Περιεχόμενο
- Αβιογένεση, Ορισμός και Επισκόπηση
- Η αβιογένεση δεν είναι αυθόρμητη γενεά
- Θεωρητική βάση για την αβιογένεση
- Η πειραματική βάση για την αβιογένεση
- Περαιτέρω θεωρητικές επεξηγήσεις της αβιογένεσης
- Ειδικά προβλήματα με το δεύτερο μέρος της αβιογένεσης
- Πρώτη Ζωή: Εναλλακτικές Θεωρίες της Προέλευσης της Ζωής στη Γη
Ενώ η θεωρία της εξέλιξης του Charles Darwins είναι για το πώς αλλάζουν τα είδη για να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους, δεν εξετάζει το ζήτημα του πώς άρχισε η ζωή αρχικά. Σε ένα σημείο, σίγουρα όταν ο πλανήτης ήταν ακόμα ζεστός και λειωμένος, δεν υπήρχε ζωή στη Γη, αν και γνωρίζουμε ότι η ζωή εξελίχθηκε αργότερα.
Η ερώτηση είναι, πώς προέκυψαν οι πρώιμες μορφές ζωής της Γης?
Υπάρχουν αρκετές θεωρίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο δημιουργήθηκαν τα βασικά δομικά στοιχεία των ζωντανών οργανισμών. Ο μηχανισμός του πώς έγινε η μη ζωντανή ύλη αυτοπαρουσιάζοντας ζωντανούς οργανισμούς και στη συνέχεια σύνθετες μορφές ζωής δεν είναι πλήρως κατανοητές.
Έχει κάποια κενά, αλλά αβιογένεσις ασχολείται με ενδιαφέρουσες έννοιες και κάνει μια αρχή σε μια εξήγηση.
Αβιογένεση, Ορισμός και Επισκόπηση
Αβιογένεσις είναι η φυσική διαδικασία με την οποία οι ζώντες οργανισμοί προέκυψαν από μη βιολογικά οργανικά μόρια. Απλά στοιχεία που συνδυάζονται για να σχηματίσουν ενώσεις. οι ενώσεις κατέστησαν περισσότερο δομημένες και περιελάμβαναν διάφορες ουσίες. Τελικά, σχηματίσθηκαν απλές οργανικές ενώσεις και συνδέθηκαν για να παράγουν πολύπλοκα μόρια όπως αμινοξέα.
Τα αμινοξέα είναι τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών που αποτελούν τη βάση των οργανικών διεργασιών. Τα αμινοξέα θα μπορούσαν να έχουν συνδυαστεί για να σχηματίσουν αλυσίδες πρωτεϊνών. Αυτές οι πρωτεΐνες θα μπορούσαν να γίνουν αυτοαναπαραγόμενες και να αποτελέσουν τη βάση για απλές μορφές ζωής.
Μια τέτοια διαδικασία δεν θα μπορούσε να λάβει χώρα σήμερα στη Γη, επειδή δεν υπάρχουν πλέον οι απαραίτητες συνθήκες. Η δημιουργία οργανικών μορίων προϋποθέτει την παρουσία θερμού ζωμού που περιέχει τις ουσίες που απαιτούνται για την εμφάνιση των οργανικών μορίων.
Στοιχεία και απλές ενώσεις όπως το υδρογόνο, ο άνθρακας, τα φωσφορικά άλατα και τα σάκχαρα πρέπει όλοι να υπάρχουν μαζί. Ενα πηγή ενέργειας όπως οι υπεριώδεις ακτίνες ή οι εκκενώσεις κεραυνού θα τους βοηθούσε να δεσμευτούν. Προϋποθέσεις όπως αυτό μπορεί να υπήρχαν πριν από 3.5 εκατομμύρια χρόνια, όταν πιστεύεται ότι η ζωή στη Γη ξεκίνησε. Ο Αβιογένεσις περιγράφει λεπτομερώς τους μηχανισμούς του πώς θα μπορούσε να συμβεί αυτό.
