Nauka
Według naukowców, życie na Ziemi rozpoczęło się około 3 miliardów lat temu: W tym czasie proste organizmy rozwinęły się w złożone formy życia. Jednak dla naukowców nadal pozostaje tajemnicą, jak zaczęło się życie na planecie, dlatego wysunęli kilka teorii wyjaśniających to zjawisko:
1. Iskry elektryczne
W słynnym eksperymencie Millera-Ureya naukowcy udowodnili, że piorun może przyczynić się do powstania podstawowych substancji niezbędnych do powstania życia: iskry elektryczne tworzą aminokwasy w atmosferze składającej się z ogromna ilość woda, metan, amoniak i wodór.
Bardziej złożone formy życia wyewoluowały następnie z aminokwasów. Teorię tę nieco zmieniono, gdy naukowcy odkryli, że miliardy lat temu atmosfera planety była uboga w wodór. Naukowcy zasugerowali, że metan, amoniak i wodór znajdowały się w chmurach wulkanicznych nasyconych ładunkami elektrycznymi.
2. Glina Chemik Alexander Graham Cairns-Smith z Uniwersytetu w Glasgow w Szkocji wysunął teorię, że u zarania życia glina zawierała wiele składników organicznych zlokalizowanych blisko siebie i że
glina pomogła zorganizować te substancje w struktury podobne do naszych genów.
DNA przechowuje informacje o strukturze cząsteczek, a sekwencje genetyczne DNA wskazują, w jaki sposób aminokwasy powinny być wbudowywane w białka. Cairns-Smith sugeruje, że kryształy gliny pomogły zorganizować cząsteczki organiczne w uporządkowane struktury, a później same cząsteczki zaczęły to robić „bez pomocy” gliny.
3. Kominy głębinowe Według tej teorii,życie zaczęło się w podwodnych kominach hydrotermalnych, które wyrzucały cząsteczki bogate w wodór. Na ich skalistej powierzchni cząsteczki te mogłyby się połączyć i stać się mineralnymi katalizatorami reakcji, które doprowadziły do powstania życia. Nawet teraz takie kominy hydrotermalne, bogate w energię chemiczną i cieplną, są domem dla wielu duża liczba
istoty żywe.
4. Lodowy początek powierzchnię ziemi pokryła gruba warstwa lodu, która chroniła delikatną materię organiczną, znajdującego się w wodzie pod spodem, przed promieniowaniem ultrafioletowym i promieniowaniem kosmicznym. Ponadto zimno pomogło cząsteczkom przetrwać dłużej, w wyniku czego możliwe stały się reakcje, które doprowadziły do powstania życia.
5. Świat RNA
DNA potrzebuje białek, aby się uformować, a białka potrzebują DNA, aby się uformować. Jak mogli powstać bez siebie? Naukowcy sugerują, że w proces ten zaangażowany jest RNA, który podobnie jak DNA przechowuje informacje. Z RNA powstały odpowiednio białka i DNA., które zastąpiły go ze względu na większą wydajność.
Pojawiło się kolejne pytanie: „Jak pojawiło się RNA?” Niektórzy uważają, że spontanicznie pojawił się na planecie, inni zaprzeczają takiej możliwości.
6. „Prosta” teoria
Niektórzy naukowcy sugerują, że życie nie wyewoluowało ze złożonych cząsteczek, takich jak RNA, ale z prostych cząsteczek, które oddziaływały ze sobą. Mogły być zawarte w prostych muszlach podobnych do błon komórkowych. W wyniku interakcji tych prostych cząsteczek, złożone, który zareagował skuteczniej.
7. Panspermia
W końcu, życie nie mogło powstać na naszej planecie, ale zostało sprowadzone z kosmosu: W nauce zjawisko to nazywa się panspermią. Teoria ta ma bardzo solidne podstawy: pod wpływem wpływów kosmicznych fragmenty kamieni są okresowo oddzielane od Marsa i docierają do Ziemi. Po tym, jak naukowcy odkryli na naszej planecie meteoryty marsjańskie, zasugerowali, że obiekty te niosły ze sobą bakterie. Jeśli im wierzysz, to tak wszyscy jesteśmy Marsjanami. Inni badacze sugerują, że życie zostało przyniesione przez komety z innych układów gwiezdnych. Nawet jeśli mają rację, ludzkość będzie szukać odpowiedzi na kolejne pytanie: „Jak powstało życie w kosmosie?”
Ogólnie przyjęta teoria jest taka, że cały wszechświat został skompresowany do rozmiarów protonu, jednak po potężnej eksplozji rozrósł się do nieskończoności. Wydarzenie to miało miejsce około 10 miliardów lat temu i w rezultacie powstały Wszechświat został wypełniony kosmicznym pyłem, z którego zaczęły powstawać otaczające je gwiazdy i planety. Ziemia według standardów kosmicznych jest bardzo młodą planetą, powstała około pięciu miliardów lat temu, ale jak powstało na niej życie? Naukowcy wciąż nie mogą znaleźć jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie.
Według teorii Darwina życie na Ziemi powstało, gdy tylko powstały odpowiednie warunki, czyli pojawiła się atmosfera, temperatura zapewniająca przepływ procesów życiowych i wody. Według naukowca pierwsze proste organizmy jednokomórkowe pojawiły się właśnie pod wpływem Słońca na wodzie. Później przekształciły się w algi brunatne i inne gatunki roślin. Tak więc, jeśli zastosujesz się do tej zasady, wszystkie gatunki wielokomórkowe na planecie pochodzą z roślin. Nie otrzymano odpowiedzi na najważniejsze pytanie: „Jak życie może powstać z niczego, nawet pod wpływem Słońca?” Wystarczy przeprowadzić prosty eksperyment – do słoika wlać solidną wodę, następnie szczelnie zamknąć i postawić światło słoneczne. W każdym razie płyn pozostanie taki sam jak wcześniej, mogą wystąpić mikroskopijne zmiany w jego składzie, ale mikroorganizmy się w nim nie pojawią. Jeśli przeprowadzimy ten sam eksperyment z otwarty słoik, to w ciągu kilku dni będzie można zauważyć, jak ściany zaczynają pokrywać się warstwą jednokomórkowych glonów.
Na tej podstawie możemy powiedzieć, że dla powstania życia, a nawet jego najprostszych form, konieczna jest interwencja z zewnątrz. Oczywiście wersja o niezależnym powstaniu gatunków jest bardzo kusząca, gdyż rzekomo dowodzi niezależności ludzkości nieobciążonej Bogiem czy kosmitami z innych planet.
W ostatnio Pojawia się coraz więcej zwolenników pochodzenia kosmicznego, zarówno dla człowieka, jak i całej biosfery. Co jednak dziwne, badacze w swoich badaniach łączą odwoływanie się nie tylko do artefaktów już znalezionych lub znajdowanych, ale także do Biblii. Jeśli zinterpretujesz to, co jest tam napisane potocznym językiem, możesz wyciągnąć analogie nie z cudami, ale z całkowicie wytłumaczalnymi zjawiskami fizycznymi. Na podstawie tego materiału jest pewne wyższy umysł, który zaludnił planetę żywymi istotami, a także rasa ludzka. Książka mówi, że Bóg stworzył człowieka na swój obraz i podobieństwo, to znaczy możliwe, że jesteśmy kopią, w każdym razie na zewnątrz powtarzamy naszego stwórcę.
