Günümüzde yeryüzünde yaşamın kökenine ilişkin çeşitli kavramlar bulunmaktadır. Bu karmaşık sürecin oldukça eksiksiz bir resmini oluşturmaya yardımcı olan yalnızca bazı ana teoriler üzerinde duralım.
Yaratılışçılık (Latince sgea - yaratılış).
Bu kavrama göre, yeryüzünde yaşayan canlılar ve tüm canlı türleri, üstün bir varlığın belirli bir zamandaki yaratıcı eyleminin sonucudur.
Yaratılışçılığın temel ilkeleri İncil'de, Yaratılış Kitabında belirtilmiştir. Dünyanın ilahi yaratılış sürecinin yalnızca bir kez gerçekleştiği ve bu nedenle gözlemlenemeyeceği düşünülür.
Bu durum, ilahi yaratılış kavramının tamamını bilimsel araştırma kapsamının dışına çıkarmak için yeterlidir. Bilim yalnızca gözlemlenebilen olgularla ilgilenir ve bu nedenle kavramı hiçbir zaman kanıtlayamayacak ya da çürütemeyecek.
Spontane(kendiliğinden) nesil.
Canlıların cansız maddeden kökenine dair fikirler Eski Çin, Babil ve Mısır'da yaygındı. Antik Yunan'ın en büyük filozofu Aristoteles, bir maddenin belirli "parçacıklarının", uygun koşullar altında canlı bir organizma oluşturabilecek belirli bir "aktif ilke" içerdiği fikrini dile getirdi.
Hollandalı bir doktor ve doğa filozofu olan Van Helmont (1579-1644), üç haftada fare yarattığı iddia edilen bir deneyi anlattı. İhtiyacınız olan tek şey kirli bir gömlek, karanlık bir dolap ve bir avuç buğdaydı. Van Helmont, insan terinin fare oluşumu sürecindeki aktif prensip olduğunu düşünüyordu.
17. ve 18. yüzyıllarda, alt organizmalar, hayvanların gübrelenmesi ve gelişimi konusundaki araştırmaların yanı sıra İtalyan doğa bilimci F. Redi'nin (1626-1697), Hollandalı mikroskopist A. Leeuwenhoek'un gözlemleri ve deneyleri sayesinde. 1632-1723), İtalyan bilim adamı L. Spallanzani (1729-1799), Rus mikroskopist M. M. Terehovsky (1740-1796) ve diğerleri, kendiliğinden nesile olan inanç tamamen zayıfladı.
Ancak mikrobiyolojinin kurucusu Louis Pasteur'un 10. yüzyılın ortalarında eserleri ortaya çıkana kadar bu öğreti taraftar bulmaya devam etti.
Kendiliğinden nesil fikrinin gelişimi esas olarak dini fikirlerin halk bilincine hakim olduğu döneme kadar uzanmaktadır.
Kilisenin "hayatın yaratılışı" öğretisini o zamanki bilgi düzeyinde kabul etmek istemeyen filozoflar ve doğa bilimciler, onun kendiliğinden ortaya çıkması fikrine kolaylıkla vardılar.
Yaratılış inancının aksine organizmaların doğal kökeni düşüncesi vurgulandığı ölçüde, kendiliğinden oluşma düşüncesi de belli bir aşamada ilerici bir anlam taşıyordu. Bu nedenle Kilise ve ilahiyatçılar bu fikre sıklıkla karşı çıkıyorlardı.
Panspermi hipotezi.
Bu hipoteze göre 1865'te önerildi. Alman bilim adamı G. Richter tarafından ortaya atılan ve son olarak 1895 yılında İsveçli bilim adamı Arrhenius tarafından formüle edilen iddiaya göre, yaşam uzaydan Dünya'ya getirilmiş olabilir.
Dünya dışı kökenli canlı organizmaların meteorlar ve kozmik tozla girme olasılığı yüksektir. Bu varsayım, bazı organizmaların ve sporlarının radyasyona, yüksek vakuma, düşük sıcaklıklara ve diğer etkilere karşı yüksek direncine ilişkin verilere dayanmaktadır.
Bununla birlikte, meteorlarda bulunan mikroorganizmaların dünya dışı kökenini doğrulayan güvenilir bir gerçek henüz mevcut değildir.
Ancak Dünya'ya ulaşıp gezegenimizde yaşamı oluştursalar bile, yaşamın orijinal kökeni sorusu cevapsız kalacaktı.
Hipotez biyokimyasal evrim.
1924 yılında biyokimyacı A.I. Oparin ve daha sonra İngiliz bilim adamı J. Haldane (1929), yaşamı karbon bileşiklerinin uzun bir evriminin sonucu olarak kabul eden bir hipotez formüle ettiler.
Biyopoez teorisi olarak adlandırılan Dünya'daki yaşamın kökenine ilişkin modern teori, 1947'de İngiliz bilim adamı J. Bernal tarafından formüle edildi.
Şu anda, yaşam oluşumu süreci geleneksel olarak dört aşamaya ayrılmıştır:
- 1. Birincil atmosferdeki gazlardan düşük molekül ağırlıklı organik bileşiklerin (biyolojik monomerler) sentezi.
- 2. Biyolojik polimerlerin oluşumu.
- 3. Dış ortamdan zarlarla (protobiyontlar) ayrılan, faza ayrılmış organik madde sistemlerinin oluşumu.
- 4. Ana hücrelerin özelliklerinin yavru hücrelere aktarılmasını sağlayan üreme aparatı da dahil olmak üzere, canlıların özelliklerine sahip en basit hücrelerin ortaya çıkışı.
İlk üç aşama kimyasal evrim dönemine aittir ve dördüncü aşamadan itibaren biyolojik evrim başlar.
Dünya'da yaşamın ortaya çıkabileceği süreçleri daha ayrıntılı olarak ele alalım. Modern fikirlere göre Dünya yaklaşık 4,6 milyar yıl önce oluştu. Yüzeyinin sıcaklığı çok yüksekti (4000-8000 ° C) ve gezegen soğudukça ve yerçekimi kuvvetleri hareket ettikçe yer kabuğu çeşitli elementlerin bileşiklerinden oluştu.
Gazdan arındırma işlemleri, muhtemelen nitrojen, amonyak, su buharı, karbondioksit ve karbon monoksit ile zenginleştirilmiş bir atmosferin oluşmasına yol açtı. Böyle bir atmosfer, Dünya'nın en eski kayalarında, örneğin iki değerlikli demir gibi indirgenmiş formdaki metallerin varlığından da anlaşılacağı üzere, açıkça azalıyordu.
Atmosferde, herhangi bir canlı organizmanın yumuşak dokularında bulunan atomların %99'unu oluşturan hidrojen, karbon, oksijen ve nitrojen atomlarının bulunduğunu belirtmek önemlidir.
Ancak atomların karmaşık moleküllere dönüşmesi için basit çarpışmalar yeterli değildi. Volkanik aktivite, elektriksel yıldırım deşarjları, radyoaktivite ve Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonun bir sonucu olarak Dünya'da mevcut olan ek enerjiye ihtiyaç vardı.
Serbest oksijenin yokluğu muhtemelen yaşamın ortaya çıkması için yeterli bir koşul değildi. Prebiyotik dönemde Dünya'da serbest oksijen mevcut olsaydı, bir yandan sentezlenen organik maddeleri oksitlerken, diğer yandan üst atmosferde ozon tabakasını oluşturarak atmosferden yüksek enerjili ultraviyole ışınımı emerdi. Güneş.
Yaşamın kökeninin yaklaşık 1000 milyon yıl süren dikkate alınan dönemi boyunca, ultraviyole radyasyon muhtemelen organik maddelerin sentezi için ana enerji kaynağıydı.
Oparin A.I.
Hidrojen, nitrojen ve karbon bileşiklerinden, Dünya'da serbest enerjinin varlığında ilk önce basit moleküllerin (amonyak, metan ve benzeri basit bileşikler) ortaya çıkması gerekirdi.
Daha sonra, birincil okyanustaki bu basit moleküller birbirleriyle ve diğer maddelerle reaksiyona girerek yeni bileşikler oluşturabilir.
1953 yılında Amerikalı araştırmacı Stanley Miller, bir dizi deneyle, yaklaşık 4 milyar yıl önce Dünya'da var olan koşulları simüle etti.
Elektrik deşarjlarını amonyak, metan, hidrojen ve su buharından oluşan bir karışımdan geçirerek çok sayıda amino asit, aldehit, laktik, asetik ve diğer organik asitler elde etti. Amerikalı biyokimyacı Cyril Ponnaperuma, nükleotidlerin ve ATP'nin oluşumunu başardı. Bu ve benzeri reaksiyonlar sırasında, birincil okyanusun suları çeşitli maddelerle doyurularak "birincil et suyu" olarak adlandırılan sıvıyı oluşturabilir.
İkinci aşama, organik maddelerin daha ileri dönüşümlerini ve biyolojik polimerler de dahil olmak üzere daha karmaşık organik bileşiklerin abiogenik olarak oluşumunu içeriyordu.
