10 TEÓRIE PÔVODU ŽIVOTA - BIOLÓGIE - 2025

Tieto teórie o vzniku života sa snaží vysvetliť, ako živé veci vznikla. Ako život vznikol, ako vieme, je otázkou, ktorú mnohí filozofi, teológovia a vedci pýtali už mnoho rokov, v skutočnosti by sme mohli povedať, že takmer od roku muž bol človekom.

Rôzne vedecké záznamy potvrdzujú, že Zem sa vytvorila asi pred 4,5 až 5 miliardami rokov a že najstaršie známe fosílie, ktoré zodpovedajú pozostatkom cyanobaktérií nájdených v západnej Austrálii, pochádzajú z obdobia pred najmenej 3,5 miliardami rokov.

Obrázok z WikiImages na www.pixabay.com

Hoci neexistujú fosílne záznamy alebo staršie geologické dôkazy, mnoho vedcov súhlasí s tým, že iné formy života mohli existovať už skôr, ale že fosílie sa mohli zničiť teplom a zmenami tvaru mnohých hornín počas Precambrian.

Čo sa stalo počas takmer 2 miliárd rokov, ktoré uplynuli od vzniku Zeme a výskytu prvých fosílií? Práve biologické udalosti, ktoré sa v tom čase vyskytli, umožnili vznik života a tie, o ktorých sa dnes vo vedeckej komunite veľa diskutuje.

Ďalej nájdeme niektoré z hlavných hypotetických teórií predložených rôznymi autormi na vysvetlenie pôvodu prvých živých organizmov, z ktorých sa pravdepodobne vyvinuli najpokročilejšie formy života.

Aká bola Zem pred vznikom života?

Najstaršie známe formy života na Zemi sú predpokladané fosílne mikroorganizmy, ktoré sa nachádzajú v hydrotermálnych prieduchoch. Odhaduje sa, že žili pred 4,28 miliardami rokov.

Niektorí vedci tvrdia, že „pôvodnú“ Zem ovplyvnili rôzne typy nebeských objektov a že teploty na tejto planéte boli také vysoké, že voda nebola v tekutom stave, ale vo forme plynu.

Mnohí sa však zhodujú na tom, že prekambrická krajina mohla mať teploty podobné dnešnej pôde, čo znamená, že voda sa mohla nachádzať v tekutej forme, kondenzovaná do oceánov, morí a jazier.

Na druhej strane sa predpokladá, že zemská atmosféra sa výrazne znižuje (s nulovým alebo veľmi malým množstvom voľného kyslíka), takže po vystavení rôznym formám energie sa mohli vytvoriť prvé organické zlúčeniny.

Hlavné teórie pôvodu života

- Život spontánnou generáciou

Aristoteles, predchodca spontánnej generácie

Od Grékov až po mnohých vedcov v polovici 19. storočia bol prijatý návrh, že živé veci môžu vzniknúť spontánne bez iných rodičovských organizmov z „neživej“ hmoty.

Preto boli po mnoho storočí rôzni myslitelia presvedčení, že hmyz, červy, žaby a iné škodcovia sa spontánne vytvárajú na blate alebo na rozkladajúcich sa látkach.

Tieto teórie boli diskreditované pri viacerých pokusoch napríklad Francescom Redim (1668) a Louisom Pasteurom (1861).

Portrét Francesca Rediho (Zdroj: Valérie75, cez Wikimmedia Commons)

Redi dokázala, že pokiaľ dospelý hmyz nenavrhol svoje vajcia na kúsok mäsa, larvy sa na ňom spontánne neobjavili. Na druhej strane Pasteur neskôr ukázal, že mikroorganizmy môžu pochádzať iba z už existujúcich mikroorganizmov.

Ďalej treba povedať, že táto teória bola ignorovaná aj preto, že v rôznych historických kontextoch „spontánna generácia“ odkazovala na dva celkom odlišné pojmy, a to:

- Abiogenéza : pojem pôvodu života z anorganických látok a

- Heterogenéza : myšlienka, že život vznikol z mŕtvych organických látok, rovnako ako sa červy „objavili“ pri rozpadajúcom sa mäse.

