Pinagmulan ng buhay sa lupa

Ang problema ng pinagmulan ng buhay ay nakakuha na ngayon ng isang hindi mapaglabanan na alindog para sa lahat ng sangkatauhan. Hindi lamang ito nakakaakit ng malapit na atensyon ng mga siyentipiko mula sa iba't ibang bansa at specialty, ngunit sa pangkalahatan ay interesado sa lahat ng tao sa mundo. Ngayon ay karaniwang tinatanggap na ang paglitaw ng buhay sa Earth ay isang natural na proseso, na lubos na pumapayag sa siyentipikong pananaliksik. Ang prosesong ito ay batay sa ebolusyon ng mga carbon compound, na naganap sa Uniberso bago ang paglitaw ng ating solar system at nagpatuloy lamang sa panahon ng pagbuo ng planetang Earth - sa panahon ng pagbuo ng crust, hydrosphere at atmospera nito.

Mula sa simula ng buhay, ang kalikasan ay nasa patuloy na pag-unlad. Ang proseso ng ebolusyon ay nagpapatuloy sa daan-daang milyong taon, at ang resulta nito ay iba't ibang anyo ng buhay, na sa maraming aspeto ay hindi pa ganap na inilarawan at naiuri.

Ang tanong ng pinagmulan ng buhay ay mahirap pag-aralan, dahil kapag ang agham ay lumalapit sa mga problema ng pag-unlad bilang paglikha ng isang qualitatively bago, natagpuan nito ang sarili sa limitasyon ng mga kakayahan nito bilang isang sangay ng kultura batay sa patunay at eksperimentong pagpapatunay ng mga pahayag.

Ang mga siyentipiko ngayon ay hindi nagagawang kopyahin ang proseso ng pinagmulan ng buhay na may parehong katumpakan gaya noong ilang bilyong taon na ang nakalilipas. Kahit na ang pinaka-maingat na itinanghal na eksperimento ay magiging isang modelong eksperimento lamang, na walang ilang mga kadahilanan na sinamahan ng hitsura ng buhay sa Earth. Ang kahirapan ay nakasalalay sa imposibilidad ng pagsasagawa ng isang direktang eksperimento sa paglitaw ng buhay (ang pagiging natatangi ng prosesong ito ay pumipigil sa paggamit ng pangunahing pamamaraang pang-agham).

Ang tanong ng pinagmulan ng buhay ay kawili-wili hindi lamang sa sarili nito, kundi dahil din sa malapit na koneksyon nito sa problema ng pagkakaiba sa pagitan ng mga bagay na may buhay at walang buhay, gayundin sa koneksyon sa problema ng ebolusyon ng buhay.

Kabanata 1. Ano ang buhay? Ang pagkakaiba sa pagitan ng nabubuhay at hindi nabubuhay.

Upang maunawaan ang mga pattern ng ebolusyon ng organikong mundo sa Earth, kinakailangan na magkaroon ng pangkalahatang pag-unawa sa ebolusyon at mga pangunahing katangian ng mga nabubuhay na bagay. Upang gawin ito, kinakailangan upang makilala ang mga nabubuhay na nilalang sa mga tuntunin ng ilan sa kanilang mga tampok at i-highlight ang mga pangunahing antas ng organisasyon ng buhay.

Minsan ay pinaniniwalaan na ang mga bagay na may buhay ay maaaring makilala mula sa mga bagay na walang buhay sa pamamagitan ng mga katangian tulad ng metabolismo, kadaliang kumilos, pagkamayamutin, paglaki, pagpaparami, at kakayahang umangkop. Ngunit ipinakita ng pagsusuri na hiwalay ang lahat ng mga katangiang ito ay matatagpuan din sa mga walang buhay na kalikasan, at samakatuwid ay hindi maituturing na mga partikular na katangian ng buhay. Sa isa sa mga huling at pinakamatagumpay na pagtatangka, ang mga nabubuhay na bagay ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na tampok na binuo ni B. M. Mednikov sa anyo ng mga axiom ng teoretikal na biology:

Ang lahat ng nabubuhay na organismo ay naging pagkakaisa ng phenotype a at ang programa para sa pagbuo nito (genotype), na minana mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon (A. Weisman's axioms).

Ang genetic program ay nabuo sa isang matrix na paraan. Bilang isang matrix kung saan itinayo ang gene ng hinaharap na henerasyon, ginagamit ang gene ng nakaraang henerasyon (N.K. Koltsov's axioms).

Sa proseso ng paghahatid mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, ang mga genetic na programa, bilang isang resulta ng iba't ibang mga kadahilanan, ay nagbabago nang sapalaran at hindi nakadirekta, at kung nagkataon lamang ang mga pagbabagong ito ay maaaring matagumpay sa isang naibigay na kapaligiran (ang 1st axiom ni Charles Darwin).

Ang mga random na pagbabago sa mga genetic na programa sa panahon ng pagbuo ng phenotype a ay pinarami ng maraming beses (axioms a ni N. V. Timofeev-Resovsky).

Ang paulit-ulit na pinatindi na mga pagbabago sa mga genetic na programa ay napapailalim sa pagpili ng mga kondisyon sa kapaligiran (ang 2nd axiom ng Ch. Darwin).

"Ang pagiging discrete at integridad ay dalawang pangunahing katangian ng organisasyon ng buhay sa Earth. Ang mga nabubuhay na bagay sa kalikasan ay medyo nakahiwalay sa bawat isa (mga indibidwal, populasyon, species). Ang sinumang indibidwal ng isang multicellular na hayop ay binubuo ng mga cell, at anumang mga cell at unicellular na nilalang ay binubuo ng ilang mga organelles. Ang mga organelle ay binubuo ng mga discrete macromolecular organic substance, na kung saan ay binubuo ng discrete atoms at elementary particles. Kasabay nito, ang isang kumplikadong organisasyon ay hindi maiisip nang walang pakikipag-ugnayan ng mga bahagi at istruktura nito - nang walang integridad.

Ang integridad ng mga biyolohikal na sistema ay may husay na naiiba sa integridad ng walang buhay, at higit sa lahat, na ang integridad ng buhay ay pinananatili sa proseso ng pag-unlad. Ang mga sistema ng pamumuhay ay bukas na mga sistema, patuloy silang nakikipagpalitan ng bagay at enerhiya sa kapaligiran. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng negatibong entropy (isang pagtaas sa pagkakasunud-sunod), na tila tumataas sa proseso ng organikong ebolusyon. Malamang na ang kakayahan ng self-organization ng bagay ay ipinahayag sa buhay.

"Sa mga buhay na sistema, walang dalawang magkaparehong indibidwal, populasyon at species. Ang kakaibang ito ng pagpapakita ng discreteness at integridad ng buhay ay batay sa kahanga-hangang phenomenon ng covariant reduplication.

Covariant reduplication (self-reproduction na may mga pagbabago), na isinasagawa batay sa prinsipyo ng matrix (ang kabuuan ng unang tatlong axioms), ay, tila, ang tanging pag-aari na tiyak sa buhay (sa anyo ng pagkakaroon nito na kilala sa amin sa Earth). Nakabatay ito sa natatanging kakayahang magparami sa sarili ng mga pangunahing sistema ng kontrol (DNA, chromosome at genes)."

"Ang buhay ay isa sa mga anyo ng pagkakaroon ng bagay, na natural na nagmumula sa ilalim ng ilang mga kundisyon sa proseso ng pag-unlad nito."

Kaya, ano ang buhay at paano ito naiiba sa walang buhay. Ang pinakatumpak na kahulugan ng buhay ay ibinigay mga 100 taon na ang nakalilipas ni F. Engels: "Ang buhay ay isang paraan ng pag-iral ng mga katawan ng protina, at ang paraan ng pag-iral na ito ay mahalagang binubuo sa patuloy na pagpapanibago sa sarili ng mga kemikal na sangkap ng mga katawan na ito." Ang terminong "protina" ay hindi pa tiyak na tinukoy at kadalasang iniuugnay sa protoplasm sa kabuuan. Dahil napagtanto ni Engels na hindi kumpleto ang kaniyang kahulugan, sumulat si Engels: “Siyempre, ang ating kahulugan ng buhay ay hindi sapat, dahil malayo ito sa pagsaklaw sa lahat ng kababalaghan ng buhay, ngunit, sa kabaligtaran, ay limitado sa pinakakaraniwan at pinakasimple sa mga sila ... Upang makakuha ng isang tunay na kumpletong ideya ng buhay, kailangan nating subaybayan ang lahat ng anyo ng pagpapakita nito, mula sa pinakamababa hanggang sa pinakamataas.

Bilang karagdagan, mayroong ilang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng nabubuhay at hindi nabubuhay sa materyal, istruktura at functional na mga termino. Sa materyal na termino, ang komposisyon ng nabubuhay ay kinakailangang kasama ang mataas na order na macromolecular organic compound na tinatawag na biopolymers - mga protina at nucleic acid (DNA at RNA). Sa istruktura, ang mga nabubuhay na bagay ay naiiba sa mga hindi nabubuhay na bagay sa kanilang cellular na istraktura. Sa functional terms, ang mga buhay na katawan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpaparami ng kanilang mga sarili. Ang katatagan at pagpaparami ay umiiral din sa mga non-living system. Ngunit sa mga buhay na katawan mayroong isang proseso ng pagpaparami ng sarili. Hindi isang bagay ang nagpaparami sa kanila, ngunit sila mismo. Ito ay isang panimula na bagong sandali.

Gayundin, ang mga nabubuhay na katawan ay naiiba sa mga hindi nabubuhay sa pagkakaroon ng metabolismo, ang kakayahang lumaki at umunlad, ang aktibong regulasyon ng kanilang komposisyon at pag-andar, ang kakayahang lumipat, pagkamayamutin, kakayahang umangkop sa kapaligiran, atbp. Isang mahalagang pag-aari ng ang buhay ay aktibidad, aktibidad. "Ang lahat ng nabubuhay na nilalang ay dapat kumilos o mamatay. Ang daga ay dapat palaging gumagalaw, ang ibon ay dapat lumipad, ang isda ay dapat lumangoy, at maging ang halaman ay dapat lumaki."

Ang buhay ay posible lamang sa ilalim ng ilang mga pisikal at kemikal na kondisyon (temperatura, ang pagkakaroon ng tubig, isang bilang ng mga asin, atbp.). Gayunpaman, ang pagtigil ng mga proseso ng buhay, halimbawa, kapag ang mga buto ay natuyo o ang mga maliliit na organismo ay malalim na nagyelo, ay hindi humantong sa pagkawala ng kakayahang mabuhay. Kung ang istraktura ay napanatili nang buo, tinitiyak nito ang pagpapanumbalik ng mga mahahalagang proseso sa pagbalik sa normal na mga kondisyon.

Gayunpaman, ang isang mahigpit na siyentipikong pagkakaiba sa pagitan ng nabubuhay at hindi nabubuhay ay nakakaharap ng ilang mga paghihirap. Kaya, halimbawa, ang mga virus sa labas ng mga selula ng ibang organismo ay walang anumang katangian ng isang buhay na organismo. Mayroon silang namamana na kagamitan, ngunit kulang sila sa mga pangunahing enzyme na kinakailangan para sa metabolismo, at samakatuwid maaari silang lumaki at dumami lamang sa pamamagitan ng pagtagos sa mga selula ng host organism at paggamit ng mga sistema ng enzyme nito. Depende sa kung anong feature ang itinuturing naming mahalaga, inuuri namin ang mga virus bilang mga living system o hindi.

Kaya, pagbubuod ng lahat ng nasa itaas, magbibigay kami ng kahulugan ng buhay:

"Ang buhay ay ang proseso ng pagkakaroon ng mga biological system (halimbawa, isang cell, isang organismo ng isang halaman, isang hayop), na batay sa kumplikadong mga organikong sangkap at may kakayahang magparami ng sarili, mapanatili ang kanilang pag-iral bilang resulta ng ang pagpapalitan ng enerhiya, bagay at impormasyon sa kapaligiran.”

Kabanata 2. Mga konsepto ng pinagmulan ng buhay.

a) Ang ideya ng kusang pinagmulan.

Sa una, ang problema ng pinagmulan ng buhay ay hindi umiiral sa agham, dahil ang mga siyentipiko ng sinaunang mundo ay umamin sa posibilidad ng patuloy na henerasyon ng mga nabubuhay mula sa hindi nabubuhay. Ang dakilang Aristotle (ika-4 na siglo BC) ay walang alinlangan tungkol sa kusang henerasyon ng mga palaka. Ang pilosopo na si Plotinus noong ika-3 siglo BC ay nagtalo na ang mga buhay na nilalang ay kusang bumangon sa lupa sa proseso ng pagkabulok. Ang ideyang ito ng kusang henerasyon ng mga organismo, tila, ay tila nakakumbinsi sa maraming henerasyon ng ating malalayong mga ninuno, dahil umiral ito nang hindi nagbabago sa loob ng maraming siglo, hanggang sa ika-17 siglo.

b) Ang ideya ng pinagmulan ng buhay ayon sa prinsipyong "ang buhay - mula sa buhay".

Noong ika-17 siglo, ipinakita ng mga eksperimento ng doktor ng Tuscan na si Francesco Redi na kung walang langaw, ang mga bulate ay hindi matatagpuan sa nabubulok na karne, at kung ang mga organikong solusyon ay pinakuluan, kung gayon ang mga mikroorganismo ay hindi maaaring lumitaw sa kanila. At sa 60s lamang. Ang ika-19 na siglong Pranses na siyentipiko na si Louis Pasteur ay nagpakita sa kanyang mga eksperimento na ang mga mikroorganismo ay lumilitaw sa mga organikong solusyon dahil lamang ang mikrobyo ay ipinakilala doon nang mas maaga.

Kaya, ang mga eksperimento ni Pasteur ay may dobleng kahulugan -

Pinatunayan nila ang hindi pagkakatugma ng konsepto ng kusang henerasyon ng buhay.

Pinatunayan nila ang ideya na ang lahat ng modernong buhay na bagay ay nagmumula lamang sa mga nabubuhay na bagay.

c) Ang ideya ng cosmic na pinagmulan ng buhay.

Sa parehong panahon noong ipinakita ni Pasteur ang kanyang mga eksperimento, binuo ng siyentipikong Aleman na si G. Richter ang teorya ng pagdadala ng mga buhay na nilalang sa Earth mula sa kalawakan. Nagtalo siya na ang mga embryo ay maaaring makarating sa Earth kasama ng cosmic dust at meteorites at simulan ang ebolusyon ng mga nabubuhay na bagay, na nagbunga ng lahat ng pagkakaiba-iba ng terrestrial na buhay. Ang konseptong ito ay tinawag na konsepto ng panspermia. Ibinahagi ito ng mga siyentipiko tulad ni G. Helmholtz, W. Thompson, na nag-ambag sa malawak na pamamahagi nito sa mga siyentipikong lupon. Ngunit hindi siya nakatanggap ng siyentipikong patunay, dahil ang mga primitive na organismo o mga embryo ay kailangang mamatay sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet rays at cosmic radiation.

d) Hypothesis ng A. I. Oparin.

Noong 1924, ang aklat na "The Origin of Life" ng siyentipikong Sobyet na si A.I. Oparin ay nai-publish, kung saan pinatunayan niya sa eksperimento na ang mga organikong sangkap ay maaaring mabuo nang abiogenically sa ilalim ng pagkilos ng mga singil sa kuryente, thermal energy at ultraviolet ray sa mga pinaghalong gas na naglalaman ng singaw ng tubig, ammonia, methane, atbp. Sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang natural na mga kadahilanan, ang ebolusyon ng mga hydrocarbon ay humantong sa pagbuo ng mga amino acid, nucleides at kanilang mga polimer, na, habang ang konsentrasyon ng mga organikong sangkap sa pangunahing sabaw ng hydrosphere ay tumaas, ay nag-ambag sa ang pagbuo ng mga colloidal system, ang tinatawag na coacervates, na, na nakatayo sa labas mula sa kapaligiran at pagkakaroon ng hindi pantay na panloob na istraktura, ang kanilang reaksyon ay naiiba sa panlabas na kapaligiran. Ang pagbabagong-anyo ng mga carbon compound sa panahon ng kemikal ng ebolusyon ay pinadali ng atmospera kasama ang mga nagpapababang katangian nito, na pagkatapos ay nagsimulang makakuha ng mga katangian ng oxidizing, na katangian ng kapaligiran sa kasalukuyang panahon.

Nag-ambag ang Hypothesis at Oparin sa kongkretong pag-aaral ng pinagmulan ng pinakasimpleng anyo ng buhay. Inilatag nito ang pundasyon para sa pagmomodelo ng physicochemical ng mga proseso ng pagbuo ng mga molekula ng mga amino acid, nucleic base, hydrocarbons sa ilalim ng mga kondisyon ng di-umano'y pangunahing kapaligiran ng Earth.

e) Mga modernong konsepto ng pinagmulan ng buhay.

Sa ngayon, ang problema sa pinagmulan ng buhay ay pinag-aaralan ng malawak na larangan ng iba't ibang agham. Depende sa kung ano ang pinakapangunahing pag-aari ng nabubuhay na nilalang na pinag-aaralan at namamayani sa pag-aaral na ito (substansya, impormasyon, enerhiya), lahat ng modernong konsepto ng pinagmulan ng buhay ay maaaring kondisyon na nahahati sa:

Ang konsepto ng substrate na pinagmulan ng buhay (ito ay sinusunod ng mga biochemist na pinamumunuan ni A. I. Oparin).

Ang konsepto ng pinagmulan ng enerhiya. Ito ay binuo ng mga nangungunang synergetic na siyentipiko na si I. Prigozhin, M. Eigen.

Ang konsepto ng pinagmulan ng impormasyon. Ito ay binuo ni A. N. Kolmogorov, A. A. Lyapunov, D. S. Chernavsky.

Ang konsepto ng pinagmulan ng gene.

Ang may-akda ng konseptong ito ay ang American geneticist na si G. Meller. Inamin niya na ang isang buhay na molekula na may kakayahang magparami ay maaaring biglang lumitaw, kung nagkataon, bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng pinakasimpleng mga sangkap. Naniniwala siya na ang elementary unit ng heredity - ang gene - ay ang batayan din ng buhay. At ang buhay sa anyo ng isang gene, sa kanyang opinyon, ay lumitaw sa pamamagitan ng isang random na kumbinasyon ng mga atomic na grupo at mga molekula na umiral sa tubig ng pangunahing karagatan. Ngunit ang mga kalkulasyon sa matematika ng konseptong ito ay nagpapakita ng kumpletong kawalan ng posibilidad ng naturang kaganapan.

