10 TEORIE POCHODZENIA ŻYCIA - BIOLOGIA - 2026

Te teorie powstania życia starają się wyjaśnić, jak żywe pochodzi. Jak powstało życie, jakie znamy, jest to pytanie, które wielu filozofów, teologów i naukowców zadawało od wielu lat, w rzeczywistości możemy powiedzieć, że prawie od kiedy człowiek był człowiekiem.

Różne zapisy naukowe wskazują, że Ziemia powstała około 4,5-5 miliardów lat temu, a najstarsze znane skamieniałości, odpowiadające szczątkom cyjanobakterii znalezionych w Australii Zachodniej, pochodzą sprzed co najmniej 3,5 miliarda lat.

Zdjęcie z WikiImages na www.pixabay.com

Chociaż nie ma zapisów kopalnych ani starszych dowodów geologicznych, wielu naukowców zgadza się, że inne formy życia mogły istnieć wcześniej, ale skamieniałości mogły zostać zniszczone przez ciepło, a kształt wielu skał zmienił się podczas Prekambryjski.

Co wydarzyło się w ciągu prawie 2 miliardów lat, które upłynęły od powstania Ziemi i pojawienia się pierwszych skamieniałości? To wydarzenia biologiczne, które miały miejsce w tamtym czasie, umożliwiły życie i te, które są dziś tak intensywnie dyskutowane w środowisku naukowym.

Następnie znajdziemy niektóre z głównych hipotetycznych teorii wysuwanych przez różnych autorów w celu wyjaśnienia pochodzenia pierwszych organizmów żywych, z których prawdopodobnie wyewoluowały najbardziej „zaawansowane” formy życia.

Jak wyglądała ziemia, zanim powstało życie?

Najwcześniejszymi znanymi formami życia na Ziemi są domniemane skamieniałe mikroorganizmy, które można znaleźć w kominach hydrotermalnych. Szacuje się, że żyli 4,28 miliarda lat temu.

Niektórzy naukowcy sugerują, że na „początkową” Ziemię oddziaływały różne rodzaje ciał niebieskich i że temperatury na tej planecie były tak wysokie, że woda nie była w stanie ciekłym, ale w postaci gazu.

Jednak wielu zgadza się, że ziemia prekambryjska mogła mieć temperatury podobne do dzisiejszych, co oznacza, że ​​woda może być w postaci płynnej, skondensowana, tworząc oceany, morza i jeziora.

Z drugiej strony uważa się, że atmosfera ziemska w tamtym czasie silnie się redukuje (przy zerowej lub bardzo małej ilości wolnego tlenu), tak że po wystawieniu na działanie różnych form energii mogły powstać pierwsze związki organiczne.

Główne teorie powstania życia

- Życie przez spontaniczne pokolenie

Arystoteles, prekursor spontanicznego pokolenia

Od Greków po wielu naukowców w połowie XIX wieku przyjęto propozycję, że istoty żywe mogą powstać spontanicznie, bez innych organizmów rodzicielskich, z materii „nieożywionej”.

Dlatego przez wiele stuleci różni myśliciele byli przekonani, że owady, robaki, żaby i inne robactwo powstają samoistnie na błocie lub rozkładającej się materii.

Teorie te niejednokrotnie zostały zdyskredytowane, na przykład przez eksperymenty przeprowadzone przez Francesco Rediego (1668) i Louisa Pasteura (1861).

Portret Francesco Redi (źródło: Valérie75, za pośrednictwem Wikimmedia Commons)

Redi udowodnił, że jeśli dorosłe owady nie złożyły jaj na kawałku mięsa, larwy nie pojawiły się na nim spontanicznie. Z drugiej strony Pasteur wykazał później, że mikroorganizmy mogą pochodzić tylko z istniejących wcześniej mikroorganizmów.

Co więcej, trzeba powiedzieć, że również tę teorię zignorowano, ponieważ w różnych kontekstach historycznych „spontaniczne generowanie” odnosiło się do dwóch zupełnie różnych pojęć, a mianowicie:

- Abiogeneza : pojęcie pochodzenia życia z materii nieorganicznej i

- Heterogeneza : idea, że ​​życie powstało z martwej materii organicznej, tak jak robaki „pojawiły się” na rozkładającym się mięsie.

