生命の起源：定義、理論、証拠、例

チャールズダーウィンの 進化論 種が環境に適応するためにどのように変化するかについてであり、生命が最初にどのように始まったかという問題には対処していません。 ある時点で、確かに惑星がまだ熱くて溶けていたとき、生命は後で進化したことを私たちは知っていますが、地球には生命がありませんでした。

質問は、 初期の地球の生命体はどのようにして生まれたのですか?

生物の基本的な構成要素がどのようにして生まれたのかについては、いくつかの理論があります。 非生物がどのようになったかのメカニズム 自己複製する生物 そして複雑な生命体は完全には理解されていません。

いくつかのギャップがありますが 生命の起源 興味深い概念を扱い、説明から始めます。

生命の起源 生物が非生物有機分子から発生した自然過程です。 単純な要素を組み合わせて化合物を形成します。 化合物はより構造化され、さまざまな物質が関与するようになりました。 最終的に、単純な有機化合物が形成され、結合して、次のような複雑な分子を生成します。 アミノ酸.

アミノ酸は、有機プロセスの基礎を形成するタンパク質の構成要素です。 アミノ酸が結合してタンパク質鎖を形成している可能性があります。 これらのタンパク質は自己複製し、単純な生命体の基礎を形成した可能性があります。

必要な条件がもはや存在しないので、そのようなプロセスは今日地球上で起こることができませんでした。 有機分子の作成は、それらの有機分子が現れるのに必要な物質を含む温かいブロスの存在を前提としています。

元素と、水素、炭素、リン酸塩、糖などの単純な化合物はすべて一緒に存在する必要があります。 アン 紫外線や落雷などのエネルギー源 彼らが絆を結ぶのを助けるでしょう。 このような状況は、地球上の生命が始まったと考えられている350万年前に存在した可能性があります。 生命の起源は、それがどのように起こったのかについてのメカニズムを詳述しています。

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生命の起源と自然発生説の両方が、生命ができることを提案しています 非生物に由来する、しかし、2つの詳細は完全に異なります。 生命の起源は反証されていない有効な理論ですが、自然発生説は時代遅れの信念であり、正しくないことが示されています。

2つの理論は3つの主要な点で異なります。 生命の起源の理論は次のように述べています。

1. 生命の起源 めったに起こりません。 少なくとも約35億年前に一度は発生し、それ以降は発生していない可能性があります。
2. 生命の起源は最も多くを生じさせます 原始的な生命体 可能。 これらは、タンパク質分子を複製するのと同じくらい簡単かもしれません。
3. 高等生物 進化する これらの原始的な生命体から。

自然発生説は次のように述べています。

1. 自然発生説 現代でも頻繁に起こります。 たとえば、肉が腐敗するたびに、ハエが発生します。
2. 自然発生説は 複雑な生物 ハエ、動物、さらには人間など。
3. 高等生物は自然発生の結果であり、それらは 進化しない 他の生命体から。

科学者たちは自然発生説を信じていましたが、今日では一般の人々でさえ、ハエが腐った肉から来ているとか、ネズミがゴミから来ているとは信じていません。 一部の科学者はまた、生命の起源が有効な理論であるかどうかを疑問視していますが、より良い代替案を提案することはできませんでした。

生命がどのように生まれたのかは、1924年にロシアの科学者アレクサンドルオパリンによって最初に提案され、イギリスの生物学者J.B.S.によって再び独立して提案されました。 1929年のハルデン。 どちらも、初期の地球には、有機分子の構成要素であるアンモニア、二酸化炭素、水素、炭素が豊富な環境があると想定していました。

紫外線と稲妻は、これらの分子が結合することを可能にする化学反応のためのエネルギーを提供しました。

典型的な一連の反応は次のように進行します。

1. プレバイオティクスの雰囲気 アンモニア、二酸化炭素、水蒸気を含みます。
2. ライトニング 浅瀬で溶液に落ちる単純な有機化合物を生成します。
3. 化合物はさらに反応します プレバイオティクスブロス、アミノ酸を形成します。
4. アミノ酸はペプチド結合と結合して形成されます ポリペプチド鎖タンパク質.
5. タンパク質は結合して、より複雑な分子になります。 複製して代謝する 単純な物質。
6. 複雑な分子と有機化合物が形成されます 脂質膜 自分の周りにいて、次のように行動し始めます 生細胞.