Si F. Engels ay isa sa mga unang nagmungkahi na ang buhay ay hindi biglang bumangon, ngunit nabuo sa kurso ng isang mahabang landas ng ebolusyonaryong pag-unlad ng bagay. Ang ideya ng ebolusyon ay sumasailalim sa hypothesis ng isang kumplikado, maraming yugto ng pag-unlad ng bagay na nauna sa pinagmulan ng buhay sa Earth.

Ang mga modernong biologist ay nagpapatunay na walang unibersal na pormula ng buhay (iyon ay, isa na ganap na magpapakita ng kakanyahan nito) at hindi maaaring maging. Ang ganitong pag-unawa ay nagpapahiwatig ng isang makasaysayang diskarte sa biological na kaalaman bilang isang pag-unawa sa kakanyahan ng buhay, kung saan ang mismong mga konsepto ng pinagmulan ng buhay at mga ideya tungkol sa mga anyo kung saan ang naturang kaalaman ay posible ay nagbago.

Bioenergy-informational exchange bilang batayan para sa paglitaw ng buhay.

Isa sa mga pinakabagong konsepto ng pinagmulan ng buhay sa Earth ay ang konsepto ng bioenergy-information exchange. Ang konsepto ng bioenergy-informational exchange ay lumitaw sa larangan ng biophysics, bioenergetics at ekolohiya na may kaugnayan sa pinakabagong mga tagumpay sa mga larangang ito ng agham. Ang terminong bioenergoinformatics ay ipinakilala ng Doctor of Technical Sciences, propesor sa Moscow State Technical University na pinangalanang V.I. N. E. Bauman V. N. Volchenko noong 1989, nang siya at ang kanyang mga kasamahan ay gaganapin ang unang All-Union Conference sa Bioenergy Informatics sa Moscow.

Ang pag-aaral ng bioenergy-informational exchange ay nagbigay ng mga batayan upang imungkahi ang pagkakaisa ng impormasyon ng Uniberso, ang presensya sa loob nito ng naturang sangkap bilang "Impormasyon - Kamalayan", at hindi lamang kilalang mga anyo ng bagay at enerhiya.

Ang isa sa mga elemento ng konseptong ito ay ang presensya sa Uniberso ng isang karaniwang ideya, plano. Ang hypothesis na ito ay kinumpirma ng modernong astrophysics, ayon sa kung saan ang mga pangunahing katangian ng Uniberso, ang mga halaga ng mga pangunahing pisikal na pare-pareho at maging ang mga anyo ng mga pisikal na batas ay malapit na nauugnay sa istraktura ng Uniberso sa lahat ng mga kaliskis nito at sa posibilidad ng Buhay.

Mula dito ay sumusunod sa pangalawang elemento ng konsepto ng bioenergy informatics - ang Uniberso ay dapat isaalang-alang bilang isang buhay na sistema. At sa mga buhay na sistema, ang kadahilanan ng Kamalayan (impormasyon), kasama ang bagay at enerhiya, ay dapat sumakop sa isang napakahalagang lugar. Kaya, maaari nating pag-usapan ang pangangailangan ng trinity ng Uniberso: bagay, enerhiya at impormasyon.

Kabanata 3. Paano lumitaw ang buhay sa Earth.

Ang modernong konsepto ng pinagmulan ng buhay sa Earth ay ang resulta ng isang malawak na synthesis ng mga natural na agham, maraming mga teorya at hypotheses na iniharap ng mga mananaliksik ng iba't ibang mga specialty.

Para sa paglitaw ng buhay sa Earth, ang pangunahing kapaligiran (ng planeta) ay mahalaga. Ang pangunahing atmospera ng daigdig ay naglalaman ng methane, ammonia, singaw ng tubig, at hydrogen. Sa pamamagitan ng pagkilos sa pinaghalong mga gas na ito na may mga singil sa kuryente at ultraviolet radiation na nakuha ng mga siyentipiko ang mga kumplikadong organikong sangkap na bumubuo sa mga nabubuhay na protina. Ang elementarya na "mga bloke ng gusali" ng mga nabubuhay na bagay ay mga elementong kemikal tulad ng carbon, oxygen, nitrogen at hydrogen. Ang isang buhay na selula ayon sa timbang ay naglalaman ng 70 porsiyentong oxygen, 17 porsiyentong carbon, 10 porsiyentong hydrogen, 3 porsiyentong nitrogen, na sinusundan ng phosphorus, potassium, chlorine, sulfur, calcium, sodium, magnesium, at iron. Kaya, ang unang hakbang patungo sa paglitaw ng buhay ay ang pagbuo ng mga organikong sangkap mula sa inorganic. Ito ay nauugnay sa pagkakaroon ng mga kemikal na "hilaw na materyales", ang synthesis na maaaring mangyari sa isang tiyak na radiation, presyon, temperatura, halumigmig. Ang paglitaw ng pinakasimpleng mga nabubuhay na organismo ay nauna sa isang mahabang ebolusyon ng kemikal. Mula sa isang medyo maliit na bilang ng mga compound (bilang resulta ng natural na pagpili), lumitaw ang mga sangkap na may mga katangian na angkop para sa buhay. Ang mga compound na lumitaw batay sa carbon ay nabuo ang "pangunahing sopas" ng hydrosphere. Ayon sa mga siyentipiko, ang mga sangkap na naglalaman ng nitrogen at carbon ay lumitaw sa natunaw na kalaliman ng Earth at dinala sa ibabaw sa panahon ng aktibidad ng bulkan. Ang ikalawang hakbang sa paglitaw ng mga compound ay nauugnay sa paglitaw sa pangunahing karagatan ng Earth ng mga iniutos na kumplikadong mga sangkap - biopolymers: nucleic acid, protina. Paano isinagawa ang pagbuo ng mga biopolymer?

Kung ipagpalagay natin na sa panahong ito ang lahat ng mga organikong compound ay nasa pangunahing karagatan ng Earth, kung gayon ang mas kumplikadong mga organikong compound ay maaaring mabuo sa ibabaw ng karagatan sa anyo ng isang manipis na pelikula at sa mababaw na tubig na pinainit ng araw. Ang kapaligirang walang oxygen ay pinadali ang synthesis ng mga polimer mula sa mga inorganikong compound. Ang oxygen, bilang pinakamalakas na ahente ng oxidizing, ay sisira sa mga umuusbong na molekula. Ang medyo simpleng mga organikong compound ay nagsimulang pagsamahin sa malalaking biyolohikal na molekula. Nabuo ang mga enzyme - mga sangkap ng protina-mga catalyst na nag-aambag sa pagbuo o disintegrasyon ng mga molekula. Bilang resulta ng aktibidad ng mga enzyme, ang pinakamahalagang "pangunahing elemento ng buhay" ay lumitaw - mga nucleic acid, mga kumplikadong polymeric na sangkap (na binubuo ng mga monomer). Ang mga monomer sa mga nucleic cell ay nakaayos sa paraang nagdadala sila ng ilang impormasyon, isang code na ang bawat amino acid na kasama sa protina ay tumutugma sa isang tiyak na hanay ng tatlong nucleotides, ang tinatawag na nucleic acid triplet. Sa batayan ng mga nucleic acid, ang mga protina ay maaari nang mabuo at ang pagpapalitan ng bagay at enerhiya sa panlabas na kapaligiran ay maaaring maganap. Ang symbiosis ng mga nucleic acid ay nabuo ang "molecular genetic control systems" .

Ang yugtong ito, tila, ay ang panimulang punto, isang punto ng pagbabago sa paglitaw ng buhay sa Earth. Ang mga molekula ng nucleic acid ay nakakuha ng mga katangian ng pagpaparami ng sarili ng kanilang sariling uri, nagsimulang kontrolin ang proseso ng pagbuo ng mga sangkap ng protina. Ang pinagmulan ng lahat ng nabubuhay na bagay ay revertase at matrix synthesis mula sa DNA hanggang RNA, ang ebolusyon ng RNA molecular system sa DNA. Ito ay kung paano lumitaw ang "genome ng biosphere".

Heat at cold, kidlat, ultraviolet reaction, atmospheric electric charges, gusts of wind and water jet - lahat ng ito ay nagbigay ng simula o attenuation ng biochemical reactions, ang kalikasan ng kanilang kurso, gene "bursts". Sa pagtatapos ng yugto ng biochemical, ang mga istrukturang pormasyon tulad ng mga lamad ay lumitaw, na nililimitahan ang pinaghalong mga organikong sangkap mula sa panlabas na kapaligiran.

Ang mga lamad ay may malaking papel sa pagtatayo ng lahat ng mga buhay na selula. Ang katawan ng lahat ng halaman at hayop ay binubuo ng mga pangunahing yunit ng buhay - mga selula. Ang buhay na nilalaman ng cell ay protoplasm. Ang mga modernong siyentipiko ay dumating sa konklusyon na ang mga unang organismo sa Earth ay single-celled prokaryotes - mga organismo na walang nucleus ("karyo" - isinalin mula sa Greek na "nucleus"). Sa kanilang istraktura, sila ngayon ay kahawig ng bakterya o asul-berdeng algae.

Para sa pagkakaroon ng unang "buhay" na mga molekula, prokaryotes, kinakailangan, tulad ng para sa lahat ng nabubuhay na bagay, isang pag-agos ng enerhiya mula sa labas. Ang bawat cell ay isang maliit na "estasyon ng enerhiya". Ang adenosine triphosphoric acid at iba pang mga compound na naglalaman ng phosphorus ay nagsisilbing direktang mapagkukunan ng enerhiya para sa mga cell. Ang mga cell ay tumatanggap ng enerhiya mula sa pagkain, hindi lamang sila nagagawang gumastos, kundi pati na rin upang mag-imbak ng enerhiya.

Ang paksa ng talakayan ay ang tanong kung ang isang solong uri ng organismo ay unang lumitaw sa Earth o isang malaking pagkakaiba-iba ng mga ito ang lumitaw. Ipinapalagay na marami sa mga unang bukol ng buhay na protoplasm ang lumitaw.

Humigit-kumulang 2 bilyong taon na ang nakalilipas, isang nucleus ang lumitaw sa mga buhay na selula. Mula sa mga prokaryote, lumitaw ang mga eukaryote - mga single-celled na organismo na may nucleus. Mayroong 25-30 species ng mga ito sa Earth. Ang pinakasimple sa kanila ay amoeba. Sa mga eukaryotes, mayroong isang pinalamutian na nucleus sa cell na may sangkap na naglalaman ng code para sa synthesis ng protina. Humigit-kumulang sa oras na ito, mayroong isang "pagpipilian" ng isang halaman o hayop na paraan ng pamumuhay. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga pamumuhay na ito ay konektado sa paraan ng nutrisyon, sa paglitaw ng isang mahalagang proseso para sa buhay sa Earth bilang photosynthesis. Ang photosynthesis ay ang paglikha ng mga organikong sangkap, tulad ng mga asukal, mula sa carbon dioxide at tubig gamit ang enerhiya at liwanag. Salamat sa photosynthesis, ang mga halaman ay gumagawa ng mga organikong sangkap, dahil sa kung saan ang pagtaas sa masa ng mga halaman ay nangyayari.

Konklusyon.

Sa nakalipas na sampung taon, ang pag-unawa sa pinagmulan ng buhay ay gumawa ng napakalaking hakbang. Nananatiling inaasahan na ang susunod na dekada ay magdadala ng higit pa: ang bagong pananaliksik ay napakaaktibo sa maraming lugar.

Ngunit, tiyak, ginagawang posible ng teorya ng ebolusyon na maunawaan ang pinakamainam na diskarte para sa ugnayan sa pagitan ng tao at ng nakapaligid na wildlife, at nagbibigay-daan sa amin na itaas ang tanong ng pagbuo ng mga prinsipyo ng kontroladong ebolusyon. Ang mga hiwalay na elemento ng naturang kontroladong ebolusyon ay nakikita na ngayon, halimbawa, sa mga pagtatangka hindi lamang para sa komersyal na paggamit, ngunit para sa pang-ekonomiyang pamamahala ng ebolusyon ng mga indibidwal na species ng mga hayop at halaman.

Ang pag-aaral ng mga proseso ng ebolusyon ay mahalaga para sa pangangalaga sa kapaligiran. Ang tao, na sumasalakay sa kalikasan, ay hindi pa natutong mahulaan at pigilan ang hindi kanais-nais na mga kahihinatnan ng kanyang interbensyon. Gumagamit ang isang tao ng hexachloran, mga paghahanda ng mercury at maraming iba pang nakakalason na sangkap upang makontrol ang mga peste. Agad itong humahantong sa ebolusyonaryong "tugon" ng kalikasan - ang paglitaw ng mga lahi ng insekto na lumalaban sa pestisidyo, "superrats", lumalaban sa anticoagulants, atbp.

Kadalasan kasing sakuna ay ang industriyal na polusyon. Milyun-milyong tonelada ng mga pulbos sa paghuhugas, na nahuhulog sa wastewater, pumapatay sa mas mataas na mga organismo at nagdudulot ng hindi pa nagagawang pag-unlad ng cyanide at ilang microorganism. Ang ebolusyon sa mga kasong ito ay nagkakaroon ng mga pangit na anyo, at posible na sa hinaharap ang sangkatauhan ay haharap sa isang hindi inaasahang "ebolusyonaryong banta" mula sa ilang sobrang lumalaban sa pang-industriyang polusyon na mga mikroorganismo, bakterya at cyanides na maaaring magbago sa mukha ng ating planeta sa isang hindi kanais-nais. direksyon.

Bibliograpiya

1. Agapova O. V., Agapov V. I. Mga lektura sa mga konsepto ng modernong natural na agham. Kurso sa unibersidad. - Ryazan, 2000.

2. Vernadsky V. I. Simula at kawalang-hanggan ng buhay. - M.: Republika, 1989.

3. Gorelov A. A. Mga konsepto ng modernong natural na agham. – M.: Akala, 2000.

4. Dubnishcheva G. D. Mga konsepto ng modernong natural na agham: Proc. para sa stud. unibersidad / Ed. M. F. Zhukova. - Novosibirsk: YuKEA, 1999.

5. Mga konsepto ng modernong natural na agham. Serye "Mga Textbook at pantulong sa pagtuturo". - Rostov n / a, 2000.

6. Nikolov T. "Long way of life", M., Mir, 1999 Selye G. Mula sa panaginip hanggang sa pagtuklas. - M., 2001.

7. Ponnamperuma S. "Ang Pinagmulan ng Buhay", M., Mir, 1999

8. Diksyonaryo ng ensiklopediko ng Sobyet. - M.: Sov. encyclopedia, 2002.

9. Yablokov A. V., Yusufov A. G. Ebolusyonaryong doktrina (Darwinism): Proc. para sa biol. espesyalista. mga unibersidad. - 3rd ed. - M .: Mas mataas. paaralan,

Mga walang buhay na bundok, bato at tubig, isang malaking buwan sa kalangitan at patuloy na pagbobomba ng mga meteorite - ang pinaka-malamang na tanawin ng Earth 4 bilyong taon na ang nakakaraan.

Ang buhay ba ay nagmula sa inorganic na bagay sa kalawakan, o nagmula ba ito sa Earth? Ang dilemma na ito ay kinakailangang harapin ang mananaliksik na interesado sa problema ng pinagmulan ng buhay. Sa ngayon, walang nakapagpatunay sa kawastuhan ng alinman sa dalawang hypotheses na kasalukuyang umiiral, tulad ng, gayunpaman, hindi naging posible na makabuo ng ikatlong paraan ng solusyon.

Ang unang hypothesis tungkol sa pinagmulan ng buhay sa Earth ay luma na, mayroon itong mga solidong figure ng European science sa mga asset nito: G. Helmholtz, L. Pasteur, S. Arrhenius, V. Vernadsky, F. Crick. Ang pagiging kumplikado ng nabubuhay na bagay, ang mababang posibilidad ng kusang henerasyon nito sa planeta, pati na rin ang kabiguan ng mga eksperimento na i-synthesize ang nabubuhay na bagay mula sa di-nabubuhay na bagay, ay humantong sa mga siyentipiko sa kampo ng mga sumusunod sa pamamaraang ito. Mayroong maraming mga pagkakaiba-iba sa eksakto kung paano nakarating ang buhay sa Earth, ang pinakasikat na kung saan ay ang panspermia theory. Ayon sa kanya, ang buhay ay laganap sa interstellar space, ngunit dahil walang mga kondisyon para sa pag-unlad, ang buhay na bagay ay nagiging sperm, o spores, at sa gayon ay gumagalaw sa kalawakan. Bilyon-bilyong taon na ang nakalilipas, ang mga kometa ay nagdala ng tamud sa Earth, kung saan nabuo ang isang kapaligiran na kanais-nais para sa kanilang pagsisiwalat.

Ang tamud ay maliliit na embryo na makatiis ng malalaking pagbaba ng temperatura, cosmic radiation at iba pang mga salik sa kapaligiran na nakakapinsala sa mga buhay na bagay. Tulad ng iminungkahi ng Ingles na astronomo na si F. Hoyle, ang mga interstellar dust particle ay angkop para sa papel ng tamud, kung saan maaaring mayroong bakterya sa isang graphite shell. Sa ngayon, walang tamud na natagpuan sa kalawakan. Ngunit kahit na natagpuan ang mga ito, ang gayong kamangha-manghang pagtuklas ay maglilipat lamang sa problema ng pinagmulan ng buhay mula sa ating planeta patungo sa ibang lugar. At hindi natin maiiwasan ang mga tanong kung saan dumating ang tamud sa Earth at kung paano sila nagmula. Ang ikalawang bahagi ng dilemma - kung paano lumitaw ang buhay mula sa hindi organikong bagay - ay hindi masyadong romantiko, dahil umaasa ito sa mga batas ng pisika at kimika. Ang makitid, mekanismong diskarte na ito, na tinatawag na teorya ng abiogenesis, ay nagsasama ng mga pagsisikap ng maraming mga espesyalista. Marahil dahil sa pagiging tiyak nito, napatunayang mabunga ang pamamaraang ito at nakapagsulong ng buong mga seksyon ng biochemistry, evolutionary biology, at cosmology sa loob ng kalahating siglo.

