Institusyong pang-edukasyon sa munisipyo
Sekondaryang paaralan Blg. 45
Mga teorya tungkol sa pinagmulan ng buhay sa Earth
Ginanap : mag-aaral 11 "B" na klase
Nigmatullina Maria
Proveila : guro ng biology
Trapueva L.S.
Chelyabinsk
2010
Panimula
Hypotheses tungkol sa pinagmulan ng buhay
Genobiosis at holobiosis
Teorya ng Oparin-Haldane
Ang mundo ng RNA bilang isang tagapagpauna ng modernong buhay
Panspermia
Kusang henerasyon ng buhay
Teorya ng Steady State
creationism
Teorya ng ebolusyon
Teorya ng Darwinian
Konklusyon
Panimula
Ang mga teorya tungkol sa pinagmulan ng Earth at buhay dito, at sa katunayan ang buong Uniberso, ay magkakaiba at malayo sa maaasahan. Ayon sa steady state theory, ang uniberso ay umiral na magpakailanman. Ayon sa iba pang mga hypotheses, ang Uniberso ay maaaring lumitaw mula sa isang grupo ng mga neutron bilang resulta ng Big Bang, ipinanganak sa isa sa mga black hole, o nilikha ng Lumikha. Taliwas sa tanyag na paniniwala, hindi maaaring pabulaanan ng agham ang thesis ng banal na paglikha ng sansinukob, tulad ng mga teolohikal na pananaw ay hindi kinakailangang tanggihan ang posibilidad na ang buhay sa proseso ng pag-unlad nito ay nakakuha ng mga tampok na maaaring ipaliwanag sa batayan ng mga batas ng kalikasan .
Hypotheses tungkol sa pinagmulan ng buhay
Sa iba't ibang panahon, ang mga sumusunod na hypotheses ay iniharap tungkol sa pinagmulan ng buhay sa Earth:
Hypothesis ng biochemical evolution
Panspermia hypothesis
Nakatigil na estado ng hypothesis ng buhay
Hypothesis ng kusang henerasyon
mga teorya sunod sunod na henerasyon at matatag na estado ay lamang ng historikal o pilosopikal na interes, dahil ang mga resulta ng siyentipikong pananaliksik ay sumasalungat sa mga konklusyon ng mga teoryang ito.
Teorya panspermia hindi nilulutas ang pangunahing isyu ng pinagmulan ng buhay, itinutulak lamang ito pabalik sa isang mas malabo na nakaraan ng Uniberso, bagama't hindi ito maibubukod bilang isang hypothesis tungkol sa simula ng buhay sa Earth.
Genobiosis at holobiosis
Depende sa kung ano ang itinuturing na pangunahin, mayroong dalawang pamamaraang pamamaraan sa tanong ng pinagmulan ng buhay:
Genobiosis- isang metodolohikal na diskarte sa isyu ng pinagmulan ng buhay, batay sa paniniwala sa primacy ng molecular system na may mga katangian ng pangunahing genetic code.
holobiosis- isang pamamaraang diskarte sa isyu ng pinagmulan ng buhay, batay sa ideya ng primacy ng mga istruktura na pinagkalooban ng kakayahan para sa elemental na metabolismo na may pakikilahok ng mekanismo ng enzymatic.
Teorya ng Oparin-Haldane
Noong 1924, inilathala ng hinaharap na akademiko na si Oparin ang artikulong "The Origin of Life", na isinalin sa Ingles noong 1938 at muling binuhay ang interes sa teorya ng kusang henerasyon. Iminungkahi ni Oparin na sa mga solusyon ng mga macromolecular compound, kusang-loob nabuo ang mga zone ng pagtaas ng konsentrasyon, na medyo hiwalay sa panlabas na kapaligiran at maaaring mapanatili ang isang palitan dito. Tinawag niya sila Mga patak ng Coacervate, o simple lang coacervates.
Ayon sa kanyang teorya, ang proseso na humantong sa paglitaw ng buhay sa Earth ay maaaring nahahati sa tatlong yugto:
Ang paglitaw ng organikong bagay
Ang paglitaw ng mga protina
Ang paglitaw ng mga katawan ng protina
Ipinakikita ng mga pag-aaral sa astronomiya na ang mga bituin at mga sistema ng planeta ay lumitaw mula sa gas at alikabok. Kasama ang mga metal at ang kanilang mga oxide, naglalaman ito ng hydrogen, ammonia, tubig at ang pinakasimpleng hydrocarbon - methane.
Ang mga kondisyon para sa simula ng proseso ng pagbuo ng mga istruktura ng protina ay naitatag mula noong paglitaw ng pangunahing karagatan. Sa kapaligiran ng tubig, ang mga derivatives ng hydrocarbon ay maaaring sumailalim sa mga kumplikadong pagbabago at pagbabagong kemikal. Bilang resulta ng komplikasyong ito ng mga molekula, maaaring mabuo ang mas kumplikadong mga organikong sangkap, lalo na ang mga carbohydrate.
Napatunayan ng agham na bilang resulta ng paggamit ng mga sinag ng ultraviolet, posible na artipisyal na synthesize hindi lamang ang mga amino acid, kundi pati na rin ang iba pang mga biochemical substance. Ayon sa teorya ni Oparin, ang pagbuo ng mga coacervate drop ay maaaring isang karagdagang hakbang patungo sa paglitaw ng mga katawan ng protina. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang may tubig na shell ng mga organikong molekula ay nakakuha ng malinaw na mga hangganan at pinaghiwalay ang molekula mula sa nakapalibot na solusyon. Ang mga molekula na napapalibutan ng isang shell ng tubig ay nagkakaisa, na bumubuo ng mga multimolecular complex - coacervates.
Ang mga coacervate droplet ay maaari ding lumabas mula sa simpleng paghahalo ng iba't ibang polymer. Sa kasong ito, ang pagpupulong sa sarili ng mga molekula ng polimer sa mga multimolecular formation ay naganap - mga patak na nakikita sa ilalim ng isang optical mikroskopyo.
Nakuha ng mga patak ang mga sangkap mula sa labas sa paraan ng mga bukas na sistema. Kapag ang iba't ibang mga catalyst (kabilang ang mga enzyme) ay kasama sa coacervate droplets, iba't ibang mga reaksyon ang naganap sa kanila, sa partikular, polymerization ng mga monomer na nagmumula sa panlabas na kapaligiran. Dahil dito, ang mga patak ay maaaring tumaas sa dami at timbang, at pagkatapos ay masira sa mga pormasyon ng anak na babae. Kaya, ang mga coacervate ay maaaring lumago, dumami, at magsagawa ng metabolismo.
Ang mga katulad na pananaw ay ipinahayag din ng British biologist na si John Haldane.
Ang teorya ay sinubukan ni Stanley Miller noong 1953 sa eksperimento ng Miller-Urey. Naglagay siya ng pinaghalong H 2 O, NH 3 , CH 4 , CO 2 , CO sa isang saradong sisidlan (Larawan 1) at nagsimulang magpasa ng mga electric discharge sa pamamagitan nito. Lumilitaw na ang mga amino acid ay nabuo. Nang maglaon, ang iba pang mga asukal at nucleotides ay nakuha sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon. Napagpasyahan niya na ang ebolusyon ay maaaring mangyari sa isang phase-separated state mula sa solusyon (coacervates). Gayunpaman, ang gayong sistema ay hindi maaaring magparami mismo.