Amerikalı kimyager S. Fox, aminoasitlerin karışımlarını hazırlayıp ısıya tabi tutarak protein benzeri maddeler elde etti. İlkel dünyada protein sentezi yer kabuğunun yüzeyinde gerçekleşebiliyordu. Katılaşan lavlardaki küçük çöküntülerde, amino asitler de dahil olmak üzere suda çözünmüş küçük moleküller içeren rezervuarlar ortaya çıktı.
Su buharlaştığında veya sıcak kayaların üzerine sıçradığında amino asitler reaksiyona girerek protenoidleri oluşturdu. Daha sonra yağmurlar protenoidleri suya yıkadı. Bu protenoidlerden bazılarının katalitik aktiviteye sahip olması durumunda polimerlerin, yani protein benzeri moleküllerin sentezi başlayabilir.
Üçüncü aşama, polimer bileşik grupları olan özel koaservat damlacıklarının birincil "besin sıvısında" salınması ile karakterize edildi. Bir dizi deneyde, koaservat süspansiyonlarının veya mikroküreciklerin oluşumunun çözelti içindeki birçok biyolojik polimer için tipik olduğu gösterilmiştir.
Koaservat damlaları, örneğin çevredeki çözeltiden maddeleri seçici olarak adsorbe etmek ve bu nedenle "büyümek" ve boyutlarını arttırmak gibi canlı protoplazmanın karakteristik bazı özelliklerine sahiptir.
Koaservat damlacıklarındaki maddelerin konsantrasyonunun çevredeki çözeltiden onlarca kat daha fazla olması nedeniyle, bireysel moleküller arasındaki etkileşim olasılığı önemli ölçüde arttı.
Başta polipeptitler ve yağlar olmak üzere birçok maddenin moleküllerinin suyla farklı ilişkileri olan parçalardan oluştuğu bilinmektedir. Koaservatlar ile çözelti arasındaki sınırda bulunan moleküllerin hidrofilik kısımları, su içeriğinin daha yüksek olduğu çözeltiye doğru yönelir.
Hidrofobik kısımlar, su konsantrasyonunun daha düşük olduğu koaservatların içine doğru yönlendirilir. Sonuç olarak, koaservatların yüzeyi belirli bir yapı kazanır ve bununla bağlantılı olarak belirli maddelerin belirli bir yönde geçmesine izin verirken diğerlerinin geçmemesine izin verme yeteneği kazanır.
Bu özellik nedeniyle koaservatların içindeki bazı maddelerin konsantrasyonu daha da artarken diğerlerinin konsantrasyonu azalır ve koaservatların bileşenleri arasındaki reaksiyonlar belirli bir yön kazanır. Koaservat damlacıkları ortamdan izole edilmiş sistemler haline gelir. Protohücreler veya protobiyontlar ortaya çıkar.
Kimyasal evrimin önemli bir aşaması, zar yapısının oluşmasıydı. Membranın ortaya çıkışına paralel olarak metabolizmada da düzen ve iyileşme meydana geldi. Bu tür sistemlerde metabolizmanın daha da karmaşıklaşmasında katalizörler önemli bir rol oynayacaktı.
Canlıların temel özelliklerinden biri de çoğalabilme, yani ana molekülden ayırt edilemeyecek kopyalar oluşturabilme yeteneğidir. Bu özellik, proteinlerin aksine replikasyon yeteneğine sahip olan nükleik asitlere sahiptir.
Koaservatlarda, kısa RNA zincirlerinin oluşumuyla nükleotidlerin polimerizasyonunu katalize edebilen bir protenoid oluşturulabilir. Bu zincirler hem ilkel gen hem de haberci RNA görevi görebilir. Bu sürece henüz ne DNA, ne ribozomlar, ne transfer RNA'lar, ne de protein sentez enzimleri katılmıştır. Hepsi daha sonra ortaya çıktı.
Zaten protobiyontların oluşum aşamasında, muhtemelen doğal seçilim, yani bazı formların korunması ve diğerlerinin ortadan kaldırılması (ölümü) meydana geldi. Böylece seçilim nedeniyle protobiyontların yapısındaki ilerleyici değişiklikler sabitlendi.
Kendini çoğaltabilen, çoğalabilen ve değişkenlik gösterebilen yapıların ortaya çıkması, görünüşe göre canlılığın oluşumunun dördüncü aşamasını da belirliyor.
Böylece, Archean'ın sonlarında (yaklaşık 3,5 milyar yıl önce), küçük rezervuarların veya sığ, sıcak ve besin açısından zengin denizlerin dibinde, beslenme türlerinde heterotrofik olan, yani beslenen ilk ilkel canlı organizmalar ortaya çıktı. kimyasal evrim sırasında sentezlenen hazır organik maddeler üzerinde.
Metabolizma yöntemleri muhtemelen, diğer organik maddelerin elektron alıcısı olarak görev yaptığı, organik maddelerin enzimatik dönüşüm süreci olan fermantasyondu.
Bu işlemlerde açığa çıkan enerjinin bir kısmı ATP formunda depolanır. Bazı organizmaların redoks reaksiyonlarının enerjisini yaşam süreçleri için de kullanması mümkündür, yani. bunlar kemosentetikti.
Zamanla çevredeki serbest organik madde rezervleri azaldı ve inorganik bileşiklerden organik bileşikler sentezleyebilen organizmalar avantaj kazandı.
Bu şekilde, muhtemelen yaklaşık 2 milyar yıl önce, ışık enerjisini kullanarak CO2 ve H2O'dan organik bileşikler sentezleyebilen ve serbest oksijen açığa çıkarabilen siyanobakteriler gibi ilk fototrofik organizmalar ortaya çıktı.
Ototrofik beslenmeye geçiş, yalnızca organik madde rezervleri oluşturma açısından değil, aynı zamanda atmosferi oksijenle doyurma açısından da Dünya'daki yaşamın evrimi için büyük önem taşıyordu. Aynı zamanda atmosfer oksitleyici bir karakter kazanmaya başladı.
Ozon perdesinin ortaya çıkışı, birincil organizmaları ultraviyole ışınlarının zararlı etkilerinden korudu ve organik maddelerin abiojenik (biyolojik olmayan) sentezine son verdi.
Bunlar, Dünya'daki yaşamın kökeni ve oluşumunun ana aşamaları hakkındaki modern bilimsel fikirlerdir.
Dünyadaki yaşamın gelişiminin görsel bir diyagramı (tıklanabilir)
Ek:
“Siyahi sigara içenlerin” harika dünyası
Bilimde uzun zamandır canlı organizmaların yalnızca Güneş enerjisinden var olabileceğine inanılıyordu. Jules Verne, Dünyanın Merkezine Yolculuk adlı romanında dinozorların ve antik bitkilerin bulunduğu bir yeraltı dünyasını anlatıyor. Ancak bu bir kurgudur. Ancak Güneş'in enerjisinden tamamen farklı canlı organizmalarla izole edilmiş bir dünyanın ortaya çıkacağını kim düşünebilirdi? Ve Pasifik Okyanusu'nun dibinde bulundu.
Yirminci yüzyılın ellili yıllarında okyanusların derinliklerinde yaşamın olamayacağına inanılıyordu. Auguste Piccard'ın banyo başlığını icat etmesi bu şüpheleri ortadan kaldırdı.
Oğlu Jacques Picard, Don Walsh ile birlikte Trieste banyo başlığıyla Mariana Çukuru'na on bin metreden fazla derinliğe indi. Dalışa katılanlar en altta canlı balık gördüler.
Bundan sonra, birçok ülkeden oşinografik keşifler okyanus uçurumunu derin deniz ağlarıyla taramaya ve yeni hayvan türlerini, ailelerini, takımlarını ve hatta sınıflarını keşfetmeye başladı!
Bathyscaphe dalışı gelişti. Jacques-Yves Cousteau ve birçok ülkeden bilim insanları okyanusların dibine pahalı dalışlar yaptı.
70'li yıllarda birçok bilim insanının fikrini değiştiren bir keşif yapıldı. Galapagos Adaları yakınlarında iki ila dört bin metre derinlikte faylar keşfedildi.
Ve altta küçük volkanlar keşfedildi - hidrotermler. Yer kabuğundaki çatlaklara düşen deniz suyu, çeşitli minerallerle birlikte 40 metre yüksekliğe kadar çıkan küçük volkanlar aracılığıyla buharlaştı.
Bu volkanlara, içinden çıkan suyun siyah olması nedeniyle “siyah dumanlılar” deniyordu.
Ancak en inanılmaz şey, hidrojen sülfür, ağır metaller ve çeşitli toksik maddelerle dolu bu suda canlı yaşamın gelişmesidir.
Siyah tütsülerden çıkan suyun sıcaklığı 300°C'ye ulaşıyor. Güneş ışınları 4 bin metre derinliğe kadar nüfuz edemiyor, dolayısıyla burada zengin bir yaşam olamaz.
Bırakın derin uçurumları, daha sığ derinliklerde bile bentik organizmalar çok nadir bulunur. Orada hayvanlar yukarıdan düşen organik kalıntılarla beslenir. Ve derinlik ne kadar büyük olursa dip ömrü o kadar az olur.
