Institusi pendidikan kota
Sekolah Menengah No. 45
Teori tentang asal usul kehidupan di Bumi
dilakukan : siswa kelas 11 "B"
Nigmatullina Maria
buktikan : guru biologi
Trapueva L. S.
Chelyabinsk
2010
pengantar
Hipotesis tentang asal usul kehidupan
Genobiosis dan Holobiosis
Teori Oparin-Haldane
Dunia RNA sebagai cikal bakal kehidupan modern
panspermia
Generasi kehidupan yang spontan
Teori Keadaan Stabil
kreasionisme
Teori evolusi
teori Darwin
Kesimpulan
pengantar
Teori tentang asal usul Bumi dan kehidupan di atasnya, dan memang seluruh Alam Semesta, beragam dan jauh dari dapat diandalkan. Menurut teori keadaan mapan, alam semesta telah ada selamanya. Menurut hipotesis lain, Semesta bisa muncul dari sekelompok neutron sebagai akibat dari Big Bang, lahir di salah satu lubang hitam, atau diciptakan oleh Sang Pencipta. Berlawanan dengan kepercayaan populer, sains tidak dapat menyangkal tesis penciptaan ilahi alam semesta, seperti halnya pandangan teologis tidak serta merta menolak kemungkinan bahwa kehidupan dalam proses perkembangannya memperoleh ciri-ciri yang dapat dijelaskan berdasarkan hukum alam. .
Hipotesis tentang asal usul kehidupan
Pada berbagai waktu, hipotesis berikut diajukan mengenai asal usul kehidupan di Bumi:
Hipotesis evolusi biokimia
Hipotesis panspermia
Hipotesis keadaan stasioner kehidupan
Hipotesis generasi spontan
teori generasi spontan dan stabil hanya kepentingan historis atau filosofis, karena hasil penelitian ilmiah bertentangan dengan kesimpulan dari teori-teori ini.
Teori panspermia tidak memecahkan masalah mendasar tentang asal usul kehidupan, itu hanya memindahkannya ke masa lalu Semesta yang bahkan lebih samar, meskipun itu tidak dapat dikecualikan sebagai hipotesis tentang awal kehidupan di Bumi.
Genobiosis dan Holobiosis
Bergantung pada apa yang dianggap primer, ada dua pendekatan metodologis untuk pertanyaan tentang asal usul kehidupan:
Genobiosis- pendekatan metodologis untuk masalah asal usul kehidupan, berdasarkan kepercayaan pada keunggulan sistem molekuler dengan sifat-sifat kode genetik primer.
holobiosis- pendekatan metodologis untuk masalah asal usul kehidupan, berdasarkan gagasan tentang keunggulan struktur yang diberkahi dengan kemampuan metabolisme unsur dengan partisipasi mekanisme enzimatik.
Teori Oparin-Haldane
Pada tahun 1924, calon akademisi Oparin menerbitkan artikel "The Origin of Life", yang diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris pada tahun 1938 dan menghidupkan kembali minat pada teori generasi spontan. Oparin menyarankan bahwa dalam larutan senyawa makromolekul, secara spontan zona peningkatan konsentrasi terbentuk, yang relatif terpisah dari lingkungan eksternal dan dapat mempertahankan pertukaran dengannya. Dia memanggil mereka Tetes coacervate, atau sederhananya coacervate.
Menurut teorinya, proses yang menyebabkan munculnya kehidupan di Bumi dapat dibagi menjadi tiga tahap:
Munculnya bahan organik
Munculnya protein
Munculnya badan protein
Studi astronomi menunjukkan bahwa baik bintang maupun sistem planet muncul dari materi gas dan debu. Bersama dengan logam dan oksidanya, ia mengandung hidrogen, amonia, air, dan hidrokarbon paling sederhana - metana.
Kondisi awal proses pembentukan struktur protein telah ditetapkan sejak munculnya lautan primer. Di lingkungan perairan, turunan hidrokarbon dapat mengalami perubahan dan transformasi kimia yang kompleks. Akibat komplikasi molekul ini, zat organik yang lebih kompleks, yaitu karbohidrat, dapat terbentuk.
Ilmu pengetahuan telah membuktikan bahwa sebagai hasil dari penggunaan sinar ultraviolet, dimungkinkan untuk mensintesis secara artifisial tidak hanya asam amino, tetapi juga zat biokimia lainnya. Menurut teori Oparin, pembentukan tetes coacervate bisa menjadi langkah lebih lanjut menuju munculnya badan protein. Dalam kondisi tertentu, cangkang molekul organik berair memperoleh batas yang jelas dan memisahkan molekul dari larutan sekitarnya. Molekul yang dikelilingi oleh cangkang air bersatu, membentuk kompleks multimolekul - coacervates.
Tetesan coacervate juga bisa timbul dari pencampuran sederhana dari berbagai polimer. Dalam hal ini, perakitan sendiri molekul polimer menjadi formasi multimolekul terjadi - tetesan terlihat di bawah mikroskop optik.
Tetes mampu menyerap zat dari luar dengan cara sistem terbuka. Ketika berbagai katalis (termasuk enzim) dimasukkan dalam tetesan coacervate, berbagai reaksi terjadi di dalamnya, khususnya, polimerisasi monomer yang berasal dari lingkungan eksternal. Karena ini, tetesan dapat meningkat dalam volume dan berat, dan kemudian pecah menjadi formasi anak. Dengan demikian, coacervates dapat tumbuh, berkembang biak, dan melakukan metabolisme.
Pandangan serupa juga diungkapkan ahli biologi Inggris John Haldane.
Teori tersebut diuji oleh Stanley Miller pada tahun 1953 dalam percobaan Miller-Urey. Dia menempatkan campuran H 2 O, NH 3 , CH 4 , CO 2 , CO dalam bejana tertutup (Gbr. 1) dan mulai melewatkan muatan listrik melaluinya. Ternyata asam amino yang terbentuk. Kemudian, gula dan nukleotida lain diperoleh dalam kondisi yang berbeda. Dia menyimpulkan bahwa evolusi dapat terjadi dalam keadaan fase-terpisah dari solusi (coacervates). Namun, sistem seperti itu tidak dapat mereproduksi dirinya sendiri.
Teori itu dibuktikan, kecuali untuk satu masalah, yang untuk waktu yang lama menutup mata bagi hampir semua ahli di bidang asal usul kehidupan. Jika secara spontan, dengan sintesis bebas template acak dalam koaservat, konstruksi molekul protein tunggal yang berhasil muncul (misalnya, katalis efektif yang memberikan keuntungan bagi koaservat ini dalam pertumbuhan dan reproduksi), lalu bagaimana mereka dapat disalin untuk didistribusikan di dalam koaservat , dan terlebih lagi untuk transmisi ke coacervates turunan? Teori tersebut tidak mampu menawarkan solusi untuk masalah reproduksi yang tepat - dalam coacervate dan dalam generasi - struktur protein efektif tunggal yang muncul secara acak. Namun, ditunjukkan bahwa koaservat pertama dapat terbentuk secara spontan dari lipid yang disintesis secara abiogenik, dan mereka dapat masuk ke dalam simbiosis dengan "solusi hidup" - koloni molekul RNA yang dapat mereproduksi sendiri, di antaranya adalah ribozim yang mengkatalisis sintesis lipid, dan komunitas semacam itu adalah sudah mungkin, sebut saja organisme.
