Evolusi kimia: peringkat dan intipati

Proses penukaran dicapai kimia sains dalam evolusi kimia yang dipanggil, dan titik perubahan proses revolusioner berlaku demi kejadian dalam 1777 oleh ahli sains semula jadi Lavoisier teori pembakaran Perancis menerangkan peranan oksigen. Setelah itu maka kajian semula semua konsep-konsep asas dan prinsip-prinsip asas kimia, telah mengubah istilah dan tatanama bahan.

kursus asas

1789 menyaksikan pengeluaran buku teks Lavoisier, segera menjadi rujukan utama bagi para penyelidik dan pengamal sains dilahirkan. The "asas kursus kimia" telah pertama dalam senarai dunia - Isi badan mudah, menyenaraikan unsur-unsur kimia yang dikenali. Asas tome ini Lavoisier berbaring tepat teori oksigen pembakaran, di mana evolusi kimia itu diarahkan oleh cara yang sama sekali baru. Elemen paling penting dalam takrif - pengalaman, yang adalah apa yang seorang saintis dan dipilih kriteria utama, dan segala sesuatu yang tidak disahkan oleh pengalaman, seperti atom atau struktur molekul, Lavoisier telah tidak dipertimbangkan.

evolusi kimia telah melalui undang-undang beliau merumuskan - pengabadian jisim, mengenai sifat-sifat sebatian, perbezaan mereka dalam komposisi unsur. Ia kemudiannya bahawa kimia telah menjadi sains sendiri, belajar komposisi badan uji kaji. Saya tidak boleh melakukannya tanpa evolusi kimia rasionalisasi subjek ini, dan dengan itu, manusia akhirnya ditinggalkan masa lalu alkimia, kerana idea-idea tentang sifat jirim dan sifat-sifatnya berubah secara drastik dan cepat. Tetapi dorongan untuk proses ini berkhidmat penyelidikan Lavoisier. Sekarang, walaupun kanak-kanak sekolah tahu bahawa peringkat evolusi kimia (atau evolusi prebiotik) perlu dipertimbangkan dari masa yang mendahului kemunculan kehidupan di bumi. Dalam abad kelapan belas, konsep itu di dunia tidak ada orang yang pernah.

kehidupan

evolusi kimia bermula di Bumi planet benar-benar tidak bermaya apabila bahan organik secara beransur-ansur mula muncul dari molekul organik, yang khusus memberi kesan kepada tenaga dan pemilihan faktor. Berlaku proses organisasi-diri, yang merupakan ciri khas walaupun sistem yang agak kompleks. Oleh itu, karbon di Bumi muncul. Sebaliknya, terdapat karbon molekul pertama amat penting bukan sahaja untuk penampilan tetapi juga untuk pembangunan selanjutnya semua benda hidup.

Kita tidak tahu setakat ini, apakah intipati evolusi kimia pada peringkat awal kehidupan. Kimia yang diketahui apa-apa bahan menghadkan sempadan proses evolusi karbon akueus postulat. Mungkin, dalam alam semesta terdapat pilihan mod lain kewujudan jirim hidup dan asal-usul protein kita - bukan satu-satunya "jalan keluar". Terdapat telah menyedari kombinasi unik ciri-ciri polimer dengan sifat-sifat karbon depolarizing medium akueus dalam fasa cecair. Syarat-syarat ini adalah mencukupi untuk memulakan evolusi kimia hidup dan keperluan untuk pembangunan semua kepada kita pelbagai bentuk kehidupan.

Memulakan proses

Manusia walaupun buaian sendiri tidak semua tahu. Terutama tentang di mana dan bila untuk memulakan peringkat evolusi kimia di Bumi. Ini adalah apa yang kita juga, hanya meneka. Di sini, pertama, mungkin ada benar-benar bila-bila masa.

Apabila anda selesai kitaran kedua pembentukan bintang apabila produk pekat letupan daripada supernovas, yang memberikan unsur-unsur ruang antara bintang yang dikenali sebagai berat, yang berat badan melebihi dua puluh enam. Apabila bintang-bintang berada di dalam generasi kedua mendapati sistem planet mereka sendiri, di mana unsur-unsur berat diperlukan telah jumlah yang mencukupi. Menyedari intipati evolusi kimia boleh pada bila-bila masa selepas Big Bang dalam selang setengah bilion dan setengah bilion tahun.

Di mana kehidupan bermula

Di mana dia boleh telah timbul - juga satu soalan terbuka. Semasa membuat banyak keadaan ekolyutsii pelancaran kimia agak mungkin boleh berlaku dalam hampir mana-mana persekitaran. Ini tanah bawah dan planet, dan kedalaman lautan dan permukaan, walaupun pembentukan protoplanet sesuai.

Selain itu, awan gas antara bintang juga boleh bertindak sebagai batu loncatan untuk serangan ke atas hidup perkara tidak bermaya, dan ia disahkan di dalamnya bahan-bahan organik dikesan - dan alkohol gula, aldehid, asid amino, glycine dan lebih mampu bertindak sebagai bahan permulaan untuk hidup dengan cara evolusi kimia bermula.

teori

Bumi purba menyimpan rahsia-rahsianya, dan manusia tidak lagi mempunyai maklumat yang boleh dipercayai mengenai keadaan geokimia kewujudannya sebelum kemunculan kehidupan. penyelidikan geologi tidak boleh memuaskan hati semua soalan, dan oleh itu untuk belajar banyak terlibat astronomi. Supaya membina sebuah teori evolusi kimia. keadaan Venus dan Marikh hari ini dianggap sebagai serupa dengan Bumi pada peringkat tertentu evolusi kimia.