Siyah sigara içenlerin yüzeylerinde, gezegenin derinliklerinden çıkan kükürt bileşiklerini parçalayan kemoototrofik bakteriler bulundu. Bakteriler alt yüzeyi sürekli bir tabaka ile kaplar ve agresif koşullarda yaşarlar.
Diğer birçok hayvan türüne yiyecek oldular. Toplamda, "siyah sigara içenlerin" aşırı koşullarında yaşayan yaklaşık 500 hayvan türü tanımlanmıştır.
Başka bir keşif, tuhaf hayvanlar sınıfına (pogonophora) ait olan vestimentifera idi.
Bunlar, uçlarında dokunaçlı uzun tüplerin çıktığı küçük tüplerdir. Bu hayvanların en sıra dışı özelliği sindirim sistemlerinin olmamasıdır! Bakterilerle simbiyoza girdiler. Vestimentifera'nın içinde birçok kükürt bakterisinin yaşadığı bir organ var - trofozom.
Bakteriler ömür boyu hidrojen sülfit ve karbondioksit alır; üreyen bakterilerin fazlası vestimentifera tarafından yenir. Ek olarak, yakınlarda Calyptogena ve Bathymodiolus cinsine ait çift kabuklu yumuşakçalar da bulundu; bunlar da bakterilerle simbiyoza girdi ve yiyecek aramaya bağlı olmaktan çıktı.
Derin deniz hidrotermal dünyasının en sıra dışı canlılarından biri Alvinella pompeian solucanıdır.
Pompeii yanardağının patlamasına benzetme nedeniyle isimlendiriliyorlar - bu canlılar 50 ° C'ye ulaşan sıcak su bölgesinde yaşıyor ve kükürt parçacıklarından gelen kül sürekli üzerlerine düşüyor. Solucanlar vestimentifera ile birlikte birçok organizmaya yiyecek ve barınak sağlayan gerçek “bahçeler” oluşturur.
Vestimentifera ve Pompeii solucanlarının kolonileri arasında yengeçler ve on ayaklılar onlarla beslenir. Bu “bahçeler” arasında yılan balığı familyasından ahtapotlar ve balıklar da bulunmaktadır. Siyah sigara içenlerin dünyası aynı zamanda Neolepas kaya midyeleri gibi okyanusun diğer kısımlarından sürülen, nesli tükenmiş hayvanları da barındırıyordu.
Bu hayvanlar 250 milyon yıl önce yaygındı ancak daha sonra nesli tükendi. Burada midye temsilcileri kendilerini sakin hissediyorlar.
Siyah sigara içen ekosistemlerin keşfi biyolojideki en önemli olay haline geldi. Bu tür ekosistemler Dünya Okyanusunun farklı yerlerinde ve hatta Baykal Gölü'nün dibinde keşfedildi.
Pompei solucanı. Fotoğraf: life-grind-style.blogspot.com
Modern bilimde düşünüyorlar çeşitli teoriler Dünyadaki yaşamın kökeni. Modern modellerin çoğu, organik bileşiklerin - gezegende yaklaşık olarak ortaya çıkan ilk canlı organizmalar olduğunu göstermektedir. 4 milyar yıl önce.
Yaşamın ortaya çıkışı hakkında fikirlerin geliştirilmesi
Belirli bir tarihsel dönemde bilim adamlarının yaşamın nasıl ortaya çıktığı konusunda farklı fikirleri vardı. Yirminci yüzyıla kadar aşağıdaki hipotezler bilim çevrelerinde büyük rol oynadı:
- Kendiliğinden nesil teorisi.
- Yaşamın durağan durumu teorisi.
- Oparin'in teorisi (şu anda kısmen destekleniyor).
Kendiliğinden nesil teorisi
İlginç ama gezegende yaşamın kendiliğinden oluştuğu teorisi ortaya çıktı eski zamanlarda. O ile var oldu ilahi köken teorisi gezegendeki tüm canlı organizmalar.
Antik Yunan bilim adamı Aristoteles şuna inanıyordu: kendiliğinden nesil hipotezi doğrudur oysa ilahi olan yalnızca gerçeklikten bir sapmadır. O buna inanıyordu hayat kendiliğinden başladı.
Onun düşüncelerine göre, kendiliğinden oluşma teorisi, belirli koşullar altında insanlar tarafından bilinmeyen bazı "aktif prensiplerin" ortaya çıkmasıdır. yaratma yeteneğine sahip inorganik bir bileşikten basit organizma.
Hıristiyanlığın Avrupa'da benimsenmesi ve yayılmasından sonra, bu bilimsel varsayım arka planda kayboldu; yerini ilahi teori.
Kararlı Durum Teorisi
Bu bilimsel varsayıma göre, yaşamın Dünya'da ne zaman ortaya çıktığına cevap vermek imkansızdır. sonsuza kadar vardı. Dolayısıyla teorinin takipçileri, türlerin hiçbir zaman ortaya çıkmadığını, yalnızca yok olabildiklerini veya sayılarını değiştirebildiklerini ifade ediyorlar (). Yaşamın durağan durumu hipotezi o zamana kadar oldukça popülerdi. 20. yüzyılın ortaları.
Sözde "hayatın sonsuzluğu teorisi", şu tespit edildiğinde genel bir çöküş yaşadı: Evren de her zaman var değildi., ancak Büyük Patlama'dan sonra yaratıldı. Başlangıçta kaç yaşam biçiminin var olduğu sorusuna yanıt olarak, virüsler de dahil olmak üzere dördünün de var olduğu yanıtı ortaya çıkıyor. genel kabulle çelişiyor .
Bu nedenle hipotez akademik bilim çevrelerinde tartışılmamaktadır. "Yaşamın Sonsuzluğu Teorisi", vardığı sonuçlar büyük oranda felsefi açıdan ilgi çekicidir. modern başarılara uymuyor bilim.
Oparin'in teorisi
Yirminci yüzyılda Akademisyen Oparin'in teoriye olan ilgiyi geri getiren bir makalesi bilim adamlarının dikkatini çekti. kendiliğinden yaşam oluşumu. İçinde bazı "proto-organizmalar" - koaservat damlaları veya bilimsel çevrelerde adlandırıldığı şekliyle "birincil et suyu" - olarak değerlendirdi.
Bu damlacıklar, molekülleri ve yağları çeken ve daha sonra bağlanan protein toplarıydı. İlk depolama ortamı bu şekilde oluşturuldu - ilk broşürler DNA içeren.
Bu hipotez nereden geldiğine cevap vermiyor ve bu nedenle akademik çevrelerde birçok kişi bunu yalanlıyor.
Dünyadaki yaşamın kökenine ilişkin önceki teoriler, modern bilimsel düşüncede temel kabul edilmiyor. Küçük bir grup bilim insanı da şunu öne sürüyor: hayat sıcak sudan kaynaklanmış olabilir sualtı volkanlarını çevreleyen. Bu hipotez ana değil, ancak henüz yalanlanmadı ve bu nedenle bahsetmeye değer.
Dünyadaki yaşamın kökenine ilişkin temel teoriler
Dünyadaki yaşamın kökenine ilişkin ana teoriler çok uzun zaman önce, yani yirminci yüzyılda, insanlığın önceki tarihinin tamamından daha fazla keşif yaptığı bir dönemde ortaya çıktı.
Dünya üzerindeki yaşamın kökenine ilişkin modern hipotezler, çeşitli çalışmalarla değişen derecelerde doğrulanmıştır ve akademik çevrelerdeki tartışmaların anahtarıdır. Bunlar arasında aşağıdakiler not edilebilir:
- yaşamın kökenine ilişkin biyokimyasal teori;
- RNA dünyası hipotezi;
- PAH dünya teorisi.
Biyokimyasal teori
Dikkate alınan anahtar biyokimyasal teoriçoğu bilim adamının bağlı olduğu gezegendeki yaşamın kökeni.
Kimyasal evrim organik yaşamın ortaya çıkışından önce geldi. Sonuç olarak ortaya çıkan ilk canlı organizmalar bu aşamada ortaya çıkar. kimyasal reaksiyonlar inorganik moleküllerden.
Organik yaşam formlarının 4 milyar yıl önce reaksiyonlar sonucu ortaya çıkması çok muhtemeldir, çünkü en çok o zamandı. elverişli ortam.
1000 derecelik bir sıcaklık optimal kabul edilir. Havadaki oksijen içeriği minimum düzeydeydi çünkü büyük miktarlarda basit organik bileşikleri yok ediyor.
RNA dünyası
RNA dünyası, DNA'nın ortaya çıkmasından önce genetik bilginin RNA bileşikleri tarafından saklandığını gösteren bir hipotezden ibarettir.
1980'lerde RNA bileşiklerinin olduğu kanıtlandı özerk olarak var olabilir ve kendini kopyalar. Milyonlarca yıllık RNA yaşam döngüsü şu gerçeği ortaya çıkardı: Mutasyonlar sırasında DNA bağlantıları ortaya çıktıözel gen depoları görevi görüyordu. RNA'nın evrimi birçok deneyle kanıtlanmıştır Dünyadaki yaşamın kökenini kısmen açıklayan ve Dünya'da yaşamın nasıl geliştiği sorusuna cevap veren.