Alexander Oparin (kanan) di laboratorium
Dunia RNA sebagai cikal bakal kehidupan modern
Pada abad ke-21, teori Oparin-Haldane, yang mengasumsikan kemunculan awal protein, secara praktis telah digantikan oleh teori yang lebih modern. Dorongan untuk pengembangannya adalah penemuan ribozim - molekul RNA dengan aktivitas enzimatik dan oleh karena itu mampu menggabungkan fungsi yang dalam sel nyata terutama dilakukan secara terpisah oleh protein dan DNA, yaitu, mengkatalisis reaksi biokimia dan menyimpan informasi herediter. Dengan demikian, diasumsikan bahwa makhluk hidup pertama adalah organisme RNA tanpa protein dan DNA, dan prototipe mereka dapat berupa siklus autokatalitik yang dibentuk oleh ribozim yang mampu mengkatalisis sintesis salinannya sendiri.
panspermia
Menurut teori Panspermia, yang diajukan pada tahun 1865 oleh ilmuwan Jerman G. Richter dan akhirnya dirumuskan oleh ilmuwan Swedia Arrhenius pada tahun 1895, kehidupan dapat dibawa ke Bumi dari luar angkasa. Pukulan paling mungkin dari organisme hidup yang berasal dari luar bumi dengan meteorit dan debu kosmik. Asumsi ini didasarkan pada data tentang resistensi yang tinggi dari beberapa organisme dan spora mereka terhadap radiasi, vakum tinggi, suhu rendah, dan pengaruh lainnya. Namun, masih belum ada fakta yang dapat diandalkan yang mengkonfirmasi asal usul mikroorganisme dari luar bumi yang ditemukan di meteorit. Tetapi bahkan jika mereka sampai ke Bumi dan memunculkan kehidupan di planet kita, pertanyaan tentang asal usul kehidupan akan tetap tidak terjawab.
Francis Crick dan Leslie Orgel mengusulkan pada tahun 1973 opsi lain - panspermia yang dikendalikan, yaitu, "infeksi" yang disengaja pada Bumi (bersama dengan sistem planet lain) dengan mikroorganisme yang dikirim pada pesawat ruang angkasa tak berawak oleh peradaban alien maju yang mungkin telah menghadapi global malapetaka atau hanya berharap untuk mengubah bentuk planet lain untuk kolonisasi di masa depan. Untuk mendukung teori mereka, mereka mengutip dua argumen utama - universalitas kode genetik (variasi kode lain yang diketahui lebih jarang digunakan di biosfer dan sedikit berbeda dari yang universal) dan peran signifikan molibdenum dalam beberapa enzim. . Molibdenum adalah elemen yang sangat langka di seluruh tata surya. Menurut penulis, peradaban asli mungkin hidup di dekat bintang yang kaya akan molibdenum.
Terhadap keberatan bahwa teori panspermia (termasuk terkontrol) tidak menyelesaikan masalah asal usul kehidupan, mereka mengajukan argumen berikut: di planet-planet jenis lain yang tidak kita ketahui, kemungkinan asal usul kehidupan pada awalnya mungkin jauh lebih besar. lebih tinggi daripada di Bumi, misalnya, karena adanya mineral khusus dengan aktivitas katalitik yang tinggi.
Pada tahun 1981, F. Crick menulis buku "Kehidupan itu sendiri: asal dan sifatnya", di mana ia menjelaskan hipotesis panspermia terkontrol secara lebih rinci daripada dalam artikel dan dalam bentuk yang populer.
Generasi kehidupan yang spontan
Teori ini beredar di Cina kuno, Babilonia, dan Mesir kuno sebagai alternatif dari kreasionisme yang menyertainya. Aristoteles (384-322 SM), sering dipuji sebagai pendiri biologi, berpegang pada teori generasi spontan kehidupan. Menurut hipotesis ini, "partikel" tertentu dari suatu zat mengandung semacam "prinsip aktif", yang, dalam kondisi yang sesuai, dapat menciptakan organisme hidup. Aristoteles benar dalam berpikir bahwa prinsip aktif ini terkandung dalam telur yang telah dibuahi, tetapi secara keliru percaya bahwa prinsip aktif ini juga ada di bawah sinar matahari, lumpur, dan daging yang membusuk.
Dengan penyebaran agama Kristen, teori generasi spontan kehidupan tidak disukai, tetapi ide ini terus ada di suatu tempat di latar belakang selama berabad-abad.
Ilmuwan terkenal Van Helmont menggambarkan sebuah eksperimen di mana ia diduga menciptakan tikus dalam tiga minggu. Untuk ini, kemeja kotor, lemari gelap, dan segenggam gandum diperlukan. Van Helmont menganggap keringat manusia sebagai prinsip aktif dalam proses kelahiran tikus.
Pada tahun 1688, ahli biologi dan dokter Italia Francesco Redi mendekati masalah asal usul kehidupan dengan lebih teliti dan mempertanyakan teori generasi spontan. Redi menetapkan bahwa cacing putih kecil yang muncul pada daging yang membusuk adalah larva lalat. Setelah melakukan serangkaian eksperimen, ia menerima data yang mengkonfirmasi gagasan bahwa kehidupan hanya dapat muncul dari kehidupan sebelumnya (konsep biogenesis).
Eksperimen ini, bagaimanapun, tidak mengarah pada penolakan gagasan generasi spontan, dan meskipun gagasan ini agak memudar ke latar belakang, itu terus menjadi versi utama asal usul kehidupan.
Sementara percobaan Redi tampaknya menyangkal generasi spontan lalat, studi mikroskopis awal Antonie van Leeuwenhoek memperkuat teori ini dalam kasus mikroorganisme. Leeuwenhoek sendiri tidak terlibat dalam perselisihan antara pendukung biogenesis dan generasi spontan, tetapi pengamatannya di bawah mikroskop menyediakan makanan untuk kedua teori tersebut.
Pada tahun 1860, ahli kimia Prancis Louis Pasteur membahas masalah asal usul kehidupan. Melalui eksperimennya, ia membuktikan bahwa bakteri ada di mana-mana dan bahan tak hidup dapat dengan mudah terkontaminasi oleh makhluk hidup jika tidak disterilkan dengan benar. Ilmuwan merebus berbagai media dalam air di mana mikroorganisme dapat terbentuk. Perebusan tambahan membunuh mikroorganisme dan sporanya. Pasteur menempelkan labu tertutup dengan ujung bebas ke tabung berbentuk S. Spora mikroorganisme menetap pada tabung melengkung dan tidak dapat menembus ke dalam media nutrisi. Media nutrisi yang direbus dengan baik tetap steril; tidak ada kehidupan yang ditemukan di dalamnya, meskipun ada akses udara.
Sebagai hasil dari serangkaian percobaan, Pasteur membuktikan keabsahan teori biogenesis dan akhirnya menyanggah teori generasi spontan.
Teori Keadaan Stabil
Menurut teori keadaan mapan, Bumi tidak pernah menjadi ada, tetapi ada selamanya; ia selalu mampu menopang kehidupan, dan jika ia telah berubah, ia telah berubah sangat sedikit. Menurut versi ini, spesies juga tidak pernah muncul, mereka selalu ada, dan setiap spesies hanya memiliki dua kemungkinan - perubahan jumlah atau kepunahan.
Namun, hipotesis keadaan stasioner pada dasarnya bertentangan dengan data astronomi modern, yang menunjukkan waktu terbatas keberadaan bintang mana pun dan, karenanya, sistem planet di sekitar bintang. Menurut perkiraan modern berdasarkan tingkat peluruhan radioaktif, usia Bumi, Matahari, dan Tata Surya adalah ~4,6 miliar tahun. Oleh karena itu, hipotesis ini biasanya tidak dipertimbangkan oleh ilmu akademis.
