Как възникна животът на планетата земя?

Въпросът как се появи животът на земята е един от най -дълбоките в науката и въпреки че има много теории, учените все още не могат да стигнат до един отговор. Това продължава да бъде тема за дискусии, тъй като осъзнаването на произхода на живота ще ни помогне да разберем по -добре нашето място във Вселената, а също така ще насочи търсенето на извънземен живот. На земята има много хипотези и теории на живота, а по -долу ще разгледаме някои от най -популярните.

Първата идея, която привлече вниманието на учените, беше „първичният бульон“: идеята, че когато Земята е млада, океаните са били пълни с прости химикали, които допринасят за появата на живота и които независимо формират прости живи клетки. Тази хипотеза е предложена през 20 -те години на миналия век от двама независими изследователи: Александър Опарин от СССР и британски генетик J. Б. От. Holderen.

Теорията на първичния бульон получава широка подкрепа през 1953 г., когато млад американски аспирант на име Стенли Милър, ръководен от лауреата на Нобеловата награда Гаролд Юри, проведе известен експеримент. Милър смеси четири прости химикали в стъклени тръби, които се нагряват и засегнати от електрически искри, имитиращи мълнии. По време на експеримента са създадени няколко аминокиселини, строителните блокове на протеините. Експериментът на Милър-Юри показа, че органичните молекули са в състояние да се образуват естествено.

Създаването на живот от нулата обаче се оказа много по -сложно, отколкото предложи експериментът от Милър. От десетилетия се предлагат няколко конкурентни хипотези и днес тази област е значително поляризирана. Учените не са съгласни с това, което химическите компоненти на живота се появиха първите, какви житейски процеси възникват първо и къде се появи животът на земята на земята.

Въпрос, дори и времето на живота. Знаем само, че това се е случило след като Земята е формирана преди 4,5 милиарда години и преди 3,5 милиарда години - времето на най -старите изкопаеми доказателства за живота. Много палеонтолози се опитаха да ограничат хоризонта, идентифицирайки по -древни следи от живота, но находките им са оспорвани.

Що се отнася до местоположението, мнозина все още предпочитат морето, но не непременно отворени: Някои изследователи смятат, че животът е възникнал в алкални хидротермални извори на морското дъно. Други вярват, че животът се е появил във водни тела на сушата, вероятно в геотермални басейни, подобно на факта, че в Йелоустоун. Например бяха предложени много други места. По -малка част от учените ще оставят, че животът е възникнал някъде във Вселената и е прехвърлен на Земята. Тази хипотеза е известна като "панцперма". Повечето изследователи обаче го смятат за малко вероятно.

Процес, създал живот

Най -остър въпрос е механизмът, с който произхожда животът. Кой от многото процеси, протичащи в живите организми, възникна първите?

Една от първите идеи, популяризирани от биохимика на Сидни Фокс след експеримента с Милър-Юри, е, че аминокиселините са събрани в прости протеини. В съвременните организми протеините изпълняват огромен набор от функции, включително действа като ензими, които ускоряват основните химични реакции. Тази хипотеза на протеините обаче до голяма степен е загубила своята популярност.

Идеята, че животът е започнал с РНК, близък роднина на ДНК (хипотеза за света на РНК) е много по -популярна. РНК може да носи гени и да се копира по същия начин като ДНК, но тя също може да се обърне и да действа като ензим. Идеята е, че организмите, базирани изключително на РНК, са възникнали първо, а едва по -късно се развиват ДНК и протеин.

Хипотезата за света на РНК е натрупала много потвърждения, но не е ясно дали една РНК е достатъчна. През последните години някои изследователи предположиха, че РНК разкрива своя потенциал само в комбинация с протеини - и двата компонента са необходими за живота.

Друга мисъл е, че първите организми са били прости капки или мехурчета. Тези "тройки" приличаха на съвременни клетки в едно ключово свойство: те действаха като контейнери за всички останали компоненти на живота. По -напредналите прозорци, разработени от лауреата на Нобеловата награда от биолог Джак Шостак, също съдържат самопродукция РНК.

Последната хипотеза е, че животът започва с поредица от химични реакции, които извличат енергия от околната среда и я използват за създаване на житейски молекули. Идеята е номинирана в края на 80 -те години от немския химик Gunter Vekhterschoizer. Vekhterskhoizer предполага, че ранният живот може да възникне на повърхността на минералите на желязния сулфид, оттук и името на „хипотезата на света на желязните сулфиди“. В наши дни обаче тази идея беше изместена от предположението на Майкъл Ръсел, че първият живот изяде теченията на електрически заредените протони в алкални хидротермални извори на морското дъно.

Критика на абиогенезата и панспермия

Въпреки че експериментите, проведени от Стенли Милър и други учени въз основа на работата му, показват, че животът може да възникне от основния бульон, тази възможност остава теоретична. Няма доказателства за предишен живот на Земята на Земята. Освен това критиците на хипотезата на РНК отбелязват, че експериментите, потвърждаващи тази концепция, са проведени с биологично създадена РНК. РНК може да действа като матрица за самоуправление и като ензим за извършване на този процес, но тези резултати се извършват при контролирани лабораторни условия. Следователно, те само частично доказват, че такива деликатни процеси могат да се случват в моретата на древната земя.

По такива причини хипотезата на РНК беше до голяма степен отхвърлена от привържениците на абиогенезата в полза на други теории, като едновременното развитие на протеини и генетични матрици или произхода на живота около хидротермални извори, подобни на тези, които в момента са обитавани от екстремофили. Но има един важен фактор, който е трудно да се преодолее всяка хипотеза за абиогенеза: време. Смята се, че животът, базиран на живота, възникна на Земята преди около 3,8 милиарда години, давайки форми на живот преди около 1 милиард години за извършване на случайни процеси на кодиране на полезни протеини и сглобяване на техните предшественици на клетъчния живот. Критиците на абиогенезата казват, че неорганичната материя просто не е достатъчно време, за да се превърне в теоретично разумен живот преди клетката. Според една от оценките, за да се създаде случайно един полезен протеин, около 10 ще се нуждаят⁴⁵⁰ години.

Това е една от основните препятствия, която прави Панцперия привлекателна идея: не обяснява произхода на живота, а само появата му на земята. Хипотезата на Pancepermia не противоречи непременно на абиогенезата, тя просто премества източника на живот на друго място. Независимо от това, все още няма оценки за няколко важни фактора, които трябва да се наблюдават, така че панцпермията да е правилна. Възможно ли е например микробният живот да оцелее при тежки условия на полет в космоса, влизайки в атмосферата на земята и сблъсък с повърхността на нашата планета?

Някои скорошни хипотези предполагат, че животът не е трябвало да оцелява. Някои учени постулират, че мъртвите ДНК частици могат да пристигнат на земята чрез балистична панспермия и са възпроизведени, като се използва пренебрегван процес, подобен на света на РНК. Други се стремят да изследват Марс в търсене на вкаменелости и да сравняват всеки генетичен материал с това, което се намира навсякъде на земята, за да определи родството.

Независимо от това, ако животът на земята възникне на друго място и се премести на нашата планета, въпросът все още е отворен: как се е случил животът?