დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობა ერთ-ერთი ყველაზე რთული და ამავდროულად აქტუალურია და ინტერესი იკითხეთანამედროვე ბუნებისმეტყველებაში.

დედამიწა სავარაუდოდ 4,5-5 მილიარდი წლის წინ წარმოიქმნა გიგანტური ღრუბლისგან კოსმოსური მტვერი. რომლის ნაწილაკები შეკუმშულია ცხელ ბურთულად. წყლის ორთქლი მისგან ატმოსფეროში გათავისუფლდა და წყალი ატმოსფეროდან ნელ-ნელა გაცივებულ დედამიწაზე მილიონობით წლის განმავლობაში წვიმის სახით დაეცა. დედამიწის ზედაპირის ჩაღრმავებში წარმოიქმნა პრეისტორიული ოკეანე. მასში, დაახლოებით 3,8 მილიარდი წლის წინ, ორიგინალური სიცოცხლე დაიბადა.

სიცოცხლის წარმოშობა დედამიწაზე

როგორ გაჩნდა თავად პლანეტა და როგორ გაჩნდა მასზე ზღვები? არსებობს ერთი ფართოდ მიღებული თეორია ამის შესახებ. ამის შესაბამისად, დედამიწა ჩამოყალიბდა კოსმოსური მტვრის ღრუბლებისგან, რომელიც შეიცავს ბუნებაში ყველა ცნობილს ქიმიური ელემენტები, რომლებიც შეკუმშულია ბურთულად. ცხელი წყლის ორთქლი გაფრინდა ამ წითლად გახურებული ბურთის ზედაპირიდან და მოჰყვა მას უწყვეტი ღრუბლის საფარში. ღრუბლებში არსებული წყლის ორთქლი ნელ-ნელა გაცივდა და წყალად გადაიქცა, რომელიც უხვი, უწყვეტი წვიმების სახით ცვიოდა ჯერ კიდევ ცხელ, წვაზე. Დედამიწა. მის ზედაპირზე ის კვლავ წყლის ორთქლად გადაიქცა და ატმოსფეროში დაბრუნდა. მილიონობით წლის განმავლობაში დედამიწა თანდათან კარგავდა იმდენ სითბოს, რომ გაციებისას მისი თხევადი ზედაპირი გამკვრივება დაიწყო. ასე წარმოიქმნა დედამიწის ქერქი.

გავიდა მილიონობით წელი და დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურა კიდევ უფრო დაეცა. ქარიშხლის წყალმა აორთქლება შეწყვიტა და უზარმაზარ გუბეებში დაიწყო დინება. ასე დაიწყო წყლის ეფექტი დედამიწის ზედაპირი. შემდეგ კი ტემპერატურის დაცემის გამო ნამდვილი წყალდიდობა იყო. წყალი, რომელიც ადრე აორთქლდა ატმოსფეროში და იქცა მასში შემადგენელი ნაწილი, განუწყვეტლივ ეშვებოდა დედამიწაზე, ღრუბლებიდან ძლიერი წვიმა ჭექა-ქუხილით და ელვით ჩამოვარდა.

თანდათან, დედამიწის ზედაპირის ღრმა ჩაღრმავებში გროვდებოდა წყალი, რომელსაც სრულად აორთქლების დრო აღარ ჰქონდა. იმდენად ბევრი იყო, რომ თანდათან პლანეტაზე პრეისტორიული ოკეანე ჩამოყალიბდა. ელვამ გაყო ცა. მაგრამ არავის უნახავს. დედამიწაზე ჯერ სიცოცხლე არ არსებობდა. უწყვეტმა წვიმამ დაიწყო მთების ჩამორეცხვა. მათგან წყალი ხმაურიან ნაკადულებსა და ქარიშხლიან მდინარეებში მოედინებოდა. მილიონობით წლის განმავლობაში წყლის ნაკადები ღრმად ანადგურებდა დედამიწის ზედაპირს და ზოგან გაჩნდა ხეობები. ატმოსფეროში წყლის შემცველობა შემცირდა და უფრო და უფრო გროვდებოდა პლანეტის ზედაპირზე.

უწყვეტი ღრუბლის საფარი უფრო თხელი გახდა, სანამ ერთ დღეს მზის პირველი სხივი არ შეეხო დედამიწას. უწყვეტი წვიმა დასრულდა. უმეტესობამიწით დაფარული პრეისტორიული ოკეანე. მისი ზედა ფენებიდან წყალმა გამორეცხა უზარმაზარი რაოდენობით ხსნადი მინერალები და მარილები, რომლებიც ზღვაში ჩავარდა. მისგან წყალი განუწყვეტლივ აორთქლდა, წარმოიქმნა ღრუბლები და მარილები დასახლდა და დროთა განმავლობაში ადგილი ჰქონდა ზღვის წყლის თანდათანობით დამლაშებას. როგორც ჩანს, ანტიკურ ხანაში არსებულ ზოგიერთ პირობებში წარმოიქმნა ნივთიერებები, საიდანაც წარმოიქმნა სპეციალური კრისტალური ფორმები. ისინი იზრდებოდნენ, როგორც ყველა კრისტალები და წარმოშობდნენ ახალ კრისტალებს, რომლებიც სულ უფრო მეტ ახალ ნივთიერებებს ამაგრებდნენ საკუთარ თავს.

მზის შუქი და, შესაძლოა, ძალიან ძლიერი ელექტრული გამონადენი ამ პროცესში ენერგიის წყაროდ იქცა. შესაძლოა, დედამიწის პირველი მკვიდრნი სწორედ ასეთი ელემენტებისაგან დაიბადნენ - პროკარიოტები, ორგანიზმები წარმოქმნილი ბირთვის გარეშე, თანამედროვე ბაქტერიების მსგავსი. ისინი იყვნენ ანაერობები, ანუ სუნთქვისთვის არ იყენებდნენ თავისუფალ ჟანგბადს, რომელიც იმ დროს ჯერ კიდევ არ იყო ატმოსფეროში. ისინი საკვების წყაროდ ემსახურებოდნენ ორგანული ნაერთებირომელიც წარმოიშვა ჯერ კიდევ უსიცოცხლო დედამიწაზე მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების ზემოქმედების შედეგად, ელვისებური გამონადენიდა ვულკანური ამოფრქვევის სითბო.

სიცოცხლე მაშინ არსებობდა თხელ ბაქტერიულ გარსში წყალსაცავის ფსკერზე და ტენიან ადგილებში. ცხოვრების განვითარების ამ ეპოქას არქეას უწოდებენ. ბაქტერიებისგან და, შესაძლოა, სრულიად დამოუკიდებელი გზით, ასევე წარმოიშვა პაწაწინა უჯრედული ორგანიზმები - უძველესი პროტოზოები.

როგორ გამოიყურებოდა პრიმიტიული დედამიწა?

სწრაფად 4 მილიარდი წლის წინ. ატმოსფერო არ შეიცავს თავისუფალ ჟანგბადს, ის მხოლოდ ოქსიდების შემადგენლობაშია. თითქმის არ ისმის ხმა, გარდა ქარის სასტვენისა, ლავაში ამოფრქვეული წყლის ჩურჩულისა და დედამიწის ზედაპირზე მეტეორიტების ზემოქმედებისა. არც მცენარეები, არც ცხოველები, არც ბაქტერიები. იქნებ ასე გამოიყურებოდა დედამიწა, როდესაც მასზე სიცოცხლე გამოჩნდა? მიუხედავად იმისა, რომ ეს პრობლემა დიდი ხანია აწუხებს ბევრ მკვლევარს, მათი მოსაზრებები ამ საკითხთან დაკავშირებით მნიშვნელოვნად განსხვავდება. იმდროინდელი დედამიწაზე არსებული პირობების დასტური შეიძლება კლდეებით, მაგრამ ისინი დიდი ხანია განადგურდა გეოლოგიური პროცესებისა და დედამიწის ქერქის გადაადგილების შედეგად.