Pendukung teori ini tidak mengakui bahwa ada atau tidak adanya sisa-sisa fosil tertentu dapat menunjukkan waktu kemunculan atau kepunahan spesies tertentu, dan menyebutkan sebagai contoh perwakilan ikan bersirip lobus - coelacanth (coelacanth). Menurut data paleontologi, crossopterans punah pada akhir Kapur. Namun, kesimpulan ini harus direvisi ketika perwakilan hidup dari crossopterygians ditemukan di wilayah Madagaskar. Pendukung teori kondisi mapan berpendapat bahwa hanya dengan mempelajari spesies hidup dan membandingkannya dengan sisa-sisa fosil, seseorang dapat menyimpulkan tentang kepunahan, dan dalam kasus ini kemungkinan besar hal itu akan salah. Menggunakan data paleontologi untuk mendukung teori keadaan tunak, para pendukungnya menafsirkan penampakan fosil dalam pengertian ekologis. Jadi, misalnya, kemunculan tiba-tiba spesies fosil dalam lapisan tertentu dijelaskan oleh peningkatan populasinya atau pergerakannya ke tempat-tempat yang menguntungkan untuk pelestarian sisa-sisa.
kreasionisme
Kreasionisme (dari bahasa Inggris. penciptaan- penciptaan) - konsep religius dan filosofis, di mana seluruh keragaman dunia organik, umat manusia, planet Bumi, serta dunia secara keseluruhan, dianggap sengaja diciptakan oleh beberapa makhluk atau dewa tertinggi. Teori kreasionisme, merujuk jawaban atas pertanyaan tentang asal usul kehidupan ke agama (penciptaan kehidupan oleh Tuhan), menurut kriteria Popper, itu di luar bidang penelitian ilmiah (karena tidak dapat disangkal: tidak mungkin dibuktikan dengan metode ilmiah baik bahwa Tuhan tidak menciptakan kehidupan, dan bahwa Tuhan menciptakannya). Selain itu, teori ini tidak memberikan jawaban yang memuaskan atas pertanyaan tentang penyebab munculnya dan keberadaan makhluk tertinggi itu sendiri, biasanya hanya mendalilkan ketidakbermulaannya.
Teori evolusi
Sampai saat ini, dalam lingkungan ilmiah dan pendidikan umum, teori evolusi dianggap sebagai teori utama asal usul kehidupan di Bumi dengan segala keanekaragamannya. Teori ini muncul dari karya keluarga Darwin: dokter, naturalis, dan penyair Erasmus Darwin (1731-1802), yang mengajukan teori evolusi pada tahun 1790-an, dan, khususnya, cucunya naturalis Charles Darwin (1809-1882), yang menerbitkan pada tahun 1859 bukunya yang sekarang terkenal On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Breeds in the Struggle for Life.
Teori evolusi, yang sering disebut sebagai teori Darwin atau Darwinisme, tidak muncul begitu saja. Pada masa Darwin, teori kosmologis Immanuel Kant telah diakui secara umum, dengan alam semesta ruang dan waktu yang tak terbatas, tunduk pada hukum mekanika yang dijelaskan oleh Isaac Newton. Selain itu, ilmuwan Inggris Charles Lyell (1797-1875) mengkonfirmasi teori yang disebut uniformitarianisme, yang diusulkan oleh ilmuwan abad ke-18 Jason Hutton (1726-1797), yang menurutnya Bumi terbentuk selama jutaan tahun sebagai a hasil dari proses lambat dan bertahap yang berlanjut hari ini. Lyell memperkuat kesimpulan ini dalam 3 volume "Fundamentals of Geology", yang diterbitkan pada tahun 1830-1833.
Dengan demikian, fondasi teori evolusi dibuat, di mana Charles Darwin menciptakan bangunan teorinya yang harmonis dengan menerbitkan buku: "Asal Usul Spesies", "Perubahan Hewan Domestik dan Tumbuhan yang Dibudidayakan", "Asal Usul Manusia dan Tumbuhan". Seleksi Seksual" dan lain-lain.
teori Darwin
Menurut Darwin, evolusi, yaitu sejarah perkembangan dunia organik Bumi, dilakukan sebagai hasil dari interaksi tiga faktor utama: variabilitas, hereditas, dan seleksi alam. Karena faktor-faktor ini, organisme dalam proses perkembangan mengakumulasi lebih banyak dan lebih banyak sifat adaptif baru, yang pada akhirnya mengarah pada pembentukan spesies baru.
Untuk mendukung teori Darwin, 2 argumen segera diajukan: organ vestigial dan teori rekapitulasi embrio.
Dengan demikian, sebuah daftar disusun dari 180 dasar manusia - organ yang kehilangan tujuannya dalam proses perkembangannya dari bentuk yang lebih rendah, mis. organ yang tidak lagi dibutuhkan seseorang dan dapat diangkat. Namun, ketika mereka mempelajari dasar-dasar ini (misalnya, lampiran), para ilmuwan mencoret organ demi organ dari daftar, sampai mereka mencoret semuanya. Setelah 100 tahun, ahli fisiologi tidak menganggap organ manusia tidak berguna.
Tak lama kemudian, teori rekapitulasi embrio, yang diajukan pada tahun 1868 oleh ahli zoologi Jerman Ernst Haeckel, seorang pendukung dan penyebar propaganda ajaran Darwin, berumur panjang. Teori ini didasarkan pada kemiripan yang tampak antara embrio manusia dan anjing pada usia 4 minggu, serta adanya apa yang disebut "celah insang" dan "ekor" pada embrio manusia.
Faktanya, ternyata Haeckel memalsukan ilustrasi (memperbaikinya), di mana dewan akademik Universitas Jena menemukan Haeckel bersalah atas penipuan ilmiah, dan teorinya tidak dapat dipertahankan. Tetapi di Uni Soviet, hampir sebelum keruntuhannya, buku-buku pelajaran dengan keras kepala mengutip gambar-gambar embrio, yang konon membenarkan teori rekapitulasi, yang telah lama ditolak oleh para ahli embriologi di seluruh dunia.
Kesimpulan
Banyak dari "teori" ini dan penjelasan yang mereka tawarkan untuk keanekaragaman spesies yang ada menggunakan data yang sama tetapi menekankan aspek yang berbeda darinya. Teori-teori ilmiah bisa menjadi sangat fantastis di satu sisi, dan sangat skeptis di sisi lain. Pertimbangan teologis juga dapat menemukan tempat dalam kerangka ini, tergantung pada pandangan agama penulisnya. Salah satu pokok perdebatan, bahkan di masa pra-Darwin, adalah pertanyaan tentang hubungan antara pandangan ilmiah dan teologis tentang sejarah kehidupan.
(9) kehidupan pada Bumi di masa lalu sejarah sebagai hasilnya ... sejumlah besar hipotesis yang berbeda dan teori tentang penyebab kehidupan pada Bumi tidak satupun dari mereka...
Asal usul kehidupan di Bumi adalah masalah utama dan belum terpecahkan dalam ilmu pengetahuan alam, sering kali menjadi dasar untuk bentrokan antara ilmu pengetahuan dan agama. Jika keberadaan evolusi materi hidup di alam dapat dianggap terbukti, karena mekanismenya ditemukan, para arkeolog menemukan organisme purba yang lebih sederhana, maka tidak ada hipotesis tentang asal usul kehidupan yang memiliki dasar bukti yang begitu luas. Kita dapat mengamati evolusi dengan mata kepala sendiri, setidaknya dalam seleksi. Tidak ada seorang pun yang mampu menciptakan makhluk hidup dari benda mati.
