и -генез), — процесс превращения неживой природы в живую. Теория биогенеза предлагает происхождение жизни, начиная с уже существующих живых существ. В 1870 году Хаксли, как новый президент Британской ассоциации развития науки, выступил с речью, озаглавленной «Биогенез и абиогенез». На протяжении многих лет были разработаны многочисленные теории, пытающиеся выяснить происхождение живых существ, такие как абиогенез (спонтанное зарождение) и биогенез (жизнь возникает из другой формы жизни), но ни одна из них не могла удовлетворительно объяснить. 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.
Биогенез: резюме, значение, защитники и абиогенез
Существует две основных концепции возникновения жизни на Земле: концепция абиогенеза и концепция биогенеза. Биогенезу, в котором жизнь возникает в результате воспроизводства другой жизни, предположительно предшествовал абиогенез, который стал невозможным, когда атмосфера Земли приняла свой нынешний состав. Их можно разделить на две группы: теории биогенеза(происхождение живого от живого) и абиогенеза (происхождение живого из неживого).
Разница между абиогенезом и биогенезом
Наша планета сформировалась около 4,6 млрд лет назад. Предположительно, примерно 4—3,8 млрд лет назад на Земле появились первые клеточные организмы см. До этого где-то на Земле должны были сформироваться те химические компоненты, из которых строятся живые клетки: простые, включая аминокислоты, сахара, нуклеиновые основания, жирные кислоты, спирты, и сложные — белки, ДНК, РНК, липиды и полисахариды. Этот этап, предшествующий появлению жизни как таковой, называют «пребиотической», или химической, эволюцией. Основная масса органического вещества, составляющего клетки современных живых организмов, представлена белками. Белки или полипептиды , представляют собой цепочки аминокислот , линейно связанные друг с другом через пептидные связи.
Такие цепочки сворачиваются за счет тех или иных взаимодействий между отстоящими друг от друга не некотором расстоянии аминокислотами и приобретают специфические пространственные конформации , уникальные для каждого белка см. Фолдинг белка. В таком виде они могут выполнять в клетках самые разнообразные функции: структурную, каталитическую, регуляторную. Эти функции у современных организмов почти полностью лежат именно на белках, хотя, по-видимому, первоначально, в пребиотическом мире, они выполнялись главным образом молекулами РНК — это допущение известно как «гипотеза мира РНК». Оно предполагает, что белки или какие-то их предшественники — короткие полимеры, включающие в себя аминокислоты сначала формировались путем случайного объединения мономеров и выполняли какие-то вспомогательные функции, к примеру — стабилизируя цепочки РНК этот сценарий описывается, например, в статье M.
Vitas, A. И лишь после того, как появилось нечто вроде матричного синтеза белка по определенному генетическому коду то есть возникла трансляция , стало возможным наследование последовательностей аминокислот и их эволюционная оптимизация к выполнению тех или иных более сложных функций при содействии естественного отбора. История белков, предшествовавшая появлению генетического кода, представляется пока очень смутно. В этой области гораздо больше догадок и спекуляций, чем конкретных данных. В исследованиях последних нескольких лет см.
Sakata et al. Effects of pH and temperature on dimerization rate of glycine: Evaluation of favorable environmental conditions for chemical evolution of life , I. Mamajanov et al. Forsythe et al. Surveying the sequence diversity of model prebiotic peptides by mass spectrometry , D.
Doran et al. Emergence of Function and Selection from Recursively Programmed Polymerisation Reactions in Mineral Environments было установлено, что спонтанные реакции полимеризации без участия ферментов в смесях, содержащих аминокислоты или иные простые органические молекулы, осуществимы при переменном увлажнении-высушивании реакционной смеси и при соблюдении некоторых дополнительных условий в частности, нужны достаточно высокая температура, определенный уровень pH, присутствие некоторых неорганических катализаторов. Водная среда обеспечивает диффузию молекул, благодаря которой они могут встречаться и сталкиваться друг с другом, высушивание же обеспечивает концентрирование компонентов реакционной смеси и тем самым благоприятствует образованию химических связей между мономерами. Недавно вышли две публикации, описывающие результаты экспериментов американских ученых, направленных на проверку некоторых предположений, касающихся этого этапа химической эволюции. Первая из них вышла в журнале PNAS в августе этого года.
Часть участвовавших в экспериментах исследователей — сотрудники NASA. Не секрет, что эта организация живо интересуется темой условий возникновения жизни, не теряя надежды однажды отыскать нечто подобное за пределами Земли. Целью работы было выяснить, что определило набор аминокислот, которые используются для построения белков в живых организмах. Этих аминокислот всего 20, хотя, собственно, разнообразие аминокислот как таковых гораздо выше. Руководитель группы — Рам Кришнамурти Ramanarayanan Krishnamurthy , лаборатория которого вот уже 5 лет концентрируется на проблеме ранней эволюции белков.
В своей последней работе, о которой мы рассказываем, исследователи сосредоточились на группе аминокислот, обладающих катионными свойствами — то есть имеющих положительно заряженные группы. Предполагается, что именно такие аминокислоты могли в первую очередь оказаться вовлечены в пребиотическую эволюцию на этапе «мира РНК», поскольку положительный заряд предрасполагает к взаимодействию с нуклеиновыми кислотами, имеющими в своем составе группы с отрицательным зарядом а именно, остатки фосфорной кислоты. В природе существует всего 6 аминокислот, несущих положительный заряд: лизин Lys , гистидин His , аргинин Arg , орнитин Orn , диаминобутановая кислота Dab , диаминопропионовая кислота Dpr. Их структура показана на рис. Строение молекул, которые были использованы в экспериментах.