Ayon sa mga siyentipiko, ang synthesis ng isang buhay na cell ay hindi malayo, ito ay isang bagay ng teknolohiya at isang bagay ng oras. Ngunit ang isang test-tube-born cell ba ang magiging sagot sa tanong kung paano nagsimula ang buhay sa Earth? Hindi malamang. Ang synthetic cell ay magpapatunay lamang na ang abiogenesis ay posible. Ngunit 4 bilyong taon na ang nakalilipas sa Earth, maaaring iba ang nangyari. Halimbawa, oo. Ang ibabaw ng Earth ay lumamig 4.5 bilyong taon na ang nakalilipas. Manipis ang atmospera, at aktibong binobomba ng mga kometa ang Earth, naghahatid ng sagana sa organikong bagay. Ang mga extraterrestrial na bagay ay nanirahan sa mababaw na mainit na mga reservoir na pinainit ng mga bulkan: ibinuhos ang lava sa ilalim, lumaki ang mga isla, mainit na bukal - fumaroles - matalo. Ang mga kontinente noong panahong iyon ay hindi kasing lakas at kalakihan ng mga ito ngayon, madali silang gumalaw sa kahabaan ng crust ng daigdig, konektado at nagkawatak-watak.

Ang buwan ay mas malapit, ang mundo ay umiikot nang mas mabilis, ang mga araw ay mas maikli, ang tubig ay mas mataas, at ang mga bagyo ay mas malala. Sa itaas nito ang lahat ay nakaunat na kulay bakal na kalangitan, pinadilim ng mga bagyo ng alikabok, mga ulap ng abo ng bulkan, at mga tipak ng bato na pinasabog ng mga epekto ng meteorite. Unti-unting nabuo ang isang kapaligirang mayaman sa nitrogen, carbon dioxide at singaw ng tubig. Ang kasaganaan ng greenhouse gases ay nagdulot ng global warming. Sa ilalim ng gayong matinding mga kondisyon, naganap ang synthesis ng nabubuhay na bagay. Ito ba ay isang himala, isang aksidente na nangyari sa kabila ng ebolusyon ng uniberso, o ito ba ang tanging paraan upang lumitaw ang buhay? Nasa mga unang yugto na, ang isa sa mga pangunahing tampok ng nabubuhay na bagay ay nagpakita mismo - kakayahang umangkop sa mga kondisyon sa kapaligiran. Ang maagang atmospera ay naglalaman ng kaunting libreng oxygen, kulang ang ozone, at ang lupa ay naliligo sa mga sinag ng ultraviolet na nakamamatay sa buhay. Kaya't ang planeta ay mananatiling walang tirahan kung ang mga selula ay hindi nag-imbento ng isang mekanismo para sa pagprotekta laban sa ultraviolet radiation. Ang senaryo na ito para sa paglitaw ng buhay sa kabuuan ay hindi naiiba sa iminungkahi ni Darwin. Ang mga bagong detalye ay idinagdag - may natutunan sila sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga pinaka sinaunang bato at pag-eksperimento, nahulaan nila ang isang bagay. Bagama't ang pinaka-makatwiran, ang sitwasyong ito rin ang pinakakontrobersyal. Ang mga siyentipiko ay nakikipaglaban sa bawat punto, nag-aalok ng maraming mga alternatibo. Ang mga pagdududa ay lumitaw mula pa sa simula: saan nagmula ang pangunahing organikong bagay, nag-synthesize ba ito sa Earth o nahulog ba ito mula sa langit?

rebolusyonaryong ideya

Ang mga siyentipikong pundasyon ng abiogenesis, o ang pinagmulan ng mga nabubuhay na bagay mula sa mga di-nabubuhay na bagay, ay inilatag ng Russian biochemist na si A.I. Oparin. Noong 1924, bilang isang 30-taong-gulang na siyentipiko, inilathala ni Oparin ang artikulong "The Origin of Life", na, ayon sa kanyang mga kasamahan, "naglalaman ng mga buto ng isang intelektwal na rebolusyon." Ang paglalathala ng aklat ni Oparin sa Ingles noong 1938 ay naging isang pandamdam at nakaakit ng makabuluhang Western intelektwal na mapagkukunan sa problema ng buhay. Noong 1953, si S. Miller, isang nagtapos na estudyante sa Unibersidad ng Chicago, ay nagsagawa ng isang matagumpay na eksperimento sa abiogenic synthesis. Nilikha niya ang mga kondisyon ng unang bahagi ng Earth sa isang laboratory test tube at nakakuha ng isang hanay ng mga amino acid bilang resulta ng isang kemikal na reaksyon. Kaya, ang teorya ni Oparin ay nagsimulang makatanggap ng pang-eksperimentong kumpirmasyon.

Oparin at ang pari

Ayon sa mga memoir ng mga kasamahan, ang Academician A.I. Si Oparin ay isang kumbinsido na materyalista at ateista. Ito ay kinumpirma ng kanyang teorya ng abiogenesis, na, tila, walang pag-asa para sa isang supernatural na paliwanag ng mga misteryo ng buhay. Gayunpaman, ang mga pananaw at personalidad ng siyentipiko ay nakakaakit ng mga tao na ganap na kabaligtaran ng mga pananaw sa mundo sa kanya. Ang pagiging nakikibahagi sa gawaing pang-agham at pang-edukasyon, nakikilahok sa kilusang pasipista, naglakbay siya sa ibang bansa. Minsan, noong 1950s, nag-lecture si Oparin sa Italya tungkol sa problema ng pinagmulan ng buhay. Pagkatapos ng ulat, sinabi sa kanya na walang iba kundi ang presidente ng Pontifical Academy of Sciences mula sa Vatican ang gustong makipagkita sa kanya. Si Alexander Ivanovich, bilang isang taong Sobyet at alam na alam ang bias na saloobin ng mga dayuhang intelihente patungo sa USSR, ay hindi umaasa ng anumang mabuti mula sa kinatawan ng Simbahang Katoliko, marahil ay isang uri ng provocation. Gayunpaman, naganap ang pagkakakilala. Ang Reverend Signor ay nakipagkamay kay Oparin, nagpasalamat sa kanya para sa lektura, at bumulalas: "Propesor, ako ay natutuwa sa kung gaano kaganda ang iyong naipahayag ang paglalaan ng Diyos!"

Probability ng buhay

Ang teorya ng abiogenesis ay nagmumungkahi na ang buhay ay nagmula sa isang tiyak na yugto sa pag-unlad ng bagay. Mula nang mabuo ang Uniberso at ang mga unang particle, ang bagay ay nagsimula sa isang landas ng patuloy na pagbabago. Una, lumitaw ang mga atomo at molekula, pagkatapos ay lumitaw ang mga bituin at alikabok, lumitaw ang mga planeta mula rito, at ipinanganak ang buhay sa mga planeta. Ang buhay ay nagmumula sa walang buhay, sumusunod sa ilang mas mataas na batas, na ang kakanyahan nito ay hindi pa rin alam sa atin. Ang buhay ay hindi maaaring lumitaw sa Earth, kung saan may mga angkop na kondisyon. Siyempre, imposibleng pabulaanan ang metaphysical generalization na ito, ngunit ang mga binhi ng pagdududa ay umusbong. Ang katotohanan ay ang mga kondisyon na kinakailangan para sa synthesis ng buhay ay napakarami, kadalasang sumasalungat sa mga katotohanan at sa bawat isa. Halimbawa, walang katibayan na ang unang bahagi ng Earth ay nagkaroon ng pagbabawas ng atmospera. Hindi malinaw kung paano nagmula ang genetic code. Nakakagulat sa pagiging kumplikado nito ang istraktura ng isang buhay na cell at ang mga function nito. Ano ang posibilidad ng pinagmulan ng buhay? Narito ang ilang mga halimbawa.

Ang mga protina ay binubuo lamang ng tinatawag na "kaliwa" na mga amino acid, iyon ay, mga asymmetric molecule na umiikot sa polarization ng liwanag na dumadaan sa kanila sa kaliwa. Bakit ang mga left-handed amino acid lamang ang ginagamit sa pagbuo ng protina ay hindi alam. Marahil ito ay nangyari sa pamamagitan ng pagkakataon at sa isang lugar sa uniberso ay may mga nabubuhay na nilalang, na binubuo ng mga tamang amino acid. Malamang, sa pangunahing sabaw, kung saan naganap ang synthesis ng mga paunang protina, mayroong pantay na kaliwa at kanang amino acid. At ang hitsura lamang ng isang tunay na buhay na "kaliwa" na istraktura ay sinira ang simetrya na ito at ang biogenic synthesis ng mga amino acid ay sumama sa "kaliwa" na landas.

Ang pagkalkula na ibinigay ni Fred Hoyle sa kanyang aklat na "Evolution from Space" ay kahanga-hanga. Ang posibilidad ng random na pagbuo ng 2,000 cell enzymes ng 200 amino acid bawat isa ay 10 - 4,000 - isang napakaliit na bilang, kahit na ang buong kosmos ay organic na sopas.

Ang posibilidad na mag-synthesize ng isang protina na binubuo ng 300 amino acid ay isang pagkakataon sa 2×10 390 . Muli, napakaliit. Kung bawasan natin ang bilang ng mga amino acid sa isang protina sa 20, kung gayon ang bilang ng mga posibleng kumbinasyon para sa synthesis ng naturang protina ay magiging 1018 - isang order lamang ng magnitude na mas malaki kaysa sa bilang ng mga segundo sa 4.5 bilyong taon. Madaling makita na ang ebolusyon ay walang oras upang ayusin ang lahat ng mga pagpipilian at piliin ang pinakamahusay. Kung isasaalang-alang natin na ang mga amino acid sa mga protina ay konektado sa ilang mga pagkakasunud-sunod, at hindi random, kung gayon ang posibilidad ng pag-synthesize ng isang molekula ng protina ay magiging pareho kung ang isang unggoy ay random na naka-print ng isa sa mga trahedya ni Shakespeare, iyon ay, halos zero.

Kinakalkula ng mga siyentipiko na ang molekula ng DNA na kasangkot sa pinakasimpleng ikot ng coding ng protina ay dapat na binubuo ng 600 nucleotides sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Ang posibilidad ng random synthesis ng naturang DNA ay 10 -400, sa madaling salita, mangangailangan ito ng 10,400 na pagtatangka.

Hindi lahat ng mga siyentipiko ay sumasang-ayon sa gayong mga pagkalkula ng posibilidad. Itinuturo nila na hindi tama ang pagkalkula ng mga pagkakataon ng synthesis ng protina sa pamamagitan ng random na pagpili ng mga kumbinasyon, dahil ang mga molekula ay may mga kagustuhan, at ang ilang mga kemikal na bono ay palaging mas malamang kaysa sa iba. Ayon sa biochemist ng Australia na si Ian Musgrave, sa pangkalahatan ay walang kahulugan ang pagkalkula ng posibilidad ng abiogenesis. Una, ang pagbuo ng mga polimer mula sa mga monomer ay hindi sinasadya, ngunit sumusunod sa mga batas ng pisika at kimika. Pangalawa, maling kalkulahin ang pagbuo ng modernong protina, DNA o RNA molecule dahil hindi sila bahagi ng mga unang sistema ng buhay. Marahil sa istruktura ng mga organismo na umiiral ngayon, walang nananatili sa mga nakaraang panahon. Pinaniniwalaan na ngayon na ang mga unang organismo ay napakasimpleng sistema ng mga maiikling molekula, na binubuo lamang ng 30-40 monomer. Nagsimula ang buhay sa napakasimpleng mga organismo, na unti-unting nagpapakumplikado sa disenyo. Hindi man lang sinubukan ng kalikasan na gumawa ng Boeing 747 kaagad. Pangatlo, huwag matakot sa mababang posibilidad. Isang pagkakataon sa isang milyong milyon? At kaya ano, dahil maaari itong mahulog sa unang pagsubok.

Ano ang buhay

Hindi nag-iisa ang mga pilosopo sa paghahanap ng kahulugan ng buhay. Ang ganitong kahulugan ay kailangan para maunawaan ng mga biochemist: ano ang nangyari sa isang test tube - buhay o walang buhay? Mga paleontologist na nag-aaral ng mga pinakamatandang bato sa paghahanap ng simula ng buhay. Ang mga exobiologist ay naghahanap ng mga organismo ng extraterrestrial na pinagmulan. Hindi madaling tukuyin ang buhay. Sa mga salita ng Great Soviet Encyclopedia, "isang mahigpit na siyentipikong pagkakaiba sa pagitan ng mga bagay na may buhay at walang buhay ay nakatagpo ng ilang mga paghihirap." Sa katunayan, ano ang katangian para lamang sa isang buhay na organismo? Siguro isang hanay ng mga panlabas na palatandaan? Isang bagay na puti, malambot, gumagalaw, gumagawa ng mga tunog. Ang mga halaman, mikrobyo at maraming iba pang mga organismo ay hindi nahuhulog sa primitive na kahulugan na ito, dahil sila ay tahimik at hindi gumagalaw. Maaari mong isaalang-alang ang buhay mula sa isang kemikal na pananaw bilang bagay na binubuo ng mga kumplikadong organikong compound: mga amino acid, protina, taba. Ngunit pagkatapos ay ang isang simpleng mekanikal na halo ng mga compound na ito ay dapat ituring na buhay, na hindi totoo. Ang isang mas mahusay na kahulugan, kung saan mayroong malawak na pang-agham na pinagkasunduan, ay nauugnay sa mga natatanging pag-andar ng mga buhay na sistema.

Ang kakayahang magparami, kapag ang isang eksaktong kopya ng namamana na impormasyon ay ipinadala sa mga inapo, ay likas sa lahat ng buhay sa lupa, at kahit na ang pinakamaliit na butil nito - isang cell. Iyon ang dahilan kung bakit ang cell ay kinuha bilang ang yunit ng pagsukat ng buhay. Ang mga bahagi ng mga selula: protina, amino acids, enzymes - kinuha nang hiwalay, ay hindi mabubuhay. Ito ay humahantong sa mahalagang konklusyon na ang matagumpay na mga eksperimento sa synthesis ng mga sangkap na ito ay hindi maaaring ituring na isang sagot sa tanong ng pinagmulan ng buhay. Magkakaroon lamang ng rebolusyon sa larangang ito kapag naging malinaw kung paano nabuo ang buong selula. Walang alinlangan, ang mga nakatuklas ng misteryo ay gagawaran ng Nobel Prize. Bilang karagdagan sa pag-andar ng pagpaparami, mayroong isang bilang ng mga kinakailangan, ngunit hindi sapat na mga katangian ng system upang matawag na buhay. Ang isang buhay na organismo ay maaaring umangkop sa mga pagbabago sa kapaligiran sa antas ng genetic. Ito ay napakahalaga para sa kaligtasan ng buhay. Dahil sa pagkakaiba-iba, nabuhay ang buhay sa unang bahagi ng Earth, sa panahon ng mga sakuna at sa panahon ng matinding panahon ng yelo.

Ang isang mahalagang pag-aari ng isang buhay na sistema ay catalytic na aktibidad, iyon ay, ang kakayahang magsagawa lamang ng ilang mga reaksyon. Ang metabolismo ay batay sa ari-arian na ito - ang pagpili ng mga kinakailangang sangkap mula sa kapaligiran, ang kanilang pagproseso at pagkuha ng enerhiya na kinakailangan para sa karagdagang buhay. Ang metabolic scheme, na hindi hihigit sa isang survival algorithm, ay naka-hardwired sa genetic code ng cell at ipinadala sa mga inapo sa pamamagitan ng mekanismo ng pagmamana. Alam ng mga chemist ang maraming mga sistema na may catalytic na aktibidad, na, gayunpaman, ay hindi maaaring magparami, at samakatuwid ay hindi maituturing na buhay.

mapagpasyang eksperimento

Walang pag-asa na isang araw ang cell ay lumabas sa sarili mula sa mga atomo ng mga elemento ng kemikal. Ito ay isang hindi kapani-paniwalang opsyon. Ang isang simpleng bacterial cell ay naglalaman ng daan-daang gene, libu-libong protina at iba't ibang molekula. Nagbiro si Fred Hoyle na ang synthesis ng isang cell ay hindi kapani-paniwala tulad ng pagpupulong ng isang Boeing sa isang bagyo na tumama sa isang junkyard. Gayunpaman, ang Boeing ay umiiral, na nangangahulugan na ito ay sa paanuman ay "binuo", o sa halip ay "self-assembled". Ayon sa kasalukuyang mga ideya, ang "self-assembly" ng Boeing ay nagsimula 4.5 bilyong taon na ang nakalilipas, ang proseso ay unti-unting nagpatuloy at naunat sa loob ng isang bilyong taon. Sa pamamagitan ng kahit na 3.5 bilyong taon na ang nakalilipas, mayroon nang buhay na selula sa Earth.

Para sa synthesis ng mga nabubuhay na bagay mula sa mga di-nabubuhay na bagay, sa paunang yugto, ang mga simpleng organic at inorganic na compound ay dapat na naroroon sa atmospera at mga anyong tubig ng planeta: C, C 2 , C 3 , CH, CN, CO, CS , HCN, CH 3 CH, NH, O, OH, H 2 O, S. Stanley Miller, sa kanyang sikat na mga eksperimento sa abiogenic synthesis, halo-halong hydrogen, methane, ammonia at singaw ng tubig, pagkatapos ay ipinasa ang pinainit na timpla sa pamamagitan ng mga electrical discharge at pinalamig ito. Makalipas ang isang linggo, nabuo ang isang brown na likido sa flask na naglalaman ng pitong amino acid, kabilang ang glycine, alanine at aspartic acid, na bahagi ng mga cellular protein. Ipinakita ng eksperimento ni Miller kung paano mabubuo ang mga prebiological organics - mga sangkap na kasangkot sa synthesis ng mas kumplikadong mga bahagi ng cell. Simula noon, itinuturing ng mga biologist na nalutas ang isyung ito, sa kabila ng malubhang problema. Ang katotohanan ay ang abiogenic synthesis ng mga amino acid ay nangyayari lamang sa ilalim ng pagbabawas ng mga kondisyon, kaya naman naniniwala si Oparin na ang atmospera ng unang bahagi ng Earth ay methane-ammonia. Ngunit ang mga geologist ay hindi sumasang-ayon sa konklusyong ito.

Problema sa maagang kapaligiran

Ang methane at ammonia ay walang pinanggalingan sa maraming dami sa Earth, sabi ng mga eksperto. Bilang karagdagan, ang mga compound na ito ay napaka hindi matatag at nawasak ng sikat ng araw, ang isang methane-ammonia na kapaligiran ay hindi maaaring umiral kahit na ang mga gas na ito ay inilabas mula sa mga bituka ng planeta. Ayon sa mga geologist, ang kapaligiran ng Earth 4.5 bilyong taon na ang nakalilipas ay pinangungunahan ng carbon dioxide at nitrogen, na kemikal na lumilikha ng isang neutral na kapaligiran. Ito ay pinatunayan ng komposisyon ng mga pinakalumang bato, na sa oras na iyon ay natunaw mula sa mantle. Ang pinakamatandang bato sa planeta, 3.9 bilyong taong gulang, ay natagpuan sa Greenland. Ito ang mga tinatawag na gray gneisses - lubos na binago ang mga igneous na bato ng katamtamang komposisyon. Ang pagbabago sa mga batong ito ay nagpatuloy sa milyun-milyong taon sa ilalim ng impluwensya ng mga likido ng carbon dioxide ng mantle, na sabay-sabay na busog sa atmospera. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, imposible ang abiogenic synthesis.