თეორიები დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ

ამ სტატიაში მოკლედ განვიხილავთ სიცოცხლის წარმოშობის რამდენიმე ჰიპოთეზას, რომლებიც ასახავს თანამედროვეს სამეცნიერო იდეები. სიცოცხლის წარმოშობის სფეროში ცნობილი სპეციალისტის, სტენლი მილერის თქმით, სიცოცხლის წარმოშობაზე და მისი ევოლუციის დასაწყისზე შეიძლება საუბარი იმ მომენტიდან, როდესაც ორგანული მოლეკულები თვითორგანიზებულნი არიან სტრუქტურებად, რომლებსაც შეეძლოთ საკუთარი თავის რეპროდუცირება. მაგრამ ეს ბადებს სხვა კითხვებს: როგორ გაჩნდა ეს მოლეკულები; რატომ შეძლეს მათ საკუთარი თავის გამრავლება და შეკრება იმ სტრუქტურებში, რომლებიც წარმოშობდნენ ცოცხალ ორგანიზმებს; რა პირობებია ამისათვის?

არსებობს რამდენიმე თეორია დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ. მაგალითად, ერთ-ერთი დიდი ხნის ჰიპოთეზა ამბობს, რომ ის დედამიწაზე კოსმოსიდან იქნა ჩამოტანილი, მაგრამ ამის დამადასტურებელი მტკიცებულება არ არსებობს. გარდა ამისა, ცხოვრება, რომელიც ჩვენ ვიცით, საოცრად ადაპტირებულია ზუსტად არსებობაზე მიწიერი პირობებიასე რომ, თუ იგი წარმოიშვა დედამიწის გარეთ, მაშინ პლანეტაზე დედამიწის ტიპი. თანამედროვე მეცნიერთა უმეტესობა თვლის, რომ სიცოცხლე წარმოიშვა დედამიწაზე, მის ზღვებში.

ბიოგენეზის თეორია

სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ სწავლებების შემუშავებაში მნიშვნელოვანი ადგილი უჭირავს ბიოგენეზის თეორიას - ცოცხალთა წარმოშობას მხოლოდ ცოცხალთაგან. მაგრამ ბევრი მიიჩნევს მას დაუსაბუთებლად, რადგან ის ფუნდამენტურად უპირისპირდება ცოცხალს უსულოებს და ადასტურებს მეცნიერების მიერ უარყოფილ იდეას სიცოცხლის მარადიულობის შესახებ. აბიოგენეზი - ცოცხალი არსებების წარმოშობის იდეა არაცოცხალი საგნებისგან - საწყისი ჰიპოთეზა თანამედროვე თეორიასიცოცხლის წარმოშობა. 1924 წელს ცნობილმა ბიოქიმიკოსმა A. I. Oparin-მა შესთავაზა, რომ ძლიერი ელექტრული გამონადენი in დედამიწის ატმოსფერო, რომელიც 4-4,5 მილიარდი წლის წინ შედგებოდა ამიაკის, მეთანისგან, ნახშირორჟანგიდა წყლის ორთქლი, უმარტივესი ორგანული ნაერთები, რომლებიც აუცილებელია სიცოცხლის გაჩენისთვის, შეიძლება წარმოიშვას. აკადემიკოს ოპარინის პროგნოზი ახდა. 1955 წელს ამერიკელი მკვლევარის. მილერმა, ელექტრული მუხტების გავლისას გაზებისა და ორთქლების ნარევიდან, მიიღო უმარტივესი ცხიმოვანი მჟავა, შარდოვანა, ძმარმჟავა და ჭიანჭველა მჟავადა რამდენიმე ამინომჟავა. ამრიგად, მე-20 საუკუნის შუა წლებში ცილის მსგავსი და სხვა ორგანული ნივთიერებების აბიოგენური სინთეზი ექსპერიმენტულად განხორციელდა პრიმიტიული დედამიწის პირობების რეპროდუცირების პირობებში.

პანსპერმიის თეორია

პანსპერმიის თეორია არის ორგანული ნაერთების, მიკროორგანიზმების სპორების ერთიდან გადატანის შესაძლებლობა. კოსმოსური სხეულისხვას. მაგრამ ის საერთოდ არ იძლევა პასუხს კითხვაზე, როგორ გაჩნდა სიცოცხლე სამყაროში? საჭიროა სამყაროს იმ წერტილში სიცოცხლის გაჩენის დასაბუთება, რომლის ასაკი, თეორიის მიხედვით დიდი აფეთქება, შემოიფარგლება 12-14 მილიარდი წლით. აქამდე არც კი ყოფილა ელემენტარული ნაწილაკები. და თუ არ არსებობს ბირთვები და ელექტრონები, არ არსებობს ქიმიური ნივთიერებები. შემდეგ რამდენიმე წუთში წარმოიქმნა პროტონები, ნეიტრონები, ელექტრონები და მატერია ევოლუციის გზაზე შევიდა.

ამ თეორიის დასასაბუთებლად გამოიყენება უცხოპლანეტელების მრავალჯერადი დანახვა, კლდეზე მოჩუქურთმებული ნივთები, რომლებიც ჰგავს რაკეტებს და „კოსმონავტებს“, ასევე უცხოპლანეტელებთან სავარაუდო შეტაკებების შესახებ. მეტეორიტებისა და კომეტების მასალების შესწავლისას მათში აღმოაჩინეს მრავალი „სიცოცხლის წინამორბედი“ - ნივთიერებები, როგორიცაა ციანოგენები, ჰიდროციანმჟავადა ორგანული ნაერთები, რომლებმაც შესაძლოა შიშველ დედამიწაზე დაცემული „თესლების“ როლი შეასრულეს.

ამ ჰიპოთეზის მხარდამჭერები იყვნენ ლაურეატები ნობელის პრემიაფ.კრიკი, ლ.ორგელი. F. Crick ეფუძნება ორ ირიბ მტკიცებულებას: უნივერსალურობას გენეტიკური კოდი: აუცილებელია მოლიბდენის ყველა ცოცხალი არსების ნორმალური მეტაბოლიზმისთვის, რომელიც ახლა უკიდურესად იშვიათია პლანეტაზე.

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობა შეუძლებელია მეტეორიტებისა და კომეტების გარეშე

ტეხასის ტექნიკური უნივერსიტეტის მკვლევარი, უზარმაზარი მოცულობის გაანალიზების შემდეგ შეგროვებული ინფორმაცია, წამოაყენა თეორია იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება ჩამოყალიბდეს სიცოცხლე დედამიწაზე. მეცნიერი დარწმუნებულია, რომ ადრეული ფორმების გამოჩენა უმარტივესი ცხოვრებაჩვენს პლანეტაზე შეუძლებელი იქნებოდა მასზე დაცემული კომეტებისა და მეტეორიტების მონაწილეობის გარეშე. მკვლევარმა თავისი ნაშრომი გააზიარა ამერიკის გეოლოგიური საზოგადოების 125-ე ყოველწლიურ შეხვედრაზე, რომელიც გაიმართა 31 ოქტომბერს დენვერში, კოლორადო.

ნაშრომის ავტორი, გეომეცნიერების პროფესორი ტეხასის შტატში ტექნოლოგიური უნივერსიტეტი(TTU) და უნივერსიტეტის პალეონტოლოგიის მუზეუმის კურატორმა სანკარ ჩატერჯიმ თქვა, რომ მან ამ დასკვნამდე მივიდა ადრეული ინფორმაციის გაანალიზების შემდეგ. გეოლოგიური ისტორიაჩვენი პლანეტა და ამ მონაცემების შედარება სხვადასხვა თეორიები ქიმიური ევოლუცია.

ექსპერტი თვლის, რომ ეს მიდგომა საშუალებას გვაძლევს ავხსნათ ჩვენი პლანეტის ისტორიის ერთ-ერთი ყველაზე ფარული და ბოლომდე გაუგებარი პერიოდი. მრავალი გეოლოგის აზრით, კოსმოსური „დაბომბვის“ ძირითადი ნაწილი კომეტებსა და მეტეორიტებთან ერთად მოხდა დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ. ჩატერჯი თვლის, რომ დედამიწაზე ყველაზე ადრეული სიცოცხლე მეტეორიტებისა და კომეტების ზემოქმედების შედეგად დარჩენილ კრატერებში ჩამოყალიბდა. და, სავარაუდოდ, ეს მოხდა გვიანი მძიმე დაბომბვის დროს (3,8-4,1 მილიარდი წლის წინ), როდესაც მოხდა მცირე ზომის შეჯახება. კოსმოსური ობიექტებიჩვენს პლანეტასთან მკვეთრად გაიზარდა. იმ დროს კომეტების ერთდროულად დაცემის რამდენიმე ათასი შემთხვევა იყო. საინტერესოა, რომ ამ თეორიას ირიბად მხარს უჭერს Nice Model. მისი მიხედვით, იმ დროს დედამიწაზე უნდა ჩამოვარდნილი კომეტებისა და მეტეორიტების რეალური რაოდენობა შეესაბამება მთვარეზე არსებული კრატერების რეალურ რაოდენობას, რაც თავის მხრივ ჩვენი პლანეტისთვის ერთგვარი ფარი იყო და დაუსრულებელი დაბომბვის საშუალებას არ აძლევდა. გაანადგუროს იგი.