Człowiek jest biorobotem – czyli sztucznie stworzonym organizmem wyposażonym w inteligencję, z wbudowaną możliwością samodoskonalenia. Możliwe, że moment zasiedlenia planety przez ludzi został dokładnie opisany w epizodzie, w którym Adam i Ewa zostali wypędzeni z Ogrodu Eden na Ziemię, gdzie musieli samodzielnie przystosować się do trudnych warunków życia. Niewykluczone, że Ogród Edenu oznacza miejsce, w którym stworzone przez twórcę bioroboty zostały przetestowane w warunkach szklarniowych, a po sprawdzeniu ich działania zostały wypuszczone w trudną rzeczywistość.
Oczywiście pozostaje pytanie: „A co w tym przypadku z różnorodnością gatunków zwierząt? Z pewnością stwórca nie mógł stworzyć gatunków, podgatunków i rzędów, aż do stworzeń jednokomórkowych?” Zakłada się, że ewolucja nadal miała tutaj miejsce, ale bardziej przyspieszona i zachodząca pod kontrolą twórców. Nie sposób nie zaprzeczyć, że u każdego gatunku zwierząt nadal występują oznaki gatunku, który go poprzedza na drabinie ewolucyjnej. Ptaki są bardzo podobne do gadów, zwłaszcza pod względem wydłużonego kształtu dziobów i skóry łap. Z kolei zarysy gadów bardzo przypominają ryby, a wiele ssaków przyjęło na raz cechy kilku poprzednich gatunków. Patrząc na kota, możesz łatwo odgadnąć oznaki zarówno gadów, jak i płazów. Miłość do ciepłego miejsca najprawdopodobniej została kotom przekazana w genach i pomimo tego, że są stałocieplne, zawsze wolą mieszkać tam, gdzie jest źródło ciepła. Ten sam znak jest charakterystyczny dla zwierząt zimnokrwistych, które nie są w stanie samodzielnie wytwarzać ciepła. Uważne studiowanie kocie oko widać, że jest bardzo podobny do oczu krokodyla, a kształt głowy, z niewielkimi zmianami, przypomina głowę węża. Czasami można odnieść wrażenie, że ktoś pracował nad stworzeniem gatunku w taki sam sposób, jak pracują na przykład projektanci producenta samochodów, opierając się na podwoziu poprzedniego samochodu i dodając kilka zmian.
Jeśli tak jest, to nic dziwnego, że niektóre gatunki zwierząt po prostu wywołują dezorientację, kojarząc się z sytuacją, gdy podczas montażu brakuje części i korzystają z tego, co jest pod ręką. Szczególnie wiele przykładów takich zwierząt jest w Australii. Oprócz kangura, który jest gryzoniem, ale ma potężny układ mięśniowo-szkieletowy jak koń, istnieją inne interesujące gatunki, takie jak dziobak. Zwierzę to jest ssakiem, ale rozmnaża się jak ptaki – składa jaja i ma kościsty dziób przypominający gęś. Budowa jego ciała jest bardzo podobna do bobra, a urodzone młode żywią się mlekiem nie przez sutki matki, ale poprzez lizanie płynu wystającego na powierzchnię brzucha. Czy twórcy sami wykonali tak żmudną pracę, czy też wyznaczyli jedynie podstawowy kierunek rozwoju, a powstawanie poszczególnych podgatunków następowało już niezależnie – dziś to pytanie pozostaje otwarte.
Możliwości ewolucji można rozpatrywać z różnych punktów widzenia, ale większość badaczy nadal zgadza się, że sama ewolucja, jeśli miała miejsce, jest jedynie konsekwencją, ale jej przyczyna pozostaje do odkrycia. Równie popularną opinią jest to, że przyczyną pojawienia się życia na Ziemi był upadek meteorytu, na który zamarzły najprostsze organizmy jednokomórkowe. Ponieważ do tego czasu na planecie panował już ciepły klimat, a większość powierzchni zajmował starożytny ocean światowy, stworzono wszystkie warunki do późniejszego rozwoju życia. Istnieje również wersja mówiąca, że meteoryt faktycznie został wysłany przez inteligentne istoty specjalnie w celu zaludnienia planety, co również nie jest pozbawione prawa do istnienia.
Zamiast meteorytu może to być po prostu optyczna wiązka informacji wysłana na przykład z innego wszechświata lub nawet innego wymiaru. Właściwie, dlaczego tak wysoko rozwinięte istoty miałyby wysyłać coś materialnego przez miliardy lat świetlnych? Biorąc pod uwagę ich poziom rozwoju, od dawna potrafią odkryć możliwości teleportacji i swobodnie operować przestrzenią i czasem, pojawiając się dokładnie tam, gdzie jest to potrzebne. Informacje przekazywane za pomocą wiązki zmaterializowały się tu na Ziemi w te same organizmy i tym samym rozpoczął się proces ewolucji.
Oczywiście życie mogło nie tylko zapoczątkować przypadkowo przelecący meteoryt, ale wersja, w której dawcą mógł zostać Mars, ma również wielu zwolenników. Tajemnica tej planety wciąż nie może zostać rozwiązana. Jedyne, czym naukowcy dysponują, to zdjęcia czerwonej powierzchni przerzedzonej głębokimi wgłębieniami, tajemnicza twarz, najprawdopodobniej element płaskorzeźby, oraz nieznaczne próbki gleby. Na zaprojektowanie i uruchomienie urządzeń wydano miliardy dolarów, ale większość tych prób zakończyła się niepowodzeniem. Wygląda na to, że jakaś siła na tej planecie uparcie nie chce mieć kontaktu z Ziemianami.
Zakłada się, że Mars był kiedyś zamieszkany i bogaty zasoby naturalne, podobnie jak Ziemia, ale później jej pole magnetyczne osłabło. Doprowadziło to do tego, że większość atmosfery i wilgoci wyparowała w przestrzeń kosmiczną, w wyniku czego ciało planety pozostało bez ochrony przed twardym promieniowanie ultrafioletowe. Możliwe, że mieszkańcy Marsa posiadali niezbędną wiedzę i byli w stanie przenieść niektóre gatunki zwierząt na sąsiednią planetę, przenieść się sami lub wysłać kapsułę z mikroorganizmami.
Poszukiwania pierwotnego źródła życia będą trwały bardzo długo, gdyż z każdym nowym odkryciem w nauce, a zwłaszcza genetyce, możliwe jest jedynie nieznaczne uchylenie zasłony tajemnicy na temat pochodzenia ludzkości, co z kolei prowadzi do pojawienie się nowych hipotez. Jednak niezależnie od odpowiedzi na to pytanie, jest mało prawdopodobne, że będzie ona znana, dopóki dana osoba nie nauczy się czuć odpowiedzialności za swoje wyjątkowa planeta, gdzie miał szczęście mieszkać.
Nie znaleziono powiązanych linków
Pytanie, kiedy pojawiło się życie na Ziemi, zawsze martwiło nie tylko naukowców, ale także wszystkich ludzi. Odpowiedzi na to
prawie wszystkie religie. Chociaż nadal nie ma dokładnej naukowej odpowiedzi na to pytanie, niektóre fakty pozwalają nam na stawianie mniej lub bardziej rozsądnych hipotez. Naukowcy znaleźli próbkę skały na Grenlandii
z małą domieszką węgla. Wiek próbki wynosi ponad 3,8 miliarda lat. Źródłem węgla była najprawdopodobniej jakaś materia organiczna – w tym czasie całkowicie utraciła ona swoją strukturę. Naukowcy uważają, że ta bryła węgla może być najstarszym śladem życia na Ziemi.