Academician E.M. Galimov, direktor ng Institute of Geochemistry at Analytical Chemistry. SA AT. Vernadsky RAS. Kinakalkula niya na ang crust ng lupa ay bumangon nang maaga, sa unang 50-100 milyong taon pagkatapos ng pagbuo ng planeta, at higit sa lahat ay metal. Sa ganoong kaso, ang mantle ay dapat talagang naglabas ng methane at ammonia sa sapat na dami upang lumikha ng mga nagpapababang kondisyon. Ang mga Amerikanong siyentipiko na sina K. Sagan at K. Chaiba ay nagmungkahi ng isang mekanismo para sa pagprotekta sa sarili ng kapaligiran ng methane mula sa pagkasira. Ayon sa kanilang pamamaraan, ang agnas ng mitein sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet radiation ay maaaring humantong sa paglikha ng isang aerosol mula sa mga organikong particle sa itaas na kapaligiran. Ang mga particle na ito ay sumisipsip ng solar radiation at pinrotektahan ang pagbabawas ng kapaligiran ng planeta. Totoo, ang mekanismong ito ay binuo para sa Mars, ngunit ito ay naaangkop sa unang bahagi ng Earth.

Ang mga angkop na kondisyon para sa pagbuo ng mga prebiological organics ay hindi nagtagal sa Earth. Sa susunod na 200-300 milyong taon, ang mantle ay nagsimulang mag-oxidize, na humantong sa pagpapalabas ng carbon dioxide mula dito at isang pagbabago sa komposisyon ng kapaligiran. Ngunit noong panahong iyon, ang kapaligiran para sa pinagmulan ng buhay ay naihanda na.

Sa ilalim ng dagat

Maaaring nagmula ang primordial na buhay sa paligid ng mga bulkan. Isipin ang maraming mga fault at bitak sa marupok pa ring ilalim ng karagatan, umaagos ang magma at mga gas na nag-aapoy. Sa ganitong mga zone, puspos ng singaw ng hydrogen sulfide, ang mga deposito ng metal sulfide ay nabuo: bakal, sink, tanso. Paano kung ang synthesis ng mga pangunahing organiko ay naganap nang direkta sa ibabaw ng mga mineral na bakal-sulfur gamit ang reaksyon ng carbon dioxide at hydrogen? Sa kabutihang palad, mayroong maraming pareho sa paligid: ang carbon dioxide at monoxide ay inilabas mula sa magma, at ang hydrogen ay inilabas mula sa tubig sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng kemikal nito sa mainit na magma. Mayroon ding pag-agos ng enerhiya na kinakailangan para sa synthesis.

Ang hypothesis na ito ay pare-pareho sa geological data at nakabatay sa pagpapalagay na ang mga naunang organismo ay nabuhay sa matinding mga kondisyon, tulad ng modernong chemosynthetic bacteria. Noong 60s ng XX siglo, natuklasan ng mga mananaliksik ang mga bulkan sa ilalim ng dagat sa ilalim ng Karagatang Pasipiko - mga itim na naninigarilyo. Doon, sa mga club ng mga lason na gas, nang walang pag-access sa sikat ng araw at oxygen, sa temperatura na + 120 ° mayroong mga kolonya ng mga mikroorganismo. Ang mga kondisyon na katulad ng mga itim na naninigarilyo ay nasa Earth na 2.5 bilyong taon na ang nakalilipas, bilang ebidensya ng mga layer ng stromatolites - mga bakas ng mahahalagang aktibidad ng asul-berdeng algae. Ang mga anyo na katulad ng mga microbes na ito ay kabilang sa mga labi ng pinaka sinaunang mga organismo na 3.5 bilyong taong gulang.

Upang kumpirmahin ang hypothesis ng bulkan, kailangan ang isang eksperimento na magpapakita na ang abiogenic synthesis ay posible sa ilalim ng mga ibinigay na kundisyon. Ang trabaho sa direksyon na ito ay isinasagawa ng mga grupo ng mga biochemist mula sa USA, Germany, England at Russia, ngunit hanggang ngayon ay walang tagumpay. Ang mga nakapagpapatibay na resulta ay nakuha noong 2003 ng isang batang mananaliksik na si Mikhail Vladimirov mula sa laboratoryo ng evolutionary biochemistry ng Institute of Biochemistry. A.N. Bach RAS. Lumikha siya ng isang artipisyal na itim na naninigarilyo sa laboratoryo: isang disk ng pyrite (FeS 2) ay inilagay sa isang autoclave na puno ng asin, na nagsilbing katod; carbon dioxide at electric current na dumaan sa system. Pagkalipas ng isang araw, lumitaw ang formic acid sa autoclave - ang pinakasimpleng organikong bagay, na kasangkot sa metabolismo ng mga buhay na selula at nagsisilbing materyal para sa abiogenic synthesis ng mas kumplikadong biological na mga sangkap.

Ang cyanobacteria na may kakayahang ayusin ang atmospheric nitrogen

Mga Maninirahan na Planet Hunter

Ang parehong mga teorya ng pinagmulan ng buhay, panspermia at abiogenesis, ay ipinapalagay na ang buhay ay hindi isang natatanging kababalaghan sa Uniberso, dapat itong nasa ibang mga planeta. Ngunit paano ito mahahanap? Sa loob ng mahabang panahon ay may tanging paraan ng paghahanap ng buhay, na hindi pa nagbibigay ng mga positibong resulta - sa pamamagitan ng mga signal ng radyo mula sa mga dayuhan. Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, lumitaw ang isang bagong ideya - gamit ang mga teleskopyo upang maghanap ng mga planeta sa labas ng solar system. Nagsimula na ang paghahanap ng mga exoplanet. Noong 1995, ang unang ispesimen ay nahuli: isang planeta na may mass na kalahati ng Jupiter, na mabilis na umiikot sa ika-51 na bituin sa konstelasyon na Pegasus. Bilang resulta ng halos 10 taon ng paghahanap, natuklasan ang 118 planetary system na naglalaman ng 141 planeta. Wala sa mga sistemang ito ang katulad ng Solar, wala sa mga planeta - sa Earth. Ang mga natagpuang exoplanet ay malapit sa masa sa Jupiter, iyon ay, mas malaki sila kaysa sa Earth. Ang malalayong higante ay hindi matitirahan dahil sa mga kakaibang katangian ng kanilang mga orbit. Ang ilan sa kanila ay umiikot nang napakalapit sa kanilang bituin, na nangangahulugan na ang kanilang mga ibabaw ay mainit at walang likidong tubig kung saan nabubuo ang buhay. Ang natitirang mga planeta - ang kanilang minorya - ay gumagalaw sa isang pinahabang elliptical orbit, na kapansin-pansing nakakaapekto sa klima: ang pagbabago ng mga panahon doon ay dapat na napakatalim, at ito ay nakakapinsala sa mga organismo.

Ang parehong mga teorya ng pinagmulan ng buhay, panspermia at abiogenesis, ay ipinapalagay na ang buhay ay hindi isang natatanging kababalaghan sa Uniberso, dapat itong nasa ibang mga planeta. Ngunit paano ito mahahanap? Sa loob ng mahabang panahon ay may tanging paraan ng paghahanap ng buhay, na hindi pa nagbibigay ng mga positibong resulta - sa pamamagitan ng mga signal ng radyo mula sa mga dayuhan. Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, lumitaw ang isang bagong ideya - gamit ang mga teleskopyo upang maghanap ng mga planeta sa labas ng solar system. Nagsimula na ang paghahanap ng mga exoplanet. Noong 1995, ang unang ispesimen ay nahuli: isang planeta na may mass na kalahati ng Jupiter, na mabilis na umiikot sa ika-51 na bituin sa konstelasyon na Pegasus. Bilang resulta ng halos 10 taon ng paghahanap, natuklasan ang 118 planetary system na naglalaman ng 141 planeta. Wala sa mga sistemang ito ang katulad ng Solar, wala sa mga planeta - sa Earth. Ang mga natagpuang exoplanet ay malapit sa masa sa Jupiter, iyon ay, mas malaki sila kaysa sa Earth. Ang malalayong higante ay hindi matitirahan dahil sa mga kakaibang katangian ng kanilang mga orbit. Ang ilan sa kanila ay umiikot nang napakalapit sa kanilang bituin, na nangangahulugan na ang kanilang mga ibabaw ay mainit at walang likidong tubig kung saan nabubuo ang buhay. Ang natitirang mga planeta - ang kanilang minorya - ay gumagalaw sa isang pinahabang elliptical orbit, na kapansin-pansing nakakaapekto sa klima: ang pagbabago ng mga panahon doon ay dapat na napakatalim, at ito ay nakakapinsala sa mga organismo.

Ang katotohanan na walang solar-type na planetary system ang natuklasan ay nagdulot ng mga pessimistic na pahayag ng ilang mga siyentipiko. Marahil ang maliliit na planetang bato ay napakabihirang sa Uniberso, o ang ating Daigdig sa pangkalahatan ay isa lamang sa uri nito, o marahil kulang lang tayo sa katumpakan ng mga sukat. Ngunit ang pag-asa ay huling namamatay, at ang mga astronomo ay patuloy na hinahasa ang kanilang mga pamamaraan. Ngayon ay naghahanap sila ng mga planeta hindi sa pamamagitan ng direktang pagmamasid, ngunit sa pamamagitan ng hindi direktang mga palatandaan, dahil ang paglutas ng mga teleskopyo ay hindi sapat. Kaya, ang posisyon ng mga higanteng tulad ng Jupiter ay kinakalkula mula sa gravitational perturbation na ginagawa nila sa mga orbit ng kanilang mga bituin. Noong 2006, ilulunsad ng European Space Agency ang Korot satellite, na maghahanap ng mga planetang terrestrial-mass sa pamamagitan ng pagdidilim ng bituin habang dumadaan ito sa disk nito. Ang parehong paraan upang manghuli ng mga planeta ay ang Kepler satellite ng NASA, simula noong 2007. Sa isa pang 2 taon, mag-oorganisa ang NASA ng space interferometry mission - isang napakasensitibong paraan para sa pag-detect ng maliliit na planeta sa pamamagitan ng epekto nito sa mga katawan na may mas malaking masa. Sa pamamagitan lamang ng 2015 ay gagawa ang mga siyentipiko ng mga device para sa direktang pagmamasid - ito ay magiging isang buong fleet ng mga teleskopyo sa kalawakan na tinatawag na "Earth-like planet hunter", na may kakayahang sabay na maghanap ng mga palatandaan ng buhay.

Kapag natuklasan ang mga planetang tulad ng Earth, magsisimula ang isang bagong panahon sa agham, at naghahanda ang mga siyentipiko para sa kaganapang ito ngayon. Mula sa isang malaking distansya, ang isa ay dapat na makilala ang mga bakas ng buhay sa kapaligiran ng planeta, kahit na ang pinaka-primitive na mga anyo nito - bakterya o ang pinakasimpleng multicellular na organismo. Ang posibilidad na matuklasan ang primitive na buhay sa Uniberso ay mas mataas kaysa sa pakikipag-ugnay sa mga berdeng lalaki, dahil ang buhay ay umiral sa Earth nang higit sa 4 bilyong taon, kung saan isang siglo lamang ang nahulog sa isang binuo na sibilisasyon. Bago ang paglitaw ng mga signal na ginawa ng tao, posible na malaman ang tungkol sa ating pag-iral sa pamamagitan lamang ng pagkakaroon ng mga espesyal na compound sa kapaligiran - mga biomarker. Ang pangunahing biomarker ay ozone, na nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng oxygen. Ang singaw ng tubig ay nangangahulugan ng pagkakaroon ng likidong tubig. Ang carbon dioxide at methane ay ibinubuga ng ilang uri ng mga organismo. Ang paghahanap ng mga biomarker sa malalayong planeta ay ipagkakatiwala sa misyon ng Darwin, na ilulunsad ng mga siyentipikong Europeo sa 2015. Anim na infrared na teleskopyo ang mag-oorbit ng 1.5 milyong kilometro mula sa Earth at magsusuri sa ilang libong kalapit na mga planetary system. Sa dami ng oxygen sa atmospera, natutukoy ng proyekto ng Darwin ang napakabata na buhay, ilang daang milyong taong gulang.

Kung sa radiation ng atmospera ng planeta mayroong mga parang multo na linya ng tatlong sangkap - ozone, singaw ng tubig at mitein - ito ay karagdagang katibayan na pabor sa pagkakaroon ng buhay. Ang susunod na hakbang ay itatag ang uri at antas ng pag-unlad nito. Halimbawa, ang pagkakaroon ng mga molekula ng chlorophyll ay nangangahulugan na may mga bakterya at halaman sa planeta na gumagamit ng photosynthesis para sa enerhiya. Ang pagbuo ng mga susunod na henerasyong biomarker ay isang napaka-promising na gawain, ngunit ito ay malayo pa rin sa hinaharap.

organikong pinagmumulan

Kung walang mga kondisyon sa Earth para sa synthesis ng prebiological organics, kung gayon maaari silang nasa kalawakan. Noong 1961, ang American biochemist na si John Oro ay naglathala ng isang artikulo sa cometary na pinagmulan ng mga organikong molekula. Ang batang Earth, na hindi protektado ng isang siksik na kapaligiran, ay sumailalim sa napakalaking pambobomba ng mga kometa, na pangunahing binubuo ng yelo, ngunit naglalaman din ng ammonia, formaldehyde, hydrogen cyanide, cyanoacetylene, adenine at iba pang mga compound na kinakailangan para sa abiogenic synthesis ng mga amino acid, nucleic at fatty acids - ang mga pangunahing bahagi ng mga cell. Ayon sa mga astronomo, 1,021 kg ng cometary matter ang nahulog sa ibabaw ng Earth. Ang tubig ng mga kometa ay nabuo ang mga karagatan, kung saan umunlad ang buhay daan-daang milyong taon na ang lumipas.

Kinumpirma ng mga obserbasyon na mayroong mga simpleng organiko at maging mga amino acid sa mga cosmic na katawan at mga ulap ng alikabok sa pagitan ng mga bituin. Ang spectral analysis ay nagpakita ng pagkakaroon ng adenine at purine sa buntot ng Haley-Bopp comet, at ang pyrimidine ay natagpuan sa Murchison meteorite. Ang pagbuo ng mga compound na ito sa kalawakan ay hindi sumasalungat sa mga batas ng pisika at kimika.

Ang comet hypothesis ay popular din sa mga cosmologist dahil ipinapaliwanag nito ang hitsura ng buhay sa Earth pagkatapos ng pagbuo ng Buwan. Tulad ng karaniwang pinaniniwalaan, humigit-kumulang 4.5 bilyong taon na ang nakalilipas, ang Earth ay bumangga sa isang malaking cosmic body. Natunaw ang ibabaw nito, ang bahagi ng substance ay tumalsik sa orbit, kung saan nabuo mula rito ang isang maliit na satellite, ang Buwan. Pagkatapos ng ganitong sakuna, walang mga organiko at tubig ang dapat na nanatili sa planeta. Saan sila nanggaling? Ibinalik sila ng mga kometa.

Ang problema ng polimer

Ang mga selulang protina, DNA, RNA ay pawang mga polimer, napakahabang molekula, tulad ng mga sinulid. Ang istraktura ng mga polimer ay medyo simple, binubuo sila ng mga bahagi na umuulit sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Halimbawa, ang selulusa ay ang pinakakaraniwang molekula sa mundo, na bahagi ng mga halaman. Ang isang molekula ng selulusa ay binubuo ng sampu-sampung libong mga atomo ng carbon, hydrogen at oxygen, ngunit sa parehong oras ito ay hindi hihigit sa isang maramihang pag-uulit ng mas maikling mga molekula ng glucose na pinagsama-sama, tulad ng sa isang kuwintas. Ang mga protina ay isang kadena ng mga amino acid. DNA at RNA - isang sequence ng mga nucleotides. At sa kabuuan, ang mga ito ay napakahabang sequence. Kaya, ang na-decode na genome ng tao ay binubuo ng 3 bilyong pares ng mga nucleotide.

Sa cell, ang mga polimer ay patuloy na ginagawa ng mga kumplikadong reaksyon ng kemikal ng matrix. Upang makakuha ng protina, kailangan ng isang amino acid na tanggalin ang hydroxyl group na OH mula sa isang dulo at ang hydrogen atom mula sa kabilang dulo, at pagkatapos lamang na iyon ay "idikit" ang susunod na amino acid. Madaling makita na ang tubig ay nabuo sa prosesong ito, at muli at muli. Ang paglabas ng tubig, dehydration, ay isang napaka sinaunang proseso, susi sa pinagmulan ng buhay. Paano ito nangyari kapag walang cell na may pagawaan ng protina nito? Mayroon ding problema sa isang mainit na mababaw na lawa - ang duyan ng mga sistema ng pamumuhay. Sa katunayan, sa panahon ng polymerization, ang tubig ay dapat alisin, ngunit ito ay imposible kung mayroong maraming mga ito sa paligid.

clay gene

Kailangang mayroong isang bagay sa primordial na sopas na tumulong sa buhay na sistema upang maipanganak, mapabilis ang proseso at magbigay ng enerhiya. Noong 1950s, iminungkahi ng English crystallographer na si John Bernal na ang ordinaryong luad, na saganang natatakpan ng ilalim ng anumang reservoir, ay maaaring magsilbing katulong. Ang mga mineral na luad ay nag-ambag sa pagbuo ng mga biopolymer at ang paglitaw ng mekanismo ng pagmamana. Ang hypothesis ni Bernal ay lumakas sa paglipas ng mga taon at umakit ng maraming tagasunod. Ito ay lumabas na ang ultraviolet-irradiated clay particle ay nag-iimbak ng nagresultang reserba ng enerhiya, na ginugol sa reaksyon ng pagpupulong ng biopolymer. Sa pagkakaroon ng luad, ang mga monomer ay nagsasama-sama sa mga molekulang nagpapakopya sa sarili, na parang RNA.