ზოგიერთი მეცნიერი ვარაუდობს, რომ ამ დაბომბვის შედეგი არის სიცოცხლის კოლონიზაცია დედამიწის ოკეანეებში. ამავდროულად, ამ თემაზე რამდენიმე კვლევა მიუთითებს, რომ ჩვენს პლანეტას აქვს მეტი ინვენტარიწყალი ვიდრე უნდა. და ეს ჭარბი მიეკუთვნება კომეტებს, რომლებიც ჩვენთან მოფრინდნენ ოორტის ღრუბლიდან, რომელიც სავარაუდოდ მდებარეობს ერთში. სინათლის წელიწადიჩვენგან.

ჩატერჯი აღნიშნავს, რომ ამ შეჯახების შედეგად წარმოქმნილი კრატერები ივსებოდა თავად კომეტების გამდნარი წყლით, ასევე უმარტივესი ორგანიზმების ფორმირებისთვის აუცილებელი ქიმიური სამშენებლო ბლოკებით. ამავდროულად, მეცნიერი თვლის, რომ ის ადგილები, სადაც სიცოცხლე არ გამოჩნდა ასეთი დაბომბვის შემდეგაც კი, უბრალოდ, ამისთვის შეუფერებელი აღმოჩნდა.

„როდესაც დედამიწა ჩამოყალიბდა დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლის წინ, ის სრულიად შეუფერებელი იყო მასზე ცოცხალი ორგანიზმების გამოჩენისთვის. ეს იყო ვულკანების ნამდვილი მდუღარე ქვაბი, შხამიანი ცხელი აირი და მასზე მუდმივად ჩამოვარდნილი მეტეორიტები“, - წერს ონლაინ ჟურნალი AstroBiology, მეცნიერის მითითებით.

”და ერთი მილიარდი წლის შემდეგ, იგი გახდა მშვიდი და მშვიდი პლანეტა, მდიდარი წყლის უზარმაზარი მარაგებით, დასახლებული სხვადასხვა წარმომადგენლებიმიკრობული სიცოცხლე - ყველა ცოცხალი არსების წინაპრები."

დედამიწაზე სიცოცხლე შესაძლოა თიხისგან წარმოშობილიყო

მეცნიერთა ჯგუფმა დენ ლუოს ხელმძღვანელობით კორნელის უნივერსიტეტიდან გამოვიდა ჰიპოთეზა, რომ ჩვეულებრივი თიხა შეიძლება ემსახურებოდეს უძველესი ბიომოლეკულების კონცენტრატორს.

თავდაპირველად, მკვლევარები არ აწუხებდნენ სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემას - ისინი ეძებდნენ გზას, რათა გაზარდონ უჯრედებისგან თავისუფალი ცილის სინთეზის სისტემების ეფექტურობა. იმის ნაცვლად, რომ დნმ-ს და მის დამხმარე ცილებს თავისუფლად მიეცურათ რეაქციულ ნარევში, მეცნიერები ცდილობდნენ მათ ჰიდროგელის ნაწილაკებად აეყვანათ. ეს ჰიდროგელი, როგორც ღრუბელი, შთანთქავდა სარეაქციო ნარევს, სორბირებდა საჭირო მოლეკულებს და შედეგად, ყველა საჭირო კომპონენტი იკეტებოდა მცირე მოცულობით – ისევე, როგორც ეს ხდება უჯრედში.

შემდეგ კვლევის ავტორები ცდილობდნენ თიხის გამოყენებას, როგორც ჰიდროგელის იაფ შემცვლელს. თიხის ნაწილაკები ჰიდროგელის ნაწილაკების მსგავსი აღმოჩნდა და ბიომოლეკულების ურთიერთქმედების ერთგვარ მიკრორეაქტორად იქცა.

ასეთი შედეგების მიღების შემდეგ, მეცნიერებმა ვერ გაიხსენეს სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემა. თიხის ნაწილაკები, ბიომოლეკულების სორბირების უნარით, რეალურად შეიძლება იყვნენ პირველი ბიორეაქტორები პირველი ბიომოლეკულებისთვის, სანამ მათ მემბრანა ექნებათ. ამ ჰიპოთეზას ასევე მხარს უჭერს ის ფაქტი, რომ სილიკატების და სხვა მინერალების გამორეცხვა ქანებიდან თიხის წარმოქმნით დაიწყო, გეოლოგიური შეფასებით, მხოლოდ მანამდე, სანამ, ბიოლოგების აზრით, უძველესი ბიომოლეკულები დაიწყებდნენ პროტოცელებში გაერთიანებას.

წყალში, უფრო სწორად ხსნარში, ცოტა რამ შეიძლება მოხდეს, რადგან ხსნარში პროცესები აბსოლუტურად ქაოტურია და ყველა ნაერთი ძალიან არასტაბილურია. თიხა თანამედროვე მეცნიერება- უფრო ზუსტად, თიხის მინერალური ნაწილაკების ზედაპირი - განიხილება, როგორც მატრიცა, რომელზედაც შეიძლება წარმოიქმნას პირველადი პოლიმერები. მაგრამ ეს ასევე მხოლოდ ერთია მრავალი ჰიპოთეზადან, რომელთაგან თითოეულს აქვს საკუთარი ძლიერი მხარეები და სუსტი მხარეები. მაგრამ სიცოცხლის წარმოშობის სრულმასშტაბიანი სიმულაციისთვის, ადამიანი ნამდვილად უნდა იყოს ღმერთი. მიუხედავად იმისა, რომ დღეს დასავლეთში უკვე არსებობს სტატიები სათაურით "უჯრედის მშენებლობა" ან "უჯრედის მოდელირება". მაგალითად, ერთ-ერთი ბოლო ნობელის პრემიის ლაურეატი, ჯეიმს სზოსტაკი, ახლა აქტიურად ცდილობს შექმნას ეფექტური უჯრედების მოდელები, რომლებიც მრავლდებიან დამოუკიდებლად, ამრავლებენ საკუთარ სახეებს.

წყალი არის შემადგენელი ნაწილიაცოცხალი არსებების სხეულები. სისხლი, კუნთები, ცხიმი, ტვინი და ძვლებიც კი დიდი რაოდენობით წყალს შეიცავს. როგორც წესი, წყალი შეადგენს ცოცხალი ორგანიზმის სხეულის წონის 65-75%-ს. ზოგიერთი ზღვის ცხოველის სხეული, როგორიცაა მედუზა, 97-98% წყალსაც კი შეიცავს. ყველა პროცესი, რომელიც ხდება ცხოველთა და მცენარეთა სხეულში, ხდება მხოლოდ მონაწილეობით წყალხსნარები. ცხოვრება წყლის გარეშე შეუძლებელია.

განვითარებადი ორგანიზმის პირველი საზრუნავი კვებაა. ხმელეთზე საკვების პოვნა გაცილებით რთულია, ვიდრე ზღვაზე. მიწის მცენარეებს სჭირდებათ გრძელი ფესვები წყლისა და მასში გახსნილი საკვები ნივთიერებების მოსაპოვებლად. ცხოველები დიდი ძალისხმევით შოულობენ საარსებო წყაროს. კიდევ ერთი რამ ზღვაში. იხსნება მარილიან ზღვის წყალში ნუტრიენტები. ამრიგად, ზღვის მცენარეები ყველა მხრიდან გარშემორტყმულია მკვებავი ხსნარით და ადვილად შთანთქავს მას.