А — аминокислоты, которые имеют положительный заряд и входят в состав белковых молекул живых клеток. Б — аминокислоты, также имеющие положительный заряд и встречающиеся в живых клетках, но не входящие в состав белков. В — альфа-гидроксикислоты, способные образовывать полимеры, соединяясь с аминокислотами в линейные или разветвленные цепочки при определенных условиях. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS Наличие положительного заряда всех этих аминокислот определяется наличием более одного атома азота в их составе. Один атом азота есть у любой аминокислоты в составе альфа-аминогруппы —NH2 , участвующей в формировании пептидной связи в белках.
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. Липиды, к которым мы вернёмся позже, при высыхании образуют слои и длинные цилиндры, где последовательности РНК упорядоченно накапливаются и сохраняют подвижность.
При естественном отборе преимущество получают те последовательности, которые служат фрагментами для создания собственных копий — палиндромные цепи РНК [21]. Эта идея А. Маркова превращает необходимость фрагментов в фактор естественного отбора, который может привести к образованию рибозима среди длинных палиндромных молекул. Это частично подтверждает геноцентричный взгляд на эволюцию Ричарда Докинза [22], ведь палиндромный способ упаковки молекул наблюдается и в последовательностях соединений нынешних транспортных РНК. На начальных этапах РНК были доступны многие активные одноуглеродные соединения: Муравьиная кислота образуется при фотосинтезе на сульфиде цинка и выносится геотермальными источниками после реакций воды с базальтами. Формальдегид опадает с дождями, возникая при фотолизе метана. Угарный газ выделяется в составе газов вулкана.
По этой причине прилетали мухи или другие животные например, мыши и откладывали яйца, что ошибочно интерпретировалось как спонтанное зарождение жизни. Эти исследователи думали, что они были свидетелями появления живых органических существ из безжизненной материи. Среди наиболее известных экспериментов, которые сумели дискредитировать абиогенез, - работы Франческо Реди и Луи Пастера. Эксперименты Франческо Реди Франческо Реди был врачом из Италии, который интересовался спонтанным зарождением жизни. Чтобы попытаться опровергнуть это убеждение, Реди разработал серию контролируемых опытов, чтобы показать, что жизнь может появиться только из существующей жизни. Схема эксперимента включала серию банок с кусками мяса внутри, запечатанных марлей. Роль марли заключалась в том, чтобы позволить воздуху проникать внутрь, исключая попадание насекомых и откладывание яиц. Действительно, в банках, покрытых марлей, никаких следов животных обнаружено не было, а яйца мух застряли на поверхности марли. Однако для сторонников спонтанного зарождения этого свидетельства было недостаточно, чтобы его исключить - до прибытия Пастера. Луи Пастер эксперименты Один из самых известных экспериментов был разработан Луи Пастером в середине девятнадцатого века, ему удалось полностью устранить концепцию спонтанного зарождения. Эти свидетельства сумели убедить исследователей в том, что вся жизнь происходит от другого ранее существовавшего живого существа, и поддержали теорию биогенеза. В гениальном эксперименте использовались бутылки с лебединым горлышком. По мере того, как мы поднимаемся на горлышко колбы S-образной формы, она становится все уже и уже. В каждую из этих колб Пастер поместил равное количество питательного бульона. Содержимое нагревали до кипения, чтобы уничтожить присутствующие в нем микроорганизмы. Полученные результаты:конец самозарождения Со временем в колбах не было обнаружено никаких организмов. Пастер разрезал пробирку в одной из колб и быстро начал процесс разложения, заражаясь микроорганизмами из окружающей среды. Таким образом, благодаря Реди и, наконец, Пастеру, с неопровержимыми доказательствами можно доказать, что жизнь происходит от жизни, принцип, который резюмируется в известной латинской фразе: Omne vivum ex vivo «Вся жизнь исходит из жизни». Но откуда появилось первое живое существо? Вернемся к нашему первоначальному вопросу.
Биология: общая биология. Каменский, Е. Криксунов, В. Ионцева, А. Торгалов «Биология в схемах и таблицах». Демьянков, А. Соболев «Сборник задач и упражнений. Биология 10-11», учебное пособие для общеобразовательных организаций. Все теории можно разделить на две группы: одни утверждают, что живые организмы созданы высшей силой, а другие - что жизнь появилась естественным путем. Основные гипотезы: 1. Зихтер и 1895г.
Особенности и теория биогенеза
Эту теорию поддержали несколько ученых, в том числе Франсиско Реди, Луи Пастер, Хаксли и Лаззаро Спалланцани; Все эти исследователи выделяются своим огромным вкладом в биологические науки. Однако теория биогенеза предполагает, что все живое кажется живым. Поэтому мы должны спросить себя, где и как появилась эта первая форма жизни? Чтобы добиться этого слабого - и замкнутого - аргумента, мы должны обратиться к теориям возникновения жизни.
Этот вопрос разрешили несколько исследователей, в том числе А. Опарин и Дж. Сначала мы обсудим эксперименты, которые подтвердили биогенез, а затем вернемся к этому вопросу.
Эксперименты, подтвердившие теорию биогенеза Эксперименты, которые поддерживали спонтанное зарождение, не касались стерилизации используемого материала или хранения контейнера, в котором проводился эксперимент, закрытым. По этой причине прилетали мухи или другие животные например, мыши и откладывали яйца, что ошибочно интерпретировалось как спонтанное зарождение жизни. Эти исследователи думали, что они были свидетелями появления живых органических существ из безжизненной материи.
Среди наиболее известных экспериментов, которые сумели дискредитировать абиогенез, - работы Франческо Реди и Луи Пастера. Эксперименты Франческо Реди Франческо Реди был врачом из Италии, который интересовался спонтанным зарождением жизни. Чтобы попытаться опровергнуть это убеждение, Реди разработал серию контролируемых опытов, чтобы показать, что жизнь может появиться только из существующей жизни.