Ang teorya ay napatunayan, maliban sa isang problema, na sa mahabang panahon ay pumikit sa halos lahat ng mga eksperto sa larangan ng pinagmulan ng buhay. Kung kusang-loob, sa pamamagitan ng random na template-free syntheses sa isang coacervate, lumitaw ang mga solong matagumpay na konstruksyon ng mga molekula ng protina (halimbawa, mga epektibong catalyst na nagbibigay ng kalamangan para sa coacervate na ito sa paglaki at pagpaparami), kung gayon paano sila makokopya para sa pamamahagi sa loob ng coacervate , at higit pa para sa paghahatid sa mga descendant coacervate? Ang teorya ay hindi nakapag-alok ng solusyon sa problema ng eksaktong pagpaparami - sa loob ng coacervate at sa mga henerasyon - ng solong, random na lumilitaw na epektibong mga istruktura ng protina. Gayunpaman, ipinakita na ang mga unang coacervate ay maaaring kusang nabuo mula sa mga lipid na na-synthesize nang abiogenically, at maaari silang pumasok sa symbiosis na may "mga nabubuhay na solusyon" - mga kolonya ng self-reproducing RNA molecules, bukod sa kung saan ay ribozymes catalyzing lipid synthesis, at tulad ng isang komunidad ay posible na.tawagin itong organismo.
Alexander Oparin (kanan) sa laboratoryo
Ang mundo ng RNA bilang isang tagapagpauna ng modernong buhay
Sa ika-21 siglo, ang teorya ng Oparin-Haldane, na ipinapalagay ang unang hitsura ng mga protina, ay halos nagbigay daan sa isang mas modernong isa. Ang impetus para sa pag-unlad nito ay ang pagtuklas ng mga ribozymes - mga molekula ng RNA na may aktibidad na enzymatic at samakatuwid ay may kakayahang pagsamahin ang mga pag-andar na sa mga tunay na selula ay pangunahing ginaganap nang hiwalay ng mga protina at DNA, iyon ay, ang pag-catalyze ng mga biochemical na reaksyon at pag-iimbak ng namamana na impormasyon. Kaya, ipinapalagay na ang mga unang nabubuhay na nilalang ay mga organismo ng RNA na walang mga protina at DNA, at ang kanilang prototype ay maaaring isang autocatalytic cycle na nabuo ng mismong ribozymes na may kakayahang catalyzing ang synthesis ng kanilang sariling mga kopya.
Panspermia
Ayon sa teorya ng Panspermia, na iminungkahi noong 1865 ng German scientist na si G. Richter at sa wakas ay binuo ng Swedish scientist na si Arrhenius noong 1895, ang buhay ay maaaring dalhin sa Earth mula sa kalawakan. Ang pinaka-malamang na hit ng mga buhay na organismo ng extraterrestrial na pinagmulan na may meteorites at cosmic dust. Ang pagpapalagay na ito ay batay sa data sa mataas na resistensya ng ilang mga organismo at ang kanilang mga spores sa radiation, mataas na vacuum, mababang temperatura, at iba pang mga impluwensya. Gayunpaman, wala pa ring maaasahang mga katotohanan na nagpapatunay sa extraterrestrial na pinagmulan ng mga microorganism na matatagpuan sa mga meteorite. Ngunit kahit na nakarating sila sa Earth at nagbigay ng buhay sa ating planeta, ang tanong ng orihinal na pinagmulan ng buhay ay mananatiling hindi masasagot.
Si Francis Crick at Leslie Orgel ay nagmungkahi noong 1973 ng isa pang opsyon - kontroladong panspermia, iyon ay, ang sinasadyang "impeksyon" ng Earth (kasama ang iba pang mga planetary system) na may mga microorganism na inihatid sa unmanned spacecraft ng isang advanced na alien civilization na maaaring nahaharap sa isang pandaigdigang sakuna o umaasa lamang na i-terraform ang ibang mga planeta para sa kolonisasyon sa hinaharap. Sa pabor sa kanilang teorya, binanggit nila ang dalawang pangunahing argumento - ang pagiging pangkalahatan ng genetic code (kilala ang iba pang mga pagkakaiba-iba ng code ay mas madalas na ginagamit sa biosphere at kaunti ang pagkakaiba mula sa unibersal) at ang makabuluhang papel ng molibdenum sa ilang mga enzyme. . Ang molibdenum ay isang napakabihirang elemento sa buong solar system. Ayon sa mga may-akda, ang orihinal na sibilisasyon ay maaaring nanirahan malapit sa isang bituin na pinayaman sa molibdenum.
Laban sa pagtutol na ang teorya ng panspermia (kabilang ang kontroladong) ay hindi malulutas ang isyu ng pinagmulan ng buhay, iniharap nila ang sumusunod na argumento: sa mga planeta ng ibang uri na hindi natin alam, ang posibilidad ng pinagmulan ng buhay ay maaaring sa simula ay malaki. mas mataas kaysa sa Earth, halimbawa, dahil sa pagkakaroon ng mga espesyal na mineral na may mataas na aktibidad ng catalytic.
Noong 1981, isinulat ni F. Crick ang aklat na "Buhay mismo: ang pinagmulan at kalikasan nito", kung saan inilalarawan niya ang hypothesis ng kinokontrol na panspermia nang mas detalyado kaysa sa artikulo at sa isang tanyag na anyo.
Kusang henerasyon ng buhay
Ang teoryang ito ay ipinakalat sa sinaunang Tsina, Babylon, at sinaunang Ehipto bilang isang kahalili sa creationism kung saan ito kasamang umiral. Si Aristotle (384-322 BC), na madalas na kinikilala bilang tagapagtatag ng biology, ay pinanghahawakan ang teorya ng kusang henerasyon ng buhay. Ayon sa hypothesis na ito, ang ilang mga "particle" ng bagay ay naglalaman ng ilang uri ng "aktibong prinsipyo", na, sa ilalim ng angkop na mga kondisyon, ay maaaring lumikha ng isang buhay na organismo. Tama si Aristotle sa pag-iisip na ang aktibong prinsipyong ito ay nakapaloob sa isang fertilized na itlog, ngunit nagkamali sa paniniwala na ito ay naroroon din sa sikat ng araw, putik at nabubulok na karne.
Sa paglaganap ng Kristiyanismo, ang teorya ng kusang henerasyon ng buhay ay nawala sa pabor, ngunit ang ideyang ito ay patuloy na umiral sa isang lugar sa background para sa maraming higit pang mga siglo.
Inilarawan ng sikat na siyentipiko na si Van Helmont ang isang eksperimento kung saan diumano ay lumikha siya ng mga daga sa loob ng tatlong linggo. Para dito, kailangan ang isang maruming kamiseta, isang madilim na aparador at isang dakot ng trigo. Itinuring ni Van Helmont na ang pawis ng tao ang aktibong prinsipyo sa proseso ng pagsilang ng isang daga.
Noong 1688, ang Italyano na biologist at manggagamot na si Francesco Redi ay lumapit sa problema ng pinagmulan ng buhay nang mas mahigpit at tinanong ang teorya ng kusang henerasyon. Itinatag ni Redi na ang maliliit na puting uod na lumilitaw sa nabubulok na karne ay fly larvae. Matapos magsagawa ng isang serye ng mga eksperimento, nakatanggap siya ng data na nagpapatunay sa ideya na ang buhay ay maaari lamang lumabas mula sa isang nakaraang buhay (ang konsepto ng biogenesis).
Ang mga eksperimento na ito, gayunpaman, ay hindi humantong sa pagtanggi sa ideya ng kusang henerasyon, at kahit na ang ideyang ito ay medyo kumupas sa background, ito ay patuloy na naging pangunahing bersyon ng pinagmulan ng buhay.
