Как возникла жизнь на планете Земля?
Вопрос о том, как появилась жизнь на Земле, является одним из самых глубоких в науке, и, хотя существует множество теорий, ученые до сих пор не могут прийти к единому ответу. Это продолжает оставаться темой для дискуссий, поскольку осознание происхождения жизни поможет нам лучше понять свое место во Вселенной, а также направит наши поиски внеземной жизни. Существует множество гипотез и теорий возникновения жизни на Земле, и ниже мы рассмотрим некоторые из наиболее популярных.
Первой идеей, привлекшей внимание ученых, был «первичный бульон»: представление о том, что когда Земля была молодой, океаны были заполнены простыми химическими веществами, способствующими возникновению жизни, и которые самостоятельно образовали простые живые клетки. Эта гипотеза была предложена в 1920-х годах двумя независимыми исследователями: Александром Опариным из СССР и британским генетиком Дж. Б. С. Холдейном.
Теория первичного бульона получила широкую поддержку в 1953 году, когда молодой американский аспирант по имени Стэнли Миллер под руководством лауреата Нобелевской премии Гарольда Юри провел знаменитый эксперимент. Миллер смешал четыре простых химиката в стеклянных трубках, которые нагревали и поражали электрическими искрами, имитирующими молнию. В ходе эксперимента было создано несколько аминокислот, строительных блоков белков. Эксперимент Миллера-Юри показал, что органические молекулы способны образовываться естественным образом.
Однако создание жизни с нуля оказалось намного сложнее, чем предполагал эксперимент Миллера. На протяжении десятилетий было предложено несколько конкурирующих гипотез, и сегодня эта область сильно поляризована. Ученые расходятся во мнениях относительно того, какие химические компоненты жизни появились первыми, какие жизненные процессы возникли первыми и где на Земле впервые возникла жизнь.
Под вопросом даже время возникновения жизни. Мы лишь знаем, что это произошло после того, как Земля сформировалась 4,5 миллиарда лет назад, и до 3,5 миллиарда лет назад – время самых старых ископаймых свидетельств жизни. Многие палеонтологи пытались сузить горизонт, выявляя более древние следы жизни, но их находки оспариваются.
Что касается местоположения, многие по-прежнему предпочитают море, но не обязательно открытое: некоторые исследователи считают, что жизнь зародилась в щелочных гидротермальных источниках на морском дне. Другие считают, что жизнь появилась в водоемах на суше, возможно, в геотермальных бассейнах, подобных тем, что в Йеллоустоне. Было предложено много других мест, например, лед. Меньшая часть ученых пологает, что жизнь возникла где-то во Вселенной и была перенесена на Землю. Эта гипотеза известна как «панcпepмия». Тем не менее, большинство исследователей считают ее маловероятной.
Процесс, создавший жизнь
Самый острый вопрос – это механизм, с помощью которого зародилась жизнь. Какие из многих процессов, происходящих в живых организмах, возникли первыми?
Одна из первых идей, популяризированных биохимиком Сидни Фоксом после эксперимента Миллера-Юри, заключалась в том, что аминокислоты собираются в простые белки. В современных организмах белки выполняют огромный спектр функций, в том числе действуют как ферменты, ускоряющие основные химические реакции. Однако эта гипотеза о белках в значительной степени утратила популярность.
Гораздо более популярным является представление о том, что жизнь началась с РНК, близкой родственницы ДНК (Гипотеза мира РНК). РНК может нести гены и копировать себя так же, как ДНК, но она также может сворачиваться и действовать как фермент. Идея заключается в том, что организмы, основанные исключительно на РНК, возникли первыми, и только позже развились ДНК и белок.
Гипотеза Мир РНК накопила множество подтверждений, но неясно, достаточно ли одной РНК. В последние годы некоторые исследователи предположили, что РНК раскрывает свой потенциал только в сочетании с белками – и для возникновения жизни нужны оба компонента.
Еще одна мысль заключается в том, что первые организмы были простыми каплями или пузырями. Эти «протоклетки» напоминали современные клетки в одном ключевом свойстве: они действовали как контейнеры для всех других компонентов жизни. Более совершенные протоклетки, разработанные лауреатом Нобелевской премии биологом Джеком Шостаком, также содержат самовоспроизводящуюся РНК.