Darwin i Wallace, nieco wcześniej, w 1858 roku, niezależnie opublikowali swoje teorie ewolucji na drodze doboru naturalnego, za pomocą których wyjaśnili, że najbardziej złożone istoty żyjące mogły wyewoluować z bardziej „prostych” istot jednokomórkowych.

W ten sposób teoria spontanicznego generowania zniknęła ze sceny, a społeczność naukowa zaczęła się zastanawiać, jak wyłoniły się te „prostsze istoty jednokomórkowe”, o których mówili ewolucjoniści.

- Teoria pierwotnego bulionu i stopniowej ewolucji chemicznej

Alexander Oparin w swoim laboratorium (po prawej).

W 1920 r. Naukowcy A. Oparin i J. Haldane zaproponowali oddzielnie hipotezę o pochodzeniu życia na ziemi, które dziś nosi ich imiona i na podstawie której ustalili, że życie na ziemi mogło powstać ” krok po kroku ”od materii nieożywionej do„ ewolucji chemicznej ”.

Wielka pryzmatyczna wiosna w Yellowstone. Uważa się, że to środowisko o wysokiej temperaturze jest podobne do pierwotnego środowiska mórz ziemskich. Źródło:

Obaj badacze zasugerowali, że „początkowa” Ziemia musiała mieć atmosferę redukującą (ubogą w tlen, w której wszystkie cząsteczki miały tendencję do oddawania elektronów), stan, który może doskonale wyjaśnić niektóre zdarzenia:

- że niektóre cząsteczki nieorganiczne reagują ze sobą, tworząc organiczne „bloki” strukturalne istot żywych, proces kierowany przez energię elektryczną (z promieni) lub światło (ze słońca) i których produkty gromadzą się w oceanach, tworząc „pierwotny bulion” .

Obraz Elias Sch. na www.pixabay.com

- Że wspomniane cząsteczki organiczne zostały następnie połączone, tworząc bardziej złożone cząsteczki, utworzone z fragmentów prostszych cząsteczek (polimerów), takich jak białka i kwasy nukleinowe.

- Powiedział, że polimery zostały zebrane w jednostki zdolne do replikacji, albo w grupach metabolicznych (propozycja Oparina), albo wewnątrz błon, które tworzyły struktury „komórkowe” (propozycja Haldane'a).

- Panspermia

Ilustracja bakterii na komecie. Źródło: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

W 1908 r. Naukowiec August Arrhenius zaproponował, że „życiodajne nasiona” były rozrzucane po całej przestrzeni kosmicznej i spadały na planety i „kiełkowały” w sprzyjających warunkach.

Teoria ta, znana również jako teoria panspermii (z greckiego pan, co oznacza „wszystko” i sperma, co oznacza „nasienie”), była wspierana przez różnych naukowców i możemy również znaleźć ją w niektórych tekstach jako „pozaziemskie pochodzenie życie".

- Życie dzięki elektryczności

Obraz FelixMittermeier z Pixabay.com

Później część społeczności naukowej zasugerowała, że ​​pochodzenie życia zaproponowane przez Oparina i Haldane'a mogło zacząć się na Ziemi dzięki elektrycznej „iskierce”, która dostarczała energii niezbędnej do „organizacji” podstawowych związków organicznych z związków nieorganicznych (forma abiogenezy).

Pomysły te zostały poparte eksperymentalnie przez dwóch północnoamerykańskich naukowców: Stanleya Millera i Harolda Urey'a.

W swoich eksperymentach obaj naukowcy wykazali, że z substancji nieorganicznych iw pewnych specjalnych warunkach atmosferycznych wyładowanie elektryczne jest zdolne do tworzenia cząsteczek organicznych, takich jak aminokwasy i węglowodany.

Teoria ta zatem sugerowała, że ​​z upływem czasu mogły powstać najbardziej złożone cząsteczki, które dziś charakteryzują istoty żywe; dlatego też bardzo popierało to teorię Oparina i Haldane'a o „pierwotnej sile” sprzed kilku lat.

- Życie pod lodem

Zdjęcie: David Mark na www.pixabay.com

Inna teoria, być może nieco mniej znana i akceptowana, sugeruje, że życie powstało w głębokich wodach oceanu, których powierzchnia była prawdopodobnie pokryta grubą i grubą warstwą lodu, ponieważ Słońce pierwotnej ziemi prawdopodobnie nie wpłynęło tak silnie na powierzchnię jak teraz.

Teoria sugeruje, że lód mógł chronić każde zjawisko biologiczne zachodzące w morzu, umożliwiając interakcję różnych związków, które zapoczątkowały pierwsze żywe formy.

- Życie z organicznych polimerów

Białko

Po tym, jak można było wykazać w laboratorium, że związki organiczne, takie jak aminokwasy, mogą tworzyć się z materii nieorganicznej w określonych warunkach, naukowcy zaczęli się zastanawiać, jak przebiega proces polimeryzacji związków organicznych.

Pamiętajmy, że komórki zbudowane są z dużych i złożonych typów polimerów: białek (polimery aminokwasów), węglowodanów (polimery cukrów), kwasów nukleinowych (polimery zasad azotowych) itp.

Sidney Fox

W 1950 roku biochemik Sidney Fox i jego grupa robocza odkryli, że w warunkach eksperymentalnych, jeśli zestaw aminokwasów zostałby podgrzany pod nieobecność wody, mogą one połączyć się w polimer, czyli białko.

Odkrycia te posłużyły Foxowi do zasugerowania, że ​​w „prymitywnym bulionie” zaproponowanym przez Oparina i Haldane'a mogły powstać aminokwasy, które w kontakcie z gorącą powierzchnią, sprzyjając parowaniu wody, mogą tworzyć białka.

Kwas rybonukleinowy i życie na glinie

Chemik organiczny Alexander Cairns-Smith zaproponował później, że pierwsze cząsteczki, które umożliwiły życie, można znaleźć na powierzchniach gliny, co nie tylko pomogło je skoncentrować, ale także sprzyjało ich organizacji w określone wzory.

Idee te, które wyszły na jaw w latach 90., głosiły, że glina może służyć jako „katalizator” w tworzeniu polimerów RNA (kwasu rybonukleinowego), działając z kolei jako nośnik katalizatora.

- Hipoteza „najpierw geny”

Biorąc pod uwagę idee „spontanicznego” tworzenia się niezbędnych polimerów organicznych, niektórzy autorzy postanowili wyobrazić sobie możliwość, że pierwsze formy życia były po prostu samoreplikującymi się kwasami nukleinowymi, takimi jak DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) lub RNA.

Dlatego zasugerowano, aby inne ważne elementy, takie jak na przykład sieci metaboliczne i tworzenie błon, zostały dodane później do systemu „pierwotnego”.

Biorąc pod uwagę charakterystykę reaktywności RNA, wielu naukowców popiera pogląd, że pierwsze struktury auto-katalityczne zostały utworzone przez ten kwas nukleinowy (ewidentnie jako rybozymy), hipotezy znane jako „świat RNA”.

W związku z tym RNA mogłoby potencjalnie katalizować reakcje, które pozwoliły na jego własne kopiowanie, dzięki czemu może przekazywać informacje genetyczne z pokolenia na pokolenie, a nawet ewoluować.

- Hipoteza „najpierw metabolizm”

Z drugiej strony, różni badacze raczej poparli pogląd, że życie najpierw toczyło się w organicznych cząsteczkach „podobnych do białek”, ustalając, że początkowe formy życia mogły składać się z „samopodtrzymujących się” sieci metabolicznych poprzedzających kwasy nukleinowe.

Hipoteza sugeruje, że „sieci metaboliczne” mogły powstawać na obszarach w pobliżu kominów hydrotermalnych, które utrzymywały ciągłe dostawy prekursorów chemicznych.