Habang ang mga eksperimento ni Redi ay tila pinabulaanan ang kusang henerasyon ng mga langaw, ang maagang mikroskopikong pag-aaral ni Antonie van Leeuwenhoek ay nagpatibay sa teoryang ito sa kaso ng mga mikroorganismo. Si Leeuwenhoek mismo ay hindi pumasok sa mga pagtatalo sa pagitan ng mga tagasuporta ng biogenesis at kusang henerasyon, ngunit ang kanyang mga obserbasyon sa ilalim ng mikroskopyo ay nagbigay ng pagkain para sa parehong mga teorya.
Noong 1860, kinuha ng Pranses na chemist na si Louis Pasteur ang problema sa pinagmulan ng buhay. Sa pamamagitan ng kanyang mga eksperimento, napatunayan niya na ang bacteria ay nasa lahat ng dako at ang mga non-living na materyales ay madaling mahawahan ng mga bagay na may buhay kung hindi ito maayos na isterilisado. Pinakuluan ng siyentipiko ang iba't ibang media sa tubig kung saan maaaring mabuo ang mga mikroorganismo. Pinapatay ng karagdagang pagkulo ang mga mikroorganismo at ang kanilang mga spores. Inilagay ni Pasteur ang isang selyadong prasko na may libreng dulo sa hugis-S na tubo. Ang mga spores ng mga microorganism ay nanirahan sa isang hubog na tubo at hindi maaaring tumagos sa nutrient medium. Ang isang mahusay na pinakuluang nutrient medium ay nanatiling sterile; walang buhay na natagpuan dito, sa kabila ng katotohanan na ang air access ay ibinigay.
Bilang resulta ng isang serye ng mga eksperimento, pinatunayan ni Pasteur ang bisa ng teorya ng biogenesis at sa wakas ay pinabulaanan ang teorya ng kusang henerasyon.
Teorya ng Steady State
Ayon sa steady state theory, ang Earth ay hindi kailanman nabuo, ngunit umiral magpakailanman; ito ay palaging may kakayahang magpanatili ng buhay, at kung ito ay nagbago, ito ay nagbago nang kaunti. Ayon sa bersyon na ito, hindi rin lumitaw ang mga species, palagi silang umiiral, at ang bawat species ay may dalawang posibilidad lamang - alinman sa isang pagbabago sa mga numero o pagkalipol.
Gayunpaman, ang hypothesis ng isang nakatigil na estado sa panimula ay sumasalungat sa data ng modernong astronomiya, na nagpapahiwatig ng may hangganan na oras ng pagkakaroon ng anumang mga bituin at, nang naaayon, mga planetary system sa paligid ng mga bituin. Ayon sa modernong mga pagtatantya batay sa mga rate ng radioactive decay, ang edad ng Earth, Araw, at Solar System ay ~4.6 bilyong taon. Samakatuwid, ang hypothesis na ito ay hindi karaniwang isinasaalang-alang ng akademikong agham.
Ang mga tagapagtaguyod ng teoryang ito ay hindi kinikilala na ang pagkakaroon o kawalan ng ilang mga labi ng fossil ay maaaring magpahiwatig ng oras ng paglitaw o pagkalipol ng isang partikular na species, at banggitin bilang isang halimbawa ang isang kinatawan ng lobe-finned fish - coelacanth (coelacanth). Ayon sa paleontological data, ang mga crossopteran ay naging extinct sa dulo ng Cretaceous. Gayunpaman, ang konklusyong ito ay kailangang baguhin nang ang mga nabubuhay na kinatawan ng mga crossopterygian ay natagpuan sa rehiyon ng Madagascar. Ang mga tagapagtaguyod ng teorya ng steady state ay nagtaltalan na sa pamamagitan lamang ng pag-aaral ng mga nabubuhay na species at paghahambing ng mga ito sa mga labi ng fossil, ang isang tao ay makakapag-conclude tungkol sa pagkalipol, at sa kasong ito ay malaki ang posibilidad na ito ay magiging mali. Gamit ang paleontological data upang suportahan ang steady state theory, binibigyang-kahulugan ng mga tagapagtaguyod nito ang hitsura ng mga fossil sa isang ekolohikal na kahulugan. Kaya, halimbawa, ang biglaang paglitaw ng isang fossil species sa isang partikular na stratum ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagtaas ng populasyon nito o ang paggalaw nito sa mga lugar na paborable para sa pangangalaga ng mga labi.
creationism
Creationism (mula sa English. paglikha- paglikha) - isang relihiyoso at pilosopikal na konsepto, kung saan ang buong pagkakaiba-iba ng organikong mundo, sangkatauhan, planetang Earth, pati na rin ang mundo sa kabuuan, ay itinuturing na sadyang nilikha ng ilang kataas-taasang nilalang o diyos. Teorya creationism, na tumutukoy sa sagot sa tanong ng pinagmulan ng buhay sa relihiyon (ang paglikha ng buhay ng Diyos), ayon sa pamantayan ni Popper, ito ay nasa labas ng larangan ng siyentipikong pananaliksik (dahil ito ay hindi masasagot: imposibleng patunayan sa pamamagitan ng siyentipikong pamamaraan. kapwa na hindi nilikha ng Diyos ang buhay, at nilikha ito ng Diyos). Bilang karagdagan, ang teoryang ito ay hindi nagbibigay ng isang kasiya-siyang sagot sa tanong ng mga sanhi ng paglitaw at pag-iral ng kataas-taasang nilalang mismo, kadalasang ipinalalagay lamang ang pagiging walang simula nito.
Teorya ng ebolusyon
Hanggang ngayon, sa pang-agham at pangkalahatang kapaligiran sa edukasyon, ang teorya ng ebolusyon ay itinuturing na pangunahing teorya ng pinagmulan ng buhay sa Earth sa lahat ng pagkakaiba-iba nito. Ang teoryang ito ay bumangon mula sa gawain ng pamilya Darwin: ang manggagamot, naturalista at makata na si Erasmus Darwin (1731-1802), na nagmungkahi ng teorya ng ebolusyon noong 1790s, at, lalo na, ang kanyang apo na naturalista na si Charles Darwin (1809-1882), na naglathala noong 1859 ng kaniyang sikat na ngayong aklat na On the Origin of Species by Means of Natural Selection, o the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life.
Ang teorya ng ebolusyon, na madalas na tinatawag na Darwinian theory o Darwinism, ay hindi lumitaw nang wala saan. Sa panahon ni Darwin, ang teorya ng kosmolohikal ni Immanuel Kant ay naging pangkalahatang kinikilala, na may walang katapusan sa espasyo at oras na uniberso, na napapailalim sa mga batas ng mekanika na inilarawan ni Isaac Newton. Bilang karagdagan, kinumpirma ng Ingles na siyentipiko na si Charles Lyell (1797-1875) ang teorya ng tinatawag na uniformitarianism na iminungkahi ng 18th century scientist na si Jason Hutton (1726-1797), ayon sa kung saan nabuo ang Earth sa loob ng milyun-milyong taon bilang resulta. ng mabagal at unti-unting proseso na nagpapatuloy ngayon. Pinatunayan ni Lyell ang konklusyong ito sa 3 volume ng "Fundamentals of Geology", na inilathala noong 1830-1833.
Kaya, ang pundasyon ng teorya ng ebolusyon ay nilikha, kung saan nilikha ni Charles Darwin ang maayos na gusali ng kanyang teorya sa pamamagitan ng paglalathala ng mga libro: "The Origin of Species", "Change of Domestic Animals and Cultivated Plants", "The Origin of Man and Sexual Selection" at iba pa.
