Ősnemzés

Élj, szaporodj, halj meg
Biológia
Ikon bioDNA.svg
Az általunk ismert élet
  • Genetika
  • Evolúció
  • Az élet alapvető egysége: A sejt
  • Állattan
  • Növénytan
Oszd és szorozd
Legnagyobb majmok

Ősnemzés az a folyamat, amelynek során az élet természetes módon keletkezik a nem élő anyagból. A tudósok feltételezik, hogy az élet véletlenszerű kémiai folyamatok eredményeként keletkezhet, amelyek önreplikáló molekulák előállításához vezetnek. Az egyik legnépszerűbb jelenlegi hipotézis a hidrotermális szellőzőnyílások körüli kémiai reaktivitást foglalja magában. Ez hipotézis empirikusan még nem bizonyított, bár a jelenlegi bizonyítékok általában alátámasztják.

Tartalom

Történelem: spontán generáció

Az elmúlt évszázadok előtt széles körben hitték, hogy az abiogenesis körülöttünk, ennyien fordul előEgyedia mai élőlények nem élő anyagokból származnak. Úgy tűnik, hogy a békák és az egerek sárból származnak, a sárgarépák pedig a rothadó húsból. Ebben a formában az abiogenesist általában „spontán generációnak” nevezik.

Az ókori görög-római világban néhány neves filozófus támogatta, például Anaximander vagy Arisztotelész (Az állatok története,Állatok generálása). Középkori utódaik is szorgalmazták, rámutatva a Biblia olyan részeire, amelyek látszólag alátámasztják, például 1Móz 1:20. 1648-ban Jan Baptista van Helmont ezt a receptet javasolta az egerek számára:

... ha egy rossz pólót összenyomnak egy edény száján belül, ahol a búza néhány nap alatt (21 értelemben) erjedést húz ki az ingből, amelyet megváltoztat a gabona, a búza szaga önmagában a saját bőrébe belefásulva egerekké változik át, és ennélfogva ennél jobban csodálkozni kell, mert az ilyen rovarfajta, amelyet a nemek aláírása különböztet meg, a szülők magvából születettekkel együtt generál : Hogy innen is nyilvánvalóan megjelenhet mind a magok hasonlósága vagy minősége, mind az erjesztők hasonló vitál ereje: És ami még csodálatosabb, a Kenyér-kukoricából és az ingből ugrik elő, sőt nem kicsi, vagy szopó, vagy nagyon kicsi, vagy abortív egerek: de azok, amelyek teljesen vagy teljesen kialakultak.

De 1646-ban Sir Thomas Browne kiadott egy könyvetPseudodoxia Epidemica(„Vulgáris hibák” vagy „Népszerű hamis hiedelmek”), amelyben szkepticizmusát fejezte ki a legáltalánosabb hiedelmek sokféleségével, beleértve a spontán generálást is. Alexander Ross válaszot írt neki, amely tartalmazta

Kételkedik abban, hogy az egerek rothadásra képesek-e. Kételkedhet tehát abban, hogy a sajtban és a fában férgek keletkeznek-e; Vagy ha betelek és darazsak tehéntrágyában; Vagy ha lepkék, sáskák, röpcök, halak, csigák, angolnák és hasonlók hasonlók keletkeznek rothasztott anyagból, amely alkalmas arra, hogy megkapja annak a lénynek a formáját, amelyhez a képző hatalom rendelkezik. Ennek megkérdőjelezése az ésszerűség, az értelem és a tapasztalat megkérdőjelezése: Ha kétségei vannak ebben, engedje el Ægyptbe, és ott megtalálja a Nylus sárából származó egerekből hemzsegő mezőket, a lakók nagy katasztrófájára. .



