Chimik evolisyon: premye etap yo ak sans

Pwosesis la konvèsyon te akonpli chimi syans nan sa yo rele evolisyon nan pwodui chimik, ak pwen an vire nan pwosesis la revolisyonè ki te fèt apre kreyasyon nan 1777 pa franse natirèl syantis Lavoisier teyori a ki degaje konbisyon dekri wòl nan oksijèn. Lè sa a, te kòmanse yon revizyon nan tout konsèp yo fondamantal ak prensip debaz nan chimi, te chanje tèminoloji a ak nomanklatur nan sibstans ki sou.

kou primè

1789 te wè liberasyon an nan yon liv Lavoisier, imedyatman te vin tounen yon referans kle pou chèchè ak pratik nan syans fèt. Gen "primè Kou a chimi" te premye a nan lis la mond - Table nan kò senp, lis eleman yo pwodui chimik li te ye. Baz la nan sa a Tome Lavoisier kouche jisteman teyori oksijèn nan ki degaje konbisyon, annakò ak sa te evolisyon nan pwodui chimik ki dirije pa yon konplètman nouvo fason. eleman ki pi enpòtan nan definisyon an nan - eksperyans, ki se sa ki yon syantis ak eli kritè prensipal la, ak tout bagay ke se pa sa konfime pa eksperyans, tankou yon atomik oswa estrikti molekilè, Lavoisier pa t 'konsidere yo.

te Chimik evolisyon ale nan lwa yo li formul - konsèvasyon a nan mas, sou nati a nan pwopriyete yo nan konpoze, diferans yo nan konpozisyon sa a Elemental. Li te Lè sa a ki te chimi vin yon syans nan pwòp tèt ou, etidye konpozisyon sa a nan kò yo nan èksperimantal. Mwen pa te kapab fè san yo pa evolisyon nan pwodui chimik nan rasyonalizasyon a nan sijè a, epi konsa, limanite finalman abandone sot pase a alchimik, kòm lide sou nati a nan matyè ak pwopriyete li yo chanje byen wo ak byen vit. Men, UN a pou pwosesis sa a te sèvi Lavoisier rechèch. Koulye a, menm timoun lekòl konnen ke premye etap yo nan evolisyon chimik (oswa prebyotik evolisyon) yo ta dwe konsidere kòm soti nan tan an ki anvan Aparisyon nan lavi sou Latè. Nan syèk la dizwityèm, konsepsyon sa yo nan mond lan pa gen yon sèl janm te fè.

lavi

Chimik evolisyon te kòmanse sou Latè planèt absoliman mò lè se sibstans nan òganik piti piti yo te kòmanse sòti nan molekil inòganik, ki espesyalman afekte enèji ak seleksyon faktè sa yo. Dewoulman pwosesis nan pwòp tèt ou òganizasyon-yo, ki se karakteristik nan menm sistèm relativman konplèks. Se konsa, kabòn nan sou Latè parèt. Olye de sa, gen carbone premye molekil ki gen enpòtans fondamantal pa sèlman pou aparans, men tou pou plis devlòpman sou tout matyè k ap viv.

Nou pa konnen byen lwen tèlman, ki sa ki sans nan evolisyon chimik nan etap yo byen bonè nan lavi yo. chimi la li te ye nan nenpòt ki sibstans limite limit pwosesis evolisyonè postila la akeuz kabòn. Petèt, nan linivè a gen opsyon lòt mòd nan egzistans nan matyè k ap viv ak orijin nan nan pwoteyin nou an - se pa sèlman "wout la soti". Gen te reyalize yon konbinezon inik nan polymère pwopriyete ak pwopriyete depolarizing kabòn nan mwayen an akeuz nan faz la likid. Kondisyon sa yo te ase yo kòmanse evolisyon nan pwodui chimik nan lavi epi yo bezwen an pou la devlopman nan tout li te ye ak nou varyete nan fòm lavi.

Koumanse pwosesis la

Limanite menm nan bèso l 'konnen se pa tout. Espesyalman sou ki kote ak ki lè yo kòmanse premye etap yo nan evolisyon chimik sou Latè. Sa a se ki sa nou, tou, kapab sèlman devine. Isit la, premye, ka gen absoliman nenpòt ki lè.

Lè ou fini sik la dezyèm nan fòmasyon zetwal lè pwodwi yo kondanse nan eksplozyon nan supèrnove, sa ki te ba eleman espas entèstelè rele lou, ki gen pwa depase ven-sis. Lè zetwal yo ki nan jenerasyon an dezyèm jwenn pwòp sistèm planetè yo, kote yo mande eleman lou te gen yon kantite lajan ase. Reyalize sans nan evolisyon a pwodui chimik te kapab nan nenpòt ki lè apre Bang a Big nan yon entèval nan mwatye yon bilyon dola ak yon mwatye milya dola ane sa yo.

Kote lavi yo te kòmanse

Ki kote li te kapab gen parèt - tou yon kesyon tou louvri. Lè y ap kreye anpil byen gen anpil chans lansman chimik kondisyon ekolyutsii te kapab rive nan pwatikman nenpòt anviwònman. Sa a trefon ak planèt yo, ak pwofondè a nan oseyan an ak sifas la, menm protoplanetary fòmasyon ki apwopriye.

Anplis, nwaj entèstelè gaz pouvwa sèvi tou kòm yon tranplen pou atak sou k ap viv pwoblèm mò, epi li se konfime ladan l 'sibstans ki sou òganik detekte - ak alkol sik, aldeid, asid amine, glisin ak plis ankò kapab sèvi kòm kòmanse materyèl pou lavi pa vle di nan evolisyon chimik te kòmanse.

teyori

Ansyen Latè kenbe sekrè li yo, ak limanite pa ankò gen enfòmasyon serye sou kondisyon sa yo jochmikal nan egzistans li anvan Aparisyon nan lavi yo. Jeyolojik rechèch pa ka satisfè tout kesyon yo, ak Se poutèt sa yo etidye anpil patisipe astwonomi. Se konsa, bati yon teyori nan evolisyon chimik. kondisyon venuzyèn ak marsyèn jodi a yo konsidere yo dwe menm jan ak Latè nan sèten etap nan evolisyon chimik.

Fè eksperyans sou modèl yo epi konsa jwenn tout li te ye done yo de baz yo. Pou egzanp, lè l sèvi avèk simulation nan divès kalite konpozisyon chimik yo ak kondisyon klimatik nan atmosfè a, idwosfè a, litosfè konplèks molekil òganik yo te jwenn. Akizisyon nan done nouvo pa eksperyans se toujou anba konstriksyon enrichir teyori a. Se konsa, li te nominasyon nan yon nonb de ipotèz konsènan fòmil yo espesifik ak dirèkteman kondwi fòs ki te fèt evolisyon chimik.

Rechèch nan Larisi

Lavi sou Latè te fòme nan abyojenèz, se sa ki, nesans la nan konpoze òganik ki gen prezans se karakteristik bèt sovaj pi lwen pase kò a ak san yo pa patisipasyon an mwendr nan anzim. Sa a se etap nan premye, lè gen yon k ap viv soti nan vivan an.

Pa ipotèz akademik Oparin nan ven yo nan ventyèm syèk la, solisyon nan konpoze wo-molekilè yo kapab fòme yon sèten zòn ki kote konsantrasyon yo ogmante, ak separasyon nan anviwònman an ekstèn pa anpeche yo yo kominike avèk li. Zòn sa yo yo rele yo coacervates oswa gout coacervate.

lòt bò dlo

Orijin abyotik sentèz aplike nan yon tè primitif pase nan 1953 godu Stanley Miller, sentèz asid amine ak lòt sibstans ki sou òganik. Imedyatman parèt teyori hypercycles ki eksplike egzistans lan nan lavi nan kou a nan evolisyon nan pwodui chimik nan prezans nan yon reyaksyon katalitik, youn apre lòt, kote pwodwi a anvan yo vin katalis la pou pwochen an.