Teorya ng Darwinian
Ayon kay Darwin, ang ebolusyon, i.e. ang kasaysayan ng pag-unlad ng organikong mundo ng Earth, ay isinasagawa bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng tatlong pangunahing mga kadahilanan: pagkakaiba-iba, pagmamana at natural na pagpili. Dahil sa mga salik na ito, ang mga organismo sa proseso ng pag-unlad ay nag-iipon ng higit at higit pang mga bagong adaptive na katangian, na sa huli ay humahantong sa pagbuo ng mga bagong species.
Bilang suporta sa teorya ni Darwin, 2 argumento ang kaagad na iminungkahi: vestigial organs at ang teorya ng embryonic recapitulation.
Kaya, ang isang listahan ay pinagsama-sama ng 180 mga simulain ng tao - mga organo na nawala ang kanilang layunin sa proseso ng pag-unlad nito mula sa mas mababang mga anyo, i.e. mga organ na hindi na kailangan ng isang tao at maaaring alisin. Gayunpaman, habang pinag-aaralan nila ang mga panimulang ito (halimbawa, ang apendiks), ang mga siyentipiko ay nag-cross out ng organ pagkatapos ng organ mula sa listahan, hanggang sa i-cross out nila ang lahat. Pagkatapos ng 100 taon, hindi itinuturing ng mga physiologist na walang silbi ang alinman sa mga organo ng tao.
Sa lalong madaling panahon, ang teorya ng embryonic recapitulation, na iminungkahi noong 1868 ng German zoologist na si Ernst Haeckel, isang tagasuporta at propagandista ng mga turo ni Darwin, ay nagbigay ng mahabang buhay. Ang teoryang ito ay batay sa maliwanag na pagkakatulad ng mga embryo ng tao at aso sa edad na 4 na linggo, pati na rin ang pagkakaroon ng tinatawag na "gill slits" at "buntot" sa embryo ng tao.
Sa katunayan, napag-alaman na si Haeckel ay peke ang mga ilustrasyon (na-retouch ang mga ito), kung saan ang akademikong konseho ng Unibersidad ng Jena ay napatunayang si Haeckel ay nagkasala ng siyentipikong pandaraya, at ang kanyang teorya ay hindi mapagtibay. Ngunit sa USSR, halos bago ito bumagsak, ang mga aklat-aralin ay matigas ang ulo na binanggit ang mga larawan ng mga embryo, na sinasabing nagpapatunay sa teorya ng paglalagom, na matagal na tinanggihan ng mga embryologist sa ibang bahagi ng mundo.
Konklusyon
Marami sa mga "teorya" na ito at ang mga paliwanag na inaalok nila para sa umiiral na pagkakaiba-iba ng species ay gumagamit ng parehong data ngunit binibigyang-diin ang iba't ibang aspeto nito. Ang mga teoryang pang-agham ay maaaring maging super-kamangha-manghang sa isang banda, at super-skeptical sa kabilang banda. Ang mga teolohikong pagsasaalang-alang ay maaari ding makahanap ng isang lugar sa loob ng balangkas na ito, depende sa relihiyosong pananaw ng kanilang mga may-akda. Ang isa sa mga pangunahing punto ng pagtatalo, kahit na sa mga panahon bago ang Darwinian, ay ang tanong ng kaugnayan sa pagitan ng siyentipiko at teolohikong pananaw sa kasaysayan ng buhay.
(9) buhay sa Lupa sa makasaysayang nakaraan bilang isang resulta ... isang malaking bilang ng iba't ibang mga hypotheses at mga teorya tungkol sa sanhi ng buhay sa Lupa wala sa kanila...
Ang pinagmulan ng buhay sa Earth ay isang susi at hindi nalutas na problema ng natural na agham, na kadalasang nagsisilbing batayan para sa isang sagupaan sa pagitan ng agham at relihiyon. Kung ang pagkakaroon ng ebolusyon ng buhay na bagay sa kalikasan ay maituturing na napatunayan, dahil natuklasan ang mga mekanismo nito, natuklasan ng mga arkeologo ang mga sinaunang, mas simpleng nakaayos na mga organismo, kung gayon walang hypothesis ng pinagmulan ng buhay ang may napakalawak na baseng ebidensya. Maaari nating obserbahan ang ebolusyon gamit ang ating sariling mga mata, hindi bababa sa pagpili. Walang sinuman ang nakalikha ng isang buhay na bagay mula sa isang walang buhay.
Sa kabila ng malaking bilang ng mga hypotheses tungkol sa pinagmulan ng buhay, isa lamang sa kanila ang may katanggap-tanggap na paliwanag sa siyensya. Ito ay isang hypothesis abiogenesis- mahabang ebolusyon ng kemikal, na nagpatuloy sa mga espesyal na kondisyon ng sinaunang Daigdig at nauna sa biyolohikal na ebolusyon. Kasabay nito, ang mga simpleng organikong sangkap ay unang na-synthesize mula sa mga inorganic na sangkap, kung saan mas kumplikado, pagkatapos ay lumitaw ang mga biopolymer, ang mga sumusunod na yugto ay mas haka-haka at halos hindi napatunayan. Ang hypothesis ng abiogenesis ay may maraming hindi nalutas na mga problema, iba't ibang pananaw sa ilang mga yugto ng ebolusyon ng kemikal. Gayunpaman, ang ilan sa mga punto nito ay nakumpirma sa empirically.
Iba pang mga hypotheses para sa pinagmulan ng buhay - panspermia(pagpapakilala ng buhay mula sa kalawakan), creationism(paglikha ng lumikha), sunod sunod na henerasyon(Biglang lumilitaw ang mga buhay na organismo sa walang buhay na bagay), matatag na estado(ang buhay ay palaging umiiral). Ang imposibilidad ng kusang henerasyon ng buhay sa walang buhay ay pinatunayan ni Louis Pasteur (XIX siglo) at isang bilang ng mga siyentipiko bago siya, ngunit hindi ganoon katiyakan (F. Redi - XVII siglo). Ang panspermia hypothesis ay hindi nilulutas ang problema ng pinagmulan ng buhay, ngunit inililipat ito mula sa Earth patungo sa kalawakan o sa iba pang mga planeta. Gayunpaman, mahirap pabulaanan ang hypothesis na ito, lalo na ang mga kinatawan nito na nagsasabing ang buhay ay dinala sa Earth hindi ng mga meteorite (sa kasong ito, ang mga nabubuhay na bagay ay maaaring masunog sa mga layer ng atmospera, mapasailalim sa mapanirang pagkilos ng cosmic radiation, atbp.), ngunit sa pamamagitan ng matatalinong nilalang. Ngunit paano sila nakarating sa Earth? Mula sa punto ng view ng physics (ang malaking sukat ng Uniberso at ang kawalan ng kakayahan na pagtagumpayan ang bilis ng liwanag), ito ay halos hindi posible.
Sa unang pagkakataon, ang posibleng abiogenesis ay pinatunayan ng A.I. Oparin (1923-1924), kalaunan ang hypothesis na ito ay binuo ni J. Haldane (1928). Gayunpaman, ang ideya na ang buhay sa Earth ay maaaring maunahan ng abiogenic formation ng mga organic compound ay ipinahayag ni Darwin. Ang teorya ng abiogenesis ay tinapos na at tinatapos ng ibang mga siyentipiko hanggang ngayon. Ang pangunahing hindi nalutas na problema nito ay ang mga detalye ng paglipat mula sa kumplikadong hindi nabubuhay na mga sistema patungo sa mga simpleng buhay na organismo.
Noong 1947, si J. Bernal, batay sa mga pag-unlad nina Oparin at Haldane, ay bumalangkas ng teorya ng biopoiesis, na nagpapakilala sa tatlong yugto sa abiogenesis: 1) ang abiogenic na paglitaw ng mga biological monomer; 2) pagbuo ng mga biopolymer; 3) ang pagbuo ng mga lamad at ang pagbuo ng mga pangunahing organismo (protobionts).