Схема эксперимента включала серию банок с кусками мяса внутри, запечатанных марлей. Роль марли заключалась в том, чтобы позволить воздуху проникать внутрь, исключая попадание насекомых и откладывание яиц. Действительно, в банках, покрытых марлей, никаких следов животных обнаружено не было, а яйца мух застряли на поверхности марли.
Однако для сторонников спонтанного зарождения этого свидетельства было недостаточно, чтобы его исключить - до прибытия Пастера. Луи Пастер эксперименты Один из самых известных экспериментов был разработан Луи Пастером в середине девятнадцатого века, ему удалось полностью устранить концепцию спонтанного зарождения. Эти свидетельства сумели убедить исследователей в том, что вся жизнь происходит от другого ранее существовавшего живого существа, и поддержали теорию биогенеза.
В гениальном эксперименте использовались бутылки с лебединым горлышком.
Реди, Абиогенез a - отрицание - теория возникновения живых существ из веществ неорганической природы Аристотель, Эмпедокл, А. Опарин Слайд 3 Теории возникновения жизни Креационизм - концепция, согласно которой основные формы органического мира жизнь , человечество, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как непосредственно созданные Творцом или Богом. Гипотеза самозарождения — спонтанное появление живых существ из неживой материи. Слайд 5 Аристотель 384 - 322 гг. Слайд 6 Ян Баптиста ван Гельмонт 1580 - 1644 Описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей.
Гипотеза самозарождения — спонтанное появление живых существ из неживой материи. Слайд 5 Аристотель 384 - 322 гг. Слайд 6 Ян Баптиста ван Гельмонт 1580 - 1644 Описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.
Для этого он поместил восемь различных видов мяса в восемь стеклянных банок, оставив четыре из них полностью непокрытыми, в то время как другая половина покрыла их марлей, которая позволяла воздуху проходить, но не насекомым. Через несколько дней на открытом мясе были обнаружены личинки, а накрытые, по-видимому, не питали, по-видимому, жизни. Результат эксперимента показал, что мухам необходимо размещать яйца во плоти, чтобы появлялись другие виды. Это эксперимент, который связан с теорией биогенеза и был бы успешным, если бы не сместил самопроизвольное поколение, если бы не открытия голландца Антона Ван Леувенхука, отца микробиологии. Левенхук, спустя несколько лет после того, как итальянец провел свои исследования, повторил эксперимент Реди, но на этот раз он исследовал мясо под микроскопом. Как в непокрытом, так и в покрытом мясе можно было наблюдать микроорганизмы, в результате чего идеи самопроизвольной генерации были осуществимы, по крайней мере, для этих организмов жизни. Синтетическая теория эволюции Когда Дарвин работал над своей теорией, он столкнулся с рядом сложностей, разрешить которые было невозможно без современной генетики. Синтетическая теория эволюции или СТЭ — это современная эволюционная теория, объединившая в себе дарвинизм, генетику и молекулярную биологию. Отчасти она также опирается на исследования в области палеонтологии, которых также не было в распоряжении Дарвина. СТЭ возникла в 1940-х годах как улучшенная версия дарвиновского учения. Стоит отметить, что она не только дополнила существовавшую теорию, но и подтвердила многие тезисы, которые до этого основывались на предположениях или необъяснимых наблюдениях. Синтетическая теория расширяет список факторов эволюции. Дарвин считал, что основным фактором является внутривидовая и межвидовая конкуренция за ресурсы и выживание в сложных условиях. В СТЭ рассматриваются такие факторы как мутация, изоляция, генетический дрейф, перенос генов между популяциями и прочее. В рамках синтетической теории изучаются две формы эволюции: Микроэволюция. Это появление и закрепление полезных признаков в рамках одного биологического вида. Это процессы, происходящие на более глобальном уровне: появление и вымирание целых видов. Процессы микроэволюции доступны для наблюдения, а вот макроэволюцию приходится изучать лишь косвенно, пользуясь наработками современной генетики, палеонтологии и других наук. Ключевые тезисы синтетической теории эволюции: основным источником появления новых признаков являются мутации; главный, но не единственный фактор эволюции — естественный отбор; единица эволюции — это популяция, относительно изолированная от других популяций данного вида; пока популяции пересекаются и обмениваются генами, целостность вида сохраняется; изолированная популяция после длительной эволюции образует новый вид; у эволюции нет конечной цели, она лишь помогает популяции приспособиться к актуальным условиям обитания. Абиогенез и биогенез Абиогенез, также известный как Теория Спонтанного Поколения, был первой гипотезой о происхождении жизни с философской и научной точек зрения. Эта теория просуществовала на протяжении всей античности, а Аристотель был одним из известных сторонников. Сторонники этой идеи утверждали, что жизнь может возникнуть из любого вида органического материала. Упадок абиогенеза начался со знаменитого эксперимента Франческо Реди 1626 — 1697. Итальянский врач использовал колбы, туши животных и кусочки мяса, чтобы доказать, что личинки не были рождены самопроизвольно, как предполагалось в то время. Реди положил мясо в банки, но в некоторых оно закрывало отверстие марлей, а в других оставалось открытым. В колбах, которые были открыты и подвергались воздействию воздуха, личинки образовались, с другой стороны, в тех, которые были закрыты, изменений не было. Таким образом, ученый отметил, что черви не «выросли» из трупов и плохой пищи, а получили яйца мух, которые приземлились на мясо, и что позже они вылупились. Однако даже после эксперимента Реди некоторые ученые продолжали верить в правдивость абиогенеза. Джон Нидан, например, защитил теорию, заявив, что спонтанное поколение