Термин биогенез был придуман Генри Чарльтоном Бастианом для обозначения возникновения жизни из неживой материи, но Томас Генри Хаксли выбрал термин абиогенез и переопределил биогенез, чтобы обозначить жизнь, возникшую из ранее существовавшей жизни. После своего возникновения Земля представляла знойную и горячую сферу без жизни. Спустя же 4,5 миллиарда лет фауна и флора оказались представлены многочисленными формами ныне живущих организмов.
Презентация, доклад Представления о возникновении жизни на Земле
Их можно разделить на две группы: теории биогенеза происхождение живого от живого и абиогенеза происхождение живого из неживого. Теория стационарного состояния: Сторонники этой теории Вернадский утверждали, что Земля и жизнь на ней никогда не возникали, а существовали вечно. У всех живых существ есть два возможных пути развития: поддержание численности или вымирание 3.
Вероятность того, что отобранная аминокислота будет именно L-изомером - один шанс из двух 0. Присоединение аминокислот к растущей пептидной цепочке возможно с двух её концов, следовательно, вероятность присоединения аминокислоты с «нужного» конца - один шанс из двух 0. Таким образом, для того, чтобы найти вероятность появления одной определённой L-изомерной формы аминокислоты в нужном месте белка, нам необходимо просто перемножить все найденные нами три вероятности. Искомое число будет - один шанс из восьмидесяти 0.
Вероятность того, что две L-формы конкретных аминокислот расположатся в нужной последовательности в белке - один шанс из шести тысяч четырехсот или 0. Для ста аминокислот вероятность их случайного попадания в строго определённое место белка составляет один шанс из 4. Bradley WL. Information and the origin of life. In: Moreland JP, editor. The creation hypothesis: science evidence for an intelligent designer.
Downers Grove, III. Оценочные расчёты, выполненные с целью определения примерного количества атомов в наблюдаемой части Вселенной, показывают, что вероятность найти конкретный атом методом проб и ошибок среди всех атомов Вселенной намного выше вероятности спонтанного возникновения белка из ста аминокислот, идентичного натуральному образующемуся в живом организме. Crick F. Life itself: its origin and nature. New York: Simon and Schuster, p. Дело ещё больше усложняется, если мы попытаемся обсудить вероятность самопроизвольного возникновения нуклеиновых кислот ДНК и РНК.
В 1953 году это тот же самый год, когда были обнародованы результаты экспериментов Стенли Миллера Джим Уотсон и Фрэнсис Крик установили, что ДНК молекула, носитель информации о живом организме образует в живых системах двойную спираль, в которой нуклеотиды располагаются друг напротив друга. Было подсчитано, что вероятность того, что самопроизвольно образуется только одна пара нуклеотидов в нуклеиновой кислоте, с учётом всех возможных сочетаний атомов входящих в их состав, составляет 10-87. Число нуклеотидных пар в ДНК человека превышает 3 миллиарда, а для некоторых цветковых растений может достигать десятков миллиардов. Понятно, что вероятность случайного возникновения строго определённой последовательности ДНК из миллиарда конкретных нуклеотидов несуразно мала. Для сравнения, можно напомнить, что в 4,5 миллиардах лет, столько обычно отводят на эволюцию на нашей планете , всего 1025 секунд. Заметим, что условия, которые должны были бы сопутствовать появлению в «первобытном бульоне» сахаров сахара рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот и аминокислот компонентов белков различны.
Аминокислоты образуются в кислой среде, которая непригодна для образования сахаров.
Первобытный океан. Коллаж, созданный с помощью нейросети Состав атмосферы и гидросферы в те времена сильно отличался от нынешнего. На поверхности планеты бушевали огромные бури, а активность тектонических процессов, вулканов и гейзеров просто зашкаливала.
Всё это способствовало бурному протеканию химических реакций, постоянно распадались и синтезировались новые химические соединения. Схема эксперимента Миллера - Юри, в ходе которого имитировались условия раннего периода развития Земли для проверки возможности химической эволюции В какой-то момент из простых соединений под действием постоянного притока энергии возникали всё более и более сложные, пока наконец не появились первые самовоспроизводящиеся молекулы или целая экосистема из взаимозависимых молекул. Главная их особенность состояла в способности самовоспроизводиться и создавать собственные копии из других химических веществ, находящихся поблизости.
Через несколько дней личинки появлялись только в открытых колбах. Реди пришел к выводу, что мухи откладывают яйца в открытых банках.