Darwin a Wallace, o niečo skôr, v roku 1858, nezávisle publikovali svoje teórie o evolúcii prírodným výberom, pomocou ktorého objasnili, že najzložitejšie živé bytosti sa dokázali vyvinúť z jednoduchších jednobunkových bytostí.

Teória spontánnej generácie tak zmizla zo scény a vedecká komunita sa začala pýtať, ako sa objavili tieto „jednoduchšie jednobunkové bytosti“, o ktorých hovorili evolucionisti.

- Teória primárneho bujónu a postupný chemický vývoj

Alexander Oparin vo svojom laboratóriu (vpravo).

V roku 1920 vedci A. Oparin a J. Haldane osobitne navrhli hypotézu o pôvode života na Zemi, ktorá dnes nesie ich mená a pomocou ktorej dokázali, že život na Zemi by mohol vzniknúť “ krok za krokom “z neživých látok, cez„ chemickú evolúciu “.

Veľký prizmatický prameň v Yellowstone. Toto vysokoteplotné prostredie sa považuje za podobné prvotnému prostrediu zemských morí. zdroj:

Obaja vedci naznačili, že „počiatočná“ Zem musí mať redukčnú atmosféru (chudobný na kyslík, v ktorej všetky molekuly majú tendenciu darovať elektróny), čo je stav, ktorý by mohol dokonale vysvetliť niektoré udalosti:

- že niektoré anorganické molekuly spolu reagujú a vytvárajú organické štrukturálne „bloky“ živých bytostí, proces riadený elektrickou energiou (z lúčov) alebo svetlom (zo slnka), ktorého produkty sa hromadí v oceánoch a tvoria „primárny vývar“ ,

Obrázok Elias Sch. na www.pixabay.com

- že uvedené organické molekuly sa následne kombinujú a vytvárajú zložitejšie molekuly tvorené fragmentmi jednoduchších molekúl (polymérov), ako sú proteíny a nukleové kyseliny.

- Že uvedené polyméry boli zostavené do jednotiek schopných samy sa replikovať, buď v metabolických skupinách (Oparinov návrh) alebo vo vnútri membrán, ktoré tvorili štruktúry podobné bunkám (Haldaneov návrh).

- Panspermia

Ilustrácia baktérie na kométe. Zdroj: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

V roku 1908 vedec menom August Arrhenius navrhol, aby sa „kozmické semená“ rozptýlili po kozmickom priestore a aby padali na planéty a „vyklíčili“, keď tam boli priaznivé podmienky.

Táto teória, známa tiež ako teória panspermie (z gréckej panvice, čo znamená „všetko“ a spermie, čo znamená „semeno“), bola podporovaná rôznymi vedcami a v niektorých textoch ju tiež môžeme označiť ako „mimozemský pôvod life ".

- Život elektrinou

Obrázok FelixMittermeier z Pixabay.com

Neskôr časť vedeckej komunity naznačila, že pôvod života navrhnutý Oparinom a Haldanom sa mohol začať na Zemi vďaka elektrickej „iskre“, ktorá poskytla energiu potrebnú na „organizáciu“ základných organických zlúčenín z anorganických zlúčenín (forma abiogenézy).

Tieto myšlienky experimentálne podporili dvaja severoamerickí vedci: Stanley Miller a Harold Urey.

Prostredníctvom svojich experimentov obaja vedci preukázali, že z anorganických látok a za určitých špeciálnych atmosférických podmienok bol elektrický výboj schopný tvoriť organické molekuly, ako sú aminokyseliny a uhľohydráty.

Táto teória teda navrhuje, aby sa postupom času mohli vytvoriť najzložitejšie molekuly, ktoré dnes charakterizujú živé bytosti; preto to o niekoľko rokov skôr podporilo teórie Oparina a Haldana o „praveku“.