Néhány évvel később Francesco Redi kétségbe vonta a legyek spontán generációját, így 1668 körül klasszikus kísérletek amelyben megmutatta, hogy a legyek távol tartása a rothadó hústól megtartja a rovarokat és a legyeket. Azonban továbbra is úgy gondolta, hogy a spontán generáció más körülmények között is bekövetkezik. Habár a spontán generációt hamarosan hiteltelenné tették a makroszkopikus organizmusok miatt, mégis úgy tűnt, hogy igaz a mikroszkopikus „állatculákra”. De a spontán generációt még ott is fokozatosan hiteltelenítették Redi-szerű kísérletek, Louis Pasteur 1861-ben adta meg az utolsó csapást.

A mai napig azonban vannak forgattyúk akik ragaszkodnak ahhoz, hogy spontán generáció történjen. Wilhelm Reich például látott mikroszkopikus vezikulákat, amelyeket „bionoknak” nevezett, és amelyek állítása szerint teljes erejű amőbákká szerveződhettek. (Elutasította azt az elképzelést, hogy csupán amőbikus cisztákat állít helyre, mert nem hitt a „légfertőzés” hipotézisében.)

Evolúció és abiogenesis

Gyakran nevelik a származási vita megmutatom evolúció nem magyarázza a származását élet . Tegyünk valami teljesen világosat: az abiogenesis és az evolúció azkét teljesen különböző dolog. Az elmélet evolúció semmit sem mond aeredetaz életé. Csak leírja azokat a folyamatokat, amelyek az élet elindulása után zajlanak le. Lehetnek olyanok is több útvonal a természetben előforduló „élet” előállításához, természetesen az élet definíciójától függően. Ez valami Ben Stein van láthatóan szándékosan tudatlan .

A megkülönböztetés ellen kifogás az, hogy az kapufán mozgó de ez csak akkor lenne igaz, ha az evolúció valamikor megpróbálná megmagyarázni az élet eredetét, majd az emberek eltávolodnának attól. Ez egyáltalán nem így van. Az evolúciós elmélet a fajok mutabilitásának megfigyelésével kezdődött - ez a tulajdonság csak az abiogenesis után létezik, sőt, később a élet 'gyakran használták a fejlődés képességét kulcsfontosságú elemként. Ez természetesen egy ideje ismert, mint az állatok és a növények szelektíven tenyésztik évezredekig. Később az ötletet finomította Charles Darwin formájában természetes kiválasztódás , ahol a természet megadja a kiválasztási kritériumokat az evolúció ösztönzéséhez. Az evolúció, sem a természetes szelekció egyetlen pillanatban sem szólt az élet eredetének magyarázatáról - ahogyan a kémiai hibát sem hibáztatjuk azzal, hogy nem magyarázzuk el, hogy az atomok honnan származnak: ez elmagyarázza, hogy az anyagok hogyan viselkednek, ha léteznek, és nem arra, hogy hogyan keletkeztek.

Az egyik kifogás az, hogy az élet eredetének megmagyarázása természetes kiterjesztése annak, amit az evolúciónak meg kell magyaráznia. Igazság szerint ez igaz, és az abiogenézist körülvevő elméletek gyakran alkalmazzák természetes kiválasztódás megugrási pontként arra, hogy a szervezett molekulák maguk hogyan fejlődhessenek tovább (ezáltal az ilyen molekulacsoportokat „életessé” téve a fent tárgyalt definíció szerint). De vajon az evolúció és a természetes szelekciótudmagyarázza el, hogy az életfejlődésnek ez a szakasza lényegtelen az élőlények számára az abiogenesis után. Az evolúció visszautasításának tévhitével közös analógia az élet eredetének nem magyarázata miatt gravitáció nem magyarázza az élet eredetét. Az analógiákat erősen megkérdőjelezik, mert ez az embereket mindig feltételezi, hogy az élet mindig létezik, ha másként nem ismert.

Szempontok

Az abbiogenezis nem egy lépéses esemény, hanem folyamat. A biológiai életnek vannak a szervezés tulajdonságai vagy képességei, anyagcsere , homeosztázis , növekedés, szaporodás, reakció és evolúció. Minden sejt élet, amely rendelkezik ezekkel a képességekkel, él. Akár vírusok élnek-e vagy sem, ellentmondásosabb. A vírusok legalább szaporodnak és fejlődnek, de nem képesek erre, függetlenül az általuk behatolt gazdasejtektől.