Последняя гипотеза состоит в том, что жизнь началась с серии химических реакций, которые извлекали энергию из окружающей среды и использовали ее для создания молекул жизни. Идея была выдвинута в конце 1980-х годов немецким химиком Гюнтером Вехтерсхойзер. Вехтерсхойзер предполагает, что ранняя жизнь могла возникнуть на поверхности минералов сульфида железа, отсюда и название “Гипотеза мира сульфидов железа”. Однако в наши дни эта идея была вытеснена предположением Майкла Рассела о том, что первая жизнь питалась токами электрически заряженных протонов в щелочных гидротермальных источниках на морском дне.
Критика абиогенеза и панcпepмии
Хотя эксперименты, проведенные Стэнли Миллером и другими учеными, основывашимися на его работах, показывают, что жизнь могла возникнуть из первичного бульона, эта возможность остается теоретической. Нет никаких свидетельств доклеточной жизни на Земле. Более того, критики гипотезы мира РНК отмечают, что эксперименты, подтверждающие эту концепцию, проводились с биологически созданной РНК. РНК может действовать как матрица для саморепликации и как фермент для выполнения этого процесса, но эти результаты были выполнены в контролируемых лабораторных условиях. Поэтому они лишь частично доказывают, что такие деликатные процессы могли происходить в морях древней Земли.
По подобным причинам гипотеза мира РНК была в значительной степени отвергнута сторонниками абиогенеза в пользу других теорий, таких как одновременное развитие белков и генетических матриц или зарождение жизни вокруг гидротермальных источников, подобных тем, которые в настоящее время населены экстремофилами. Но есть один важный фактор, которую трудно преодолеть любой гипотезе абиогенеза: время. Считается, что основанная на ДНК жизнь возникла на Земле примерно 3,8 миллиарда лет назад, дав доклеточным формам жизни около 1 миллиарда лет для выполнения случайных процессов кодирования полезных белков и сборки из них предшественников клеточной жизни. Критики абиогенеза говорят, что неорганической материи просто не хватает времени, чтобы стать теоретически обоснованной доклеточной жизнью. Согласно одной из оценок, для случайного создания одного полезного белка потребуется около 10450 лет.
Это одно из основных препятствий, которое делает панcпepмию привлекательной идеей: она не объясняет происхождение жизни, а только ее появление на Земле. Гипотеза панcпepмии не обязательно противоречит абиогенезу, она просто перемещает источник возникновения жизни в другое место. Тем не менее, до сих пор нет оценок по нескольким важным факторам, которые должны быть соблюдены, чтобы панcпepмия была правильной. Возможно ли, например, чтобы микробная жизнь выжила в суровых условиях полета в космосе, входа в атмосферу Земли и столкновения с поверхностью нашей планеты?
Некоторые недавние гипотезы предполагают, что жизни не обязательно было выживать. Одни ученые постулируют, что мертвые частицы ДНК могли прибыть на Землю посредством баллистической панcпepмии и были воспроизведены с помощью запущенного процесса, подобного миру РНК. Другие стремятся исследовать Марс в поисках окаменелостей и сравнить любой генетический материал с тем, что повсеместно встречается на Земле, чтобы определить родство.
Тем не менее, если жизнь на Земле зародилась в другом месте и переместилась на нашу планету, вопрос все еще остается открытым: как произошла жизнь?
ОТВЕТ: Пумы могут развивать максимальную скорость бега до......
09 05 2024 7:21:11
Потеря среды обитания или «родного дома», как правило, является самой важной причиной вымирания растений и животных....
08 05 2024 2:20:35
Аменсализм - это отношения между организмами разных видов, в которых один организм ингибируется или разрушается, в то время как другой организм остается незатронутым....
07 05 2024 8:27:38
Очень часто зиму в России называют русской. Это имеют прежде всего: высокие сугробы снега, крепкие морозы, сказочные узоры на окнах домов....
06 05 2024 10:51:33
Азимут – одно из важнейших понятий, используемых при ориентировании на местности. Азимутом называют угол между двумя направлениями. Одно из них – это...
05 05 2024 21:29:45
Гималаи являются одним из основных примеров того, как высокие горы воздействуют на климат не только локально, но и на континенте....
04 05 2024 12:46:53
Картинки про лето непременно поднимут настроение ребенка, ведь они очень красочные, веселые и наполненные теплом. Каждая картинка в этой подборке наполнена сюжетом, по которому вместе с ребенком можно составить увлекательный рассказ....
