Ką sako gyvybės atsiradimo iš tvenkinio teorija?
Pirmasis, garsiausias gyvybės atsiradimo modelis
Tokie vandens telkiniai planetos paviršiuje atsirado krintant kometoms ir meteoritams keletą milijonų metų iki pirminio vandenyno atsiradimo joje.
Ir iki XX amžiaus 70-ųjų pabaigos, kol jie vykotos pačios gelmių ekspedicijos į gedimus, ši hipotezė buvo pati populiariausia. Kiti XX amžiaus pradžios mokslininkai, tokie kaip Johnas Haldane'as ir Aleksandras Oparinas, sutiko su Darvinu ir sukūrė jo teoriją.
Jie savarankiškai tai manėjaunoje Žemėje buvo „atkuriamoji“ atmosfera, tai yra priešinga tai, kur gaminamas deguonis. Pavyzdžiui, tokioje atmosferoje geležis niekada nerūdys. To meto atmosfera galėjo būti prisotinta metano ir amoniako, sudaranti idealią „pirmapradę sriubą“, iš kurios gyvybė atsirado kokiame nors negiliame vandens telkinyje.
Šią teoriją patvirtina faktas, kadSausumos paviršiuje buvo daugybė gyvybei svarbių elementų, pavyzdžiui, molibdenas, boras ir azotas, kurių koncentracija pirminiame vandenyne buvo itin maža.
Kaip jie bandė įrodyti teoriją?
Kad atsirastų pirmasis organizmas, turi būti ląstelės, bent viena.
Pasak mokslininkų, ląstelės išvaizdaprisidėjo prie organinių medžiagų kaupimosi aplinkoje ir prebiotinių formų - protocelių atsiradimo, kurie tapo jungiamuoju ryšiu tarp gyvosios ir negyvosios medžiagos. Tačiau šių protocelių nebėra žemėje. Tačiau mokslininkai žino, kad jie tikrai turėjo būti:
- save replikuojanti molekulė su paveldima informacija;
- apvalkalas, saugantis jį nuo aplinkos.
Protocellų analogai susintetinti 2011 mTokijo universiteto biologai. Dėl polimerazės grandininės reakcijos (PGR) buvo galima pasiekti visišką spontanišką jų dalijimąsi – panašiai, kaip ir natūraliomis sąlygomis.
Norint paruošti pirminį substratą,arba, kitaip tariant, koacervuoti, darbo autoriai paėmė dešimtis organinių komponentų, kurių santykis anksčiau buvo skaičiuojamas kompiuteriu. Susijungusios šios medžiagos substrate suformavo koacervuojančias pūsleles su katijoniniu apvalkalu ir DNR elementais viduje.
Tačiau to vis tiek nepakakopatvirtinti, kad gyvi daiktai gali kilti iš negyvų būtybių.DNR nepajėgi savaime daugintis nedalyvaujant tam tikriems fermentams – specifiniams baltymams, kurie katalizuoja visus jos replikacijos etapus. Japonijos mokslininkams pavyko jį sukurti laboratorijoje, bet vėlgi naudojant biologinius komponentus.
Kokia buvo pirmojo gyvenimo medžiaga?
Naujas tarptautinės mokslininkų grupės tyrimas buvo sukurtas siekiant surasti galimus pirmųjų ląstelių susidarymo mechanizmus „nuo nulio“ - tik vykstant cheminiams procesams, nedalyvaujant biologijai.
Jie tyrė platų junginių spektrą, kurie galėjo susidaryti dėl prebiotinių reakcijų ankstyvojoje Žemėje.
Jie nustatė, kad daugelis šių medžiagų yra eteriai,aminai, azidai, imidai ir kiti - tam tikromis sąlygomis polimerizuojasi lengviau nei biologiniai junginiai. O kai kurie net spontaniškai sukuria į ląsteles panašias struktūras - skyrius. Anot autorių, polimerų grandinės tokių skyrių viduje, susisukdamos, gali suformuoti unikalias trimačias formas - baltymų prototipus arba RNR.
Polimerinėms grandinėms gauti laboratorijojeautoriai naudojo periodišką sausų ir drėgnų sąlygų kaitaliojimą. Išgarinus praskiestą tirpalą, paprastai prasidėjo polimerizacijos procesas, tačiau ne visi susidarę polimerai atlaikė džiūvimą. Kai kurie subyrėjo. Kiti, pridėję vandens, tęsė sintezės ciklą. Tuo autoriai anksčiausiai, net molekulių lygmenyje, mato evoliucinės atrankos apraišką, kuri vėliau tapo neatskiriama visų gyvų organizmų savybe.
Tyrėjai ištyrė polimerus mikroskopu irnustatė, kad kai kurių viduje atsirado ląstelės dydžio skyreliai: juose buvo nuo 10 iki 20 atomų.. Mokslininkų teigimu, laikui bėgant šie į ląsteles panašūs agregatai po ilgų cheminių transformacijų galėjo tapti visavertėmis ląstelėmis – savaime besiorganizuojančiomis struktūromis, susidedančiomis milijonų atomų.
Kas buvo svarbu gimstant pirmosioms ląstelėms?
Sąlygos tvenkinyje, apie kurias kalbėjo Darvinas, buvo tokiosgyvybės atsiradimo pagrindas, tai patvirtino tyrimai. Abstrakčiojo tvenkinio ypatumas yra tas, kad jis kartais prisipildo vandens, kartais išdžiūsta. Tai reiškia, kad cikliškas drėgnų ir sausų laikotarpių kaitaliojimas prisideda prie sudėtingų prebiotinių junginių atsiradimo cheminėje sistemoje, kaip patvirtina ir fizikai.
Autoriai tyrė polielektrolitų koacervatusskysta terpė, kurios sudėtis yra tokia pati kaip tvenkinio vandens. Jie imitavo sąlygas, kai tvenkinys nudžiūvo, o vėliau prisipildo lietaus vandens. Ir jie sužinojo: pirmuoju atveju nukleorūgščių ir druskų koncentracija padidėja, antruoju - sumažėja. Polimerų skyriuose jis nesikeičia.
Mokslininkų teigimu, tai tapo pagrindiniu veiksniu laipsniškai formuojantis sudėtingiems savaime dauginamiems polimeriniams junginiams, tokiems kaip RNR, protocelių viduje.
Taigi gyvenimui reikalingos trys sąlygos:
- skirstymas į skyrius,
- savireplikacija,
- medžiagų apykaita.
Taip pat skaitykite
Neuronai žmogaus smegenyse ir galaktikų tinkle yra panašūs
Dėl plokščių judėjimo Ramiojo vandenyno dugnas dabar yra giliai po Kinija
Mokslininkai įsilaužė į dulkių siurblį robotą, kad nuotoliniu būdu įrašytų vartotojų pokalbius