PAH'ların dünyası (poliaromatik hidrokarbonlar)
PAH'ların dünyası ele alınıyor kimyasal evrimin aşaması ve ilk RNA'ların PAH'lardan ortaya çıktığını ve bunun daha sonra gezegende DNA'nın ve yaşamın oluşmasına yol açtığını gösteriyor.
PAH'lar bugün hala gözlemlenebilmektedir; Evrende yaygındırlar ve ilk olarak evrendeki bulutsularda keşfedilmişlerdir. Bazı araştırmacılar PAH'ları "yaşam tohumları" olarak adlandırıyor.
Alternatif teoriler
Öyle ki en ilginç teoriler alternatiftir ve hatta birçok bilim adamı onlarla alay etmektedir. Alternatif varsayımların güvenilirliği henüz doğrulanamamıştır ve bunlar kısmen veya büyük ölçüde modern bilimsel fikirlerle çelişiyor, ancak bunların belirtilmesi zorunludur.
Uzay hipotezi
Bu varsayıma göre, hiçbir önkoşul bulunmadığından, Dünya'da yaşam hiçbir zaman var olmamış ve burada ortaya çıkmış da olamaz. Gezegende ilk canlı organizmalar sonra ortaya çıktı kozmik bir bedenin düşüşü bu da onları başka bir galaksiden kendi üzerine getirdi.
Bu hipotez şu soruya cevap vermiyor: Orada kaç yaşam biçimi vardı, bunlar nelerdi ve nasıl daha da geliştiler.
Bu kozmik bedenin ne zaman düştüğünü belirlemek de imkansızdır. Ama en önemli şey şu ki bilim adamları inanmıyor Herhangi bir organizmanın, Dünya atmosferine girdikten sonra düşen bir kozmik cisim üzerinde hayatta kalabileceği.
Son yıllarda bilim adamları bunu yapabilen bakterileri keşfettiler. aşırı koşullar altında var olmak ve hatta uzay, ancak bir göktaşı veya asteroit yansaydı kesinlikle hayatta kalamazlardı.
UFO hipotezi
En ilginç hipotezleri vurgularken, Dünya'daki yaşamın uzaylıların işi olduğu varsayımından bahsetmeden geçilemez. Bu hipotezin savunucuları, böylesine geniş bir Evrende, diğer akıllı yaşam formlarının var olma olasılığının çok yüksek olduğuna inanıyor. Bilim de bu gerçeği inkar etmiyor.Çünkü insanlar henüz uzayın %99'unu keşfetmediler.
UFO hipotezinin takipçileri, uzaylı dediğimiz akıllı yaşam formlarından birinin bilinçli olarak uzaylı olduğunu söylüyor. Dünya'ya hayat getirdi. İnsanı neden yarattıklarına dair çeşitli teoriler vardır.
Bazıları bunun sadece olduğunu söylüyor deneyin bir parçası, bu sırada insanları gözlemliyorlar. Bu varsayımın savunucuları, insanları neden gözlemlemeleri gerektiği ve bu deneyin anlamının ne olduğu sorularına güvenilir bir cevap veremezler.
İkincisi, belirli bir kozmik varlık ırkının meşgul olduğunu gösterir. Evrende yaşamın yayılması ve insanlar yarattıkları birçok ırktan biridir. Bu nedenle, bazı var tüm canlıların atası Bir kişinin bunu tanrı sanabileceği şey.
Dünyadaki yaşamın kökenine ilişkin kozmik teori şu ana soruyu yanıtlamıyor: Yaşam, Dünya'ya getirilmeden önce başlangıçta nerede ortaya çıktı?
Teolojik hipotez
Dikkat! Gezegendeki yaşamın kökenine ilişkin ilahi teori, bunların arasında en eski olanıdır ve aynı zamanda 21. yüzyılda en yaygın olanlardan biri olarak kabul edilir.
Hipotezin savunucuları, genellikle tanrı olarak adlandırılan, her şeye gücü yeten bazı varlık veya varlıklara inanırlar.
Farklı dinlerde tanrıların isimlerinin yanı sıra sayıları da farklıdır. Hıristiyanlık, İslam gibi tek bir tanrıdan söz eder, ancak paganlar, her biri belirli bir şeyden sorumlu olan düzinelerce, hatta yüzlerce tanrıya inanırlardı.
Örneğin, bir tanrı aşkın yaratıcısı olarak kabul edilirken, ikincisi denizlerin hükümdarı olarak kabul edilir.
Hıristiyanlar buna inanıyor Tanrı dünyayı ve yaşamı yarattı sadece yedi gün içinde. İnsanlığın atası olan ilk erkek ve kadını yaratan oydu.
Gezegendeki milyarlarca insan kendilerini belirli bir dinle özdeşleştirdiğinden, tüm yaşamın bir tanrının veya tanrıların eliyle yaratıldığına inanıyorlar.
Her ne kadar pek çok din aynı gerçekleri paylaşsa da bilim çevrelerinde her şeye gücü yeten bir varlığın varlığını inkar etmek Bu teori birçok bilimsel başarı ve keşifle çeliştiği için dünyayı ve içindeki yaşamı yaratan.
Ayrıca ilahi hipotez, Dünya'da yaşamın ne zaman ortaya çıktığını belirlemeyi mümkün kılmıyor. Bazı kutsal yazılar bu bilgiyi hiç içermiyor; diğerlerinde ise veriler birbiriyle örtüşmüyor ve bu da hipoteze büyük şüphe düşürüyor.
Yukarıdaki teorilerin hiçbiri ideal değil ve gezegendeki yaşamın kökeni sorununu kapsamlı bir şekilde ele alamıyor. Hangi teoriyi takip edeceğinize karar vermek size kalmış.
Yaşamın kökeni çok büyük bir bilimsel problemdir. Son 10 yılda çok sayıda yeni veri ve araştırma mevcut oldu. Bugün hala çözülmemiş sorular var, ancak yaşamın cansız maddelerden nasıl ortaya çıktığına dair genel tablo çok hızlı bir şekilde netleşiyor. Ama bildiğiniz gibi bilimde her cevap 10 yeni soruyu doğurur.
İnorganik bileşiklerden ilk organizmalara kadar aşamalı evrim modelleri artık iyice gelişmiştir. Ancak bu sayının tarihi ünlü yazara kadar uzanıyor .
İngiliz doğa bilimci ve araştırmacı, bilimsel çalışmalarında bununla ilgili hiçbir şey yazmadı ve yaşamın kökenine ilişkin teorileri ve hipotezleri ciddi şekilde incelemedi. Bu konu 19. yüzyıl bilim anlayışının ötesindeydi. Charles sadece, zaten var olan ilk canlı organizmaların, gördüğümüz tüm biyolojik form çeşitliliğine nasıl yol açtığından bahsediyordu.
Darwin'in bu konu hakkında düşünmeye çalıştığını yalnızca en yakın arkadaşına yazdığı mektuplardan biliyoruz, ancak elbette bu bilgi düzeyinde, bir şekilde hala inorganik olarak kullanabilecekleri en genel fikirler dışında hiçbir şeyi spesifik olarak varsayamazdı. kimya, amonyum tuzları, fosfor Elektrik kullanımıyla küçük, ılık bir havuzda organik maddeler üretilir.
Ancak bu mektupta bile pek çok şeyi çok doğru tahmin ettiğini belirtmek gerekir. Örneğin kimyagerler, RNA'nın yapı taşları olan nükleotidlerin abiogenik sentezi için makul bir yol keşfettiler. Bu nükleotidlerin küçük, sıcak bir havuzunkine benzer koşullar altında kendiliğinden sentezlenebileceği ortaya çıktı.
Dünyadaki tüm yaşamın kökeninin çok sayıda versiyonu icat edildi. Birçoğu komplo teorisyenleri ve sözde bilim adamları tarafından icat edildi. Ancak yine de teorilerin büyük kısmı gerçek gerçeklere ve araştırmalara dayanıyor.
Yaşamın kökenine ilişkin ana teoriler:
— yaratılışçılık;
- panspermi;
— kararlı durum teorisi;
- kendiliğinden nesil;
- biyokimyasal evrim.
Yaratılışçı hipotez Hayatın bir yaratıcı, yani evrensel akıl olan Tanrı tarafından yaratıldığına inanan insanlar tarafından benimsenmektedir. Hiçbir delili yoktur ve tanıtımını bilim adamları değil, gazeteciler, ilahiyatçılar ve ilahiyatçılar yürütmektedir. Ayrıca aldatma yoluyla ekstra para kazanmak isteyenler de onlara katılıyor.
