Kemisk evolution: etaperne og essens

Konverteringen blev gennemført videnskab kemi i den såkaldte kemiske evolution, og vendepunktet i den revolutionære proces opstod efter oprettelsen i 1777 af den franske naturvidenskabsmand Lavoisier forbrænding teori beskriver rollen som ilt. Så begyndte en gennemgang af alle de grundlæggende begreber og grundlæggende principper for kemi, har ændret terminologi og nomenklatur af stoffer.

elementære kursus

1789 oplevede frigivelse af en lærebog Lavoisier, blev straks en central reference for forskere og praktikere inden for videnskab født. Den "elementær kemi kursus" har været den første på listen verden - Tabel over simple organer, der opregner de kendte kemiske elementer. Grundlaget for denne tome Lavoisier liggende netop ilt teori om forbrænding, hvorved kemisk evolution blev instrueret af en helt ny måde. Det vigtigste element i definitionen af - erfaring, hvilket er, hvad en videnskabsmand og valgt det vigtigste kriterium, og alt det, der er ikke bekræftet af erfaring, såsom en atomar eller molekylær struktur, havde Lavoisier ikke overvejet.

Kemisk evolution har været igennem de love, han formulerede - bevarelse af masse, om karakteren af de egenskaber af forbindelser, deres forskelle i elementær sammensætning. Det var dengang, at kemi er blevet en videnskab om selvet, studere sammensætningen af de organer eksperimentelt. Jeg kunne ikke undvære den kemiske evolution af rationalisering af emnet, og dermed menneskeheden endelig opgav den alkymistiske fortid, som ideer om karakteren af stof og dets egenskaber ændre sig drastisk og hurtigt. Men afsæt for denne proces serveret Lavoisier forskning. Nu, selv skolebørn ved, at de stadier af kemisk evolution (eller præbiotisk evolution) bør overvejes fra det tidspunkt, der gik forud for fremkomsten af liv på Jorden. I det attende århundrede, sådanne forestillinger om verden ingen har nogensinde haft.

liv

Kemisk evolution begyndte på Jorden helt livløs planet, når det organiske stof er efterhånden begyndte at dukke op fra uorganiske molekyler, som specifikt påvirker energi- og udvælgelse faktorer. Udfoldning processer selvorganisering, som er karakteristiske for selv relativt komplekse systemer. Således kulstof på Jorden dukkede op. Snarere er der kulstofholdige første molekyle af grundlæggende betydning ikke kun for udseende, men også for den videre udvikling af alle levende materiale.

Vi ved ikke, indtil videre, hvad er essensen af kemiske evolution i de tidlige stadier af livet. Den kendte kemi af ethvert stof begrænser evolutionære proces grænser vandig carbon postulat. Måske, i universet der er muligheder anden form for eksistens af levende materiale og oprindelsen af vores protein - er ikke den eneste "vej ud". Der blev realiseret en unik kombination af polymeregenskaber med carbon depolariserende egenskaber af det vandige medium i den flydende fase. Disse betingelser var tilstrækkelige til at starte den kemiske livets udvikling og behovet for udvikling af alle kendte for os de mange forskellige livsformer.

Starter processen

Menneskeheden selv af sin egen vugge kender ikke alle. Især om, hvor og hvornår de skal starte stadier af kemisk evolution på Jorden. Det er det, vi også kan kun gætte. Her først, kan der være absolut helst.

Når du er færdig den anden cyklus af stjernedannelse når de kondenserede produkter af eksplosion af supernovaer, som gav interstellare space elementer kaldes tung, hvis vægt overstiger seksogtyve. Når stjernerne er i anden generation fundet deres egne planetsystemer, hvor der kræves tunge grundstoffer har været en tilstrækkelig mængde. Realiseret essensen af den kemiske evolution kunne til enhver tid efter Big Bang i et interval på en halv milliard og en halv milliard år.

Hvor livet begyndte

Hvor hun kunne være opstået - også et åbent spørgsmål. Når du opretter mange ganske sandsynlige lancering kemiske ekolyutsii betingelser kunne forekomme i stort set alle miljøer. Denne undergrund og planeter, og dybden af havet og overfladen, selv protoplanetariske formation egnede.

Endvidere kan sky interstellare gas også tjene som udgangspunkt for angreb på levende materiale livløse, og det bekræftes deri organiske stoffer, der påvises - og sukkeralkoholer, aldehyder, aminosyrer, glycin og bedre i stand tjener som udgangsmateriale til livet ved hjælp af kemisk evolution begyndte.

teori

Ancient Jorden holder sine hemmeligheder, og menneskeheden har endnu ikke pålidelige oplysninger om de geokemiske forhold af sin eksistens før fremkomsten af livet. Geologisk forskning, muligvis ikke opfylder alle de spørgsmål, og derfor for at studere i udstrakt grad involveret astronomi. Så byggede en teori om kemisk evolution. Dagens Venusian og Mars betingelser anses for at svare til Jorden i visse faser af kemisk evolution.

