Evolusi kimia: tahap dan esensi

Proses konversi dicapai kimia ilmu pengetahuan dalam disebut evolusi kimia, dan titik balik dari proses revolusioner terjadi setelah penciptaan pada tahun 1777 oleh ilmuwan alam teori pembakaran Lavoisier Perancis menggambarkan peran oksigen. Kemudian mulai review semua konsep dasar dan prinsip-prinsip dasar kimia, telah mengubah terminologi dan nomenklatur zat.

tentu saja SD

1789 melihat rilis dari buku teks Lavoisier, segera menjadi referensi utama bagi para peneliti dan praktisi ilmu lahir. The "SD saja chemistry" telah menjadi pertama dalam daftar dunia - Tabel tubuh sederhana, daftar unsur kimia yang dikenal. Dasar dari buku tebal ini Lavoisier berbaring tepatnya teori oksigen dari pembakaran, dimana evolusi kimia disutradarai oleh cara yang sama sekali baru. Unsur yang paling penting dalam definisi - pengalaman, yang adalah apa yang seorang ilmuwan dan terpilih kriteria utama, dan segala sesuatu yang tidak dikonfirmasi oleh pengalaman, seperti atom atau struktur molekul, Lavoisier tidak dianggap.

evolusi kimia telah melalui hukum ia merumuskan - konservasi massa, tentang sifat sifat senyawa, perbedaan mereka dalam komposisi unsur. Saat itulah kimia telah menjadi ilmu diri, mempelajari komposisi tubuh eksperimental. Aku tidak bisa melakukan tanpa evolusi kimia rasionalisasi subjek, dan dengan demikian, manusia akhirnya meninggalkan masa lalu alkimia, seperti ide tentang sifat materi dan sifat-sifatnya berubah drastis dan cepat. Tapi dorongan untuk proses ini menjabat penelitian Lavoisier. Sekarang, bahkan anak sekolah tahu bahwa tahapan evolusi kimia (atau evolusi prebiotik) harus dipertimbangkan dari waktu yang mendahului munculnya kehidupan di Bumi. Pada abad kedelapan belas, konsepsi seperti dunia tidak ada yang pernah memiliki.

hidup

evolusi kimia mulai di Bumi planet benar-benar tak bernyawa jika substansi organik secara bertahap mulai muncul dari molekul anorganik, yang secara khusus mempengaruhi energi dan pemilihan faktor. Terungkapnya proses self-organisasi, yang merupakan karakteristik bahkan sistem yang relatif kompleks. Dengan demikian, karbon di Bumi muncul. Sebaliknya, ada karbon molekul pertama dari pentingnya tidak hanya untuk penampilan, tetapi juga untuk pengembangan lebih lanjut dari semua materi hidup.

Kita tidak tahu sejauh ini, apa esensi dari evolusi kimia pada tahap awal kehidupan. kimia dikenal dari setiap substansi membatasi proses batas evolusi postulat karbon berair. Mungkin, di alam semesta ada pilihan modus lain dari keberadaan materi hidup dan asal protein kita - bukan satu-satunya "jalan keluar". Ada diwujudkan kombinasi unik dari sifat polimer dengan sifat karbon depolarizing dari media berair dalam fase cair. Kondisi ini sudah cukup untuk memulai evolusi kimia kehidupan dan kebutuhan untuk pengembangan semua kepada kita berbagai bentuk kehidupan.

Memulai proses

Kemanusiaan bahkan dari cradle sendiri tahu tidak semua. Terutama tentang di mana dan kapan untuk memulai tahapan evolusi kimia di Bumi. Ini adalah apa yang kita, juga bisa hanya menebak. Di sini, pertama, mungkin ada benar-benar setiap saat.

Ketika Anda menyelesaikan siklus kedua formasi bintang pada saat produk kental ledakan supernova, yang memberi elemen ruang antarbintang disebut berat, yang berat melebihi dua puluh enam. Ketika bintang-bintang di generasi kedua ditemukan sistem planet mereka sendiri, di mana unsur-unsur berat diperlukan telah menjadi jumlah yang cukup. Menyadari esensi dari evolusi kimia bisa setiap saat setelah Big Bang di selang waktu setengah miliar dan setengah miliar tahun.

Di mana kehidupan dimulai

Di mana dia bisa muncul - juga merupakan pertanyaan terbuka. Ketika membuat banyak peluncuran kimia kondisi ekolyutsii sangat mungkin bisa terjadi di hampir setiap lingkungan. lapisan tanah ini dan planet-planet, dan kedalaman laut dan permukaan, bahkan pembentukan protoplanet cocok.

Selain itu, awan gas antarbintang juga dapat berfungsi sebagai batu loncatan untuk serangan terhadap hidup materi tak bernyawa, dan itu dikonfirmasi di dalamnya zat organik terdeteksi - dan gula alkohol, aldehida, asam amino, glisin dan lebih mampu berfungsi sebagai bahan awal untuk hidup dengan cara evolusi kimia dimulai.

teori

Kuno bumi terus rahasia, dan kemanusiaan belum memiliki informasi yang dapat dipercaya tentang kondisi geokimia keberadaannya sebelum munculnya kehidupan. penelitian geologi mungkin tidak memuaskan semua pertanyaan, dan oleh karena itu untuk mempelajari secara ekstensif terlibat astronomi. Jadi membangun sebuah teori evolusi kimia. Hari ini kondisi Venus dan Mars dianggap mirip dengan Bumi pada tahap tertentu evolusi kimia.

