Ko saka dzīvības rašanās no dīķa teorija?
Pirmais, slavenākais dzīvības izcelsmes modelis
Šādas ūdenstilpes uz planētas virsmas parādījās komētu un meteorītu krišanas laikā vairākus miljonus gadu pirms primārā okeāna rašanās uz tās.
Un līdz XX gadsimta 70. gadu beigām, līdz tie notikatās pašas dziļūdens ekspedīcijas uz defektiem, šī hipotēze bija vispopulārākā. Citi 20. gadsimta sākuma zinātnieki, piemēram, Džons Haldane un Aleksandrs Oparins, piekrita Darvinam un izstrādāja viņa teoriju.
Viņi neatkarīgi to pieņēmajaunajai Zemei bija "atjaunojoša" atmosfēra, tas ir, antagoniski pret to, kurā tiek ražots skābeklis. Piemēram, šādā atmosfērā dzelzs nekad nerūsēs. Tā laika atmosfēra, iespējams, bija piesātināta ar metānu un amonjaku, veidojot ideālu “pirmatnējo zupu”, no kuras dzīvība radās kādā seklā ūdenstilpē.
Šo teoriju apstiprina fakts, ka tālākZemes virsmā bija vairāki dzīvībai kritiski elementi, piemēram, molibdēns, bors un slāpeklis, kuru koncentrācija primārajā okeānā bija ārkārtīgi zema.
Kā viņi mēģināja pierādīt teoriju?
Lai parādītos pirmais organisms, ir jābūt šūnām, vismaz vienai.
По мнению ученых, появлению клетки veicināja organisko vielu uzkrāšanos vidē un prebiotisko formu - protocītu - parādīšanos, kas ir kļuvuši par savienojošo saikni starp dzīvo un nedzīvo vielu. Tomēr šie protocīti vairs nav uz zemes. Bet zinātnieki zina, ka tiem noteikti vajadzēja ietvert:
- sevi replikējoša molekula ar iedzimtu informāciju;
- apvalks, kas pasargā to no apkārtējās vides.
Protošūnu analogi tika sintezēti 2011. gadābiologi Tokijas Universitātē. Polimerāzes ķēdes reakcijas (PCR) rezultātā bija iespējams panākt to pilnīgu spontānu sadalīšanos – līdzīgi kā tas notiek dabiskos apstākļos.
Lai sagatavotu primāro substrātu,jeb, citiem vārdiem sakot, koacervēt, darba autori paņēma desmitiem organisko komponentu, kuru attiecība iepriekš tika aprēķināta datorā. Savienojoties, šīs vielas substrātā veidoja koacervētus pūslīšus ar katjonu apvalku un DNS elementiem iekšpusē.
Tomēr ar to joprojām nebija pietiekamiapstiprina, ka dzīvās būtnes var rasties no nedzīvām būtnēm.DNS nav spējīga pašatražoties bez noteiktu enzīmu līdzdalības – specifisku proteīnu, kas katalizē visus tās replikācijas posmus. Japāņu zinātniekiem izdevās to izveidot laboratorijā, bet atkal izmantojot bioloģiskos komponentus.
Kāds bija materiāls pirmajai dzīvei?
Jauns starptautiskas zinātnieku grupas pētījums bija paredzēts, lai atrastu potenciālos mehānismus pirmo šūnu veidošanai "no nulles" - tikai ķīmisko procesu laikā, nepiedaloties bioloģijai.
Viņi pētīja plašu savienojumu klāstu, kas varētu būt izveidojies prebiotisko reakciju rezultātā agrīnā Zeme.
Viņi atklāja, ka daudzas no šīm vielām ir ēteri,amīni, azīdi, imīdi un citi - noteiktos apstākļos polimerizējas vieglāk nekā bioloģiskie savienojumi. Un daži pat spontāni rada šūnām līdzīgas struktūras - nodalījumus. Pēc autoru domām, polimēru ķēdes šādu nodalījumu iekšpusē, savijoties, varētu veidot unikālas trīsdimensiju formas - olbaltumvielu prototipus vai RNS.
Polimēru ķēžu iegūšanai laboratorijāautori izmantoja periodiskas pārmaiņas starp sausiem un mitriem apstākļiem. Atšķaidītā šķīduma iztvaikošana parasti sāka polimerizācijas procesu, bet ne visi izveidojušies polimēri izturēja žāvēšanu. Daži izjuka. Citi, pievienojot ūdeni, turpināja sevis atkārtojošās sintēzes ciklu. Tajā autori visagrāk, pat molekulu līmenī, redz evolūcijas atlases izpausmi, kas vēlāk kļuva par visu dzīvo organismu neatņemamu iezīmi.
Pētnieki pētīja polimērus mikroskopā unatklāja, ka dažās no tām parādījās šūnas izmēra nodalījumi: tie saturēja no 10 līdz 20 atomiem.Pēc zinātnieku domām, laika gaitā šie šūnām līdzīgie agregāti pēc ilgstošām ķīmiskām pārvērtībām varēja kļūt par pilnvērtīgām šūnām – pašorganizējošām struktūrām, kas sastāv miljoniem atomu.
Kas bija svarīgi pirmo šūnu dzimšanai?
Apstākļi dīķī, par kuriem runāja Darvins, bija tādidzīvības rašanās pamats, to apstiprinājuši pētījumi. Abstraktā dīķa īpatnība ir tāda, ka tas dažreiz tas piepildās ar ūdeni, dažreiz tas izžūst. Tas ir, mitro un sauso periodu cikliskā maiņa veicina sarežģītu prebiotisko savienojumu parādīšanos ķīmiskajā sistēmā, kā apstiprina arī fiziķi.
Autori pētīja polielektrolītu koacervātusšķidra barotne ar tādu pašu sastāvu kā ūdens dīķī. Viņi simulēja apstākļus, kad dīķis izžūst un pēc tam atkal piepildās ar lietus ūdeni. Un viņi uzzināja: pirmajā gadījumā palielinās nukleīnskābju un sāļu koncentrācija, otrajā samazinās. Polimēru nodalījumu iekšpusē tas nemainās.
Pēc pētnieku domām, tas kļuva par galveno faktoru sarežģītu, pašražojošu polimēru savienojumu, piemēram, RNS, pakāpeniskā veidošanā protocītu iekšienē.
Attiecīgi dzīvei ir nepieciešami trīs nosacījumi:
- sadalīšana,
- sevis replikācija,
- vielmaiņa.
Lasīt arī
Neironi cilvēka smadzenēs un galaktiku tīklā ir līdzīgi
Plātņu kustības dēļ Klusā okeāna dibens tagad ir dziļi zem Ķīnas
Zinātnieki uzlauzuši robotu putekļsūcēju, lai attālināti ierakstītu lietotāju sarunas