Виникнення життя на Землі: відмінності між версіями
| [неперевірена версія] | [перевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
м Відкинути редагування 95.135.14.229 до зробленого Dexbot |
|||
Рядок 1:
{{about|сучасні наукові погляди на виникнення життя|колишні та релігійні уявлення щодо виникнення життя на Землі |Уявлення про виникнення життя на Землі}} {{Без джерел|дата=серпень 2013}}
'''Виникнення життя на Землі''' — [[теоретичні дослідження]] про ймовірну історію виникнення всього живого на [[планета|планеті]] Земля. <br />Згідно з [[астрономія|астрономічними]] та [[геологія|геологічними даними]] вік Землі становить приблизно 4,5 — 5 [[мільярд|млрд.]] [[рік|років]]{{Джерело?}}. Вважається, що в минулому стан нашої планети був мало схожий на теперішній. {{Джерело?|Імовірно, [[температура]] на поверхні була дуже високою (4000 — 8000 °C)}}, а в міру остигання, тугоплавкі [[метал]]и конденсувалися й утворили [[земна кора|земну кору]]; поверхня планети була, напевно, голою і нерівною, оскільки на ній внаслідок [[вулкан]]ічної активності, переміщень і стиснень кори, викликаної охолодженням, відбувалося утворення складок і розривів.
{{Джерело?|Вважається, що [[гравітаційне поле]] ще недостатньо масивної планети не могло утримувати легкі гази}}: [[водень]], [[кисень]], [[азот]], [[гелій]] і [[аргон]], внаслідок чого вони залишили [[Атмосфера Землі|атмосферу]]. Але прості сполуки, які містять ці елементи серед інших ([[вода]], [[аміак]], CO<sub>2</sub>, [[метан]]) виявились достатньо важкими й залишились на планеті. {{Джерело?|Поки [[температура]] Землі не впала нижче за 100 °C, уся вода перебувала в пароподібному стані}}. Атмосфера була, вочевидь, відновною, про що свідчить наявність у давніх [[гірські породи|породах]] металів у відновленій формі (наприклад, [[валентність|двовалентного]] [[залізо|заліза]]). Молодші породи містять метали вже в окисленій формі (Fe<sup>3</sup>+). {{Джерело?|Відсутність кисню, скоріш за все, була необхідною умовою для виникнення життя}}. Лабораторні [[Експеримент|досліди]] свідчать про те, що органічні речовини (основа життя) набагато легше утворюються у збідненій [[кисень|киснем]] атмосфері.
== Гіпотеза [[Опарін Олександр Іванович|Опаріна]] ==
[[1923]] року [[Опарін Олександр Іванович|О. І. Опарін]], виходячи з [[теорія|теоретичних]] міркувань, запропонував гіпотезу, що органічні речовини, можливо [[вуглеводні]], могли утворюватися в океані з простіших сполук. Енергію для цих процесів постачала інтенсивна [[сонячна радіація]], головним чином [[ультрафіолетове випромінювання]], що потрапляло на Землю до того, як утворився [[Озон|озоновий]] шар, який зараз затримує основну її частину. На думку Опаріна, різноманітність простих сполук, що були в океанах, площа поверхні Землі, доступність енергії й масштаби часу дозволяють припустити, що в океанах поступово накопичилися органічні речовини й утворився [[первісний бульйон]]. У такому первісному бульйоні, на його думку, могло виникнути [[життя]].
[[1953]] року [[Стенлі Міллер]] у низці [[експеримент]]ів [[моделювання|моделював]] умови, що існували на первісній Землі (див. [[Експеримент Міллера—Юрі]]). У створеній установці йому вдалося синтезувати багато речовин, що мають важливе біологічне значення, в зокрема кілька [[амінокислота|амінокислот]], [[аденін]] і простий [[цукор]], такий як [[рибоза]]. Після цього Орджел з Інституту Солка в схожому експерименті синтезував [[нуклеотидні ланцюги]] довжиною шість [[мономер]]них одиниць (прості нуклеїнові кислоти).
Утворення подібних сполук у природі є досить очікуваним. Амінокислота [[гліцин]] (складова частина білків) має досить просту [[формула|формулу]]: C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>NO<sub>2</sub>. Тому навіть у [[Місяць (супутник)|місячному]] ґрунті та [[метеорит]]ах Оргейл, Муррей та Мерчисон було виявлено [[амінокислота|амінокислоти]]: [[гліцин]], [[глутамін]], [[аланін]], [[аспаргін]], [[серин]]. Однак у жодному з дослідів Міллера та інших дослідників не вдавалось одночасно синтезувати всі 20 [[амінокислота|амінокислот]], які є в живих організмах.{{джерело}} Крім цього, {{Джерело?|концентрація [[амінокислота|амінокислот]] у бульйоні була все ж занадто малою (близько 2%)}}. У випадку, якби ці реакції відбувались у невеликій водоймі, цим речовинам загрожувало би звичайне розсіяння.
Також слід відзначити, що умови, за яких Стенлі Міллер проводив свої досліди, все ж були досить відмінними від природних. Наприклад, у дослідах Міллера обсяг газів піддавався дії електричних розрядів протягом тижня. Це означає, що тривалість контакту газів з електричним розрядом було перевищено у мільйони разів порівняно з [[блискавка|блискавкою]].
{{Джерело?|Окрему проблему становить твердження про відсутність [[кисень|кисню]] в первинній атмосфері Землі. Це твердження все ще є досить спірним у сучасній науці}}. А за наявності кисню синтез складних сполук є вкрай малоймовірним.
Ці та інші проблеми змусили в 1960-х роках шведських вчених: хіміка Л. Сіллен та геолога М. Руттен — відкинути концепцію «первинного бульйону», як хімічно малоймовірну{{Джерело?}}.
Пізніше виникло припущення, що в первинній атмосфері у відносно високій концентрації містився двоокис вуглецю. Недавні експерименти, проведені з використанням установки Міллера, в яку вмістили суміш CO<sub>2</sub> і H<sub>2</sub>O, і тільки слідові кількості інших газів, дали такі ж результати, які отримав Міллер. {{Джерело?|Теорія Опаріна отримала широке визнання}}, але вона не дає відповідь на питання, як саме відбувся перехід від складних органічних речовин до простих живих організмів. У цьому аспекті теорія біохімічної еволюції подає загальну схему, прийнятну для більшості біологів.
Опарін вважав, що вирішальна роль у перетворенні неживого в живе належала [[Білок|білкам]]. Завдяки амфотерності білків вони можуть утворювати колоїдні гідрофільні комплекси — притягати до себе молекули води, які створюють навколо них оболонку. Ці комплекси можуть відокремлюватися від водної фази, в якій вони перебувають у вигляді суспензії, і утворювати [[Емульсія|емульсію]]. Злиття таких комплексів один з одним призводить до відділення колоїдів від середовища — процес, званий [[Коацервація|коацервацією]]. Багаті на колоїди коацервати, можливо, були здатні до обміну речовинами з навколишнім середовищем і вибірково нагромаджували різні сполуки, особливо кристалоїди. Колоїдний склад коацерватів, вочевидь, залежав від складу середовища. Різноманітність складу «бульйону» в різних місцях вела до відмінностей у складі коацерватів і постачала таким чином сировину для біохімічного природного добору.
Припускається, що в самих коацерватах речовини вступали в подальші [[Хімічна реакція|хімічні реакції]]. При цьому відбувалося поглинання коацерватами іонів металів й утворення [[фермент]]ів. На межі між коацерватами й середовищем «шикувалися» молекули ліпідів, що призводило до утворення примітивної клітинної мембрани, яка забезпечувала коацерватам стабільність. Внаслідок включення в коацерват первинної молекули, здатної до самовідтворення, і внутрішньої перебудови вкритого ліпідною оболонкою коацервата, могла виникнути первинна [[клітина]]. Збільшення розмірів коацерватів і їх фрагментація, вели до утворення ідентичних коацерватів, які могли б поглинати більше компонентів середовища. Така послідовність подій призвела б до появи примітивного самовідтворюваного гетеротрофного організму, який харчувався органічними речовинами первинного бульйону.
Цю гіпотезу походження життя визнають вчені, але у деяких вона викликає сумніви через велику кількість припущень. Астроном [[Фред Хойл]] висловив думку, що гіпотеза «так само безглузда й неправдоподібна, як твердження, що ураган, який пронісся над смітником, може привести до побудови Боїнга-747».{{джерело}}
Найскладніший момент цієї теорії — пояснити, як виникла здатність живих систем до самовідтворення. Гіпотези з цього питання у рамках наведеної теорії малопереконливі.{{джерело}}
== Гіпотеза РНК-світу ==
{{main|Гіпотеза світу РНК}}
{{Джерело?|Ця [[гіпотеза]] виникнення [[живий організм|живих організмів]] останнім [[час]]ом здобуває все більше прихильників}}. Суть її полягає в припущенні, що попередниками живих клітин були [[молекула|молекули]] [[РНК]], а не [[білок|білки]].
Важливим для розвитку цієї теорії є відкриття явища [[самореплікація|самореплікації]] (самовідтворення) [[молекула|молекул]] РНК. Вважається, що шляхом самореплікації молекули РНК еволюціонували до складніших клітинних утворень.
Основною проблемою гіпотези є складність [[спонтанність|спонтанного]] [[синтезування]] поодиноких молекул РНК, а також їх [[послідовість|послідовностей]].{{джерело}}
== Див. також ==
| |||