Jak wyglądała pierwotna Ziemia?
Przenieśmy się szybko do czasów sprzed 4 miliardów lat. Atmosfera nie zawiera wolnego tlenu; występuje jedynie w postaci tlenków. Prawie żadnych dźwięków poza świstem wiatru, sykiem wody wybuchającej lawą i uderzeniami meteorytów w powierzchnię Ziemi. Żadnych roślin, żadnych zwierząt, żadnych bakterii. Może tak wyglądała Ziemia, gdy pojawiło się na niej życie? Choć problem ten od dawna interesuje wielu badaczy, ich opinie na ten temat są bardzo zróżnicowane. Skały mogły wskazywać na warunki na Ziemi w tamtym czasie, ale w rezultacie zostały zniszczone dawno temu procesy geologiczne i ruchy skorupa ziemska.
W tym artykule omówimy pokrótce kilka hipotez dotyczących pochodzenia życia, odzwierciedlających współczesne idee naukowe. Według Stanleya Millera, znanego eksperta w dziedzinie pochodzenia życia, o pochodzeniu życia i początkach jego ewolucji możemy mówić od momentu, gdy cząsteczki organiczne samoorganizowały się w struktury zdolne do samoreprodukcji . Rodzi to jednak inne pytania: jak powstały te cząsteczki; dlaczego mogły się rozmnażać i łączyć w struktury, które dały początek żywym organizmom; jakie warunki są do tego potrzebne?
Według jednej z hipotez życie zaczęło się w kawałku lodu. Chociaż wielu naukowców uważa, że dwutlenek węgla w atmosferze utrzymuje warunki szklarniowe, inni uważają, że na Ziemi panowała zima. W niskich temperaturach wszystkie związki chemiczne są bardziej stabilne i dlatego mogą gromadzić się w większych ilościach niż w wysokich temperaturach. Fragmenty meteorytów przywiezione z kosmosu, emisje z kominów hydrotermalnych oraz reakcje chemiczne zachodzące podczas wyładowań elektrycznych w atmosferze były źródłami amoniaku i związków organicznych, takich jak formaldehyd i cyjanek. Dostając się do wód Oceanu Światowego, zamarzli wraz z nim. W kolumnie lodu cząsteczki substancji organicznych zbliżyły się do siebie i weszły w interakcje, które doprowadziły do powstania glicyny i innych aminokwasów. Ocean pokrył się lodem, który chronił nowo powstałe związki przed zniszczeniem przez promieniowanie ultrafioletowe. Ten lodowy świat mógłby się stopić, gdyby na planetę spadł na przykład ogromny meteoryt (ryc. 1).
Karol Darwin i jemu współcześni wierzyli, że życie mogło powstać w zbiorniku wodnym. Wielu naukowców nadal podtrzymuje ten punkt widzenia. W zamkniętym i stosunkowo niewielkim zbiorniku substancje organiczne przynoszone przez napływające do niego wody mogły gromadzić się w wymaganych ilościach. Związki te następnie zatężono na wewnętrznych powierzchniach minerałów warstwowych, co mogło katalizować reakcje. Na przykład dwie cząsteczki fosfaldehydu, które spotkały się na powierzchni minerału, zareagowały ze sobą, tworząc fosforylowaną cząsteczkę węglowodanu, możliwy prekursor kwasu rybonukleinowego (ryc. 2).
A może życie powstało na obszarach aktywności wulkanicznej? Zaraz po powstaniu Ziemia była ziejącą ogniem kulą magmy. Podczas erupcji wulkanów i gazów uwalnianych ze stopionej magmy, powierzchnia ziemi różny chemikalia, niezbędne do syntezy cząsteczek organicznych. Zatem cząsteczki tlenku węgla, gdy znajdą się na powierzchni mineralnego pirytu, który ma właściwości katalityczne, mogą reagować ze związkami posiadającymi grupy metylowe i tworzyć kwas octowy, z którego następnie syntetyzowano inne związki organiczne (ryc. 3).
Amerykańskiemu naukowcowi Stanleyowi Millerowi po raz pierwszy udało się uzyskać cząsteczki organiczne – aminokwasy – w warunkach laboratoryjnych symulujących te, jakie panowały na prymitywnej Ziemi w 1952 roku. Wtedy eksperymenty te stały się sensacją, a ich autor zyskał światową sławę. Obecnie kontynuuje badania z zakresu chemii prebiotycznej (przed życiem) na Uniwersytecie Kalifornijskim. Instalacją, na której przeprowadzono pierwszy eksperyment, był układ kolb, w jednej z nich udało się uzyskać silne wyładowanie elektryczne o napięciu 100 000 V.
Miller napełnił tę kolbę gazami ziemnymi - metanem, wodorem i amoniakiem, które były obecne w atmosferze prymitywnej Ziemi. Kolba poniżej zawierała niewielką ilość wody, imitując ocean. Wyładowanie elektryczne miało siłę zbliżoną do błyskawicy i Miller spodziewał się, że pod jego działaniem powstaną związki chemiczne, które po dostaniu się do wody zareagują ze sobą i utworzą bardziej złożone cząsteczki.
Wynik przekroczył wszelkie oczekiwania. Po wyłączeniu instalacji wieczorem i powrocie następnego ranka Miller stwierdził, że woda w kolbie nabrała żółtawego koloru. Powstała zupa aminokwasów, składników białek. Zatem ten eksperyment pokazał, jak łatwo mogą powstać podstawowe składniki życia. Wystarczyła mieszanina gazów, mały ocean i odrobina błyskawicy.
Inni naukowcy są skłonni wierzyć, że starożytna atmosfera Ziemi różniła się od tej, którą modelował Miller i najprawdopodobniej składała się z dwutlenku węgla i azotu. Wykorzystując tę mieszaninę gazów i układ eksperymentalny Millera, chemicy podjęli próbę wytworzenia związków organicznych. Jednak ich stężenie w wodzie było tak nieznaczne, jak gdyby kroplę barwnika spożywczego rozpuszczono w basenie. Naturalnie trudno sobie wyobrazić, jak życie mogłoby powstać w tak rozcieńczonym roztworze.
Jeśli rzeczywiście wkład procesów ziemskich w tworzenie zasobów pierwotnej materii organicznej był tak niewielki, to skąd się w ogóle wziął? Może z kosmosu? Asteroidy, komety, meteoryty, a nawet cząstki pyłu międzyplanetarnego mogą przenosić związki organiczne, w tym aminokwasy. Te obiekty pozaziemskie mogą dostarczyć wystarczającą ilość związków organicznych, aby życie mogło przedostać się do pierwotnego oceanu lub małego zbiornika wodnego.
Kolejność i odstęp czasowy wydarzeń, począwszy od powstania pierwotnej materii organicznej, a skończywszy na pojawieniu się życia jako takiego, pozostaje i prawdopodobnie na zawsze pozostanie tajemnicą, która niepokoi wielu badaczy, a także pytaniem: co. właściwie, uważaj to za życie.
Obecnie istnieje kilka naukowych definicji życia, jednak żadna z nich nie jest dokładna. Niektóre z nich są tak szerokie, że wpadają pod nie przedmioty nieożywione, takie jak ogień czy kryształy minerałów. Inne są zbyt wąskie i według nich muły, które nie rodzą potomstwa, nie są uznawane za żywe.