Aynı yaratılışçılar, arkeologların bazı eksik halkaları, yani antik Cro-Magnon adamından modern homo sapiens'e bir geçiş formunu bulamamaları nedeniyle, insanların kökeni sorununda bir gizem olduğunu iddia etmeye devam ediyorlar. Anlaşılması son derece önemli olan makaleler:
» %100 İnsanın Kökeni: Teoriler ve Hipotezler
Kararlı Durum Teorisi canlıların evrenle ve dolayısıyla tüm dünyayla birlikte var oldukları ve zamandan bağımsız olarak her zaman var olacaklarıdır. Bununla birlikte evrenden türeyen yıldızlar, gezegen sistemleri, canlı organizmalar gibi cisimler ve oluşumların da zamanları sınırlıdır: doğarlar ve ölürler.
Şu anda bu hipotez yalnızca tarihsel öneme sahiptir ve modern bilim tarafından kilit bir noktada çürütüldüğü için uzun süredir bilimsel çevrelerde tartışılmamaktadır: Evren, büyük patlama ve onun ardından gelen genişleme sayesinde ortaya çıkmıştır. Bu konuyla ilgili basit ve anlaşılır bir dille yazılmış önemli bir makale: %100 Evrenin Kökeni ve Evrimi.
Panspermi teorisi zaten daha bilimsel. Şunu varsayar: Canlı organizmalar meteorlar veya kuyruklu yıldızlar gibi kozmik cisimleri gezegenimize getirmiştir. Özellikle hayalperest destekçilerden bazıları, UFO'ların ve uzaylıların bunu kasıtlı olarak, amaçları doğrultusunda yaptıklarından emin.
Güneş sistemimizde başka herhangi bir yerde canlı organizma bulma olasılığı son derece düşüktür, ancak yaşam bize başka bir yıldız sisteminden gelmiş olabilir. Astronomik veriler, göktaşlarının, meteorların ve kuyruklu yıldızların biyokimyasal bileşimine göre, bunların içinde genellikle amino asitler gibi organik bileşiklerin bulunabileceğini göstermektedir. Tıpkı karahindiba tohumlarının yüzlerce metre etrafa saçılması gibi, kozmik bir cisim Dünya ile temas ettiğinde tohum haline gelebilenler de onlardı.
Panspermist açıklamalara karşı ana denge, aynı asteroit veya kuyruklu yıldızın uçtuğu diğer gezegenlerde yaşamın nereden geldiğine dair mantıksal sorudur. Bu nedenle, canlı organizmaların yabancı kökenine ilişkin panspermik hipotez, yalnızca ana versiyonu - biyokimyasal olanı - tamamlayabilir.
Abiyogenez teorisi biyokimyasal evrim yoluyla, vücut dışında ve özel enzimler kullanılmadan inorganik maddelerden organik yapıların oluşumunu incelemekte ve başarıyla kanıtlamaktadır.
İnorganik maddeden en basit organik bileşiklerin sentezi çok çeşitli doğal koşullarda gerçekleşebilir: gezegende veya uzayda (örneğin, proto-gezegensel bir diskte - proplyd). 1953 yılında ünlü klasik Miller-Urey deneyi gerçekleştirildi ve amino asitler gibi organiklerin, gezegenin atmosferik bileşimini taklit edecek farklı gazların bir karışımında bulunabileceğini kanıtladı.
Doğada zamanla oluşmuş ve bu yeteneği kazanmıştır. (bu arada, günümüzde insanlar tarafından sentezi çok zordur). Ancak bu ana yapı taşıdır ve Dünya'daki yaşamın kökeni sorusunun cevabı tam da burada yatmaktadır.
Deoksiribonükleik asit molekülünün nasıl ortaya çıktığı artık tamamen açıktır. İlk başta biyolojik canlılar, RNA adı verilen başka bir benzer moleküle dayanıyordu. Uzun bir süre, organizmaların protein görevi gören ribonükleik asit molekülü şeklindeki kalıtsal bilgiye sahip olduğu başka bir canlı dünyası vardı. Bu molekül, DNA gibi kalıtsal bilgileri saklama ve proteinler gibi aktif çalışma yapma yeteneğine sahiptir.
Modern hücrelerde bu işlevler birbirinden ayrılmıştır; DNA kalıtsal bilgiyi depolar, işi proteinler yapar ve RNA bunlar arasında bir tür aracı görevi görür. İlk antik organizmalarda her iki görevi de tek başına yapabilen yalnızca RNA vardı.
Tüm canlıların kökeni sorusundaki ilginç bir model, son birkaç yılda, bizi gizemi çözmeye mümkün olduğunca yaklaştıran düzinelerce yeni bilimsel makalenin ortaya çıkması ve kökenine dair başka hiçbir teori veya hipotezin ortaya çıkmamasıdır. Abiojenik olanın dışındaki yaşama şu anda ihtiyaç duyulmaktadır.
Yaşam ve canlılar sorunu, biyolojiden başlayıp felsefeye, canlılık olgusunun soyut modellerini ele alan matematiğe ve yaşamı bilim açısından tanımlayan fiziğe kadar pek çok doğa disiplininin inceleme nesnesidir. fiziksel yasalar.
Diğer tüm daha spesifik problemler ve sorular bu ana problem etrafında yoğunlaşır ve felsefi genellemeler ve sonuçlar da inşa edilir.
Antik felsefede bile iki ideolojik pozisyona (materyalist ve idealist) uygun olarak, yaşamın kökenine dair karşıt kavramlar gelişti: yaratılışçılık ve materyalist köken teorisiİnorganikten organik doğa.
Destekçiler yaratılışçılık yaşamın, tüm biyolojik süreçleri kontrol eden özel bir gücün canlı organizmalardaki varlığının kanıtı olan ilahi bir yaratım eyleminin sonucu olarak ortaya çıktığını iddia ediyorlar.
Hayatın cansız doğadan kökeninin savunucuları, organik doğanın, doğa yasalarının etkisi nedeniyle ortaya çıktığını savunuyorlar. Daha sonra bu kavram, yaşamın kendiliğinden oluşması fikriyle somutlaştı.
Kendiliğinden nesil kavramı yanılgıya rağmen olumlu bir rol oynadı; bunu doğrulamak için tasarlanan deneyler, gelişen biyoloji bilimi için zengin ampirik materyal sağladı. Kendiliğinden nesil fikrinin nihai reddi ancak 19. yüzyılda gerçekleşti.
19. yüzyılda da aday gösterildi yaşamın sonsuz varlığı hipotezi ve Dünya'daki kozmik kökeni. Yaşamın uzayda var olduğu ve bir gezegenden diğerine aktarıldığı öne sürüldü.
20. yüzyılın başında. fikir kozmik köken Dünyadaki biyolojik sistemler ve uzaydaki yaşamın sonsuzluğu Rus bilim adamı akademisyen tarafından geliştirildi V.I. Vernadsky.
Akademisyen A.I.'nin hipotezi. Oparina
Akademisyen tarafından yaşamın kökenine dair temelde yeni bir hipotez sunuldu yapay zeka Oparin kitapta "Hayatın Kökeni"", 1924'te yayınlandı. Şu açıklamayı yaptı: Redi ilkesi Organik maddelerin biyotik sentezi tekelini getiren, yalnızca gezegenimizin varlığının modern çağı için geçerlidir. Varlığının başlangıcında, Dünya cansızken, üzerinde karbon bileşiklerinin abiyotik sentezleri ve ardından bunların biyolojik öncesi evrimi gerçekleşti.
Oparin'in hipotezinin özüşu şekildedir: Dünyadaki yaşamın kökeni, cansız maddenin derinliklerinde canlı maddenin oluşumunun uzun bir evrimsel sürecidir. Bu, kimyasal evrim yoluyla gerçekleşti; bunun sonucunda en basit organik maddeler, güçlü fizikokimyasal süreçlerin etkisi altında inorganik olanlardan oluştu.
Yaşamın ortaya çıkışını, yavaş yavaş niteliksel olarak yeni bir seviyeye, biyokimyasal evrime geçen, erken Dünya koşullarında meydana gelen ilk kimyasal evrimden oluşan tek bir doğal süreç olarak gördü.
Biyokimyasal evrim yoluyla yaşamın kökeni sorununu ele alan Oparin, cansız maddeden canlı maddeye geçişin üç aşamasını tespit ediyor.
İlk aşama kimyasal evrimdir. Dünya hala cansızken (yaklaşık 4 milyar yıl önce), karbon bileşiklerinin abiyotik sentezi ve ardından gelenler prebiyolojik evrim.
Dünyanın evriminin bu dönemi, büyük miktarda sıcak lavın salınmasıyla birlikte çok sayıda volkanik patlamayla karakterize edildi. Gezegen soğudukça, atmosferdeki su buharı yoğunlaştı ve Dünya'ya yağdı ve devasa su alanları (birincil okyanus) oluşturdu. Bu süreçler milyonlarca yıl boyunca devam etti. Birincil okyanusun sularında çeşitli inorganik tuzlar çözüldü. Ayrıca ultraviyole radyasyonun, yüksek sıcaklığın ve aktif volkanik aktivitenin etkisi altında atmosferde sürekli oluşan çeşitli organik bileşikler de okyanusa girdi.
Organik bileşiklerin konsantrasyonu sürekli arttı ve sonunda okyanus suları " et suyu» protein benzeri maddelerden - peptitler.