Abiogenesis
Ang hypothetical na senaryo ng pinagmulan ng buhay ayon sa teorya ng abiogenesis ay inilarawan sa ibaba sa mga pangkalahatang termino.
Ang edad ng Earth ay humigit-kumulang 4.5 bilyong taon. Ang likidong tubig sa planeta, kaya kinakailangan para sa buhay, ayon sa mga siyentipiko, ay lumitaw nang hindi mas maaga kaysa sa 4 bilyong taon na ang nakalilipas. Kasabay nito, ang buhay sa Earth ay umiral na 3.5 bilyong taon na ang nakalilipas, na pinatunayan ng pagtuklas ng mga bato sa gayong mga edad na may mga bakas ng mahahalagang aktibidad ng mga mikroorganismo. Kaya, ang mga unang simpleng organismo ay lumitaw nang medyo mabilis - sa mas mababa sa 500 milyong taon.
Noong unang nabuo ang Earth, ang temperatura nito ay maaaring umabot sa 8000 °C. Nang lumamig ang planeta, ang mga metal at carbon, bilang pinakamabibigat na elemento, ay nag-condensed at nabuo ang crust ng mundo. Kasabay nito, ang aktibidad ng bulkan ay nagaganap, ang crust ay gumagalaw at nagkontrata, ang mga fold at rupture ay nabuo dito. Ang mga puwersa ng gravitational ay humantong sa compaction ng crust, habang ang enerhiya ay inilabas sa anyo ng init.
Ang mga magaan na gas (hydrogen, helium, nitrogen, oxygen, atbp.) ay hindi napanatili ng planeta at nakatakas sa kalawakan. Ngunit ang mga elementong ito ay nanatili sa komposisyon ng iba pang mga sangkap. Hanggang sa bumaba ang temperatura sa Earth sa ibaba 100°C, lahat ng tubig ay nasa singaw na estado. Matapos bumaba ang temperatura, paulit-ulit ang evaporation at condensation nang maraming beses, nagkaroon ng malalakas na pag-ulan na may kasamang mga bagyo. Ang mainit na lava at abo ng bulkan, sa sandaling nasa tubig, ay lumikha ng iba't ibang mga kondisyon sa kapaligiran. Sa ilan, maaaring maganap ang ilang partikular na reaksyon.
Kaya, ang pisikal at kemikal na mga kondisyon sa unang bahagi ng Earth ay kanais-nais para sa pagbuo ng mga organikong sangkap mula sa mga di-organikong sangkap. Ang kapaligiran ay isang uri ng pagbabawas, walang libreng oxygen at walang ozone layer. Samakatuwid, ang ultraviolet at cosmic radiation ay tumagos sa Earth. Ang iba pang pinagmumulan ng enerhiya ay ang init ng crust ng lupa, na hindi pa lumalamig, mga pagsabog ng mga bulkan, mga bagyo, mga radioactive decay.
Methane, carbon oxides, ammonia, hydrogen sulfide, cyanide compounds, at water vapor ay naroroon sa atmospera. Ang isang bilang ng mga pinakasimpleng organikong sangkap ay na-synthesize mula sa kanila. Dagdag pa, maaaring mabuo ang mga amino acid, asukal, nitrogenous base, nucleotides at iba pang mas kumplikadong organic compound. Marami sa kanila ang nagsilbing monomer para sa hinaharap na biological polymers. Ang kawalan ng libreng oxygen sa kapaligiran ay pinapaboran ang mga reaksyon.
Ang mga eksperimento sa kemikal (sa unang pagkakataon noong 1953 nina S. Miller at G. Urey), na ginagaya ang mga kondisyon ng sinaunang Daigdig, ay pinatunayan ang posibilidad ng abiogenic synthesis ng mga organikong sangkap mula sa mga hindi organiko. Sa pamamagitan ng pagpasa ng mga electric discharges sa pamamagitan ng isang halo ng gas na ginaya ang primitive na kapaligiran, sa pagkakaroon ng singaw ng tubig, amino acids, organic acids, nitrogenous bases, ATP, atbp ay nakuha.
Dapat pansinin na sa sinaunang kapaligiran ng Earth, ang pinakasimpleng mga organikong sangkap ay maaaring mabuo hindi lamang sa abiogenically. Dinala rin sila mula sa kalawakan, na nakapaloob sa alikabok ng bulkan. Bukod dito, maaaring ito ay medyo malaking halaga ng organikong bagay.
Mababang molekular na timbang na mga organikong compound na naipon sa karagatan, na lumilikha ng tinatawag na primordial na sopas. Ang mga sangkap ay na-adsorbed sa ibabaw ng mga deposito ng luad, na nagpapataas ng kanilang konsentrasyon.
Sa ilalim ng ilang mga kundisyon ng sinaunang Daigdig (halimbawa, sa luwad, ang mga dalisdis ng paglamig ng mga bulkan), maaaring mangyari ang polimerisasyon ng mga monomer. Ito ay kung paano nabuo ang mga protina at nucleic acid - mga biopolymer, na kalaunan ay naging kemikal na batayan ng buhay. Sa isang may tubig na kapaligiran, ang polimerisasyon ay hindi malamang, dahil ang depolymerization ay kadalasang nangyayari sa tubig. Napatunayan ng karanasan ang posibilidad ng pag-synthesize ng polypeptide mula sa mga amino acid na nakikipag-ugnayan sa mga piraso ng mainit na lava.
Ang susunod na mahalagang hakbang patungo sa pinagmulan ng buhay ay ang pagbuo ng mga coacervate na patak sa tubig ( coacervates) mula sa polypeptides, polynucleotides, iba pang mga organic compound. Ang ganitong mga complex ay maaaring magkaroon ng isang layer sa labas na ginagaya ang isang lamad at pinapanatili ang kanilang katatagan. Ang mga coacervate ay nakuha sa eksperimento sa mga colloidal na solusyon.
Ang mga molekula ng protina ay amphoteric. Naaakit nila ang mga molekula ng tubig sa kanilang sarili upang ang isang shell ay nabuo sa kanilang paligid. Ang mga colloidal hydrophilic complex ay nakuha, na nakahiwalay sa masa ng tubig. Bilang resulta, ang isang emulsyon ay nabuo sa tubig. Dagdag pa, ang mga colloid ay nagsasama sa isa't isa at bumubuo ng mga coacervate (ang proseso ay tinatawag na coacervation). Ang koloidal na komposisyon ng coacervate ay nakasalalay sa komposisyon ng daluyan kung saan ito nabuo. Sa iba't ibang mga reservoir ng sinaunang Earth, nabuo ang mga coacervate ng iba't ibang komposisyon ng kemikal. Ang ilan sa kanila ay mas matatag at maaaring, sa isang tiyak na lawak, magsagawa ng pumipili na metabolismo sa kapaligiran. Nagkaroon ng uri ng biochemical natural selection.
Ang mga Coacervate ay nagagawang piliing sumipsip ng ilang mga sangkap mula sa kapaligiran at naglalabas dito ng ilang mga produkto ng mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa kanila. Parang metabolism. Sa akumulasyon ng mga sangkap, lumaki ang mga coacervate, at nang umabot sila sa isang kritikal na sukat, nahati sila sa mga bahagi, na ang bawat isa ay pinanatili ang mga tampok ng orihinal na organisasyon.
Sa mga coacervates mismo, maaaring maganap ang mga reaksiyong kemikal. Sa panahon ng pagsipsip ng mga metal ions ng coacervates, maaaring mabuo ang mga enzyme.