Поскольку личинки не появлялись в закрытых колбах, было продемонстрировано, что живые существа не появлялись спонтанно. Эксперимент Реди доказал, что живые организмы могут возникнуть только из другой ранее существовавшей формы жизни. Узнайте больше об эксперименте Redi. Однако в 1745 году Джон Нидхэм снова укрепил теорию абиогенеза. Он провел эксперимент, в котором в пробирках разогревал питательные бульоны с едой.
Пробирки были закрыты, чтобы предотвратить попадание воздуха и повторного нагрева форм жизни. Со временем внутри пробирок появились микроорганизмы. Нидхэм пришел к выводу, что эти существа возникли путем спонтанного зарождения, потому что при нагревании труб все живые формы были уничтожены. Он пришел к выводу, что существует «жизненная сила», которая ответственна за появление микроорганизмов.
Биогенез и абиогенез презентация
| Биогенез и абиогенез презентация | Главная» Новости» Оценка доказательности доводов креационизм абиогенез биогенез. |
| Этапы абиогенеза и происхождение жизни на Земле | До биогенеза общепринятой теорией, объясняющей происхождение живых существ, был абиогенез. |
| Биогенез и Абиогенез. — Религия и вера (Лёха Тканев) — NewsLand | Биогенез и абиогенез Параграф 52. |
| Абиогенез и алгоритмы естественного отбора / Хабр | Абиогенез и биогенез Абиогенез — возникновение живого из неживого в процессе эволюции образование органических веществ, распространенных в живой природе вне организма. |
Национальный парк Серра-да-Капивара
- Содержание
- Разница между абиогенезом и биогенезом
- Основные этапы абиогенеза — Студопедия
- Оглавление:
Биология. 11 класс
Долгое время, вплоть до 20-х годов прошлого века, ученые верили, что жизнь на Земле появилась в результате самозарождения из гнилого мяса, тины или грязи. Хотя в средневековье считали, что тараканы и мухи сами рождаются от грязи и бытовых отходов] Хотя р Долгое время, под влиянием различных религий, исследователи считали, что жизнь появилась под воздействием «активного начала» или «жизненной силы» которые помогали появлению живых существ. В 1924 году русский ученый биолог Александр Опарин предположил, что жизнь на Земле могла появиться в результате химических процессов и концентрации в определенных местах микроэлементов, необходимых для появления органических веществ, белков и белковых тел, этаких фундаментальных кирпичиков для примитивных клеток, которые видоизменялись под воздействием ультрафиолета Солнца. В дальнейшем, теории академика Опарина неоднократно подтверждались в ходе различных экспериментов. И только сейчас немецкие ученые смогли воссоздать условия в которых появились элементарные инструменты живых клеток — везикулы, необходимые для транспортировки питательных веществ. Суть эксперимента такова: в лабораторной емкости были воспроизведены условия, которые были на Земле 3,8 миллиардов лет назад в земной коре.
Аристотель не соглашался, но он все еще верил, что существа могут возникнуть из разных организмов или из почвы. Варианты концепции спонтанного зарождения существовали еще в XVII веке, но к концу XVII века началась серия наблюдений и аргументов, которые в конечном итоге дискредитировали такие идеи. Этот прогресс в научном понимании встретил большое сопротивление, поскольку личные убеждения и индивидуальные предрассудки часто заслоняли факты. Уильям Харви 1578—1657 был одним из первых сторонников того, что вся жизнь начинается с яйца, omne vivum ex ovo. Франческо Реди итальянский врач еще в 1668 году доказал, что высшие формы жизни не возникают спонтанно, продемонстрировав, что личинки происходят из яиц мухи.
Попытки опровергнуть самозарождение жизни из неживого продолжались в начале 19 века наблюдениями и экспериментами Франц Шульце и Теодор Шванн.
Миллера, который получил простейшие органические вещества. Согласно гипотезе биогенеза, жизнь возникла из живых организмов. Первым гипотезу выдвинул Р.
Вихров, но он не проводил экспериментов, подтверждающих ее сущность.
В широком смысле абиогенез возникновение живого из неживого, т. В широком смысле А. В широком смысле абиогенез возникновение живого из неживого одна из современных… … Энциклопедический словарь абиогенез — abiogenesis абиогенез.
