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?
Дельта реки представляет собой низменность, которая находится в устье реки, где она впадает в океан или другой водоем. Дельты играют важную роль как для людей, так и для рыб, или других животных....
09 05 2024 19:51:10
Солнечная радиация, рельеф местности и циркуляция атмосферы являются главными климатообразующими факторами, но помимо них большое влияние на режим погоды оказывают и некоторые иные обстоятельства....
08 05 2024 9:15:48
История капитанов Беллинсгаузена и Лазарева неразрывно связана с шестым и последним по времени открытия материком — Антарктидой....
07 05 2024 11:53:21
Многие виды животных находятся под угрозой уничтожения. Для того чтобы не допустить этого, была создана Красная книга....
06 05 2024 22:24:28
Регион охватывает несколько природных зон, начиная с тундры и заканчивая степью. Все эти факторы отразились на видовом разнообразии животного мира Урала. Узнаем о некоторых представителях фауны региона подробнее....
05 05 2024 6:39:18
Ученые не знают точное количество живых видов, существующих в мире. Фактически, после нескольких столетий классификации живых существ ученым удалось документировать только 14% живых видов....
04 05 2024 9:45:27
ОТВЕТ: Пумы могут развивать максимальную скорость бега до......
03 05 2024 2:15:49
Миклухо-Маклай Н. Н. является русским учёным по этнографии, биологии, антропологии, путешественником, который занимался изучением местных жителей Юго-Восточной Азии, Океании, Австралии, а также аборигенов северо-восточного берега Новой Гвинеи....
02 05 2024 1:37:55
В этой статье приведены список, краткая хаpaктеристика и карта основных проливов и заливов, омывающих РФ....
01 05 2024 11:42:23
С наступлением зимы, все вокруг как бы погружаются в волшебство зимней сказки. Потому что вся природа меняется. Деревья сбрасывают листву, и находятся в спячке....
30 04 2024 5:42:49
ОТВЕТ: На коротких дистанциях, бегемот может развивать максимальную скорость бега до......
29 04 2024 2:18:27
Наступила зима! С ее приходом произошли кругом большие преобразования. Особенно стали неузнаваемые деревья....
28 04 2024 10:46:25
Для каждого события в науке истории устанавливается определённая дата его наступления. Установлением дат исторических событий и дат составления исторических документов занимается вспомогательная историческая дисциплина хронология....
27 04 2024 2:47:34
ОТВЕТ: Коалы в среднем живут 13-18 лет в дикой природе, и около 20 лет в условиях неволи....
26 04 2024 6:42:18
Континентом называют один из основных массивов суши на Земле. Тем не менее, в любой принятой модели, Австралия всегда считается континентом, а Гренландия нет....
25 04 2024 0:37:23
ОТВЕТ: Морские звезды питаются либо путем выворачивания своих желудков наизнанку и введения пищеварительных ферментов на добычу, либо захватывая......
24 04 2024 4:57:31
ОТВЕТ: Кабан, также известный как вепрь, или дикая свинья, является всеядным животным, которое питается......
23 04 2024 12:43:55
Территория страны лежит сразу в четырех основных климатических поясах. Каждый из них имеет свои показатели температуры и нормы осадков. С востока на запад наблюдается переход муссонного климата в континентальный....
22 04 2024 4:45:26
Перед нами пасмурный дождливый день в парке Сокольники. На центральной части картины изображена аллея, уводящая в глубину лесных насаждений, усыпанная желтыми листьями....
21 04 2024 10:21:30
Общая тенденция диверсификации флоры Земли включает в себя 4 основные группы растений, господствующие на планете, начиная со среднего силурийского периода и до......
20 04 2024 20:18:36
ОТВЕТ: Берингов пролив расположен в Северном полушарии Земли, между США и Россией, а также соединяет Северный Ледовитый и Тихий океаны....
19 04 2024 7:14:19
Земная кора всегда движется. Какие-то движения регистрируют только ученые, какие-то нельзя не заметить, ведь они приводят к сильнейшим разрушениям, например, землетрясения....
18 04 2024 14:52:34
Попугаи и некоторые другие птицы могут говорить, но могут ли они поддерживать беседу?...
17 04 2024 10:21:33
Представляем вам подборку из 10 самых крупных пауков планеты с кратким описанием и фото....
16 04 2024 6:41:27
Океан неравномерно распределяется между Северным и Южным полушариями. Северное полушарие содержит около 39% суши, а в Южном полушарии земли занимают приблизительно 19%....
15 04 2024 16:32:54
В этой статье мы кратко рассмотрим оба типа водоемов и основные их отличия....