Σχετικό Περιεχόμενο: Louis Pasteur: Βιογραφία, Εφευρέσεις, Πειράματα & Γεγονότα
Η αβιογένεση δεν είναι αυθόρμητη γενεά
Τόσο η αβιογένεση όσο και η αυθόρμητη γενιά προτείνουν ότι η ζωή μπορεί προέρχονται από μη ζωντανή ύλη, αλλά οι λεπτομέρειες των δύο είναι τελείως διαφορετικές. Ενώ η αβιογένεση είναι μια έγκυρη θεωρία που δεν έχει διαψευστεί, η αυθόρμητη γενιά είναι μια ξεπερασμένη πεποίθηση που έχει αποδειχθεί ότι είναι λανθασμένη.
Οι δύο θεωρίες διαφέρουν με τρεις μεγάλους τρόπους. Η θεωρία της αβιογένεσης αναφέρει ότι:
Η θεωρία της αυθόρμητης γενιάς δηλώνει ότι:
Οι επιστήμονες πίστευαν στην αυθόρμητη γενιά, αλλά σήμερα ακόμη και το ευρύ κοινό δεν πιστεύει πλέον ότι οι μύγες προέρχονται από σάπιο κρέας ή ποντίκια προέρχονται από σκουπίδια. Μερικοί επιστήμονες αμφισβητούν επίσης εάν η αβιογένεση είναι μια έγκυρη θεωρία, αλλά δεν μπόρεσαν να προτείνουν μια καλύτερη εναλλακτική λύση.
Θεωρητική βάση για την αβιογένεση
Πώς μπορούσε να προκληθεί η ζωή προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Ρώσο επιστήμονα Αλέξανδρο Οπαρίν το 1924 και ανεξάρτητα και πάλι από τον Βρετανό βιολόγο J.B.S. Haldane το 1929. Και οι δύο υποθέτουν ότι η πρώιμη Γη είχε ένα περιβάλλον πλούσιο σε αμμωνία, διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο και άνθρακα, τα δομικά στοιχεία των οργανικών μορίων.
Οι υπεριώδεις ακτίνες και οι κεραυνοί έδωσαν την ενέργεια για χημικές αντιδράσεις που θα επιτρέψουν σε αυτά τα μόρια να συνδεθούν.
Μία τυπική αλυσίδα αντιδράσεων θα προχωρήσει ως εξής:
Ενώ η θεωρία παρουσιάζει συνεπείς και αξιόπιστες έννοιες, ορισμένα από τα βήματα ήταν δύσκολο να πραγματοποιηθούν υπό εργαστηριακές συνθήκες που προσπάθησαν να προσομοιώσουν εκείνους στην πρώιμη Γη.
Σχετικό Περιεχόμενο: Στοιχεία Νουκλεϊκών Οξέων
Η πειραματική βάση για την αβιογένεση
Στις αρχές της δεκαετίας του 1950, ο αμερικανός μεταπτυχιακός φοιτητής Stanley Miller και ο πτυχιούχος σύμβουλος Harold Urey αποφάσισαν να δοκιμάσουν τη θεωρία της αβιογένεσης Oparin-Haldane αναδημιουργώντας ένα περιβάλλον πρώιμης Γης. Αναμίχθηκαν οι απλές ενώσεις και στοιχεία από τη θεωρία στον αέρα και οι εκκενωμένοι σπινθήρες μέσω του μίγματος.
Όταν ανέλυαν τα προκύπτοντα προϊόντα χημικής αντίδρασης, ήταν σε θέση να ανιχνεύσουν αμινοξέα που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης. Αυτή η απόδειξη ότι το πρώτο μέρος της θεωρίας υποστηρίχθηκε σωστά μετέπειτα πειράματα που προσπάθησαν να δημιουργήσουν αναδιπλασιαζόμενα μόρια από τα αμινοξέα. Αυτά τα πειράματα ήταν ανεπιτυχή.