İkinci aşama protein maddelerinin ortaya çıkmasıdır. Dünyadaki koşullar yumuşadıkça, birincil okyanusun kimyasal karışımları üzerindeki elektrik deşarjlarının, termal enerjinin ve ultraviyole ışınlarının etkisi altında, karmaşık organik bileşiklerin (biyopolimerler ve nükleotidler) oluşturulması mümkün hale geldi; bunlar yavaş yavaş birleşip daha karmaşık hale geldi. içine protobiyontlar(canlı organizmaların hücre öncesi ataları). Karmaşık organik maddelerin evriminin sonucu ortaya çıktı koaservatlar veya ko-aservat damlaları.
Koaservatlar- Çözeltisi iki katmana bölünmüş koloidal parçacık kompleksleri: koloidal parçacıklar açısından zengin bir katman ve neredeyse bunlardan arınmış bir sıvı. Koaservatlar, birincil okyanusun sularında çözünmüş çeşitli maddeleri absorbe etme yeteneğine sahipti. Sonuç olarak koaservatların iç yapısı, sürekli değişen koşullar altında stabilitelerinin arttırılması yönünde değişti.
Biyokimyasal evrim teorisi, koaservatları, bir su kabuğuyla çevrelenmiş molekül grupları olan biyolojik öncesi sistemler olarak kabul eder.
Örneğin, koaservatlar çevredeki maddeleri emebilir, birbirleriyle etkileşime girebilir, boyutlarını artırabilir vb. Ancak koaservat damlacıkları canlılardan farklı olarak kendi kendini çoğaltma ve düzenleme yeteneğine sahip olmadıklarından biyolojik sistemler olarak sınıflandırılamazlar.
Üçüncü aşama, kendini çoğaltma yeteneğinin oluşması, canlı bir hücrenin ortaya çıkmasıdır. Bu dönemde doğal seçilim işlemeye başladı, yani. Koaservat damlacıklarının kütlesinde, verilen çevresel koşullara en dirençli olan koaservatların seçimi meydana geldi. Seçim süreci milyonlarca yıl sürdü. Korunmuş koaservat damlaları zaten yaşamın temel özelliği olan birincil metabolizmaya girme yeteneğine sahipti.
Aynı zamanda belli bir büyüklüğe ulaşan ana damla, ana yapının özelliklerini koruyan yavru damlalara bölündü.
Böylece, yaşamın en önemli belirtilerinden biri olan kendi kendini üretme özelliğinin koaservatlar tarafından kazanılmasından bahsedebiliriz. Aslında bu aşamada koaservatlar en basit canlı organizmalara dönüştü.
Bu prebiyolojik yapıların daha fazla evrimi ancak koaservat içindeki metabolik süreçlerin komplikasyonuyla mümkün oldu.
Koaservatın iç ortamının çevresel etkilerden korunması gerekiyordu. Bu nedenle koaservatların çevresinde organik bileşikler açısından zengin lipit katmanları ortaya çıktı ve koaservatı çevredeki sulu ortamdan ayırdı. Evrim sürecinde lipitler dış zara dönüştü ve bu da organizmaların yaşayabilirliğini ve stabilitesini önemli ölçüde artırdı.
Membranın ortaya çıkışı, giderek daha mükemmel bir otoregülasyon yolu boyunca daha ileri biyolojik evrimin yönünü önceden belirledi ve birincil hücrenin - arke hücrenin - oluşumuyla sonuçlandı. Hücre, tüm canlıların yapısal ve işlevsel temeli olan temel bir biyolojik birimdir. Hücreler bağımsız metabolizma gerçekleştirir, bölünme ve kendi kendini düzenleme yeteneğine sahiptir, yani. canlıların tüm özelliklerine sahiptir. Hücresel olmayan materyalden yeni hücrelerin oluşması mümkün değildir; hücre çoğalması ancak bölünme yoluyla gerçekleşir. Organik gelişim evrensel bir hücre oluşumu süreci olarak kabul edilir.
Hücrenin yapısı şunları içerir: hücrenin içeriğini dış ortamdan ayıran bir zar; çözünebilir ve süspanse edilmiş enzimler ve RNA molekülleri içeren bir tuzlu su çözeltisi olan sitoplazma; DNA molekülleri ve bunlara bağlı proteinlerden oluşan kromozomları içeren çekirdek.
Sonuç olarak, yaşamın başlangıcı, sabit bir nükleotid dizisine sahip, istikrarlı, kendi kendine çoğalan bir organik sistemin (hücre) ortaya çıkışı olarak düşünülmelidir. Ancak bu tür sistemlerin ortaya çıkmasından sonra biyolojik evrimin başlangıcından bahsedebiliriz.
Biyopolimerlerin abiojenik sentezinin olasılığı 20. yüzyılın ortalarında deneysel olarak kanıtlanmıştır. 1953 yılında Amerikalı bir bilim adamı S. Miller Dünyanın ilkel atmosferini simüle etti ve elektrik yüklerini bir inert gaz karışımından geçirerek asetik ve formik asitleri, üre ve amino asitleri sentezledi. Böylece abiojenik faktörlerin etkisi altında karmaşık organik bileşiklerin sentezinin nasıl mümkün olduğu ortaya konuldu.
Teorik ve deneysel geçerliliğine rağmen Oparin'in konseptinin hem güçlü hem de zayıf yönleri var.
Kavramın gücü, yaşamın kökeninin, maddenin biyolojik öncesi evriminin doğal bir sonucu olduğuna göre, kimyasal evrimin oldukça doğru deneysel olarak doğrulanmasında yatmaktadır.
Bu kavramın lehine ikna edici bir argüman aynı zamanda ana hükümlerinin deneysel olarak doğrulanması olasılığıdır.
Kavramın zayıf yanı, karmaşık organik bileşiklerden canlı organizmalara geçiş anının tam olarak açıklanamamasıdır.
Prebiyolojik evrimden biyolojik evrime geçişin versiyonlarından biri bir Alman bilim adamı tarafından önerildi. M. Eigen. Onun hipotezine göre yaşamın ortaya çıkışı, nükleik asitler ve proteinlerin etkileşimi ile açıklanmaktadır. Nükleik asitler genetik bilginin taşıyıcılarıdır ve proteinler kimyasal reaksiyonlar için katalizör görevi görür. Nükleik asitler kendilerini çoğaltır ve bilgiyi proteinlere iletir. Kapalı bir zincir ortaya çıkar - katalizörlerin ve tıkanıklığın varlığı nedeniyle kimyasal reaksiyon süreçlerinin kendiliğinden hızlandığı bir hiperdöngü.
Hipersikllerde reaksiyon ürünü aynı anda hem katalizör hem de başlangıç reaktanı olarak görev yapar. Bu tür reaksiyonlara otokatalitik denir.
Prebiyolojik evrimden biyolojik evrime geçişin açıklanabileceği bir diğer teori ise sinerjetiktir. Sinerjetik tarafından keşfedilen modeller, açık bir sistemin çevre ile etkileşimi sırasında yeni yapıların kendiliğinden ortaya çıkması yoluyla organik maddenin inorganik maddeden ortaya çıkma mekanizmasını kendi kendine organizasyon açısından açıklığa kavuşturmayı mümkün kılar.
Yaşamın kökeni ve biyosferin ortaya çıkışı teorisi üzerine notlar
Modern bilim, uzun bir kozmik, jeolojik ve kimyasal evrim sürecinin - temeli Akademisyen A.I.'nin hipotezi olan abiogenezin bir sonucu olarak, doğal nedenlerin etkisi altında yaşamın abiojenik (biyolojik olmayan) kökeni hipotezini kabul etmiştir. Oparin. Abiyogenez kavramı, uzayda yaşamın var olma olasılığını ve onun Dünya'daki kozmik kökenini dışlamaz.
Bununla birlikte, modern bilimsel başarılara dayanarak, A.I. Oparin aşağıdaki açıklamaları önermektedir.
Okyanus suyunun yüzeyinde (veya yakınında) hayat ortaya çıkamazdı, çünkü o uzak zamanlarda Ay, Dünya'ya şimdi olduğundan çok daha yakındı. Gelgit dalgaları muazzam yükseklikte ve büyük yıkıcı güce sahip olmalı. Protobiyontlar bu koşullar altında oluşamazlar.
Ozon tabakasının bulunmaması nedeniyle sert ultraviyole radyasyonun etkisi altında protobiyontlar var olamaz. Bu da yaşamın yalnızca su sütununda ortaya çıkabileceğini gösteriyor.
Özel koşullar nedeniyle, yaşam yalnızca ilkel Okyanusun suyunda ortaya çıkabildi, ancak yüzeyde değil, dipte, görünüşe göre jeotermal kaynakların yakınında pirit ve apatit kristallerinin yüzeyleri tarafından emilen ince organik madde filmlerinde ortaya çıktı. Volkanik patlamaların ürünlerinde organik bileşiklerin oluştuğu tespit edildiğinden, eski çağlarda Okyanus altındaki volkanik aktivite çok aktifti. Antik Okyanus'ta organik bileşikleri oksitleyebilecek çözünmüş oksijen yoktu.