Jedna z najbardziej udanych definiuje życie jako samowystarczalny układ chemiczny, zdolny do zachowywania się zgodnie z prawami ewolucji darwinowskiej. Oznacza to, że po pierwsze, grupa żyjących jednostek musi spłodzić podobnych do siebie potomków, którzy dziedziczą cechy swoich rodziców. Po drugie, pokolenia potomków muszą ukazać konsekwencje mutacji – zmian genetycznych, które są dziedziczone przez kolejne pokolenia i powodują zmienność populacji. I po trzecie, konieczne jest działanie systemu doboru naturalnego, w wyniku którego niektóre osobniki zyskują przewagę nad innymi i przeżywają w zmienionych warunkach, wydając potomstwo.
Jakie elementy systemu były niezbędne, aby miał on cechy żywego organizmu? Duża liczba biochemicy i biolodzy molekularni uważają, że cząsteczki RNA mają niezbędne właściwości. RNA – kwasy rybonukleinowe – to specjalne cząsteczki. Niektóre z nich potrafią się replikować, mutować i w ten sposób przekazywać informacje, dlatego mogą uczestniczyć w doborze naturalnym. Co prawda nie są w stanie same katalizować procesu replikacji, choć naukowcy mają nadzieję, że w niedalekiej przyszłości zostanie znaleziony fragment RNA spełniający taką funkcję. Inne cząsteczki RNA biorą udział w „odczytywaniu” informacji genetycznej i przekazywaniu jej do rybosomów, gdzie następuje synteza cząsteczek białka, w której bierze udział trzeci rodzaj cząsteczek RNA.
Zatem najbardziej prymitywny system żywy mógłby być reprezentowany przez cząsteczki RNA, które ulegają duplikacji, ulegają mutacjom i podlegają selekcji naturalnej. W toku ewolucji, w oparciu o RNA, powstały wyspecjalizowane cząsteczki DNA – opiekunowie informacji genetycznej – oraz nie mniej wyspecjalizowane cząsteczki białek, które przejęły funkcje katalizatorów syntezy wszystkich obecnie znanych cząsteczek biologicznych.
W pewnym momencie „żywy układ” DNA, RNA i białka znalazł schronienie w worku utworzonym przez błonę lipidową, a ta struktura, lepiej chroniona przed wpływami zewnętrznymi, posłużyła za prototyp pierwszych komórek, które dały początek do trzech głównych gałęzi życia, które we współczesnym świecie reprezentują bakterie, archeony i eukarionty. Jeśli chodzi o datę i kolejność pojawiania się takich komórek pierwotnych, pozostaje to tajemnicą. Ponadto, według prostych szacunków probabilistycznych, na ewolucyjne przejście od cząsteczek organicznych do pierwszych organizmów nie wystarczy czasu - pierwsze najprostsze organizmy pojawiły się zbyt nagle.
Przez wiele lat naukowcy uważali, że jest mało prawdopodobne, aby życie mogło powstać i rozwinąć się w okresie, w którym Ziemia nieustannie ulegała zderzeniom z dużymi kometami i meteorytami, a który zakończył się około 3,8 miliarda lat temu. Jednak niedawno w najstarszych skałach osadowych na Ziemi, znalezionych w południowo-zachodniej Grenlandii, odkryto ślady złożonych struktur komórkowych sprzed co najmniej 3,86 miliarda lat. Oznacza to, że pierwsze formy życia mogły powstać miliony lat przed ustaniem bombardowań naszej planety przez duże ciała kosmiczne. Ale wtedy możliwy jest zupełnie inny scenariusz (ryc. 4).
Obiekty kosmiczne spadające na Ziemię mogły odegrać kluczową rolę w powstaniu życia na naszej planecie, ponieważ według wielu badaczy komórki podobne do bakterii mogły powstać na innej planecie, a następnie dotrzeć do Ziemi wraz z asteroidami. Jeden z dowodów potwierdzających teorię o pozaziemskim pochodzeniu życia znaleziono wewnątrz meteorytu w kształcie ziemniaka i nazwanego ALH84001. Meteoryt ten był pierwotnie kawałkiem marsjańskiej skorupy, który następnie został wyrzucony w przestrzeń kosmiczną w wyniku eksplozji, gdy ogromna asteroida zderzyła się z powierzchnią Marsa, co miało miejsce około 16 milionów lat temu. I 13 tysięcy lat temu, po długiej podróży do wewnątrz układ słoneczny Ten fragment marsjańskiej skały w postaci meteorytu wylądował na Antarktydzie, gdzie został niedawno odkryty. Szczegółowe badania meteorytu ujawniły znajdujące się w nim struktury w kształcie prętów przypominające skamieniałe bakterie, co wywołało gorącą debatę naukową na temat możliwości istnienia życia głęboko w skorupie marsjańskiej. Rozwiązanie tych sporów będzie możliwe nie wcześniej niż w 2005 roku, kiedy amerykańska Narodowa Administracja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej wdroży program wysłania na Marsa statku międzyplanetarnego w celu pobrania próbek skorupy marsjańskiej i dostarczenia próbek na Ziemię. A jeśli naukowcom uda się udowodnić, że mikroorganizmy zamieszkiwały kiedyś Marsa, wówczas będzie można mówić o pozaziemskim pochodzeniu życia i możliwości sprowadzenia życia z kosmosu większy udział pewność siebie (ryc. 5).
Ryż. 5. Nasze pochodzenie pochodzi od drobnoustrojów.
Co odziedziczyliśmy po starożytnych formach życia? Poniższe porównanie organizmów jednokomórkowych z komórkami ludzkimi ujawnia wiele podobieństw.
 1. Rozmnażanie płciowe |
 2. Rzęsy |
 3. Przechwyć inne komórki |
 4. Mitochondria |
 5. Wici |
Bakterie i proste eukarionty również mają wici o podobnej strukturze wewnętrznej. Składa się z pary mikrotubul otoczonych dziewięcioma innymi.
Ewolucja życia na Ziemi: od prostego do złożonego
Obecnie i prawdopodobnie w przyszłości nauka nie będzie w stanie odpowiedzieć na pytanie, jak wyglądał pierwszy organizm, który pojawił się na Ziemi - przodek, od którego wywodzą się trzy główne gałęzie drzewa życia. Jedną z gałęzi są eukarionty, których komórki mają utworzone jądro zawierające materiał genetyczny oraz wyspecjalizowane organelle: wytwarzające energię mitochondria, wakuole itp. Do organizmów eukariotycznych zaliczają się glony, grzyby, rośliny, zwierzęta i ludzie.
Drugą gałęzią są bakterie - prokariotyczne (przedjądrowe) organizmy jednokomórkowe, które nie mają wyraźnego jądra i organelli. I wreszcie trzecia gałąź to organizmy jednokomórkowe zwane archeonami, czyli archebakteriami, których komórki mają taką samą budowę jak prokarioty, ale zupełnie inną strukturę chemiczną lipidów. Wiele archebakterii jest w stanie przetrwać w skrajnie niesprzyjających warunkach. Część z nich jest termofilami i żyje wyłącznie w gorących źródłach o temperaturze 90°C lub nawet wyższej, gdzie inne organizmy po prostu by wyginęły. Czując się świetnie w takich warunkach, te jednokomórkowe organizmy zużywają substancje zawierające żelazo i siarkę, a także szereg związków chemicznych toksycznych dla innych form życia. Według naukowców znalezione termofilne archebakterie to niezwykle prymitywne organizmy i pod względem ewolucyjnym bliscy krewni najstarszych form życia na Ziemi.