Untuk percubaan pada model dan seterusnya mendapatkan semua data asas yang dikenali. Sebagai contoh, dengan menggunakan simulasi pelbagai komposisi kimia dan keadaan iklim di atmosfera, hidrosfera, litosfera molekul organik kompleks diperolehi. Perolehan data baru oleh eksperimen sentiasa dalam pembinaan memperkaya teori. Jadi, ia telah dicalonkan dalam beberapa hipotesis mengenai mekanisme tertentu dan terus memandu tentera diadakan evolusi kimia.

Penyelidikan di Rusia

Kehidupan di bumi telah ditubuhkan melalui Abiogenesis, iaitu, kelahiran sebatian organik yang kehadirannya adalah hidupan liar ciri luar badan dan tanpa penyertaan sedikit enzim. Ini adalah peringkat pertama, apabila terdapat hidup dari bukan hidup yang.

Oleh hipotesis Oparin akademik dalam dua puluhan abad kedua puluh, penyelesaian sebatian molekul tinggi dapat membentuk kawasan tertentu di mana tumpuan mereka bertambah, dan pemisahan dari persekitaran luar tidak menghalang mereka untuk berkomunikasi dengannya. Kawasan-kawasan ini dipanggil coacervates atau titik coacervate.

luar negara

Asal sintesis abiotik Dilaksanakan di bumi yang primitif dibelanjakan pada tahun 1953 godu Stanley Miller, mensintesis asid amino dengan bahan-bahan organik yang lain. Kemudiannya muncul teori hypercycles yang menerangkan kewujudan kehidupan dalam perjalanan evolusi kimia kehadiran reaksi pemangkin, berturut-turut, di mana produk yang sebelumnya menjadi pemangkin untuk seterusnya.

Hanya yang pertama "protocell" dicipta pada 2008 oleh seorang ahli biologi Amerika yang melalui sarung asid lemak dan lipid dapat mendapatkan nukleotida monophosphate dari alam sekitar. Ini imidazole "bata" diaktifkan adalah penting untuk sintesis DNA. Dan pada tahun 2011 di Jepun telah diwujudkan vesikel dengan unsur-unsur DNA di bawah membran kationik, yang mampu untuk membahagikan, seperti tindak balas rantai polirazmernaya, replikasi DNA.

hipotesis utama

evolusi kimia kehidupan di bumi hipotesis menerangkan perkara asas berikut.

1. Keperluan muncul di Bumi atau dalam keadaan ruang, di mana terdapat satu sintesis pengautomangkinan ugrerodosoderzhaschih molekul, dengan sintesis mesti mempunyai jumlah yang besar dan pelbagai yang besar, cukup untuk memulakan proses evolusi kimia.
2. Kejadian struktur protocellular muncul dari molekul dinyatakan di atas. Ini agregat ditutup stabil diasingkan daripada alam sekitar, pertukaran tenaga bahan dan pas mereka terpilih. Jadi struktur protocellular sana.
3. Unit membentuk terdapat keupayaan untuk pembangunan diri - replikasi diri dan transformasi diri semua maklumat sistem kimia. Jadi terdapat unit asas kod keturunan.
4. Peringkat seterusnya - hubungan antara penampilan dan fungsi enzim sifat protein dengan RNA dan DNA sebagai pembawa data. Jadi ada sebenarnya kod keturunan yang diperlukan untuk evolusi biologi.

penemuan

Seperti yang dinyatakan di atas, Alexander Oparin seawal dua puluhan abad yang lalu dibuka coacervates. Seterusnya Stanley Miller dan Harold Urey pada tahun 1953, menyifatkan kemunculan suasana purba dalam simulasi biomolekul mudah dan proses kejadian mereka. Seterusnya Sidney Foks memberitahu dunia mengenai mikrosfera untuk protenoidov. Pada tahun 1981, T. dan S. Ceku Altmane dapat memerhatikan pembahagian RNA pengautomangkinan sebagai ribozymes dapat mengintegrasikan maklumat dan pemangkinan dalam molekul, "mengukir" diri daripada rantai dan menyambung baki "hujung".

Pada tahun 1986, William Gilbert of Cambridge dibangunkan idea "RNA World", dan Gunther von Kidrovski dari Jerman pada masa yang sama telah disampaikan sistem yang pertama mereplikasi diri berdasarkan DNA, yang merupakan sumbangan penting kepada pemahaman sistem mereplikasi diri dan fungsi pertumbuhan mereka. Sains telah dengan cepat pergi ke hadapan ke arah ini: Manfred Eigen dibuka hyperframe, evolusi berkumpulan molekul RNA, dan Yuliy Rebek dicipta molekul buatan pertama yang mereplikasi diri dalam kloroform.

Ruang & Earth

Pusat Penerbangan Angkasa NASA Dzhon Korlis belajar proses penghantaran mata air haba tenaga laut lepas dan bahan kimia yang membuat evolusi kimia bebas daripada persekitaran angkasa, dan hari ini mereka adalah untuk archaebakteria awal habitat kekal. Dalam dunia sulfida besi, beberapa hipotesis Gunter Vehterskhoyzera.

Beliau menyifatkan mereplikasi diri struktur metabolisme pertama menyebabkan pada permukaan pirit (besi sulfida), yang memberikan tenaga yang diperlukan untuk bertukar-tukar bahan. Dari segi pemilihan berkembang dan mereput kristal pyrite boleh membesar dan mengeluarkan semula, mewujudkan pelbagai populasi. mineral tanah liat bagi kehadiran molekul organik juga telah dikaji dengan teliti. Walau bagaimanapun, model bersatu evolusi kimia tidak lagi wujud, kerana prinsip-prinsip asas pergerakan proses ini tidak lagi terbuka.