1.2 Опыт Реди. Биогенез и абиогенез
| Абиогенез - это что такое? | Теперь исследователям абиогенеза приходилось разбираться еще и с самопроизвольным появлением этой уникальной биомолекулы. |
| Абиогенез. Верна ли его современная теория? | абиогенез и биогенез сборник картинок | |
| Абиогенез. Верна ли его современная теория? - Живой Космос | Все самое интересное и актуальное по теме "Абиогенез". |
| Теория биогенеза и абиогенеза презентация | Абиогенез, процесс, посредством которого жизнь возникает в результате размножения другой жизни, вероятно, предшествовал биогенезу, который стал невозможен, как только атмосфера Земли приобрела свой нынешний состав. |
Что такое абиогенез? Сущность гипотезы, сторонники концепции и эксперименты
| Абиогенез: определение, теория, доказательства и примеры - Наука - 2024 | Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: После возникновения Земля представляла собой знойную и горячую сферу без жизни. Спустя же 4,5 миллиарда лет природа. |
| Что означает абиогенный путь возникновения жизни на земле кратко | Одной из проблем при разработке научных моделей абиогенеза является объяснение того, как молекулы превращаются в клетки, которые стали самовоспроизводящимися. |
Разница между биогенезом и абиогенезом
Но пытаться разобраться с этим, безусловно, стоит! Об этом можно узнать из новой книги Майкла Маршалла «Великий квест», только что вышедшей в переводе на русский язык. Она не только вызывает восторг, любопытство и эстетическое удовольствие, но и представляет собой притягательную загадку , которую человеческий ум неутомимо решает уже много веков. К началу XXI века биологи смогли очень многое узнать о живой материи и даже научиться ее остроумно использовать для биотехнологий, медицины и не только , однако на месте разгаданных загадок всегда появляются все новые. Примером сложных или даже нерешаемых задач науки о живом можно назвать проблему абиогенеза , то есть самопроизвольного образования живой клетки из исходно неживых компонентов. Разумеется, возникновение Вселенной, живых существ и человека вызывала жгучий интерес у людей с древности, что породило множество замысловатых легенд и мифов-космогоний. Однако ученые, как ни странно, обратили свое внимание на проблему зарождения живого сравнительно недавно — лишь в прошлом веке, начиная с 1924 года, когда была впервые предложена концепция первичного бульона. Она положила начало череде гипотез, споров и экспериментов, за которыми стоят множество ярких личностей — самобытных ученых. Эту историю, которая длится вот уже сто лет, можно узнать благодаря только что вышедшей на русском языке книге Майкла Маршалла «Великий квест».
Книга Маршалла — это безусловно, научно-популярное издание в лучших традициях, из которого любитель биологии и химии в том числе школьник может почерпнуть много нового и полезного. В книге просто и увлекательно обсуждаются важные и отнюдь не простые концепции естественных наук — включая определение жизни, химические реакции, устройство клетки, процессы в ее мембране и даже ряд вопросов, касающихся астрономии и геологической истории Земли. При этом все они помещены в исторический контекст и описываются в связке с яркими персоналиями ученых, открывших или описавших их. Поэтому «Великий квест» — это не только научпоп, но и пример хорошей беллетристики, которая живым языком описывает хитросплетение человеческих судеб. Согласно его гипотезе, первые подобия клеток — коацерваты — возникли сами по себе в древнем океане, который представлял собой насыщенный горячий раствор органики. Удивительно, но впервые свое предположение Опарин высказал не в научном труде, а в скромной научно-популярной брошюре. Она была озаглавлена «Возникновение жизни» и вышла в 1924 году. Хорошие идеи порой витают в воздухе — и потому могут прийти разом в две светлые головы или более.
В широком смысле абиогенез возникновение живого из неживого, т. В широком смысле А. В широком смысле абиогенез возникновение живого из неживого одна из современных… … Энциклопедический словарь абиогенез — abiogenesis абиогенез.
Нидхэм пришел к выводу, что эти существа возникли путем спонтанного зарождения, потому что при нагревании труб все живые формы были уничтожены. Он пришел к выводу, что существует «жизненная сила», которая ответственна за появление микроорганизмов. Таким образом, теория абиогенеза вернулась, чтобы набраться сил. Узнайте больше об абиогенезе. В 1770 году Лаззаро Спалланцани поставил под сомнение эксперимент Нидхема. Он провел тот же эксперимент, что и Нидхэм, но поместил питательный бульон в герметичные воздушные шары и сварил их.