თანაბრად მნიშვნელოვანია სხეულის შენარჩუნება სივრცეში. ხმელეთზე ეს ძალიან რთული ამოცანაა. ჰაერის გარემოძალიან მწირი. მიწაზე დასარჩენად სპეციალური ხელსაწყოები უნდა გქონდეთ – ძლიერი კიდურები ან ძლიერი ფესვები. ხმელეთზე ყველაზე დიდი ცხოველი სპილოა. მაგრამ ვეშაპი 40-ჯერ უფრო მძიმეა ვიდრე სპილო. თუ ასეთი უზარმაზარი ცხოველი დაიწყებდა ხმელეთზე მოძრაობას, მაშინ ის უბრალოდ მოკვდებოდა, ვერ გაუძლებდა საკუთარ წონას. არც სქელი კანი და არც მასიური ნეკნები არ იქნებოდა საკმარისი საყრდენი ამ 100 ტონიანი კარკასისთვის. წყალი სულ სხვა საკითხია. ყველამ იცის, რომ წყალში ადვილად აწევ მძიმე ქვას, რომელსაც ხმელეთზე ძლივს გადაადგილდები. ეს იმიტომ ხდება, რომ წყალში არსებული ყველა სხეული კარგავს იმდენ წონას, რამდენსაც იწონის მის მიერ გადაადგილებული წყალი. სწორედ ამიტომ, ვეშაპს 10-ჯერ ნაკლები ძალისხმევა უნდა დახარჯოს წყალში გადაადგილებისთვის, ვიდრე ამ გიგანტს ხმელეთზე დასჭირდება. მისი სხეული, რომელსაც ყველა მხრიდან წყალი ეყრდნობა, იძენს უფრო მეტ ტენიანობას და ვეშაპებს, მიუხედავად მათი უზარმაზარი წონისა, შეუძლიათ მაღალი სიჩქარედიდი მანძილების გადალახვა. ყველაზე დიდი მცენარეები ასევე ცხოვრობენ ზღვაში. წყალმცენარეების მაკროცისტისი 150-200 მეტრს აღწევს. დედამიწაზე ასეთი გიგანტები იშვიათია ხეებს შორისაც კი. წყალი მხარს უჭერს ამ წყალმცენარეების უზარმაზარ მასას. მიწაზე მიმაგრებისთვის მას არ სჭირდება ძლიერი ფესვები, როგორც მიწის მცენარეები.

გარდა ამისა, ზღვაში ტემპერატურა უფრო მუდმივია, ვიდრე ჰაერში. და ეს ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან არ გჭირდებათ დაცვა ზამთარში სიცივისგან და ზაფხულში სიცხისგან. ხმელეთზე ზამთარში და ზაფხულში ჰაერის ტემპერატურას შორის სხვაობა ზოგიერთ რაიონში 80-90 გრადუსს აღწევს. ციმბირის რიგ ადგილებში ზაფხულში ტემპერატურა 35-40 გრადუს სიცხეს აღწევს, ზამთარში კი ყინვები 50-55 გრადუსამდეა. წყალში, ტემპერატურის სეზონური განსხვავებები, როგორც წესი, არ აღემატება 20 გრადუსს. სიცივისგან თავის დასაცავად, ხმელეთის ცხოველებს ზამთარი ფარავს ფუმფულა ბეწვით, კანქვეშა ცხიმის ფენით და ზამთარში იზამთრებენ ბუჩქებსა და ბუჩქებში. მცენარეებს უჭირთ გაყინულ ნიადაგთან გამკლავება. სწორედ ამიტომ, განსაკუთრებით ცივ ზამთარში, ფრინველები, ცხოველები და სხვა ხმელეთის ცხოველები მასობრივად იღუპებიან, ასევე ხეები იყინება.

თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

Კარგი ნამუშევარიასაიტზე">

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

მასპინძლობს http://www.allbest.ru/

სიცოცხლის წარმოშობაცხელიწყალი

1. დედამიწაზე სიცოცხლე შესაძლოა ვულკანურ ტბებში აღმოცენდეს

პირველი პრიმიტიული ცოცხალი უჯრედები შეიძლება გამოჩნდნენ მტკნარი ტბების წყლებში, რომლებიც გაცხელდა და მიკროელემენტებით იყო გაჯერებული პრეისტორიული გეოთერმული წყაროებით. ამის შესახებ რუსი და ამერიკელი მეცნიერები ჟურნალ Proceedings of-ში გამოქვეყნებულ სტატიაში აცხადებენ ნაციონალურიმეცნიერებათა აკადემია. გეოლოგებისა და ევოლუციური ბიოლოგების უმეტესობა თვლის, რომ სიცოცხლე დედამიწაზე მისი თანამედროვე ფორმით წარმოიშვა პირველადი ოკეანის წყლებში, რომელიც მოიცავდა პლანეტის თითქმის მთელ ზედაპირს. ითვლება, რომ ეს ოკეანე იყო ამინომჟავების და სხვა "სიცოცხლის სამშენებლო ბლოკების" სქელი ბულიონი, საიდანაც გაჩნდა პირველი ცოცხალი უჯრედები. გეოლოგებისა და ევოლუციური ბიოლოგების ჯგუფი, რომელსაც ხელმძღვანელობდა მკვიდრი რუსეთი, ევგენი კუნინი. ეროვნული ინსტიტუტიჯანმრთელობა ქალაქ ბეთესდაში (აშშ) შესთავაზა ახალი არგუმენტისასარგებლოდ ალტერნატიული თეორია- სიცოცხლის წარმოშობა მტკნარი წყლის ტბებში, რომელთა წყალი ორთქლსა და ცხელ წყალს იღებს გეოთერმული წყაროები. ბოლო წლებში ბევრი მტკიცებულება იყო, რომ ვულკანური აქტივობა და სხვა გეოთერმული პროცესები ითამაშა როლი მნიშვნელოვანი როლისიცოცხლის წარმოშობაში. ასე რომ, 2010 წლის თებერვალში, ბრიტანელმა და გერმანელმა გეოლოგებმა შემოგვთავაზეს სიცოცხლის წარმოშობის ახალი თეორია, რომლის მიხედვითაც პირველი უჯრედები წყალქვეშა ვულკანების პირზე გამოჩნდა და მხოლოდ ამის შემდეგ დასახლდა მთელი ოკეანეები. 2011 წლის ოქტომბერში მეცნიერთა სხვა ჯგუფმა ამის მტკიცებულება აღმოაჩინა უძველესი საბადოებში კლდეებიგრენლანდიაში. კუნინმა და მისმა კოლეგებმა "გადაიტანეს" ვულკანები "დამარილებული" პირველადი ოკეანის წყლებიდან მტკნარი წყლის ტბებზე მიწის იმ ნაწილებზე, რომლებიც არსებობდა ადრეული ისტორიადედამიწა, შედარება ქიმიური შემადგენლობაუჯრედები ელემენტების ნაკრებით თანამედროვე გეოთერმული ტბების წყლებში. თავის კვლევაში სტატიის ავტორებმა ვარაუდობდნენ, რომ პირველადი უჯრედები უნდა განვითარებულიყო იმ მხარეში, რომელიც მათგან ყველაზე ნაკლებად განსხვავდებოდა ქიმიური შემადგენლობით. ამ თვალსაზრისით, ზღვის წყალიარ არის იდეალური გარემო სიცოცხლის განვითარებისთვის - მასში ნატრიუმის, კალიუმის, მანგანუმის, თუთიის და სხვა მნიშვნელოვანი ბიოელემენტების იონების კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად განსხვავდება ფიჭურისგან. ყველაზე პრიმიტიულ მიკროორგანიზმებსაც კი აქვთ სპეციალური „ტუმბოების“ რთული სისტემა, რომელიც ხელს უშლის ციტოპლაზმის შერევას. ზღვის წყალი. ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ასეთი თავდაცვა უკვე არსებობდა პირველ პროტოცელებში. მეცნიერებმა შეადარეს ციტოპლაზმის ქიმიური შემადგენლობა მრავალი უჯრედში თანამედროვე ორგანიზმებიდა მიღებული ამინომჟავების, ბიოლოგიურად მნიშვნელოვანი ლითონებისა და სხვა ნივთიერებების "საშუალო" კონცენტრაციები. შემდეგ მათ შეადარეს ისინი დღევანდელ ოკეანეებში არსებულ მიკროელემენტების ტიპურ პროფილებს, შეაფასეს პირველყოფილი ოკეანის შემადგენლობა და დღევანდელი გეოთერმული ტბების წყალი. აღმოჩნდა, რომ ვულკანური ტბები სიცოცხლის წარმოშობისთვის ყველაზე ხელსაყრელი „აკვანი“ იყო. როგორც კუნინი და მისი კოლეგები აღნიშნავენ, მხოლოდ მათ წყლებში საკმარისია ხელსაყრელი პირობებიძირითადი ცილების და სხვა მნიშვნელოვანი მოლეკულების სტრუქტურების ფორმირებისთვის, რომლებიც ქმნიან უჯრედის საფუძველს. მეცნიერთა აზრით, ასეთი ტბები შეიძლება წარმოიქმნას მეტეორიტებთან და სიღრმეში ცხელ ქანებთან ერთად დედამიწაზე შემოსული წყლის ურთიერთქმედების შედეგად. წყალი ზედაპირიდან ღრმა ფენებამდე მოგზაურობისას „აგროვებდა“ კალიუმის, ნატრიუმის და სხვა მნიშვნელოვანი მიკროელემენტების იონებს და მათთან ერთად ბრუნდებოდა გეოთერმული ორთქლის სახით, რომელიც დეპონირდება ტბებში. როგორც გეოლოგები თვლიან, ასეთი პირობები შეიძლება სტაბილურად არსებობდეს მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში, რამაც სიცოცხლეს გამოჩენის დიდი შანსი მისცა. მეცნიერთა დასკვნებს ადასტურებს ის ფაქტი, რომ მსგავსი ქიმიური შემადგენლობა დამახასიათებელია გეოთერმული წყაროების წყლებისთვის კამჩატკაში, მუტნოვსკის ვულკანის მიმდებარედ.