Ezzel szemben az első „életből” valószínűleg hiányzik sok fontos tulajdonság, például a homeosztázis és a válasz, mint a vírusoknál. Azonban a vírusokkal ellentétben az első élet valószínűleg szaporodást és anyagcserét folytatott, de ami előbb jött, nem világos.

Először DNS vagy fehérjék?

A fehérjék a DNS elé kerültek. Reduktázok átalakulnak ribonukleotidok -ba dezoxiribonukleotidok , kémiailag megterhelő feladat, amelyet valószínűleg nem végeztek valaha ribozimok. A dezoxiribonukleotidokra nem javasolt prebiotikus útvonalat. Néhány azt állítják, hogy a DNS-nek és a fehérjéknek egyszerre kell megjelenniük, ami „csirke vagy tojás” problémát vet fel: DNS-re van szükség a fehérjék kódolásához a saját replikációjához, szóval melyik jött előbb? Ez a kérdés elveti, hogy az RNS-re is szükség van mindkettő létezéséhez, és hogy mindkét funkciót képes és szolgálja. A DNS a genetikai tárolásra specializálódott RNS-nek tekinthető. Az enzimatikus tulajdonságok erre nem használhatók, és a 2-OH 'csoport, amely lehetővé teszi számukra, az RNS-t százszor instabilabbá teszi, mint a DNS.

Mesterséges abiogenesis

Az 1950-es években több kísérletek Stanley Miller és Harold Urey igazolta, hogy az aminosavak, a fehérjék alkotórészei és más szerves vegyületek természetes képződése szervetlen anyagokból az Ős Föld légköri viszonyai között lehetséges. A Nap UV-sugárzása lehetetlenné tette a szárazföldön. Ma általánosan elfogadott, hogy az abiogenesis nemcsak a szárazföldön vagy az óceánokon történt, hanem mindkettő kombinációja.

Lipid Magic

1965-ben Alec Bangham fedezte fel elsőként a foszfolipidek autokatalitikus tulajdonságait. Hogyan bizonyíthatja a természet ezen aspektusát és cáfolhatja a a második törvény kreacionista változata :

  1. Vegyünk egy pohár vizet.
  2. Szerezz egy tojássárgáját.
  3. Tegye a tojássárgáját a vízbe.
  4. ????
  5. Nyereség!!!!

Mi történik valójában: az amfipatikus lipidek elrendeződnek a vízmolekulákkal való kölcsönhatásuk alapján. Lehet, hogy nem ez a leg extravagánsabb példa, de spontán rendet mutat.

Pier Luigi Luisi kimutatta, hogy az ezekből a lipidekből készített vezikulák új lipidek beépítésével növekedhetnek, és új vezikulákat hozhatnak létre, amelyek primitív replikációhoz vezetnek.

Abiogenezis kísérletek

2001-ben Louis Allamandola bebizonyította, hogy a szerves anyagok szintetizálhatók a mély térben egy „Chill vákuumkamra” segítségével - sok biomolekulával: nitrilekkel, éterekkel, alkoholokkal, gyűrűszerű szénhidrogénekkel és másokkal.

Jennifer Blank a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumban egy kiegészítő kísérletben arról számolt be: 'A későbbi kémiai elemzés révén a csapat felfedezte, hogy a keverékben lévő kezdeti aminosavak összekapcsolódtak, peptideket képezve, amelyekből fehérjék képződhetnek.'

2010-ben Craig Venter és kollégái egy teljesen mesterséges kromoszómát helyeztek egy baktériumsejtbe, és előállították az első mesterséges életformát (más néven „dial-a-genom”). Bár mesterséges abiogenesisnek tűnhet, ennek ellenére komoly csalással járt: a mesterséges kromoszómát egylétezőszervezet.

