Chemiese evolusie: die stadiums en wese

Die proses van omskepping is tot stand gebring wetenskap chemie in die sogenaamde chemiese evolusie, en die draaipunt van die revolusionêre proses plaasgevind het na die skepping in 1777 deur die Franse natuurwetenskaplike Lavoisier verbranding teorie beskryf die rol van suurstof. Toe begin 'n hersiening van al die fundamentele begrippe en basiese beginsels van chemie, het die terminologie en nomenklatuur van stowwe verander.

elementêre kursus

1789 het die vrystelling van 'n handboek Lavoisier, het dadelik 'n belangrike verwysing vir navorsers en praktisyns van wetenskap gebore. Die "basiese chemie natuurlik" is die eerste in die wêreld lys - Table of eenvoudige liggame, die lys van die bekende chemiese elemente. Die basis van hierdie tome Lavoisier lê juis suurstof teorie van verbranding, waardeur die chemiese evolusie is gerig deur 'n heeltemal nuwe manier. Die belangrikste element in die definisie van - ervaring, en dit is wat 'n wetenskaplike en verkies die belangrikste maatstaf, en alles wat nie word bevestig deur ervaring, soos 'n atoom of molekulêre struktuur, het Lavoisier nie oorweeg word nie.

Chemiese evolusie gegaan deur die wette wat hy geformuleer - die behoud van massa, oor die aard van die eienskappe van verbindings, hul verskille in die basiese samestelling. Dit was toe dat chemie 'n wetenskap van self geword het, bestudeer die samestelling van die liggame eksperimenteel. Ek kon dit nie doen sonder die chemiese evolusie van die rasionalisering van die onderwerp, en dus, die mensdom uiteindelik laat vaar die alchemistiese verlede, as idees oor die aard van materie en die eienskappe daarvan drasties en vinnig verander. Maar die stukrag vir hierdie proses gedien Lavoisier navorsing. Nou, selfs skoolkinders weet dat die stadiums van chemiese evolusie (of prebiotiese evolusie) moet in ag geneem word vanaf die tyd dat voorafgegaan die opkoms van die lewe op aarde. In die agtiende eeu, soos opvattings van die wêreld niemand het nog ooit gehad het.

lewe

Chemiese evolusie begin op aarde absoluut lewelose planeet wanneer die organiese stof geleidelik begin te voorskyn kom uit anorganiese molekules, wat spesifiek invloed op die energie en seleksie faktore. Ontvouende proses van self-organisasie, wat kenmerkend van selfs relatief komplekse stelsels. So, die koolstof op aarde verskyn. Inteendeel, daar koolstofhoudende eerste molekule van fundamentele belang, nie net vir die voorkoms, maar ook vir die verdere ontwikkeling van alle lewende materie.

Ons weet nie so ver, wat is die essensie van chemiese evolusie in die vroeë stadiums van die lewe. Die bekende chemie van enige stof beperk die evolusionêre proses grense waterige koolstof postulaat. Miskien, in die heelal is daar opsies ander modus van bestaan van lewende materie en die oorsprong van ons proteïen - is nie die enigste "uitweg". Daar is besef 'n unieke kombinasie van polimeer eiendomme met koolstof depolariserende eienskappe van die waterige medium in die vloeistoffase. Hierdie toestande is voldoende om die chemiese evolusie van lewe en die behoefte aan die ontwikkeling van alle aan ons bekend die verskeidenheid van lewensvorme begin.

Begin die proses

Mensdom selfs van sy eie wieg weet nie al nie. Veral oor waar en wanneer om die stadiums van chemiese evolusie begin op aarde. Dit is wat ons ook kan maar net raai. Hier, in die eerste, daar kan absoluut enige tyd wees.

Wanneer jy die tweede siklus van stervorming voltooi wanneer die verkorte produkte van ontploffing van supernovas, wat het interstellêre ruimte elemente genoem swaar, wie se gewig oorskry ses en twintig. Wanneer die sterre is in die tweede generasie het hul eie planeet stelsels, waar nodig swaar elemente 'n voldoende bedrag is. Besef dat die essensie van die chemiese evolusie kon te eniger tyd ná die Oerknal in 'n interval van 'n half miljard en 'n half miljard jaar.

Waar lewe begin

Waar sy kon ontstaan het - ook 'n ope vraag. Wanneer die skep van baie heel waarskynlik bekendstelling chemiese ekolyutsii toestande kan voorkom in feitlik enige omgewing. Dit ondergrond en planete, en die diepte van die see en die oppervlak, selfs protoplanetêre vorming geskik.

Daarbenewens kan wolk interstellêre gas ook dien as 'n springplank vir aanval op lewende materie lewelose, en dit word bevestig daarin organiese stowwe opgespoor - en suiker alkohole, aldehiede, aminosure, glisien en meer in staat is om te dien as die begin van materiaal vir die lewe deur middel van chemiese evolusie begin.

teorie

Antieke aarde hou sy geheime, en die mensdom het nog nie 'n betroubare inligting oor die geochemiese toestande van sy bestaan voor die opkoms van die lewe. Geologiese navorsing kan nie voldoen aan al die vrae, en dus om te studeer op groot skaal betrokke sterrekunde. So het 'n teorie van chemiese evolusie. Vandag se Venusian en Mars voorwaardes word beskou as soortgelyk aan die Aarde op sekere stadiums van chemiese evolusie te wees.