возникло благодаря «жизненной энергии». Спустя годы, в 1860 году, Луи Пастер провел эксперимент , который окончательно опроверг теорию самопроизвольного рождения. Ученый провел эксперимент, используя стеклянные банки с горлом, похожим на шею лебедя. Внутри каждого флакона был питательный бульон. Флаконы кипятили и оставляли на несколько дней. Из-за формы кусочков микроорганизмы не могли вступать в контакт с бульоном, что делало невозможным образование организмов. Когда Пастер сломался и оставил бульон открытым, через несколько дней в жидкости появились микроорганизмы. Узнайте больше о значении абиогенеза и разнице между абиогенезом и биогенезом. Теория Опарина — Холдейна В 20-х годах прошлого века британский ученый Холдейн, Джон Бёрдон Сандерсон и русский биохимик Александр Опарин независимо друг от друга выдвинули схожие идеи относительно условий, необходимых для возникновения жизни на Земле. Оба считали, что органические молекулы могут быть образованы из абиогенных материалов в присутствии внешнего источника энергии например, ультрафиолетового излучения , и что примитивная атмосфера была с очень низким количеством свободного кислорода и содержала аммиак, водяной пар, водород и метан. Оба также подозревали, что первые формы жизни появились в теплом примитивном океане и были гетеротрофными получая предварительно сформированные питательные вещества из соединений, существовавших на ранней Земле , а не автотрофными синтезирующими питательные вещества из солнечного света или неорганических веществ. Опарин считал, что жизнь возникла из коацерватов, микроскопических спонтанно сформированных сферических агрегатов липидных молекул, которые удерживаются вместе за счет электростатических сил и, возможно, были предшественниками клеток. Работа Опарина с коацерватами подтвердила, что ферменты, лежащие в основе биохимических реакций метаболизма, функционируют более эффективно, когда они содержатся в мембраносвязанных сферах, чем когда они свободны в водных растворах. Холдейн, незнакомый с коацерватами Опарина, полагал, что сначала образуются простые органические молекулы, а в присутствии ультрафиолетового света они становятся все более сложными, в конечном итоге формируя клетки. Идеи Холдейна и Опарина легли в основу многих исследований абиогенеза, проводившихся в последующие десятилетия. В начале: теория самозарождения Дело в том, что нельзя говорить о биогенезе, не упомянув сначала модель, которая вытеснила научную и популярную сцену. Спонтанное зарождение предложило жизнь может быть создана из инертной материи. Эта идея возникла из наблюдения, что после разложения органического образца появляются насекомые и микроорганизмы, которых раньше не было. То, что теории биогенеза удалось опровергнуть модель, которая долгие годы укоренилась в мировоззрении, было большим достижением. Идея самозарождения восходит к Древней Греции, от руки Аристотеля; философ утверждал, что некоторые формы жизни могли появиться из инертной материи и без того. Например, черви вышли из нагретой солнцем грязи или мухи из гниющего мяса. Эти убеждения, предложенные Аристотелем, пережили многие столетия, не подвергаясь сомнению. Лишь в семнадцатом веке кто-то захотел опровергнуть эту идею. Это было итальянский натуралист Франческо Реди.
Разница между абиогенезом и биогенезом
- Макроскопическое Спонтанное Поколение
- Раздел 1: Биогенез
- Абиогенез. Верна ли его современная теория?
- Биогенез — определение, суть теории, примеры и сторонники
Немного теории
- Теория биогенеза и абиогенеза презентация - Imgur
- Биогенез и абиогенез презентация
- Абиогенез и биогенез – что это такое? 🤓 [Есть ответ]
- Разница между абиогенезом и биогенезом - Бизнес 2024
- Биология. 11 класс
Столетие исследованиям абиогенеза: великий квест продолжается
АБИОГЕНЕЗ — (от а и биогенез), термин относится к теории происхождения жизни на Земле: процесс образования органических соединений в условиях первичной бескислородной атмосферы в результате неорганических (абиологич.) реакций, т. е. без участия живых. Как биогенез, так и абиогенез – это теории на сегодня не подтвержденные экспериментально. Исследователи предполагают, что абиогенез происходил не на Земле, а источник генетического разнообразия не обусловлен выбором мутаций. В этой статье дается определение термина "абиогенез" и рассматриваются доказательства, подтверждающие эту теорию. это процесс, который позволил неживой материи стать живыми клетками в источнике всех других форм жизни.
Абиогенез - это что такое?
В принятии "теории первобытного супа" о происхождении жизни ученые заменили религиозные таинства, которые окутывали этот вопрос, равно таинственными научными догмами. Предполагаемые научные догмы точно так же недоступны для эмпирического подхода 1978, с. В работе "Таинство происхождения жизни", которая является углубленным обзором и опровержением экспериментов по химической эволюции, Тэкстон, Брэдли и Олсен утверждали: Химическая эволюция широко рассматривается как довольно правдоподобный сценарий представлений о том, каким образом на земле могла появиться жизнь. Она нашла поддержку у многих знающих теоретиков и экспериментаторов. Их значительными усилиями идеи химической эволюции видоизменялись и совершенствовались. Однако, многие полученные данные этих опытов не подтверждают сценарий химической эволюции. По сути дела, то, что появилось за последние тридцать лет, как мы показали в данном критическом анализе, это альтернативный сценарий, который характеризуется разрушением, а не синтезом жизни. Эта альтернативная схема предусматривает примитивную землю с окисляющейся атмосферой. Растущее количество свидетельств подтверждает воззрение на то, что значительные количества молекулярного кислорода существовали очень рано в истории земли до появления жизни. Если первобытная атмосфера была сильно окисляющейся,...