Co ciekawe, współcześni przedstawiciele wszystkich trzech gałęzi życia, najbardziej podobni do swoich przodków, nadal żyją w miejscach o wysokich temperaturach. Na tej podstawie niektórzy naukowcy są skłonni wierzyć, że najprawdopodobniej życie powstało około 4 miliardy lat temu na dnie oceanu w pobliżu gorących źródeł, wyrzucając strumienie bogate w metale i substancje wysokoenergetyczne. Wchodząc w interakcję ze sobą oraz z wodą sterylnego wówczas oceanu, wchodząc w różnorodne reakcje chemiczne, związki te dały początek zasadniczo nowym cząsteczkom. I tak przez dziesiątki milionów lat w tej „chemicznej kuchni” przygotowywano najwspanialszą potrawę – życie. A około 4,5 miliarda lat temu na Ziemi pojawiły się organizmy jednokomórkowe, których samotna egzystencja trwała przez cały okres prekambryjski.
Wybuch ewolucji, który dał początek organizmom wielokomórkowym, nastąpił znacznie później, nieco ponad pół miliarda lat temu. Choć mikroorganizmy są tak małe, że w jednej kropli wody mogą zmieścić się miliardy, skala ich pracy jest ogromna.
Uważa się, że początkowo w atmosferze ziemskiej i oceanach nie było wolnego tlenu i w tych warunkach żyły i rozwijały się jedynie mikroorganizmy beztlenowe. Szczególnym krokiem w ewolucji organizmów żywych było pojawienie się bakterii fotosyntetyzujących, które wykorzystując energię świetlną przekształcały dwutlenek węgla w związki węglowodanowe, które służyły jako pokarm dla innych mikroorganizmów. Jeśli pierwsze fotosyntetyki wytwarzały metan lub siarkowodór, wówczas mutanty, które pojawiły się kiedyś, zaczęły wytwarzać tlen podczas fotosyntezy. W miarę gromadzenia się tlenu w atmosferze i wodach bakterie beztlenowe, dla których jest on szkodliwy, zajmują nisze beztlenowe.
Starożytne skamieliny znalezione w Australii sprzed 3,46 miliarda lat odsłoniły struktury uważane za pozostałości cyjanobakterii, pierwszych mikroorganizmów fotosyntetycznych. O dawnej dominacji mikroorganizmów beztlenowych i sinic świadczą stromatolity występujące w płytkich wodach przybrzeżnych niezanieczyszczonych zbiorników słonowodnych. Kształtem przypominają duże głazy i reprezentują interesującą zbiorowisko mikroorganizmów zamieszkujących skały wapienne lub dolomitowe powstałe w wyniku ich życiowej działalności. Na głębokość kilku centymetrów od powierzchni stromatolity są nasycone mikroorganizmami: w najwyższej warstwie żyją fotosyntetyzujące cyjanobakterie wytwarzające tlen; znajdują się głębsze bakterie, które w pewnym stopniu tolerują tlen i nie wymagają światła; w dolnej warstwie znajdują się bakterie, które mogą żyć tylko przy braku tlenu. Umieszczone w różnych warstwach mikroorganizmy te tworzą system połączony złożonymi relacjami między nimi, w tym relacjami pokarmowymi. Za błoną drobnoustrojów znajduje się skała powstała w wyniku oddziaływania resztek martwych mikroorganizmów z rozpuszczonym w wodzie węglanem wapnia. Naukowcy uważają, że kiedy na prymitywnej Ziemi nie było kontynentów, a nad powierzchnią oceanu wznosiły się jedynie archipelagi wulkanów, płytkie wody były pełne stromatolitów.
W wyniku działalności fotosyntetycznych cyjanobakterii w oceanie pojawił się tlen, który po około miliardzie lat zaczął gromadzić się w atmosferze. Najpierw powstały tlen wszedł w interakcję z żelazem rozpuszczonym w wodzie, co doprowadziło do pojawienia się tlenków żelaza, które stopniowo wytrącały się na dnie. Tak więc przez miliony lat, przy udziale mikroorganizmów, powstały ogromne złoża rudy żelaza, z których dziś wytapia się stal.
Następnie, gdy większość żelaza w oceanach uległa utlenieniu i nie mogła już wiązać tlenu, wydostało się ono do atmosfery w postaci gazowej.
Po tym, jak cyjanobakterie fotosyntetyzujące wytworzyły pewien zapas bogatej w energię materii organicznej z dwutlenku węgla i wzbogaciły atmosferę ziemską w tlen, pojawiły się nowe bakterie - tlenowce, które mogą istnieć tylko w obecności tlenu. Potrzebują tlenu do utleniania (spalania) związków organicznych, a znaczna część powstałej energii przekształcana jest w biologicznie dostępną formę - trifosforan adenozyny (ATP). Proces ten jest bardzo korzystny energetycznie: bakterie beztlenowe rozkładając jedną cząsteczkę glukozy otrzymują tylko 2 cząsteczki ATP, a bakterie tlenowe korzystające z tlenu otrzymują 36 cząsteczek ATP.
Wraz z pojawieniem się tlenu wystarczającego do tlenowego trybu życia zadebiutowały także komórki eukariotyczne, które w przeciwieństwie do bakterii posiadają jądro i organelle, takie jak mitochondria, lizosomy, a u glonów i roślin wyższych - chloroplasty, w których zachodzą reakcje fotosyntezy. Istnieje ciekawa i dobrze uzasadniona hipoteza dotycząca powstania i rozwoju eukariontów, postawiona niemal 30 lat temu przez amerykańskiego badacza L. Margulisa. Zgodnie z tą hipotezą mitochondria pełniące w komórce eukariotycznej rolę fabryk energii to bakterie tlenowe, a chloroplasty komórek roślinnych, w których zachodzi fotosynteza, to sinice, prawdopodobnie wchłonięte około 2 miliardów lat temu przez prymitywne ameby. W wyniku wzajemnie korzystnych interakcji wchłonięte bakterie stały się wewnętrznymi symbiontami i utworzyły stabilny układ z komórką, która je wchłonęła – komórką eukariotyczną.
Badania szczątków kopalnych organizmów w skałach o różnym wieku geologicznym wykazały, że przez setki milionów lat od powstania eukariotyczne formy życia reprezentowane były przez mikroskopijne kuliste organizmy jednokomórkowe, takie jak drożdże, a ich rozwój ewolucyjny przebiegał bardzo powoli tempo. Jednak nieco ponad miliard lat temu pojawiło się wiele nowych gatunków eukariontów, co oznaczało dramatyczny skok w ewolucji życia.
Przede wszystkim było to spowodowane pojawieniem się rozmnażania płciowego. A jeśli bakterie i jednokomórkowe eukarionty rozmnażają się poprzez wytwarzanie genetycznie identycznych kopii samych siebie i bez potrzeby posiadania partnera seksualnego, wówczas rozmnażanie płciowe w bardziej zorganizowanych organizmach eukariotycznych przebiega w następujący sposób. Dwie haploidalne komórki płciowe rodziców, posiadające pojedynczy zestaw chromosomów, łączą się, tworząc zygotę posiadającą podwójny zestaw chromosomów z genami obojga partnerów, co stwarza możliwości dla nowych kombinacji genów. Pojawienie się rozmnażania płciowego doprowadziło do pojawienia się nowych organizmów, które weszły na arenę ewolucji.