Через несколько дней он заметил, что никаких микроорганизмов нет. Спалланцани пришел к выводу, что Нидхэм недостаточно долго варил питательные бульоны и что микроорганизмы не были полностью уничтожены. Нидхэм ответил, что Спалланцани долгое время варил питательный бульон и уничтожил «жизненную силу». В этих вопросах в перерывах между экспериментами Нидхэм имел преимущество, и абиогенез продолжал укрепляться. В 1862 году Луи Пастер провел эксперимент по окончательному опровержению абиогенеза.
Появление архебионтов по терминологии А. Опарина — протобионтов — предшественников современных организмов. Архебионты характеризовались наличием основных компонентов клетки: плазмалеммы, цитоплазмы и генетического аппарата. Существовали системы обмена веществ электрон—транспортные цепи и системы воспроизведения, передачи и реализации наследственной информации репликация нуклеиновых кислот и биосинтез белка на основании генетического кода.
Формирование современных клеток и групп организмов: архебактерий, эубактерий, мезокариот и эукариот. Первые три этапа рассматриваются как этапы предбиологической химической эволюции, а последние три этапа — как этапы биологической эволюции [1,3,4]. Концепции биогенеза Идеи биогенеза базируются, в первую очередь, на термодинамическом и экологическом подходах к определению границы между живым и неживым. Генетический и эволюционный подходы играют второстепенную роль, а биохимический подход практически игнорируется. Концепции биогенеза базируются на следующих положениях: 1. Живое и неживое есть два состояния материи. Ни одно из этих состояний не может быть выведено из другого. Такие теории называются физическими. Основные свойства и признаки жизни: активное противостояние процессам разрушения термодинамические аспекты ; соподчинение биологических систем, наличие устойчивых динамических связей между биологическими объектами системные аспекты.
Жизнь возникает не на Земле, а во Вселенной. Тогда биосфера Земли есть конкретное проявление живой части Космоса в земных условиях. Такие теории происхождения жизни называются космическими. Таким образом, концепции биогенеза объединяют, в основном, космоцентрические физические гипотезы происхождения жизни. С этой точки зрения, биосфера Земли есть конкретное проявление живой части Космоса в земных условиях [9]. Реди была доказана невозможность самозарождения жизни на Земле в современных условиях. В течение 100 последних лет это направление развивали многие известные ученые: С.
Сравнительная таблица
- Определение
- Синтетическая теория эволюции
- 1. Происхождение жизни на Земле
- Абиогенез | это... Что такое Абиогенез?
- Биогенез и абиогенез . Развитие эволюционных идей в биологии
- Разница между биогенезом и абиогенезом | fissi
Определены вероятные условия абиогенного синтеза полипептидов на ранней Земле
Эти предполагаемые пребиотические условия часто воспроизводятся в лаборатории, чтобы попытаться генерировать органические молекулы, такие как знаменитый эксперимент Миллера и Юри.. Происхождение жизни: теории Происхождение жизни было одной из самых спорных тем учеными и философами со времен Аристотеля. Согласно этому важному мыслителю, разлагающаяся материя может быть превращена в животных с жизнью благодаря стихийному действию природы. Затем довольно большое количество моделей, теорий и предположений пытались выяснить условия и процессы, которые привели к возникновению жизни.. Ниже мы опишем наиболее выдающиеся теории, как с исторической, так и с научной точки зрения, которые пытались объяснить происхождение первых живых систем: Теория самозарождения В начале 17-го века было постулировано, что формы жизни могут возникать из безжизненных элементов. Теория самозарождения была широко принята мыслителями того времени, поскольку имела поддержку католической церкви.
Таким образом, живые существа могут прорасти как своих родителей, так и неживой материи.. Среди наиболее известных примеров, использованных в поддержку этой теории, - появление червей и других насекомых в разложившейся плоти, лягушек, появившихся из грязи, и мышей, появившихся из грязной одежды и пота.. На самом деле были рецепты, которые обещали создание живых животных. Например, чтобы иметь возможность создавать мышей из неживого материала, мы должны были комбинировать зерна пшеницы с грязной одеждой в темной среде и с течением дней появляются живые грызуны.. Сторонники этой смеси утверждали, что человеческий пот в одежде и брожение пшеницы были агентами, которые направляли формирование жизни..
