Põhiline teadus

Abiogeneesi bioloogia

Sisukord:

Abiogeneesi bioloogia
Abiogeneesi bioloogia
Anonim

Abiogenees, idee, et elu tekkis loodusest rohkem kui 3,5 miljardit aastat tagasi Maal. Abiogenees väidab, et esimesed loodud eluvormid olid väga lihtsad ja järkjärgulise protsessi kaudu muutunud üha keerukamaks. Biogeneesile, milles elu tuleneb teise elu paljunemisest, eelnes oletatavasti abiogenees, mis muutus võimatuks, kui Maa atmosfäär saavutas oma praeguse koostise.

Ehkki paljud võrdsustavad abiogeneesi spontaanse generatsiooni arhailise teooriaga, on kaks ideed üsna erinevad. Viimase sõnul arvati, et keeruline elu (nt harilik hiir või hiir) tuleneb spontaanselt ja pidevalt mitteelustavast ainest. Kui spontaanse genereerimise hüpoteetiline protsess lükati ümber juba 17. sajandil ja lükati otsustavalt tagasi 19. sajandil, siis abiogeneesi ei ole tõestatud ega ümber lükatud.

Oparin-Haldane teooria

Briti teadlane JBS Haldane ja vene biokeemik Aleksandr Oparin esitasid 1920. aastatel iseseisvalt sarnaseid ideid maakera elu alguse tingimuste kohta. Mõlemad uskusid, et orgaaniliste molekulide moodustumisel abiogeensetest materjalidest võib välise energiaallika (nt ultraviolettkiirgus) juuresolekul moodustuda ja primitiivne atmosfäär redutseerus (omades väga vähe vaba hapniku koguseid) ning sisaldas muu hulgas ammoniaaki ja veeauru gaasid. Mõlemad kahtlustasid ka seda, et esimesed eluvormid ilmnesid soojas, ürgses ookeanis ja olid pigem heterotroofsed (varakult Maal eksisteerivatest ühenditest toitainete saamine) kui autotroofsed (toitu ja toitaineid päikesevalgusest või anorgaanilistest materjalidest).

Oparin arvas, et elu arenes välja koacervatiividest, lipiidimolekulide spontaanselt moodustatud sfäärilistest sfäärilistest agregaatidest, mida hoiavad koos elektrostaatilised jõud ja mis võisid olla rakkude eelkäijad. Oparini töö koatservaatidega kinnitas, et ainevahetuse biokeemiliste reaktsioonide jaoks olulised ensüümid toimisid membraaniga seotud sfäärides sisaldudes tõhusamalt kui vesilahustes vabad. Opariini koatservaatide suhtes tundmatu haldaan uskus, et kõigepealt moodustusid lihtsad orgaanilised molekulid ja ultraviolettvalguse juuresolekul muutusid üha keerukamaks, moodustades lõpuks rakud. Haldane ja Oparini ideed moodustasid aluse paljudele hilisematel aastakümnetel toimunud abiogeneesi uuringutele.

Miller-Urey eksperiment

Aastal 1953 katsetasid Ameerika keemikud Harold C. Urey ja Stanley Miller Oparin-Haldane teooriat ja produtseerisid edukalt orgaanilisi molekule mõnedest anorgaanilistest komponentidest, mida arvati esinevat prebiootilisel Maal. Miller-Urey eksperimendina ühendasid kaks teadlast sooja vee nelja gaasi seguga - veeauru, metaani, ammoniaagi ja molekulaarse vesiniku seguga ning pulseerisid atmosfääri elektrilahendustega. Erinevad komponendid olid mõeldud vastavalt ürgse ookeani, prebiootilise atmosfääri ja kuumuse (välgu kujul) simuleerimiseks. Nädal hiljem leidsid Miller ja Urey, et varajase Maa jäljendatud tingimustes olid moodustunud lihtsad orgaanilised molekulid, sealhulgas aminohapped (valkude ehitusplokid).