At eksperimentere på modellerne og dermed opnå alle de kendte grunddata. For eksempel ved anvendelse simulering af forskellige kemiske sammensætninger og klimatiske forhold i atmosfæren, hydrosfæren, litosfæren komplekse organiske molekyler blev opnået. Erhvervelse af nye data fra forsøg altid er under konstruktion beriger teori. Så blev det nomineret i en række hypoteser om de specifikke mekanismer og direkte drivkræfter holdt kemisk evolution.

Forskning i Rusland

Liv på Jorden blev dannet gennem abiogenesis, dvs. fødslen af organiske forbindelser, hvis tilstedeværelse er karakteristisk dyreliv ud over kroppen og uden den mindste deltagelse af enzymer. Dette er den første fase, når der er en levende fra nonliving.

Ved hypotese akademisk Oparin i tyverne af det tyvende århundrede, opløsninger af højmolekylære forbindelser er i stand til at danne et bestemt område, hvor deres koncentration forøges, og adskillelse fra det eksterne miljø forhindrer dem ikke at kommunikere med den. Disse områder kaldes koacervater eller koacervat dråber.

oversøisk

Oprindelse abiotisk syntese Implementeret i en primitiv jord brugt i 1953 GODU Stanley Miller, syntetisering aminosyrer med andre organiske stoffer. Efterfølgende optrådte hypercycles teori, der forklarer eksistensen af liv i løbet af den kemiske evolution af tilstedeværelsen af en katalytisk reaktion, i træk, hvor det tidligere produkt bliver katalysator for den næste.

Kun den første "protocell" blev skabt i 2008 af amerikanske biolog, der gennem skeden af fedtsyrer og lipider var i stand til at opnå nucleotidmonophosphat fra miljøet. Disse aktiverede imidazol- "mursten" er afgørende for syntesen af DNA. Og i 2011 i Japan blev skabt vesikler med DNA-elementer under kationisk membran, som var i stand til at dele sig, som var polirazmernaya kædereaktion, replikationen af DNA.

vigtigste hypoteser

Kemisk livets udvikling på Jorden hypotese forklarer følgende grundlæggende punkter.

1. Nødvendighed vises på jorden eller i pladsforhold, hvor der er en autokatalytisk syntese ugrerodosoderzhaschih molekyler, med syntesen skal have store volumener og en betydelig variation, nok til at starte processen med kemisk evolution.
2. Forekomst protocellular strukturer udgår fra molekylerne beskrevet ovenfor. Disse stabile lukkede aggregater isoleret fra miljøet, energi udveksling af stoffer og passerer dem selektivt. Så der protocellular struktur.
3. De dannede enheder der er en evne til selv-udvikling - selvreplikation og selv-transformation af alle oplysninger af kemiske systemer. Så der er de grundlæggende enheder af den arvelige kode.
4. Den næste fase - forholdet mellem udseende og funktioner af enzymer egenskaberne for proteiner med RNA og DNA som databærerne. Så der er faktisk arvelig kode, der er nødvendig for biologisk evolution.

opdagelse

Som nævnt ovenfor, Alexander Oparin så tidligt som i tyverne i sidste århundrede åbnede koacervater. Næste Stanley Miller og Harold Urey i 1953, beskrives fremkomsten af den gamle atmosfære i simulere simple biomolekyler og processen med deres forekomst. Næste Sidney Foks fortalte verden om mikrosfærer af protenoidov. I 1981, T. og S. Ceku Altmane stand til at observere opdelingen af autokatalytisk RNA som ribozymer er i stand til at integrere information og katalyse i molekylet, "udelader" sig fra kæden og forbinder de resterende "ender".

I 1986 William Gilbert of Cambridge udviklet ideen om "RNA-verden", og Gunther von Kidrovski fra Tyskland på samme tid blev præsenteret den første selvkopierende system baseret på DNA, som var et vigtigt bidrag til forståelsen af selvreplikerende systemer og deres vækst funktioner. Videnskaben har hurtigt gået fremad i denne retning: Manfred Eigen åbnede hyperramme, udviklingen af ensembler af RNA-molekyler, og Yuliy Rebek skabte den første kunstige molekyle, der selv-replikerende i chloroform.

Space & Jord

The Space Flight Center for NASA Dzhon Korlis studerede leveringsprocessen af de termiske kilder i havene energi og kemikalier, der gør den kemiske evolution uafhængig af rummet miljø, og i dag er de for første arkebakterier permanent levested. I jernsulfider verden, en række hypoteser Gunter Vehterskhoyzera.

Han beskrev den første selvreplikerende strukturer metabolisme forårsaget på overfladen af pyrit (jernsulfid), som gav den nødvendige energi til udveksling stoffer. Med hensyn til udvælgelse vokser og rådnende pyrit krystaller kan vokse og reproducere, hvilket skaber en række forskellige befolkninger. lermineraler til forekomsten af organiske molekyler er også blevet nøje undersøgt. Men en samlet model af den kemiske evolution endnu ikke eksisterer, da de grundlæggende principper for flytning af denne proces er endnu ikke åben.