Trzy czwarte całego istnienia życia na Ziemi było reprezentowane wyłącznie przez mikroorganizmy, aż do momentu, gdy nastąpił jakościowy skok w ewolucji, który doprowadził do pojawienia się organizmów wysoce zorganizowanych, w tym człowieka. Prześledźmy główne kamienie milowe w historii życia na Ziemi w linii malejącej.
1,2 miliarda lat temu nastąpiła eksplozja ewolucji, spowodowana pojawieniem się rozmnażania płciowego i naznaczona pojawieniem się wysoce zorganizowanych form życia - roślin i zwierząt.
Powstawanie nowych odmian genotypu mieszanego powstającego podczas rozmnażania płciowego objawiło się w postaci różnorodności biologicznej nowych form życia.
2 miliardy lat temu pojawiły się złożone komórki eukariotyczne, gdy organizmy jednokomórkowe skomplikowały ich strukturę, wchłaniając inne komórki prokariotyczne. Część z nich – bakterie tlenowe – zamieniła się w mitochondria – stacje energetyczne umożliwiające oddychanie tlenowe. Inne - bakterie fotosyntetyzujące - zaczęły przeprowadzać fotosyntezę wewnątrz komórki gospodarza i stały się chloroplastami w komórkach alg i roślin. Komórki eukariotyczne, które mają te organelle i wyraźnie odrębne jądro zawierające materiał genetyczny, tworzą wszystkie współczesne złożone formy życia - od pleśni po ludzi.
3,9 miliarda lat temu pojawiły się organizmy jednokomórkowe, które prawdopodobnie wyglądały jak współczesne bakterie i archaebakterie. Zarówno starożytne, jak i współczesne komórki prokariotyczne mają stosunkowo prostą budowę: nie mają utworzonego jądra i wyspecjalizowanych organelli, ich galaretowata cytoplazma zawiera makrocząsteczki DNA - nośniki informacji genetycznej oraz rybosomy, na których zachodzi synteza białek i na nich wytwarzana jest energia błona cytoplazmatyczna otaczająca komórkę.
4 miliardy lat temu w tajemniczy sposób pojawiło się RNA. Możliwe, że powstał z prostszych cząsteczek organicznych, które pojawiły się na prymitywnej Ziemi. Uważa się, że starożytne cząsteczki RNA pełniły funkcje nośników informacji genetycznej i katalizatorów białkowych, były zdolne do replikacji (samoduplikacji), mutowały i podlegały selekcji naturalnej. We współczesnych komórkach RNA nie ma lub nie wykazuje tych właściwości, ale pełni bardzo ważną rolę jako pośrednik w przekazywaniu informacji genetycznej z DNA do rybosomów, w których zachodzi synteza białek.
GLIN. Prochorow
Na podstawie artykułu Richarda Monasterskiego
w magazynie National Geographic, 1998 nr 3
Współczesna koncepcja pochodzenia życia na Ziemi jest wynikiem szerokiej syntezy nauk przyrodniczych, wielu teorii i hipotez wysuniętych przez badaczy różnych specjalności.
Dla powstania życia na Ziemi ważna jest pierwotna atmosfera (planety).
Pierwotna atmosfera Ziemi zawierała metan, amoniak, parę wodną i wodór. Wystawiając mieszaninę tych gazów na działanie ładunków elektrycznych i promieniowania ultrafioletowego, naukowcom udało się uzyskać złożone substancje organiczne wchodzące w skład żywych białek. Podstawowymi „elementami budulcowymi” żywych istot są: pierwiastki chemiczne jak węgiel, tlen, azot i wodór.
Żywa komórka zawiera wagowo 70% tlenu, 17% węgla, 10% wodoru, 3% azotu, a następnie fosfor, potas, chlor, wapń, sód, magnez i żelazo.
Zatem pierwszym krokiem w stronę powstania życia jest tworzenie substancji organicznych z nieorganicznych. Związane jest to z obecnością chemicznych „surowców”, których synteza może zachodzić pod wpływem określonego promieniowania, ciśnienia, temperatury i wilgotności.
Pojawienie się najprostszych organizmów żywych poprzedziła długa ewolucja chemiczna. Z niewielkiej liczby związków (w wyniku doboru naturalnego) powstały substancje o właściwościach odpowiednich do życia. Związki powstałe z węgla utworzyły „pierwotny bulion” hydrosfery. Substancje zawierające azot i węgiel powstały w stopionych głębinach Ziemi i zostały wyniesione na powierzchnię podczas aktywności wulkanicznej.
Drugi etap powstawania związków wiąże się z pojawieniem się biopolimerów w pierwotnym oceanie Ziemi: kwasów nukleinowych, białek. Jeśli założymy, że w tym okresie w pierwotnym oceanie Ziemi znajdowały się wszystkie związki organiczne, wówczas złożone związki organiczne mogły powstać na powierzchni oceanu w postaci cienkiej warstwy oraz w płytkiej wodzie podgrzewanej przez słońce. Środowisko beztlenowe ułatwiło syntezę polimerów ze związków nieorganicznych. Proste związki organiczne zaczęły łączyć się w duże cząsteczki biologiczne.
Tworzą się enzymy - substancje białkowe - katalizatory, które przyczyniają się do powstawania lub rozpadu cząsteczek. W wyniku działania enzymów powstały „podstawowe elementy” życia - kwasy nukleinowe, złożone substancje polimerowe składające się z monomerów.
Monomery w kwasach nukleinowych są ułożone w taki sposób, że niosą ze sobą pewną informację, kod,
co polega na tym, że każdemu aminokwasowi zawartemu w białku odpowiada określone białko o długości 3 nukleotydów (triplet). Białka można budować na bazie kwasów nukleinowych i wymieniać z nimi środowisko zewnętrzne materia i energia.
Symbioza kwasów nukleinowych utworzyła „molekularne systemy kontroli genetycznej”.
Na tym etapie cząsteczki kwasu nukleinowego nabyły właściwości samoreprodukcji własnego rodzaju i zaczęły kontrolować proces tworzenia substancji białkowych.
U początków wszystkich żywych istot leżała rewertaza i synteza macierzy z DNA do RNA, ewolucja układu molekularnego r-RNA w system DNA. W ten sposób powstał „genom biosfery”.
Ciepło i zimno, błyskawice, reakcje ultrafioletowe, atmosferyczne ładunki elektryczne, podmuchy wiatru i strumienie wody - wszystko to zapewniło początek lub osłabienie bio reakcje chemiczne, charakter ich przebiegu, „wybuchy” genów.
Pod koniec etapu biochemicznego pojawiły się formacje strukturalne w postaci membran, które ograniczają mieszanie się substancji organicznych ze środowiska zewnętrznego.
Grają membrany główną rolę w budowie wszystkich żywych komórek. Ciała wszystkich roślin i zwierząt zbudowane są z komórek.
Współcześni naukowcy doszli do wniosku, że pierwszymi organizmami na Ziemi były jednokomórkowe prokarioty. Swoją budową przypominały istniejące obecnie bakterie lub sinice.
