Hva sier teorien om livets opprinnelse fra dammen?
Den første, mest kjente modellen av livets opprinnelse på
Slike vannmasser dukket opp på overflaten av planeten under fallet av kometer og meteoritter flere millioner år før det primære havet oppsto på den.
Og til slutten av 70-tallet av XX-tallet, til de fant stedde samme dyphavsekspedisjonene til forkastninger, denne hypotesen var den mest populære. Andre forskere fra begynnelsen av det 20. århundre, som John Haldane og Alexander Oparin, var enige med Darwin og utviklet teorien hans.
De antok uavhengig detden unge jorden hadde en "gjenopprettende" atmosfære, det vil si antagonistisk mot den der oksygen produseres. I en slik atmosfære vil jern for eksempel aldri ruste. Atmosfæren på den tiden kan ha vært mettet med metan og ammoniakk, og danner en ideell ”primersuppe” som liv dukket opp fra i et grunt vann.
Denne teorien støttes av det faktum at påLandoverflaten inneholdt en rekke kritiske elementer for livet, for eksempel molybden, bor og nitrogen, hvis konsentrasjon i det primære hav var ekstremt lav.
Hvordan prøvde de å bevise teorien?
For at den første organismen skal dukke opp, må det være celler, minst én.
Ifølge forskere, utseendet til en cellebidratt til akkumulering av organiske stoffer i miljøet og fremveksten av prebiotiske former - protoceller, som har blitt en koblingsledd mellom levende og ikke-levende materie. Imidlertid er disse protocellene ikke lenger på jorden. Men forskere vet at de absolutt burde ha inneholdt:
- selvrepliserende molekyl med arvelig informasjon;
- et skall som beskytter det mot miljøet.
Analoger av protoceller ble syntetisert i 2011biologer ved universitetet i Tokyo. Som et resultat av polymerasekjedereaksjonen (PCR) var det mulig å oppnå deres fulle spontane deling - tilsvarende det som skjer under naturlige forhold.
For å forberede det primære underlaget,eller, med andre ord, coacervate, forfatterne av arbeidet tok dusinvis av organiske komponenter, hvor forholdet tidligere ble beregnet på en datamaskin. Etter å ha kombinert, dannet disse stoffene koacervate vesikler i substratet med et kationisk skall og DNA-elementer inni.
Dette var imidlertid fortsatt ikke nok tilbekrefte at levende ting kan komme fra ikke-levende ting.DNA er ikke i stand til selvreproduksjon uten deltakelse av visse enzymer - spesifikke proteiner som katalyserer alle stadier av replikasjonen. Japanske forskere klarte å lage den i laboratoriet, men igjen ved å bruke biologiske komponenter.
Hva var materialet for det første livet?
En ny studie av en internasjonal gruppe forskere var rettet mot å finne potensielle mekanismer for dannelsen av de første cellene "fra bunnen av" - bare under kjemiske prosesser, uten biologisk deltakelse.
De studerte et bredt spekter av forbindelser som kan ha dannet seg som et resultat av prebiotiske reaksjoner tidlig på jorden.
Og de fant ut at mange av disse stoffene er etere,aminer, azider, imider og andre - polymeriserer lettere under visse forhold enn biologiske forbindelser. Og noen oppretter til og med spontant cellelignende strukturer - rom. Ifølge forfatterne kan kjedene av polymerer i slike rom, vridende, danne unike tredimensjonale former - prototyper av proteiner eller RNA.
For å skaffe polymerkjeder i laboratorietforfatterne brukte periodisk veksling av tørre og våte forhold. Fordampning av den fortynnede løsningen startet som regel polymeriseringsprosessen, men ikke alle de dannede polymerene tålte tørking. Noen falt fra hverandre. Andre, med tilsetning av vann, fortsatte den selvrepliserende syntesesyklusen. I dette ser forfatterne det tidligste, selv på molekylnivå, en manifestasjon av evolusjonært utvalg, som senere ble et integrert trekk i alle levende organismer.
Forskerne undersøkte polymerene under et mikroskop ogfant at inne i noen av dem dukket det opp cellestore rom: de inneholdt fra 10 til 20 atomer.I følge forskere kunne disse cellelignende aggregatene over tid, etter lange kjemiske transformasjoner, bli fullverdige celler - selvorganiserende strukturer som består av av millioner atomer.
Hva var viktig for fødselen av de første cellene?
Forholdene i dammen som Darwin snakket om vargrunnlaget for livets opprinnelse, er dette bekreftet av forskning. Det særegne med den abstrakte dammen er at den noen ganger blir den fylt med vann, noen ganger tørker den ut. Det vil si at den sykliske vekslingen av våte og tørre perioder bidrar til utseendet av komplekse prebiotiske forbindelser i det kjemiske systemet, som fysikere også bekrefter.
Forfatterne undersøkte polyelektrolytt coacervates iflytende medium med samme sammensetning som vannet i dammen. De simulerte forhold der dammen tørker opp og deretter fylles opp med regnvann. Og de fant ut: i det første tilfellet øker konsentrasjonen av nukleinsyrer og salter, i det andre avtar den. Det endrer seg ikke inne i polymerrommene.
Ifølge forskerne har dette blitt en nøkkelfaktor i den gradvise dannelsen av komplekse selvreproduserende polymere forbindelser, som RNA, inne i protoceller.
Følgelig er det nødvendig med tre forhold for livet:
- oppdeling,
- selvreplikasjon,
- metabolisme.
Les også
Nevroner i den menneskelige hjerne og nettverket av galakser er like
På grunn av platebevegelse ligger stillehavsbunnen nå dypt under Kina
Forskere hacket en robotstøvsuger for å registrere brukersamtaler eksternt