Karamihan sa mga clay mineral ay structurally katulad ng polymers. Binubuo sila ng isang malaking bilang ng mga layer na magkakaugnay sa pamamagitan ng mahina na mga bono ng kemikal. Ang gayong laso ng mineral ay lumalaki nang mag-isa, ang bawat susunod na layer ay inuulit ang nauna, at kung minsan ang mga depekto ay nangyayari - mga mutasyon, tulad ng sa totoong mga gene. Ang Scottish chemist na si A.J. Inangkin ni Kearns-Smith na ang clay gene ang unang organismo sa Earth. Ang pagkuha sa pagitan ng mga layer ng mga particle ng luad, ang mga organikong molekula ay nakipag-ugnayan sa kanila, pinagtibay ang paraan ng pag-iimbak ng impormasyon at paglago, maaaring sabihin ng isa, natutunan nila. Sa ilang sandali, ang mga mineral at proto-life ay magkakasamang umiral nang mapayapa, ngunit sa lalong madaling panahon nagkaroon ng pahinga, o genetic takeover, ayon kay Kearns-Smith, pagkatapos nito ay umalis ang buhay sa tahanan ng mineral at nagsimula ng sarili nitong pag-unlad.

Ang pinaka sinaunang microbes

Ang 3.5 bilyong taong gulang na black shales ng Western Australia ay naglalaman ng mga labi ng mga pinaka sinaunang organismo na natuklasan sa Earth. Nakikita lamang sa ilalim ng mikroskopyo, ang mga bola at mga hibla ay nabibilang sa mga prokaryote - mga mikrobyo kung saan ang cell ay wala pa ring nucleus at ang DNA helix ay direktang inilatag sa cytoplasm. Ang mga pinakalumang fossil ay natuklasan noong 1993 ng American paleobiologist na si William Schopf. Ang mga bulkan at sedimentary na bato ng Pilbara Complex, sa kanluran ng Great Sandy Desert sa Australia, ay ilan sa mga pinakamatandang bato sa Earth. Sa pamamagitan ng isang masayang pagkakataon, ang mga pormasyon na ito ay hindi nagbago nang labis sa ilalim ng impluwensya ng makapangyarihang mga prosesong geological at napanatili ang mga labi ng mga naunang nilalang sa mga interlayer.

Ito ay naging mahirap na tiyakin na ang mga maliliit na bola at mga hibla ay mga buhay na organismo sa nakaraan. Ang isang hilera ng maliliit na butil sa isang bato ay maaaring maging anuman: mineral, non-biological organics, isang optical illusion. Sa kabuuan, binilang ni Schopf ang 11 uri ng mga fossil na nauugnay sa mga prokaryote. Sa mga ito, 6, ayon sa siyentipiko, ay cyanobacteria, o asul-berdeng algae. Ang mga katulad na species ay umiiral pa rin sa Earth sa sariwang tubig at karagatan, sa mga mainit na bukal at malapit sa mga bulkan. Nagbilang si Schopf ng anim na palatandaan kung saan dapat ituring na buhay ang mga kahina-hinalang bagay sa black shales.

Ito ang mga palatandaan:
1. Ang mga fossil ay binubuo ng organikong bagay
2. Mayroon silang isang kumplikadong istraktura - ang mga hibla ay binubuo ng mga cell ng iba't ibang mga hugis: mga cylinder, mga kahon, mga disk
3. Maraming mga bagay - 200 fossil lamang ang may kasamang 1,900 cell
4. Ang mga bagay ay magkatulad sa bawat isa, tulad ng mga modernong kinatawan ng parehong populasyon
5. Ang mga ito ay mga organismo na mahusay na inangkop sa mga kondisyon ng unang bahagi ng Earth. Nanirahan sila sa ilalim ng dagat, protektado mula sa ultraviolet radiation ng isang makapal na layer ng tubig at mucus.
6. Ang mga bagay ay dumami tulad ng modernong bakterya, bilang ebidensya ng mga natuklasan ng mga selula sa yugto ng paghahati.

Ang pagtuklas ng naturang sinaunang cyanobacteria ay nangangahulugan na halos 3.5 bilyong taon na ang nakalilipas ay may mga organismo na kumonsumo ng carbon dioxide at gumawa ng oxygen, nakapagtago mula sa solar radiation at nakabawi mula sa mga pinsala, tulad ng ginagawa ng mga modernong species. Ang biosphere ay nagsimula nang magkaroon ng hugis. Para sa agham, ito ay isang nakakatuwang sandali. Tulad ng inamin ni William Schopf, sa mga kagalang-galang na lahi ay mas gugustuhin niyang makahanap ng mas primitive na nilalang. Pagkatapos ng lahat, ang pagtuklas ng pinaka sinaunang cyanobacteria ay nagtutulak pabalik sa simula ng buhay para sa isang panahon na nabura mula sa kasaysayan ng geological magpakailanman, ito ay malamang na hindi kailanman magagawang makita at basahin ito ng mga geologist. Ang mas matanda sa mga bato, mas matagal sila sa ilalim ng presyon, temperatura, weathered. Bilang karagdagan sa Western Australia, isang lugar lamang na may napaka sinaunang mga bato ang nakaligtas sa planeta kung saan matatagpuan ang mga fossil - sa silangan ng South Africa sa kaharian ng Swaziland. Ngunit ang mga lahi ng Aprika ay dumanas ng malalaking pagbabago sa paglipas ng bilyun-bilyong taon, at ang mga bakas ng mga sinaunang organismo ay nawala.

Sa kasalukuyan, hindi natagpuan ng mga geologist ang simula ng buhay sa mga bato ng Earth. Sa mahigpit na pagsasalita, hindi nila maaaring pangalanan ang pagitan ng oras kung kailan walang buhay na mga organismo. Hindi rin nila matutunton ang maaga - hanggang 3.5 bilyong taon na ang nakararaan - mga yugto ng ebolusyon ng buhay. Higit sa lahat dahil sa kakulangan ng heolohikal na ebidensya, ang misteryo ng pinagmulan ng buhay ay nananatiling hindi nalutas.

Realist at Surrealist

Ang unang kumperensya ng International Society for the Study of the Origin of Life (ISSOL) ay ginanap noong 1973 sa Barcelona. Ang sagisag para sa kumperensyang ito ay iginuhit ni Salvador Dali. Narito kung paano ito nangyari. Si John Oro, isang Amerikanong biochemist, ay palakaibigan sa artista. Noong 1973, nagkita sila sa Paris, kumain sa Maxim's, at pumunta sa isang lecture sa holography. Pagkatapos ng lecture, hindi inaasahang inimbitahan ni Dali ang scientist na pumunta sa kanyang hotel kinabukasan. Dumating si Oro at inabot sa kanya ni Dali ang isang guhit na sumisimbolo sa problema ng chirality sa mga sistema ng buhay. Dalawang kristal ang tumutubo mula sa umaagos na puddle sa isang nakabaligtad na pattern ng hourglass, na nagpapahiwatig ng pagtatapos ng oras ng ebolusyon. Isang babaeng figure ang nakaupo sa kaliwa, isang lalaki ang nakatayo sa kanan at may hawak na butterfly wing, isang DNA worm na umiikot sa pagitan ng mga kristal. Ang kaliwa at kanang mga quartz crystal na ipinapakita sa figure ay kinuha mula sa 1957 na aklat ni Oparin na The Origin of Life on Earth. Sa sorpresa ng siyentipiko, itinago ni Dali ang aklat na ito sa kanyang silid! Pagkatapos ng kumperensya, binisita ng mga Oparin ang Dali, sa baybayin ng Catalonia. Parehong celebrities ay namamatay sa pagnanais na makipag-usap. Isang mahabang pag-uusap ang naganap sa pagitan ng realista at surrealist, na pinasigla ng wika ng mga ekspresyon ng mukha at kilos - pagkatapos ng lahat, nagsalita lamang si Oparin sa Russian.

Mundo ng RNA

Sa teorya ng abiogenesis, ang paghahanap para sa pinagmulan ng buhay ay humahantong sa ideya ng isang sistema na mas simple kaysa sa isang cell. Ang modernong cell ay napaka-kumplikado, ang gawain nito ay nakasalalay sa tatlong mga haligi: DNA, RNA at mga protina. Ang DNA ay nag-iimbak ng namamana na impormasyon, ang mga protina ay nagsasagawa ng mga reaksiyong kemikal ayon sa pamamaraan na inilatag sa DNA, ang impormasyon mula sa DNA hanggang sa mga protina ay ipinadala ng RNA. Ano ang maaaring isama sa isang pinasimple na sistema? Ang ilan sa mga bahagi ng cell, na maaaring, hindi bababa sa, magparami ng sarili nito at umayos ng metabolismo.

Ang paghahanap para sa pinaka sinaunang molekula, kung saan, sa katunayan, nagsimula ang buhay, ay nagpapatuloy sa halos isang siglo. Tulad ng mga geologist na muling nagtatayo ng kasaysayan ng mundo mula sa mga layer ng bato, natuklasan ng mga biologist ang ebolusyon ng buhay ayon sa istruktura ng cell. Ang isang serye ng mga pagtuklas noong ika-20 siglo ay humantong sa hypothesis ng isang kusang ipinanganak na gene na naging ninuno ng buhay. Natural na isipin na ang molekula ng DNA ay maaaring isang pangunahing gene, dahil nag-iimbak ito ng impormasyon tungkol sa istraktura at mga pagbabago dito. Unti-unti, nalaman nila na ang DNA ay hindi maaaring maghatid ng impormasyon sa ibang mga henerasyon, para dito nangangailangan ito ng mga katulong - RNA at mga protina. Nang natuklasan ang mga bagong katangian ng RNA sa ikalawang kalahati ng ika-20 siglo, naging mas angkop ang molekula na ito para sa pangunahing papel sa dula tungkol sa pinagmulan ng buhay.

Ang molekula ng RNA ay mas simple sa istraktura kaysa sa DNA. Ito ay mas maikli at binubuo ng isang thread. Ang molekula na ito ay maaaring magsilbi bilang isang katalista, iyon ay, magsagawa ng mga pumipili na reaksyon ng kemikal, halimbawa, ikonekta ang mga amino acid nang magkasama, at sa partikular, magsagawa ng sarili nitong pagtitiklop, iyon ay, pagpaparami. Tulad ng nalalaman, ang pumipili na aktibidad ng catalytic ay isa sa mga pangunahing katangian na likas sa mga sistema ng pamumuhay. Sa modernong mga selula, ang mga protina lamang ang gumaganap ng function na ito. Marahil ang kakayahang ito ay naipasa sa kanila sa paglipas ng panahon, at sa sandaling ito ay ginawa ng RNA.

Upang malaman kung ano pa ang kaya ng RNA, sinimulan ng mga siyentipiko na i-breed ito nang artipisyal. Sa isang solusyon na puspos ng mga molekula ng RNA, kumukulo ang sarili nitong buhay. Ang mga naninirahan ay nagpapalitan ng mga bahagi at nagpaparami ng kanilang sarili, iyon ay, ang impormasyon ay ipinadala sa mga inapo. Ang kusang pagpili ng mga molekula sa naturang kolonya ay kahawig ng natural na seleksyon, na nangangahulugan na maaari itong kontrolin. Habang lumalaki ang mga breeder ng mga bagong lahi ng mga hayop, sinimulan din nilang palaguin ang RNA na may ninanais na mga katangian. Halimbawa, ang mga molekula na tumutulong sa pagtahi ng mga nucleotide sa mahabang kadena; mga molekula ng mataas na temperatura, at iba pa.

Mga kolonya ng mga molekula sa mga pagkaing Petri - ito ang mundo ng RNA, artipisyal lamang. Ang natural na mundo ng RNA ay maaaring lumitaw 4 bilyong taon na ang nakalilipas sa mainit na puddles at maliliit na lawa, kung saan naganap ang kusang pagpaparami ng mga molekula. Unti-unti, nagsimulang magtipon ang mga molekula sa mga komunidad at makipagkumpitensya sa isa't isa para sa isang lugar sa ilalim ng araw, ang pinakamatibay ay nakaligtas. Totoo, ang paglilipat ng impormasyon sa naturang mga kolonya ay hindi tumpak, at ang mga bagong nakuha na katangian ng isang indibidwal na "indibidwal" ay maaaring mawala, ngunit ang pagkukulang na ito ay sakop ng isang malaking bilang ng mga kumbinasyon. Napakabilis ng pagpili ng RNA, at sa kalahating bilyong taon ay maaaring lumitaw ang isang selula. Nagbibigay ng impetus sa paglitaw ng buhay, ang mundo ng RNA ay hindi nawala, ito ay patuloy na umiiral sa loob ng lahat ng mga organismo sa Earth.

Ang mundo ng RNA ay halos buhay, mayroon na lamang isang hakbang na natitira upang makumpleto ang muling pagbabangon - upang makabuo ng isang cell. Ang cell ay pinaghihiwalay mula sa kapaligiran sa pamamagitan ng isang malakas na lamad, na nangangahulugan na ang susunod na yugto sa ebolusyon ng mundo ng RNA ay ang pagtatapos ng mga kolonya, kung saan ang mga molekula ay nauugnay sa isa't isa, sa isang mataba na lamad. Ang ganitong protocell ay maaaring mangyari nang hindi sinasadya, ngunit upang maging isang ganap na buhay na selula, ang lamad ay kailangang kopyahin mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon. Sa tulong ng artipisyal na pagpili sa kolonya, posible na alisin ang RNA na responsable para sa paglaki ng lamad, ngunit nangyari ba ito? Ang mga may-akda ng mga eksperimento mula sa Massachusetts Institute of Technology USA ay nagbibigay-diin na ang mga resulta na nakuha sa laboratoryo ay hindi nangangahulugang magiging katulad ng tunay na pagpupulong ng isang buhay na cell, at maaaring malayo sa katotohanan. Gayunpaman, hindi pa posible na lumikha ng isang buhay na cell sa isang test tube. Ang mundo ng RNA ay hindi ganap na nagsiwalat ng mga lihim nito.

Paano nagmula ang buhay sa Earth? Ang mga detalye ay hindi alam ng sangkatauhan, ngunit ang mga prinsipyong batong panulok ay naitatag na. Mayroong dalawang pangunahing teorya at maraming mga menor de edad. Kaya, ayon sa pangunahing bersyon, ang mga organikong sangkap ay dumating sa Earth mula sa kalawakan, ayon sa isa pa, ang lahat ay nangyari sa Earth. Narito ang ilan sa mga pinakasikat na turo.

Panspermia

Paano nabuo ang ating Daigdig? Ang talambuhay ng planeta ay natatangi, at sinusubukan ng mga tao na malutas ito sa iba't ibang paraan. Mayroong hypothesis na ang buhay na umiiral sa uniberso ay ipinamahagi sa tulong ng mga meteoroid (mga celestial body na intermediate sa laki sa pagitan ng interplanetary dust at isang asteroid), mga asteroid at mga planeta. Ipinapalagay na may mga anyo ng buhay na makatiis sa pagkakalantad (radiation, vacuum, mababang temperatura, atbp.). Ang mga ito ay tinatawag na extremophiles (kabilang ang bacteria at microorganisms).

Napupunta sila sa mga labi at alikabok, na itinapon sa kalawakan pagkatapos i-save, kaya, buhay pagkatapos ng pagkamatay ng maliliit na katawan ng solar system. Ang bakterya ay maaaring maglakbay nang pahinga nang mahabang panahon bago ang isa pang random na banggaan sa ibang mga planeta.

Maaari rin silang makihalubilo sa mga protoplanetary disk (siksik na ulap ng gas sa paligid ng isang batang planeta). Kung sa isang bagong lugar ang "mga matiyaga ngunit inaantok na mga sundalo" ay nahulog sa paborableng mga kondisyon, sila ay nagiging aktibo. Nagsisimula ang proseso ng ebolusyon. Ang kasaysayan ay nalalahad sa tulong ng mga pagsisiyasat. Ang data mula sa mga instrumento na nasa loob ng mga kometa ay nagpapahiwatig na sa karamihan ng mga kaso, ang posibilidad ay nakumpirma na tayong lahat ay "isang maliit na dayuhan", dahil ang duyan ng buhay ay espasyo.

Biopoiesis

At narito ang isa pang opinyon kung paano nagmula ang buhay. Sa Earth mayroong nabubuhay at walang buhay. Ang ilang mga agham ay malugod na tinatanggap ang abiogenesis (biopoesis), na nagpapaliwanag kung paano, sa kurso ng natural na pagbabago, ang biyolohikal na buhay ay lumitaw mula sa hindi organikong bagay. Karamihan sa mga amino acid (tinatawag ding mga bloke ng gusali ng lahat ng nabubuhay na organismo) ay maaaring mabuo gamit ang mga natural na reaksiyong kemikal na walang kaugnayan sa buhay.

Ito ay kinumpirma ng eksperimento ng Muller-Urey. Noong 1953, ang isang siyentipiko ay nagpatakbo ng kuryente sa pamamagitan ng pinaghalong mga gas at gumawa ng ilang mga amino acid sa mga kondisyon ng laboratoryo na gayahin ang mga nasa unang bahagi ng Earth. Sa lahat ng nabubuhay na nilalang, ang mga amino acid ay nababago sa mga protina sa ilalim ng impluwensya ng mga nucleic acid, ang genetic memory custodian.

Ang huli ay na-synthesize nang nakapag-iisa sa pamamagitan ng biochemical na paraan, at ang mga protina ay nagpapabilis (nag-catalyze) sa proseso. Alin sa mga organikong molekula ang una? At paano sila nakipag-ugnayan? Ang Abiogenesis ay nasa proseso ng paghahanap ng sagot.

Mga uso sa cosmogonic

Ito ang doktrina ng espasyo. Sa isang tiyak na konteksto ng agham at astronomiya sa kalawakan, ang termino ay tumutukoy sa teorya ng paglikha (at pag-aaral) ng solar system. Ang mga pagtatangka na tumungo sa naturalistic cosmogony ay hindi naninindigan sa pagsisiyasat. Una, hindi maipaliwanag ng mga umiiral na teoryang siyentipiko ang pangunahing bagay: paano lumitaw ang Uniberso mismo?

Pangalawa, walang pisikal na modelo na nagpapaliwanag sa mga pinakaunang sandali ng pagkakaroon ng uniberso. Sa nabanggit na teorya, walang konsepto ng quantum gravity. Bagama't sinasabi ng mga string theorists na ang mga elementary particle ay nagmumula sa mga vibrations at interaksyon ng mga quantum strings, ang mga nag-aaral sa pinagmulan at mga kahihinatnan ng Big Bang (loop quantum cosmology) ay hindi sumasang-ayon dito. Naniniwala sila na mayroon silang mga formula upang ilarawan ang modelo sa mga tuntunin ng mga field equation.