Sa proseso ng ebolusyon, ang mga ganitong sistema lamang ang natitira na may kakayahang mag-regulasyon sa sarili at magparami ng sarili. Ito ay minarkahan ang simula ng susunod na yugto sa pinagmulan ng buhay - ang paglitaw mga protobion(ayon sa ilang mga mapagkukunan, ito ay kapareho ng mga coacervates) - mga katawan na may isang kumplikadong komposisyon ng kemikal at isang bilang ng mga katangian ng mga nabubuhay na nilalang. Ang mga protobionts ay maaaring ituring bilang ang pinaka-matatag at matagumpay na coacervate.
Ang lamad ay maaaring mabuo sa sumusunod na paraan. Ang mga fatty acid ay pinagsama sa mga alkohol upang bumuo ng mga lipid. Ang mga lipid ay bumubuo ng mga pelikula sa ibabaw ng mga anyong tubig. Nakaharap sa tubig ang kanilang mga naka-charge na ulo, habang ang mga di-polar na dulo ay nakaharap sa labas. Ang mga molekula ng protina na lumulutang sa tubig ay naaakit sa mga ulo ng mga lipid, na nagreresulta sa pagbuo ng mga double lipoprotein films. Mula sa hangin, ang naturang pelikula ay maaaring yumuko, at nabuo ang mga bula. Ang mga coacervate ay maaaring aksidenteng na-trap sa mga vesicle na ito. Kapag ang mga naturang complex ay muling lumitaw sa ibabaw ng tubig, natatakpan na sila ng pangalawang lipoprotein layer (dahil sa hydrophobic na pakikipag-ugnayan ng mga non-polar na dulo ng mga lipid na nakaharap sa isa't isa). Ang pangkalahatang layout ng lamad ng mga nabubuhay na organismo ngayon ay dalawang patong ng mga lipid sa loob at dalawang patong ng mga protina na matatagpuan sa mga gilid. Ngunit sa paglipas ng milyun-milyong taon ng ebolusyon, ang lamad ay naging mas kumplikado dahil sa pagsasama ng mga protina na nahuhulog sa lipid layer at tumagos dito, protrusion at protrusion ng mga indibidwal na seksyon ng lamad, atbp.
Ang mga coacervate (o protobionts) ay maaaring makakuha na ng mga umiiral nang nucleic acid molecule na may kakayahang magparami ng sarili. Dagdag pa, sa ilang mga protobionts, ang gayong muling pagsasaayos ay maaaring mangyari na ang nucleic acid ay nagsimulang mag-encode ng protina.
Ang ebolusyon ng mga protobionts ay hindi na kemikal, ngunit prebiological evolution. Ito ay humantong sa isang pagpapabuti sa catalytic function ng mga protina (nagsimula silang gampanan ang papel na ginagampanan ng mga enzyme), mga lamad at ang kanilang pumipili na pagkamatagusin (na ginagawang isang matatag na hanay ng mga polimer ang protobiont), ang paglitaw ng matrix synthesis (paglipat ng impormasyon mula sa nucleic acid sa nucleic acid at mula sa nucleic acid sa protina).
| Ebolusyon | resulta | |
|---|---|---|
| 1 | Ebolusyon ng kemikal - synthesis ng mga compound |
|
| 2 | Prebiological evolution - pagpili ng kemikal: ang pinaka-matatag, self-reproducing protobionts ay nananatili |
|
| 3 | Biyolohikal na ebolusyon - biyolohikal na pagpili: ang pakikibaka para sa pagkakaroon, ang kaligtasan ng pinaka-naaangkop sa mga kondisyon sa kapaligiran |
|
Ang isa sa mga pinakamalaking misteryo tungkol sa pinagmulan ng buhay ay kung paano naka-code ang RNA para sa pagkakasunud-sunod ng amino acid ng mga protina. Ang tanong ay tumutukoy sa RNA, hindi DNA, dahil pinaniniwalaan na sa una ang ribonucleic acid ay gumaganap hindi lamang isang papel sa pagpapatupad ng namamana na impormasyon, ngunit responsable din para sa imbakan nito. Pinalitan ito ng DNA nang maglaon, na lumabas mula sa RNA sa pamamagitan ng reverse transcription. Ang DNA ay mas mahusay sa pag-iimbak ng impormasyon at mas matatag (hindi gaanong madaling kapitan ng mga reaksyon). Samakatuwid, sa proseso ng ebolusyon, siya ang naiwan bilang tagapag-ingat ng impormasyon.
Noong 1982, natuklasan ni T. Chek ang catalytic na aktibidad ng RNA. Bilang karagdagan, ang RNA ay maaaring ma-synthesize sa ilalim ng ilang mga kundisyon kahit na sa kawalan ng mga enzyme, at bumubuo rin ng mga kopya ng kanilang sarili. Samakatuwid, maaari itong ipagpalagay na ang mga RNA ay ang unang biopolymer (ang RNA world hypothesis). Ang ilang mga seksyon ng RNA ay maaaring aksidenteng mag-encode ng mga peptide na kapaki-pakinabang para sa protobiont, habang ang ibang mga seksyon ng RNA ay naging excised intron sa kurso ng ebolusyon.
Isang feedback ang lumitaw sa mga protobionts - RNA encodes enzyme proteins, enzyme proteins taasan ang dami ng nucleic acids.
Simula ng biological evolution
Ang ebolusyon ng kemikal at ang ebolusyon ng mga protobionts ay tumagal ng higit sa 1 bilyong taon. Bumangon ang buhay, at nagsimula ang biyolohikal na ebolusyon nito.
Ang ilang mga protobionts ay nagbunga ng mga primitive na selula, na kinabibilangan ng kabuuan ng mga katangian ng mga nabubuhay na bagay na ating nakikita ngayon. Ipinatupad nila ang pag-iimbak at paghahatid ng namamana na impormasyon, ang paggamit nito upang lumikha ng mga istruktura at metabolismo. Ang enerhiya para sa mahahalagang proseso ay ibinigay ng mga molekula ng ATP, at ang mga lamad na tipikal ng mga selula ay lumitaw.
Ang mga unang organismo ay anaerobic heterotrophs. Nakuha nila ang enerhiya na nakaimbak sa ATP sa pamamagitan ng pagbuburo. Ang isang halimbawa ay glycolysis - ang walang oxygen na pagkasira ng mga asukal. Ang mga organismong ito ay kumain sa gastos ng mga organikong sangkap ng pangunahing sabaw.
Ngunit ang mga reserba ng mga organikong molekula ay unti-unting naubos, dahil ang mga kondisyon sa Earth ay nagbago, at ang mga bagong organiko ay halos hindi na synthesize sa abiogenically. Sa ilalim ng mga kondisyon ng kumpetisyon para sa mga mapagkukunan ng pagkain, ang ebolusyon ng mga heterotroph ay pinabilis.
Ang kalamangan ay nakuha ng bakterya, na naging magagawang ayusin ang carbon dioxide sa pagbuo ng mga organikong sangkap. Ang autotrophic synthesis ng mga nutrients ay mas kumplikado kaysa sa heterotrophic na nutrisyon, kaya hindi ito maaaring lumitaw sa maagang mga anyo ng buhay. Mula sa ilang mga sangkap, sa ilalim ng impluwensya ng enerhiya ng solar radiation, nabuo ang mga compound na kinakailangan para sa cell.
Ang mga unang photosynthetic na organismo ay hindi gumawa ng oxygen. Ang photosynthesis kasama ang paglabas nito ay malamang na lumitaw sa ibang pagkakataon sa mga organismo na katulad ng kasalukuyang asul-berdeng algae.
