Pochodzenie życia na Ziemi: główne teorie

TEN pochodzenie życia na ziemi to temat, który od dawna intrygował ludzkość. TEN Ziemia ma około 4,6 miliarda lat, jednak wiek ten nie pokrywa się z pojawieniem się życia na planecie. Początkowo Ziemia miała cechy, które uniemożliwiały rozwój życia, takie jak brak woda. W miarę ochładzania się planety pojawiły się prymitywne formy życia.

Pierwsze znane dowody życia pochodzą sprzed 3,5 miliarda lat i pochodzą ze skamieniałych stromatolitów. Stromatolity to struktury skalne wytwarzane przez mikroorganizmy tworzące błony mikrobiologiczne, które zatrzymują błoto.

Przeczytaj też: Czym są skamieniałości?

Abiogeneza i Biogeneza

Stromatolity powstają w wyniku działania mikroorganizmów.

W przeszłości wiedza o tym, w jaki sposób żyjące istoty reprodukcja była niepewna, co spowodowało, że zrozumienie powstania życia było niezrozumiałe. Początkowo uważano, że żywe istoty powstały z martwej materii i spontanicznie. Na przykład biała koszula i mąka mogą być odpowiedzialne za pojawienie się szczurów. Że wizja, że ​​życie powstało z materii nieożywionej, był znany jako teoria abiogenezy.

Kilku badaczy przeprowadziło badania w celu obalenia tego pomysłu, jednym z nich jest francuski naukowiec Ludwika Pasteura. On był odpowiedzialny za definitywne obalenie abiogenezy przez eksperyment z kolbami szklanymi. Ten badacz przygotował pożywny bulion i umieścił go w tych słoikach. Później wyciągnął i zgiął szyje w ogniu, gotując w ten sposób pożywny bulion i sterylizując go. Badacz czekał na ostygnięcie materiału i pozostawił swój eksperyment w temperaturze pokojowej.

Po kilku dniach Pasteur zauważył, że bulion kontynuował bez rozwoju organizmu. Zrozumiał wtedy, że skrzywienie szyi zapobiega przedostawaniu się mikroorganizmów. Po przełamaniu wąskiego gardła badacz zauważył, że w bulionie rozwinęły się mikroorganizmy. Mógł zatem stwierdzić, że życie nie powstało z materii nieożywionej, ale z innego wcześniej istniejącego życia — teoria biogenezy.

Mikroorganizmy w bulionie rozwinęły się tylko z powodu zanieczyszczenia, które nastąpiło, gdy substancja weszła w kontakt z powietrzem. Mimo odrzucenia abiogenezy i wzmocnienia biogenezy, Eksperyment Pasteura nie odpowiedział na pytanie, jak powstała pierwsza forma życia.

Czytaj więcej: Eksperyment Redi – współpracowali w zrozumieniu, że żywa istota nie może powstać z martwej materii

Jak powstała pierwsza forma życia?

Jedną z najbardziej akceptowanych obecnie teorii wyjaśniających pochodzenie życia na Ziemi jest ta zaproponowana w latach dwudziestych przez rosyjskiego chemika oparin i brytyjski naukowiec Haldane. Niezależnie od tego badacze ci podnieśli hipoteza że atmosfera prymitywne pozwoliły na powstanie związków organicznych opartych na prostych molekułach.

Ziemia przez długi czas nie posiadała cech pozwalających na rozwój życia.

Zgodnie z tą hipotezą atmosferę wczesnej Ziemi tworzyły gazy, takie jak metan, amoniak, wodór i para wodna. Pod wpływem burz elektrycznych i intensywnego promieniowania ultrafioletowego proste molekuły ulegały reakcjom chemicznym i tworzyły bardziej złożone molekuły, takie jak aminokwasy.

Następnie cząsteczki zaczęły się układać i łączyć ze sobą. Według Haldane'a prymitywne oceany były roztworem bogatym w molekuły organiczne, czymś w rodzaju prymitywna zupa, w którym życie powstawało stopniowo.

W 1953 roku hipoteza Oparina-Haldane'a została przetestowana przez: Stanley Miller i Harold Urey. W laboratorium stworzyli warunki, o których Oparin i Haldane wierzyli, że istniały na wczesnej Ziemi. Wynikiem eksperymentu była produkcja cząsteczek organicznych.

Warto jednak zauważyć, że dziś wiadomo, iż prymitywna atmosfera nie przedstawiała warunków proponowanych przez Oparina i Haldane'a. Jednak eksperymenty podobne do tych, które przeprowadzili Miller i Urey, wykorzystujące cechy Atmosfera, którą teraz wierzymy, że posiadała prymitywna Ziemia, była również w stanie wytworzyć molekuły organiczny.