Sa tulong ng mga cosmogonic hypotheses, ipinaliwanag ng mga tao ang pagkakapareho ng paggalaw at komposisyon ng mga celestial na katawan. Matagal bago lumitaw ang buhay sa Earth, napuno ng bagay ang lahat ng espasyo at pagkatapos ay umunlad.

Endosymbiont

Ang endosymbiotic na bersyon ay unang binuo ng Russian botanist na si Konstantin Merezhkovsky noong 1905. Naniniwala siya na ang ilang mga organelle ay nagmula bilang free-living bacteria at dinala sa isa pang cell bilang endosymbionts. Nag-evolve ang Mitochondria mula sa proteobacteria (partikular na Rickettsiales o malapit na kamag-anak) at mga chloroplast mula sa cyanobacteria.

Iminumungkahi nito na maraming mga anyo ng bakterya ang pumasok sa symbiosis sa pagbuo ng isang eukaryotic cell (ang mga eukaryote ay mga selula ng mga buhay na organismo na naglalaman ng nucleus). Ang pahalang na paglipat ng genetic na materyal sa pagitan ng bakterya ay pinadali din ng mga symbiotic na relasyon.

Ang paglitaw ng iba't ibang anyo ng buhay ay maaaring naunahan ng Last Common Ancestor (LUA) ng mga modernong organismo.

Kusang panganganak

Hanggang sa unang bahagi ng ika-19 na siglo, karaniwang itinatakwil ng mga tao ang "biglaan" bilang paliwanag kung paano nagsimula ang buhay sa Earth. Ang hindi inaasahang kusang henerasyon ng ilang anyo ng buhay mula sa walang buhay na bagay ay tila hindi kapani-paniwala sa kanila. Ngunit naniniwala sila sa pagkakaroon ng heterogenesis (isang pagbabago sa paraan ng pagpaparami), kapag ang isa sa mga anyo ng buhay ay nagmula sa ibang species (halimbawa, mga bubuyog mula sa mga bulaklak). Ang mga klasikal na ideya tungkol sa kusang henerasyon ay bumagsak sa mga sumusunod: lumitaw ang ilang kumplikadong buhay na organismo dahil sa pagkabulok ng mga organikong sangkap.

Ayon kay Aristotle, ito ay isang madaling makitang katotohanan: ang mga aphids ay nagmumula sa hamog na nahuhulog sa mga halaman; langaw - mula sa nasirang pagkain, daga - mula sa maruming dayami, buwaya - mula sa nabubulok na mga troso sa ilalim ng mga reservoir, at iba pa. Ang teorya ng kusang henerasyon (pinabulaanan ng Kristiyanismo) ay lihim na umiral sa loob ng maraming siglo.

Karaniwang tinatanggap na ang teorya ay pinabulaanan sa wakas noong ika-19 na siglo ng mga eksperimento ni Louis Pasteur. Hindi pinag-aralan ng siyentipiko ang pinagmulan ng buhay, pinag-aralan niya ang hitsura ng mga mikrobyo upang makalaban sa mga nakakahawang sakit. Gayunpaman, ang ebidensya ni Pasteur ay hindi na kontrobersyal, ngunit mahigpit na siyentipiko.

Clay Theory at Sequential Creation

Ang paglitaw ng buhay sa batayan ng luad? pwede ba yun? Isang Scottish chemist na nagngangalang A.J. Kearns-Smith mula sa University of Glasgow noong 1985 ang may-akda ng naturang teorya. Batay sa mga katulad na pagpapalagay ng iba pang mga siyentipiko, siya ay nagtalo na ang mga organikong particle, na nasa pagitan ng mga layer ng luad at nakikipag-ugnayan sa kanila, ay pinagtibay ang paraan ng pag-iimbak ng impormasyon at paglaki. Kaya, itinuturing ng siyentipiko ang "clay gene" na pangunahin. Sa una, ang mineral at ang nascent na buhay ay umiral nang magkasama, ngunit sa isang tiyak na yugto sila ay "tumakbo".

Ang ideya ng pagkawasak (kaguluhan) sa umuusbong na mundo ay nagbigay daan para sa teorya ng sakuna bilang isa sa mga nangunguna sa teorya ng ebolusyon. Naniniwala ang mga tagapagtaguyod nito na ang Daigdig ay naapektuhan ng biglaang, panandalian, magulong mga pangyayari sa nakaraan, at ang kasalukuyan ay ang susi sa nakaraan. Ang bawat susunod na sakuna ay sumira sa umiiral na buhay. Ang kasunod na paglikha ay muling binuhay ito na iba sa nauna.

materyalistikong doktrina

At narito ang isa pang bersyon kung paano nagmula ang buhay sa Earth. Iniharap ito ng mga materyalista. Naniniwala sila na ang buhay ay lumitaw bilang isang resulta ng unti-unting pagbabagong kemikal na pinalawig sa oras at espasyo, na, sa lahat ng posibilidad, ay naganap halos 3.8 bilyong taon na ang nakalilipas. Ang pag-unlad na ito ay tinatawag na molekular, nakakaapekto ito sa lugar ng deoxyribonucleic at ribonucleic acid at mga protina (protina).

Bilang isang pang-agham na kalakaran, ang doktrina ay lumitaw noong 1960s, nang ang aktibong pananaliksik ay isinagawa na nakakaapekto sa molecular at evolutionary biology, genetics ng populasyon. Sinubukan ng mga siyentipiko na maunawaan at patunayan ang mga kamakailang natuklasan tungkol sa mga nucleic acid at protina.

Ang isa sa mga pangunahing paksa na nagpasigla sa pag-unlad ng larangang ito ng kaalaman ay ang ebolusyon ng enzymatic function, ang paggamit ng nucleic acid divergence bilang isang "molecular clock". Ang pagsisiwalat nito ay nag-ambag sa isang mas malalim na pag-aaral ng pagkakaiba-iba (pagsasanga) ng mga species.

organikong pinagmulan

Tungkol sa kung paano lumitaw ang buhay sa Earth, ang mga tagasuporta ng doktrinang ito ay nagtatalo bilang mga sumusunod. Ang pagbuo ng mga species ay nagsimula nang matagal na ang nakalipas - higit sa 3.5 bilyong taon na ang nakalilipas (ang bilang ay nagpapahiwatig ng panahon kung saan umiiral ang buhay). Marahil, sa una ay nagkaroon ng mabagal at unti-unting proseso ng pagbabago, at pagkatapos ay nagsimula ang isang mabilis (sa loob ng Uniberso) na yugto ng pagpapabuti, isang paglipat mula sa isang static na estado patungo sa isa pa sa ilalim ng impluwensya ng mga umiiral na kondisyon.

Ang ebolusyon, na kilala bilang biyolohikal o organiko, ay ang proseso ng pagbabago sa paglipas ng panahon ng isa o higit pang mga minanang katangian na makikita sa mga populasyon ng mga organismo. Ang mga namamana na katangian ay mga espesyal na tampok na nakikilala, kabilang ang anatomical, biochemical at behavioral, na ipinapadala mula sa isang henerasyon patungo sa isa pa.

Ang ebolusyon ay humantong sa pagkakaiba-iba at pagkakaiba-iba ng lahat ng nabubuhay na organismo (diversification). Ang ating makulay na mundo ay inilarawan ni Charles Darwin bilang "walang katapusang mga anyo, ang pinakamaganda at ang pinakakahanga-hanga." Ang isang tao ay nakakakuha ng impresyon na ang pinagmulan ng buhay ay isang kuwento na walang simula o wakas.

espesyal na paglikha

Ayon sa teoryang ito, lahat ng anyo ng buhay na umiiral ngayon sa planetang Earth ay nilikha ng Diyos. Sina Adan at Eva ang unang lalaki at babae na nilikha ng Makapangyarihan. Ang buhay sa Lupa ay nagsimula sa kanila, naniniwala sa mga Kristiyano, Muslim at Hudyo. Tatlong relihiyon ang sumang-ayon na nilikha ng Diyos ang sansinukob sa loob ng pitong araw, na ginawang ang ikaanim na araw ang kasukdulan ng paggawa: nilikha niya si Adan mula sa alabok ng lupa at si Eva mula sa kanyang tadyang.

Sa ikapitong araw ay nagpahinga ang Diyos. Pagkatapos ay bumuntong-hininga siya at nagpadala upang bantayan ang hardin na tinatawag na Eden. Sa gitna ay tumubo ang Puno ng Buhay at Puno ng Kaalaman ng Kabutihan. Pinahintulutan ng Diyos na kainin ang mga bunga ng lahat ng puno sa hardin, maliban sa Puno ng Kaalaman (“sa araw na kainin mo ang mga ito ay mamamatay ka”).

Ngunit hindi sumunod ang mga tao. Ang Qur'an ay nagsabi na si Adan ay nag-alok na tikman ang mansanas. Pinatawad ng Diyos ang mga makasalanan at pinadala silang dalawa sa lupa bilang kanyang mga kinatawan. At gayon pa man... Saan nanggaling ang buhay sa Earth? Tulad ng nakikita mo, walang iisang sagot. Bagama't ang mga modernong siyentipiko ay lalong nagiging hilig sa abiogenic (inorganic) na teorya ng pinagmulan ng lahat ng nabubuhay na bagay.

Mayroong hypothesis tungkol sa posibleng pagpasok ng bacteria, microbes at iba pang maliliit na organismo sa pamamagitan ng pagpapakilala ng celestial bodies. Nabuo ang mga organismo at bilang resulta ng mga pangmatagalang pagbabago, unti-unting lumitaw ang buhay sa Earth. Isinasaalang-alang ng hypothesis ang mga organismo na maaaring gumana kahit sa isang anoxic na kapaligiran at sa abnormal na mataas o mababang temperatura.

Ito ay dahil sa pagkakaroon ng migrant bacteria sa mga asteroid at meteorites, na mga fragment mula sa banggaan ng mga planeta o iba pang mga katawan. Dahil sa pagkakaroon ng isang panlabas na shell na lumalaban sa pagsusuot, gayundin dahil sa kakayahang pabagalin ang lahat ng mga proseso ng buhay (kung minsan ay nagiging spore), ang ganitong uri ng buhay ay nakakagalaw nang napakatagal at napakatagal. mga distansya.

Kapag pumapasok sa mas magiliw na mga kondisyon, i-activate ng "intergalactic traveller" ang mga pangunahing function na sumusuporta sa buhay. At nang hindi namamalayan, bumubuo sila, sa paglipas ng panahon, ng buhay sa Earth.

Buhay mula sa walang buhay

Ang katotohanan ng pagkakaroon ng mga sintetiko at organikong sangkap ngayon ay hindi maikakaila. Bukod dito, noong ikalabinsiyam na siglo, ang siyentipikong Aleman na si Friedrich Wöhler ay nag-synthesize ng organikong bagay (urea) mula sa hindi organikong bagay (ammonium cyanate). Pagkatapos ay na-synthesize ang mga hydrocarbon. Kaya, ang buhay sa planetang Earth ay malamang na nagmula sa pamamagitan ng synthesis mula sa inorganic na materyal. Sa pamamagitan ng abiogenesis, inilalagay ang mga teorya ng pinagmulan ng buhay.

Dahil ang pangunahing papel sa istraktura ng anumang organikong organismo ay nilalaro ng mga amino acid. Magiging lohikal na ipagpalagay na sila ay kasangkot sa pag-aayos ng Earth na may buhay. Batay sa data na nakuha mula sa eksperimento nina Stanley Miller at Harold Urey (ang pagbuo ng mga amino acid sa pamamagitan ng pagpasa ng isang electric charge sa pamamagitan ng mga gas), maaari nating pag-usapan ang posibilidad ng pagbuo ng mga amino acid. Pagkatapos ng lahat, ang mga amino acid ay ang mga bloke ng gusali kung saan ang mga kumplikadong sistema ng katawan at anumang buhay, ayon sa pagkakabanggit, ay binuo.

Cosmogonic hypothesis

Marahil ang pinakasikat na interpretasyon sa lahat, na alam ng bawat estudyante. Ang Big Bang Theory ay naging at nananatiling mainit na paksa ng talakayan. Ang Big Bang ay nagmula sa isang solong punto ng akumulasyon ng enerhiya, bilang isang resulta kung saan ang Uniberso ay lumawak nang malaki. Nabuo ang mga cosmic na katawan. Sa kabila ng lahat ng pagkakapare-pareho, hindi ipinapaliwanag ng Big Bang Theory ang pagbuo ng uniberso mismo. Sa katunayan, walang umiiral na hypothesis ang makapagpaliwanag nito.

Symbiosis ng mga organelles ng mga nuclear organism

Ang bersyon na ito ng pinagmulan ng buhay sa Earth ay tinatawag ding endosymbiosis. Ang malinaw na mga probisyon ng system ay iginuhit ng Russian botanist at zoologist na si K. S. Merezhkovsky. Ang kakanyahan ng konseptong ito ay nakasalalay sa kapwa kapaki-pakinabang na pagsasama ng organelle kasama ang cell. Na, sa turn, ay nagmumungkahi ng endosymbiosis, bilang isang symbiosis na kapaki-pakinabang para sa parehong partido sa pagbuo ng mga eukaryotic cell (mga cell kung saan naroroon ang isang nucleus). Pagkatapos, sa tulong ng paglipat ng genetic na impormasyon sa pagitan ng bakterya, ang kanilang pag-unlad at pagtaas ng populasyon ay natupad. Ayon sa bersyon na ito, ang lahat ng karagdagang pag-unlad ng buhay at mga anyo ng buhay ay dahil sa nakaraang ninuno ng mga modernong species.

Sunod sunod na henerasyon

Ang ganitong uri ng pahayag noong ikalabinsiyam na siglo, ay hindi maaaring kunin nang walang bahagi ng pag-aalinlangan. Ang biglaang paglitaw ng mga species, lalo na ang pagbuo ng buhay mula sa mga di-nabubuhay na bagay, ay tila isang pantasiya para sa mga tao noong panahong iyon. Kasabay nito, ang heterogenesis (ang paraan ng pagpaparami, bilang isang resulta kung saan ang mga indibidwal ay ipinanganak na ibang-iba sa mga magulang) ay kinikilala bilang isang makatwirang paliwanag ng buhay. Ang isang simpleng halimbawa ay ang pagbuo ng isang kumplikadong mabubuhay na sistema mula sa mga nabubulok na sangkap.

Halimbawa, sa parehong Egypt, ang mga hieroglyph ng Egypt ay nag-uulat ng hitsura ng isang magkakaibang buhay mula sa tubig, buhangin, nabubulok at nabubulok na mga labi ng halaman. Ang balitang ito ay hindi mabigla sa mga sinaunang pilosopong Griyego. Doon, ang paniniwala tungkol sa pinagmulan ng buhay mula sa walang buhay ay nakita bilang isang katotohanan na hindi nangangailangan ng pagpapatunay. Ang dakilang pilosopong Griego na si Aristotle ay nagsalita tungkol sa nakikitang katotohanan sa ganitong paraan: "Ang mga aphids ay nabuo mula sa bulok na pagkain, ang buwaya ay resulta ng mga proseso sa nabubulok na mga troso sa ilalim ng tubig." Mahiwaga, ngunit sa kabila ng lahat ng uri ng pag-uusig mula sa simbahan, ang paniniwala sa ilalim ng dibdib ng misteryo ay nabuhay sa loob ng isang siglo.

Ang mga debate tungkol sa buhay sa Earth ay hindi maaaring magpatuloy magpakailanman. Iyon ang dahilan kung bakit, sa pagtatapos ng ikalabinsiyam na siglo, ang French microbiologist at chemist na si Louis Pasteur ay nagsagawa ng kanyang mga pagsusuri. Ang kanyang pananaliksik ay mahigpit na siyentipiko. Ang eksperimento ay isinagawa noong 1860-1862. Salamat sa pag-alis ng mga hindi pagkakaunawaan mula sa isang inaantok na estado, nalutas ni Pasteur ang problema ng kusang henerasyon ng buhay. (Kung saan siya ay ginawaran ng premyo ng French Academy of Sciences)

Paglikha ng pagkakaroon mula sa ordinaryong luad

Parang kabaliwan, ngunit sa katotohanan ang paksang ito ay may karapatan sa buhay. Pagkatapos ng lahat, ito ay hindi walang kabuluhan na ang Scottish scientist, A.J. Cairns-Smith, ay naglagay ng isang teorya ng protina tungkol sa buhay. Malakas na bumubuo ng batayan ng mga katulad na pag-aaral, pinag-usapan niya ang pakikipag-ugnayan sa antas ng molekular sa pagitan ng mga organikong sangkap at simpleng luad ... Ang pagiging nasa ilalim ng impluwensya nito, ang mga bahagi ay nabuo ang mga matatag na sistema kung saan ang mga pagbabago ay naganap sa istraktura ng parehong mga bahagi, at pagkatapos ay ang pagbuo ng isang napapanatiling buhay. Sa ganoong kakaiba at orihinal na paraan, ipinaliwanag ni Kearns-Smith ang kanyang posisyon. Ang mga clay crystals, na may mga biological inclusions dito, ay nagsilang ng buhay na magkasama, pagkatapos ay natapos ang kanilang "kooperasyon".

Teorya ng permanenteng sakuna

Ayon sa konsepto na binuo ni Georges Cuvier, ang mundo na nakikita mo ngayon ay hindi pangunahin. At kung ano siya, kaya ito ay isa pang link sa isang patuloy na punit na kadena. Nangangahulugan ito na nabubuhay tayo sa isang mundo na sa kalaunan ay sasailalim sa isang malawakang pagkalipol ng buhay. Kasabay nito, hindi lahat ng bagay sa Earth ay sumailalim sa pandaigdigang pagkawasak (halimbawa, nagkaroon ng baha). Ang ilang mga species, sa kurso ng kanilang kakayahang umangkop, ay nakaligtas, sa gayon ay naninirahan sa Earth. Ang istraktura ng mga species at buhay, ayon kay Georges Cuvier, ay nanatiling hindi nagbabago.

Ang bagay bilang isang layunin na katotohanan

Ang pangunahing tema ng pagtuturo ay iba't ibang mga sphere at mga lugar na naglalapit sa pag-unawa sa ebolusyon, mula sa punto ng view ng mga eksaktong agham. (Ang materyalismo ay isang pananaw sa mundo sa pilosopiya na naghahayag ng lahat ng sanhi ng pangyayari, phenomena at salik ng katotohanan. Ang mga batas ay naaangkop sa tao, lipunan, sa Daigdig). Ang teorya ay iniharap ng mga kilalang tagasunod ng materyalismo, na naniniwala na ang buhay sa Earth ay nagmula sa mga pagbabago sa antas ng kimika. Bukod dito, naganap ang mga ito halos 4 bilyong taon na ang nakalilipas. Ang paliwanag ng buhay ay may direktang koneksyon sa DNA, (deoxyribonucleic acid) RNA (ribonucleic acid), gayundin sa ilang IUD (high molecular weight compounds, sa kasong ito- mga protina.)