Terlepas dari banyaknya hipotesis tentang asal usul kehidupan, hanya satu yang memiliki penjelasan ilmiah yang dapat diterima. Ini adalah hipotesis abiogenesis- evolusi kimia panjang yang terjadi dalam kondisi khusus Bumi purba dan mendahului evolusi biologis. Pada saat yang sama, zat organik sederhana pertama kali disintesis dari zat anorganik, yang lebih kompleks, kemudian muncul biopolimer, tahap selanjutnya lebih spekulatif dan hampir tidak terbukti. Hipotesis abiogenesis memiliki banyak masalah yang belum terselesaikan, pandangan yang berbeda pada tahap tertentu dari evolusi kimia. Namun, beberapa poinnya dikonfirmasi secara empiris.
Hipotesis lain untuk asal usul kehidupan - panspermia(pengenalan kehidupan dari luar angkasa), kreasionisme(ciptaan oleh pencipta), generasi spontan(organisme hidup tiba-tiba muncul dalam benda mati), stabil(kehidupan selalu ada). Ketidakmungkinan generasi spontan kehidupan pada benda mati dibuktikan oleh Louis Pasteur (abad XIX) dan sejumlah ilmuwan sebelum dia, tetapi tidak begitu pasti (F. Redi - abad XVII). Hipotesis panspermia tidak memecahkan masalah asal usul kehidupan, tetapi memindahkannya dari Bumi ke luar angkasa atau ke planet lain. Namun, sulit untuk menyangkal hipotesis ini, terutama perwakilannya yang mengklaim bahwa kehidupan dibawa ke Bumi bukan oleh meteorit (dalam hal ini, makhluk hidup dapat terbakar di lapisan atmosfer, menjadi sasaran aksi destruktif dari radiasi kosmik, dll.), tetapi oleh makhluk cerdas. Tapi bagaimana mereka sampai ke Bumi? Dari sudut pandang fisika (ukuran besar Semesta dan ketidakmampuan untuk mengatasi kecepatan cahaya), ini hampir tidak mungkin.
Untuk pertama kalinya, kemungkinan abiogenesis dibuktikan oleh A.I. Oparin (1923-1924), kemudian hipotesis ini dikembangkan oleh J. Haldane (1928). Namun, gagasan bahwa kehidupan di Bumi dapat didahului oleh pembentukan senyawa organik abiogenik diungkapkan oleh Darwin. Teori abiogenesis telah diselesaikan dan sedang diselesaikan oleh ilmuwan lain hingga hari ini. Masalah utamanya yang belum terpecahkan adalah rincian transisi dari sistem tak hidup yang kompleks ke organisme hidup yang sederhana.
Pada tahun 1947, J. Bernal, berdasarkan perkembangan Oparin dan Haldane, merumuskan teori biopoiesis, membedakan tiga tahap dalam abiogenesis: 1) terjadinya abiogenik dari monomer biologis; 2) pembentukan biopolimer; 3) pembentukan membran dan pembentukan organisme primer (protobion).
Abiogenesis
Skenario hipotetis asal usul kehidupan menurut teori abiogenesis dijelaskan di bawah ini secara umum.
Usia Bumi sekitar 4,5 miliar tahun. Air cair di planet ini, yang sangat diperlukan untuk kehidupan, menurut para ilmuwan, muncul tidak lebih awal dari 4 miliar tahun yang lalu. Pada saat yang sama, 3,5 miliar tahun yang lalu, kehidupan di Bumi sudah ada, yang dibuktikan dengan penemuan batuan seusia itu dengan jejak aktivitas vital mikroorganisme. Dengan demikian, organisme sederhana pertama muncul relatif cepat - dalam waktu kurang dari 500 juta tahun.
Saat pertama kali Bumi terbentuk, suhunya bisa mencapai 8000 °C. Ketika planet mendingin, logam dan karbon, sebagai unsur terberat, memadat dan membentuk kerak bumi. Pada saat yang sama, aktivitas gunung berapi sedang berlangsung, kerak bergerak dan berkontraksi, lipatan dan retakan terbentuk di atasnya. Gaya gravitasi menyebabkan pemadatan kerak, sementara energi dilepaskan dalam bentuk panas.
Gas-gas ringan (hidrogen, helium, nitrogen, oksigen, dll.) tidak ditahan oleh planet ini dan lolos ke luar angkasa. Tetapi unsur-unsur ini tetap dalam komposisi zat lain. Sampai suhu di Bumi turun di bawah 100 ° C, semua air berada dalam keadaan uap. Setelah suhu turun, penguapan dan kondensasi berulang kali, terjadi hujan lebat disertai badai petir. Lahar panas dan abu vulkanik, sekali di dalam air, menciptakan kondisi lingkungan yang berbeda. Dalam beberapa, reaksi tertentu bisa terjadi.
Dengan demikian, kondisi fisik dan kimia di Bumi awal menguntungkan untuk pembentukan zat organik dari zat anorganik. Atmosfer adalah tipe yang tereduksi, tidak ada oksigen bebas dan tidak ada lapisan ozon. Karena itu, radiasi ultraviolet dan kosmik menembus Bumi. Sumber energi lain adalah kehangatan kerak bumi, yang belum mendingin, letusan gunung berapi, badai petir, peluruhan radioaktif.
Metana, karbon oksida, amonia, hidrogen sulfida, senyawa sianida, dan uap air ada di atmosfer. Sejumlah zat organik paling sederhana disintesis dari mereka. Selanjutnya, asam amino, gula, basa nitrogen, nukleotida dan senyawa organik lain yang lebih kompleks dapat dibentuk. Banyak dari mereka berfungsi sebagai monomer untuk polimer biologis masa depan. Tidak adanya oksigen bebas di atmosfer mendukung reaksi.
Eksperimen kimia (untuk pertama kalinya pada tahun 1953 oleh S. Miller dan G. Urey), yang mensimulasikan kondisi Bumi purba, membuktikan kemungkinan sintesis abiogenik zat organik dari zat anorganik. Dengan melewatkan muatan listrik melalui campuran gas yang meniru atmosfer primitif, dengan adanya uap air, asam amino, asam organik, basa nitrogen, ATP, dll. diperoleh.
Perlu dicatat bahwa di atmosfer kuno Bumi, zat organik paling sederhana dapat dibentuk tidak hanya secara abiogenik. Mereka juga dibawa dari luar angkasa, terkandung dalam debu vulkanik. Selain itu, itu bisa menjadi bahan organik dalam jumlah yang cukup besar.
Senyawa organik dengan berat molekul rendah terakumulasi di laut, menciptakan apa yang disebut sup primordial. Zat teradsorpsi pada permukaan endapan tanah liat, yang meningkatkan konsentrasinya.
Dalam kondisi tertentu di Bumi purba (misalnya, di tanah liat, lereng gunung berapi yang mendingin), polimerisasi monomer dapat terjadi. Ini adalah bagaimana protein dan asam nukleat terbentuk - biopolimer, yang kemudian menjadi dasar kimia kehidupan. Dalam lingkungan berair, polimerisasi tidak mungkin, karena depolimerisasi biasanya terjadi dalam air. Pengalaman telah membuktikan kemungkinan mensintesis polipeptida dari asam amino yang bersentuhan dengan potongan lava panas.
Langkah penting berikutnya menuju asal usul kehidupan adalah pembentukan tetes coacervate dalam air ( coacervate) dari polipeptida, polinukleotida, senyawa organik lainnya. Kompleks seperti itu dapat memiliki lapisan di luar yang meniru membran dan mempertahankan stabilitasnya. Coacervates diperoleh secara eksperimental dalam larutan koloid.
Molekul protein bersifat amfoter. Mereka menarik molekul air ke diri mereka sendiri sehingga cangkang terbentuk di sekitar mereka. Kompleks hidrofilik koloid diperoleh, diisolasi dari massa air. Akibatnya, emulsi terbentuk dalam air. Selanjutnya, koloid bergabung satu sama lain dan membentuk koaservasi (proses ini disebut koaservasi). Komposisi koloid dari koaservat tergantung pada komposisi media di mana ia dibentuk. Di reservoir yang berbeda di Bumi kuno, coacervate dari komposisi kimia yang berbeda terbentuk. Beberapa dari mereka lebih stabil dan dapat, sampai batas tertentu, melakukan metabolisme selektif dengan lingkungan. Ada semacam seleksi alam biokimia.