2. ქიმიური ევოლუცია

ქიმიური ევოლუცია ან პრებიოტიკური ევოლუცია - ეტაპი, რომელიც წინ უძღოდა სიცოცხლის გაჩენას, რომლის დროსაც წარმოიქმნა ორგანული, პრებიოტიკური ნივთიერებები. არა ორგანული მოლეკულებიგარე ენერგიისა და შერჩევის ფაქტორების გავლენის ქვეშ და ყველასთვის დამახასიათებელი თვითორგანიზაციის პროცესების გავრცელების გამო. რთული სისტემები, რომლებიც უდავოდ ყველა ნახშირბადის შემცველი მოლეკულაა. ასევე, ეს ტერმინები აღნიშნავენ იმ მოლეკულების გაჩენისა და განვითარების თეორიას, რომლებსაც ფუნდამენტური მნიშვნელობა აქვთ ცოცხალი მატერიის გაჩენისა და განვითარებისთვის. ყველაფერი, რაც ცნობილია მატერიის ქიმიის შესახებ, შესაძლებელს ხდის ქიმიური ევოლუციის პრობლემის შეზღუდვას ეგრეთ წოდებული "წყალ-ნახშირბადის შოვინიზმის" ფარგლებში, პოსტულაციის თანახმად, რომ სიცოცხლე ჩვენს სამყაროში წარმოდგენილია ერთადერთში. შესაძლო ვარიანტი: როგორც "ცილოვანი სხეულების არსებობის რეჟიმი", შესაძლებელია ნახშირბადის პოლიმერიზაციის თვისებებისა და თხევადი ფაზის დეპოლარიზაციული თვისებების უნიკალური კომბინაციის გამო. წყლის გარემო, როგორც ერთობლივად აუცილებელი და/ან საკმარისი (?) პირობები ჩვენთვის ცნობილი ცხოვრების ყველა ფორმის გაჩენისა და განვითარებისათვის. ეს გულისხმობს, რომ მინიმუმერთ ფორმირებულ ბიოსფეროში შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ ერთი მემკვიდრეობის კოდი, რომელიც საერთოა მოცემული ბიოტას ყველა ცოცხალი არსებისთვის, მაგრამ ჯერჯერობით რჩება ღია კითხვაარის თუ არა სხვა ბიოსფეროები დედამიწის გარეთ და შესაძლებელია თუ არა გენეტიკური აპარატის სხვა ვარიანტები. ასევე უცნობია როდის და სად დაიწყო ქიმიური ევოლუცია. ნებისმიერი ტერმინი შესაძლებელია ვარსკვლავის წარმოქმნის მეორე ციკლის დასრულების შემდეგ, რაც მოხდა პირველადი აფეთქების პროდუქტების კონდენსაციის შემდეგ. სუპერნოვამძიმე ელემენტებით ამარაგებს ვარსკვლავთშორის სივრცეს (თან ატომური მასა 26-ზე მეტი). მეორე თაობის ვარსკვლავები, უკვე თან პლანეტარული სისტემებიმძიმე ელემენტებით გამდიდრებული, რომლებიც აუცილებელია ქიმიური ევოლუციის განსახორციელებლად, დიდი აფეთქებიდან 0,5-1,2 მილიარდი წლის შემდეგ გამოჩნდა. გარკვეულ საკმაოდ სავარაუდო პირობებში, თითქმის ნებისმიერი გარემო შეიძლება იყოს შესაფერისი ქიმიური ევოლუციის დასაწყებად: ოკეანეების სიღრმეები, პლანეტების ინტერიერი, მათი ზედაპირები, პროტოპლანეტარული წარმონაქმნები და ღრუბლებიც კი. ვარსკვლავთშორისი გაზი, რაც დასტურდება ასტროფიზიკური მეთოდებით კოსმოსში ფართოდ აღმოჩენით მრავალი სახის ორგანული ნივთიერების - ალდეჰიდების, ალკოჰოლების, შაქრების და თუნდაც ამინომჟავა გლიცინის, რომელიც ერთად შეიძლება გახდეს საწყისი მასალა ქიმიური ევოლუციისა, რომელსაც აქვს დასასრული. შედეგად სიცოცხლის გაჩენა.

3. ქიმიური ევოლუციის ჰიპოთეზები

კოსმოსში ან დედამიწაზე პირობების გამოჩენა დიდი მოცულობის ავტოკატალიზური სინთეზისთვის და ნახშირბადის შემცველი მოლეკულების მნიშვნელოვანი მრავალფეროვნებისთვის, ანუ ქიმიური ევოლუციის დასაწყებად აუცილებელი და საკმარისი ნივთიერებების წარმოქმნა აბიოგენურ პროცესებში. ასეთი მოლეკულებისგან შედარებით სტაბილური დახურული აგრეგატების გამოჩენა, რაც საშუალებას აძლევს ადამიანს იზოლირება მოახდინოს. გარემორომ მასთან ერთად შესაძლებელი ხდება მატერიისა და ენერგიის შერჩევითი გაცვლა, ანუ გარკვეული პროტოუჯრედული სტრუქტურების გაჩენა. ქიმიური ნაერთების ასეთ აგრეგატებში გამოჩენა, რომელსაც შეუძლია თვითშეცვლა და თვითგამრავლება ინფორმაციული სისტემები, ანუ მოვლენა ელემენტარული ერთეულებიმემკვიდრეობითი კოდი. ცილების თვისებებსა და ფერმენტების ფუნქციებს შორის ურთიერთდამოკიდებულების გაჩენა ინფორმაციის მატარებლებთან (რნმ, დნმ), ანუ მემკვიდრეობის ფაქტობრივი კოდის გაჩენა, როგორც აუცილებელი პირობაუკვე ბიოლოგიური ევოლუციისთვის.

ამ საკითხების გარკვევაში, სხვათა შორის, დიდი წვლილი შეიტანეს შემდეგმა მეცნიერებმა:

ალექსანდრე ოპარინი: კოცერვატები.

ჰაროლდ ური და სტენლი მილერი 1953 წელს: მარტივი ბიომოლეკულების გაჩენა იმიტირებულ ძველ ატმოსფეროში.

Sydney Fox: მიკროსფეროები პროტეოიდებისგან.

თომას ჩეკი (კოლორადოს უნივერსიტეტი) და სიდნი ალტმანი (იელის ნიუ-ჰევენის უნივერსიტეტი) 1981 წელს: ავტოკატალიტიკური რნმ-ის დაშლა: "რიბოზიმები" აერთიანებს კატალიზს და ინფორმაციას მოლეკულაში. მათ შეუძლიათ თავი ამოიღონ გრძელი რნმ-ის ჯაჭვიდან და კვლავ შეუერთონ დარჩენილი ბოლოები.

უოლტერ გილბერტმა (კემბრიჯის ჰარვარდის უნივერსიტეტი) 1986 წელს შეიმუშავა რნმ-ის სამყაროს იდეა.