Evrim sürecinin RNA'dan proteine ve daha sonra C-H bağlarının DNA'dan daha güçlü olduğu bir DNA molekülünün oluşumuna doğru gittiği kanıtlandığından, günümüzde protobiyontların DNA değil, RNA molekülleri olduğuna inanılmaktadır. RNA'daki C-OH bağları. Ancak RNA moleküllerinin düzgün bir evrimsel gelişim sonucunda ortaya çıkamayacağı açıktır. Muhtemelen, mekanizması şu anda net olmayan, maddenin kendi kendini organize etmesinin tüm özelliklerinde bir sıçrama olmuştur.
Su sütunundaki birincil biyosferin işlevsel çeşitlilik açısından zengin olması muhtemeldir. Ve yaşamın ilk ortaya çıkışının herhangi bir tür organizma şeklinde değil, bir organizmalar topluluğu halinde meydana gelmesi gerekirdi. Birçok birincil biyosinozun hemen ortaya çıkması gerekirdi. Biyosferdeki canlı maddenin tüm işlevlerini istisnasız yerine getirebilen en basit tek hücreli organizmalardan oluşuyorlardı.
Bu basit organizmalar heterotroflardı (hazır organik bileşiklerle beslendiler), prokaryotlardı (çekirdeği olmayan organizmalar) ve anaeroblardı (enerji kaynağı olarak maya fermantasyonunu kullanıyorlardı).
Karbonun özel özellikleri nedeniyle yaşam tam da bu temelde ortaya çıktı. Ancak mevcut hiçbir delil, karbon bazlı olmayan yaşamın ortaya çıkma ihtimalini yalanlamıyor.
Yaşamın Kökeni Araştırmaları İçin Gelecekteki Bazı Yönergeler
21. yüzyılda Yaşamın kökeni sorununu açıklığa kavuşturmak için araştırmacılar iki nesneye artan ilgi gösteriyor: Jüpiter'in uydusuna, 1610'da açıldı G. Galileo. Dünya'ya 671.000 km uzaklıkta yer almaktadır. Çapı 3100 km'dir. Kilometrelerce buzla kaplı. Ancak buz örtüsünün altında bir okyanus var ve içinde antik yaşamın en basit biçimleri korunmuş olabilir.
Başka bir nesne - Doğu Gölü buna kalıntı rezervuar denir. Antarktika'da dört kilometrelik bir buz tabakasının altında bulunur. Araştırmacılarımız bunu derin deniz sondajı sonucunda keşfetti. Bu gölün sularına, kalıntı saflığını bozmadan nüfuz etmek amacıyla uluslararası bir program şu anda geliştirilmektedir. Orada birkaç milyon yıllık kalıntı organizmaların var olması mümkündür.
Ayrıca büyük ilgi var Romanya'da mağara keşfedildiışığa erişim olmadan. Bu mağaranın girişini deldiklerinde, mikroorganizmalarla beslenen böcek gibi kör canlıların varlığını keşfettiler. Bu mikroorganizmalar varlıklarını sürdürebilmek için bu mağaranın tabanından gelen hidrojen sülfit içeren inorganik bileşikleri kullanırlar. Bu mağaraya ışık girmiyor ama orada su var.
Özellikle ilgi çekici olanlar mikroorganizmalar, yakın zamanda Amerikalı bilim adamları tarafından araştırmalar sırasında keşfedildi tuz göllerinden biri. Bu mikroorganizmalar çevrelerine son derece dayanıklıdır. Tamamen arsenikli bir ortamda bile yaşayabilirler.
“Siyah sigara içenler” olarak adlandırılanlarda yaşayan organizmalar da oldukça fazla ilgi çekmektedir (Şekil 2.1).
Pirinç. 2.1. Okyanus tabanının “siyah sigara içenler”i (oklarla gösterilen sıcak su jeti)
"Siyah sigara içenler", okyanus tabanında çalışan ve okyanus ortası sırtların eksenel kısımlarıyla sınırlı olan çok sayıda hidrotermal menfezdir. Bunlardan 250 atm'lik yüksek basınç altında okyanuslara. yüksek mineralli sıcak su (350 °C) sağlanır. Dünyanın ısı akışına katkıları %20 civarındadır.
Hidrotermal okyanus menfezleri, okyanus kabuğundaki çözünmüş elementleri okyanuslara taşıyarak kabuğu değiştirir ve okyanusların kimyasına çok önemli katkılar sağlar. Okyanus sırtlarında okyanus kabuğunun oluşma döngüsü ve bunun mantoya geri dönüşümü ile birlikte hidrotermal değişim, manto ile okyanuslar arasındaki elementlerin aktarımı için iki aşamalı bir sistemi temsil eder. Görünüşe göre mantoya geri dönüştürülen okyanus kabuğu, manto heterojenliklerinin bir kısmından sorumludur.
Okyanus ortası sırtlarındaki hidrotermal menfezler, hidrotermal sıvı bileşiklerinin (siyah jet) ayrışmasından enerji elde eden olağandışı biyolojik topluluklara ev sahipliği yapıyor.
Okyanus kabuğu görünüşe göre biyosferin en derin kısımlarını içeriyor ve 2500 m derinliğe ulaşıyor.
Hidrotermal menfezler Dünyanın ısı dengesine önemli katkı sağlar. Ortadaki sırtların altında manto yüzeye en yakın olanıdır. Deniz suyu çatlaklardan okyanus kabuğuna önemli bir derinliğe kadar nüfuz eder, termal iletkenlik nedeniyle manto ısısıyla ısıtılır ve magma odalarında yoğunlaşır.
Yukarıda listelenen "özel" nesnelerin derinlemesine incelenmesi, şüphesiz bilim adamlarını gezegenimizdeki yaşamın kökeni ve biyosferinin oluşumu sorununu daha objektif bir şekilde anlamaya yönlendirecektir.
Ancak bugüne kadar deneysel olarak canlılığın elde edilemediğini de belirtmek gerekir.
Dünyadaki yaşamın kökenine ilişkin temel hipotezler.
Biyokimyasal evrim
Gökbilimciler, jeologlar ve biyologlar arasında genellikle Dünya'nın yaşının yaklaşık 4,5 - 5 milyar yıl olduğu kabul edilmektedir.
Birçok biyoloğa göre, geçmişte gezegenimizin durumu şimdiki duruma pek benzemiyordu: muhtemelen yüzeydeki sıcaklık çok yüksekti (4000 - 8000 ° C) ve Dünya soğudukça karbon ve daha dayanıklı metaller ortaya çıktı. yoğunlaşarak yer kabuğunu oluşturdu; Volkanik aktivite, hareketler ve soğumanın neden olduğu kabuğun sıkışması sonucu üzerinde kıvrımlar ve kırılmalar oluştuğundan, gezegenin yüzeyi muhtemelen çıplak ve düzensizdi.
Gezegenin henüz yeterince yoğun olmayan çekim alanının hidrojen, oksijen, nitrojen, helyum ve argon gibi hafif gazları tutamayıp atmosferi terk ettiği düşünülüyor. Ancak diğerlerinin yanı sıra bu elementleri (su, amonyak, CO2 ve metan) içeren basit bileşikler. Dünyanın sıcaklığı 100°C'nin altına düşene kadar suyun tamamı buhar halindeydi. Oksijenin yokluğu muhtemelen yaşamın ortaya çıkması için gerekli bir koşuldu; Laboratuvar deneylerinin gösterdiği gibi, yaşamın temeli olan organik maddeler, oksijen açısından fakir bir atmosferde çok daha kolay oluşur.
1923'te A.I. Oparin, teorik değerlendirmelere dayanarak, organik maddelerin, muhtemelen hidrokarbonların, okyanusta daha basit bileşiklerden oluşturulabileceği görüşünü dile getirdi. Bu süreçlerin enerjisi, çoğunu hapsetmeye başlayan ozon tabakası oluşmadan önce Dünya'ya düşen, çoğunlukla ultraviyole radyasyon olmak üzere yoğun güneş radyasyonu tarafından sağlandı. Oparin'e göre okyanuslarda bulunan basit bileşiklerin çeşitliliği, Dünya'nın yüzey alanı, enerji bulunabilirliği ve zaman ölçekleri, organik maddenin yavaş yavaş okyanuslarda biriktiğini ve yaşamın ortaya çıkabileceği bir "birincil çorba" oluşturduğunu gösteriyor.
Hayatın kökenini anlamadan insanın kökenini anlamak mümkün değildir. Ve yaşamın kökenini ancak Evrenin kökenini anlayarak anlayabilirsiniz.
Önce büyük bir patlama oldu. Bu enerji patlaması on beş milyar yıl önce meydana geldi.
Evrim Eyfel Kulesi gibi düşünülebilir. Tabanda enerji, yukarıda madde, gezegenler ve sonra yaşam var. Ve son olarak, en üstte ortaya çıkan en karmaşık ve en yeni hayvan olan insan var.
