्राथमिक आधार कौन से अणु थे - प्रोटीन या न्यूक्लिक एसिड?

वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि आधुनिक जीवित जीवों के चयापचय में प्रोटीन की महत्वपूर्ण भूमिका के बावजूद, पहले "जीवित" अणु प्रोटीन नहीं थे, बल्कि न्यूक्लिक एसिड, अर्थात् राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) थे।

1982 में, अमेरिकी बायोकेमिस्ट थॉमस चेक ने आरएनए के ऑटोकैटलिटिक गुणों की खोज की। उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से दिखाया कि खनिज लवणों की उच्च सांद्रता वाले माध्यम में, राइबोन्यूक्लियोटाइड्स अनायास (अनायास) पोलीमराइज़ करते हैं, जिससे पोलीन्यूक्लियोटाइड्स - आरएनए अणु बनते हैं। आरएनए की मूल पोलीन्यूक्लियोटाइड शृंखलाओं पर, एक मैट्रिक्स की तरह, पूरक नाइट्रोजनी क्षारों की जोड़ी से आरएनए प्रतियाँ बनती हैं। आरएनए टेम्प्लेट कॉपी करने की प्रतिक्रिया मूल आरएनए अणु द्वारा उत्प्रेरित होती है और इसमें एंजाइम या अन्य प्रोटीन की भागीदारी की आवश्यकता नहीं होती है।

आगे जो हुआ वह काफी अच्छी तरह से समझाया गया है जिसे आणविक स्तर पर "प्राकृतिक चयन" कहा जा सकता है। आरएनए अणुओं की स्व-प्रतिलिपि (स्व-संयोजन) के दौरान, अशुद्धि और त्रुटियां अनिवार्य रूप से उत्पन्न होती हैं। गलत आरएनए प्रतियों को फिर से कॉपी किया जाता है। दोबारा कॉपी करते समय, फिर से त्रुटियां हो सकती हैं। नतीजतन, प्राथमिक महासागर के एक निश्चित हिस्से में आरएनए अणुओं की आबादी विषम होगी।

चूंकि आरएनए क्षय प्रक्रियाएं भी संश्लेषण प्रक्रियाओं के समानांतर हो रही हैं, इसलिए अधिक स्थिरता या बेहतर ऑटोकैटलिटिक गुणों वाले अणु प्रतिक्रिया माध्यम में जमा हो जाएंगे (यानी, अणु जो खुद को तेजी से कॉपी करते हैं, तेजी से "गुणा" करते हैं)।

कुछ आरएनए अणुओं पर, एक मैट्रिक्स के रूप में, छोटे प्रोटीन अंशों - पेप्टाइड्स की स्व-संयोजन हो सकती है। आरएनए अणु के चारों ओर एक प्रोटीन "म्यान" बनता है।

ऑटोकैटलिटिक कार्यों के साथ, थॉमस चेक ने आरएनए अणुओं में सेल्फ-स्प्लिसिंग की घटना की खोज की। स्व-स्प्लिसिंग के परिणामस्वरूप, आरएनए क्षेत्र जो पेप्टाइड्स द्वारा संरक्षित नहीं हैं, आरएनए से स्वचालित रूप से हटा दिए जाते हैं (वे हैं, जैसा कि "कट आउट" और "बेदखल"), और शेष आरएनए क्षेत्र प्रोटीन के टुकड़े एन्कोडिंग "एक साथ बढ़ते हैं" ", अर्थात। अनायास एक अणु में संयोजित हो जाते हैं। यह नया आरएनए अणु पहले से ही एक बड़े जटिल प्रोटीन (चित्र 4) के लिए कोड करेगा।

जाहिर है, शुरू में प्रोटीन शीथ ने मुख्य रूप से एक सुरक्षात्मक कार्य किया, आरएनए को विनाश से बचाया और इस तरह समाधान में इसकी स्थिरता में वृद्धि हुई (यह सबसे सरल आधुनिक वायरस में प्रोटीन शीथ का कार्य है)।

जाहिर है, जैव रासायनिक विकास के एक निश्चित चरण में, आरएनए अणुओं, जो न केवल सुरक्षात्मक प्रोटीन, बल्कि उत्प्रेरक प्रोटीन (एंजाइम) को भी सांकेतिक शब्दों में बदलना करते हैं, ने आरएनए नकल की दर को तेज करते हुए, एक फायदा प्राप्त किया। जाहिर है, इसी तरह प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के बीच बातचीत की प्रक्रिया, जिसे अब हम जीवन कहते हैं, उत्पन्न हुई।

आगे के विकास की प्रक्रिया में, एक एंजाइम के कार्यों के साथ एक प्रोटीन की उपस्थिति के लिए धन्यवाद, रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस, एकल-फंसे आरएनए अणुओं पर, दो किस्में से मिलकर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) के अणुओं को संश्लेषित किया जाने लगा। डीऑक्सीराइबोज की 2" स्थिति में ओएच समूह की अनुपस्थिति डीएनए अणुओं को थोड़ा क्षारीय समाधानों में हाइड्रोलाइटिक क्लेवाज के संबंध में अधिक स्थिर बनाती है, अर्थात् प्राथमिक जलाशयों में माध्यम की प्रतिक्रिया थोड़ी क्षारीय थी (माध्यम की यह प्रतिक्रिया भी संरक्षित थी आधुनिक कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में)।

प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के बीच परस्पर क्रिया की जटिल प्रक्रिया का विकास कहाँ हुआ? एआई के सिद्धांत के अनुसार। Oparin, तथाकथित coacervate बूँदें जीवन का जन्मस्थान बन गईं।

चावल। 4. प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के बीच बातचीत के उद्भव की परिकल्पना: ए) आरएनए की स्व-प्रतिलिपि की प्रक्रिया में, त्रुटियां जमा होती हैं (1 - मूल आरएनए के अनुरूप न्यूक्लियोटाइड; 2 - न्यूक्लियोटाइड जो मूल आरएनए के अनुरूप नहीं होते हैं - नकल में त्रुटियां); बी) अपने भौतिक रासायनिक गुणों के कारण, अमीनो एसिड आरएनए अणु (3 - आरएनए अणु; 4 - अमीनो एसिड) के एक हिस्से के लिए "छड़ी" करते हैं, जो एक दूसरे के साथ बातचीत करते हुए, छोटे प्रोटीन अणुओं - पेप्टाइड्स में बदल जाते हैं। आरएनए अणुओं में निहित स्व-स्प्लिसिंग के परिणामस्वरूप, आरएनए अणु के हिस्से जो पेप्टाइड्स द्वारा संरक्षित नहीं हैं, नष्ट हो जाते हैं, और शेष एक बड़े प्रोटीन को कूटने वाले एकल अणु में "बढ़ते" हैं। परिणाम एक प्रोटीन म्यान के साथ कवर किया गया एक आरएनए अणु है (सबसे आदिम आधुनिक वायरस, उदाहरण के लिए, तंबाकू मोज़ेक वायरस, एक समान संरचना है)

सहसंयोजन की घटना इस तथ्य में निहित है कि कुछ शर्तों के तहत (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट्स की उपस्थिति में) मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थ समाधान से अलग होते हैं, लेकिन एक अवक्षेप के रूप में नहीं, बल्कि एक अधिक केंद्रित समाधान के रूप में - कोएसर्वेट . हिलने पर, coacervate अलग-अलग छोटी बूंदों में टूट जाता है। पानी में, ऐसी बूंदों को एक जलयोजन खोल (पानी के अणुओं का एक खोल) के साथ कवर किया जाता है जो उन्हें स्थिर करता है - अंजीर। 5.

