10 ТЕОРИИ ЗА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА - БИОЛОГИЯ - 2025

В теориите за произхода на живота се опитват да обяснят как живи същества са възникнали. Как възникна животът, както знаем, е въпрос, който много философи, теолози и учени си задават в продължение на много години, всъщност бихме могли да кажем, че почти откакто човекът е човек.

Различни научни записи установяват, че земята е била формирана преди около 4,5-5 милиарда години и че най-старите известни вкаменелости, съответстващи на останките на цианобактерии, открити в Западна Австралия, датират от преди поне 3,5 милиарда години.

Изображение от WikiImages на www.pixabay.com

Въпреки че няма фосилни записи или по-стари геоложки доказателства, много учени са съгласни, че други форми на живот може да са съществували и по-рано, но че вкаменелостите може да са били унищожени от топлина и формата на много скали да се промени по време на докамбрийски.

Какво се случи през почти 2 милиарда години, изминали от възникването на земята и появата на първите вкаменелости? Именно биологичните събития, които се случиха по това време, направиха възможно живота и тези, които толкова много се дискутират в научната общност днес.

По-нататък ще намерим някои от основните хипотетични теории, изложени от различни автори, за да обясним произхода на първите живи организми, от които вероятно се развиват най-напредналите форми на живот.

Каква беше земята преди да се появи животът?

Най-ранните известни форми на живот на Земята са предполагаемите фосилизирани микроорганизми, открити в хидротермални отвори. Смята се, че са живели преди 4,28 милиарда години.

Някои учени предполагат, че "първоначалната" земя е била повлияна от различни видове небесни обекти и че температурите на тази планета са били толкова високи, че водата не е била в течно състояние, а под формата на газ.

Мнозина обаче са съгласни, че в докембрийската земя може да има температура, подобна на сушата днес, което означава, че водата може да бъде в течна форма, кондензирана, за да образува океани, морета и езера.

Счита се, че атмосферата на Земята по това време силно намалява (с нула или много малко свободен кислород), така че след излагане на различни форми на енергия могат да се образуват първите органични съединения.

Основни теории за произхода на живота

- Живот чрез спонтанно поколение

Аристотел, предшественик на спонтанното поколение

От гърците до много учени в средата на деветнадесети век беше прието предложението, че живите същества могат да възникнат спонтанно, без други родителски организми, от „неживата“ материя.

Затова в продължение на много векове различни мислители са били убедени, че насекоми, червеи, жаби и други паразити се образуват спонтанно върху кал или върху разлагаща се материя.

Тези теории бяха дискредитирани повече от един път от експериментите, проведени например от Франческо Реди (1668) и Луи Пастьор (1861).

Портрет на Франческо Реди (Източник: Valérie75, чрез Wikimmedia Commons)

Реди доказа, че ако възрастните насекоми не снасят яйцата си върху парче месо, ларвите не се появяват спонтанно върху него. От друга страна, Пастер по-късно показа, че микроорганизмите могат да произхождат само от съществуващи микроорганизми.

Освен това трябва да се каже, че тази теория също беше игнорирана, тъй като в различни исторически контексти „спонтанното поколение“ се отнася до две доста различни понятия, а именно:

- Абиогенеза: понятието за произхода на живота от неорганичната материя и

- Хетерогенеза: идеята, че животът е възникнал от мъртва органична материя, точно както се появяват червеи при разлагащото се месо.

Дарвин и Уолъс, малко по-рано, през 1858 г., независимо публикуват своите теории за еволюцията чрез естествен подбор, с помощта на които дават да се разбере, че най-сложните живи същества са успели да се развият от по-„прости“ едноклетъчни същества.

Така теорията за спонтанното поколение изчезна от сцената и научната общност започна да се чуди как се появяват онези „по-прости едноклетъчни същества“, за които говорят еволюционистите.

- Теория за първичен бульон и постепенна химическа еволюция

Александър Опарин в лабораторията си (вдясно).

През 1920 г. учените А. Опарин и Дж. Халдан предлагат отделно хипотезата за произхода на живота на земята, която днес носи техните имена и чрез която те установяват, че животът на земята би могъл да възникне " стъпка по стъпка ”от неживата материя, чрез„ химическата еволюция ”.

