تم إثبات نظرية داروين من خلال أصل الحياة في البركة. ماذا تغير؟

ماذا تقول نظرية أصل الحياة من البركة؟

النموذج الأول والأكثر شهرة لأصل الحياة

إن الأرض مملوكة لتشارلز داروين، الذي أشار في رسالة إلى صديق إلى أن الحياة نشأت في "بركة ضحلة دفئتها الشمس".

ظهرت مثل هذه المسطحات المائية على سطح الكوكب أثناء سقوط المذنبات والنيازك قبل عدة ملايين من السنين من ظهور المحيط الأساسي عليه.

وحتى نهاية السبعينيات من القرن العشرين حتى حدثتوفي تلك الرحلات الاستكشافية في أعماق البحار لاستكشاف الصدوع، كانت هذه الفرضية هي الأكثر شيوعًا. علماء آخرون في أوائل القرن العشرين، مثل جون هالدين وألكسندر أوبارين، اتفقوا مع داروين وطوروا نظريته.

افترضوا ذلك بشكل مستقلكان للأرض الفتية جو "تصالحي" ، أي معادٍ للجو الذي ينتج الأكسجين. في مثل هذا الجو ، على سبيل المثال ، لن يصدأ الحديد أبدًا. قد يكون الغلاف الجوي في ذلك الوقت مشبعًا بالميثان والأمونيا ، مما يشكل "حساءًا بدائيًا" مثاليًا نشأت منه الحياة في بعض المسطحات المائية الضحلة.

هذه النظرية مدعومة بحقيقة أنيحتوي سطح الأرض على عدد من العناصر المهمة للحياة ، على سبيل المثال ، الموليبدينوم والبورون والنيتروجين ، والتي كان تركيزها منخفضًا للغاية في المحيط الأساسي.

كيف حاولوا إثبات النظرية؟

لكي يظهر الكائن الحي الأول، يجب أن تكون هناك خلايا، واحدة على الأقل. 

وفقا للعلماء ، ظهور خليةساهمت في تراكم المواد العضوية في البيئة وظهور أشكال البريبايوتك - الخلايا الأولية ، التي أصبحت حلقة وصل بين المواد الحية وغير الحية. ومع ذلك ، فإن هذه الخلايا الأولية لم تعد موجودة على الأرض. لكن العلماء يعرفون أنه كان يجب عليهم بالتأكيد احتواء:

• جزيء ذاتي التكاثر بمعلومات وراثية ؛
• قذيفة تحميها من البيئة.

تم تصنيع نظائرها من الخلايا الأولية في عام 2011علماء الأحياء في جامعة طوكيو. ونتيجة لتفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، كان من الممكن تحقيق انقسامها التلقائي الكامل - على غرار ما يحدث في الظروف الطبيعية.

من أجل تحضير الركيزة الأولية،أو بعبارة أخرى، تكثف، أخذ مؤلفو العمل العشرات من المكونات العضوية، والتي تم حساب نسبتها مسبقًا على جهاز كمبيوتر. بعد دمج هذه المواد، شكلت حويصلات متماسكة في الركيزة مع غلاف كاتيوني وعناصر الحمض النووي بداخلها.

ومع ذلك، فإن هذا لا يزال غير كافتؤكد أن الكائنات الحية يمكن أن تأتي من أشياء غير حية، الحمض النووي غير قادر على التكاثر الذاتي دون مشاركة إنزيمات معينة - بروتينات محددة تحفز جميع مراحل تكرارها. تمكن العلماء اليابانيون من إنشائه في المختبر، ولكن مرة أخرى باستخدام المكونات البيولوجية.

ما هي مادة الحياة الأولى؟

تم توجيه دراسة جديدة من قبل مجموعة دولية من العلماء نحو إيجاد آليات محتملة لتشكيل الخلايا الأولى "من الصفر" - فقط خلال العمليات الكيميائية ، دون مشاركة علم الأحياء.

لقد درسوا مجموعة واسعة من المركبات التي يمكن أن تتشكل نتيجة تفاعلات البريبايوتيك في الأرض المبكرة.

ووجدوا أن العديد من هذه المواد عبارة عن إيثرات ،الأمينات ، الآزيدات ، الإيميدات وغيرها - تحت ظروف معينة تتبلمر بسهولة أكبر من المركبات البيولوجية. وبعضها ينشئ بشكل عفوي هياكل تشبه الخلية - مقصورات. وفقًا للمؤلفين ، يمكن أن تشكل سلاسل البوليمرات الموجودة داخل هذه الحجيرات ، الملتوية ، أشكالًا فريدة ثلاثية الأبعاد - نماذج أولية من البروتينات أو RNA.

للحصول على سلاسل البوليمر في المختبراستخدم المؤلفون التناوب الدوري للظروف الجافة والرطبة. بدأ تبخير المحلول المخفف ، كقاعدة عامة ، عملية البلمرة ، ولكن لم تصمد جميع البوليمرات المشكلة في مقاومة التجفيف. البعض انهار. آخرون ، مع إضافة الماء ، واصلوا دورة تخليق التكرار الذاتي. في هذا ، يرى المؤلفون في أقرب وقت ، حتى على مستوى الجزيئات ، مظهرًا من مظاهر الانتقاء التطوري ، والذي أصبح فيما بعد سمة متكاملة لجميع الكائنات الحية.

قام الباحثون بفحص البوليمرات تحت المجهر ووجدت أنه داخل بعضها ظهرت حجرات بحجم الخلية: كانت تحتوي على من 10 إلى 20 ذرة، وفقًا للعلماء، بمرور الوقت، يمكن أن تصبح هذه التجمعات الشبيهة بالخلايا، بعد تحولات كيميائية طويلة، خلايا كاملة - هياكل ذاتية التنظيم تتكون. ملايين الذرات.

ما هو المهم لولادة الخلايا الأولى؟

كانت الظروف في البركة التي تحدث عنها داروين هيأساس أصل الحياة، وهذا ما أكدته الأبحاث. خصوصية البركة المجردة هي أنها  أحيانًا يمتلئ بالماء، وأحيانًا يجف. أي أن التناوب الدوري للفترات الرطبة والجافة يساهم في ظهور مركبات ما قبل الحيوية المعقدة في النظام الكيميائي، كما يؤكد الفيزيائيون أيضًا.

قام المؤلفون بالتحقيق في تواتر المحلول الكهربائي المتعدد فيوسط سائل له نفس تركيبة الماء في البركة. قاموا بمحاكاة الظروف عندما تجف البركة ثم تمتلئ بمياه الأمطار. واكتشفوا: في الحالة الأولى ، يزداد تركيز الأحماض النووية والأملاح ، وفي الحالة الثانية ينخفض. لا يتغير داخل حجرات البوليمر.

وفقًا للباحثين ، أصبح هذا عاملاً رئيسيًا في التكوين التدريجي للمركبات البوليمرية المعقدة ذاتية التكاثر ، مثل RNA ، داخل الخلايا الأولية.

وعليه ، هناك ثلاثة شروط للحياة:

• التقسيم، 
• التكرار الذاتي
• التمثيل الغذائي.

اقرأ أيضا

الخلايا العصبية في الدماغ البشري وشبكة المجرات متشابهة

بسبب حركة الصفائح ، أصبح قاع المحيط الهادئ الآن عميقًا تحت الصين

اخترق العلماء مكنسة كهربائية روبوتية لتسجيل محادثات المستخدم عن بُعد