Ang konsepto ay nabuo sa pamamagitan ng siyentipikong pananaliksik, na inilalantad ang kakanyahan ng molecular at genetic biology, genetics. Ang mga pinagmumulan ay may awtoridad, lalo na sa kanilang kabataan. Pagkatapos ng lahat, ang mga pag-aaral ng hypothesis tungkol sa mundo ng RNA ay nagsimulang isagawa sa pagtatapos ng ikadalawampu siglo. Isang malaking kontribusyon sa teorya ang ginawa ni Carl Richard Woese.

Mga turo ni Charles Darwin

Sa pagsasalita tungkol sa pinagmulan ng mga species, imposibleng hindi banggitin ang isang tunay na napakatalino na tao bilang Charles Darwin. Ang kanyang gawain sa buhay, ang natural na pagpili, ay naglatag ng pundasyon para sa mga kilusang atheist ng masa. Sa kabilang banda, nagbigay ito ng hindi pa nagagawang impetus sa agham, isang hindi mauubos na lugar para sa pananaliksik at pag-eeksperimento. Ang kakanyahan ng doktrina ay ang kaligtasan ng mga species sa buong kasaysayan, sa pamamagitan ng pag-angkop ng mga organismo sa mga lokal na kondisyon, ang pagbuo ng mga bagong tampok na makakatulong sa isang mapagkumpitensyang kapaligiran.

Ang ebolusyon ay tumutukoy sa ilang proseso na naglalayong baguhin ang buhay ng isang organismo at ang mismong organismo sa paglipas ng panahon. Sa ilalim ng mga namamana na katangian, ang ibig nilang sabihin ay ang paglipat ng asal, genetic, o iba pang uri ng impormasyon (paghahatid mula sa ina patungo sa anak.)

Ang pangunahing puwersa ng paggalaw ng ebolusyon, ayon kay Darwin, ay ang pakikibaka para sa karapatang umiral, sa pamamagitan ng pagpili at pagkakaiba-iba ng mga species. Sa ilalim ng impluwensya ng mga ideyang Darwinian, sa simula ng ikadalawampu siglo, ang pananaliksik ay aktibong isinagawa sa mga tuntunin ng ekolohiya, pati na rin ang genetika. Ang pagtuturo ng zoology ay nagbago nang malaki.

Paglikha ng Diyos

Maraming tao mula sa iba't ibang panig ng mundo ang nagpapahayag pa rin ng pananampalataya sa Diyos. Ang Creationism ay isang interpretasyon ng pagbuo ng buhay sa Earth. Ang interpretasyon ay binubuo ng isang sistema ng mga pahayag batay sa Bibliya at isinasaalang-alang ang buhay bilang isang nilalang ng isang diyos na lumikha. Ang data ay kinuha mula sa "Lumang Tipan", "Ebanghelyo" at iba pang mga sagradong kasulatan.

Ang mga interpretasyon ng paglikha ng buhay sa iba't ibang relihiyon ay medyo magkatulad. Ayon sa Bibliya, nilikha ang lupa sa loob ng pitong araw. Ang langit, ang celestial body, tubig at iba pa, ay nilikha sa loob ng limang araw. Sa ikaanim na araw, nilikha ng Diyos si Adan mula sa putik. Nang makita ang isang nababato, malungkot na tao, nagpasya ang Diyos na lumikha ng isa pang himala. Kinuha niya ang tadyang ni Adan, nilikha niya si Eva. Ang ikapitong araw ay kinilala bilang isang araw ng pahinga.

Nabuhay sina Adan at Eva nang walang problema, hanggang sa nagpasya ang masamang demonyo sa anyo ng isang ahas na tuksuhin si Eva. Pagkatapos ng lahat, sa gitna ng paraiso ay nakatayo ang puno ng kaalaman ng mabuti at masama. Inanyayahan ng unang ina si Adan na makisalo sa pagkain, sa gayon ay nilalabag ang salitang ibinigay sa Diyos (ipinagbawal niya ang paghawak sa mga ipinagbabawal na prutas.)

Ang mga unang tao ay pinatalsik sa ating mundo, sa gayon ay sinimulan ang kasaysayan ng lahat ng sangkatauhan at buhay sa Earth.

Ang tanong ng pinagmulan ng buhay sa Earth ay isa sa mga pinakamahirap na tanong ng modernong natural na agham, kung saan walang malinaw na sagot sa ngayon.

Mayroong ilang mga teorya tungkol sa pinagmulan ng buhay sa Earth, ang pinakasikat sa mga ito ay:

• teorya ng kusang (spontaneous) na henerasyon;
• ang teorya ng creationism (o paglikha);
• teorya ng matatag na estado;
• teorya ng panspermia;
• teorya ng biochemical evolution (ang teorya ng A.I. Oparin).

Isaalang-alang ang mga pangunahing probisyon ng mga teoryang ito.

Teorya ng kusang (spontaneous) na henerasyon

Ang teorya ng kusang henerasyon ng buhay ay laganap sa sinaunang mundo - Babylon, China, Ancient Egypt at Ancient Greece (Aristotle, sa partikular, ay sumunod sa teoryang ito).

Ang mga siyentipiko ng sinaunang mundo at medieval na Europa ay naniniwala na ang mga nabubuhay na nilalang ay patuloy na nagmumula sa walang buhay na bagay: mga uod mula sa putik, mga palaka mula sa putik, mga alitaptap mula sa hamog sa umaga, atbp. Kaya, ang sikat na Dutch scientist noong ika-17 siglo. Seryosong inilarawan ni Van Helmont sa kanyang scientific treatise ang isang karanasan kung saan nakuha niya ang mga daga sa isang naka-lock na madilim na aparador nang direkta mula sa isang maruming kamiseta at isang dakot ng trigo sa loob ng 3 linggo. Sa unang pagkakataon, nagpasya ang Italyano na siyentipiko na si Francesco Redi (1688) na isailalim ang malawak na tinatanggap na teorya sa eksperimental na pagpapatunay. Naglagay siya ng ilang piraso ng karne sa mga sisidlan at tinakpan ang ilan sa mga ito ng muslin. Sa mga bukas na sisidlan, lumitaw ang mga puting uod sa ibabaw ng nabubulok na karne - fly larvae. Walang mga fly larvae sa mga sisidlan na natatakpan ng muslin. Kaya, napatunayan ni F. Redi na ang fly larvae ay hindi lumilitaw mula sa nabubulok na karne, ngunit mula sa mga itlog na inilatag ng mga langaw sa ibabaw nito.

Noong 1765, ang sikat na Italyano na siyentipiko at manggagamot na si Lazzaro Spalanzani ay nagluto ng mga sabaw ng karne at gulay sa mga selyadong glass flasks. Ang mga sabaw sa selyadong prasko ay hindi lumala. Napagpasyahan niya na sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura ang lahat ng nabubuhay na nilalang na may kakayahang magdulot ng pagkasira ng sabaw ay namatay. Gayunpaman, ang mga eksperimento ni F. Redi at L. Spalanzani ay hindi nakumbinsi ang lahat. Vitalist na mga siyentipiko (mula sa lat. vita- buhay) ay naniniwala na ang kusang henerasyon ng mga nabubuhay na nilalang ay hindi nangyayari sa isang pinakuluang sabaw, dahil ang isang espesyal na "puwersa ng buhay" ay nawasak dito, na hindi maaaring tumagos sa isang selyadong sisidlan, dahil dinadala ito sa hangin.

Ang mga pagtatalo tungkol sa posibilidad ng kusang pagbuo ng buhay ay tumindi na may kaugnayan sa pagtuklas ng mga microorganism. Kung ang mga kumplikadong buhay na nilalang ay hindi maaaring magparami nang kusang, marahil ang mga mikroorganismo?

Kaugnay nito, noong 1859, inihayag ng French Academy ang paggawad ng isang premyo sa isa na sa wakas ay nagpasya sa tanong ng posibilidad o imposibilidad ng kusang henerasyon ng buhay. Ang parangal na ito ay natanggap noong 1862 ng sikat na French chemist at microbiologist na si Louis Pasteur. Katulad ni Spalanzani, nagluto siya ng nutrient broth sa isang glass flask, ngunit ang flask ay hindi ordinaryo, ngunit may leeg sa anyo ng 5-shaped tube. Ang hangin, at samakatuwid ang "puwersa ng buhay", ay maaaring tumagos sa prasko, ngunit ang alikabok, at kasama nito ang mga mikroorganismo na nasa hangin, ay tumira sa ibabang siko ng 5 hugis na tubo, at ang sabaw sa prasko ay nanatiling sterile (Larawan 1). Gayunpaman, sulit na basagin ang leeg ng prasko o banlawan ang ibabang tuhod ng 5 hugis na tubo na may sterile na sabaw, dahil ang sabaw ay nagsimulang mabilis na maging maulap - lumitaw ang mga mikroorganismo dito.

Kaya, salamat sa gawain ni Louis Pasteur, ang teorya ng kusang henerasyon ay kinilala bilang hindi mapanindigan at ang teorya ng biogenesis ay itinatag sa siyentipikong mundo, isang maikling pormulasyon kung saan ay - "lahat ng nabubuhay ay mula sa mga bagay na may buhay."

kanin. 1. Pasteur flask

Gayunpaman, kung ang lahat ng nabubuhay na organismo sa makasaysayang nakikinita na panahon ng pag-unlad ng tao ay nagmula lamang sa iba pang mga buhay na organismo, ang tanong ay natural na bumangon: kailan at paano lumitaw ang mga unang nabubuhay na organismo sa Earth?

Teorya ng paglikha

Teorya ng paglikha Ipinapalagay na ang lahat ng nabubuhay na organismo (o ang kanilang pinakasimpleng anyo lamang) ay nilikha ("dinisenyo") sa isang tiyak na yugto ng panahon ng ilang supernatural na nilalang (diyos, ganap na ideya, supermind, supercivilization, atbp.). Malinaw na ang mga tagasunod ng karamihan sa mga nangungunang relihiyon sa mundo, lalo na ang relihiyong Kristiyano, ay sumunod sa puntong ito ng pananaw mula noong sinaunang panahon.

Ang teorya ng creationism ay laganap pa rin, hindi lamang sa relihiyon, kundi pati na rin sa mga siyentipikong bilog. Karaniwan itong ginagamit upang ipaliwanag ang pinaka-kumplikado, hindi nalutas na mga isyu ng biochemical at biological evolution na nauugnay sa paglitaw ng mga protina at nucleic acid, ang pagbuo ng mekanismo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga ito, ang paglitaw at pagbuo ng mga indibidwal na kumplikadong organelles o organo (tulad ng ang ribosome, mata o utak). Ang mga gawa ng pana-panahong "paglikha" ay nagpapaliwanag din ng kawalan ng malinaw na transisyonal na mga link mula sa isang uri ng hayop
sa isa pa, halimbawa, mula sa mga uod hanggang sa mga arthropod, mula sa mga unggoy hanggang sa mga tao, atbp. Dapat bigyang-diin na ang pilosopikal na pagtatalo tungkol sa primacy ng kamalayan (supermind, ganap na ideya, diyos) o bagay ay sa panimula ay hindi malulutas, gayunpaman, dahil ang isang pagtatangka na ipaliwanag ang anumang mga paghihirap ng modernong biochemistry at teorya ng ebolusyon sa pamamagitan ng pangunahing hindi maunawaan na mga supernatural na gawa ng paglikha ay tumatagal. ang mga isyung ito na lampas sa saklaw ng siyentipikong pananaliksik, ang teorya ng creationism ay hindi maaaring maiugnay sa kategorya ng mga siyentipikong teorya ng pinagmulan ng buhay sa Earth.

Mga teorya ng steady state at panspermia

Ang parehong mga teoryang ito ay mga pantulong na elemento ng isang solong larawan ng mundo, ang kakanyahan nito ay ang mga sumusunod: ang uniberso ay umiiral magpakailanman at ang buhay ay umiiral dito magpakailanman (nakatigil na estado). Ang buhay ay dinadala mula sa planeta patungo sa planeta sa pamamagitan ng "mga buto ng buhay" na naglalakbay sa kalawakan, na maaaring maging bahagi ng mga kometa at meteorite (panspermia). Ang magkatulad na pananaw sa pinagmulan ng buhay ay ginanap, sa partikular, ng Academician V.I. Vernadsky.

Gayunpaman, ang teorya ng nakatigil na estado, na ipinapalagay ang isang walang katapusang pag-iral ng uniberso, ay hindi naaayon sa data ng modernong astrophysics, ayon sa kung saan ang uniberso ay lumitaw kamakailan lamang (mga 16 bilyong taon na ang nakalilipas) sa pamamagitan ng isang pangunahing pagsabog. .

Malinaw na ang parehong mga teorya (panspermia at nakatigil na estado) ay hindi nag-aalok ng isang paliwanag sa mekanismo ng pangunahing pinagmulan ng buhay, paglilipat nito sa ibang mga planeta (panspermia) o paglipat nito sa kawalang-hanggan sa oras (ang teorya ng isang nakatigil estado).

Teorya ng biochemical evolution (teorya ng A.I. Oparin)

Sa lahat ng mga teorya ng pinagmulan ng buhay, ang pinakakaraniwan at kinikilala sa siyentipikong mundo ay ang teorya ng biochemical evolution, na iminungkahi noong 1924 ng Soviet biochemist Academician A.I. Oparin (noong 1936 ay inilarawan niya ito nang detalyado sa kanyang aklat na The Emergence of Life).

Ang kakanyahan ng teoryang ito ay ang biological evolution - i.e. ang paglitaw, pag-unlad at komplikasyon ng iba't ibang anyo ng mga nabubuhay na organismo, ay nauna sa ebolusyon ng kemikal - isang mahabang panahon sa kasaysayan ng Daigdig, na nauugnay sa paglitaw, komplikasyon at pagpapabuti ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga yunit ng elementarya, "mga brick" na bumubuo sa lahat ng nabubuhay na bagay - mga organikong molekula.

Prebiological (kemikal) evolution

Ayon sa karamihan ng mga siyentipiko (pangunahin ang mga astronomo at geologist), ang Earth ay nabuo bilang isang celestial body mga 5 bilyong taon na ang nakalilipas. sa pamamagitan ng condensation ng mga particle ng isang gas at dust cloud na umiikot sa paligid ng Araw.

Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng compressive, ang mga particle kung saan nabuo ang Earth ay naglalabas ng isang malaking halaga ng init. Ang mga reaksyon ng thermonuclear ay nagsisimula sa bituka ng Earth. Bilang isang resulta, ang Earth ay nagiging sobrang init. Kaya, 5 bilyong taon na ang nakalilipas Ang lupa ay isang mainit na bola na dumadaloy sa kalawakan, ang temperatura sa ibabaw na umabot sa 4000-8000°C (laugh. 2).

Unti-unti, dahil sa radiation ng thermal energy sa outer space, ang Earth ay nagsisimulang lumamig. Mga 4 na bilyong taon na ang nakalilipas Ang lupa ay lumalamig nang labis na ang isang matigas na crust ay nabubuo sa ibabaw nito; kasabay nito, ang mga magaan, puno ng gas na mga sangkap ay tumakas mula sa mga bituka nito, tumataas at bumubuo ng pangunahing kapaligiran. Ang komposisyon ng pangunahing kapaligiran ay makabuluhang naiiba mula sa modernong isa. Tila, walang libreng oxygen sa kapaligiran ng sinaunang Earth, at ang komposisyon nito ay kasama ang mga sangkap sa isang pinababang estado, tulad ng hydrogen (H 2), methane (CH 4), ammonia (NH 3), singaw ng tubig (H 2). O ), at posibleng nitrogen (N 2), carbon monoxide at carbon dioxide (CO at CO 2).

Ang pagbabawas ng kalikasan ng pangunahing kapaligiran ng Earth ay napakahalaga para sa pinagmulan ng buhay, dahil ang mga sangkap sa isang pinababang estado ay lubos na reaktibo at, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ay maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa, na bumubuo ng mga organikong molekula. Ang kawalan ng libreng oxygen sa atmospera ng pangunahing Earth (halos lahat ng oxygen ng Earth ay nakatali sa anyo ng mga oxide) ay isa ring mahalagang kinakailangan para sa paglitaw ng buhay, dahil ang oxygen ay madaling mag-oxidize at sa gayon ay sumisira sa mga organikong compound. Samakatuwid, sa pagkakaroon ng libreng oxygen sa atmospera, ang akumulasyon ng isang malaking halaga ng organikong bagay sa sinaunang Earth ay imposible.

Mga 5 bilyong taon na ang nakalilipas- ang paglitaw ng Earth bilang isang celestial body; temperatura sa ibabaw - 4000-8000°C

Mga 4 na bilyong taon na ang nakalilipas - pagbuo ng crust ng lupa at pangunahing atmospera

Sa 1000°C- sa pangunahing kapaligiran, nagsisimula ang synthesis ng mga simpleng organikong molekula

Ang enerhiya para sa synthesis ay ibinibigay ng:

Ang temperatura ng pangunahing kapaligiran ay mas mababa sa 100 ° C - ang pagbuo ng pangunahing karagatan -

Synthesis ng mga kumplikadong organikong molekula - biopolymer mula sa mga simpleng organikong molekula:

• simpleng mga organikong molekula - monomer
• kumplikadong mga organikong molekula - biopolymer

Scheme. 2. Mga pangunahing yugto ng ebolusyon ng kemikal

Kapag ang temperatura ng pangunahing atmospera ay umabot sa 1000°C, magsisimula ang synthesis ng mga simpleng organikong molekula dito, tulad ng mga amino acid, nucleotides, fatty acid, simpleng sugars, polyhydric alcohol, organic acids, atbp. Ang enerhiya para sa synthesis ay ibinibigay ng paglabas ng kidlat, aktibidad ng bulkan, hard space radiation at, sa wakas, ang ultraviolet radiation ng Araw, kung saan ang Earth ay hindi pa protektado ng ozone screen, at ito ay ultraviolet radiation na itinuturing ng mga siyentipiko na pangunahing pinagmumulan ng enerhiya para sa abiogenic (na ay, pagpasa nang walang pakikilahok ng mga nabubuhay na organismo) synthesis ng mga organikong sangkap.

Ang pagkilala at malawak na pagpapalaganap ng teorya ng A.I. Ang Oparin ay lubos na pinadali ng katotohanan na ang mga proseso ng abiogenic synthesis ng mga organikong molekula ay madaling muling ginawa sa mga eksperimento ng modelo.