03 05 2024 9:43:28
В данной статье мы расскажем о видах антропогенных экосистем и о том, какие функции они выполняют....
02 05 2024 0:31:55
В крае произрастает около 800 видов растений, большая часть которых приспособилась к жизни в холодном и сухом климате. Но активная деятельность человека по освоению новых территорий, незаконные вырубки лесов и природные пожары привели к тому, что более двух сотен видов растений оказались на грани исчезновения....
01 05 2024 11:26:18
Основной функцией пoлoвoй системы является создание мужских и женских гамет (пoлoвых клеток) и обеспечение роста, а также развития потомства....
30 04 2024 20:14:40
Лес – одно из важнейших богатств мира. Невозможно оценить то значение и важность, которую имеют леса среди других экосистем планеты. Лес даёт пристанище многообразному зверью, живущему под его покровом....
29 04 2024 10:22:51
Меня радует и удивляет белый снег, который в морозную погоду, искрясь на солнце падает узорчатыми снежинками. Если рассматривать их на рукавичке, то каждая......
28 04 2024 16:46:28
Гидросфера – это оболочка Земли, которая объединяет всю воду на нашей планете. Всего на Земле находится 1,39 млрд куб. км воды, чья масса составляет 1,46 квинтиллионов тонн....
27 04 2024 6:57:57
Хотя пресмыкающиеся обычно ассоциируются со змеями, черепахами и крокодилами, ящерицы также являются представителями класса рептилии....
26 04 2024 13:13:59
Вот наступает одно из красивейших осенних периодов, который именуют – золотой осенью. К сожалению он длится совсем недолго, где-то около трех недель....
25 04 2024 16:24:37
Долгое время Россия была сосредоточена на сухопутных исследованиях восточных территорий. Однако в конце XVIII века русские пересекли Тихий океан и основали колонии в Северной Америке....
24 04 2024 4:27:40
ОТВЕТ: Все виды горилл числятся, как находящиеся под угрозой исчезновения согласно Красному списку МСОП. На сегодняшний день, в дикой природе осталось около......
23 04 2024 2:43:41
Все ученики ждут с нетерпением зимние каникулы. Хоть они значительно короче летних, но проходят очень празднично и весело....
22 04 2024 6:53:22
Вопреки распространенному мнению, Большое тихоокеанское мусорное пятно не является огромным островом твердого мусора, плавающим в Тихом океане....
21 04 2024 10:28:51
Экватор - это воображаемая линия на поверхности Земли, которая проходит с востока на запад, и перпендикулярно пересекает центр оси между Северным и Южным полюсами (самая северная и самая южная точки планеты)....
20 04 2024 0:13:13
Митоз - процесс деления клеток, при котором хромосомы из ядра материнской клетки равномерно распределены между двумя новыми клетками....
19 04 2024 9:43:14
Какие животные находятся на гране вымирания по вине человека, а какие уже исчезли с лица Земли – тема этой статьи....
18 04 2024 9:48:36
В этой статье вы откроете для себя 10 лучших действий, которые будут способствовать сохранению дикой природы....
17 04 2024 20:58:29
С наступлением зимы большинство птиц летят к жилищам людей. Поэтому мы видим в городе лесных птиц: синичек, снегирей, поползней и свиристелей....
16 04 2024 22:44:29
Круговорот углерода в природе - это процесс, посредством которого углерод циркулирует между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами (биосферой)....
15 04 2024 19:11:53
Перед нами известный натюрморт художника – «Цветы, фрукты, птица, насекомые». Он отличается своей простотой, но в то же время необычностью композиции....
14 04 2024 9:44:58
В пустынях, расположенных вблизи экватора, показания термометра могут превышать 50 и даже 60°С. Какие же пустыни можно считать самыми жаркими на нашей планете?...
13 04 2024 12:27:30
Бирманская кошка, или священная бирма - это порода домашних кошек, с пойнтовым окрасом и белыми лапками. Она отличается покорным и спокойным хаpaктером, и с удовольствием будет повсюду следовать за своим владельцем....
12 04 2024 20:43:35
Многих людей в условиях наступившей пандемии волнует вопрос, болеют ли собаки коронавирусом (Covid-19) и могут ли передавать его людям?...
11 04 2024 21:26:33
ОТВЕТ: Птицы имеют язык. Как ни странно, птичий язык содержит внутри кости, которые делают его более жестким, чтобы собирать пищу или материалы для подстилки и гнезда....
