The abiogeneze se týká řady procesů a kroků, které vytvořily první formy života na Zemi, počínaje inertními monomerními bloky, kterým se postupem času podařilo zvýšit jejich složitost. Ve světle této teorie vznikl život z neživých molekul za vhodných podmínek..
Je pravděpodobné, že poté, co abiogeneze vyprodukovala jednoduché životní systémy, biologická evoluce způsobila vznik všech složitých forem života, které dnes existují..
Někteří vědci se domnívají, že k procesům abiogeneze muselo dojít alespoň jednou v historii Země, aby vznikl hypotetický organismus LUCA nebo poslední univerzální společný předek (z anglické zkratky), poslední univerzální společný předek), asi před 4 miliardami let.
Předpokládá se, že LUCA musela mít genetický kód založený na molekule DNA, která se svými čtyřmi bázemi seskupenými do tripletů kódovala 20 typů aminokyselin, které tvoří proteiny. Vědci, kteří se snaží porozumět původu života, studují procesy abiogeneze, které vedly k vzniku LUCA.
Odpověď na tuto otázku byla široce zpochybňována a je často zahalena mlhou tajemství a nejistoty. Z tohoto důvodu stovky biologů navrhly řadu teorií, které sahají od vzniku prvotní polévky až po vysvětlení týkající se xenobiologie a astrobiologie..
Rejstřík článků
Teorie abiogeneze je založena na chemickém procesu, při kterém nejjednodušší formy života vznikly z neživých předchůdců.
Předpokládá se, že proces abiogeneze probíhal nepřetržitě, na rozdíl od pohledu na náhlý výskyt šťastné události. Tato teorie tedy předpokládá existenci kontinua mezi neživou hmotou a prvními živými systémy..
Podobně je navržena řada různých scénářů, kde by počátek života mohl nastat z anorganických molekul. Obecně jsou tato prostředí extrémní a liší se od současných podmínek na Zemi..
Tyto předpokládané prebiotické podmínky se obvykle reprodukují v laboratoři, aby se pokusily generovat organické molekuly, jako je slavný Millerův a Ureyův experiment..
Počátek života byl pro Aristotela jedním z nejkontroverznějších témat pro vědce a filozofy. Podle tohoto důležitého myslitele by se rozkládající hmota mohla přeměnit na živá zvířata díky spontánnímu působení přírody..
Abiogenezi ve světle aristotelského myšlení lze shrnout do jeho slavné fráze omne vivum ex vivo, což znamená „veškerý život pochází ze života“.
Následně se poměrně velké množství modelů, teorií a spekulací pokusilo objasnit podmínky a procesy, které vedly ke vzniku života.
Níže budou popsány nejvýznamnější teorie z historického i vědeckého hlediska, které se snaží vysvětlit původ prvních živých systémů:
Na počátku sedmnáctého století se předpokládalo, že formy života mohou vycházet z neživých prvků. Teorie spontánního generování byla mysliteli té doby široce přijímána, protože měla podporu katolické církve. Živé bytosti tedy mohly klíčit jak od rodičů, tak od neživé hmoty.
Mezi nejznámější příklady použité na podporu této teorie patří výskyt červů a jiného hmyzu v rozloženém masu, žáby, které se objevily z bláta a myší, které se vynořily ze špinavého oblečení a potu..
Ve skutečnosti existovaly recepty, které slibovaly vytvoření živých zvířat. Například, aby se vytvořily myši z neživé hmoty, musela být pšeničná zrna kombinována se špinavým oblečením v tmavém prostředí a během dnů se objevovali živí hlodavci..
Zastánci této směsi tvrdili, že lidský pot na oděvu a fermentace pšenice jsou řídícími činiteli formování života..
V sedmnáctém století se začaly objevovat nedostatky a mezery ve výrokech teorie spontánní generace. Až v roce 1668 vymyslel italský fyzik Francesco Redi vhodný experimentální návrh, který jej odmítl..