Evrimin ilerlemesi:
15 milyar yıl önce: Evrenin doğuşu;
5 milyar yıl önce: Güneş sisteminin doğuşu;
4 milyar yıl önce: Dünyanın doğuşu;
3 milyar yıl önce: Dünya üzerindeki yaşamın ilk izleri;
500 milyon yıl önce: ilk omurgalılar;
200 milyon yıl önce: ilk memeliler;
70 milyon yıl önce: ilk primatlar.
Bu hipoteze göre 1865'te önerildi. Alman bilim adamı G. Richter tarafından ortaya atılan ve son olarak 1895 yılında İsveçli bilim adamı Arrhenius tarafından formüle edilen iddiaya göre, yaşam uzaydan Dünya'ya getirilmiş olabilir. Dünya dışı kökenli canlı organizmaların meteorlar ve kozmik tozla girme olasılığı yüksektir. Bu varsayım, bazı organizmaların ve sporlarının radyasyona, yüksek vakuma, düşük sıcaklıklara ve diğer etkilere karşı yüksek direncine ilişkin verilere dayanmaktadır.
1969'da Avustralya'da Murchison göktaşı bulundu. Sekizi insan proteininde bulunan 70 bozulmamış amino asit içeriyordu!
Pek çok bilim adamı, atmosfere girdiklerinde taşlaşan sincapların öldüğünü iddia edebilir. Ancak son zamanlarda çok yüksek sıcaklıklara dayanabilen bir protein olan prion keşfedildi. Prion virüsten daha güçlüdür ve hastalığı çok daha hızlı bulaştırma kapasitesine sahiptir. Panspermia teorisine göre, insanlar bir şekilde maymunlara bulaşan dünya dışı kökenli bir virüsten geliyor ve bunun sonucunda mutasyona uğruyor.
Kendiliğinden yaşam oluşumu teorisi
Bu teori, birlikte var olduğu yaratılışçılığa alternatif olarak antik Çin, Babil ve Mısır'da yaygındı.
Çoğunlukla biyolojinin kurucusu olarak selamlanan Aristoteles (MÖ 384 – 322), yaşamın kendiliğinden ortaya çıktığı teorisine bağlıydı. Kendi gözlemlerine dayanarak, tüm organizmaları sürekli bir diziye (doğanın merdiveni) bağlayarak bu teoriyi daha da geliştirdi. “Çünkü doğa, cansız nesnelerden hayvanlara geçişi öyle düzgün bir sırayla gerçekleştirir ki, aralarına hayvan olmayan canlıları yerleştirir; öyle ki, komşu gruplar arasında, yakınlıklarından dolayı neredeyse hiçbir fark görülmez” (Aristoteles).
Aristoteles'in kendiliğinden oluşma hipotezine göre, maddenin belirli "parçacıkları", uygun koşullar altında canlı bir organizma yaratabilecek belirli bir "aktif ilke" içerir. Aristoteles bu etkin maddenin döllenmiş yumurtada bulunduğuna inanmakta haklıydı ama aynı zamanda güneş ışığında, çamurda ve çürüyen ette de mevcut olduğuna hatalı bir şekilde inanıyordu.
“Gerçek şu ki, canlılar sadece hayvanların çiftleşmesiyle değil, toprağın ayrışmasıyla da ortaya çıkabilir. Bitkilerde de durum aynı: Bazıları tohumlardan gelişirken, diğerleri tüm doğanın etkisi altında, çürüyen topraktan veya bitkilerin belirli kısımlarından kendiliğinden ortaya çıkıyor gibi görünüyor” (Aristoteles).
Hıristiyanlığın yayılmasıyla birlikte, yaşamın kendiliğinden oluşması teorisi gözden düştü: yalnızca büyücülüğe inananlar ve kötü ruhlara tapanlar tarafından tanındı, ancak bu fikir arka planda bir yerlerde daha yüzyıllar boyunca var olmaya devam etti.
Kararlı Durum Teorisi
Bu teoriye göre Dünya hiçbir zaman var olmamıştır, sonsuza kadar var olmuştur, her zaman yaşamı destekleyebilmektedir ve değiştiyse de çok az değişmiştir. Türler de her zaman var olmuştur.
Dünyanın yaşına ilişkin tahminler büyük farklılıklar göstermektedir - Başpiskopos Ussher'in hesaplamalarına göre yaklaşık 6.000 yıldan, radyoaktif bozunma oranlarını hesaba katan modern tahminlere göre 5.000 10 ila 6. yıllara kadar. Daha gelişmiş tarihleme yöntemleri, Dünya'nın yaşı hakkında daha yüksek tahminler sağlayarak, sabit durum teorisinin savunucularının, Dünyanın sonsuza kadar var olduğuna inanmasına olanak tanır. Bu teoriye göre türler de hiçbir zaman ortaya çıkmamıştır, her zaman var olmuştur ve her türün yalnızca iki alternatifi vardır: ya sayı değişikliği ya da yok oluş.
Bu teorinin savunucuları, belirli fosil kalıntılarının varlığının veya yokluğunun, belirli bir türün ortaya çıkma veya yok olma zamanını gösterebileceğini kabul etmiyor ve örnek olarak lob yüzgeçli balığın bir temsilcisi olan Coelacanth'ı gösteriyor. Durağan durum teorisinin savunucuları, yalnızca canlı türlerini inceleyerek ve onları fosil kalıntılarıyla karşılaştırarak yok oluş hakkında bir sonuca varılabileceğini ve o zaman bile bunun yanlış olma ihtimalinin çok yüksek olduğunu savunuyor. Kararlı durum teorisini doğrulamak için paleontolojik verileri kullanan az sayıda destekçisi, fosil kalıntılarının görünümünü ekolojik bir açıdan yorumluyor (nüfus artışı, kalıntıların korunmasına uygun yerlere göç, vb.). Bu teoriye ilişkin argümanların çoğu, fosil kayıtlarındaki kırılmaların önemi gibi evrimin belirsiz yönleriyle ilgilidir ve bu teori en kapsamlı şekilde bu doğrultuda geliştirilmiştir.
Yaratılışçılık
Yaratılışçılık (Latince sgea - yaratılış). Bu kavrama göre, yeryüzünde yaşayan canlılar ve tüm canlı türleri, üstün bir varlığın belirli bir zamandaki yaratıcı eyleminin sonucudur. Yaratılışçılığın temel ilkeleri İncil'de, Yaratılış Kitabında belirtilmiştir. Dünyanın ilahi yaratılış sürecinin yalnızca bir kez gerçekleştiği ve bu nedenle gözlemlenemeyeceği düşünülür. Bu durum, ilahi yaratılış kavramının tamamını bilimsel araştırma kapsamının dışına çıkarmak için yeterlidir. Bilim yalnızca gözlemlenebilen olgularla ilgilenir ve bu nedenle kavramı hiçbir zaman kanıtlayamayacak ya da çürütemeyecek.
İnsanın su kökenli teorisi
Diyor ki: İnsan doğrudan sudan geldi. Onlar. bir zamanlar deniz primatları ya da insansı balıklar gibiydik.
İnsanın kökenine ilişkin “su teorisi” Alistair Hardy (1960) tarafından ortaya atılmış ve Elaine Morgan tarafından geliştirilmiştir. Bundan sonra fikir, Jan Lindblad ve efsanevi denizaltı Jacques Mayol gibi birçok popülerleştirici tarafından yayınlandı. Hardy ve Morgan'a göre atalarımızdan biri, karaya çıkmadan önce milyonlarca yıl suda yaşayan Proconsul ailesinden büyük bir Miyosen maymunuydu.
Aşağıdaki insan özellikleri “su maymunu”nun kökeni lehine zikredilmektedir:
1. Nefesinizi tutabilme yeteneği, apne (seslendirme sırasında dahil) kişiyi dalgıç yapar.
2. Becerikli ellerle çalışmak ve alet kullanmak rakun ve su samuru davranışına benzer.
3. Primatlar su birikintilerinde ilerlerken arka ayakları üzerinde dururlar. Yarı suda yaşayan bir yaşam tarzı, dik yürümenin gelişmesine katkıda bulundu.
4. Saç dökülmesi ve deri altı yağın gelişmesi (insanlarda normal olarak diğer primatlara göre daha kalındır) suda yaşayan memelilerin karakteristik özelliğidir.
5. Büyük göğüsler vücudun suda kalmasına ve kalbin ısınmasına yardımcı oldu.
6. Kafasındaki saçlar bebeğin dik durmasına yardımcı oldu.
7. Uzatılmış ayak yüzmeye yardımcı oldu.
8. Parmakların arasında bir deri kıvrımı vardır.
9. İnsan burnunu kırıştırarak burun deliklerini kapatabilir (maymunlar bunu yapamaz)
10. İnsan kulağı daha az su emer
Mesela yeni doğmuş bir bebek anne karnından çıktıktan hemen sonra suya konulursa kendini çok iyi hissedecektir. Yüzmeyi zaten biliyor. Sonuçta yeni doğmuş bir bebeğin balık aşamasından hava soluyan memeli aşamasına geçebilmesi için sırtının okşanması gerekiyor.