Опровержение самопроизвольной генерации В семнадцатом веке стали замечать недостатки и пробелы в положениях теории самозарождения. Лишь в 1668 году итальянский физик Франческо Реди изобрел адекватный экспериментальный дизайн, чтобы отвергнуть его.. В своих контролируемых экспериментах Реди поместил мелко нарезанные кусочки мяса, завернутые в муслин, в стерильные контейнеры. Эти банки были надлежащим образом покрыты марлей, поэтому ничто не могло соприкасаться с мясом. Кроме того, эксперимент рассказал с другой серией бутылок, которые не были покрыты.
С течением времени черви наблюдались только в обнаруженных кувшинах, поскольку мухи могли свободно проникать и откладывать яйца. В случае банок с крышкой яйца помещали прямо в марлю. Таким же образом исследователь Лаззаро Спалланцани разработал серию экспериментов, чтобы отвергнуть предпосылки самопроизвольной генерации. Для этого он разработал серию бульонов, которые он подвергал длительному кипению, чтобы уничтожить любой микроорганизм, который там будет жить.. Вклад Пастера Позже, в 1864 году, французский биолог и химик Луи Пастер решил положить конец постулатам самопроизвольного рождения..
В этих контейнерах Пастер сварил серию бульонов, которые оставались стерильными. Когда шея одного из них сломалась, она стала загрязненной, и микроорганизмы быстро размножались. Доказательства, предоставленные Пастером, были неопровержимы, и ему удалось разрушить теорию, которая длилась более 2500 лет.. Логично, что теория панспермии была окружена множеством противоречий, кроме того, что она не давала объяснения происхождению жизни.. Хемосинтетическая теория Изучая эксперименты Пастера, один из косвенных выводов его доказательств состоит в том, что микроорганизмы развиваются только из других, то есть жизнь может происходить только из жизни.
Это явление было названо "биогенез". Следуя этой точке зрения, возникнут теории химической эволюции во главе с русским Александром Опариным и англичанином Джоном Д. Это видение, также называемое теорией хемосинтеза Опарин-Халдана, предполагает, что в пребиотической среде Земля обладала атмосферой, в которой не было кислорода и было много водяных паров, метана, аммиака, углекислого газа и водорода, поэтому она сильно снижала. В этой среде были разные силы, такие как электрические разряды, солнечная радиация и радиоактивность. Эти силы действовали на неорганические соединения, порождая более крупные молекулы, создавая органические молекулы, известные как пребиотические соединения..
Миллер и Юри эксперимент В середине 1950-х годов исследователям Стэнли Л. Миллеру и Гарольду С. Юри удалось создать гениальную систему, которая имитировала предполагаемые наследственные условия атмосферы на земле, следуя теории Опарина-Холдейна.. Формирование полимера Хотя ранее упомянутые эксперименты предлагают правдоподобный путь, по которому возникли биомолекулы, являющиеся частью живых систем, они не предлагают какого-либо объяснения процесса полимеризации и увеличения сложности. Есть несколько моделей, которые пытаются выяснить этот вопрос.
Первый включает твердые минеральные поверхности, где повышенная площадь поверхности и силикаты могут действовать как катализаторы для молекул углерода.. В глубинах океана гидротермальные жерла являются подходящим источником катализаторов, таких как железо и никель. Согласно экспериментам в лабораториях, эти металлы участвуют в реакциях полимеризации. Примиряя результаты Миллера и Пастера Следуя порядку идей, обсуждаемых в предыдущих разделах, мы имеем, что эксперименты Пастера доказали, что жизнь не возникает из инертных материалов, в то время как свидетельства Миллера и Юри показывают, что если это происходит, но на молекулярном уровне. Чтобы иметь возможность согласовать оба результата, необходимо иметь в виду, что состав земной атмосферы сегодня полностью отличается от пребиотической атмосферы..
В клетке жизнь увековечена, и на этом принципе Пастер основывается на том, чтобы утверждать, что каждое живое существо должно происходить из другого существовавшего ранее.. Мир РНК Роль автокатализа во время абиогенеза имеет решающее значение, поэтому одна из самых известных гипотез о происхождении жизни - это мир РНК, который постулирует начало от простых цепных молекул со способностью к саморепликации.. Это понятие РНК предполагает, что первые биокатализаторы были не молекулами белковой природы, а молекулами РНК - или полимером, подобным этому - со способностью выполнять катализ. Это предположение основано на свойстве РНК синтезировать короткие фрагменты с использованием темперирования, которое направляет процесс, в дополнение к стимулированию образования пептидов, сложных эфиров и гликозидных связей.. Согласно этой теории, наследственная РНК была связана с некоторыми кофакторами, такими как металлы, пиримидины и аминокислоты.
По мере развития и усложнения обмена веществ возникает способность синтезировать полипептиды..
Наиболее известным и значимым из них является эксперимент Стэнли Миллера, проведенный в 1952 году. Миллер смешал в пробирке аммиак, метан, воду и молнию. В результате имитации условий древней атмосферы Земли, он получил большое количество органических соединений, включая аминокислоты — основные строительные блоки белков, которые считаются важнейшими элементами жизни. Это открытие свидетельствовало в пользу идеи биогенеза и опровергало абиогенез. Хотя идея абиогенеза все еще обсуждается и некоторые люди придерживаются этой теории, научное сообщество считает, что биогенез является более вероятной идеей, объясняющей происхождение жизни из существующего живого организма. Спонтанное возникновение жизни из неживой материи Различие между биогенезом и абиогенезом Основное различие между биогенезом и абиогенезом заключается в понимании того, откуда появилась жизнь на Земле. Биогенез утверждает, что жизнь возникла из живой материи, то есть из предшествующих организмов. Такая идея подтверждается современными научными открытиями и экспериментами, которые показывают, что жизнь может возникнуть только из жизни.
Абиогенез же предполагает, что жизнь может возникнуть прямо из неживой материи, без участия живых организмов. Эта идея была популярна в прошлом, но с развитием науки и открытием законов биологии, абиогенез стал рассматриваться как маловероятное объяснение происхождения жизни. Чем отличаются основные идеи биогенеза и абиогенеза? Основная идея биогенеза заключается в том, что жизнь возникает только из жизни. Это подтверждается наблюдениями и экспериментами, которые показывают, что все живые организмы произошли от предшествующих живых организмов. Биогенез поддерживается научными доказательствами и является основой современной биологии. Абиогенез, в свою очередь, предполагает возможность возникновения жизни из неживой материи. Такая идея была популярна в прошлом, особенно вплоть до открытия микроорганизмов. Однако с появлением новых знаний и технологий, большинство ученых отвергают абиогенез как несостоятельную теорию.
В целом, различие между биогенезом и абиогенезом заключается в понимании происхождения жизни. Биогенез утверждает, что жизнь возникает только из жизни, в то время как абиогенез предполагает возможность возникновения жизни из неживой материи. Однако, биогенез является основным представлением в современной биологии и подтверждается множеством научных данных. Раздел 4: Доказательства биогенеза и абиогенеза Основное различие между абиогенезом и биогенезом заключается в представлении о том, как жизнь возникла. По теории абиогенеза жизнь возникла из неорганических веществ в результате химических реакций.
Казалось бы, вот же переход от химической эволюции к биологической. Но как это бывает, бронежилет теории не выдерживает обстрела реальности — концепция коацервата имела серьёзные недостатки. Реакция соединения аминокислот в белок или нуклеотиды происходит с выделением воды, и длинные молекулы подвержены распаду [1]. Ещё одной проблемой стал способ размещения вокруг атома углерода связей, которые являются взаимно-зеркальными — хиральными [6].
Аминокислоты чаще представлены левыми изомерами, а рибозы — правыми. Такая характеристика нуклеотидов придаёт спиральную структуру ДНК и РНК, но в синтезе из простых соединений получается равное количество изомеров, поэтому белки такой смеси не способны функционировать. Если железа много в неживой природе, то меди с марганцем и цинком — не особенно. Парадоксально, но все они содержатся в клетках в намного большей концентрации, чем во внешней среде. Перечисленные металлы характерны в обильном количестве для гидротермальных источников, с которых мы начнём поиск условий для абиогенного синтеза органических соединений. Воды источников имеют чёрный цвет благодаря сульфидам, сероводороду и другими взвесям [10]. После контакта с океаном гидротермальные воды охлаждаются, а соединения железа, меди и никеля выпадают в осадок. При дальнейшем остывании вод сульфиды цинка и марганца осаждаются на уже сформированный рельеф. Сульфиды цинка способны к фотохимическому восстановлению, поглощая ультрафиолет и фосфоресцируя.