理論は一貫した信頼できる概念を提示しましたが、いくつかのステップは、初期の地球でそれらをシミュレートしようとした実験室の条件下で実行するのが難しいことがわかりました。

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1950年代初頭、アメリカの大学院生であるスタンリーミラーと彼の大学院顧問であるハロルドユーリーは、初期の地球環境を再現することにより、オパリン-ハルデンの生命の起源理論をテストすることを決定しました。 彼らは、理論からの単純な化合物と元素を空気中で混合し、混合物を通して火花を放出しました。

得られた化学反応生成物を分析したところ、 シミュレーション中に作成されたアミノ酸. 理論の最初の部分が正しいというこの証拠は、アミノ酸から複製分子を作成しようとした後の実験を裏付けました。 これらの実験は失敗しました。

その後の研究では、初期の地球のプレバイオティクス大気には、おそらくミラー-ユーリー実験で使用されたサンプルよりも多くの酸素と少ない他の重要な物質が含まれていることがわかりました。 これは、結論がまだ有効であるかどうかの疑問につながりました。

それ以来、補正された大気組成を使用したいくつかの実験では、アミノ酸などの有機分子も発見されており、元の結論を裏付けています。

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単純な有機化合物の生成条件が プレバイオティクス地球、生きている細胞への道は論争されてきました。 アミノ酸などの比較的単純な化合物が最終的に自立した生活になる可能性がある3つの可能な方法があります。

1. 最初のレプリケーション： 有機分子は、それ自体を複製できるDNAセグメントが含まれるまで、ますます複雑になります。 自己複製分子は細胞の挙動と代謝を発達させます。
2. 最初の代謝： 有機分子は、周囲の物質を統合して変化させることにより、自らを維持する能力を発達させます。 それらは原細胞になり、複製する能力を発達させます。
3. RNAワールド： 有機分子は、DNA分子のコピーを生成できる前駆体RNAセグメントになります。 それらは代謝と細胞のような行動を同時に発達させます。

からのステップ アミノ酸 は深刻な問題であり、2019年5月の時点で、さまざまな理論的経路のいずれも正常にシミュレートされていません。

間違いなく 初期の地球大気のシミュレーション 生細胞に見られる有機分子の構成要素である比較的複雑な分子を生成することができます。 しかし、複雑な分子から実際の生命体に至るまでにはいくつかの問題があります。 これらには以下が含まれます：

• 複雑な有機分子から生命体に至るまでの詳細な理論的道筋はありません。
• アミノ酸よりも複雑な分子の形成を支持する成功した実験はありません。
• RNAビルディングブロックがフルRNAのプリン/ピリミジン塩基に発達するメカニズムはありません。
• 複製/代謝分子がどのように生命体になるかについてのコンセンサスはありません。

理論が説明する方法で生命の起源が起こらない場合、 代替案を検討する必要があります.

生命の起源の進歩が妨げられているように見えるため、生命の起源に関する代替理論が提案されています。 生命は、生命の起源の理論と同様の方法で始まった可能性がありますが、 地熱噴出孔 海中または海中 地球の地殻、そしてそれは異なる場所で数回起こったかもしれません。 これらの理論のいずれも、古典的な生命の起源ほどハードなデータサポートを持っていません。

生命の起源を完全に放棄する別の理論では、科学者は、複雑な有機化合物またはウイルスなどの完全な生命体が地球に運ばれた可能性があると提案しています。 隕石または彗星. 初期の地球（原始地球）は、生命が始まったかもしれない冥王代（約40億年から46億年前）の間に激しい爆撃を受けました。

より確かなデータがなければ、唯一の結論はまさにその方法です 地球上の生命 起源はまだ謎です。