Ve svých kontrolovaných experimentech vložila Redi do sterilních nádob jemně nakrájené kousky masa zabalené v mušelínu. Tyto nádoby byly řádně pokryty gázou, takže s masem nemohlo nic přijít. Experiment navíc představoval další sérii sklenic, které nebyly uzavřeny..
V průběhu dní byli červi pozorováni pouze ve sklenicích, které byly odkryty, protože mouchy mohly volně vstupovat a snášet vajíčka. V případě zakrytých nádob byla vejce umístěna přímo na gázu.
Podobně výzkumník Lazzaro Spallanzani vyvinul řadu experimentů, které odmítly prostor spontánního generování. K tomu vyrobil řadu vývarů, které podrobil dlouhodobému varu, aby zničil všechny mikroorganismy, které tam budou obývat..
Zastánci spontánního vytváření však tvrdili, že množství tepla, kterému byla vína vystavena, bylo nadměrné a zničilo „životní sílu“.
Později, v roce 1864, se francouzský biolog a chemik Louis Pasteur rozhodl ukončit postuláty spontánní generace..
K dosažení tohoto cíle společnost Pasteur vyráběla skleněné nádoby známé jako „baňky s husím krkem“, protože byly dlouhé a na špičkách zakřivené, čímž zabraňovaly vstupu jakýchkoli mikroorganismů..
V těchto nádobách Pasteur uvařil řadu vývarů, které zůstaly sterilní. Když byl jednomu z nich zlomen krk, došlo ke kontaminaci a v krátké době došlo k množení mikroorganismů.
Důkazy poskytnuté Pasteurem byly nevyvratitelné, protože dokázaly vyvrátit teorii, která trvala více než 2500 let..
Na počátku 20. století napsal švédský chemik Svante Arrhenius knihu s názvem „Stvoření světů„Ve kterém navrhl, že život přišel z vesmíru pomocí spór odolných vůči extrémním podmínkám.
Logicky byla teorie panspermie obklopena mnoha kontroverzemi, kromě toho, že ve skutečnosti neposkytla vysvětlení původu života.
Při zkoumání Pasteurových experimentů je jedním z nepřímých závěrů jeho důkazů, že mikroorganismy se vyvíjejí pouze od ostatních, to znamená, že život může pocházet pouze ze života. Tento jev se nazýval „biogeneze“.
Po této perspektivě by se objevily teorie chemické evoluce, vedené Rusem Alexandrem Oparinem a Angličanem Johnem D. S. Haldanem.
Tento pohled, nazývaný také chemosyntetická teorie Oparin-Haldane, navrhuje, že v prebiotickém prostředí měla Země atmosféru bez kyslíku a s vysokým obsahem vodní páry, metanu, amoniaku, oxidu uhličitého a vodíku, takže byla vysoce redukční..
V tomto prostředí působily různé síly, jako jsou elektrické výboje, sluneční záření a radioaktivita. Tyto síly působily na anorganické sloučeniny, čímž vznikly větší molekuly a vytvářely organické molekuly známé jako prebiotické sloučeniny..
V polovině padesátých let se vědcům Stanleymu L. Millerovi a Haroldovi C. Ureyovi podařilo vytvořit důmyslný systém, který simuloval domnělé staré podmínky atmosféry na Zemi podle teorie Oparin-Haldane..
Stanley a Urey zjistili, že za těchto „primitivních“ podmínek mohou jednoduché anorganické sloučeniny vést ke vzniku komplexních organických molekul nezbytných pro život, jako jsou například aminokyseliny, mastné kyseliny, močovina..
Ačkoli výše uvedené experimenty naznačují věrohodný způsob, jakým biomolekuly, které jsou součástí živých systémů, vznikají, nenavrhují žádné vysvětlení procesu polymerace a zvýšené složitosti..
Existuje několik modelů, které se pokoušejí tuto otázku objasnit. První zahrnuje pevné minerální povrchy, kde velký povrch a křemičitany mohou působit jako katalyzátory molekul uhlíku..
Hluboko v oceánu jsou hydrotermální průduchy vhodným zdrojem katalyzátorů, jako je železo a nikl. Podle experimentů v laboratořích se tyto kovy účastní polymeračních reakcí.
A konečně, v oceánských příkopech jsou horké rybníky, které by díky odpařovacím procesům mohly upřednostňovat koncentraci monomerů a upřednostňovat tvorbu složitějších molekul. Hypotéza „prvotní polévky“ je založena na tomto předpokladu..
Podle pořadí myšlenek diskutovaných v předchozích částech máme, že Pasteurovy experimenty ověřily, že život nevzniká z inertních materiálů, zatímco důkazy Millera a Urey naznačují, že ano, ale na molekulární úrovni.
Aby bylo možné sladit oba výsledky, je třeba mít na paměti, že dnešní složení zemské atmosféry je zcela odlišné od prebiotické atmosféry..
Kyslík přítomný v současné atmosféře by fungoval jako „ničitel“ formujících se molekul. Rovněž je třeba vzít v úvahu, že zdroje energie, které údajně řídily tvorbu organických molekul, již nejsou přítomny s frekvencí a intenzitou prebiotického prostředí..
Všechny formy života přítomné na Zemi se skládají ze souboru strukturních bloků a velkých biomolekul, nazývaných proteiny, nukleové kyseliny a lipidy. S nimi můžete „vyzbrojit“ základ současného života: buňky.
V buňce je život udržován a na tomto principu je Pasteur založen na potvrzení, že každá živá bytost musí pocházet z jiného již existujícího.
Role autokatalýzy během abiogeneze je klíčová, z tohoto důvodu je jednou z nejslavnějších hypotéz o původu života svět RNA, který předpokládá start z jednořetězcových molekul se schopností autoreplikace..
Tato představa o RNA naznačuje, že první biokatalyzátory nebyly molekuly proteinové povahy, ale spíše molekuly RNA - nebo polymer podobný jemu - se schopností katalyzovat..
Tento předpoklad je založen na vlastnosti RNA syntetizovat krátké fragmenty pomocí žíhání, které řídí proces, kromě podpory tvorby peptidů, esterů a glykosidových vazeb..
Podle této teorie byla rodová RNA spojována s některými kofaktory, jako jsou kovy, pyrimidiny a aminokyseliny. S pokrokem a rostoucí složitostí metabolismu vzniká schopnost syntetizovat polypeptidy..
V průběhu evoluce byla RNA nahrazena chemicky stabilnější molekulou: DNA..
V současné době existuje podezření, že život vznikl v extrémním scénáři: oceánské oblasti poblíž sopečných otvorů, kde teploty mohou dosáhnout 250 ° C a atmosférický tlak přesahuje 300 atmosfér.
Toto podezření vyplývá z rozmanitosti forem života nalezených v těchto nepřátelských oblastech a tento princip je znám jako „teorie horkého světa“.
Tato prostředí byla kolonizována archebakteriemi, organismy schopnými růst, vyvíjet se a reprodukovat v extrémních prostředích, pravděpodobně velmi podobných prebiotickým podmínkám (včetně nízkých koncentrací kyslíku a vysokých hladin CO.dva).
Tepelná stabilita těchto prostředí, ochrana před náhlými změnami a neustálý tok plynů jsou některé z pozitivních atributů, díky nimž je mořské dno a sopečné průduchy vhodným prostředím pro vznik života..
V roce 1974 publikoval renomovaný výzkumník Carl Sagan článek objasňující použití pojmů biogeneze a abiogeneze. Podle Sagana byly oba pojmy nesprávně použity v článcích týkajících se vysvětlení původu prvních živých forem..
Mezi těmito chybami je použití termínu biogeneze jako jeho vlastní antonymum. To znamená, že biogeneze se používá k popisu původu života počínaje od jiných živých forem, zatímco abiogeneze označuje původ života od neživé hmoty..
V tomto smyslu je současná biochemická cesta považována za biogenní a prebiologická metabolická cesta je abiogenní. Proto je nutné použití obou termínů věnovat zvláštní pozornost..
Zatím žádné komentáře