В таком состоянии возбуждённый электрон восстанавливает соединения диоксида углерода до муравьиной и других органических кислот, а при ультрафиолете восстанавливает азот до аммиака. При этом он защищает органические молекулы от ультрафиолета эффективней слоя воды в десятки метров. Именно поэтому первые организмы могли укрываться в минеральных осадках, имея доступ к продуктам фотохимических реакций [1]. Осадки образуются из мелких частиц и имеют много пор. Подобные условия являются удобными для репликации органики из-за относительной изоляции. Откладывающиеся сульфидные минералы становятся катализаторами химических реакций для синтеза органических соединений [11]. Градиенты температур разделяют хиральные формы соединений. В таких условиях термодиффузии РНК и белки накапливаются в одной локации, например — в вышеупомянутых порах, где происходит концентрация в миллиарды раз [12]. Источниками достаточного количества этого вещества являются вулканы и горячие геотермальные источники.
Они содержат фосфиты, пирофосфаты, или оксиды фосфора. При растворении эти соединения дают молекулы в пригодной для сахарофосфатов и нуклеотидов форме. В условиях кипения минеральных вод растворённые соединения разделяются, поэтому часть испаряется с водой и выходит в грязевых котлах. В виду подобной сепарации металлов поднимающийся пар магмы содержит бораты, калий, натрий и соли молибдена в концентрации такой же, как в органической клетке. При добавлении гидроксиапатита в такую смесь на его поверхности откладывается рибоза [18][19], а соли молибдена превращают разветвлённые сахара в линейные, увеличивая синтез. Почувствуйте, как густые и горячие знания стекают вам на шею, ведь грязевые котлы обогащены всеми вышеописанными ранее элементами [15], потому и представляются одними из самых вероятных мест появления жизни, имея несколько преимуществ сразу: Условия, богатые необходимыми микроэлементами; Источник тепла с постоянными условиями; Пористые минеральные осадки, работающие в качестве катализаторов и локации для репликации органических соединений; Испарение на местах при концентрации веществ, солей и кислот, где происходит образование цепочек РНК; Несколько путей получения органических молекул; Фотохимические реакции и расположенные рядом защищённые поры; Нагрев пор, где накапливаются нуклеотиды и РНК в высоких концентрациях. Нагрев происходил за счёт реакций в глубине твёрдых пород, поэтому метан и кислоты этих вод образуются абиогенно, а изотопный состав углерода в них такой же, как в углекислом газе [16]. В атмосфере древнего мира метан реагировал с азотом, водой и углекислым газом, образуя формальдегид. Соединения фотолиза метана не накапливались, а выпадали с дождём рис.
Синильная кислота и формальдегид растворимы в воде, поэтому они вымывались и на поверхность поступали формальдегид, цианамид и цианид — являющиеся прекурсорами для азотистых оснований и РНК [17]. Реакция получения нуклеотидов с помощью таких соединений была получена в 2009 году в Манчестере, во время работы Д. Сазерленда и его коллег [20]. Они синтезировали пиримидиновые нуклеотиды путём смешения в одной установке предшественников сахаров и нуклеотидов с фосфатами рис. Сейчас придётся хрустеть коркой головного мозга, но чтобы было проще, обратимся к рисунку 3 ниже, который будет иллюстрировать ход реакций. Как можем видеть, первоначальные соединения представлены: цианоацетиленом, цианамидом, глицеральдегидом и гликольальдегидом. Фосфат в реакции не только облегчает синтез нуклеотидов, подавляя побочные реакции, но и направляет соединение цианамида с гликольальдегидом в сторону аминооксазола. А уже его соединение с глицеральдегидом образует арабинозо-аминооксазолин. В реакции же аминооксазолина с цианоацетиленом снова фосфат помогает реакции — он поддерживает кислотность и создаёт условия для получения арабинозо-ангидронуклеозида.
После, достаточно подогреть реакционную смесь для получения циклического цитидин-монофосфата. Такой раствор освещается ультрафиолетом, чтобы превратить часть цитозина в урацил и избавиться от побочных продуктов. Аналогичным способом получены пуриновые нуклеотиды при добавлении синильной кислоты вместо цианоацетилена. Всего из четырёх простых соединений получаются все нуклеотиды и десять из двадцати белковых аминокислот. Но главное, в реакциях почти не образуется соединений, не встречающихся в клетках. Этот момент станет сюжетной пружиной повествования. В условиях липидно-нуклеотидного раствора уже рассмотренных грязевых котлов образуются последовательности РНК в 50-100 нуклеотидов.