Даже если примитивная атмосфера была раскисляющей или только мягко окисляющейся, то деградаци-онные процессы преобладали над синтезом... Как представляется, нет никакого физического основания для широко распространенного предположения, подразумеваемого в идее о том, что открытая система это достаточное объяснение сложности жизни. Как мы отмечали прежде, нет ни теоретического, ни экспериментального основания для этой гипотезы. В нашем опыте нет ни од- ного намека на какое-либо механистическое средство обеспечения необходимой конфигурационной энтропии. Однако, обратите внимание на то, что острый край этого критического замечания не в том, чего мы не знаем, но в том, что мы знаем. За прошедшие тридцать лет на свет появилось множество фактов в результате экспериментальных исследований о начале жизни. С каждым годом критика все усиливалась. Именно развитие науки бросает вызов представлению о том, что жизнь на земле зародилась посредством самопроизвольных в термодинамическом смысле химических реакций. Основной вывод, который следует сделать из этой работы, состоит в том, что неуправляемый поток энергии через первобытную атмосферу и океан является в настоящее время абсолютно неадекватным объяснением невероятной сложности, связанной даже с простыми живыми системами, и, вероятно, ошибочно 1984, с.
Как верно заметили эти авторы, вне зависимости от того, каким был тип атмосферы на примитивной земле раскисляющий или окисляющий , единственная проблема потрясающе сложной информационной системы, которая должна быть приобретена живыми организмами, не была решена. Эволюционист Дуглас Хофстадтер отметил: Естественный и основополагающий вопрос, который возникает при изучении этих невероятным образом сцепленных друг с другом частей программного и технического обеспечения, состоит в следующем: "Как они вообще могли появиться? Необходимо вообразить некое подобие процесса запуска, что-то вроде используемого при разработке нового компьютерного языка - но переход от простых молекул к целым клеткам это практически превосходит границы понимания. Есть разнообразные теории о происхождении жизни. Все они "садятся на мель" из-за самого центрального из всех центральных вопросов: "Каким образом зародился генетический код вместе с механизмами его передачи рибосомами и молекулами РНК? Лесли Оргел, один из "тяжеловесов" в вопросах изучения происхождения жизни, сделал подобное признание: Мы все еще не понимаем даже общих признаков происхождения генетического кода. Происхождение генетического кода это самый затруднительный аспект проблемы происхождения жизни, и может понадобиться значительный концептуальный или экспериментальный прорыв, прежде чем мы сможем достичь существенного прогресса 1982, с. Креационистов не шокируют такие признания. Несмотря на весь шум, окружающий эксперименты по "происхождению жизни", никто еще не "сотворил жизнь" и даже не подошел близко к этому.
Фактически, лабораторные опыты даже отдаленно не приблизились к синтезу жизни из неживого, и крайне ограниченные результаты, которых удалось достичь к этому времени, зависят от искусственно созданных условий, которые совершенно невероятны. Коровы производят коров, птицы - птиц, тюльпаны - тюльпаны, кукуруза - кукурузу и т. Однако, в последние годы некоторые эволюционисты стали утверждать, что закон биогенеза это вовсе не "закон", но всего лишь "принцип" или "теория" или "афоризм". Эта новая терминология предлагается эволюционистами, потому что они пришли к полному осознанию того, что подразумевает закон биогенеза - но не потому, что в этом законе были обнаружены противоречия или исключения. В девятнадцатом столетии научные тексты называли биогенез законом. Однако, в последнее время этот термин заменили новыми словами, предназначение которых в том, чтобы "смягчить" воздействие биогенеза на эволюционные представления. Однако, роза под любым другим названием остается розой, как говорится в одном известном изречении. И не может быть сомнений в том, что биогенез отражает словами доктора Халла "актуальную систему в природе", так как никогда не было ни единого задокументированного случая самопроизвольного зарождения жизни. И все-таки некоторые современные эволюционисты предпочитают употреблять другой термин, говоря о биогенезе.
Под заголовком "Биогенеза, принцип" один известный биологический словарь предлагает следующее определение: "Биологическое правило, что живое существо может произойти только от родителя или родителей в целом схожих с ним самим. Он отрицает самопроизвольное зарождение...
Они ответили, что такие доказательства фактически найдены. Они ссылаются на работу Гилберта Левина, главного исследователя миссии «Викинг» 1976 года, работавшей на Марсе. Результаты, полученные от «Викинга» указывали на наличие метаболизма в марсианских почвах, но не смогли обнаружить какой-либо органический материал. Результат был получен интересный, но неубедительный.
Авторы также настаивают на том, что ископаемые микробы уже были найдены в различных метеоритах, включая знаменитый Мурчисонский метеорит, который упал в штате Виктория, Австралия, в 1969 году. Опять же, доказательства наличия в этом метеорите внеземных форм жизни весьма являются спорными. Совсем недавно следы отложений углерода, возможно биологического происхождения, были обнаружены в породах, предшествующих по времени возникновению жизни, в период интенсивной бомбардировки Земли кометами и астероидами. Авторы рассматривают это как свидетельство жизни, переносимой на Землю, однако, как предлагают некоторые исследователи, есть и другие причины, по которым может существовать такой углерод. Более интригующим является открытие бактерий и микробов в маловероятных местах, таких как стратосфера, на расстоянии 30-40 километров над поверхностью планеты , и даже на поверхности Международной космической станции. Возможно, самый спорный аспект новой статьи касается истории осьминогов.
Обсуждение начинается, как это часто бывает в документе, с некоторых интригующих доказательств. Осьминоги из космоса Цефалоподы группа, состоящая из кальмаров, каракатиц, наутилусов и осьминога имеют несколько запутанное эволюционное дерево, впервые появившись в поздний кембрийский период и, по-видимому, происходящее от примитивного первобытного наутилоида. Из них осьминог является самым интересным объектом с уникальными особенностями, такими как сложная нервная система, сложные глаза и способностью к маскировке, которые появляются совершенно неожиданно в его эволюции. Гены, необходимые для такой трансформации, по мнению авторов, отсутствуют в его родословной. Исследователи считают, что «правдоподобно предположить, что эти гены, заимствованы из далекого «будущего» в терминах земной эволюции или, что более реалистично, из космоса». Интересно, что осьминог имеет некоторые реальные биохимические отличия от наутилуса, предположительно его ближайшего живого родственника.
