Tartalom
- Abiogenezis, meghatározás és áttekintés
- Az abiogenezis nem spontán generáció
- Az abiogenezis elméleti alapjai
- Az abiogenezis kísérleti alapjai
- Az abiogenezis további elméleti magyarázata
- Az abiogenezis második részének sajátos problémái
- Első élet: A földi élet eredete alternatív elméletek
Míg Charles Darwins evolúcióelmélete arról szól, hogy a fajok hogyan változnak a környezethez való alkalmazkodáshoz, ez nem foglalkozik azzal a kérdéssel, hogy az élet miként kezdődött eredetileg. Egy ponton, természetesen, amikor a bolygó még forró volt és megolvadt, a Földön nem volt élet, bár tudjuk, hogy az élet később alakult ki.
A kérdés, hogyan származtak a korai Föld életformái??
Számos elmélet létezik az élő szervezetek alapvető építőelemeinek kialakulásáról. A nem életképes anyag válásának mechanizmusa önreplikáló élő szervezetek és akkor a komplex életformákat nem értjük teljesen.
Van némi hiányosság, de ősnemzés érdekes fogalmakkal foglalkozik, és magyarázatot indít.
Abiogenezis, meghatározás és áttekintés
Ősnemzés az a természetes folyamat, amelynek során az élő szervezetek nem élő szerves molekulákból származnak. Egyszerű elemek kombinálva vegyületek képzésére; a vegyületek strukturáltabbá váltak és különböző anyagokat vettek fel. Végül egyszerű szerves vegyületek képződtek és összekapcsolódtak olyan összetett molekulák előállítására, mint például aminosavak.
Az aminosavak a fehérjék építőkövei, amelyek képezik a szerves folyamatok alapját. Az aminosavak kombinálódtak fehérjeláncok kialakulásához. Ezek a fehérjék önreplikálódhatnak és az egyszerű életformák alapját képezhetik.
Ilyen folyamat manapság nem fordulhat elő a Földön, mivel a szükséges feltételek már nem léteznek. A szerves molekulák létrehozása meleg leves jelenlétét feltételezi, amely tartalmazza a szerves molekulák megjelenéséhez szükséges anyagokat.
Az elemeknek és az egyszerű vegyületeknek, például a hidrogénnek, a szénnek, a foszfátoknak és a cukroknak együtt kell lenniük. egy energiaforrás, például ultraibolya sugarak vagy villám kisülés segít nekik a kötésben. Ilyen körülmények 3,5 millió évvel ezelőtt léteztek, amikor a Földön valószínűleg megkezdődött az élet. Az abiogenezis ismerteti annak mechanizmusait, hogy ez hogyan valósult meg.
Kapcsolódó tartalom: Louis Pasteur: Életrajz, találmányok, kísérletek és tények
Az abiogenezis nem spontán generáció
Mind az abiogenezis, mind a spontán generáció azt sugallja, hogy az élet képes nem élő anyagból származnak, de a kettő részletei teljesen különböznek. Noha az abiogenezis egy érvényes elmélet, amelyet nem cáfoltak meg, addig a spontán generáció elavult hit, melyről kiderült, hogy helytelen.
A két elmélet három fő szempontból különbözik egymástól. Az abiogenezis elmélete szerint:
A spontán generáció elmélete kijelenti, hogy:
A tudósok a spontán generációban hittek, ám manapság még a lakosság sem hiszi azt sem, hogy a legyek rothadt húsból származnak, vagy az egerek hulladékból származnak. Egyes tudósok azt is megkérdezik, hogy az abiogenezis érvényes elmélet-e, ám nem tudtak jobb alternatívát javasolni.
Az abiogenezis elméleti alapjai
Az élet eredetét először Alexander Oparin orosz tudós 1924-ben, majd önállóan, a brit biológus, J.B.S. Haldanén 1929-ben. Mindkettő feltételezte, hogy a korai Föld ammóniában, szén-dioxidban, hidrogénben és szénben gazdag környezettel rendelkezik, amely a szerves molekulák építőeleme.