- Život pod ľadom

Obrázok Davida Marka na www.pixabay.com

Iná teória, možno trochu menej známa a akceptovaná, navrhuje, aby vznikol život v hlbokých oceánskych vodách, ktorých povrch bol pravdepodobne pokrytý hrubou a hustou vrstvou ľadu, pretože Slnko pôvodnej Zeme pravdepodobne tak silno neovplyvnilo povrch ako teraz.

Teória navrhuje, že ľad mohol chrániť akýkoľvek biologický fenomén vyskytujúci sa v mori, čo umožňuje interakciu rôznych zlúčenín, ktoré pochádzajú z prvých živých foriem.

- Život z organických polymérov

proteín

Potom, čo bolo v laboratóriu dokázané, že organické zlúčeniny, ako napríklad aminokyseliny, sa môžu za určitých podmienok tvoriť z anorganických hmôt, začali vedci uvažovať o tom, ako došlo k polymerizačnému procesu organických zlúčenín.

Pamätajme, že bunky sú tvorené veľkými a komplexnými typmi polymérov: proteíny (polyméry aminokyselín), uhľohydráty (polyméry cukrov), nukleové kyseliny (polyméry dusíkatých zásad) atď.

Sidney Fox

V roku 1950 biochemik Sidney Fox a jeho pracovná skupina zistili, že ak sa za experimentálnych podmienok zohriala skupina aminokyselín v neprítomnosti vody, mohli by sa spojiť a vytvoriť polymér, to znamená proteín.

Tieto nálezy viedli Foxa k názoru, že v „primitívnom bujóne“ navrhnutom Oparinom a Haldanom sa mohli vytvoriť aminokyseliny, ktoré pri kontakte s horúcim povrchom, ktoré podporujú odparovanie vody, môžu tvoriť proteíny.

Kyselina ribonukleová a život na hline

Organický chemik Alexander Cairns-Smith neskôr navrhol, aby sa prvé molekuly, ktoré umožnili život, našli na hlinených povrchoch, čo ich nielenže pomohlo sústrediť, ale aj podporilo ich organizáciu v definovaných vzorcoch.

Tieto myšlienky, ktoré vyšli najavo v 90. rokoch 20. storočia, potvrdili, že hlina môže slúžiť ako „katalyzátor“ pri tvorbe polymérov RNA (kyselina ribonukleovej), ktorá zase pôsobí ako nosič katalyzátora.

- Hypotéza „prvých génov“

Berúc do úvahy myšlienky „spontánnej“ tvorby esenciálnych organických polymérov, niektorí autori sa rozhodli predstaviť si, že prvými životnými formami boli jednoducho samoreplikujúce sa nukleové kyseliny, ako napríklad DNA (kyselina deoxyribonukleová) alebo RNA.

Preto sa navrhlo, aby sa do „pravekého“ systému neskôr pridali ďalšie dôležité prvky, napríklad metabolické siete a tvorba membrán.

Vzhľadom na reaktivitu RNA, veľa vedcov podporuje názor, že touto prvou autokatalytickou štruktúrou bola vytvorená táto nukleová kyselina (evidentná ako ribozýmy), hypotéza známa ako „svet RNA“.

V súlade s tým by RNA mohla potenciálne katalyzovať reakcie, ktoré umožňovali jej vlastné kopírovanie, čo je schopné prenášať genetické informácie z generácie na generáciu a dokonca sa vyvíjať.

- Hypotéza „metabolizmu prvá“

Na druhej strane rôzni vedci skôr podporovali názor, že život sa odohrával najskôr v organických proteínoch podobných molekulách, pričom sa zistilo, že počiatočné formy života mohli pozostávať zo „sebestačných“ metabolických sietí pred nukleovými kyselinami.

Z hypotézy vyplýva, že v oblastiach blízko hydrotermálnych prieduchov sa mohli vytvoriť „metabolické siete“, ktoré udržiavali nepretržitý prísun chemických prekurzorov.