В частности, имеются свидетельства обширных изменений в РНК и, следовательно, белках, обнаруженных в нервных структурах головоногих моллюсков. Понравилась статья? Поделитесь ей в социальных сетях! Огромное спасибо!
Основываясь на многих фактах, он вывел эмпирическую формулу для размножения, общую для бактерий, растений и животных. Оказалось, что скорость передачи жизни не зависит от условий окружающей среды. Размножение вполне может прекратиться, например, из-за недостатка питания и многих других несчастных случаев. Но существует, как мы бы сказали сегодня, программа селекции, определяемая чисто генетической причиной. Таким образом, Вернадский нашел мировые константы, имеющие объективный и абсолютный характер.
Изучая Землю, мы обязаны распространить основные особенности ее строения на астрономические тела того же класса. В Солнечной системе к ним относятся планеты земной группы. Общие и наиболее важные особенности их структуры будут заключаться в следующем, говорил Вернадский: они являются твердыми, холодными телами вращения, все имеют геологические оболочки, в первую очередь атмосферу; все они индивидуально различны, и их планетарные оболочки физически и химически различны; для двух планет — Венеры и Марса — мы можем предположить наличие биосферы; атмосферные газы всех планет имеют биогенное происхождение; Отсюда следует, что планеты-гиганты солнечной системы не являются планетами, подчеркивает Вернадский. Они имеют разный состав и структуру. Креационизм Определение 3 Креационизм — это название, данное вере в то, что история сотворения мира в книге Бытия является буквальной правдой о том, как возник мир. Согласно христианским креационистам, Вселенная и все в ней было создано Богом за шесть дней, в то время, которое, по подсчетам библеистов, было чуть более 6000 лет назад. Вплоть до конца XIX века было вполне возможно верить в научную картину мира, а также в библейскую историю сотворения мира, потому что сама наука не имела никакого конкретного представления о сотворении мира. Но за последние 150 лет ученые постепенно собрали воедино свои собственные представления о том, как зародилась жизнь и Вселенная. Эти рассказы существенно отличаются от буквального повествования в книге Бытия.
Он выдвинул теорию о том, что вся жизнь развивается в результате процессов «естественного отбора». Согласно Дарвину, жизнь началась с очень простых существ, которые постепенно эволюционировали в течение миллионов лет в более сложные формы. В конце концов этот процесс привел к появлению людей. Точно так же в XX веке физики и космологи разработали научное объяснение того, как возникла Вселенная. В этом рассказе говорится, что в самом начале — в момент большого взрыва — Вселенная возникла в очень простом состоянии, которое постепенно эволюционировало в течение миллионов лет во все более сложные формы. Опять же, этот процесс происходил не за неделю, а в течение чрезвычайно длительных периодов времени. Научные объяснения биологической и космологической эволюции подкрепляются огромным количеством доказательств и данных. Однако креационисты отвергают это доказательство. Ученые-креационисты стремятся продемонстрировать с помощью методов самой науки, что их теория о происхождении мира по существу верна.
Примечание 2 Ключевым компонентом этих усилий является «геология наводнений потопа ». Некоторые из этих ученых имеют докторскую степень по геологии, изучают геологическую летопись и летопись окаменелостей, и утверждают, что правильная интерпретация доказательств заключается в том, что земле действительно 6000 лет. По их мнению, массивная расщелина Большого каньона свидетельствует о том, что произошло сильное наводнение, как это описано в Библии в рассказе о Ное.
Нужно было дать объяснение тому, как же появилась жизнь на нашей планете. В самом начале казалось, что ответ на этот вопрос никогда не найти, а в середине 19 столетия еще не умели получать органические вещества из неорганических. Поэтому большинство предполагало, что на самом деле есть какая-то непонятная химическая пропасть, существуют органические вещества, которые могут присутствовать исключительно в живых организмах. При этом существует некая неживая природа. В то же время не представляется возможным превратить неорганическую химию в полноценную органическую.
Подтверждение теории абиогенеза В 19 столетии ученые смогли провести процесс синтеза липидов из неорганики. Спустя некоторое время химик Бутлеров открыл такое удивительное явление, как синтез углеводов, сахаров из формальдегида. В результате появилась автокаталитическая реакция Бутлерова. За счет этого специалисты поняли, что не существует никакой четкой грани и органические вещества вполне можно получать из неорганических. Теория абиогенеза была окончательно подтверждена. Спустя некоторое время после этого появился еще один вопрос. Какие условия должны были присутствовать на ранней Земле или в космосе и какие ситуации должны были произойти, чтобы получилось запустить процесс синтеза органических веществ. Стоит отметить, что абиогенез делится на несколько важных этапов, каждый из которых имеет свои определенные особенности: Первый этап предполагает процесс синтеза из неорганики максимально простых органических соединений.
Синтетическая теория эволюции
- Синтетическая теория эволюции
- Теория особого творения
- Определение
- Биогенез и абиогенез презентация
- Биогенез: характеристика и теория - Наука - 2024
1. Происхождение жизни на Земле
| Абиогенез и биогенез - что это такое? | АБИОГЕНЕЗ — (от а и биогенез), термин относится к теории происхождения жизни на Земле: процесс образования органических соединений в условиях первичной бескислородной атмосферы в результате неорганических (абиологич.) реакций, т. е. без участия живых. |
| Особенности и теория биогенеза | В 1870 году Хаксли, как новый президент Британской ассоциации развития науки, выступил с речью, озаглавленной «Биогенез и абиогенез». |
| Биогенез — определение, суть теории, примеры и сторонники | 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. |
| Абиогенез - это что такое? | Биогенезу, в котором жизнь возникает в результате размножения другой жизни, предположительно предшествовал абиогенез, который стал невозможным, как только атмосфера Земли приняла свой нынешний состав. |
| Особенности и теория биогенеза | Абиогенез, автотрофность, биогенез, коацерваты, открытые системы, первичная атмосфера Земли. |
Биогенез и абиогенез презентация
Все многообразие точек зрения ученых-материалистов о происхождении живого на Земле без участия божественной силы сводится к двум противоположным позициям: биогенезу и абиогенезу. Термин биогенез был придуман Генри Чарльтон Бастиан означать создание формы жизни из неживых материалов; тем не мение, Томас Генри Хаксли выбрал термин абиогенез и пересмотрели биогенез жизни, возникшей из существовавшей ранее жизни.[4]. Теория биогенеза Биогенез возник после абиогенеза и объяснил возникновение живых существ противоположным образом. Главная» Новости» Оценка доказательности доводов креационизм абиогенез биогенез. Позже была развита идея самозарождения или абиогенеза. Их можно разделить на две группы: теории биогенеза(происхождение живого от живого) и абиогенеза (происхождение живого из неживого).
