10 AZ ÉLET EREDETE - BIOLÓGIA - 2025

Az élet eredete elméletek megpróbálják megmagyarázni, hogy az élő dolgok honnan származnak. Hogyan alakult ki az élet, amint tudjuk, kérdés, amelyet sok filozófus, teológus és tudós már évek óta feltett. Valójában azt mondhatjuk, hogy szinte azóta, hogy az ember ember volt.

Különböző tudományos feljegyzések szerint a föld körülbelül 4,5–5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki, és hogy a legrégebbi ismert kövületek, amelyek a cianobaktériumok maradványainak felelnek meg Nyugat-Ausztráliában, legalább 3,5 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek.

Kép a WikiImages-ről a www.pixabay.com webhelyen

Noha nincsenek fosszilis feljegyzések vagy régebbi geológiai bizonyítékok, sok tudós egyetért azzal, hogy más életformák létezhettek már korábban is, ám a kövületeket megsemmisíthette a hő és sok kőzet alakváltozása a Precambrian.

Mi történt a föld eredete és az első kövületek megjelenése óta eltelt közel 2 milliárd év alatt? Az akkoriban bekövetkezett biológiai események tették lehetővé az életet, és azokat, amelyeket annyira vitatnak a mai tudományos közösségben.

Ezután néhány fő hipotetikus elméletet találunk, amelyeket a különböző szerzők előadtak az első élő organizmusok származásának magyarázata érdekében, amelyekből valószínűleg a legfejlettebb életformák fejlődtek ki.

Milyen volt a föld, mielőtt az élet felmerült?

A Földön a legkorábbi ismert életformák a feltételezett megkövesedett mikroorganizmusok, amelyek hidrotermikus szellőzőnyílásokban találhatók. Becslések szerint 4,28 milliárd évvel ezelőtt éltek.

Egyes tudósok azt állítják, hogy az "eredeti" földre különféle típusú égi tárgyak hatnak, és hogy a bolygó hőmérséklete olyan magas volt, hogy a víz nem folyékony állapotban, hanem gáz formájában volt.

Sokan egyetértenek abban, hogy a prekambriai földterület hőmérséklete hasonló lehet a mai földhöz, ami azt jelenti, hogy a víz folyékony formában lehet, kondenzálódva óceánok, tengerek és tavak kialakításához.

Ezzel szemben úgy vélik, hogy az akkori földi légkör erősen redukálja (nulla vagy nagyon kevés a szabad oxigén), így különféle energiaformáknak való kitettség után az első szerves vegyületek képződhetnek.

Az élet származásának fő elméletei

- Az élet spontán generáció által

Arisztotelész, a spontán generáció előfutára

A görögöktől a 19. század közepén sok tudósig elfogadták azt a javaslatot, hogy az élőlények spontán módon, más szülői szervezetek nélkül, "nem élő" anyagból származhatnak.

Ezért a különböző gondolkodók évszázadok óta meg vannak győződve arról, hogy a rovarok, férgek, békák és más kártevők spontán módon alakulnak ki a sárban vagy a bomló anyagon.

Ezeket az elméleteket egynél több alkalommal megcáfolták például a Francesco Redi (1668) és Louis Pasteur (1861) által végzett kísérletek.

Francesco Redi arcképe (Forrás: Valérie75, a Wikimmedia Commons segítségével)

Redi bebizonyította, hogy ha a felnőtt rovarok tojásaikat egy darab húsra nem fektették, akkor a lárvák nem jelentkeztek rajta spontán módon. Másrészt, Pasteur később megmutatta, hogy a mikroorganizmusok csak a meglévő mikroorganizmusokból származhatnak.

Ezenkívül el kell mondani, hogy ezt az elméletet is figyelmen kívül hagyták, mivel a különféle történelmi összefüggésekben a "spontán generáció" két egészen különféle fogalomra utalt:

- Abiogenezis: az élet eredete szervetlen anyagból és

- Heterogenezis: az a gondolat, hogy az élet halott szerves anyagból származik, ugyanúgy, ahogy a férgek "megjelentek" a pusztuló húson.