Coacervates mampu secara selektif menyerap zat tertentu dari lingkungan dan melepaskan ke dalamnya beberapa produk reaksi kimia yang terjadi di dalamnya. Ini seperti metabolisme. Saat zat terakumulasi, coacervate tumbuh, dan ketika mereka mencapai ukuran kritis, mereka pecah menjadi beberapa bagian, yang masing-masing mempertahankan fitur organisasi aslinya.
Dalam coacervate itu sendiri, reaksi kimia bisa terjadi. Selama penyerapan ion logam oleh coacervate, enzim dapat terbentuk.
Dalam proses evolusi, hanya sistem seperti itu yang tersisa yang mampu mengatur diri sendiri dan mereproduksi diri. Ini menandai permulaan tahap berikutnya dalam asal usul kehidupan - kemunculan protobion(menurut beberapa sumber, ini sama dengan coacervates) - tubuh yang memiliki komposisi kimia yang kompleks dan sejumlah sifat makhluk hidup. Protobion dapat dianggap sebagai koaservat yang paling stabil dan sukses.
Membran dapat dibentuk dengan cara berikut. Asam lemak bergabung dengan alkohol untuk membentuk lipid. Lipid membentuk film pada permukaan badan air. Kepala bermuatan mereka menghadap ke air, sedangkan ujung non-polar menghadap ke luar. Molekul protein yang mengambang di air tertarik ke kepala lipid, menghasilkan pembentukan film lipoprotein ganda. Dari angin, film seperti itu bisa menekuk, dan gelembung terbentuk. Coacervates mungkin secara tidak sengaja terperangkap dalam vesikel ini. Ketika kompleks seperti itu kembali muncul di permukaan air, mereka sudah ditutupi oleh lapisan lipoprotein kedua (karena interaksi hidrofobik dari ujung lipid non-polar yang saling berhadapan). Tata letak umum membran organisme hidup saat ini adalah dua lapisan lipid di dalam dan dua lapisan protein yang terletak di tepinya. Tetapi selama jutaan tahun evolusi, membran menjadi lebih kompleks karena masuknya protein yang terbenam dalam lapisan lipid dan menembusnya, penonjolan dan penonjolan bagian individu dari membran, dll.
Coacervates (atau protobion) bisa mendapatkan molekul asam nukleat yang sudah ada yang mampu bereproduksi sendiri. Selanjutnya, pada beberapa protobion, penataan ulang semacam itu dapat terjadi sehingga asam nukleat mulai mengkode protein.
Evolusi protobion tidak lagi bersifat kimiawi, melainkan evolusi prabiologis. Ini mengarah pada peningkatan fungsi katalitik protein (mereka mulai memainkan peran enzim), membran dan permeabilitas selektifnya (yang membuat protobion menjadi kumpulan polimer yang stabil), munculnya sintesis matriks (transfer informasi dari nukleat asam menjadi asam nukleat dan dari asam nukleat menjadi protein).
| Evolusi | hasil | |
|---|---|---|
| 1 | Evolusi kimia - sintesis senyawa |
|
| 2 | Evolusi prabiologis - seleksi kimia: protobion yang paling stabil dan dapat mereproduksi sendiri tetap ada |
|
| 3 | Evolusi biologis - seleksi biologis: perjuangan untuk eksistensi, kelangsungan hidup yang paling disesuaikan dengan kondisi lingkungan |
|
Salah satu misteri terbesar tentang asal usul kehidupan adalah bagaimana RNA mengkode urutan asam amino protein. Pertanyaannya mengacu pada RNA, bukan DNA, karena diyakini bahwa pada awalnya asam ribonukleat tidak hanya berperan dalam implementasi informasi herediter, tetapi juga bertanggung jawab atas penyimpanannya. DNA menggantikannya kemudian, muncul dari RNA dengan transkripsi terbalik. DNA lebih baik dalam menyimpan informasi dan lebih stabil (kurang rentan terhadap reaksi). Oleh karena itu, dalam proses evolusi, dialah yang ditinggalkan sebagai penjaga informasi.
Pada tahun 1982, T. Chek menemukan aktivitas katalitik RNA. Selain itu, RNA dapat disintesis dalam kondisi tertentu bahkan tanpa adanya enzim, dan juga membentuk salinannya sendiri. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa RNA adalah biopolimer pertama (hipotesis dunia RNA). Beberapa bagian RNA secara tidak sengaja dapat mengkodekan peptida yang berguna untuk protobiont, sementara bagian lain dari RNA menjadi intron yang dipotong selama evolusi.
Umpan balik muncul di protobion - RNA mengkodekan protein enzim, protein enzim meningkatkan jumlah asam nukleat.
Awal dari evolusi biologis
Evolusi kimia dan evolusi protobion berlangsung lebih dari 1 miliar tahun. Kehidupan muncul, dan evolusi biologisnya dimulai.
Beberapa protobion memunculkan sel-sel primitif, yang mencakup totalitas sifat-sifat makhluk hidup yang kita amati hari ini. Mereka menerapkan penyimpanan dan transmisi informasi turun-temurun, penggunaannya untuk menciptakan struktur dan metabolisme. Energi untuk proses vital disediakan oleh molekul ATP, dan membran khas sel muncul.
Organisme pertama adalah heterotrof anaerobik. Mereka memperoleh energi yang tersimpan dalam ATP melalui fermentasi. Contohnya adalah glikolisis - pemecahan gula bebas oksigen. Organisme ini makan dengan mengorbankan zat organik dari kaldu utama.
Tetapi cadangan molekul organik secara bertahap habis, karena kondisi di Bumi berubah, dan bahan organik baru hampir tidak lagi disintesis secara abiogenik. Dalam kondisi persaingan untuk sumber makanan, evolusi heterotrof dipercepat.
Keunggulan itu didapat oleh bakteri, yang ternyata mampu memfiksasi karbon dioksida dengan pembentukan zat organik. Sintesis nutrisi autotrofik lebih kompleks daripada nutrisi heterotrofik, sehingga tidak mungkin muncul pada bentuk kehidupan awal. Dari beberapa zat, di bawah pengaruh energi radiasi matahari, senyawa yang diperlukan untuk sel terbentuk.
Organisme fotosintesis pertama tidak menghasilkan oksigen. Fotosintesis dengan pelepasannya kemungkinan besar muncul kemudian pada organisme yang mirip dengan ganggang biru-hijau saat ini.
Akumulasi oksigen di atmosfer, munculnya lapisan ozon, dan penurunan jumlah radiasi ultraviolet menyebabkan hampir tidak mungkinnya sintesis abiogenik dari zat organik kompleks. Di sisi lain, bentuk kehidupan yang muncul menjadi lebih tangguh dalam kondisi seperti itu.
Respirasi oksigen menyebar di Bumi. Organisme anaerob hanya bertahan di beberapa tempat (misalnya, ada bakteri anaerob yang hidup di mata air panas bawah tanah).
Kehidupan di Bumi dimulai tiga miliar tahun yang lalu. Sejak itu, evolusi telah mengubah organisme bersel tunggal dasar menjadi berbagai bentuk, warna, ukuran, dan fungsi yang kita lihat sekarang. Tapi bagaimana tepatnya kehidupan berasal dari sup purba - air yang terkandung di mata air dangkal dan jenuh dengan asam amino dan nukleotida?