Untuk percobaan pada model dan dengan demikian memperoleh semua data dasar yang dikenal. Misalnya, menggunakan simulasi berbagai komposisi kimia dan kondisi iklim di atmosfer, hidrosfer, litosfer molekul organik kompleks diperoleh. Akuisisi data baru dengan percobaan selalu di bawah konstruksi memperkaya teori. Jadi, itu dinominasikan dalam sejumlah hipotesis mengenai mekanisme khusus dan pasukan langsung mengemudi diadakan evolusi kimia.

Penelitian di Rusia

Kehidupan di Bumi terbentuk melalui abiogenesis, yaitu, kelahiran senyawa organik yang kehadirannya merupakan ciri satwa liar di luar tubuh dan tanpa partisipasi sedikit enzim. Ini adalah tahap pertama, ketika ada tamu dari tak hidup tersebut.

Dengan hipotesis akademik Oparin dalam dua puluhan abad kedua puluh, solusi senyawa molekul tinggi yang mampu membentuk daerah tertentu di mana konsentrasi mereka meningkat, dan pemisahan dari lingkungan eksternal tidak mencegah mereka untuk berkomunikasi dengannya. Daerah ini disebut coacervates atau tetes coacervate.

luar negeri

Asal sintesis abiotik Diimplementasikan di bumi primitif menghabiskan tahun 1953 godu Stanley Miller, sintesis asam amino dengan zat organik lainnya. Selanjutnya muncul teori hypercycles yang menjelaskan keberadaan kehidupan dalam perjalanan evolusi kimia kehadiran reaksi katalitik, berturut-turut, di mana produk sebelumnya menjadi katalis untuk selanjutnya.

Hanya yang pertama "protocell" diciptakan pada tahun 2008 oleh ahli biologi Amerika yang melalui selubung asam lemak dan lipid dapat memperoleh nukleotida monofosfat dari lingkungan. Ini diaktifkan imidazole "batu bata" yang penting untuk sintesis DNA. Dan pada tahun 2011 di Jepang diciptakan vesikel dengan unsur-unsur DNA di bawah membran kationik, yang mampu membagi, seperti reaksi berantai polirazmernaya, replikasi DNA.

hipotesis utama

evolusi kimia kehidupan di Bumi hipotesis menjelaskan poin-poin dasar berikut.

1. Kebutuhan muncul di bumi atau dalam kondisi ruang, di mana ada sintesis autocatalytic ugrerodosoderzhaschih molekul, dengan sintesis harus memiliki volume besar dan berbagai cukup, cukup untuk memulai proses evolusi kimia.
2. Terjadinya struktur protocellular muncul dari molekul yang dijelaskan di atas. Ini agregat tertutup stabil terisolasi dari lingkungan, pertukaran energi dari zat-zat dan melewati mereka selektif. Jadi ada struktur protocellular.
3. unit yang dibentuk ada kemampuan untuk pengembangan diri - self-replikasi dan transformasi diri dari semua informasi dari sistem kimia. Jadi ada unit dasar dari kode turun-temurun.
4. Tahap berikutnya - hubungan antara penampilan dan fungsi enzim sifat protein dengan RNA dan DNA sebagai pembawa data. Jadi sebenarnya ada kode turun-temurun yang diperlukan untuk evolusi biologis.

penemuan

Seperti disebutkan di atas, Alexander Oparin pada awal dua puluhan abad terakhir dibuka coacervates. Berikutnya Stanley Miller dan Harold Urey pada tahun 1953, menggambarkan munculnya suasana kuno di simulasi biomolekul sederhana dan proses terjadinya. Berikutnya Sidney Foks mengatakan kepada dunia tentang mikrosfer dari protenoidov. Pada tahun 1981, T. dan S. Ceku Altmane dapat mengamati pembagian RNA autokatalitik sebagai ribozim mampu mengintegrasikan informasi dan katalisis dalam molekul, "mengukir" diri dari rantai dan menghubungkan "ujung" yang tersisa.

Pada tahun 1986, William Gilbert dari Cambridge mengembangkan gagasan "Dunia RNA", dan Gunther von Kidrovski dari Jerman pada saat yang sama disajikan sistem mereplikasi diri pertama berdasarkan DNA, yang merupakan kontribusi penting untuk memahami sistem mereplikasi diri dan fungsi pertumbuhan mereka. Ilmu pengetahuan telah cepat pergi ke depan ke arah ini: Manfred Eigen dibuka hyperframe, evolusi ansambel molekul RNA, dan Yuliy Rebek menciptakan molekul buatan pertama yang mereplikasi diri dalam kloroform.

Ruang & Earth

Space Flight Center NASA Dzhon Korlis mempelajari proses pengiriman mata air panas dari energi laut dan bahan kimia yang membuat evolusi kimia independen dari lingkungan ruang, dan hari ini mereka adalah untuk archaebacteria awal habitat permanen. Dalam dunia sulfida besi, sejumlah hipotesis Gunter Vehterskhoyzera.

Dia menggambarkan pertama mereplikasi diri metabolisme struktur disebabkan pada permukaan pirit (besi sulfida), yang memberikan energi yang diperlukan untuk bertukar zat. Dalam hal pemilihan tumbuh dan membusuk kristal pirit dapat tumbuh dan berkembang biak, menciptakan berbagai populasi. mineral lempung untuk munculnya molekul organik juga telah diteliti erat. Namun, model terpadu dari evolusi kimia belum ada, karena prinsip-prinsip dasar gerakan dari proses ini adalah belum terbuka.