გიუნტერ ფონ კიედროვსკი (რური-ბოხუმის უნივერსიტეტი) 1986 წელს წარმოგიდგენთ პირველ დნმ-ზე დაფუძნებულ თვითგამრავლების სისტემას, რომელიც მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა თვითგამრავლებადი სისტემების ზრდის ფუნქციების გაგებაში.

მანფრედ ეიგენი (მაქს პლანკის ინსტიტუტი, ბიოფიზიკური ქიმიის ფაკულტეტი, გეტინგენი): რნმ-ის მოლეკულების ანსამბლების ევოლუცია. ჰიპერციკლი.

ჯულიუს რებეკი (კემბრიჯი) ქმნის ხელოვნურ მოლეკულას (ამინოადენოსინტრიაზიდესტერი), რომელიც თვითრეპლიკაცია ხდება ქლოროფორმის ხსნარში. ასლები ჯერ კიდევ ნიმუშის იდენტურია, ამიტომ ამ მოლეკულებისთვის ევოლუცია შეუძლებელია.

ჯონ კორლისი (გოდარდის ცენტრი კოსმოსური ფრენები- NASA): ზღვების თერმული წყაროები აწვდიან ენერგიას და ქიმიკატებს, რაც შესაძლებელს ხდის კოსმოსური გარემოსგან დამოუკიდებელ ქიმიურ ევოლუციას. დღესაც ისინი წარმოადგენენ არქეობაქტერიების (Archaea) საცხოვრებელ გარემოს, რომლებიც თავდაპირველად მრავალი თვალსაზრისით იყო.

გიუნტერ ვახტერშაუზერი (მიუნხენი) - ჰიპოთეზა რკინის სულფიდების სამყაროს შესახებ: პირველი თვითგამრავლებადი სტრუქტურები მეტაბოლიზმით გაჩნდა პირიტის ზედაპირზე. ამისათვის კომპლექტი პირიტი (რკინის სულფიდი). საჭირო ენერგია. პირიტის კრისტალების მზარდი და კვლავ დაშლისას, ამ სისტემებს შეეძლოთ ზრდა და გამრავლება, და სხვადასხვა პოპულაციას შეექმნა სხვადასხვა გარემო პირობები (შერჩევის პირობები).

ა.გ. Cairns-Smith (გლაზგოს უნივერსიტეტი) და David C. Mauerzall (Rockefeller-Universität New York, New York) თიხის მინერალებს ხედავენ, როგორც სისტემას, რომელიც თავდაპირველად ექვემდებარება ქიმიურ ევოლუციას, რის შედეგადაც წარმოიქმნება მრავალი განსხვავებული, თვითგანმეორებადი კრისტალები. ეს კრისტალები იზიდავენ ორგანულ მოლეკულებს თავიანთი ელექტრული მუხტით და ახდენენ რთული ბიომოლეკულების სინთეზის კატალიზებას, ხოლო კრისტალური სტრუქტურების ინფორმაციის რაოდენობა ჯერ მატრიცას ემსახურება. ეს ორგანული ნაერთები უფრო და უფრო რთულდება, სანამ არ გამრავლდებიან თიხის მინერალების დახმარების გარეშე.

ვოლფგანგ ვეიგანდმა, მარკ დერმა და სხვებმა (მაქს პლანკის ინსტიტუტის ბიოგეოქიმიის ფაკულტეტი, იენა) 2003 წელს აჩვენეს, რომ რკინის სულფიდს შეუძლია მოლეკულური აზოტისგან ამიაკის სინთეზის კატალიზება.

4. ვახტერჰაუზერის თეორია

გეოთერმული ქიმიური Wächterhäuser

რკინა-გოგირდის სამყაროს თეორია

მინერალებისა და ქანების წვლილის განსაკუთრებით ინტენსიური ფორმა ორგანული მოლეკულების პრებიოტიკის სინთეზში უნდა მოხდეს რკინის სულფიდის მინერალების ზედაპირზე. მილერ-ურიის თეორიას აქვს მნიშვნელოვანი შეზღუდვები, განსაკუთრებით ბიომოლეკულის მონომერული კომპონენტების პოლიმერიზაციის მცდარი ახსნის გათვალისწინებით. ანაერობული ბაქტერიები, რომელთა მეტაბოლიზმი ხდება რკინისა და გოგირდის მონაწილეობით, დღესაც არსებობს. რკინის სულფიდის FeS2 კრისტალების ზრდა ალტერნატიული სცენარი შეიქმნა 1980-იანი წლების დასაწყისიდან გიუნტერ ვახტერჰაუზერის მიერ. ამ თეორიის მიხედვით დედამიწაზე სიცოცხლე წარმოიშვა რკინა-გოგირდოვანი მინერალების, ანუ სულფიდების ზედაპირზე, რომლებიც დღესაც წარმოიქმნება გეოლოგიური პროცესებით, ხოლო ახალგაზრდა დედამიწაზე ბევრად უფრო გავრცელებული უნდა ყოფილიყო. ეს თეორია, განსხვავებით რნმ-ის სამყაროს ჰიპოთეზისგან, ვარაუდობს, რომ მეტაბოლიზმი წინ უძღოდა ფერმენტების და გენების გამოჩენას. შესაფერის ადგილად ვარაუდობენ შავი მწეველები ოკეანეების ფსკერზე სადაც მაღალი წნევამაღალი ტემპერატურა, ჟანგბადის გარეშე და უხვად სხვადასხვა კავშირებირომელსაც შეეძლო ემსახურა სამშენებლო მასალა"სიცოცხლის აგური" ან კატალიზატორი ქიმიური რეაქციების ჯაჭვში. ამ ჰიპოთეზის დიდი უპირატესობა მის წინამორბედებთან შედარებით არის ის, რომ პირველად რთული ბიომოლეკულების ფორმირება დაკავშირებულია ენერგიის მუდმივ საიმედო წყაროსთან. ენერგია გამოიყოფა ნაწილობრივ დაჟანგული რკინა-გოგირდოვანი მინერალების, როგორიცაა პირიტი (FeS2) შემცირების დროს წყალბადით (რეაქციის განტოლება: FeS2 + H2 \;\ზედა ისარი (\მარცხენა)\; FeS + H2S), და ეს ენერგია საკმარისია. მონომერული სტრუქტურული ელემენტების ბიომოლეკულების ენდოთერმული სინთეზისთვის და მათი პოლიმერიზაციისთვის:

Fe2+ ​​+ FeS2 + H2 \;\ზედა მარჯვენა ისარი(\მარცხნივ)\; 2 FeS + 2 H+ ДG°" = ?44,2 კჯ/მოლ

სხვა ლითონები, როგორიცაა რკინა, ასევე ქმნიან უხსნად სულფიდებს. გარდა ამისა, პირიტს და სხვა რკინა-გოგირდოვან მინერალებს აქვთ დადებითად დამუხტული ზედაპირი, რომელზედაც უპირატესად უარყოფითად დამუხტული ბიომოლეკულები (ორგანული მჟავები, ფოსფორის ეთერები, თიოლები) შეიძლება განთავსდეს, კონცენტრირდეს და რეაგირება მოახდინოს ერთმანეთთან. ამისთვის აუცილებელი ნივთიერებები (გოგირდწყალბადი, ნახშირბადის მონოქსიდი და შავი მარილები) ხსნარიდან ამ „რკინა-გოგირდის სამყაროს“ ზედაპირზე ვარდება. ვახტერჰაუზერი თავისი თეორიისთვის ეყრდნობა მეტაბოლიზმის არსებულ ფუნდამენტურ მექანიზმებს და მათგან იღებს დახურულ სცენარს რთული ორგანული მოლეკულების სინთეზისთვის (ორგანული მჟავები, ამინომჟავები, შაქარი, აზოტოვანი ფუძეები, ცხიმები) ვულკანურ აირებში ნაპოვნი მარტივი არაორგანული ნაერთებიდან (NH3, H2, CO, CO2, CH4, H2S). მილერ-ურიის ექსპერიმენტისგან განსხვავებით, არ არის ჩართული ენერგიის წყაროები გარედან, ელვის ან ულტრაიისფერი გამოსხივების სახით; გარდა ამისა, სინთეზის პირველი ეტაპები მაღალ ტემპერატურასა და წნევაზე ბევრად უფრო სწრაფად მიმდინარეობს (მაგალითად, ფერმენტების მიერ კატალიზება ქიმიური რეაქციები). წყალქვეშა ვულკანების 350°C-მდე ტემპერატურაზე სიცოცხლის გაჩენა სავსებით წარმოუდგენელია. მხოლოდ მოგვიანებით, თუ მგრძნობიარეა მაღალი ტემპერატურაკატალიზატორები (ვიტამინები, ცილები), ევოლუცია უნდა მომხდარიყო დაბალ ტემპერატურაზე. Wächterhäuser-ის სცენარი კარგად შეეფერება ღრმა ზღვის ჰიდროთერმული სავენტილაციო ხვრელის პირობებს, ვინაიდან ტემპერატურის სხვაობა იქ რეაქციის მსგავსი განაწილების საშუალებას იძლევა. დღეს მცხოვრები უძველესი მიკროორგანიზმები ყველაზე მდგრადია სითბოსადმი, მათი ზრდისთვის ცნობილი ტემპერატურის ზღვარი +122°C. გარდა ამისა, კვლავ ჩართულია რკინა-გოგირდის აქტიური ცენტრები ბიოქიმიური პროცესები, რაც შეიძლება მიუთითებდეს Fe-S მინერალების პირველადი ჩართულობაზე სიცოცხლის განვითარებაში.