Om te eksperimenteer op die modelle en dus al die bekende basiese data te verkry. Byvoorbeeld, die gebruik van simulasie van verskeie chemiese samestellings en klimaatstoestande in die atmosfeer, die hidrosfeer, litosfeer komplekse organiese molekules is verkry. Verkryging van nuwe data deur 'n eksperiment is altyd onder konstruksie verryk die teorie. So, is dit benoem in 'n aantal hipoteses oor die spesifieke meganismes en direk dryfkragte gehou chemiese evolusie.

Navorsing in Rusland

Lewe op aarde is gevorm deur abiogenesis, dit wil sê die geboorte van organiese verbindings wie se teenwoordigheid is kenmerkend wild buite die liggaam en sonder die geringste deelname van ensieme. Dit is die eerste fase, wanneer daar 'n bestaan uit die lewende.

Deur hipotese akademiese Oparin in die twintigerjare van die twintigste eeu, oplossings van 'n hoë-molekulêre verbindings in staat is om 'n sekere area waar hul konsentrasie verhoog, en skeiding van die eksterne omgewing te vorm nie verhoed dat hulle om te kommunikeer met dit. Hierdie gebiede word coacervates of coacervate druppels genoem.

oorsese

Oorsprong abiotiese sintese Geïmplementeer in 'n primitiewe aarde deurgebring in 1953 godu Stanley Miller, sintetisering aminosure met ander organiese stowwe. Daarna verskyn hypercycles teorie dat die bestaan van lewe in die loop van die chemiese evolusie van die teenwoordigheid van 'n katalitiese reaksie, opeenvolgende, waar die vorige produk word die katalisator vir die volgende verduidelik.

Slegs die eerste "protocell" is geskep in 2008 deur die Amerikaanse bioloog wat deur die skede van vetsure en lipiede in staat was om nukleotied monofosfaat verkry uit die omgewing. Hierdie geaktiveer imidasool "bakstene" is noodsaaklik vir die sintese van DNA. En in 2011 in Japan geskep vesikels met DNA elemente onder kationiese membraan, wat in staat was om te verdeel, soos polirazmernaya kettingreaksie, die replikasie van DNA was.

belangrikste hipoteses

Chemiese evolusie van lewe op Aarde hipotese verduidelik die volgende basiese punte.

1. Noodsaaklikheid verskyn op Aarde of in die ruimte voorwaardes, waarin daar is 'n autocatalytic sintese ugrerodosoderzhaschih molekules, met die sintese groot volumes en 'n aansienlike verskeidenheid, genoeg om die proses van chemiese evolusie begin moet hê.
2. Voorkoms protocellular strukture na vore kom uit die hierbo beskryf molekules. Hierdie stabiele geslote aggregate geïsoleerd van die omgewing, energie uitruil van stowwe en gaan hulle selektief. So daar protocellular struktuur.
3. Die gevorm eenhede daar is 'n vermoë om self-ontwikkeling - self-replikasie en self-transformasie van alle inligting van chemiese stelsels. So is daar die basiese eenhede van die oorerflike kode.
4. Die volgende fase - die verhouding tussen die voorkoms en funksies van ensieme die eienskappe van proteïene met RNA en DNA as die data draers. So daar is eintlik besit kode wat nodig is vir biologiese evolusie.

ontdekking

Soos hierbo genoem, Alexander Oparin so vroeg as die twintigerjare van die vorige eeu geopen coacervates. Volgende Stanley Miller en Harold Urey in 1953, beskryf die opkoms van die antieke atmosfeer in simuleer eenvoudige biomolekules en die proses van hul voorkoms. Volgende Sidney Foks vertel die wêreld oor die mikrosfere van protenoidov. In 1981, T. en S. Ceku Altmane staat wees om die verdeling van autocatalytic RNA waarneem as ribosieme in staat is om die inligting en katalise in die molekule te integreer, "kerf uit" hulself uit die ketting en die koppeling van die oorblywende "eindig".

In 1986, William Gilbert van Cambridge ontwikkel die idee van "RNA World", en Gunther von Kidrovski uit Duitsland terselfdertyd aangebied die eerste self-repliserende stelsel wat gebaseer is op DNA, wat 'n belangrike bydrae tot die begrip van self-repliserende sisteme en hul groei funksies was. Die wetenskap het vinnig vorentoe gegaan in die rigting: Manfred Eigen geopen hyperframe, die evolusie van ensembles van RNA molekules, en Yuliy Rebek geskep die eerste kunsmatige molekule wat self-repliserende in chloroform.

Ruimte en Aarde

Die Space Flight Center van NASA Dzhon Korlis bestudeer die lewering proses van die warmwaterbronne van die see energie en chemikalieë wat die chemiese evolusie onafhanklik van die ruimte omgewing te maak, en vandag is hulle vir die eerste Archaebacteria permanente habitat. In die yster sulfiede wêreld, 'n aantal hipoteses Gunter Vehterskhoyzera.

Hy beskryf die eerste self-repliserende strukture metabolisme veroorsaak op die oppervlak van piriet (yster sulfied), wat die energie wat nodig is vir die uitruil van stowwe het. In terme van keuse groei en verval pirietkristalle kan groei en voort te plant, die skep van 'n verskeidenheid van bevolkings. kleiminerale vir die voorkoms van organiese molekules is ook ten nouste bestudeer. Maar 'n verenigde model van die chemiese evolusie bestaan nie, aangesien die basiese beginsels van die beweging van hierdie proses is nog nie oop nie.