Abiyogenez: Tanım, Teori, Kanıt ve Örnekler

Charles Darwin'in iken Evrim Teorisi türlerin çevrelerine uyum sağlamak için nasıl değiştikleri ile ilgilidir, yaşamın orijinal olarak nasıl başladığı sorusunu ele almaz. Bir noktada, kesinlikle gezegen hala sıcak ve erimişken, yaşamın daha sonra evrimleştiğini bilmemize rağmen, Dünya'da yaşam yoktu.

Soru, erken Dünya yaşam formları nasıl ortaya çıktı?

Canlı organizmaların temel yapı taşlarının nasıl oluştuğuna dair çeşitli teoriler vardır. Cansız maddenin nasıl hale geldiğinin mekanizması kendini kopyalayan canlı organizmalar ve sonra karmaşık yaşam formları tam olarak anlaşılmamıştır.

Bazı boşluklar var ama abiyogenez ilginç kavramlarla ilgilenir ve bir açıklama ile başlar.

abiyogenez canlı organizmaların cansız organik moleküllerden meydana geldiği doğal süreçtir. Basit elementlerin birleşerek bileşikleri oluşturması; bileşikler daha yapısal hale geldi ve farklı maddeler içeriyordu. Sonunda, basit organik bileşikler oluşturuldu ve aşağıdakiler gibi karmaşık moleküller üretmek için bağlandı. amino asitler.

Amino asitler, organik süreçlerin temelini oluşturan proteinlerin yapı taşlarıdır. Amino asitler birleşerek protein zincirleri oluşturabilirdi. Bu proteinler kendi kendini kopyalayabilir ve basit yaşam formlarının temelini oluşturabilirdi.

Böyle bir süreç bugün Dünya'da gerçekleşemez çünkü gerekli koşullar artık mevcut değildir. Organik moleküllerin yaratılması, bu organik moleküllerin ortaya çıkması için gerekli maddeleri içeren sıcak bir et suyunun varlığını varsayar.

Hidrojen, karbon, fosfatlar ve şekerler gibi elementler ve basit bileşiklerin hepsinin bir arada bulunması gerekir. bir ultraviyole ışınları veya yıldırım deşarjları gibi enerji kaynakları bağ kurmalarına yardımcı olacaktır. Bunun gibi koşullar, Dünya'da yaşamın başladığı düşünüldüğünde 3.5 milyon yıl önce var olmuş olabilir. Abiyogenez, bunun nasıl gerçekleşmiş olabileceğinin mekanizmalarını detaylandırıyor.

İlgili İçerik: Louis Pasteur: Biyografi, Buluşlar, Deneyler ve Gerçekler

Hem abiyogenez hem de spontan nesil, yaşamın, cansız maddeden kaynaklanır, ancak ikisinin detayları tamamen farklı. Abiyogenez, çürütülmemiş geçerli bir teori olsa da, kendiliğinden oluşum, yanlış olduğu gösterilen eski bir inançtır.

İki teori üç ana şekilde farklılık gösterir. Abiyogenez teorisi şunları belirtir:

1. abiyogenez nadiren olur. Yaklaşık 3.5 milyar yıl önce en az bir kez oldu ve muhtemelen o zamandan beri gerçekleşmedi.
2. Abiyogenez en çok ilkel yaşam biçimleri mümkün. Bunlar, protein moleküllerini kopyalamak kadar basit olabilir.
3. daha yüksek organizmalar gelişmek bu ilkel yaşam formlarından

Kendiliğinden oluşum teorisi şunları belirtir:

1. spontan nesil modern zamanlarda bile sık sık olur. Örneğin et her çürümeye bırakıldığında sinek üretir.
2. Spontan nesil neden olur karmaşık organizmalar sinekler, hayvanlar ve hatta insanlar gibi.
3. Daha yüksek organizmalar kendiliğinden oluşumun sonucudur ve onlar gelişme diğer yaşam formlarından.

Bilim adamları önceden kendiliğinden oluşuma inanırlardı, ancak bugün genel halk bile artık sineklerin çürük etten geldiğine veya farelerin çöplerden geldiğine inanmıyor. Bazı bilim adamları, abiyogenezin geçerli bir teori olup olmadığını da sorguluyor, ancak daha iyi bir alternatif öneremediler.

Hayatın nasıl ortaya çıkmış olabileceği ilk olarak 1924'te Rus bilim adamı Alexander Oparin tarafından ve yine bağımsız olarak İngiliz biyolog J.B.S. 1929 yılında Haldan Her ikisi de erken Dünya'nın organik moleküllerin yapı taşları olan amonyak, karbon dioksit, hidrojen ve karbon açısından zengin bir çevreye sahip olduğunu varsayıyordu.

Ultraviyole ışınları ve yıldırım, bu moleküllerin bağlanmasına izin verecek kimyasal reaksiyonlar için enerji sağladı.

Tipik bir reaksiyon zinciri aşağıdaki gibi ilerleyecektir:

1. prebiyotik atmosfer amonyak, karbondioksit ve su buharı ile.
2. Şimşek sığ suda çözeltiye düşen basit organik bileşikler üretir.
3. Bileşikler daha fazla reaksiyona girer. prebiyotik et suyu, amino asitler oluşturur.
4. Amino asitler peptit bağları oluşturmak için bağlanır polipeptit zincir proteinleri.
5. Proteinler birleşerek daha karmaşık moleküller oluştururlar. çoğaltın ve metabolize edin basit maddeler.
6. Karmaşık moleküller ve organik bileşikler oluşur lipit zarlar kendi etrafında ve gibi davranmaya başla yaşayan hücreler.