Skoršie jednoduchšie dráhy teda mohli produkovať molekuly, ktoré pôsobili ako katalyzátory tvorby komplexnejších molekúl, a nakoniec metabolické siete mohli byť schopné tvoriť ďalšie, ešte komplexnejšie molekuly, ako napríklad nukleové kyseliny a veľké proteíny.

Nakoniec tieto sebestačné systémy mohli byť „zapuzdrené“ vo vnútri membrán, čím sa vytvorili prvé bunkové bytosti.

- Pôvod života „nevyhnutnosťou“

Niektorí vedci, ktorí patria do Massachusettsovho technologického inštitútu (MIT, USA), prispeli k formulácii teórie, ktorá vysvetľuje pôvod prvých živých bytostí „nevyhnutnosťou“, nejako „podľa zákonov prírody“, a nie „Šanca“ alebo „náhoda“.

Podľa tejto teórie bol vznik života nevyhnutnou záležitosťou, pretože sa zistilo, že hmota sa všeobecne vyvíja v „systémoch“, ktoré sú pri rozptyle účinnejšej energie a sú obklopené teplom účinnejšie. energie.

Experimenty súvisiace s touto teóriou ukázali, že keď je populácia náhodných atómov vystavená zdroju energie, organizujú sa tak, aby energiu rozptýlili efektívnejšie, čo naznačuje, že toto „nové modelovanie“ by nakoniec ukončilo formovanie života. ,

Alternatívnym zdrojom energie by mohlo byť slnko, aj keď nie sú úplne vylúčené iné možnosti.

- Kreacionizmus

Obrázok Barbary Jacksonovej na www.pixabay.com

Kreacionizmus je ďalšou teóriou podporovanou dôležitou súčasťou dnešných spoločností, najmä aktom viery. Podľa tohto prúdu myšlienok bol vesmír a všetky formy života, ktoré sú v ňom, stvorené z „ničoho“ od Boha.

Je to teória, ktorá je zaujímavo proti moderným teóriám evolúcie, ktoré sa snažia vysvetliť pôvod rozmanitosti živých foriem bez potreby Boha alebo akejkoľvek inej „božskej sily“ a mnohokrát jednoducho „náhodou“. ".

Existujú dva typy kreacionistov: biblický a „stará zem“. Prvý z nich verí, že všetko, čo je uvedené v kapitole Genesis v Biblii, je doslova pravda, zatiaľ čo druhý sa domnieva, že stvoriteľ vytvoril všetko, čo existuje, ale bez toho, aby sa potvrdilo, že príbeh Genesis je doslovný príbeh.

Obidva typy kreacionistov sa však domnievajú, že zmeny v organizmoch môžu znamenať zmeny v druhoch, a tiež veria v zmeny „smerom nadol“, ako sú napríklad negatívne mutácie.

Nemyslia si však, že tieto zmeny mohli viesť k vývoju „nižšieho“ druhu na „vyšší“ alebo oveľa zložitejší druh.

Kreacionalizmus a evolucionizmus boli predmetom debaty a sporu od uverejnenia prvých evolučných teórií a dodnes sa zdá, že obidva názory sa vzájomne vylučujú.

Referencie

1. Andrulis, ED (2012). Teória pôvodu, evolúcie a povahy života. Life, 2 (1), 1-105.
2. Choi, C. (2016). Live Science. Načítané 26. apríla 2020, z www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
3. Horowitz, NH, a Miller, SL (1962). Aktuálne teórie o pôvode života. In Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
4. TN & EL Taylor. 1993. Biológia a vývoj fosílnych rastlín. Prentice Hall, New Jersey.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL, a Olsen, RL (1992). Tajomstvo pôvodu života. na.
6. Editori encyklopédie Britannica. (2017). Encyklopédia Britannica. Získané 26. apríla 2020 z adresy www.britannica.com/topic/creationism