Se sèlman premye "protocell" te kreye nan 2008 pa byolojis Ameriken ki nan djenn lan nan asid gra ak lipid yo te kapab jwenn nukleotid monofosfat nan anviwònman an. Sa yo aktive imidazol "brik" yo se esansyèl pou sentèz la nan ADN. Ak nan 2011 nan peyi Japon te kreye dechay ak eleman ADN anba kasyonik manbràn, ki te kapab divize, jan sa te reyaksyon polirazmernaya chèn, replikasyon nan ADN.

ipotèz prensipal

Chimik evolisyon nan lavi sou ipotèz Latè eksplike pwen yo debaz yo.

1. Nesesite parèt sou Latè oswa nan kondisyon espas, nan ki gen se yon sentèz autocatalytic ugrerodosoderzhaschih molekil, ak sentèz la dwe gen komèsan laj ak yon varyete konsiderab, ase yo kòmanse pwosesis la nan evolisyon chimik.
2. Ensidan estrikti protocellular émergentes soti nan molekil sa yo dekri anwo a. Sa yo ki estab granula fèmen izole nan anviwònman an, enèji echanj nan sibstans ki sou ak pase yo oaza. Se konsa, estrikti protocellular la.
3. inite yo fòme gen yon kapasite nan devlopman pwòp tèt ou-- pwòp tèt ou-replikasyon ak pwòp tèt-transfòmasyon nan tout enfòmasyon nan sistèm chimik. Se konsa, gen inite debaz yo nan kòd la éréditèr.
4. Pwochèn sèn nan - relasyon ki genyen ant aparans la ak fonksyon nan anzim pwopriyete yo nan pwoteyin ak RNA ak ADN kòm transpòtè yo done. Se konsa, gen se aktyèlman éréditèr Kòd sa ki nesesè pou evolisyon byolojik.

dekouvèt

Kòm mansyone pi wo a, Alexander Oparin osi bonè ke lè ven yo nan dènye syèk lan louvri coacervates. Next Stanley Miller ak Harold Urey nan 1953, ki dekri Aparisyon nan atmosfè a ansyen nan simulation molécules ki senp epi pwosesis la nan ensidan yo. Next Sidney Foks di mond lan sou mikrosfèr yo nan protenoidov. Nan 1981, T. ak S. Ceku Altmane kapab obsève divizyon an nan autocatalytic RNA kòm ribozymes yo kapab entegre enfòmasyon an ak catalyse nan molekil la, "Sur soti" tèt yo kont chèn nan ak konekte rete "pwent yo".

An 1986, William Gilbert nan Cambridge devlope lide a nan "RNA Mondyal", ak Gunther von Kidrovski soti nan Germany nan menm tan an te prezante premye sistèm nan pwòp tèt ou-repwodui ki baze sou ADN, ki te yon kontribisyon enpòtan nan konpreyansyon nan pwòp tèt ou-repwodui sistèm ak fonksyon kwasans yo. te Syans byen vit ale pou pi devan nan direksyon sa a: Manfred ejèn louvri hyperframe, evolisyon nan formasyon nan molekil RNA, ak Yuliy Rebek kreye premye molekil la atifisyèl ki pwòp tèt ou-a reproduksion kloroforme.

Espas & Latè

Vòl Sant la Espas nan NASA Dzhon Korlis etidye pwosesis la livrezon nan sous dlo yo tèmik nan enèji nan lanmè yo ak pwodwi chimik ki fè evolisyon a pwodui chimik endepandan nan anviwònman an espas, ak jodi a yo yo se pou archaebacteria premye abita pèmanan. Nan mond lan sulfid fè, yon kantite ipotèz Gunter Vehterskhoyzera.

Li te dekri premye pwòp tèt ou-repwodui estrikti metabolis la ki te koze sou sifas la nan pirit (SULFIDE fè), sa ki te ba enèji ki nesesè pou echanje sibstans ki sou. An tèm de seleksyon ap grandi ak pouri kristal pirit ka grandi ak repwodui, kreye yon varyete de popilasyon. mineral ajil pou aparans nan molekil òganik te tou te ak anpil atansyon etidye. Sepandan, yon modèl inifye nan evolisyon a pwodui chimik pa ankò egziste, depi prensip debaz yo nan mouvman an nan pwosesis sa a se pa ankò louvri.