Ang akumulasyon ng oxygen sa atmospera, ang hitsura ng isang ozone screen, at isang pagbawas sa dami ng ultraviolet radiation ay humantong sa halos imposibilidad ng abiogenic synthesis ng kumplikadong mga organikong sangkap. Sa kabilang banda, ang mga umuusbong na anyo ng buhay ay naging mas nababanat sa ilalim ng gayong mga kondisyon.
Ang paghinga ng oxygen ay kumalat sa Earth. Ang mga anaerobic na organismo ay nakaligtas lamang sa ilang mga lugar (halimbawa, may mga anaerobic bacteria na naninirahan sa mga mainit na bukal sa ilalim ng lupa).
Nagsimula ang buhay sa Earth tatlong bilyong taon na ang nakalilipas. Simula noon, binago ng ebolusyon ang mga elementarya na single-celled na organismo sa iba't ibang hugis, kulay, sukat, at function na nakikita natin ngayon. Ngunit paano eksaktong nagmula ang buhay sa primordial na sopas - tubig na nasa mababaw na bukal at puspos ng mga amino acid at nucleotides?
Mayroong maraming mga teoretikal na sagot sa tanong kung ano ang eksaktong sanhi ng paglitaw ng buhay, mula sa isang kidlat hanggang sa isang kosmikong katawan. Narito ang ilan lamang sa kanila.
spark ng kuryente
Ang parehong metaporikal na kislap ng buhay ay maaaring isang ganap na literal na kislap o maraming kislap, na ang pinagmulan nito ay kidlat. Ang mga electric spark na nahuhulog sa tubig ay maaaring maging sanhi ng pagbuo ng mga amino acid at glucose, na nagko-convert sa mga ito mula sa isang kapaligiran na mayaman sa methane, tubig, hydrogen at ammonia. Ang teoryang ito ay kinumpirma pa nga sa eksperimento noong 1953, na nagpapatunay na ang kidlat ay maaaring maging sanhi ng pagbuo ng mga pangunahing elemento na kinakailangan para sa paglitaw ng mga unang anyo ng buhay.
Matapos isagawa ang eksperimento, napatunayan ng mga siyentipiko na ang maagang kapaligiran ng ating planeta ay hindi maaaring maglaman ng sapat na hydrogen, ngunit ang mga ulap ng bulkan na sumasakop sa ibabaw ng Earth ay maaaring magsama ng lahat ng kinakailangang elemento at, nang naaayon, sapat na mga electron upang magdulot ng kidlat.
Mga hydrothermal vent sa ilalim ng tubig
Ang medyo malakas na lagusan ng malalim na tubig ay maaaring maging isang kinakailangang mapagkukunan ng hydrogen para sa pagbuo ng mga unang nabubuhay na organismo sa kanilang mabatong ibabaw. Kahit ngayon, ang magkakaibang ecosystem ay nabubuo sa paligid ng mga hydrothermal vent, kahit na sa napakalalim.
Clay
Ang unang mga organikong molekula ay maaaring magtagpo sa ibabaw ng luad. Palaging naglalaman ang Clay ng sapat na dami ng mga organic na bahagi, bilang karagdagan, maaari itong maging isang uri ng organizer ng mga bahaging ito sa mas kumplikado at mahusay na mga istrukturang tulad ng DNA.
Sa katunayan, ang DNA ay isang uri ng mapa para sa mga amino acid, na nagsasaad nang eksakto kung paano dapat ayusin ang mga ito sa mga kumplikadong fat cells. Ang isang pangkat ng mga biologist mula sa Unibersidad ng Glasgow sa Scotland ay nagtalo na ang luad ay maaaring maging isang mapa para sa pinakasimpleng polimer at taba, hangga't hindi sila natututong "mag-ayos ng sarili".
Panspermia
Ang teoryang ito ay nagtataas ng mga katanungan tungkol sa posibilidad ng isang cosmic na pinagmulan ng buhay. Iyon ay, ayon sa mga postulate nito, ang buhay ay hindi nagmula sa Earth, ngunit dinala lamang dito sa tulong ng isang meteorite, halimbawa, mula sa Mars. Sapat na mga fragment ang natagpuan sa lupa, na diumano ay dumating sa amin mula sa pulang planeta. Ang isa pang paraan sa "space taxi" para sa hindi kilalang mga anyo ng buhay ay mga kometa, na maaaring maglakbay sa pagitan ng mga sistema ng bituin.
Kahit na ito ay totoo, hindi pa rin masagot ng panspermia ang tanong kung paano eksaktong nagmula ang buhay kung saan ito dinala sa planetang Earth.
Sa ilalim ng yelo
Posible na ang mga karagatan at mga kontinente ay natatakpan ng makapal na layer ng yelo tatlong bilyong taon na ang nakalilipas, dahil ang Araw ay hindi sumikat nang kasing liwanag nito ngayon. Ang yelo ay maaaring maging isang proteksiyon na layer para sa marupok na mga organikong molekula, na pumipigil sa mga sinag ng ultraviolet at mga kosmikong katawan na bumabangga sa ibabaw mula sa pinsala sa una at pinakamahina na mga anyo ng buhay. Bilang karagdagan, ang isang mas mababang temperatura ay maaaring maging sanhi ng ebolusyon ng mga unang molekula sa mas malakas at mas matibay.
Mundo ng RNA
Ang teorya ng mundo ng RNA ay batay sa pilosopikal na tanong ng itlog at manok. Ang katotohanan ay para sa pagbuo (pagdodoble) ng DNA, ang mga protina ay kailangan, at ang mga protina ay hindi maaaring magparami ng kanilang mga sarili nang walang mismong mapa na naka-embed sa DNA. Kaya paano nagkaroon ng buhay kung ang isa ay hindi maaaring umiral nang wala ang isa, ngunit parehong maganda ang umiiral sa kasalukuyan? Ang sagot ay maaaring RNA - ribonucleic acid, na may kakayahang mag-imbak ng impormasyon tulad ng DNA at magsilbi bilang mga enzyme ng protina. Sa batayan ng RNA, isang mas perpektong DNA ang nabuo, pagkatapos ay ang mas mahusay na mga protina ay ganap na pinalitan ang RNA.
Ngayon, ang RNA ay umiiral at gumaganap ng ilang mga function sa mga kumplikadong organismo, halimbawa, ito ay responsable para sa pagpapatakbo ng ilang mga gene. Ang teoryang ito ay lubos na lohikal, ngunit hindi nito sinasagot ang tanong kung ano ang nagsilbing katalista para sa pagbuo ng ribonucleic acid mismo. Ang pagpapalagay na ito ay maaaring lumitaw nang mag-isa ay tinanggihan ng karamihan sa mga siyentipiko. Ang teoretikal na paliwanag ay ang pagbuo ng pinakasimpleng mga acid na PNA at TNA, na pagkatapos ay nabuo sa RNA.
Ang pinakasimpleng simula
Ang teoryang ito ay tinatawag na holobiosis at nagmula sa ideya na ang buhay ay hindi nagsimula sa kumplikadong mga molekula ng RNA at sa pangunahing genetic code, ngunit mula sa pinakasimpleng mga particle na nakikipag-ugnayan sa isa't isa para sa kapakanan ng metabolismo. Marahil ang mga particle na ito sa kalaunan ay bumuo ng isang proteksiyon na shell, tulad ng isang lamad, at pagkatapos ay umunlad sa isa, mas kumplikadong, organismo. Ang modelong ito ay tinatawag na "enzyme model of metabolism", habang ang teorya ng RNA world ay tinatawag na "primary genetic code model".