Ada banyak jawaban teoretis untuk pertanyaan tentang apa sebenarnya yang menyebabkan munculnya kehidupan, dari sambaran petir hingga benda kosmik. Berikut adalah beberapa di antaranya.
percikan listrik
Percikan kehidupan metaforis yang sama itu bisa menjadi percikan yang sepenuhnya literal atau banyak percikan, yang sumbernya adalah kilat. Percikan listrik yang jatuh ke dalam air dapat menyebabkan pembentukan asam amino dan glukosa, mengubahnya dari atmosfer yang kaya metana, air, hidrogen, dan amonia. Teori ini bahkan dikonfirmasi secara eksperimental pada tahun 1953, membuktikan bahwa kilat bisa menjadi penyebab pembentukan unsur-unsur dasar yang diperlukan untuk munculnya bentuk-bentuk kehidupan pertama.
Setelah melakukan percobaan, para ilmuwan dapat membuktikan bahwa atmosfer awal planet kita tidak dapat mengandung cukup hidrogen, tetapi awan vulkanik yang menutupi permukaan Bumi dapat mencakup semua elemen yang diperlukan dan, karenanya, cukup elektron untuk menyebabkan kilat.
Ventilasi hidrotermal bawah air
Ventilasi laut dalam yang relatif kuat dapat menjadi sumber hidrogen yang diperlukan untuk pembentukan organisme hidup pertama di permukaan berbatu mereka. Bahkan saat ini, ekosistem yang beragam berkembang di sekitar lubang hidrotermal, bahkan pada kedalaman yang sangat dalam.
Tanah liat
Molekul organik pertama bisa bertemu di permukaan tanah liat. Tanah liat selalu mengandung komponen organik dalam jumlah yang cukup, selain itu, ia bisa menjadi semacam pengatur komponen-komponen ini menjadi struktur mirip DNA yang lebih kompleks dan efisien.
Faktanya, DNA adalah semacam peta untuk asam amino, yang menunjukkan dengan tepat bagaimana mereka harus diatur dalam sel lemak kompleks. Sekelompok ahli biologi dari Universitas Glasgow di Skotlandia berpendapat bahwa tanah liat bisa menjadi peta untuk polimer dan lemak paling sederhana, selama mereka tidak belajar untuk "mengatur sendiri".
panspermia
Teori ini menimbulkan pertanyaan tentang kemungkinan asal usul kehidupan secara kosmik. Artinya, menurut postulatnya, kehidupan tidak berasal dari Bumi, tetapi hanya dibawa ke sini dengan bantuan meteorit, misalnya, dari Mars. Fragmen yang cukup ditemukan di tanah, yang konon datang kepada kita dari planet merah. Cara lain untuk "taksi luar angkasa" untuk bentuk kehidupan yang tidak diketahui adalah komet, yang mampu melakukan perjalanan di antara sistem bintang.
Kalaupun ini benar, panspermia masih belum mampu menjawab pertanyaan bagaimana tepatnya kehidupan berasal dari mana ia dibawa ke planet Bumi.
Di bawah es
Sangat mungkin bahwa lautan dan benua tertutup lapisan es tebal tiga miliar tahun yang lalu, karena Matahari tidak bersinar seterang sekarang. Es bisa menjadi lapisan pelindung bagi molekul organik yang rapuh, mencegah sinar ultraviolet dan benda-benda kosmik bertabrakan dengan permukaan agar tidak merusak bentuk kehidupan pertama dan terlemah. Selain itu, suhu yang lebih rendah dapat menyebabkan evolusi molekul pertama menjadi molekul yang lebih kuat dan tahan lama.
dunia RNA
Teori dunia RNA didasarkan pada pertanyaan filosofis tentang telur dan ayam. Faktanya adalah bahwa untuk pembentukan (penggandaan) DNA, protein dibutuhkan, dan protein tidak dapat mereproduksi dirinya sendiri tanpa peta yang tertanam dalam DNA. Jadi bagaimana kehidupan bisa ada jika yang satu tidak bisa menjadi ada tanpa yang lain, tetapi keduanya ada dengan indah di masa sekarang? Jawabannya mungkin RNA - asam ribonukleat, yang mampu menyimpan informasi seperti DNA dan berfungsi sebagai enzim protein. Atas dasar RNA, DNA yang lebih sempurna terbentuk, kemudian protein yang lebih efisien sepenuhnya menggantikan RNA.
Saat ini, RNA ada dan melakukan beberapa fungsi dalam organisme kompleks, misalnya, bertanggung jawab atas pengoperasian beberapa gen. Teori ini cukup logis, tetapi tidak menjawab pertanyaan tentang apa yang berfungsi sebagai katalis untuk pembentukan asam ribonukleat itu sendiri. Asumsi bahwa itu bisa muncul dengan sendirinya ditolak oleh sebagian besar ilmuwan. Penjelasan teoritisnya adalah pembentukan asam paling sederhana PNA dan TNA, yang kemudian berkembang menjadi RNA.
Awal yang paling sederhana
Teori ini disebut holobiosis dan berasal dari gagasan bahwa kehidupan tidak dimulai dari molekul RNA kompleks dan kode genetik primer, tetapi dari partikel paling sederhana yang berinteraksi satu sama lain demi metabolisme. Mungkin partikel-partikel ini akhirnya mengembangkan cangkang pelindung, seperti membran, dan kemudian berkembang menjadi satu organisme yang lebih kompleks. Model ini disebut "model metabolisme enzim", sedangkan teori dunia RNA disebut "model kode genetik primer".
Bagaimana awal mula kehidupan di Bumi? Detailnya tidak diketahui umat manusia, tetapi prinsip-prinsip landasan telah ditetapkan. Ada dua teori utama dan banyak teori kecil. Jadi, menurut versi utama, komponen organik datang ke Bumi dari luar angkasa, menurut yang lain, semuanya terjadi di Bumi. Berikut adalah beberapa ajaran yang paling populer.
panspermia
Bagaimana Bumi kita muncul? Biografi planet ini unik, dan orang-orang mencoba mengungkapnya dengan cara yang berbeda. Ada hipotesis bahwa kehidupan yang ada di alam semesta didistribusikan dengan bantuan meteoroid (benda angkasa berukuran menengah antara debu antarplanet dan asteroid), asteroid dan planet. Diasumsikan bahwa ada bentuk kehidupan yang dapat menahan paparan (radiasi, vakum, suhu rendah, dll.). Mereka disebut ekstrofil (termasuk bakteri dan mikroorganisme).
Mereka jatuh ke dalam puing-puing dan debu, yang dibuang ke luar angkasa setelah diselamatkan, dengan demikian, kehidupan setelah kematian benda-benda kecil tata surya. Bakteri dapat melakukan perjalanan saat istirahat untuk jangka waktu yang lama sebelum tabrakan acak lainnya dengan planet lain.
Mereka juga dapat bercampur dengan cakram protoplanet (awan gas padat di sekitar planet muda). Jika di tempat baru "prajurit yang gigih tetapi mengantuk" jatuh ke dalam kondisi yang menguntungkan, mereka menjadi aktif. Proses evolusi dimulai. Sejarah terurai dengan bantuan probe. Data dari instrumen yang ada di dalam komet menunjukkan bahwa dalam sebagian besar kasus, kemungkinan dikonfirmasi bahwa kita semua "sedikit alien", karena tempat lahir kehidupan adalah ruang angkasa.
Biopoiesis
Dan inilah pendapat lain tentang bagaimana kehidupan berasal. Di Bumi ada yang hidup dan tidak hidup. Beberapa ilmu menyambut abiogenesis (biopoesis), yang menjelaskan bagaimana, dalam proses transformasi alam, kehidupan biologis muncul dari materi anorganik. Sebagian besar asam amino (juga disebut bahan penyusun semua organisme hidup) dapat dibentuk menggunakan reaksi kimia alami yang tidak terkait dengan kehidupan.