Teori tutarlı ve güvenilir kavramlar sunarken, bazı adımların, erken Dünya'dakileri simüle etmeye çalışan laboratuvar koşullarında gerçekleştirilmesi zor oldu.

İlgili İçerik: Nükleik Asitlerin Elementleri

1950'lerin başlarında, Amerikalı yüksek lisans öğrencisi Stanley Miller ve lisansüstü danışmanı Harold Urey, erken bir Dünya ortamını yeniden yaratarak Oparin-Haldane abiyogenez teorisini test etmeye karar verdiler. Basit bileşikleri ve teorideki elementleri havada karıştırdılar ve karışımdan kıvılcımlar çıkardılar.

Ortaya çıkan kimyasal reaksiyon ürünlerini analiz ettiklerinde, tespit edebildiler. simülasyon sırasında oluşturulan amino asitler. Teorinin ilk bölümünün doğru olduğuna dair bu kanıt, amino asitlerden kopyalanan moleküller yaratmaya çalışan sonraki deneyleri destekledi. Bu deneyler başarısız oldu.

Daha sonraki araştırmalar, erken Dünya'nın prebiyotik atmosferinin, Miller-Urey deneyinde kullanılan örnekten muhtemelen daha fazla oksijene ve daha az anahtar maddeye sahip olduğunu buldu. Bu, sonuçların hala geçerli olup olmadığını sorgulamaya yol açtı.

O zamandan beri, düzeltilmiş bir atmosfer bileşimi kullanan bazı deneyler, amino asitler gibi organik moleküller de buldu ve böylece orijinal sonuçları destekledi.

İlgili içerik: Doğal Seleksiyon: Tanım, Darwin'in Teorisi, Örnekler ve Gerçekler

Basit organik bileşiklerin oluşumu için koşulların mevcut olduğu tespit edildiğinde bile prebiyotik Dünya, canlı hücrelere giden yol tartışmalı olmuştur. Amino asitler gibi nispeten basit bileşiklerin sonunda kendi kendine yeten bir yaşam haline gelmesinin üç olası yolu vardır:

1. Önce çoğaltma: Organik moleküller, kendilerini kopyalayabilen DNA parçalarını içerene kadar giderek daha karmaşık hale gelir. Kendi kendini kopyalayan moleküller, hücre davranışını ve metabolizmasını geliştirir.
2. Önce metabolizma: Organik moleküller, çevrelerindeki maddeleri bütünleştirerek ve değiştirerek kendilerini sürdürme yeteneğini geliştirir. Proto-hücreler haline gelirler ve çoğalma yeteneğini geliştirirler.
3. RNA dünyası: Organik moleküller, DNA molekülü kopyaları üretebilen öncü RNA parçaları haline gelir. Aynı anda metabolizma ve hücre benzeri davranış geliştirirler.

gelen adımlar amino asitler ciddi bir problemdi ve Mayıs 2019 itibariyle farklı teorik yolların hiçbiri başarılı bir şekilde simüle edilmedi.

Hiç şüphe yok ki bir erken Dünya atmosferinin simülasyonu canlı hücrelerde bulunan organik moleküllerin yapı taşları olan nispeten karmaşık moleküller üretebilir. Bununla birlikte, karmaşık moleküllerden gerçek yaşam formlarına geçişte çeşitli sorunlar vardır. Bunlar şunları içerir:

• Karmaşık organik moleküllerden bir yaşam formuna gitmek için ayrıntılı bir teorik yol yoktur.
• Amino asitlerden daha karmaşık moleküllerin oluşumunu destekleyen başarılı deneyler yoktur.
• RNA yapı taşlarının tam RNA'nın pürin/pirimidin bazlarına dönüşmesi için bir mekanizma yoktur.
• Kopyalanan/metabolize eden moleküllerin nasıl yaşam formuna dönüştüğü konusunda bir fikir birliği yoktur.

Abiyogenez teorinin tanımladığı şekilde gerçekleşmezse, alternatif fikirler düşünülmeli.

Abiyogenez konusundaki ilerleme görünüşte engellenmiş gibi, yaşamın kökeni için alternatif teoriler önerildi. Yaşam, abiyogenez teorisine benzer bir şekilde ortaya çıkmış olabilir, ancak jeotermal menfezler denizin altında veya içinde yerkabuğu, ve farklı yerlerde birkaç kez olmuş olabilir. Bu teorilerin hiçbiri klasik abiyogenezden daha fazla veri desteğine sahip değildir.

Abiyogenezi tamamen terk eden başka bir teoride, bilim adamları, karmaşık organik bileşiklerin veya virüsler gibi eksiksiz yaşam formlarının Dünya'ya şu anda teslim edilmiş olabileceğini öne sürdüler. meteorlar veya kuyruklu yıldızlar. Erken Dünya (ilkel Dünya), yaşamın başlamış olabileceği Hadean zamanında (yaklaşık 4 ila 4,6 milyar yıl önce) ağır bombardımana maruz kaldı.

Daha fazla veri olmadan, tek sonuç tam olarak nasıl Dünya'da yaşam kaynaklandığı hala bir gizemdir.