Darwin és Wallace, egy kicsit korábban, 1858-ban, önállóan közzétették a természetes szelekcióval kapcsolatos evolúciós elméleteiket, amelyekkel világossá tették, hogy a legbonyolultabb élőlények képesek voltak fejlődni „egyszerűbb” egysejtű lényekből.

Így a spontán generáció elmélete eltűnt a helyszínről, és a tudományos közösség elgondolkodni kezdett azon, hogy miként alakultak ki azok az „egyszerűbb egysejtű lények”, amelyekről az evolúcionisták beszéltek.

- Az elsődleges táptalaj elmélete és a fokozatos kémiai fejlődés

Alexander Oparin laboratóriumában (jobbra).

1920-ban A. Oparin és J. Haldane tudósok külön javasolták a földi élet eredetére vonatkozó hipotézist, amely ma a nevüket viseli, és amelynek segítségével megállapították, hogy a földi élet kialakulhatott volna. " lépésről lépésre ”az élő anyagtól a„ kémiai evolúción keresztül ”.

Nagy prizmatikus tavasz Yellowstone-ban. Úgy gondolják, hogy ez a magas hőmérsékletű környezet hasonló a Föld tengerének ősi környezetéhez. Forrás:

Mindkét kutató azt állította, hogy az "eredeti" földnek redukáló légkörrel kell rendelkeznie (alacsony oxigéntartalommal, amelyben az összes molekula hajlandó elektronokat adni), és ez egy olyan helyzet, amely tökéletesen magyarázza az eseményeket:

- Egyes szervetlen molekulák reagálnak egymásra, hogy az élőlények szerves szerkezeti "blokkjait" képezzék, amelyet elektromos energia (sugarakból) vagy fény (napfény) irányít, és amelyek termékei az óceánokban felhalmozódnak, és "elsődleges húslevest" alkotnak.

Elias Sch képe. a www.pixabay.com oldalon

- Az említett szerves molekulák ezt követően egyesülnek, összetettebb molekulákat képezve, amelyeket egyszerűbb molekulák (polimerek), például fehérjék és nukleinsavak fragmentumai alkotnak.

- Az említett polimereket olyan egységekké alakították, amelyek képesek replikálódni önmagában, akár metabolikus csoportokban (Oparin javaslata), akár olyan membránokban, amelyek „sejtszerű” struktúrákat alkotnak (Haldane javaslata).

- Panspermia

Illusztráció egy baktérium az üstökösön. Forrás: Ezüstkanál Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

1908-ban egy August Arrhenius nevű tudós javasolta, hogy az "élethordozó magokat" szétszórják a kozmikus űrben, és hogy a bolygókra esnek és "csíráznak", ha ott kedvező feltételek állnak fenn.

Ezt az elméletet, más néven a panspermia elméletét (a görög pannából, ami "mindent" és a sperma, ami "magot" jelent) különféle tudósok támogatták, és azt találhatjuk, hogy egyes szövegekben "a földönkívüli eredetének" élet".

- Elektromos élet

Kép FelixMittermeier a Pixabay.com-tól

Később a tudományos közösség egy része azt sugallta, hogy az Oparin és Haldane által javasolt élet eredete a földön megkezdődhet egy elektromos "szikra" révén, amely biztosítja az alapvető szerves vegyületek "szervezéséhez" szükséges energiát. szervetlen vegyületek (az abiogenezis egyik formája).

Ezeket az ötleteket kísérletileg két észak-amerikai kutató támogatta: Stanley Miller és Harold Urey.

Kísérleteikkel mindkét tudós bebizonyította, hogy szervetlen anyagokból és bizonyos speciális légköri körülmények között az elektromos kisülés képes szerves molekulákat, például aminosavakat és szénhidrátokat képezni.

