Реферати » Реферати по біології » Теорії зародження життя на Землі

Теорії зародження життя на Землі

хімічного складу планетарного океану усередненого складу гідротермальних джерел показує наявність великої схожості. Ця особливість є природною, оскільки океан формувався за рахунок потужних гідротермальних виливів в ході геологічного розвитку Землі.

Переходячи до другого критерію середовища виникнення життя - їївисокотемпературної - слід зробити вибір з цих двох середовищ в користьгідротермальних систем. Хоча слід зазначити, що критерійвисокотемпературної не дозволяє зробити остаточний вибір між океаном і гідротермальних системами, так як у випадку початково гарячої
Землі первинний океан теж повинен бути достатньо гарячим.

Третя вимога до середовища - сильна неравновесность - є ключовим. Вимоги сильної нерівноважності середовища, необхідної для спонтанного виникнення явищ самоорганізації, означає наявність в середовищі сильних флуктуацій. Амплітуда флуктуацій повинна бути велика для подолання рубежу, за яким починаються процеси самоорганізації. При невеликих коливаннях параметрів щодо середніх рівноважних значень самоорганізації не відбувається, остання виникає лише далеко від стану рівноваги. Оцінюючи з цих позицій ступінь можливих флуктуацій в океані можна сказати, користуючись термінологією нерівноважноїтермодинаміки, що океан знаходиться в стані атракції, або відносно
(рухомого) рівноваги, яке характеризується невеликими коливаннями параметрів навколо рівноважних значень.

Принципово іншими в розглянутому аспекті є гідротермальні системи. Кардинальна відмінність гідротермальних систем від океану полягає в тому, що вони володіють власною потужною енергетикою. Внаслідок надлишку вільної енергії в системі періодично відбувається накопичення напружень, що виражається в зростанні інтенсивних параметрів (температури і тиску).
Так само періодично накопичені розряджаються, приводячи до збільшення екстенсивних параметрів - обсягу перетвореного розчинами мінеральної речовини. Така внутрішня активність гідротермальних систем і викликає постійні і різні за амплітудою флуктуації, що підтримують стан неравновесности.

Таким чином, найбільш ймовірною середовищем для виникнення життя є глибокі області гідротермальних систем (від глибин у кілька кілометрів до поверхні). Ця область характеризується:

1. наявністю високотемпературної рідкою, істотно водного середовища;

2. існуванням в ній потужних динамічних збурень, і флуктуацій термодинамічних і фізико-хімічних параметрів;

3. присутністю різноманітного розчиненого і дисперсного органічної речовини.

Цю зону можна розглядає як своєрідний природний інкубатор, в якому зародилися первинні ембріональні форми протожізні.

Однак по іншому думку найбільш сприятливим середовищем для виникнення життя були невеликі калюжі біля берегів величезного океану, з великим вмістом мінеральних солей, за рахунок випаровування великої кількості води, раніше знаходився в цій лужице, і з досить великою температурою за рахунок енергії сонця.

Хімічні елементи об'єднуються один з одним при відносно низьких температурах на поверхні твердої кори планети і, при перерахованих вище умовах, утворюють широкий спектр малих молекул. Під дією потоків енергії (блискавки, УФ-випромінювання, вулканічне тепло) найбільш стабільні молекули (СО2, N2, Н2О) перетворюються на більш складні з'єднання (цукру, і амінокислоти) які стають «будівельними блоками» життя. У наслідку ці поки ще прості молекули об'єднуються між собою в амінокислоти, цукру і азотисті основи - вихідні речовини для ДНК і
РНК.

Для створення будь-якого полімеру організм повинен затратити енергію.
Пов'язано це з тим що біологічні полімери знаходяться у водному середовищі, де досить імовірний їх гідроліз. Живі організми отримують необхідну їм енергію за рахунок каталітично активних ферментів.

Це і є суть проблеми Уробороса [1]: створення полімерів вимагає наявності полімерів. Іншими словами: для того щоб отримати енергію, необхідну для синтезу полімерів, необхідно затратити енергію.

Розглядаючи енергетично метаболізм і процеси полімеризації активованих мономерів, ми стикаємося з одним цікавим моментом: продукти цих процесів, полімери, є дуже важливими компонентами молекулярного апарату, за допомогою якого самі ці полімери утворюються.

У цьому сенсі полімери являють собою самозарождающіеся об'єкти.
Їх синтез служить ілюстрацією головоломки Уробороса на молекулярному рівні, і розгадка цієї головоломки аналогічна вирішення проблеми самозародженнямеханізму синтезу полімерів.

На примітивній Землі протікали різні хімічні процеси, але особливу роль грали ті з них, в основі яких лежить фосфор. В кінцевому рахунку саме за допомогою енергії фосфатного зв'язку з'явилася можливість спрямовувати енергію геофізичних окислювально-відновних реакцій на ініціацію процесів в органічній речовині, що існував на ранній
Землі. Завдяки перетворенню енергії окислювально-відновних реакцій в енергію фосфатних зв'язків сталася енергетична ініціація полімеризації мономерів.

Підійти до вирішення проблеми переходу від неживої матерії до живої дозволяє вивчення механізмів, які використовуються сучасними організмами генерації енергії фосфатних зв'язків і синтезу полімерів. Це допомагає також виявити ті компоненти і механізми, якими повинен був володіти примітивний організм, щоб вважатися «живим» .