Do istnienia pierwszych „żywych cząsteczek”, prokariotów, jak wszystkich żywych istot, niezbędny jest dopływ energii z zewnątrz. Każde ogniwo jest małą „stacją energetyczną”. Bezpośrednim źródłem energii dla komórek jest ATP i inne związki zawierające fosfor. Komórki otrzymują energię z pożywienia; są w stanie nie tylko wydawać, ale także magazynować energię.
Naukowcy sugerują, że wiele z pierwszych brył żywej protoplazmy powstało na Ziemi. Około 2 miliardy lat temu w żywych komórkach pojawiło się jądro. Eukarionty powstały z prokariotów. Na Ziemi występuje ich 25–30 gatunków. Najprostsze z nich to ameby. U eukariontów komórka ma utworzone jądro z substancją zawierającą kod syntezy białek.
W tym czasie istniał „wybór” sposobu życia roślinnego lub zwierzęcego. Różnice pomiędzy tymi stylami życia wiążą się ze sposobem odżywiania oraz pojawieniem się fotosyntezy, która polega na tworzeniu substancji organicznych (np. cukrów z dwutlenku węgla i wody przy wykorzystaniu energii świetlnej).
Dzięki fotosyntezie rośliny wytwarzają substancje organiczne, dzięki czemu zwiększa się masa roślinna, a także wytwarzają duże ilości substancji organicznych.
Wraz z nadejściem fotosyntezy tlen zaczął przedostawać się do atmosfery ziemskiej i powstała wtórna atmosfera Ziemi o dużej zawartości tlenu.
Pojawienie się tlenu i intensywny rozwój roślin lądowych to najważniejszy etap rozwoju życia na Ziemi. Od tego momentu rozpoczęła się stopniowa modyfikacja i rozwój form żywych.
Życie ze wszystkimi jego przejawami spowodowało głębokie zmiany w rozwoju naszej planety. Poprawiając proces ewolucji, organizmy żywe rozprzestrzeniają się coraz szerzej po całej planecie, biorąc duży udział w redystrybucji energii i substancji w skorupie ziemskiej, a także w skorupach powietrznych i wodnych Ziemi.
Pojawienie się i rozprzestrzenianie się roślinności doprowadziło do radykalnej zmiany składu atmosfery, początkowo zawierającej bardzo mało wolnego tlenu, a składającej się głównie z dwutlenku węgla oraz prawdopodobnie metanu i amoniaku.
Rośliny asymilujące węgiel z dwutlenku węgla stworzyły atmosferę zawierającą wolny tlen i jedynie śladowe ilości dwutlenku węgla. Wolny tlen w atmosferze służył nie tylko jako aktywny czynnik chemiczny, ale także jako źródło ozonu, który blokował drogę krótkich promieni ultrafioletowych do powierzchni Ziemi (ekran ozonowy).
Jednocześnie węgiel, który przez wieki gromadził się w szczątkach roślinnych, utworzył w skorupie ziemskiej rezerwy energii w postaci złóż związków organicznych (węgiel, torf).
Rozwój życia w oceanach doprowadził do powstania skał osadowych składających się ze szkieletów i innych pozostałości organizmów morskich.
Osady te, ich ciśnienie mechaniczne, przemiany chemiczne i fizyczne zmieniły powierzchnię skorupy ziemskiej. Wszystko to świadczyło o obecności na Ziemi biosfery, w której zjawiska życiowe rozwijały się i trwają do dziś.
Jak powstało życie na Ziemi? Szczegóły nie są znane ludzkości, ale podstawowe zasady zostały ustalone. Istnieją dwie główne teorie i wiele mniejszych. Tak więc, według głównej wersji, składniki organiczne przybyły na Ziemię z kosmosu, według innej - wszystko wydarzyło się na Ziemi. Oto niektóre z najpopularniejszych nauk.
Panspermia
Jak wyglądała nasza Ziemia? Biografia planety jest wyjątkowa i ludzie próbują ją rozwikłać na różne sposoby. Istnieje hipoteza, że życie istniejące we Wszechświecie rozprzestrzenia się za pomocą meteoroidów ( ciała niebieskie, pośredniej wielkości pomiędzy pyłem międzyplanetarnym a asteroidą), asteroidy i planety. Zakłada się, że istnieją formy życia, które są w stanie wytrzymać ekspozycję (promieniowanie, próżnię, niskie temperatury itp.). Nazywa się je ekstremofilami (w tym bakteriami i mikroorganizmami).
Rozpadają się w gruz i pył, który po zachowaniu, a więc życia po śmierci małych ciał Układu Słonecznego, zostaje wyrzucony w przestrzeń kosmiczną. Bakterie mogą podróżować w stanie uśpienia przez długie okresy czasu, zanim ponownie spotkają się z innymi planetami.
Mogą także mieszać się z dyskami protoplanetarnymi (gęstą chmurą gazu wokół młodej planety). Jeśli w nowym miejscu „niezłomni, ale śpiący żołnierze” znajdą sprzyjające warunki, stają się aktywni. Rozpoczyna się proces ewolucji. Historia zostaje rozwikłana za pomocą sond. Dane z instrumentów znajdujących się wewnątrz komet wskazują, że w przeważającej większości przypadków potwierdza się prawdopodobieństwo, że wszyscy jesteśmy „małymi kosmitami”, ponieważ kolebką życia jest przestrzeń kosmiczna.
Biopoeza
Oto kolejna opinia na temat początku życia. Na Ziemi istnieją istoty żywe i nieożywione. Niektóre nauki z radością witają abiogenezę (biopoezę), która wyjaśnia, jak zachodzi w trakcie naturalnych przemian życie biologiczne wyłonił się z materii nieorganicznej. Większość aminokwasów (zwanych również cegiełkami wszystkich żywych organizmów) można utworzyć w wyniku naturalnych reakcji chemicznych, które nie mają nic wspólnego z życiem.
Potwierdza to eksperyment Mullera-Ureya. W 1953 roku naukowiec przepuścił prąd przez mieszaninę gazów i uzyskał kilka aminokwasów w warunkach laboratoryjnych symulujących warunki panujące na wczesnej Ziemi. We wszystkich żywych istotach aminokwasy przekształcają się w białka pod wpływem genetycznych strażników pamięci, kwasów nukleinowych.
Te ostatnie są syntetyzowane niezależnie biochemicznie, a białka przyspieszają (katalizują) ten proces. Która cząsteczka organiczna jest pierwsza? Jak wchodzili w interakcję? Abiogeneza jest w trakcie szukania odpowiedzi.
Trendy kosmogoniczne
Taka jest doktryna przestrzeni. W specyficznym kontekście nauk o kosmosie i astronomii termin ten odnosi się do teorii powstania (i badania) Układu Słonecznego. Próby skłaniania się ku naturalistycznej kosmogonii nie wytrzymują krytyki. Po pierwsze istniejące teorie naukowe nie potrafi wyjaśnić najważniejszej rzeczy: jak pojawił się sam Wszechświat?
Po drugie, nie ma modelu fizycznego wyjaśniającego najwcześniejsze momenty istnienia Wszechświata. Wspomniana teoria nie zawiera pojęcia grawitacji kwantowej. Chociaż teoretycy strun twierdzą, że cząstki elementarne powstają w wyniku wibracji i interakcji strun kwantowych), badanie początków i konsekwencji wielki wybuch(kosmologia kwantowa pętli), nie zgadzamy się z tym. Uważają, że posiadają formuły, które pozwalają opisać model w kategoriach równań pola.