Ez az elmélet azt sugallta, hogy az idő múlásával a legösszetettebb molekulák képezhetők, amelyek ma az élőlényeket jellemzik; ezért nagyon támogatta az Oparin és Haldane néhány évvel ezelőtti "ősi készlete" elméleteit.

- Élet a jég alatt

Kép David Mark a www.pixabay.com oldalon

Egy másik, talán egy kicsit kevésbé ismert és elfogadott elmélet azt sugallja, hogy az élet olyan mély óceáni vizekben merült fel, amelyek felszínét feltehetően vastag és vastag jégréteg borította, mivel az eredeti föld Napja valószínűleg nem befolyásolta annyira a felület, mint most.

Az elmélet azt sugallja, hogy a jég bármilyen biológiai jelenséget védhetett volna a tengeren, lehetővé téve az első élő formák kialakulásának különböző vegyületeinek kölcsönhatását.

- Élet szerves polimerekből

Fehérje

Miután egy laboratóriumban kimutatták, hogy bizonyos körülmények között szervetlen anyagból képződhetnek szerves vegyületek, például aminosavak, a tudósok elgondolkodni kezdtek a szerves vegyületek polimerizációs folyamata során.

Ne felejtsük el, hogy a sejtek nagy és összetett típusú polimerekből állnak: fehérjékből (aminosavak polimerei), szénhidrátokból (cukrok polimerei), nukleinsavakból (nitrogénbázisok polimerei) stb.

Sidney Fox

1950-ben a biokémikus Sidney Fox és munkatársai felfedezték, hogy kísérleti körülmények között, ha egy aminosav-készletet víz hiányában hevítenek, összekapcsolódhatnak, és így polimert képeznek, vagyis fehérjét.

Ezek az eredmények a Fox számára arra utaltak, hogy az Oparin és Haldanne által javasolt "primitív táptalajban" olyan aminosavak alakulhatnak ki, amelyek egy forró felülettel való érintkezésbe lépve, a víz párolgását elősegítve fehérjéket képezhetnek.

Ribonukleinsav és élet az agyagon

Alexander Cairns-Smith, a biokémikus később javasolta, hogy az első molekulák, amelyek lehetővé tették az életet, az agyagfelületeken találhatók, amelyek nemcsak elősegítették a koncentrációt, hanem elősegítették szervezeteiket meghatározott mintázatokban.

Ezek az 1990-es években felmerült ötletek azt állították, hogy az agyag „katalizátorként” szolgálhat az RNS (ribonukleinsav) polimerek képződésében, és ennek megfelelően katalizátor hordozóként szolgálhat.

- Az "első gének" hipotézis

Figyelembe véve az esszenciális szerves polimerek „spontán” képződésének gondolatait, néhány szerző elképzelte annak lehetőségét, hogy az első életformák egyszerűen önreplikálódó nukleinsavak, például a DNS (dezoxiribonukleinsav) vagy az RNS.

Ezért azt javasolták, hogy más fontos elemeket, például a metabolikus hálózatokat és a membránképződést, később adják az "ősi" rendszerhez.

Tekintettel az RNS reaktivitási tulajdonságaira, sok tudós támogatja azt az elképzelést, hogy az első autokatalitikus struktúrákat ez a nukleinsav képezte (amely ribozimként nyilvánvaló), azaz az „RNS világának” nevezett hipotézisek.

Ennek megfelelően az RNS potenciálisan katalizálhatta azokat a reakciókat, amelyek lehetővé tették a saját másolását, lehetővé téve ezzel a genetikai információ nemzedékről generációra történő továbbítását és akár fejlődését is.

- Az "anyagcsere első" hipotézis

Másrészről, a különböző kutatók inkább támogatták azt az elképzelést, hogy az élet elsősorban a "proteinszerű" szerves molekulákban zajlik, megállapítva, hogy az élet kezdeti formái a nukleinsavak előtti "önfenntartó" anyagcsere-hálózatokból állhatnak.

A hipotézis arra utal, hogy "anyagcsere-hálózatok" alakulhattak ki a hidrotermikus szellőzőnyílások közelében, amelyek folyamatos kémiai prekurzorokat szolgáltattak.