Жива клітина використовує білки в різних цілях. Більшість видів білків є ферментами, що каталізує безліч реакцій, включаючи ті з них, які забезпечують енергетичний метаболізм, синтез мономерів іполінуклеотідов.

Полінуклеотиди використовуються клітинами, перш за все в процесі синтезу білків. Компліментарність нуклеотидів чітко контролює амінокислотнихпослідовність синтезованих білків і гарантує правильність послідовності в полінуклеотідах, що утворюються в процесі при розмноженні організму.

Намагаючись побудувати модель примітивного організму, ми весь час повинні пам'ятати, що всі події відбувалися в геологічному масштабі часу.
Відносно простий, примітивний організм не міг виникнути миттєво навіть після того, як на первісній Землі були створені умови, сприятливі для зародження життя.

Протеіноіди - термічні білки. Утворюються при мимовільномусинтезі амінокислотних ланцюгів. Довжина і склад протеіноідов залежить від складу вихідної амінокислоти, температури та інших умов.

Біохіміки виявили, що при розчиненні протеіноідов у воді вони спонтанно утворюють сфери діаметром приблизно 1 мкм. Такі об'єкти отримали назву мікросфер.

Оскільки існували мікросфери, здатні до синтезу РНК і, отже, невеликих білків, то певні послідовності РНК могли випадковим чином кодувати короткі білки, здатні каталізуватикопіювання РНК (т. Е. Білки, що забезпечують полімеризацію нуклеотидів на існуючої молекулі РНК). Друга копія цієї РНК була б ідентичнавихідної РНК. Таким чином, ця модельна РНК могла функціонувати як здібний до відтворення ген, т. Е. Могла виникати самовідтворювана система - Уроборос.

Дуже важливою особливістю запропонованої примітивної моделі є її еволюційні можливості: неточна реплікація трансляція гена створює основу тієї самої мутабільності, яка може привести до відбору систем, що володіють найбільш досконалими механізмами енергетичного сполучення і використання енергії.

Ця теорія є найбільш імовірною ще й тому, що її правдивість, в деякому розумінні, була підтверджена дослідним шляхом. Досвід з отриманням найпростішого організму провів у 1953р. американський біолог Стенлі
Міллер. Він відтворив у спеціальній установці природні умови древньої
Землі. В скляній посудині перебували нагріта вода («океан» ) і суміш газів аміаку, метану і водню («первинна - атмосфера» ). Через «атмосферу« проскакували іскри-«блискавки» . Досвід тривав протягом тижня.

Через тиждень «первинний бульйон» проаналізували і знайшли в ньому органічні речовини, в тому числі 5 амінокислот. Іншим разом в результаті такого ж досвіду були виявлені навіть нуклеїнові кислоти - ланцюжка, довжиною до шести ланок.

Теорія «вічності життя» .

Так само існує велика теорія «вічності життя» . Одним з основоположників якої був академік В. І. Вернадський. Хоча в самій теорії так само є безліч розбіжностей, але суть її приблизно наступна: Життя поширюється по всесвітам за допомогою спор, різних мікроорганізмів, з квантами світла. Так життя на Землі могло зародитися при попаданні на неї метеорита - частки іншої планети, що розпалася в результаті якогось катаклізму або метеорит вдарився в планету і деякі осколки самої планети з бактеріями або іншими мікроорганізмами вилетіли за боковий вівтар атмосфери планети і відправилися в свій довгий шлях до новим місцем життя.
Вона так само має вагомі докази: було виявлено, що бактерії і віруси здатні практично нескінченно довго існувати в умовах безповітряного простору - космосу. Ця теорія є конкурентом представленої вище.

Інші теорії.

Крім перерахованих, досить вже зрілих і відбулися, теорій, хоча в них існує безліч внутрішніх протиріч і просто не доведених домислів, існує ще безліч всякого роду гіпотез, найбільш цікаву і поширену я опишу нижче.

Майже відразу ж після перших чутках про НЛО, домислів про існування життя на інших планетах і відомостях про викрадення людей для дослідів, виникла теорія того, що життя на Землі взагалі і людство зокрема є щось інше, як експеримент інопланетян. Теорія ця багаторазово оскаржувалася, вона не має під собою ніяких вагомих доводів, крім численних свідчень очевидців (але якщо раніше людина, те що не міг пояснити, відносив до божественного прояву, то тепер свідки неординарних подій, які іноді можна легко пояснити з точки науки, зараховують їх прибульцям). Ця, навіть гіпотеза, а не теорія, знаходить безліч послідовників серед неособо пресвященное мас населення і деяких вчених - уфологів (від англійського слова UFO, що в перекладі на російську означає НЛО), що займаються вивченням фактів пов'язаних з явищами, які зараховують до дій інших рас . Тут можна відзначити ряд експериментів, що проводяться вченими, що вивчають вплив на мозок того чи іншого фактора (Звуки, світло, електромагнітне випромінювання). При впливі будь-якого з цих факторів у людині виникають різні образи, які створює мозок, коли не має точного уявлення, які дії зробити. А при дії відразу декількох, виникають цілком виразні образи і відчуття чогось незрозумілого. Цікаво, що подібною реакцією є

Сторінки: 1 2 3 4 5

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар