Hvad siger teorien om livets oprindelse fra dammen?
Den første, mest berømte model af livets oprindelse på
Sådanne vandmasser dukkede op på planetens overflade under faldet af kometer og meteoritter flere millioner år før det primære hav opstod på det.
Og indtil slutningen af 70'erne af det XX århundrede, indtil de fandt stedde samme dybhavsekspeditioner til forkastninger, denne hypotese var den mest populære. Andre videnskabsmænd fra det tidlige 20. århundrede, såsom John Haldane og Alexander Oparin, var enige med Darwin og udviklede hans teori.
De antog uafhængigt detden unge jord havde en "genoprettende" atmosfære, dvs. modsat den, hvor der produceres ilt. I en sådan atmosfære vil jern for eksempel aldrig ruste. Atmosfæren på den tid kan have været mættet med metan og ammoniak og dannet en ideel ”ur-suppe”, hvorfra liv opstod i et lavt vandområde.
Denne teori understøttes af det faktum, at denLandoverfladen indeholdt et antal kritiske elementer for livet, for eksempel molybdæn, bor og nitrogen, hvis koncentration i det primære hav var ekstremt lav.
Hvordan forsøgte de at bevise teorien?
For at den første organisme kan dukke op, skal der være celler, mindst én.
Ifølge forskere, udseendet af en cellebidraget til akkumuleringen af organiske stoffer i miljøet og fremkomsten af præbiotiske former - protoceller, der er blevet et forbindelsesled mellem levende og ikke-levende stof. Disse protoceller er dog ikke længere på jorden. Men forskere ved, at de bestemt burde have indeholdt:
- selvreplikerende molekyle med arvelig information;
- en skal, der beskytter den mod miljøet.
Analoger af protoceller blev syntetiseret i 2011biologer ved universitetet i Tokyo. Som et resultat af polymerasekædereaktionen (PCR) var det muligt at opnå deres fulde spontane deling - svarende til hvad der sker under naturlige forhold.
For at forberede det primære substrat,eller, med andre ord, coacervate, forfatterne til værket tog snesevis af organiske komponenter, hvis forhold tidligere blev beregnet på en computer. Efter at være kombineret dannede disse stoffer koacervate vesikler i substratet med en kationisk skal og DNA-elementer indeni.
Dette var dog stadig ikke nok tilbekræfte, at levende ting kan komme fra ikke-levende ting, DNA ikke er i stand til selvreproduktion uden deltagelse af visse enzymer - specifikke proteiner, der katalyserer alle stadier af dets replikation. Japanske videnskabsmænd formåede at skabe det i laboratoriet, men igen ved at bruge biologiske komponenter.
Hvad var materialet for det første liv?
En ny undersøgelse foretaget af en international gruppe forskere var rettet mod at finde potentielle mekanismer til dannelsen af de første celler "fra bunden" - kun under kemiske processer uden deltagelse af biologi.
De undersøgte en bred vifte af forbindelser, der muligvis er dannet som et resultat af præbiotiske reaktioner i den tidlige jord.
Og de fandt ud af, at mange af disse stoffer er ethere,aminer, azider, imider og andre - polymeriserer under visse betingelser lettere end biologiske forbindelser. Og nogle skaber endda spontant cellelignende strukturer - rum. Ifølge forfatterne kunne kæderne af polymerer inde i sådanne rum vride sig danne unikke tredimensionelle former - prototyper af proteiner eller RNA.
Til opnåelse af polymerkæder i laboratorietавторы использовали периодическую смену сухих и влажных условий. При испарении разбавленного раствора, как правило, начинался процесс полимеризации, но не все образовавшиеся полимеры выдерживали сушку. Некоторые распадались. А другие при добавлении воды продолжали самовоспроизводящийся цикл синтеза. В этом авторы видят самое раннее, еще на уровне молекул, проявление эволюционного отбора, который впоследствии стал неотъемлемым признаком всех живых организмов.
Forskerne undersøgte polymererne under et mikroskop ogfandt ud af, at der inde i nogle af dem optrådte cellestørrelser: de indeholdt fra 10 til 20 atomer, med tiden kunne disse cellelignende aggregater efter lange kemiske transformationer blive til fuldgyldige celler - selvorganiserende strukturer bestående af. af millioner atomer.
Hvad var vigtigt for fødslen af de første celler?
Forholdene i dammen, som Darwin talte om, vargrundlaget for livets oprindelse, er dette blevet bekræftet af forskning. Det særlige ved den abstrakte dam er, at den nogle gange bliver det fyldt med vand, nogle gange tørrer det ud. Det vil sige, at den cykliske vekslen mellem våde og tørre perioder bidrager til fremkomsten af komplekse præbiotiske forbindelser i det kemiske system, som fysikere også bekræfter.
Forfatterne undersøgte polyelektrolytcoacervater iflydende medium med samme sammensætning som vandet i dammen. De simulerede forhold, hvor dammen tørrer op og derefter fyldes op med regnvand. Og de fandt ud af: i det første tilfælde øges koncentrationen af nukleinsyrer og salte, i det andet falder den. Det ændrer sig ikke inde i polymerrummene.
Ifølge forskerne blev dette en nøglefaktor i den gradvise dannelse af komplekse selv reproducerende polymere forbindelser, såsom RNA, inde i protoceller.
Følgelig er der behov for tre betingelser for livet:
- opdeling,
- selvreplikation,
- stofskifte.
Læs også
Neuroner i den menneskelige hjerne og netværket af galakser er ens
På grund af pladebevægelse er bunden af Stillehavet nu dybt under Kina
Forskere hackede en robotstøvsuger for at fjernoptage brugernes samtaler