Hal ini dikonfirmasi oleh percobaan Muller-Urey. Pada tahun 1953, seorang ilmuwan menjalankan listrik melalui campuran gas dan menghasilkan beberapa asam amino dalam kondisi laboratorium yang meniru kondisi awal Bumi. Pada semua makhluk hidup, asam amino diubah menjadi protein di bawah pengaruh asam nukleat, penjaga memori genetik.
Yang terakhir disintesis secara independen dengan cara biokimia, dan protein mempercepat (mengkatalisis) proses. Manakah dari molekul organik yang pertama? Dan bagaimana mereka berinteraksi? Abiogenesis sedang dalam proses menemukan jawaban.
Tren kosmogonik
Ini adalah doktrin ruang. Dalam konteks tertentu ilmu antariksa dan astronomi, istilah tersebut mengacu pada teori penciptaan (dan studi) tata surya. Upaya untuk condong ke arah kosmogoni naturalistik tidak berdiri untuk pengawasan. Pertama, teori-teori ilmiah yang ada tidak dapat menjelaskan hal utama: bagaimana Semesta itu sendiri muncul?
Kedua, tidak ada model fisik yang menjelaskan saat-saat awal keberadaan alam semesta. Dalam teori tersebut, tidak ada konsep gravitasi kuantum. Meskipun ahli teori string mengatakan bahwa partikel elementer muncul dari getaran dan interaksi string kuantum, mereka yang mempelajari asal usul dan konsekuensi Big Bang (kosmologi kuantum loop) tidak setuju dengan ini. Mereka percaya bahwa mereka memiliki formula untuk menggambarkan model dalam persamaan medan.
Dengan bantuan hipotesis kosmogonik, orang menjelaskan keseragaman gerakan dan komposisi benda langit. Jauh sebelum kehidupan muncul di Bumi, materi memenuhi semua ruang dan kemudian berevolusi.
Endosimbion
Versi endosimbiosis pertama kali dirumuskan oleh ahli botani Rusia Konstantin Merezhkovsky pada tahun 1905. Dia percaya bahwa beberapa organel berasal dari bakteri yang hidup bebas dan dibawa ke sel lain sebagai endosimbion. Mitokondria berevolusi dari proteobacteria (khususnya Rickettsiales atau kerabat dekat) dan kloroplas dari cyanobacteria.
Hal ini menunjukkan bahwa beberapa bentuk bakteri masuk ke dalam simbiosis dengan pembentukan sel eukariotik (eukariota adalah sel organisme hidup yang mengandung nukleus). Transfer horizontal materi genetik antara bakteri juga difasilitasi oleh hubungan simbiosis.
Munculnya berbagai bentuk kehidupan mungkin telah didahului oleh Last Common ancestor (LUA) organisme modern.
Kelahiran spontan
Sampai awal abad ke-19, orang-orang pada umumnya mengabaikan "ketibaan" sebagai penjelasan tentang bagaimana kehidupan dimulai di Bumi. Generasi spontan yang tak terduga dari bentuk-bentuk kehidupan tertentu dari benda mati tampaknya tidak masuk akal bagi mereka. Tetapi mereka percaya adanya heterogenesis (perubahan cara reproduksi), ketika salah satu bentuk kehidupan berasal dari spesies lain (misalnya, lebah dari bunga). Gagasan klasik tentang generasi spontan bermuara pada hal berikut: beberapa organisme hidup yang kompleks muncul karena penguraian zat organik.
Menurut Aristoteles, ini adalah kebenaran yang mudah diamati: kutu daun muncul dari embun yang jatuh pada tanaman; lalat - dari makanan busuk, tikus - dari jerami kotor, buaya - dari batang kayu yang membusuk di dasar waduk, dan sebagainya. Teori generasi spontan (dibantah oleh agama Kristen) diam-diam ada selama berabad-abad.
Secara umum diterima bahwa teori itu akhirnya dibantah pada abad ke-19 oleh eksperimen Louis Pasteur. Ilmuwan tidak mempelajari asal usul kehidupan, ia mempelajari penampilan mikroba untuk dapat melawan penyakit menular. Namun, bukti Pasteur tidak lagi kontroversial, tetapi sangat ilmiah.
Teori Tanah Liat dan Penciptaan Sekuensial
Munculnya kehidupan atas dasar tanah liat? Apakah itu mungkin? Seorang ahli kimia Skotlandia bernama A.J. Kearns-Smith dari Universitas Glasgow pada tahun 1985 adalah penulis teori semacam itu. Berdasarkan asumsi serupa oleh ilmuwan lain, ia berpendapat bahwa partikel organik, yang berada di antara lapisan tanah liat dan berinteraksi dengannya, mengadopsi cara menyimpan informasi dan tumbuh. Dengan demikian, ilmuwan menganggap "gen tanah liat" sebagai yang utama. Awalnya, mineral dan kehidupan yang baru lahir ada bersama-sama, tetapi pada tahap tertentu mereka "berlari".
Gagasan kehancuran (chaos) di dunia yang sedang berkembang membuka jalan bagi teori katastrofisme sebagai salah satu cikal bakal teori evolusi. Para pendukungnya percaya bahwa Bumi telah dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yang tiba-tiba, berumur pendek, dan bergejolak di masa lalu, dan bahwa masa kini adalah kunci dari masa lalu. Setiap bencana berikutnya menghancurkan kehidupan yang ada. Ciptaan selanjutnya menghidupkannya kembali yang sudah berbeda dari yang sebelumnya.
doktrin materialistis
Dan inilah versi lain tentang bagaimana kehidupan bermula di Bumi. Hal itu dikemukakan oleh kaum materialis. Mereka percaya bahwa kehidupan muncul sebagai hasil dari transformasi kimia bertahap yang diperpanjang dalam ruang dan waktu, yang kemungkinan besar terjadi hampir 3,8 miliar tahun yang lalu. Perkembangan ini disebut molekuler, itu mempengaruhi area asam deoksiribonukleat dan ribonukleat dan protein (protein).
Sebagai tren ilmiah, doktrin muncul pada 1960-an, ketika penelitian aktif dilakukan yang mempengaruhi biologi molekuler dan evolusioner, genetika populasi. Para ilmuwan kemudian mencoba memahami dan memvalidasi penemuan terbaru mengenai asam nukleat dan protein.
Salah satu topik utama yang mendorong perkembangan bidang pengetahuan ini adalah evolusi fungsi enzimatik, penggunaan divergensi asam nukleat sebagai "jam molekuler". Pengungkapannya berkontribusi pada studi yang lebih dalam tentang divergensi (percabangan) spesies.
asal organik
Tentang bagaimana kehidupan muncul di Bumi, para pendukung doktrin ini berpendapat sebagai berikut. Pembentukan spesies dimulai sejak lama - lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu (angka tersebut menunjukkan periode di mana kehidupan ada). Mungkin, pada awalnya ada proses transformasi yang lambat dan bertahap, dan kemudian tahap peningkatan yang cepat (dalam Semesta) dimulai, transisi dari satu keadaan statis ke keadaan statis lainnya di bawah pengaruh kondisi yang ada.
Evolusi, yang dikenal sebagai biologis atau organik, adalah proses perubahan dari waktu ke waktu satu atau lebih sifat bawaan yang ditemukan dalam populasi organisme. Sifat herediter adalah ciri pembeda khusus, termasuk anatomi, biokimia, dan perilaku, yang diturunkan dari satu generasi ke generasi lainnya.