5. რნმ სამყარო

რნმ-ის მსოფლიო ჰიპოთეზა პირველად 1986 წელს წამოაყენა უოლტერ გილბერტმა და განაცხადა, რომ რნმ-ის მოლეკულები ორგანიზმების წინამორბედები იყვნენ. ჰიპოთეზა ემყარება რნმ-ის შენახვის, გადაცემის და გამრავლების უნარს გენეტიკური ინფორმაცია, ისევე როგორც მისი უნარი რიბოციმების სახით რეაქციების კატალიზების. AT ევოლუციური გარემორნმ-ის მოლეკულები, რომლებიც უპირატესად თავად მრავლდებიან, უფრო გავრცელებული იქნება ვიდრე სხვები. საწყისი წერტილი არის მარტივი თვითგამრავლებადი რნმ-ის მოლეკულები. ზოგიერთ მათგანს აქვს ცილების სინთეზის კატალიზების უნარი, რაც თავის მხრივ ახდენს რნმ-ის სინთეზს და საკუთარ სინთეზს (ტრანსლაციის განვითარებას). რნმ-ის ზოგიერთი მოლეკულა დაკავშირებულია რნმ-ის ორმაგ სპირალში, ისინი ვითარდებიან დნმ-ის მოლეკულებად და მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებლებად (ტრანსკრიპციული განვითარება). საფუძველი არის გარკვეული რნმ მოლეკულები, რომლებსაც შეუძლიათ დააკოპირონ ნებისმიერი რნმ ნიმუში, მათ შორის საკუთარი თავი. Jennifer A. Doudna და Jack W. Szostak გამოიყენეს, როგორც შაბლონი ამ ტიპის რნმ-ის განვითარებისთვის, რომელიც ჭრის და ერწყმის საკუთარ თავს პროკარიოტულ ინტრონად. უჯრედული ორგანიზმიტეტრაჰიმენა თერმოფილა. ეს ადასტურებს, რომ rRNA-ები თავად არიან კატალიზური მოლეკულები რიბოზომებში და, ამრიგად, რნმ კატალიზებს ცილის სინთეზს. თუმცა, შეზღუდვები არის ის, რომ თვითგამრავლებადი რნმ-ით, არა მონო-, არამედ ოლიგონუკლეოტიდები არიან შემადგენელი რგოლები და საჭიროა დამხმარე ნივთიერებები. 2001 წელს აღმოაჩინეს, რომ რიბოზომების მნიშვნელოვანი კატალიზური ცენტრებია რნმ და არა, როგორც ადრე იყო მიღებული, ცილები. ეს გვიჩვენებს, რომ რნმ-ის კატალიზური ფუნქცია, როგორც ვარაუდობს რნმ-ის სამყაროს ჰიპოთეზას, დღეს ცოცხალი არსებები იყენებენ.

ვინაიდან რიბოსომები ძალიან პრიმიტიულ უჯრედულ ორგანელებად ითვლება, ეს აღმოჩენა განიხილება მნიშვნელოვანი წვლილი რნმ-ის სამყაროს ჰიპოთეზის დასაბუთებაში. უკვე უსაფრთხოდ შეიძლება ითქვას, რომ რნმ-ის მოლეკულებს შეუძლიათ ამინომჟავებისგან ცილების სინთეზირება. ამასთან დაკავშირებით, ნუკლეოპროტეინები (კომპლექსები ნუკლეინის მჟავაცილებთან) ასევე საინტერესოა, როგორც რნმ-ის შესაძლო წინამორბედები. რნმ-ის კიდევ ერთი წინამორბედი შეიძლება იყოს პოლიციკლური არომატული ნახშირწყალბადები. პოლი სამყაროს ჰიპოთეზა არომატული ნახშირწყალბადებიცდილობს უპასუხოს კითხვას, თუ როგორ გაჩნდა პირველი რნმ-ები, გვთავაზობს ქიმიური ევოლუციის ვარიანტს პოლიციკლური არომატული ნახშირწყალბადებიდან რნმ-ის მსგავს ჯაჭვებამდე.

მასპინძლობს Allbest.ru-ზე

მსგავსი დოკუმენტები

ობიექტები ბიოლოგიური ცოდნადა სტრუქტურა ბიოლოგიური მეცნიერებები. სიცოცხლის წარმოშობის ჰიპოთეზები და გენეტიკური კოდი. ცხოვრების დასაწყისისა და ევოლუციის ცნებები. ცოცხალი ორგანიზმებისა და მათი თემების ორგანიზაციის სისტემური იერარქია. ეკოლოგია და ცოცხალი არსებების ურთიერთობები.

რეზიუმე, დამატებულია 01/07/2010


დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის საიდუმლო. დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის ევოლუცია და ევოლუციური ქიმიის ცნებების არსი. ანალიზი ბიოქიმიური ევოლუციააკადემიკოს ოპარინის თეორია. პროცესის ეტაპები, რამაც გამოიწვია სიცოცხლის გაჩენა დედამიწაზე. პრობლემები ევოლუციის თეორიაში.

რეზიუმე, დამატებულია 23/03/2012


ცოცხალი ნივთიერების სპეციფიკა და ბუნებისმეტყველებაში ველური ბუნების შესწავლის პრობლემები. პლანეტაზე სიცოცხლის წარმოშობისა და ცოცხალი ორგანიზმების ევოლუციის ცნებები. წარმოშობა და განვითარება მზის სისტემა. ბიოტური მატერიის ორგანიზების სტრუქტურული დონეების თეორია.

ტესტი, დამატებულია 10/06/2012


ბიოქიმიური ევოლუციის ჰიპოთეზის არსი, ვარაუდები არამიწიერი წარმოშობაცხოვრება (პანსპერმია), თეორია მყარი მდგომარეობაცხოვრება. მათი დამფუძნებლები და მხარდამჭერები. ქრისტიანი მეცნიერების მიერ კრეაციონიზმის ფილოსოფიური და თეისტური კონცეფციის წყაროები და მიმდინარეობები.

პრეზენტაცია, დამატებულია 02/27/2011


რეზიუმე, დამატებულია 19/11/2010


სიცოცხლის ბუნება, მისი წარმოშობა, ცოცხალი არსებების მრავალფეროვნება და სტრუქტურული და ფუნქციური მსგავსება, რომელიც აერთიანებს მათ. ევოლუციის თეორიის დომინირების მიზეზები. ბუნებისმეტყველების ჰიპოთეზები სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ. ქრისტიანული შეხედულებები ადამიანის წარმოშობის შესახებ.

საკურსო ნაშრომი, დამატებულია 06/12/2013


დარვინის თეორიის მნიშვნელობა ბიოლოგიის ისტორიაში. მემკვიდრეობით მორფოლოგიური და ფიზიოლოგიური მახასიათებლებიცოცხალი ორგანიზმები. თანამედროვე კრეაციონისტური ჰიპოთეზები. სიცოცხლის წარმოშობის თეორია. ღეროვანი უჯრედების გამოყენება. დაბერების პროცესები და სიბერე.