Голяма призматична пролет в Йелоустоун. Смята се, че тази среда с висока температура е подобна на първоначалната среда на земните морета. Източник:

И двамата изследователи предположиха, че "първоначалната" земя трябва да е имала редуцираща атмосфера (бедна на кислород, в която всички молекули са склонни да даряват електрони), състояние, което би могло да обясни идеално някои събития:

- Че някои неорганични молекули реагират помежду си, за да образуват органичните структурни „блокове“ на живите същества, процес, насочен от електрическа енергия (от лъчи) или светлина (от слънцето) и чиито продукти се натрупват в океаните, образувайки „първичен бульон“,

Изображение на Elias Sch. на www.pixabay.com

- Впоследствие споменатите органични молекули се комбинират, сглобявайки по-сложни молекули, образувани от фрагменти от по-прости молекули (полимери), като протеини и нуклеинови киселини.

- Това каза, че полимерите са събрани в единици, способни да се размножават сами, или в метаболитни групи (предложение на Опарин), или вътре в мембрани, които образуват структури, подобни на клетки (предложение на Халдан).

- Панспермия

Илюстрация на бактерия върху комета. Източник: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

През 1908 г. учен на име Август Аррений предложи, че „животородните семена“ са разпръснати из космическото пространство и че те падат върху планетите и „покълват“, когато условията са благоприятни там.

Тази теория, известна още като теория за панспермия (от гръцкото пано, което означава "всичко", и сперма, което означава "семе"), е подкрепена от различни учени и можем да открием, че в някои текстове е посочена като "извънземния произход на живот ".

- Живот от електричество

Изображение на FelixMittermeier от Pixabay.com

По-късно част от научната общност предположи, че произходът на живота, предложен от Опарин и Халдан, би могъл да започне на земята благодарение на електрическа "искра", която осигурява енергията, необходима за "организацията" на основните органични съединения от на неорганични съединения (форма на абиогенеза).

Тези идеи бяха подкрепени експериментално от двама изследователи в Северна Америка: Стенли Милър и Харолд Урей.

Чрез своите експерименти и двамата учени доказват, че от неорганични вещества и при някои специални атмосферни условия електрически разряд е способен да образува органични молекули като аминокиселини и въглехидрати.

Тази теория предполагаше, че с течение на времето могат да се формират най-сложните молекули, които днес характеризират живите същества; поради което това беше много в подкрепа на теориите на Опарин и Халдайн за „първоначалните запаси“ няколко години по-рано.

- Животът под леда

Изображение на Дейвид Марк на www.pixabay.com

Друга теория, може би малко по-малко известна и приета, предполага, че животът е възникнал в дълбоки океански води, чиято повърхност вероятно е била покрита от дебел и дебел слой лед, тъй като Слънцето на първоначалната земя вероятно не е повлияло толкова силно на повърхността, както сега.

Теорията предполага, че ледът би могъл да защити каквото и биологичното явление да се е случило в морето, което позволява взаимодействието на различните съединения, които произлизат от първите живи форми.

- Живот от органични полимери

протеин

След като в лаборатория можеше да се докаже, че органични съединения като аминокиселини могат да се образуват от неорганични вещества при определени условия, учените започнаха да се чудят как протича процесът на полимеризация на органичните съединения.

Нека си спомним, че клетките се състоят от големи и сложни видове полимери: протеини (полимери на аминокиселини), въглехидрати (полимери на захари), нуклеинови киселини (полимери на азотни основи) и др.

Сидни Фокс

През 1950 г. биохимикът Сидни Фокс и неговата работна група откриват, че при експериментални условия, ако набор от аминокиселини се нагрява при липса на вода, те могат да се съединят, за да образуват полимер, тоест протеин.

Тези открития накараха Фокс да предположи, че в "примитивния бульон", предложен от Опарин и Халдан, може да се образуват аминокиселини, които при контакт с гореща повърхност, насърчавайки изпаряването на водата, могат да образуват протеини.

Рибонуклеинова киселина и живот на глина

По-късно органичният химик Александър Кернс-Смит предложи, че първите молекули, които правят живота възможен, могат да бъдат намерени на глинени повърхности, които не само помогнаха за концентрирането им, но и насърчиха тяхната организация в определени модели.

Тези идеи, които се появиха на бял свят през 90-те години, потвърдиха, че глината може да служи като „катализатор“ при образуването на РНК (рибонуклеинова киселина) полимери, действайки от своя страна като опора на катализатора.

- Хипотезата за "гените първи"

Като вземат предвид идеите за „спонтанното“ образуване на основни органични полимери, някои автори си поставят за цел да си представят възможността първите форми на живот да са просто самовъзпроизвеждащи се нуклеинови киселини, като ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) или РНК.

Поради това беше предложено други важни елементи, като метаболитни мрежи и образуване на мембрани, например, да бъдат добавени по-късно към системата "първоначално".

Като се имат предвид характеристиките на реактивността на РНК, много учени подкрепят идеята, че първите автокаталитични структури са формирани от тази нуклеинова киселина (очевидно като рибозими), хипотези, известни като "света на РНК".

Съответно, РНК потенциално би могла да катализира реакциите, позволяващи нейното собствено копиране, правейки го способна да предава генетична информация от поколение на поколение и дори да се развива.

- Хипотезата „Първият метаболизъм“

От друга страна, различни изследователи по-скоро подкрепиха схващането, че животът първо се е състоял в "белтъчни" органични молекули, установявайки, че първоначалните форми на живот са могли да се състоят от "самоподдържащи се" метаболитни мрежи преди нуклеиновите киселини.

Хипотезата предполага, че „метаболитни мрежи“ биха могли да се образуват в райони в близост до хидротермални отвори, които поддържат непрекъснато снабдяване с химически прекурсори.

По този начин, по-ранните, по-прости пътища може да са получили молекули, които са действали като катализатори за образуването на по-сложни молекули и евентуално метаболитните мрежи може да са били в състояние да образуват други, дори по-сложни молекули, като нуклеинови киселини и големи протеини.

И накрая, тези самоподдържащи се системи биха могли да бъдат „капсулирани“ вътре в мембраните, като по този начин се образуват първите клетъчни същества.

- Произходът на живота по „необходимост“

Някои изследователи, принадлежащи към Масачузетския технологичен институт (MIT, САЩ), допринесоха за формулирането на теория, която обяснява произхода на първите живи същества с „необходимост“, някак „следвайки законите на природата“, а не от „Шанс“ или „шанс“.

Според тази теория възникването на живота е неизбежна материя, тъй като е установено, че материята обикновено се развива в „системи“, които, насочени от външен източник на енергия и заобиколени от топлина, са по-ефективни при разсейване енергия.

Експериментите, свързани с тази теория, показват, че когато популация от произволни атоми е изложена на източник на енергия, те се организират, за да разсейват енергията по-ефективно, предполагайки, че това „препроизвеждане“ в крайна сметка ще сложи край на формирането на живота., Алтернативният източник на енергия лесно би могъл да бъде слънцето, въпреки че не са изключени напълно други възможности.

- Креационизъм

Изображение на Барбара Джексън на www.pixabay.com

Креационизмът е друга от теориите, подкрепени от важна част от днешните общества, главно чрез акт на вяра. Според това течение на мисълта, Вселената и всички жизнени форми, които са в нея, са създадени от „нищо“ от Бог.

Това е теория, която е интересно противоположна на съвременните теории за еволюцията, които се стремят да обяснят произхода на многообразието на живите форми, без да има нужда от Бог или каквато и да е друга "божествена сила" и много пъти просто "случайно". ".

Има два типа креационисти: библейският и „старата земя“. Първите смятат, че всичко казано в глава Битие в Библията е буквално вярно, докато вторите смятат, че творец е направил всичко, което съществува, но без да потвърждава, че историята на Битие е буквална история.

И двата типа креационисти обаче смятат, че промените в организмите могат да предполагат промени в даден вид и също така вярват в промени „надолу“, като например отрицателни мутации.

Те обаче не вярват, че тези промени биха могли да доведат до еволюция на "по-нисък" вид във "по-висок" или много по-сложен вид.

Креационизмът и еволюционизмът бяха обект на дебати и спорове след публикуването на първите еволюционни теории и дори днес и двете гледни точки изглеждат взаимно изключващи се.

Препратки

1. Андрулис, ED (2012). Теория за произхода, еволюцията и природата на живота. Живот, 2 (1), 1-105.
2. Choi, C. (2016). Наука на живо. Произведено на 26 април 2020 г. от www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
3. Horowitz, NH, & Miller, SL (1962). Актуални теории за произхода на живота. В Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
4. TN & EL Тейлър. 1993. Биологията и еволюцията на изкопаемите растения. Prentice Hall, Ню Джърси.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL и Olsen, RL (1992). Тайната на произхода на живота. Na.
6. Редакторите на Encyclopaedia Britannica. (2017). Енциклопедия Британика. Произведено на 26 април 2020 г. от www.britannica.com/topic/creationism