Evolusi telah menyebabkan keanekaragaman dan diversifikasi semua organisme hidup (diversifikasi). Dunia kita yang penuh warna digambarkan oleh Charles Darwin sebagai "bentuk tak berujung, yang paling indah dan paling indah." Seseorang mendapat kesan bahwa asal usul kehidupan adalah sebuah cerita tanpa awal atau akhir.
kreasi khusus
Menurut teori ini, semua bentuk kehidupan yang ada saat ini di planet Bumi diciptakan oleh Tuhan. Adam dan Hawa adalah pria dan wanita pertama yang diciptakan oleh Yang Maha Kuasa. Kehidupan di Bumi dimulai dengan mereka, percaya orang Kristen, Muslim dan Yahudi. Tiga agama sepakat bahwa Tuhan menciptakan alam semesta dalam tujuh hari, menjadikan hari keenam sebagai puncak kerja: Dia menciptakan Adam dari debu tanah dan Hawa dari tulang rusuknya.
Pada hari ketujuh Tuhan beristirahat. Kemudian dia menarik napas dan dikirim untuk menjaga taman yang disebut Eden. Di tengah tumbuh Pohon Kehidupan dan Pohon Pengetahuan tentang Kebaikan. Tuhan mengizinkan buah dari semua pohon di taman untuk dimakan, kecuali Pohon Pengetahuan ("karena pada hari kamu memakannya kamu akan mati").
Tapi orang-orang tidak menurut. Al-Qur'an mengatakan bahwa Adam menawarkan untuk mencicipi apel. Tuhan mengampuni orang berdosa dan mengirim mereka berdua ke bumi sebagai wakil-Nya. Namun... Dari mana asal kehidupan di Bumi? Seperti yang Anda lihat, tidak ada jawaban tunggal. Meskipun para ilmuwan modern semakin condong ke arah teori abiogenik (anorganik) tentang asal usul semua makhluk hidup.
Bukan rahasia lagi bahwa pertanyaan abadi tentang kapan kehidupan berasal di Bumi selalu mengkhawatirkan tidak hanya para ilmuwan, tetapi semua orang. Pada artikel ini, kami akan mencoba berkenalan secara dangkal dengan semua teori dugaan asal usul semua kehidupan di planet kita. Kami akan mencoba memilah-milah tahapan perkembangannya dan menggambarkan seperti apa sejarah perkembangan kehidupan di Bumi.
Asal usul kehidupan di Bumi dalam sains
Dari sudut pandang ilmiah, ada beberapa versi tentang asal usul kehidupan. Pertimbangkan bagaimana kehidupan muncul di Bumi menurut para ilmuwan yang telah berjuang dengan pertanyaan misterius ini selama berabad-abad, mengajukan hipotesis baru.
- Teori mengatakan bahwa kehidupan berasal dari sepotong es. Ide yang cukup konyol, tapi apapun bisa terjadi. Beberapa ilmuwan percaya bahwa karbon dioksida yang ada di udara memasok pemeliharaan kondisi rumah kaca, yang lain percaya bahwa ada musim dingin yang konstan di bumi pada waktu itu.
- Ilmu yang mempelajari asal usul kehidupan di bumi adalah biologi. Dia menganut teori Charles Darwin. Dia dan orang-orang sezamannya percaya bahwa kehidupan mulai terbentuk di reservoir. Teori ini diikuti oleh sebagian besar ilmuwan saat ini. Zat-zat organik yang dibawa oleh air yang mengalir ke dalamnya dapat terakumulasi dalam jumlah yang diperlukan dalam reservoir yang tertutup dan agak dangkal. Selanjutnya, senyawa ini bahkan lebih terkonsentrasi pada permukaan bagian dalam mineral berlapis. Mereka bisa menjadi katalis untuk reaksi.
- Air adalah sumber kehidupan di Bumi bagi semua makhluk hidup di Bumi - manusia, flora dan fauna. Ini adalah sumber daya yang sangat penting dan mahal di planet kita. Semua air di bumi berada dalam hubungan yang berkesinambungan dengan bebatuan dan atmosfer. Air memurnikan diri berkat aliran terus menerus yang memasok keberadaan di bumi kita. Simbol kuno dan universal dari kesuburan kemurnian adalah air. Manusia terdiri dari 80% air, 75% hewan dan tumbuhan 89-90% dari total berat badan. Air adalah produk yang sangat diperlukan, karena merupakan bahan bangunan utama bagi tubuh manusia. Ini jauh lebih berharga daripada besi, gas, batu bara, dan minyak. Tanpa air, kehidupan di bumi tidak akan pernah bisa muncul, dipertahankan, dan tidak mungkin ada sama sekali. Air adalah kehidupan itu sendiri.
- Bagaimana jika kehidupan muncul di zona aktivitas gunung berapi? Segera setelah pembentukannya, Bumi adalah bola magma yang bernapas api. Dengan gas yang dilepaskan dari magma cair, berbagai bahan kimia yang diperlukan untuk sintesis molekul organik dibawa ke permukaan bumi - ini terjadi selama letusan gunung berapi.
Asal usul kehidupan di bumi dalam agama
Pertimbangkan bagaimana kehidupan di bumi berasal dari sudut pandang agama. Hipotesis lain tentang asal usul kehidupan di bumi menemukan penjelasannya dalam berbagai agama. Pertimbangkan Kristen:
Dogma utama penciptaan semua makhluk hidup dalam agama Kristen adalah frasa "penciptaan dari ketiadaan", di mana Tuhan bertindak sebagai Pencipta dalam tindakan kehendak-Nya. Pada saat yang sama, Tuhan juga tampaknya menjadi akar penyebab keberadaan. Pada saat yang sama, Tuhan tidak berkewajiban untuk menciptakan dunia; karena esensi Ilahi, itu tidak ditentukan oleh "kebutuhan internal". Itu adalah pilihan bebas-Nya, hadiah bagi umat manusia "dari cinta yang berlebihan." Jalan dan tahapan penciptaan dunia dijelaskan dalam tiga bab pertama kitab Kejadian.
Tahapan utama kehidupan di Bumi
Seseorang dapat berbicara tanpa henti tentang sejarah perkembangan kehidupan di bumi. Topik ini cukup luas dan luas, kami hanya mencantumkan tahapan utama asal usul kehidupan:
- Kehidupan berasal dari laut.
- Keberadaan organisme laut paling sederhana.
- Makhluk hidup multiseluler muncul di laut
- Banyak invertebrata muncul di laut. Di antara invertebrata, kita menemukan nenek moyang moluska dan artropoda modern.
- Ikan modern lapis baja vertebrata laut pertama lahir. Kehidupan berkembang di wilayah daratan yang sedang berkembang. Pemukim pertama adalah: jamur, bakteri, lumut dan invertebrata kecil, diikuti oleh amfibi.
- Bumi ditutupi dengan hutan pakis dan tanaman lain yang kuat yang telah menghilang pada zaman kita. Serangga muncul.
- Asal usul reptil.
- Era reptil, hewan juga menyebar di laut. Beberapa spesies mencapai ukuran yang cukup besar.
- Mamalia dan burung muncul. Tanaman berbunga pertama menyebar. Angiospermae pertama muncul.
- Dinosaurus dan reptil besar lainnya sedang sekarat.
- Mamalia menyebar ke seluruh bumi, menggusur reptil, yang jumlahnya menurun dengan cepat.
- Berbagai jenis mamalia lahir: karnivora, kelelawar, dan nenek moyang monyet dan manusia masa kini. Herbivora lahir.
- Mamalia individu menghuni laut. Misalnya: paus.
- Ada nenek moyang manusia - Australopithecus.
- Mamalia besar individu menghilang. Manusia menjadi pemilik mutlak Bumi.
Sekarang Anda tahu seperti apa bumi di zaman kuno. Hidup tanpa orang sangat berbeda.