Возникновение жизни на Земле
По мере того, как мы поднимаемся на горлышко колбы S-образной формы, она становится все уже и уже. В каждую из этих колб Пастер поместил равное количество питательного бульона. Содержимое нагревали до кипения, чтобы уничтожить присутствующие в нем микроорганизмы. Полученные результаты:конец самозарождения Со временем в колбах не было обнаружено никаких организмов. Пастер разрезал пробирку в одной из колб и быстро начал процесс разложения, заражаясь микроорганизмами из окружающей среды. Таким образом, благодаря Реди и, наконец, Пастеру, с неопровержимыми доказательствами можно доказать, что жизнь происходит от жизни, принцип, который резюмируется в известной латинской фразе: Omne vivum ex vivo «Вся жизнь исходит из жизни». Но откуда появилось первое живое существо? Вернемся к нашему первоначальному вопросу. Сегодня широко известно, что живые организмы происходят только от других организмов - например, вы произошли от своей матери, а ваше домашнее животное в равной степени родилось от их матери. Но давайте перейдем к примитивной среде, в которой зародилась жизнь.
В настоящее время биологи поддерживают гипотезу о том, что жизнь на Земле возникла из неживых веществ, которые образовали молекулярные агрегаты. Эти агрегаты смогли адекватно воспроизвести и развить метаболизм - замечательные характеристики существ, которых мы считаем «живыми». Однако мы уже представили доказательства того, что живое не может возникнуть из неживой материи. Так как же разрешить этот очевидный парадокс? Ранняя атмосфера Земли сильно отличалась от нынешней. Концентрация кислорода была чрезвычайно низкой, наблюдались молнии, вулканическая активность, постоянная бомбардировка метеоритами, приход ультрафиолетового излучения был более интенсивным. В этих условиях могла произойти химическая эволюция, которая по прошествии значительного периода времени привела к появлению первых форм жизни. Ссылки Бергман, Дж. Почему невозможен абиогенез.
Ежеквартальное издание Creation Research Society, 36 4.
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. Переход от простого набора биополимеров к функционирующему живому организму, пускай даже очень простому, представляется ещё более сложной проблемой, чем спонтанный синтез белков и нуклеиновых кислот. Об этом говорят биохимики-эволюционисты Дэвид Грин и Роберт Гольдберг: «Переход от макромолекул к клетке является скачком фантастических масштабов, который лежит за пределами поддающейся проверке гипотезы. В этой области всё является предположением. Доступные факты не дают основания постулировать, что на этой планете возникли клетки». Green D. Molecular insights into the living process.
Morowitz H. Energy flow in biology: biological organization as a problem in thermal physics. Компоненты живой клетки, функционируя как единое целое, находятся в сложном взаимодействии друг с другом. В клетках белковые молекулы образуются в результате реакций матричного синтеза, которые протекают в соответствии с информацией, заложенной в молекуле ДНК. В этом сложном процессе может участвовать несколько сот специфических белков, и отсутствие одного из них делает матричный синтез просто невозможным. В свою очередь, белки участвуют в процессах биосинтеза нуклеиновых кислот. Таким образом, для синтеза белков в клетках нужны нуклеиновые кислоты, а для биосинтеза нуклеиновых кислот - белки. Как разрешить это противоречие?
Гипотеза биохимической эволюции Стэнли Миллер. Биохимическая Эволюция абиогенез. Миллер биохимическая Эволюция. Сущность абиогенеза состоит в. Сущность теории абиогенеза состоит в. Гипотеза абиогенеза сущность. Биогенез живое из неживого. Абиогенез и биогенез презентация. Биогенез картинки.
Биогенез и абиогенез картинки. Биохимическая гипотеза Опарина Холдейна. Эволюция Опарина Холдейна. Биохимическая Эволюция Опарина. Абиогенез гипотеза Опарина. Абиогенез доказательства. Теоретические и практические доказательства абиогенеза. Основные гипотезы происхождения жизни на земле. Таблица гипотезы происхождения жизни на земле абиогенез.
Живое только от живого теория биогенеза. Гипотеза абиогенеза. Сторонники теории биогенеза. История развития представлений о происхождении жизни. Развитие представлений о развитии жизни на земле. История представлений о развитии жизни на земле. Развитие представлений о происхождении жизни на земле. Абиогенез эксперименты. Абиогенез опыт.
Опыт абиогенез Миллер. Эксперимент Ури-Миллера. Приверженцы теории абиогенеза. Химическая гипотеза возникновения жизни. Доказательства химической гипотезы происхождения жизни. Гипотеза химической эволюции. Сущность абиогенеза. Луи Пастер теория биогенеза. Луи Пастер абиогенез.