Za pomocą hipotez kosmogonicznych ludzie wyjaśniali jednorodność ruchu i składu ciał niebieskich. Na długo przed pojawieniem się życia na Ziemi materia wypełniła całą przestrzeń, a następnie ewoluowała.
Endosymbiont
Wersja endosymbiotyczna została po raz pierwszy sformułowana przez rosyjskiego botanika Konstantina Mereżkowskiego w 1905 roku. Uważał on, że niektóre organelle powstały jako wolno żyjące bakterie i zostały przyjęte do innej komórki jako endosymbionty. Mitochondria wyewoluowały z proteobakterii (w szczególności Rickettsiales lub bliskich krewnych), a chloroplasty z cyjanobakterii.
Sugeruje to, że wiele form bakterii weszło w symbiozę, tworząc komórkę eukariotyczną (eukarioty to komórki żywych organizmów zawierające jądro). Poziomy transfer materiału genetycznego między bakteriami jest również ułatwiony przez relacje symbiotyczne.
Pojawienie się różnorodności form życia mogło zostać poprzedzone pojawieniem się ostatniego wspólnego przodka (LUA) współczesnych organizmów.
Spontaniczne pokolenie
Aż do początków XIX wieku ludzie na ogół odrzucali „nagłość” jako wyjaśnienie początku życia na Ziemi. Nieoczekiwane, spontaniczne powstanie pewnych form życia z materii nieożywionej wydawało im się nieprawdopodobne. Wierzyli jednak w istnienie heterogenezy (zmiany sposobu rozmnażania), gdy jedna z form życia pochodzi od innego gatunku (na przykład pszczoły z kwiatów). Klasyczne wyobrażenia o samoistnym powstaniu sprowadzają się do tego, że w wyniku rozkładu substancji organicznych pojawiły się złożone organizmy żywe.
Według Arystotelesa była to prawda łatwa do zaobserwowania: mszyce powstają z rosy spadającej na rośliny; muchy - z zepsutego jedzenia, myszy - z brudnego siana, krokodyle - z gnijących kłód na dnie zbiorników i tak dalej. Teoria spontanicznego pokolenia (obalona przez chrześcijaństwo) istniała w tajemnicy przez wieki.
Powszechnie przyjmuje się, że teoria ta została ostatecznie obalona w XIX wieku przez eksperymenty Louisa Pasteura. Naukowiec nie badał pochodzenia życia, badał powstawanie drobnoustrojów, aby móc zwalczać choroby zakaźne. Jednak dowody Pasteura nie były już kontrowersyjne, ale miały charakter ściśle naukowy.
Teoria gliny i tworzenie sekwencyjne
Powstanie życia opartego na glinie? Czy to możliwe? Autorem takiej teorii jest szkocki chemik A. J. Kearns-Smith z Uniwersytetu w Glasgow w 1985 roku. Opierając się na podobnych założeniach innych naukowców, argumentował, że cząstki organiczne, gdy znajdą się między warstwami gliny i wchodzą z nimi w interakcję, przyjmują metodę przechowywania informacji i wzrostu. Dlatego naukowiec uznał „gen gliny” za pierwotny. Początkowo życie mineralne i powstające istniały razem, ale na pewnym etapie „rozproszyły się”.
Idea zniszczenia (chaosu) w powstającym świecie utorowała drogę teorii katastrofizmu jako jednej z poprzedniczek teorii ewolucji. Jej zwolennicy uważają, że na Ziemię miały wpływ nagłe, krótkotrwałe i gwałtowne wydarzenia w przeszłości, a teraźniejszość jest kluczem do przeszłości. Każda kolejna katastrofa niszczyła dotychczasowe życie. Kolejna kreacja ożywiła ją już odmienną od poprzedniej.
Doktryna materialistyczna
A oto inna wersja dotycząca tego, jak zaczęło się życie na Ziemi. Zostało to zaproponowane przez materialistów. Uważają, że życie powstało w wyniku stopniowych przemian chemicznych rozciągających się w czasie i przestrzeni, które najprawdopodobniej miały miejsce prawie 3,8 miliarda lat temu. Rozwój ten nazywa się molekularnym; wpływa na obszar kwasów dezoksyrybonukleinowych i rybonukleinowych oraz białek (białek).
Jako ruch naukowy, doktryna powstała w latach sześćdziesiątych XX wieku, kiedy prowadzono aktywne badania dotyczące biologii molekularnej i ewolucyjnej oraz genetyki populacyjnej. Następnie naukowcy próbowali zrozumieć i potwierdzić najnowsze odkrycia dotyczące kwasów nukleinowych i białek.
Jednym z kluczowych tematów stymulujących rozwój tej dziedziny wiedzy była ewolucja funkcji enzymatycznej, wykorzystanie dywergencji kwasów nukleinowych jako „zegara molekularnego”. Jej ujawnienie przyczyniło się do głębszych badań nad dywergencją (rozgałęzieniem) gatunków.
Pochodzenie organiczne
Zwolennicy tej doktryny mówią o pojawieniu się życia na Ziemi w następujący sposób. Powstawanie gatunków rozpoczęło się dawno temu - ponad 3,5 miliarda lat temu (liczba wskazuje okres, w którym istniało życie). Prawdopodobnie początkowo nastąpił powolny i stopniowy proces transformacji, a następnie rozpoczął się szybki (w obrębie Wszechświata) etap doskonalenia, przejścia z jednego stanu statycznego do drugiego pod wpływem istniejących warunków.
Ewolucja, zwana biologiczną lub organiczną, to proces zmiany w czasie jednej lub większej liczby cech dziedzicznych występujących w populacjach organizmów. Cechy dziedziczne to szczególne cechy wyróżniające, w tym anatomiczne, biochemiczne i behawioralne, które są przekazywane z pokolenia na pokolenie.
Ewolucja doprowadziła do różnorodności i dywersyfikacji wszystkich organizmów żywych (dywersyfikacja). Charles Darwin opisał nasz kolorowy świat jako „nieskończone formy, najpiękniejsze i najwspanialsze”. Można odnieść wrażenie, że początek życia to opowieść bez początku i końca.
Specjalna kreacja
Według tej teorii wszystkie formy życia istniejące obecnie na planecie Ziemia zostały stworzone przez Boga. Adam i Ewa są pierwszymi mężczyznami i kobietami stworzonymi przez Wszechmogącego. Życie na Ziemi rozpoczęło się od nich – wierzą chrześcijanie, muzułmanie i żydzi. Trzy religie zgodziły się, że Bóg stworzył wszechświat w siedem dni, czyniąc szósty dzień kulminacją swego dzieła: stworzył Adama z prochu ziemi i Ewę z jego żebra.
Siódmego dnia Bóg odpoczął. Potem tchnął i wysłał go, aby doglądał ogrodu zwanego Eden. W centrum rosło Drzewo Życia i Drzewo Poznania Dobra. Bóg pozwolił jeść owoce ze wszystkich drzew ogrodu z wyjątkiem Drzewa Poznania („bo w dniu, w którym zjesz z niego, umrzesz”).
Ale ludzie byli nieposłuszni. Koran mówi, że Adam zasugerował spróbowanie jabłka. Bóg przebaczył grzesznikom i posłał ich obu na ziemię jako swoich przedstawicieli. A jednak... Skąd wzięło się życie na Ziemi? Jak widać, nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Chociaż współcześni naukowcy są coraz bardziej skłonni do abiogennej (nieorganicznej) teorii pochodzenia wszystkich żywych istot.