2011-től Lee Cronin a Glasgowi Egyetemen evolúciós folyamatot próbál elindítani a polioxometalát alapú „sejtekben”.

2014-ben egy kutatócsoportnak sikerült előállítania mind a négy összetevőt RNS aszteroida becsapódásának szimulálásával az ős körülmények között.

Egy 2015-ös tanulmány kimutatta, hogy az aminosavak, lipidek és nukleotidok szintézisének kémiai prekurzorai, amelyekre egy primitív sejtben szükség lenne, mind egyszerre keletkezhettek ultraibolya fény által vezérelt reakciók révén.

2015-ben a leszálló Philae 16 szerves vegyületet fedezett fel, amelyek közül négyet még soha nem észleltek az üstökösön, a 67P / Churyumov – Gerasimenko üstökösön. A szerves vegyületek közül sok az élet fontos építőköve.

2015-ben az élet eredetét vizsgáló NASA-tudósoknak sikerült az uracil, a citozin és a timin reprodukciója egy pirimidint tartalmazó jégmintából az űrben talált körülmények között.

Egy 2016-os tanulmány kimutatta, hogy az élet építőkövei megismételhetők a mélytengeri szellőzőkben. Ezek a kísérletek először bizonyították, hogy az RNS-molekulák alkothatnak lúgos hidrotermikus kéményekben.

Itt egy videó róla

Kreationisták és az abiogenesis

Bizonyos kreacionisták helyesen rámutat arra, hogy az abiogenesisnek valamikor meg kellett történnie az evolúció folyamatának megkezdéséhez. Ezután megpróbálják ezt az előfeltevést felhasználni az evolúció „cáfolására”, azt állítva, hogy Louis Pasteur meggyőzően cáfolta. Azonban csak azt mutatta meg, hogy ez még a legegyszerűbb szabadon élő organizmusok esetében sem tipikus jelen - és az olyan összetett életformák, mint az egerek, nem teljesen olyan formákból fakadnak, mint a szövet vagy a gabona.

A kreacionisták az abiogenezist is szeretik cáfolni azzal, hogy látszólagos prebiotikus környezeteket mutatnak be ott, ahol ez nem történik meg, mint például az ő Földimogyoró-érv , kiemelve ezzel az abiogenesis és a spontán generáció összetévesztését. A legmegfelelőbb környezet azonban aktív kutatás tárgyát képezte, mint például Günter Wächtershäuser hipotézis hidrotermikus szellőzőnyílások vas-kénes világának

Egy másik kreacionista kijelentés gyakran az evolúció abiogenesis; ez egyszerűen a tudományos terminológia tudatlansága. Az evolúció a szervezetek fokozatos változása az idő múlásával, míg az abiogenesis maga az élet kezdete. A kreacionisták is lehetnek a különálló alkotásokba vetett hitüket a mainstream biológusokra vetítik .

Még több kreacionista logikátlan: „A tudósok még nem tudják megmagyarázni az élet eredetét, ezért bizonyára az volt Isten , és konkrétan Isten verziója, amelyben hiszek ”( protestáns , Római Katolikus , iszlám változat stb., választás szerint).

