Абиогенез
В биологии абиогенез или происхождение жизни — это естественный процесс, посредством которого жизнь возникла из неживой материи, такой как простые органические соединения . Преобладающая научная гипотеза состоит в том, что переход от неживых существ к живым был не единичным событием, а эволюционным процессом возрастающей сложности, который включал формирование пригодной для жизни планеты , добиотический синтез органических молекул , молекулярное самовоспроизведение , самовоспроизведение . -сборка , автокатализ и образование клеточных мембран. Было сделано много предложений для различных этапов процесса.
Изучение абиогенеза направлено на то, чтобы определить, как химические реакции до возникновения жизни привели к возникновению жизни в условиях, разительно отличающихся от тех, что существуют на Земле сегодня. Он в основном использует инструменты из биологии и химии , а в более поздних подходах делается попытка синтеза многих наук. Жизнь функционирует за счет специальной химии углерода и воды и в значительной степени основана на четырех ключевых семействах химических веществ: липиды для клеточных мембран, углеводы , такие как сахара, аминокислоты для белкового метаболизма и нуклеиновые кислоты ., ДНК и РНК для механизмов наследственности. Любая успешная теория абиогенеза должна объяснить происхождение и взаимодействие этих классов молекул. Многие подходы к абиогенезу исследуют , как возникли самовоспроизводящиеся молекулы или их компоненты. Исследователи обычно считают, что современная жизнь происходит из мира РНК , хотя РНК могли предшествовать другие самовоспроизводящиеся молекулы.
Классический эксперимент Миллера-Юри 1952 года продемонстрировал, что большинство аминокислот , химических составляющих белков , могут быть синтезированы из неорганических соединений в условиях, которые должны были воспроизвести те, что были на ранней Земле . Эти реакции могли быть вызваны внешними источниками энергии, в том числе молнией , радиацией , попаданием микрометеоритов в атмосферу и схлопыванием пузырей в морских и океанских волнах. Другие подходы («гипотезы «прежде всего метаболизма») сосредоточены на понимании того, как катализ в химических системах на ранней Земле мог обеспечить молекулы-предшественники, необходимые для самовоспроизведения.
Подход геномики стремился охарактеризовать последнего универсального общего предка (LUCA) современных организмов путем выявления генов, общих для архей и бактерий , представителей двух основных ветвей жизни (где эукариоты принадлежат к бактериальной ветви). 355 генов, по-видимому, являются общими для всех живых существ; их природа подразумевает, что LUCA был анаэробным с путем Вуда-Льюнгдала , получая энергию за счет хемиосмоса и поддерживая свой наследственный материал с помощью ДНК , генетического кода и рибосом .. Хотя LUCA жили более 4 миллиардов лет назад (Gya), исследователи не считают, что это была первая форма жизни. Более ранние клетки могли иметь протекающую мембрану и питаться естественным градиентом протонов вблизи глубоководного гидротермального источника белого курильщика .
Земля остается единственным местом во Вселенной , где, как известно, обитает жизнь, и ископаемые останки Земли дают информацию для большинства исследований абиогенеза. Земля образовалась 4,54 млрд лет назад ; самые ранние неоспоримые свидетельства жизни на Земле датируются возрастом не менее 3,5 млрд лет назад. Ископаемые микроорганизмы, по- видимому, жили в отложениях гидротермальных источников, датируемых 3,77–4,28 млрд лет назад в Квебеке , вскоре после образования океана 4,4 млрд лет назад во время Гадея .
Зеленые области показывают области, где излучение горячих звезд сталкивается с большими молекулами и мелкими пылинками, называемыми « полициклическими ароматическими углеводородами » (ПАУ), вызывая их флуоресценцию .
( Космический телескоп Спитцер , 2018 г.)