14 04 2024 16:57:32
Картинки из этой подборки являются отличным способом показать малышу изображения доброго, улыбающегося, лучистого и веселого солнышка....
13 04 2024 16:44:34
В этой статье, вы откроете для себя 10 интересных фактов про саблезубого тигра, иллюстрируемые картинками и фото....
12 04 2024 21:39:10
Давайте познакомимся с некоторыми представителями животного мира Свердловской области поближе, а также узнаем кто из них занесен в Красную книгу....
11 04 2024 10:18:10
Смешанный образ жизни - поведение, при котором животное имеет спорадические и случайные интервалы активности в течение дня или ночи, когда добывается пища, происходит общение с другими особями своего вида, и выполняются любые другие действия, необходимые для существования....
10 04 2024 17:26:21
Различные участки Земли отличаются своей высотой. Есть горы, равнины, холмы, впадины. Возникает необходимость каким-то способом отметить на карте или плане уровень высоты той или иной местности....
09 04 2024 11:43:25
Знаете ли вы, что в Йеллоустонском национальном парке есть супервулкан? Возможно, вы слышали, что извержение может произойти гораздо раньше, чем......
08 04 2024 8:14:25
Здесь вы узнаете, что такое полярная ночь и почему она появляется, а также в каких местах, странах и городах мира она может происходит....
07 04 2024 22:24:52
В темных и холодных водах океана для животных ни зрение, ни нюх не может быть настолько полезны как слух. Поэтому китам и приходится надеяться только на слух. При отсутствии голосовых связок, они могут с помощью клапанов и кожных наростов вокруг них издавать самые разнообразные звуки – это может быть стон, свист, клацанье и даже что-то похожее не пение....
06 04 2024 7:28:55
Все основные биомы планеты представлены в разнообразии растительного мира Северной Америки, от арктических тундр на севере до пустынь на юго-востоке, а также......
05 04 2024 20:48:38
Человек и природа должны быть вместе. Мы привыкли получать от природы все, что нам захочется – это наслаждение теплой солнечной погодой, купание в водоемах, вкусные фрукты, овощи, орехи и семечки....
04 04 2024 15:38:31
Один из десяти известных видов на Земле проживает на территории Амaзoнии. Ее леса содержат 90-140 миллиардов метрических тонн углерода....
03 04 2024 1:22:20
В статье представлен сгруппированный по классам список некоторых ярких представителей африканской фауны....
02 04 2024 1:56:10
Осенью чаще встречаются пасмурные деньки. В ненастную погоду, вой ветра сочетается с монотонной баpaбанной дробью капелек дождя....
01 04 2024 18:47:46
Все живые организмы - от маленьких до больших - обладают общими свойствами и хаpaктеристиками, которые отделяют их от объектов неживой природы, таких как камни или почва....
31 03 2024 23:19:58
Самые распространенные, крупные, опасные, а также недавно открытые виды акул с кратким описанием и фото....
30 03 2024 8:59:39
Гомологичные хромосомы представляют собой пары хромосом (по одной от каждого родителя), которые одинаковы по длине, положению генов и местоположению центромера....
29 03 2024 20:44:43
Американский хорёк, также известный как черноногий хорёк (Mustela nigripes) — небольшое хищное млекопитающее из семейства куньи (Mustelidae)....
28 03 2024 6:16:12
Азия - это самая большая часть свет, образующая совместно с Европой континент Евразию. Огромные территории Азии, включающие в себя множество стран, являются поистине неповторимыми и разнообразными....
27 03 2024 5:58:33
Существует довольно много красивых, интересных, но редких пород ‒ как старых, так и выведенных недавно. Поклонников у них немного, и они нечастые гостьи кошачьих выставок....
26 03 2024 17:32:10
В этой статье представлен список наиболее распространенных представителей фауны Франции....
25 03 2024 5:51:56
Жизнь за пределами одного живого существа организована в уровни внутри экосистемы. Эти уровни иерархии жизни важны для понимания изучения процесса эволюции....
24 03 2024 12:56:49
В этой статье представлен список всех 5 океанов планеты Земля по порядку - от самого большого по площади к наименьшему, с названием, расположением на карте и основными хаpaктеристиками....
23 03 2024 21:13:26
Топтание по хозяйскому телу называют детским или молочным шагом. Зоопсихологи считают, что эта привычка сохраняется у кошки с младенчества...
22 03 2024 18:39:58
Клеточная биология, или цитология - раздел биологии, которая изучает главные единицы жизни - клетки....
21 03 2024 6:46:57
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)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
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