Μεταγενέστερη έρευνα διαπίστωσε ότι η προβιοτική ατμόσφαιρα της πρώιμης Γης είχε πιθανώς περισσότερο οξυγόνο και λιγότερες άλλες βασικές ουσίες από το δείγμα που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα Miller-Urey. Αυτό οδήγησε στην ερώτηση εάν τα συμπεράσματα εξακολουθούσαν να ισχύουν.
Από τότε, μερικά πειράματα που χρησιμοποιούν σύνθεση διορθωμένης ατμόσφαιρας έχουν επίσης βρει οργανικά μόρια όπως τα αμινοξέα, υποστηρίζοντας έτσι τα αρχικά συμπεράσματα.
Σχετικό περιεχόμενο: Φυσική επιλογή: Ορισμός, Θεωρία του Darwins, Παραδείγματα & Γεγονότα
Περαιτέρω θεωρητικές επεξηγήσεις της αβιογένεσης
Ακόμη και όταν διαπιστωθεί ότι υπήρχαν οι συνθήκες για την παραγωγή απλών οργανικών ενώσεων πρεβιοτική Γη, η διαδρομή προς τα ζωντανά κύτταρα έχει αμφισβητηθεί. Υπάρχουν τρεις τρόποι με τους οποίους σχετικά απλές ενώσεις όπως τα αμινοξέα θα μπορούσαν τελικά να γίνουν αυτοσυντηρούμενες:
Τα βήματα από τα αμινοξέα ήταν σοβαρό πρόβλημα και κανένα από τα διαφορετικά θεωρητικά μονοπάτια δεν είχε, από τον Μάιο του 2019, με επιτυχία προσομοιωθεί.
Ειδικά προβλήματα με το δεύτερο μέρος της αβιογένεσης
Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι α προσομοίωση της πρώιμης ατμόσφαιρας της Γης μπορούν να παράγουν συγκριτικά πολύπλοκα μόρια που είναι τα δομικά στοιχεία των οργανικών μορίων που βρίσκονται στα ζωντανά κύτταρα. Υπάρχουν, ωστόσο, αρκετά προβλήματα από τα σύνθετα μόρια μέχρι τις πραγματικές μορφές ζωής. Αυτά περιλαμβάνουν:
Εάν η αβιογένεση δεν λάβει χώρα με τον τρόπο που περιγράφεται η θεωρία, πρέπει να εξεταστούν εναλλακτικές ιδέες.
Πρώτη Ζωή: Εναλλακτικές Θεωρίες της Προέλευσης της Ζωής στη Γη
Με την πρόοδο στην αβιογένεση φαινομενικά αποκλεισμένη, έχουν προταθεί εναλλακτικές θεωρίες για την προέλευση της ζωής. Η ζωή μπορεί να έχει προέλθει με έναν τρόπο παρόμοιο με τη θεωρία της αβιογένεσης, αλλά στο γεωθερμικοί αεραγωγοί κάτω από τη θάλασσα ή εντός της Φλοιός της γης, και μπορεί να συνέβη αρκετές φορές σε διαφορετικά μέρη. Καμία από αυτές τις θεωρίες δεν έχει οποιαδήποτε σκληρή υποστήριξη δεδομένων από την κλασική αβιογένεση.
Σε μια άλλη θεωρία που εγκαταλείπει συνολικά την αβιογένεση, οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι σύνθετες οργανικές ενώσεις ή πλήρεις μορφές ζωής όπως οι ιοί μπορεί να έχουν παραδοθεί στη Γη με μετεωρίτες ή κομήτες. Η πρώιμη Γη (πρωτόγονη Γη) υποβλήθηκε σε βαρύ βομβαρδισμό κατά τη διάρκεια του Χάντεν (περίπου 4 έως 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν) όταν η ζωή μπορεί να έχει αρχίσει.
Χωρίς περισσότερα σκληρά δεδομένα, το μόνο συμπέρασμα είναι ότι ακριβώς πώς γεννήθηκε η ζωή στη Γη εξακολουθεί να είναι ένα μυστήριο.