რეზიუმე, დამატებულია 08/20/2015


დამახასიათებელი ზოგადი იდეებიცოცხალი არსების ევოლუციისა და ძირითადი თვისებების შესახებ, რაც მნიშვნელოვანია დედამიწაზე ორგანული სამყაროს ევოლუციის ნიმუშების გასაგებად. ბიოლოგიური ფორმებისა და სახეობების სიცოცხლის წარმოშობისა და ევოლუციის ეტაპების ჰიპოთეზებისა და თეორიების განზოგადება.

საკურსო ნაშრომი, დამატებულია 27/01/2010


ევოლუციის თეორიის გაჩენა და მისი მნიშვნელობა. ცოცხალი არსებების გრადაციის იდეა და სახეობების ცვალებადობის თეორია. ევოლუციის კანონები ჟ.ბ. ლამარკი. ხელოვნური შერჩევის კონცეფცია. დარვინის ევოლუციის თეორიის მნიშვნელობა. ბუნებრივი გადარჩევის მოქმედების შედეგები.

საკონტროლო სამუშაო, დამატებულია 13/11/2009


ევოლუციის თეორიები - საბუნებისმეტყველო იდეებისა და კონცეფციების სისტემა დედამიწის ბიოსფეროს, მისი შემადგენელი ბიოგეოცენოზის, ცალკეული ტაქსონებისა და სახეობების პროგრესული განვითარების შესახებ. ბიოქიმიური ევოლუციის ჰიპოთეზები, პანსპერმია, ცხოვრების სტაციონარული მდგომარეობა, სპონტანური წარმოქმნა.

Მეცნიერება

მეცნიერთა აზრით, დედამიწაზე სიცოცხლე დაახლოებით 3 მილიარდი წლის წინ დაიწყო: ამ დროის განმავლობაში განვითარდა უმარტივესი ორგანიზმები რთული ფორმებიცხოვრება. თუმცა, მეცნიერებისთვის ჯერ კიდევ საიდუმლოა, როგორ დაიწყო სიცოცხლე პლანეტაზე და მათ წამოაყენეს რამდენიმე თეორია ამ ფენომენის ასახსნელად:

1. ელექტრული ნაპერწკლები

დროს ცნობილი ექსპერიმენტიმილერ-ურეის ექსპერიმენტით, მეცნიერებმა დაამტკიცეს, რომ ელვას შეუძლია ხელი შეუწყოს სიცოცხლის წარმოშობისთვის აუცილებელი ძირითადი ნივთიერებების გამოჩენას: ელექტრული ნაპერწკლები ქმნიან ამინომჟავებს ატმოსფეროში, რომელიც შედგება უზარმაზარი რაოდენობით წყლის, მეთანის, ამიაკის და წყალბადისგან. შემდეგ ამინომჟავებიდან წარმოიშვა სიცოცხლის უფრო რთული ფორმები. ეს თეორია გარკვეულწილად შეიცვალა მას შემდეგ, რაც მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ პლანეტის ატმოსფერო მილიარდობით წლის წინ ღარიბი იყო წყალბადით. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ მეთანი, ამიაკი და წყალბადი იყო გაჯერებულ ვულკანურ ღრუბლებში. ელექტრული მუხტები.

2. თიხა

ქიმიკოსმა ალექსანდრე გრემ კერნს-სმიტმა გლაზგოს უნივერსიტეტიდან, შოტლანდია, გამოთქვა თეორია, რომ სიცოცხლის გარიჟრაჟზე თიხა შეიცავდა ბევრ ორგანულ ნაერთს, რომლებიც ერთმანეთთან ახლოს იყვნენ. თიხა დაეხმარა ამ ნივთიერებების ორგანიზებას ჩვენი გენების მსგავს სტრუქტურებად.

დნმ ინახავს ინფორმაციას მოლეკულების სტრუქტურის შესახებ და დნმ-ის გენეტიკური თანმიმდევრობა მიუთითებს იმაზე, თუ როგორ უნდა ჩაშენდეს ამინომჟავები ცილებში. Cairns-Smith ვარაუდობს, რომ თიხის კრისტალები დაეხმარნენ ორგანული მოლეკულების მოწესრიგებულ სტრუქტურებად ორგანიზებას, მოგვიანებით კი თავად მოლეკულებმა დაიწყეს ამის გაკეთება თიხის "დახმარების გარეშე".

3. ღრმა ზღვის ხვრელები

ამ თეორიის მიხედვით, სიცოცხლე წარმოიშვა წყალქვეშა ჰიდროთერმული სავენტილაციო სავენტილაციო სავენტილობებში, რომლებიც გამოდევნიდნენ წყალბადით მდიდარ მოლეკულებს.მათ კლდოვან ზედაპირზე ეს მოლეკულები შეიძლება გაერთიანდნენ და გახდნენ მინერალური კატალიზატორები იმ რეაქციებისთვის, რამაც სიცოცხლის დაბადება გამოიწვია. ახლაც კი, ქიმიური და თერმული ენერგიით მდიდარი ეს ჰიდროთერმული სავენტილაციო არხები საკმაოდ ბევრია დიდი რიცხვიცოცხალი არსებები.

4. ყინულის დაწყება

3 მილიარდი წლის წინ, მზე არ ანათებდა ისე კაშკაშა, როგორც ახლა და, შესაბამისად, ნაკლები სითბო მიაღწია დედამიწას. სავსებით შესაძლებელია რომ დედამიწის ზედაპირი დაფარული იყო ყინულის სქელი ფენით, რომელიც იცავდა მყიფე ორგანულ ნივთიერებებსრომ წყალში მის ქვემოთ, დან ულტრაიისფერი სხივებიდა სივრცეში გავლენა. გარდა ამისა, სიცივე დაეხმარა მოლეკულებს უფრო მეტხანს გადარჩენაში, რაც საშუალებას აძლევდა რეაქციებს, რამაც სიცოცხლის დაბადება გამოიწვია.

5. რნმ-ის სამყარო

დნმ-ს ფორმირებისთვის ცილები სჭირდება, ცილებს კი დნმ-ს ფორმირებისთვის. როგორ შეიძლებოდა ისინი ერთმანეთის გარეშე ჩამოყალიბდნენ? მეცნიერებმა ვარაუდობდნენ, რომ ამ პროცესში ჩართული იყო რნმ, რომელიც დნმ-ის მსგავსად ინახავს ინფორმაციას. რნმ-დან, შესაბამისად, წარმოიქმნა ცილები და დნმ., რომელმაც შეცვალა იგი უფრო დიდი ეფექტურობის გათვალისწინებით.

გაჩნდა კიდევ ერთი კითხვა: „როგორ გაჩნდა რნმ?“. ზოგი თვლის, რომ ის სპონტანურად გაჩნდა პლანეტაზე, ზოგი კი უარყოფს ასეთ შესაძლებლობას.

6. „მარტივი“ თეორია

ზოგიერთი მეცნიერი ვარაუდობს, რომ სიცოცხლე არ განვითარდა რთული მოლეკულებისგან, როგორიცაა რნმ, არამედ მარტივი მოლეკულებისგან, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. ისინი შეიძლება იყვნენ მარტივი ჭურვები, მსგავსია უჯრედის მემბრანები. ამ მარტივი მოლეკულების ურთიერთქმედების შედეგად რთულირომლებიც უფრო ეფექტურად რეაგირებენ.

7. პანსპერმია

ბოლოს და ბოლოს, სიცოცხლე შეიძლებოდა წარმოშობილიყო არა ჩვენს პლანეტაზე, არამედ კოსმოსიდან ჩამოტანილიმეცნიერებაში ამ მოვლენას პანსპერმიას უწოდებენ. ამ თეორიას ძალიან მყარი საფუძველი აქვს: კოსმოსური ზემოქმედების გამო მარსიდან პერიოდულად გამოიყოფა ქვების ფრაგმენტები, რომლებიც დედამიწამდე აღწევს. მას შემდეგ რაც მეცნიერებმა აღმოაჩინეს მარსის მეტეორიტებიჩვენს პლანეტაზე მათ ვარაუდობდნენ, რომ ამ ობიექტებს თან ბაქტერიები მოჰქონდათ. თუ მათი გჯერათ, მაშინ ჩვენ ყველანი მარსიანები ვართ. სხვა მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ კომეტებმა სიცოცხლე სხვებისგან მოიტანა ვარსკვლავური სისტემები. მაშინაც კი, თუ ისინი მართლები არიან, კაცობრიობა დაეძებს პასუხს სხვა კითხვაზე: „როგორ გაჩნდა სიცოცხლე კოსმოსში?“.