Затем он дал ему остыть и стал ждать. Микробы выросли, и он предложил это как пример самозарождения. В 1768 году Лаззаро Спалланцани повторил эксперимент Нидхема, но удалил из колбы весь воздух. Роста не произошло. В 1854 году Генрих Г. Шредер 1810—1885 и Теодор фон Душ , а в 1859 году только Шредер повторили эксперимент по фильтрации Гельмгольца и показали, что живые частицы можно удалить из воздуха, фильтруя его через вату. В 1864 году Луи Пастер наконец объявил о результатах своих научных экспериментов.
Абиогенез: определение, теория, доказательства и примеры
Уникальный дизайн позволял атмосфере проникать в колбу, но предотвращал попадание в нее частиц. Абиогенез Еще до времен древних греков люди думали, что мыши пришли из соломы, что гниющее мясо превратится прямо в мух, и что блохи были созданы из песка. Спонтанное поколение — это термин, который использовался для описания сотворения жизни таким образом. Греческий ученый и философ Аристотель 384-322 гг.
Хотя в лаборатории никогда не наблюдалось абиогенеза, некоторый механизм с его участием, вероятно, был связан с созданием более простых молекул липидов, углеводов, белков и т. Одной из проблем при разработке научных моделей абиогенеза является объяснение того, как молекулы превращаются в клетки, которые стали самовоспроизводящимися. Одна теория включает протоклетки, которые представляют собой организованные коллекции липидов, которые образуют сферическую форму.
Поэтому эта гипотеза не рассматривается академической наукой. Сторонники этой гипотезы не признают, что наличие или отсутствие определённых ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистепёрых рыб — латимерию. По палеонтологическим данным кистепёрые вымерли в конце мелового периода. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистепёрых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным.
Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, её сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определённом пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Теория стационарного состояния представляет собой только исторический или философский интерес, так как выводы этой теории противоречат научным данным. Теория Опарина — Холдейна[ править править код ] В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации , которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней.
Он назвал их коацерватные капли , или просто коацерваты. Согласно его теории, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа: Возникновение органических веществ Возникновение белков Возникновение белковых тел Астрономические исследования показывают, что как звёзды , так и планетные системы возникли из газопылевого вещества. Наряду с металлами и их оксидами в нём содержались водород , аммиак , вода и простейший углеводород — метан. Условия для начала процесса формирования белковых структур установились с момента появления первичного океана бульона. В водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям.
В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы. Наука доказала, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты , но и другие органические вещества. При определённых условиях водная оболочка органических молекул приобретала чёткие границы и отделяла молекулу от окружающего раствора. Молекулы, окружённые водной оболочкой, объединялись, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты. Коацерватные капли также могли возникать при простом смешивании разнообразных полимеров.
При этом происходила самосборка полимерных молекул в многомолекулярные образования — видимые под оптическим микроскопом капли. Капли были способны поглощать извне вещества по типу открытых систем. При включении в коацерватные капли различных катализаторов в том числе и ферментов в них происходили различные реакции , в частности полимеризация поступающих из внешней среды мономеров. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и весе, а затем дробиться на дочерние образования. Таким образом, коацерваты могли расти, размножаться , осуществлять обмен веществ.
Реакция соединения аминокислот в белок или нуклеотиды происходит с выделением воды, и длинные молекулы подвержены распаду [1]. Еще одной проблемой стал способ размещения связей вокруг атома углерода, которые являются взаимно-зеркальными — хиральными. Аминокислоты чаще представлены левыми изомерами , а рибозы — правыми. Такая характеристика нуклеотидов придает спиральную структуру ДНК и РНК, но в синтезе из простых соединений получается равное количество изомеров, поэтому белки такой смеси не способны функционировать. Теория условий: гидротермальные источники Высокое содержание железа, цинка, марганца и меди — особенность живых клеток. 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 начнем поиск условий для абиогенного синтеза органических соединений. Воды источников имеют черный цвет благодаря сульфидам, сероводороду и другим взвесям [5].
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 возбужденный 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 [6].
При этом 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 [7]. Теория условий: синтез в грязевых котлах Важным веществом клетки является фосфор, содержащийся в фосфорилированных органических молекулах, входящих в состав нуклеиновых кислот, аденозинтрифосфатов и др. 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. При кипении минеральных вод растворенные соединения разделяются, поэтому часть испаряется с водой и выходит в грязевых котлах. При 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 [8] , [9] , а соли молибдена превращают разветвленные сахара в линейные, увеличивая синтез.
Почувствуйте, как густые и горячие знания стекают вам на шею, ведь грязевые котлы обогащены всеми вышеописанными ранее элементами [10] , 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 защищенные поры. Нагрев пор, где накапливаются нуклеотиды и РНК в высоких концентрациях. Теория условий: роль метана и лаборатория Манчестера В 2008 году вышло исследование об обнаруженных на дне океана колонн из светлого известняка высотой до 60 метров. Нагрев происходил за счет реакций в глубине твердых пород, поэтому метан и кислоты этих вод образуются абиогенно, а изотопный состав углерода в них такой же, как в углекислом газе [11].
В атмосфере древнего мира метан реагировал с азотом, водой и углекислым газом, образуя формальдегид. Соединения фотолиза метана не накапливались, а выпадали с дождем 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 [12]. Рисунок 2.
Органические реакции разложения материи могут породить формы жизни, которые называются жизненной силой. Например, считалось, что крысы появились из загрязненных тканей, а лягушки - из грязи во влажной среде. Однако в настоящее время известно, что эта жизненная сила, по сути, является химической реакцией органических соединений. Теория перестала иметь смысл в исследованиях ученого Франческо Рейде, который смог доказать, что личинки, обнаруженные в разлагающихся трупах, не возникли спонтанно. Из эксперимента с органическим веществом в процессе разложения Рейде удалось продемонстрировать, что найденные личинки произошли из яиц мух, которые приблизились к разлагающейся плоти. Защитники абиогенеза Аристотель, Исаак Ньютон, Святой Августин и Рене Декарт являются примерами философов и исследователей, которые верили и влияли на теорию абиогенеза.