Zatem wcześniejsze, prostsze szlaki mogły wytworzyć cząsteczki, które działały jako katalizatory tworzenia bardziej złożonych cząsteczek, a ostatecznie sieci metaboliczne mogły być w stanie tworzyć inne, jeszcze bardziej złożone cząsteczki, takie jak kwasy nukleinowe i duże białka.

Wreszcie, te samopodtrzymujące się systemy mogły zostać „zamknięte” wewnątrz błon, tworząc w ten sposób pierwsze istoty komórkowe.

- Pochodzenie życia z „konieczności”

Niektórzy badacze należący do Massachusetts Institute of Technology (MIT, USA) przyczynili się do sformułowania teorii wyjaśniającej pochodzenie pierwszych żywych istot na podstawie „konieczności”, w jakiś sposób „przestrzegania praw natury”, a nie „Szansa” lub „szansa”.

Zgodnie z tą teorią pojawienie się życia było nieuniknioną kwestią, ponieważ ustalono, że materia generalnie rozwija się w „układach”, które kierowane przez zewnętrzne źródło energii i otoczone ciepłem są bardziej wydajne w rozpraszaniu energia.

Eksperymenty związane z tą teorią pokazały, że kiedy populacja przypadkowych atomów jest wystawiona na działanie źródła energii, organizują się one w celu wydajniejszego rozpraszania energii, co sugeruje, że to „ponowne modelowanie” ostatecznie zakończy formowanie się życia. .

Alternatywnym źródłem energii mogłoby z łatwością być słońce, chociaż nie wyklucza się całkowicie innych możliwości.

- Kreacjonizm

Zdjęcie Barbary Jackson na www.pixabay.com

Kreacjonizm to kolejna z teorii wspieranych przez ważną część dzisiejszych społeczeństw, głównie przez akt wiary. Zgodnie z tym nurtem myśli wszechświat i wszystkie formy życia, które się w nim znajdują, zostały stworzone z „niczego” przez Boga.

Jest to teoria, która jest interesująco przeciwna współczesnym teoriom ewolucji, które starają się wyjaśnić pochodzenie różnorodności form żywych bez konieczności posiadania Boga lub jakiejkolwiek innej „boskiej mocy”, a niejednokrotnie po prostu przez „przypadek”. ”.

Są dwa typy kreacjonistów: biblijni i „stara ziemia”. Pierwsi uważają, że wszystko, co jest zawarte w rozdziale Księgi Rodzaju w Biblii, jest dosłownie prawdą, podczas gdy drudzy uważają, że stwórca stworzył wszystko, co istnieje, ale bez potwierdzania, że ​​historia Genesis jest historią dosłowną.

Jednak oba typy kreacjonistów uważają, że zmiany w organizmach mogą implikować zmiany w gatunku, a także wierzą w zmiany „w dół”, takie jak na przykład negatywne mutacje.

Jednak nie wierzą, że te zmiany mogły doprowadzić do ewolucji gatunku „niższego” w gatunek „wyższy” lub znacznie bardziej złożony.

Kreacjonizm i ewolucjonizm były przedmiotem debat i sporów od czasu publikacji pierwszych teorii ewolucji i nawet dzisiaj oba poglądy wydają się wzajemnie wykluczać.

Bibliografia

1. Andrulis, ED (2012). Teoria pochodzenia, ewolucji i natury życia. Życie, 2 (1), 1-105.
2. Choi, C. (2016). Nauka na żywo. Pobrano 26 kwietnia 2020 r. Ze strony www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
3. Horowitz, NH i Miller, SL (1962). Aktualne teorie na temat pochodzenia życia. W Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
4. TN & EL Taylor. 1993. Biologia i ewolucja roślin kopalnych. Prentice Hall, New Jersey.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL i Olsen, RL (1992). Tajemnica pochodzenia życia. na.
6. Redaktorzy Encyclopaedia Britannica. (2017). Encyclopaedia Britannica. Pobrano 26 kwietnia 2020 r. Ze strony www.britannica.com/topic/creationism