Однако именно они вдохновили множество других, более сложных гипотез, и в самом скором времени — один простой эксперимент, ставший легендарным.
В 1952 году совсем юный и не слишком успешный аспирант Стенли Миллер под руководством нобелевского лауреата Гарольда Юри решил воссоздать в лаборатории условия на юной Земле. Для этого потребовались всего лишь две запаянные колбы, две трубки, нагреватель и генератор электрических разрядов. За считанные часы и дни из метана, воды, водорода, аммиака и угарного газа самых что ни на есть неорганических соединений экспериментаторы получили целый ряд аминокислот — тех самых, из которых состоят все белки. Однако сейчас понятно, что эффектный и чрезвычайно удачный эксперимент Миллера—Юри не воспроизводит условия на ранней Земле. Первичная атмосфера не была настолько восстановительной и имела другой газовый состав. Значит, и простого образования аминокислотного коктейля на ней скорее всего не происходило. Тот стремился вывести простую методологию Миллера и Юри «нагреть и посмотреть, что выйдет» на следующий уровень и добиться самопроизвольной сборки белков из свободных аминокислот. Полученные протеиноиды Фокса обладали целым рядом удивительных свойств, в том числе ускоряли химические реакции, однако они очень мало походили на белки и едва ли были прародителями живой клетки.
Тем временем биология перешла на новый уровень развития: в 1953 году мир узнал о структуре и механизмах работы ДНК — главного хранилища генетической информации и основе всего живого. Теперь исследователям абиогенеза приходилось разбираться еще и с самопроизвольным появлением этой уникальной биомолекулы… В итоге в рядах исследователей абиогенеза, который ранее казался простым и почти понятым процессом, наступил хаос и даже раскол. Возникли непримиримые конкурирующие лагери — сторонников первичности белков, ДНК или липидной мембраны и так далее. Наступил кризис, однако, как это часто бывает в подобных ситуациях, кризис обернулся открывшимися возможностями. Пришло время новых смелых предположений и новых действующих лиц. Среди них Майкл Маршалл удостоил внимания Грэма Кернса-Смита , шотландского химика и художника с непростой судьбой. Кернс-Смит обратил внимание на хрупкость и капризность биологических молекул, которые даже в условиях лабораторной пробирки быстро разрушаются.
Национальный парк Серра-да-Капивара
- Столетие исследованиям абиогенеза: великий квест продолжается
- Биогенез и Абиогенез. — Религия и вера (Лёха Тканев) — NewsLand
- Определение биогенеза
- Биогенез: характеристика и теория - Наука - 2024
- Определение биогенеза
Биогенез: характеристика и теория
В 1870 году Хаксли, как новый президент Британской ассоциации развития науки, выступил с речью, озаглавленной «Биогенез и абиогенез». Биогенез возник из экспериментов ученого Луи Пастера, которому удалось доказать, что самопроизвольное поколение абиогенеза не существовало. Абиогенез, процесс, посредством которого жизнь возникает в результате размножения другой жизни, вероятно, предшествовал биогенезу, который стал невозможен, как только атмосфера Земли приобрела свой нынешний состав.
Что означает абиогенный путь возникновения жизни на земле кратко
Термин биогенез был придуман Генри Чарльтоном Бастианом для обозначения возникновения жизни из неживой материи, но Томас Генри Хаксли выбрал термин абиогенез и переопределил биогенез, чтобы обозначить жизнь, возникшую из ранее существовавшей жизни. Как только начинается работа с реальными условиями сразу же абиогенез идет как по маслу и сложнейшие переходы оказываются тривиальными. Позже была развита идея самозарождения или абиогенеза.
Теория биогенеза и абиогенеза презентация
две основные концепции, объясняющие происхождение жизни на Земле. Основное различие между абиогенезом и биогенезом состоит в том, что абиогенез не был доказан научными экспериментами, тогда как биогенез был доказан научными экспериментами. В 1870 году Хаксли, как новый президент Британской ассоциации развития науки, выступил с речью, озаглавленной «Биогенез и абиогенез». Биогенез возник после абиогенеза и противоположным образом объяснял появление живых существ. две теории биологии, которые по-разному объясняют возникновение живых существ. Гипотеза биохимической эволюции Опарина — Холдейна (гипотеза абиогенеза): в далёком прошлом жизнь возникла абиогенным путём и эволюционировала от простых форм к сложным; в настоящее время процесс возникновения жизни невозможен.