Paano nagmula ang buhay sa Earth? Ang mga detalye ay hindi alam ng sangkatauhan, ngunit ang mga prinsipyong batong panulok ay naitatag. 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 ipinamamahagi sa tulong ng mga meteoroid (mga celestial na katawan 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 "persistent but sleepy soldiers" ay nahulog sa paborableng mga kondisyon, nagiging aktibo sila. 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 buhay 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 di-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 mga 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? 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 biglaan, 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 mahabang panahon - 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 matatagpuan sa mga populasyon ng mga organismo. Ang mga namamana na katangian ay mga espesyal na tampok na nagpapakilala, 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 ipinadala 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.
Hindi lihim na ang walang hanggang tanong kung kailan nagmula ang buhay sa Earth ay palaging nag-aalala hindi lamang sa mga siyentipiko, kundi sa lahat ng tao. Sa artikulong ito, susubukan nating kilalanin ang lahat ng sinasabing teorya ng pinagmulan ng lahat ng buhay sa ating planeta. Susubukan naming pag-uri-uriin ang mga yugto ng pag-unlad nito at ilarawan kung ano ang kasaysayan ng pag-unlad ng buhay sa Earth.
Ang pinagmulan ng buhay sa Earth sa agham
Mula sa isang pang-agham na pananaw, mayroong ilang mga bersyon ng pinagmulan ng buhay. Isaalang-alang kung paano lumitaw ang buhay sa Earth ayon sa mga siyentipiko na nakikibaka sa mahiwagang tanong na ito sa loob ng maraming siglo, na naglalagay ng mga bagong hypotheses.
- Sinasabi ng teorya na ang buhay ay nagmula sa isang piraso ng yelo. Medyo katawa-tawa na ideya, ngunit lahat ay posible. Ang ilang mga siyentipiko ay naniniwala na ang carbon dioxide na naroroon sa hangin ay nagtustos ng pagpapanatili ng mga kondisyon ng greenhouse, ang iba ay naniniwala na mayroong isang pare-pareho na panahon ng taglamig sa lupa sa oras na iyon.
- Ang agham na nag-aaral sa pinagmulan ng buhay sa Earth ay biology. Sumusunod siya sa teorya ni Charles Darwin. Siya at ang kanyang mga kontemporaryo ay naniniwala na ang buhay ay nagsimulang mabuo sa isang reservoir. Ang teoryang ito ay sinusunod ng karamihan sa mga siyentipiko ngayon. Ang mga organikong sangkap na inihatid ng tubig na dumadaloy dito ay maaaring maipon sa mga kinakailangang dami sa isang sarado at medyo mababaw na reservoir. Dagdag pa, ang mga compound na ito ay mas puro sa mga panloob na ibabaw ng layered mineral. Maaari silang maging mga katalista para sa mga reaksyon.
- Ang tubig ang pinagmumulan ng buhay sa Earth para sa lahat ng nabubuhay na nilalang sa Earth - mga tao, flora at fauna. Ito ay isang napakahalaga at mahal na mapagkukunan sa ating planeta. Ang lahat ng tubig sa lupa ay nasa patuloy na kaugnayan sa mga bato at atmospera. Ang tubig ay naglilinis sa sarili salamat sa patuloy na daloy na nagbibigay ng pag-iral sa ating lupa. Ang sinaunang at unibersal na simbolo ng pagkamayabong ng kadalisayan ay tubig. Ang tao ay binubuo ng 80% tubig, hayop 75% at halaman 89-90% ng kabuuang timbang ng katawan. Ang tubig ay isang kailangang-kailangan na produkto, dahil ito ang pangunahing materyal na gusali para sa katawan ng tao. Ito ay higit na mahalaga kaysa sa bakal, gas, karbon at langis. Kung walang tubig, ang buhay sa lupa ay hindi kailanman maaaring magmula, mapapanatili, at hindi maaaring umiral. Ang tubig ay buhay mismo.
- Paano kung lumitaw ang buhay sa mga zone ng aktibidad ng bulkan? Kaagad pagkatapos ng pagbuo nito, ang Earth ay isang bola ng magma na humihinga ng apoy. Sa mga gas na inilabas mula sa natunaw na magma, ang iba't ibang mga kemikal na kailangan para sa synthesis ng mga organikong molekula ay dinala sa ibabaw ng lupa - nangyari ito sa panahon ng pagsabog ng bulkan.
Ang pinagmulan ng buhay sa mundo sa relihiyon
Isaalang-alang kung paano nagmula ang buhay sa lupa sa pananaw ng relihiyon. Ang isa pang hypothesis tungkol sa pinagmulan ng buhay sa lupa ay nakahanap ng paliwanag sa iba't ibang relihiyon. Isaalang-alang si Christian:
Ang pangunahing dogma ng paglikha ng lahat ng nabubuhay na bagay sa Kristiyanismo ay ang pariralang "paglikha mula sa wala", kung saan kumikilos ang Diyos bilang Tagapaglikha sa kanyang kusang pagkilos. Kasabay nito, lumilitaw din na ang Panginoon ang ugat ng pagiging. Kasabay nito, hindi obligado ang Diyos na likhain ang mundo; para sa Banal na kakanyahan, hindi ito tinutukoy ng anumang "panloob na pangangailangan". Ito ay Kanyang malayang pagpili, isang regalo sa sangkatauhan "mula sa labis na pagmamahal." Ang landas at mga yugto ng paglikha ng mundo ay inilarawan sa unang tatlong kabanata ng Genesis.
Ang mga pangunahing yugto ng buhay sa Earth
Ang isang tao ay maaaring makipag-usap nang walang katapusang tungkol sa kasaysayan ng pag-unlad ng buhay sa lupa. Ang paksang ito ay medyo malawak at napakalawak, inilista lamang namin ang mga pangunahing yugto ng pinagmulan ng buhay:
- Nagmula ang buhay sa dagat.
- Ang pagkakaroon ng pinakasimpleng mga organismo sa dagat.
- Ang mga multicellular na buhay na nilalang ay lumitaw sa mga dagat
- Maraming invertebrates ang lumilitaw sa mga dagat. Sa mga invertebrates ay makikita natin ang mga ninuno ng mga modernong mollusk at arthropod.
- Ang unang marine vertebrate armored, modernong isda ay ipinanganak. Bumubuo ang buhay sa mga umuusbong na lugar ng lupa. Ang mga unang nanirahan ay: fungi, bacteria, mosses at maliliit na invertebrates, na sinusundan ng mga amphibian.
- Ang mundo ay natatakpan ng malalakas na kagubatan ng mga pako at iba pang mga halaman na nawala sa ating panahon. Lumilitaw ang mga insekto.
- Ang pinagmulan ng mga reptilya.
- Ang panahon ng mga reptilya, ang mga hayop ay lumaganap din sa mga dagat. Ang ilang mga species ay umaabot sa malalaking sukat.
- Lumilitaw ang mga mammal at ibon. Ang mga unang namumulaklak na halaman ay kumalat. Lumilitaw ang mga unang angiosperms.
- Ang mga dinosaur at iba pang malalaking reptilya ay namamatay.
- Ang mga mammal ay kumakalat sa buong daigdig, pinapalitan ang mga reptilya, na ang bilang ay mabilis na bumababa.
- Ang iba't ibang uri ng mammal ay ipinanganak: mga carnivore, paniki, at ang mga ninuno ng mga unggoy at tao ngayon. Ang mga herbivore ay ipinanganak.
- Ang mga indibidwal na mammal ay naninirahan sa mga dagat. Halimbawa: mga balyena.
- Mayroong isang ninuno ng tao - Australopithecus.
- Ang mga indibidwal na malalaking mammal ay nawawala. Ang tao ay nagiging ganap na may-ari ng Earth.
Ngayon alam mo na kung ano ang hitsura ng Earth noong sinaunang panahon. Ang buhay na walang tao ay ibang-iba.