Coacervate बूंदों में चयापचय की कुछ झलक होती है: विशुद्ध रूप से भौतिक और रासायनिक बलों के प्रभाव में, वे समाधान से कुछ पदार्थों को चुनिंदा रूप से अवशोषित कर सकते हैं और अपने क्षय उत्पादों को पर्यावरण में छोड़ सकते हैं। पर्यावरण से पदार्थों की चयनात्मक एकाग्रता के कारण, वे बढ़ सकते हैं, लेकिन जब वे एक निश्चित आकार तक पहुंच जाते हैं, तो वे छोटी बूंदों को "गुणा" करना शुरू कर देते हैं, जो बदले में बढ़ सकते हैं और "कली" हो सकते हैं।

लहरों और हवा की क्रिया के तहत मिश्रण की प्रक्रिया में प्रोटीन समाधान की एकाग्रता से उत्पन्न कोसेरवेट बूंदों को एक लिपिड खोल के साथ कवर किया जा सकता है: साबुन मिसेल जैसा एक झिल्ली (पानी की सतह से एक बूंद की एक बूंद के एक अलग टुकड़े के साथ) एक लिपिड परत के साथ), या एक कोशिका झिल्ली जैसा दिखने वाला एक डबल (जब एकल-परत लिपिड झिल्ली से ढकी एक बूंद जलाशय की सतह को कवर करने वाली लिपिड फिल्म पर फिर से गिरती है - चित्र 5)।

Coacervate बूंदों के उद्भव की प्रक्रियाएं, उनकी वृद्धि और "नवोदित", साथ ही साथ उन्हें एक डबल लिपिड परत से एक झिल्ली के साथ "कपड़े" आसानी से प्रयोगशाला में तैयार किए जाते हैं।

coacervate बूंदों के लिए, "प्राकृतिक चयन" की एक प्रक्रिया भी होती है जिसमें सबसे स्थिर बूंदें घोल में रहती हैं।

जीवित कोशिकाओं के लिए coacervate बूंदों के बाहरी समानता के बावजूद, coacervate बूंदों में एक जीवित चीज़ का मुख्य संकेत नहीं है - सटीक आत्म-प्रजनन, आत्म-प्रतिलिपि की क्षमता। जाहिर है, जीवित कोशिकाओं के अग्रदूत ऐसे कोएर्वेट ड्रॉप्स थे, जिनमें रेप्लिकेटर अणुओं (आरएनए या डीएनए) के कॉम्प्लेक्स और उनके द्वारा एनकोड किए गए प्रोटीन शामिल थे। यह संभव है कि आरएनए-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स लंबे समय तक तथाकथित "फ्री-लिविंग जीन" के रूप में कोसेरवेट बूंदों के बाहर मौजूद थे, या यह संभव है कि उनका गठन सीधे कुछ कोसेरवेट बूंदों के अंदर हुआ हो।

Coacervate ड्रॉप्स से आदिम फ्लेयर्स में संक्रमण का संभावित मार्ग:

ए) एक सहकारिता का गठन; 6) एक जलीय घोल में coacervate बूंदों का स्थिरीकरण; ग) - एक कोशिका झिल्ली के समान, बूंद के चारों ओर एक डबल लिपिड परत का निर्माण: 1 - कोसेरवेट ड्रॉप; 2 - जलाशय की सतह पर लिपिड की मोनोमोलेक्युलर परत; 3 - बूंद के चारों ओर एक लिपिड परत का निर्माण; 4 - कोशिका झिल्ली के समान, बूंद के चारों ओर एक डबल लिपिड परत का निर्माण; d) - एक डबल लिपिड परत से घिरी हुई एक कोसेरवेट ड्रॉप, इसकी संरचना में शामिल प्रोटीन-न्यूक्लियोटाइड कॉम्प्लेक्स के साथ - पहले जीवित कोशिका का एक प्रोटोटाइप

ऐतिहासिक दृष्टि से, पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति की अत्यंत जटिल प्रक्रिया, जिसे आधुनिक विज्ञान पूरी तरह से समझ नहीं पाया है, बहुत जल्दी बीत गई। 3.5 अरब वर्षों के लिए, तथाकथित। पहली जीवित कोशिकाओं की उपस्थिति के साथ रासायनिक विकास समाप्त हो गया और जैविक विकास शुरू हुआ।