Az abiogenesis valószínűsége

Az abiogenesis előfordulásának valószínűsége egy adott helyzetben fontosnak tűnik, mind annak értékelése érdekében, hogy az abiogenesis valószínűleg az élet eredete volt-e, mind pedig annak értékelése szempontjából, hogy földönkívüli élet . Az egyes vegyi anyagok vagy organizmusok valószínűségére összpontosító valószínűség naiv becslései azt sugallják, hogy az abiogenezis eltűnése valószínűtlen: annak valószínűsége, hogy egy adott 300 aminosavfehérje atomkészletből jön létre, 2,04 x 10: 1 lehet, de ez figyelmen kívül hagyja a tényt hogy a folyamat szinte biztosan inkrementálisabb volt ennél, és hogy nem egy adott fehérje valószínűségét keresi, hanem bármely más, életben nevezhető fehérje valószínűségét. Ugyanez a probléma merül fel abban az esetben is, ha a kreacionisták Hoyle és Wickramasinghe érvelését használják, miszerint a baktériumok összes vegyi anyagának véletlenszerű valószínûsége 10 körüli; senki sem utal arra, hogy a baktériumok véletlenül jelentek volna meg, egyszerűbb prekurzor nélkül. Az élet tényleges valószínûségének becsléséhez nem csupán a világnak az élet keletkezésének idején fennálló pontos körülményeinek és a követett pontos kémiai útnak a megismerésére van szükség, hanem az összes lehetséges út létrejöttének valószínûségére, amelyek életet teremthetnek. Bármely becslésnél figyelembe kell venni az univerzumban az életet támogató bolygók számát is, mivel azért vagyunk itt, mert az abiogenézis egy világon történt, valószínűleg a jelöltek milliárdjainak egyike. Ezért hihetetlenül nehéz, talán lehetetlen pontosan kiszámítani az élet valószínűségét.

A kreacionisták az abiogenesis valószínűtlenségét általában az abiogenesis diszkontenciájaként használják, Borel törvénye . A valószínűtlenségről szóló intuíciók figyelmen kívül hagyják a valószínűségek megbecsülésének nehézségeit és az intuícióink kudarcát, hogy kezelni tudják a rendelkezésre álló hatalmas számú molekulát és hatalmas időkeretet. A Föld atomjainak számát 10 körülire becsülik, míg a világ óceánjain körülbelül 10 lehet (főleg kicsi hidrogénatomok), bár egyik szám sem az abiogenézishez rendelkezésre álló atomok mennyiségét jelenti. Hasonlóképpen, bár nem világos, hogy a Föld történelmének mely részei voltak a legkedvezőbbek, az életnek százmilliókra, ha nem is milliárdokra kellett várnia, és ennek az időnek a nagy részében a körülmények nagyon eltérnek a mai állapotoktól. Ez megmagyarázza, miért nem látott senki sem abiogenesist laboratóriumban vagy mogyoróvajas korsóban.

Olaj

Lásd a témáról szóló fő cikket: Abiotikus olaj

Olaj ma már biogén eredetű, nem abiogén. Az a hipotézis, miszerint az olaj abiogén eredetű, népszerű volt a szovjet Únió az 1980-as évekig. Az abiogén eredetű hipotézis azt javasolta, hogy az olajképződés a földön végbemenő kémiai reakciók eredményeként következzen be, és hogy az olaj folyamatosan újratöltődjön, és nem fosszilis üzemanyag. Néhányan (nevezetesen Thomas Gold csillagász 2004-es haláláig és Jack Kenney) továbbra is támogatják az abiogén eredet-hipotézist.

A származási tudományok megértése a tágabb közösség részéről

Sokan nem értik a származástudományokat. Ezt néhány tényező okozza.

  1. A vallási nézetek akadályozhatjákakarvamegérteni az abiogenesist, előnyben részesítve az a csodálatos esemény.
  2. Ennek a valószínűtlennek a megértése nem egyenlő lehetetlennel, ráadásul elegendő idő és lehetőség adva valószínűtlenné válik , sok nem szakember számára nehezen érthető, és még nehezebb a szándékosan tudatlan és a tudományosan írástudatlanok . Ezenkívül csak egy kis tudóscsoport van, akik kellően képzettek a kémia és a geológia területén ahhoz, hogy képesek legyenek megfelelően áttekinteni az abiogenezist. Van azonban egy elkötelezett társadalom az élet eredetének tanulmányozására.

Folyóiratok

Kifejezetten az életkutatás eredetére

  • Az élet eredete és a bioszféra fejlődése

Egyéb folyóiratok

  • A molekuláris evolúció folyóirata
  • A molekuláris biológia folyóirata

Néhány papír

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ijch.201400180