Így a korábbi egyszerűbb útvonalak előállíthattak olyan molekulákat, amelyek katalizátorként működtek komplexebb molekulák kialakulásához, és végül a metabolikus hálózatok képesek voltak más, még bonyolultabb molekulákat képezni, például nukleinsavakat és nagy fehérjéket.

Végül, ezeket az önfenntartó rendszereket be lehet kapszulázni a membránokba, így képezve az első celluláris lényeket.

- Az élet eredete "szükségesség" alapján

Egyes, a Massachusetts Institute of Technology (MIT, USA) kutatók hozzájárultak egy elmélet megfogalmazásához, amely az első élőlények eredetét "szükségszerűséggel" magyarázza, valahogy "a természet törvényei szerint", nem pedig a "Esély" vagy "esély".

Ezen elmélet szerint az élet kialakulása elkerülhetetlen kérdés, mivel megállapítást nyert, hogy az anyag általában "rendszerekben" alakul ki, amelyek egy külső energiaforrás által irányított és hő által körülvevõ hatékonyan diszpergálnak. energia.

Az ezzel az elmélettel kapcsolatos kísérletek azt mutatták, hogy amikor a véletlen atomok egy energiaforrásnak vannak kitéve, akkor megszervezik magukat az energia hatékonyabb eloszlatására, jelezve, hogy ez az "újramodellezés" végül véget vet az élet kialakulásának..

A alternatív energiaforrás könnyen a nap lehetett, bár más lehetőségeket nem zárnak ki teljesen.

- kreacionizmus

Kép: Barbara Jackson, a www.pixabay.com oldalon

A kreacionizmus az elméletek egyike, amelyet a mai társadalmak fontos része támogat, elsősorban a hit által. A gondolkodás ezen áramlása szerint az univerzumot és az összes életformát Isten „semmiből” hozta létre.

Ez egy olyan elmélet, amely érdekes módon ellentétes a modern evolúciós elméletekkel, amelyek célja az élő formák sokszínűségének eredete magyarázata Isten vagy más "isteni hatalom" nélkül, és sokszor egyszerűen "véletlenszerűen". ”.

A kreacionistáknak két típusa létezik: a bibliai és a „régi föld”. Az elsõk úgy vélik, hogy a Biblia Genesis fejezetében leírtak minden szó szerint igazak, míg az utóbbiak úgy vélik, hogy egy alkotó mindent megtett, ami létezik, anélkül azonban, hogy megerõsítették volna, hogy a Genesis története szó szerinti történet.

Ugyanakkor mindkét típusú kreacionista úgy gondolja, hogy az organizmusokban bekövetkező változások változásokat vonhatnak maguk után egy fajban, és ők is hisznek a "lefelé mutató" változásokban, mint például a negatív mutációk.

Ugyanakkor nem gondolják, hogy ezek a változások vezethetnének egy "alacsonyabb" fajt "egy magasabb" vagy sokkal összetettebb fajgá.

A kreacionizmus és az evolucionizmus az első evolúciós elméletek megjelenése óta viták és viták tárgyát képezik, és még ma is mindkét nézet egymást kizárónak tűnik.

Irodalom

1. Andrulis, ED (2012). Az élet eredete, evolúciója és jellege. Life, 2 (1), 1-105.
2. Choi, C. (2016). Élő tudomány. Beérkezett 2020. április 26-án, a www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html webhelyről
3. Horowitz, NH és Miller, SL (1962). Jelenlegi elméletek az élet eredetéről. A Fortschritte der Chemie Organischer Naturs-ban
4. TN & EL Taylor. 1993. A fosszilis növények biológiája és evolúciója. Prentice Hall, New Jersey.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL és Olsen, RL (1992). Az élet eredete rejtélye. na.
6. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2017). Encyclopaedia Britannica. Beolvasva 2020. április 26-án, a www.britannica.com/topic/creationism webhelyről