Ang posibilidad ng pag-synthesize ng mga organikong sangkap mula sa mga di-organikong sangkap ay kilala mula pa noong simula ng ika-19 na siglo. Nasa 1828 na, ang natitirang German chemist na si F. Wöhler ay nag-synthesize ng isang organikong sangkap - urea mula sa inorganic - ammonium cyanate. Gayunpaman, ang posibilidad ng abiogenic synthesis ng mga organikong sangkap sa ilalim ng mga kondisyon na malapit sa mga sinaunang Earth ay unang ipinakita sa eksperimento ni S. Miller.

Noong 1953, isang batang Amerikanong mananaliksik, isang nagtapos na mag-aaral sa Unibersidad ng Chicago, si Stanley Miller, ay muling ginawa sa isang glass flask na may mga electrodes na ibinebenta dito ang pangunahing kapaligiran ng Earth, na, ayon sa mga siyentipiko noong panahong iyon, ay binubuo ng hydrogen, methane CH 4, ammonia NH, at singaw ng tubig H 2 0 (Larawan 3). Sa pamamagitan ng pinaghalong gas na ito, nagpasa si S. Miller ng mga electric discharge na gayahin ang mga thunderstorm sa loob ng isang linggo. Sa pagtatapos ng eksperimento, natagpuan ang mga α-amino acid (glycine, alanine, asparagine, glutamine), mga organic na acid (succinic, lactic, acetic, glycocolic), γ-hydroxybutyric acid at urea sa flask. Kapag inuulit ang eksperimento, nakuha ni S. Miller ang mga indibidwal na nucleotide at maikling polynucleotide chain na lima hanggang anim na link.

kanin. 3. Pag-install ni S. Miller

Sa karagdagang mga eksperimento sa abiogenic synthesis na isinagawa ng iba't ibang mga mananaliksik, hindi lamang mga electrical discharge ang ginamit, kundi pati na rin ang iba pang mga uri ng enerhiya na katangian ng sinaunang Earth, tulad ng cosmic, ultraviolet at radioactive radiation, mataas na temperatura na likas sa aktibidad ng bulkan, pati na rin ang iba't ibang mga pagpipilian para sa mga pinaghalong gas, na ginagaya ang orihinal na kapaligiran. Bilang isang resulta, halos ang buong spectrum ng mga organikong molekula na katangian ng mga nabubuhay na bagay ay nakuha: mga amino acid, nucleotides, mga sangkap na tulad ng taba, simpleng asukal, mga organikong acid.

Bukod dito, ang abiogenic synthesis ng mga organikong molekula ay maaari ding mangyari sa Earth sa kasalukuyang panahon (halimbawa, sa kurso ng aktibidad ng bulkan). Kasabay nito, hindi lamang ang hydrocyanic acid HCN, na isang pasimula ng mga amino acid at nucleotides, kundi pati na rin ang mga indibidwal na amino acid, nucleotides, at maging ang mga kumplikadong organikong sangkap tulad ng mga porphyrin ay matatagpuan sa mga paglabas ng bulkan. Ang Abiogenic synthesis ng mga organikong sangkap ay posible hindi lamang sa Earth, kundi pati na rin sa kalawakan. Ang pinakasimpleng amino acid ay matatagpuan sa mga meteorite at kometa.

Kapag ang temperatura ng pangunahing atmospera ay bumaba sa ibaba 100 ° C, ang mga mainit na ulan ay bumagsak sa Earth at ang pangunahing karagatan ay lumitaw. Sa pamamagitan ng mga daloy ng ulan, ang mga abiogenically synthesized na mga organikong sangkap ay pumasok sa pangunahing karagatan, na ginawa ito, ngunit sa makasagisag na pagpapahayag ng English biochemist na si John Haldane, sa isang dilute na "pangunahing sopas". Tila, nasa primordial na karagatan na nagsisimula ang mga proseso ng pagbuo ng mga simpleng organikong molekula—monomer ng kumplikadong mga organikong molekula—mga biopolymer (tingnan ang Fig. 2).

Gayunpaman, ang mga proseso ng polymerization ng indibidwal na nucleoside, amino acids at sugars ay mga reaksyon ng condensation, nagpapatuloy sila sa pag-aalis ng tubig, samakatuwid, ang aqueous medium ay hindi nag-aambag sa polymerization, ngunit, sa kabaligtaran, sa hydrolysis ng biopolymers (i.e. , ang kanilang pagkasira sa pagdaragdag ng tubig).

Ang pagbuo ng mga biopolymer (sa partikular, ang mga protina mula sa mga amino acid) ay maaaring maganap sa atmospera sa temperatura na humigit-kumulang 180°C, mula sa kung saan sila nahuhugasan sa pangunahing karagatan na may atmospheric precipitation. Bilang karagdagan, posible na sa sinaunang Earth, ang mga amino acid ay puro sa pagpapatuyo ng mga reservoir at polymerized sa isang tuyo na anyo sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet light at ang init ng mga daloy ng lava.

Sa kabila ng katotohanan na ang tubig ay nagtataguyod ng hydrolysis ng mga biopolymer, ang synthesis ng mga biopolymer sa isang buhay na cell ay nangyayari nang tumpak sa isang may tubig na daluyan. Ang prosesong ito ay na-catalyzed ng mga espesyal na catalytic protein - mga enzyme, at ang enerhiya na kinakailangan para sa synthesis ay inilabas sa panahon ng pagkasira ng adenosine triphosphate - ATP. Posible na ang synthesis ng mga biopolymer sa aquatic na kapaligiran ng pangunahing karagatan ay na-catalyzed ng ibabaw ng ilang mga mineral. Ipinakita sa eksperimento na ang isang solusyon ng amino acid alanine ay maaaring mag-polymerize sa isang may tubig na daluyan sa pagkakaroon ng isang espesyal na uri ng alumina. Sa kasong ito, nabuo ang peptide polyalanine. Ang reaksyon ng polymerization ng alanine ay sinamahan ng pagkasira ng ATP.

Ang polimerisasyon ng mga nucleotides ay mas madali kaysa sa polimerisasyon ng mga amino acid. Ipinakita na sa mga solusyon na may mataas na konsentrasyon ng asin, ang mga indibidwal na nucleotide ay kusang nag-polymerize, na nagiging mga nucleic acid.

Ang buhay ng lahat ng modernong buhay na nilalang ay isang proseso ng patuloy na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng pinakamahalagang biopolymer ng isang buhay na selula - mga protina at nucleic acid.

Ang mga protina ay ang "mga gumaganang molekula", "mga molekula ng inhinyero" ng isang buhay na selula. Sa paglalarawan ng kanilang papel sa metabolismo, kadalasang ginagamit ng mga biochemist ang mga makasagisag na pananalita gaya ng "gumagana ang protina", "ang enzyme ang nangunguna sa reaksyon." Ang pinakamahalagang pag-andar ng mga protina ay catalytic. Tulad ng alam mo, ang mga catalyst ay mga sangkap na nagpapabilis sa mga reaksiyong kemikal, ngunit sila mismo ay hindi kasama sa mga huling produkto ng reaksyon. Ang mga tangke-catalyst ay tinatawag na mga enzyme. Ang mga enzyme sa liko at libu-libong beses na nagpapabilis ng mga metabolic reaction. Ang metabolismo, at samakatuwid ang buhay na wala ang mga ito, ay imposible.

Mga nucleic acid- ang mga ito ay "mga molekula-computer", ang mga molekula ay ang mga tagapag-ingat ng namamana na impormasyon. Ang mga nucleic acid ay hindi nag-iimbak ng impormasyon tungkol sa lahat ng mga sangkap ng isang buhay na selula, ngunit tungkol lamang sa mga protina. Ito ay sapat na upang magparami sa cell ng anak na babae ng mga protina na katangian ng selula ng ina upang tumpak nilang muling likhain ang lahat ng mga kemikal at istrukturang katangian ng selula ng ina, pati na rin ang likas at bilis ng metabolismo na likas dito. Ang mga nucleic acid mismo ay muling ginawa dahil sa catalytic na aktibidad ng mga protina.

Kaya, ang misteryo ng pinagmulan ng buhay ay ang misteryo ng paglitaw ng mekanismo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga protina at nucleic acid. Anong impormasyon ang mayroon ang modernong agham tungkol sa prosesong ito? Anong mga molekula ang pangunahing batayan ng buhay - mga protina o nucleic acid?

Naniniwala ang mga siyentipiko na sa kabila ng pangunahing papel ng mga protina sa metabolismo ng mga modernong buhay na organismo, ang unang "nabubuhay" na mga molekula ay hindi mga protina, ngunit ang mga nucleic acid, katulad ng ribonucleic acid (RNA).

Noong 1982, natuklasan ng American biochemist na si Thomas Check ang mga autocatalytic na katangian ng RNA. Siya ay nag-eksperimentong nagpakita na sa isang daluyan na naglalaman ng isang mataas na konsentrasyon ng mga mineral na asing-gamot, ang ribonucleotides ay spontaneously (spontaneously) polymerize, na bumubuo ng polynucleotides - RNA molecules. Sa orihinal na polynucleotide chain ng RNA, tulad ng sa isang matrix, ang mga kopya ng RNA ay nabuo sa pamamagitan ng pagpapares ng mga pantulong na nitrogenous base. Ang reaksyon ng pagkopya ng template ng RNA ay na-catalyze ng orihinal na molekula ng RNA at hindi nangangailangan ng pakikilahok ng mga enzyme o iba pang mga protina.

Ang sumunod na nangyari ay medyo mahusay na ipinaliwanag ng kung ano ang maaaring tawaging "natural na pagpili" sa antas ng molekular. Sa panahon ng pagkopya sa sarili (self-assembly) ng mga molekula ng RNA, hindi maiiwasang lumitaw ang mga kamalian at pagkakamali. Ang mga maling kopya ng RNA ay muling kinopya. Kapag kumopya muli, maaaring mangyari muli ang mga error. Bilang resulta, ang populasyon ng mga molekula ng RNA sa isang partikular na bahagi ng pangunahing karagatan ay magiging magkakaiba.

Dahil ang mga proseso ng pagkabulok ng RNA ay nagaganap din kasabay ng mga proseso ng synthesis, ang mga molekula na may mas mataas na katatagan o mas mahusay na mga katangian ng autocatalytic ay maiipon sa medium ng reaksyon (i.e., mga molekula na mas mabilis na kinokopya ang kanilang mga sarili, "multiply" nang mas mabilis).

Sa ilang mga molekula ng RNA, tulad ng sa isang matrix, maaaring mangyari ang self-assembly ng mga maliliit na fragment ng protina - mga peptide. Ang isang protina na "sheath" ay nabuo sa paligid ng molekula ng RNA.

Kasama ng mga autocatalytic function, natuklasan ni Thomas Check ang phenomenon ng self-splicing sa mga RNA molecule. Bilang resulta ng self-splicing, ang mga rehiyon ng RNA na hindi pinoprotektahan ng mga peptide ay kusang inalis mula sa RNA (ang mga ito ay, kumbaga, "pinutol" at "inilabas"), at ang natitirang mga rehiyon ng RNA na nag-encode ng mga fragment ng protina ay "lumalaki nang magkasama. ”, ibig sabihin. kusang nagsasama sa isang molekula. Ang bagong molekula ng RNA na ito ay magkakaroon na ng code para sa isang malaking kumplikadong protina (Larawan 4).

Tila, sa una ang mga kaluban ng protina ay pangunahing gumanap ng isang proteksiyon na function, na nagpoprotekta sa RNA mula sa pagkasira at sa gayon ay pinapataas ang katatagan nito sa solusyon (ito ang pag-andar ng mga kaluban ng protina sa pinakasimpleng modernong mga virus).

Malinaw, sa isang tiyak na yugto ng biochemical evolution, ang mga molekula ng RNA, na nag-encode hindi lamang ng mga proteksiyon na protina, kundi pati na rin ang mga catalytic protein (enzymes) na mabilis na nagpapabilis sa rate ng pagkopya ng RNA, ay nakakuha ng isang kalamangan. Tila, ito ay kung paano lumitaw ang proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga protina at nucleic acid, na tinatawag nating buhay.

Sa proseso ng karagdagang pag-unlad, salamat sa paglitaw ng isang protina na may mga function ng isang enzyme, reverse transcriptase, sa mga single-stranded na molekula ng RNA, ang mga molekula ng deoxyribonucleic acid (DNA) na binubuo ng dalawang strands ay nagsimulang ma-synthesize. Ang kawalan ng isang pangkat ng OH sa 2" na posisyon ng deoxyribose ay ginagawang mas matatag ang mga molekula ng DNA na may paggalang sa hydrolytic cleavage sa bahagyang alkaline na solusyon, ibig sabihin, ang reaksyon ng medium sa mga pangunahing reservoir ay bahagyang alkaline (ang reaksyon ng medium na ito ay napanatili din sa cytoplasm ng mga modernong selula).

Saan naganap ang pagbuo ng isang kumplikadong proseso ng interaksyon sa pagitan ng mga protina at nucleic acid? Ayon sa teorya ng A.I. Ang Oparin, ang tinatawag na coacervate drops ay naging lugar ng kapanganakan ng buhay.

kanin. 4. Hypothesis ng paglitaw ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga protina at nucleic acid: a) sa proseso ng pagkopya sa sarili ng RNA, ang mga error ay naipon (1 - mga nucleotide na naaayon sa orihinal na RNA; 2 - mga nucleotide na hindi tumutugma sa orihinal na RNA - mga pagkakamali sa pagkopya); b) dahil sa mga katangian ng physicochemical nito, ang mga amino acid ay "dumikit" sa isang bahagi ng molekula ng RNA (3 - molekula ng RNA; 4 - mga amino acid), na, nakikipag-ugnayan sa isa't isa, nagiging mga maikling molekula ng protina - mga peptide. Bilang resulta ng self-splicing na likas sa mga molekula ng RNA, ang mga bahagi ng molekula ng RNA na hindi pinoprotektahan ng mga peptide ay nawasak, at ang mga natitira ay "lumago" sa isang solong molekula na nag-encode ng isang malaking protina. Ang resulta ay isang molekula ng RNA na natatakpan ng isang kaluban ng protina (ang pinaka primitive na modernong mga virus, halimbawa, ang tobacco mosaic virus, ay may katulad na istraktura)

Ang kababalaghan ng coacervation ay binubuo sa katotohanan na sa ilalim ng ilang mga kundisyon (halimbawa, sa pagkakaroon ng mga electrolytes) ang mga macromolecular na sangkap ay pinaghihiwalay mula sa solusyon, ngunit hindi sa anyo ng isang namuo, ngunit sa anyo ng isang mas puro solusyon - coacervate . Kapag inalog, ang coacervate ay nahahati sa magkakahiwalay na maliliit na patak. Sa tubig, ang mga naturang patak ay natatakpan ng isang hydration shell (isang shell ng mga molekula ng tubig) na nagpapatatag sa kanila - fig. lima.

Ang mga patak ng Coacervate ay may ilang pagkakahawig ng metabolismo: sa ilalim ng impluwensya ng purong pisikal at kemikal na puwersa, maaari nilang piliing sumipsip ng ilang mga sangkap mula sa solusyon at ilabas ang kanilang mga nabubulok na produkto sa kapaligiran. Dahil sa pumipili na konsentrasyon ng mga sangkap mula sa kapaligiran, maaari silang lumaki, ngunit kapag naabot nila ang isang tiyak na laki, nagsisimula silang "magparami", namumuko ng maliliit na patak, na, sa turn, ay maaaring lumaki at "mag-usbong".

Ang mga coacervate droplet na nagreresulta mula sa konsentrasyon ng mga solusyon sa protina sa proseso ng paghahalo sa ilalim ng pagkilos ng mga alon at hangin ay maaaring sakop ng isang lipid shell: isang solong lamad na kahawig ng sabon micelles (na may isang solong detatsment ng isang patak mula sa ibabaw ng tubig na natatakpan na may isang lipid layer), o isang double one na kahawig ng isang cell membrane (kapag ang isang drop na natatakpan ng isang single-layer lipid membrane ay bumagsak muli sa lipid film na sumasaklaw sa ibabaw ng reservoir - Fig. 5).

Ang mga proseso ng paglitaw ng mga coacervate droplets, ang kanilang paglaki at "budding", pati na rin ang "pagdamit" sa kanila ng isang lamad mula sa isang double lipid layer ay madaling na-modelo sa laboratoryo.

Para sa mga coacervate droplets, mayroon ding proseso ng "natural selection" kung saan ang pinaka-matatag na droplet ay nananatili sa solusyon.

Sa kabila ng panlabas na pagkakahawig ng mga patak ng coacervate sa mga buhay na selula, ang mga patak ng coacervate ay kulang sa pangunahing tanda ng isang buhay na bagay - ang kakayahang tumpak na magparami, kopyahin ang sarili. Malinaw, ang mga precursor ng mga buhay na selula ay tulad ng mga coacervate na patak, na kinabibilangan ng mga complex ng replicator molecules (RNA o DNA) at ang mga protina na kanilang na-encode. Posible na ang mga RNA-protein complex ay umiral nang mahabang panahon sa labas ng mga coacervate droplet sa anyo ng tinatawag na "free-living gene", o posible na ang kanilang pagbuo ay naganap nang direkta sa loob ng ilang coacervate droplets.

Posibleng landas ng paglipat mula sa mga patak ng coacervate patungo sa mga primitive flare:

a) ang pagbuo ng isang coacervate; 6) pagpapapanatag ng mga patak ng coacervate sa isang may tubig na solusyon; c) - pagbuo ng isang double lipid layer sa paligid ng drop, katulad ng isang cell lamad: 1 - coacervate drop; 2 - monomolecular layer ng lipid sa ibabaw ng reservoir; 3 - pagbuo ng isang solong lipid layer sa paligid ng drop; 4 - pagbuo ng isang double lipid layer sa paligid ng drop, katulad ng isang cell lamad; d) - isang coacervate drop na napapalibutan ng isang double lipid layer, na may protina-nucleotide complex na kasama sa komposisyon nito - isang prototype ng unang buhay na cell

Mula sa isang makasaysayang pananaw, ang sobrang kumplikadong proseso ng pinagmulan ng buhay sa Earth, na hindi lubos na nauunawaan ng modernong agham, ay lumipas nang napakabilis. Para sa 3.5 bilyong taon, ang tinatawag na. Nagtapos ang ebolusyon ng kemikal sa paglitaw ng mga unang nabubuhay na selula at nagsimula ang biological evolution.