Czytaj więcej: System Ziemi - połączenie pierwiastków niezbędnych do składu życia

Czy wczesne formy życia były autotroficzne czy heterotroficzne?

W oparciu o zrozumienie, jak pojawiły się pierwsze żywe istoty na naszej planecie, pojawiło się kolejne pytanie: jak prymitywne organizmy zdobywały pożywienie? Na to pytanie mamy dwie hipotezy: autotroficzne i heterotroficzne. Zgodnie z hipotezą autotroficzny, pierwsze żywe istoty były w stanie wytwarzać własne pożywienie za pomocą różnych procesów chemicznych.

Prawdopodobnie te organizmy były istotami chemiosyntetyki które wykorzystywały energię z utleniania związków nieorganicznych do produkcji ich materii organicznej. hipoteza heterotroficznyz kolei stwierdza, że ​​pierwsze żywe istoty nie były w stanie wytwarzać własnego pożywienia i żywiły się prostymi cząsteczkami organicznymi, które były dostępne w środowisku.

Obie hipotezy spotkały się z krytyką. Natomiast zwolennicy hipotezy autotroficznej twierdzą, że pierwsze organizmy nie posiadały materii organicznej w ilości niezbędnej do ich rozwoju, zwolennicy hipotezy heterotroficznej twierdzą, że pierwsze żywe istoty nie posiadały aparatury niezbędnej do ich wytworzenia jedzenie.

Inne hipotezy dotyczące pochodzenia życia

Inne hipotezy próbują wyjaśnić pochodzenie życia na naszej planecie. Wśród głównych możemy wymienić kreacjonizm i panspermia. Według kreacjonizm, wszystkie żywe istoty zostały stworzone przez Boga, jak podaje Biblia. W hipotezie panspermiaz kolei życie na planecie powstałoby z surowca pochodzącego z kosmosu.

Ćwiczenia o pochodzeniu życia

Pytanie 1 (UFPB) Jeśli chodzi o prymitywną ziemię, słusznie powiem: a) Woda była ograniczona do lodowców i zamarzniętych oceanów. b) Pierwszymi żywymi istotami, które się pojawiły, były pierwotniaki. c) Atmosfera miała wysokie stężenia tlenu, azotu, wodoru i węgla w stanie gazowym. d) Silne wyładowania elektryczne i duża ilość promieniowania ultrafioletowego miały fundamentalne znaczenie dla powstania pierwszych cząsteczek organicznych. e) Organizmy chemolitoautotroficzne wytwarzały pożywienie z cząsteczek węgla.

Odpowiadać:Litera D. Burze elektryczne i intensywne promieniowanie ultrafioletowe były ważne dla zachodzenia reakcji chemicznych i tworzenia się cząsteczek organicznych.

pytanie 2 (Unicentro) Istnieje wiele dyskusji na temat pochodzenia życia na planecie Ziemia. Badania na ten temat pokazują znaczenie postępu technologicznego i badań dla doskonalenia hipotez o pochodzeniu życia. Jednak po kilku stuleciach badań, pomimo znacznych postępów, wciąż pozostaje wiele pytań bez odpowiedzi. O głównych teoriach powstania życia można stwierdzić: a) Haldane i Oparin przyznali, że cząsteczki nieorganiczne znalezione w prymitywnej atmosferze połączyłyby się, tworząc proste molekuły organiczne, które później nabyłyby zdolność do samodzielnego powielania i metabolizm. b) Teorię abiogenezy potwierdziły badania przeprowadzone przez Pasteura, w których mikroorganizmy zostały znalezione w kolbach z „łabędzimi szyjami”, po procesie gotowania. c) Postęp technologiczny i obecne badania pozwoliły zdefiniować odkrycie życia jako bytu poprzez ewolucję składników nieorganicznych pochodzących z samej planety Ziemia. d) Według panspermii pierwsze żywe istoty miałyby pochodzić z kosmosu i byłyby wielokomórkowe i autotroficzne. e) Przeprowadzone badania były w stanie udowodnić hipotezę autotroficzną, ponieważ na prymitywnej Ziemi nie było wystarczającej ilości składników odżywczych, aby zaopatrywać żywe istoty.

Odpowiedź: Litera a. Jedną z najbardziej akceptowanych hipotez wyjaśniających pochodzenie życia jest ta zaproponowana przez Haldane'a i Oparina. Przyznaje, że cząsteczki nieorganiczne przeszły szereg reakcji chemicznych, które doprowadziły do ​​powstania cząsteczek organicznych. Następnie molekuły te uległy modyfikacjom i nabyły zdolność do dzielenia się i metabolizmu.