Az ultraibolya sugarak és a villám biztosítja az energiát a kémiai reakciókhoz, amelyek lehetővé teszik ezeknek a molekuláknak a kapcsolódását.
Egy tipikus reakciólánc az alábbiak szerint járna:
Míg az elmélet következetes és hiteles fogalmakat mutatott be, néhány lépés nehéznek bizonyult olyan laboratóriumi körülmények között történő végrehajtásában, amelyek megpróbálták szimulálni a korai Földön elhelyezkedőket.
Kapcsolódó tartalom: Nukleinsavak elemei
Az abiogenezis kísérleti alapjai
Az 1950-es évek elején az amerikai végzős hallgató Stanley Miller és diplomás tanácsadója, Harold Urey úgy döntött, hogy kipróbálja az Oparin-Haldane abiogenezis elméletét a korai Föld környezetének újjáépítésével. Összekeverték az elméletből származó egyszerű vegyületeket és elemeket a levegőben, és a keverékön keresztül szikrákat bocsátottak ki.
A kapott kémiai reakciótermékek elemzésekor képesek voltak felismerni A szimuláció során létrehozott aminosavak. Ez a bizonyíték arra, hogy az elmélet első része helyes volt, alátámasztotta a későbbi kísérleteket, amelyek megkíséreltek replikálódó molekulákat létrehozni az aminosavakból. Ezek a kísérletek sikertelenek voltak.
A későbbi kutatások azt mutatták, hogy a korai Föld prebiotikus légköre valószínűleg több oxigént és kevesebb más kulcsfontosságú anyagot tartalmaz, mint a Miller-Urey kísérletben használt minta. Ez arra késztette a kérdést, hogy a következtetések továbbra is érvényesek-e.
Azóta néhány, a korrigált légköri összetételt alkalmazó kísérletben szerves molekulákat, például aminosavakat is találtak, így alátámasztva az eredeti következtetéseket.
Kapcsolódó tartalom: Természetes szelekció: meghatározás, Darwins-elmélet, példák és tények
Az abiogenezis további elméleti magyarázata
Még akkor is, ha megállapítást nyer, hogy az egyszerű szerves vegyületek előállításának feltételei fennálltak prebiotikus Föld, az élő sejtekhez vezető út vitatott. Három lehetséges módon létezik olyan viszonylag egyszerű vegyület, mint például az aminosavak, amelyek végül önfenntartó életké válhatnak:
Az aminosavaktól való lépések komoly problémát jelentettek, és 2019. májusától a különféle elméleti utak egyikét sem sikerült szimulálni.
Az abiogenezis második részének sajátos problémái
Nem kétséges, hogy a a korai Föld légkörének szimulálása képes viszonylag összetett molekulákat előállítani, amelyek az élő sejtekben található szerves molekulák építőkövei. Számos probléma merül fel az összetett molekulákból a tényleges életformákba való átjutásban. Ezek tartalmazzák:
Ha az abiogenezis nem az elmélet által leírt módon zajlik, alternatív ötleteket kell mérlegelni.
Első élet: A földi élet eredete alternatív elméletek
Az abiogenezis előrehaladásának látszólag blokkolódásával alternatív elméleteket javasoltak az élet eredetére. Az élet valószínűleg az abiogenezis elméletéhez hasonló módon származik, de geotermikus szellőzőnyílások a tenger alatt vagy a Földkéreg, és valószínűleg többször megtörtént különböző helyeken. Ezeknek az elméleteknek a klasszikus abiogenezisénél nem áll rendelkezésre semmiféle keménybb adatmennyiség.
Egy másik elméletben, amely teljes mértékben elhagyja az abiogenezist, a tudósok azt javasolták, hogy komplex szerves vegyületeket vagy teljes életformákat, például vírusokat szállíthatnak a Földre meteoritok vagy üstökösök. A korai Földet (primitív Föld) súlyos bombázásoknak vetették alá Hadean idején (körülbelül 4–4,6 milliárd évvel ezelőtt), amikor az élet megkezdődhetett.
További kemény adatok nélkül az egyetlen következtetés az, hogy a Földön való élet eredeti pontja továbbra is rejtély.