10 04 2024 18:54:22
Если у вас когда-либо была собака или кошка, вы прекрасно знаете, что животные могут общаться с нами. Они понимают основные комaнды, которые вы им даете. Большинство домашних животных полностью понимают, что вы от них хотите, когда говорите определенные слова....
09 04 2024 4:14:10
Сумеречные животные - это те, которые активны преимущественно в сумерках (то есть в периоды рассвета и вечерних сумерек)....
08 04 2024 5:13:10
России повезло – на территории нашего родного края находится множество водоемов, которые могут быть использованы в хозяйстве....
07 04 2024 1:39:52
Биогеографическое зонирование является широчайшим биогеографическим разделением поверхности суши Земли, на основе распределения живых организмов....
06 04 2024 17:22:30
Просыпаясь утром, мы выглядываем в окно, чтобы посмотреть какая погода. В зависимости от времени года, мы обращаем внимание на природные явления: светит ли солнце, идет ли дождь или снег. Нас интересует какая температура воздуха, для того, чтобы правильно одеться....
05 04 2024 15:46:43
Всемирный день океанов является ежегодным событием, которое было введено в действие, чтобы помочь сохранить, защитить и отдать должное океанам Земли....
04 04 2024 12:31:17
На территории России сформировалось 8 природных зон. Они сменяют друг друга с севера на юг. Наибольшую территорию занимает таежная зона, а самую маленькую — область полупустынь и пустынь....
03 04 2024 4:16:16
Животные, обитающие вдалеке от цивилизации и человеческих баг, в условиях полной свободы и относятся к дикой фауне....
02 04 2024 21:36:11
Водный биом занимает около 75 % площади поверхности Земли, и является самым большим из всех биомов планеты....
01 04 2024 20:47:16
Средообразующая деятельность - это термин, используемый для обозначения процесса, посредством которого конкретный организм изменяет свою среду обитания....
31 03 2024 9:42:24
Люди едят капусту в сыром виде или во многих блюдах, но могут ли домашние крысы есть капусту? Этот овощ может вызвать проблемы у некоторых домашних животных, так есть ли среди них крысы?...
30 03 2024 23:53:50
Каpaкал, или степная рысь (Caracal caracal) - вид дикой кошки среднего размера из семейства кошачьих (Felidae). Впервые его описал немецкий натуралист Иоганн Христиан фон Шребер в 1777 году....
29 03 2024 9:41:37
Черный носорог (лат. Diceros bicornis) – один из двух видов африканского носорога. Несмотря на название, он как и белый носорог может иметь разный окрас......
28 03 2024 16:23:15
В этой статье, мы проведем вам краткую экскурсию по жизненному циклу медуз, начиная от оплодотворенного яйца до взрослой особи....
27 03 2024 0:24:55
Хотя на планете много примечательных озер, в этой статье перечислено 10 крупнейших озер в мире, в порядке убывания площади, с основными хаpaктеристиками и расположением на карте....
26 03 2024 9:19:11
Лесная экосистема - это функциональная единица или система, состоящая из почвы, деревьев, кустарников, трав, грибов, микроорганизмов, насекомых, животных, птиц и человека в качестве взаимодействующих единиц....
25 03 2024 22:34:49
Естествознание представляет собой комплекс наук о природе, включающий в себя сотни дисциплин. Все они направлены на познание мира....
24 03 2024 22:41:38
Что же интересного можно рассказать о нашей родной планетной системе? Возможно представленные в этой статье факты откроют для вас, что то новое....
23 03 2024 8:56:29
Человек, умеющий любить и любоваться природой ценит каждое время года по-своему. Ведь наступивший сезон вносит разнообразие в нашу повседневную жизнь....
22 03 2024 1:12:53
Белый медведь (Ursus maritimus) – крупный вид медведя, населяющий ледовые поля Северного Ледовитого океана....
21 03 2024 7:54:58
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Самая краткая биография Андерсена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Основные природные зоны Канады
Богатство (обществознание, 5 класс)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Ганс Христиан Андерсен биография кратко для детей и интересные факты
Teaching approaches: The grammartranslation method
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Самая краткая биография Грига
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Булат Окуджава биография, кратко о творчестве и личной жизни
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами
Самая краткая биография Марко Поло
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится