Оросын нэрт биохимич Академич А.И.Опарин (1894-1980), Английн биохимич Ж.Халдан (1892-1964) нарын дэвшүүлсэн Дэлхий дээрх амьдрал үүссэн тухай таамаглал нь 20-р зуунд хамгийн их хүлээн зөвшөөрөгдөж, тархсан. 1924-1928 онд бие биенээсээ хамааралгүйгээр томъёолсон тэдний таамаглалын мөн чанар. болон дараагийн цаг үед хөгжсөн нь дэлхий дээр олон тооны органик нэгдлүүдийн абиоген үүсэх урт хугацааны оршин тогтнох хүртэл буцалж байна. Эдгээр органик бодисууд нь эртний далайг дүүргэж, (Ж.Халданы хэлснээр) "анхдагч шөл" гэж нэрлэгддэг. Дараа нь орон нутгийн гүехэн, далай тэнгисийг хатаах олон үйл явцын улмаас "анхдагч шөл" -ийн агууламж хэдэн арван, хэдэн зуу дахин нэмэгдэж магадгүй юм. Эдгээр үйл явц нь галт уулын эрчимтэй идэвхжил, агаар мандалд ойр ойрхон аянга буух, сансар огторгуйн хүчтэй цацраг туяа зэрэгт явагдсан. Ийм нөхцөлд органик бодисын молекулын аажмаар хүндрэл үүсч, энгийн уураг, полисахарид, липид, нуклейн хүчлүүд гарч ирдэг. Олон зуун, мянган жилийн туршид тэд органик бодисын бөөгнөрөл (коацерват) үүсгэж болно. Сэргээх нөхцөлд коацерватууд устаагүй, аажмаар нарийн төвөгтэй болж, хөгжлийнхөө тодорхой үе шатанд тэднээс анхны анхдагч организм (пробионт) үүсч болно. Энэхүү таамаглалыг өөр өөр орны олон эрдэмтэд хүлээн зөвшөөрч, цаашид хөгжүүлж, 1947 онд Английн эрдэмтэн Жон Бернал биопоэзийн таамаглалыг дэвшүүлсэн. Тэрээр амьдрал үүсэх гурван үндсэн үе шатыг тодорхойлсон: 1) органик мономеруудын абиоген үүсэх; 2) биологийн полимер үүсэх; 3) мембраны бүтэц, анхны организмын хөгжил.

Биопоэзийн үйл явц, үе шатуудыг товчхон авч үзье.

Биопоэзийн эхний үе шат нь химийн хувьсал гэж нэрлэгддэг хэд хэдэн процессууд байсан бөгөөд энэ нь анхны амьд биетүүд болох пробионтуудыг бий болгоход хүргэсэн. Түүний үргэлжлэх хугацааг янз бүрийн эрдэмтэд 100-1000 сая жилээр тооцдог. Энэ бол манай гараг дээрх амьдралын түүхийн өмнөх үе юм.

Органик нэгдлүүдийн абиоген биосинтез

Дэлхий гаригийн хувьд 4.5 тэрбум жилийн өмнө үүссэн (бусад эх сурвалжийн мэдээллээр - ойролцоогоор 13 тэрбум жилийн өмнө, гэхдээ тэдэнд баттай нотлох баримт хараахан байхгүй байна). Дэлхийн хөргөлт 4 тэрбум жилийн өмнө эхэлсэн бөгөөд дэлхийн царцдасын насыг ойролцоогоор 3,9 тэрбум жил гэж тооцдог. Энэ үед далай ба дэлхийн анхдагч агаар мандал мөн үүсдэг. Энэ үед дэлхий царцдасын бүрэлдэхүүн хэсгүүд хатуурах, талсжих, идэвхтэй галт уулын үйл ажиллагааны явцад дулаан ялгарснаас болж нэлээд дулаахан байв. Ус нь удаан хугацааны турш уурын төлөвт байсан бөгөөд дэлхийн гадаргуугаас ууршиж, агаар мандлын дээд давхаргад конденсаци хийж, халуун гадаргуу дээр дахин унасан. Энэ бүхэн нь хүчтэй цахилгаан цэнэггүй бараг тогтмол аянга цахилгаантай аадар бороо дагалдаж байв. Хожим нь усан сан, анхдагч далай үүсч эхэлдэг. Дэлхийн эртний агаар мандалд чөлөөт хүчилтөрөгч агуулаагүй бөгөөд хүхэр, азот, аммиак, нүүрстөрөгчийн исэл ба давхар исэл, усны уур болон бусад олон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг багтаасан галт уулын хийгээр ханасан байв. Хүчирхэг сансрын цацраг, нарны цацраг (агаар мандалд озоны давхарга байхгүй байсан), ойр ойрхон, хүчтэй цахилгаан гүйдэл, идэвхтэй галт уулын идэвхжил, цацраг идэвхт бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн их массыг ялгаруулж, формальдегид зэрэг органик нэгдлүүд үүсэхэд хүргэсэн. шоргоолжны хүчил, мочевин, сүүн хүчил, глицерин, глицин, зарим энгийн амин хүчлүүд гэх мэт.Агаар мандалд чөлөөт хүчилтөрөгч байхгүй байсан тул эдгээр нэгдлүүд исэлддэггүй, бүлээн, бүр буцалж буй усанд хуримтлагдаж, бүтэц нь аажмаар илүү төвөгтэй болдог. , "анхдагч шөл" гэж нэрлэгддэг. Эдгээр үйл явцын үргэлжлэх хугацаа олон сая, хэдэн арван сая жил байсан. Ингэж биопоэзийн эхний үе шат буюу органик мономер үүсэх, хуримтлал бий болсон.

Органик мономеруудын полимержих үе шат

Үүссэн мономеруудын нэлээд хэсэг нь "анхдагч шөл" -д явагдсан өндөр температур, олон тооны химийн урвалын нөлөөн дор устсан. Дэгдэмхий нэгдлүүд агаар мандалд орж, усны биетүүдээс бараг алга болжээ. Усны биетүүд үе үе хатах нь ууссан органик нэгдлүүдийн концентрацийг олон дахин нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн. Хүрээлэн буй орчны өндөр химийн идэвхжилтэй холбоотойгоор эдгээр нэгдлүүдийн хүндрэлийн процессууд явагдаж, тэдгээр нь бие биетэйгээ нэгдэлд орж чаддаг (конденсацийн урвал, полимержилт гэх мэт). Өөх тосны хүчлүүд нь спирттэй нийлж липид үүсгэж, усны гадаргуу дээр өөхний хальс үүсгэдэг. Амин хүчлүүд бие биетэйгээ нийлж, улам бүр нарийн төвөгтэй пептид үүсгэдэг. Бусад төрлийн нэгдлүүд - нуклейн хүчил, полисахарид гэх мэт үүсч болно. Орчин үеийн биохимичдийн үзэж байгаагаар анхны нуклейн хүчлүүд нь жижиг РНХ-ийн гинж байсан, учир нь тэдгээр нь олигопептид шиг эрдэс бодис ихтэй орчинд аяндаа нийлэгжих боломжтой байв. ферментийн оролцоогүйгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд. Полимержих урвал нь уусмалын концентрацийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх (усан сангаас хатаах), тэр ч байтугай нойтон элсэнд эсвэл усан сангууд бүрэн хатах үед мэдэгдэхүйц идэвхжиж болно (хуурай төлөвт ийм урвал явагдах боломжийг харуулсан. Америкийн биохимич С. Фокс). Дараа нь орсон борооны улмаас газар дээр нийлэгжсэн молекулууд уусч, усны урсгалаар усан сан руу зөөвөрлөв. Ийм процессууд нь циклик шинж чанартай байж болох бөгөөд энэ нь органик полимерүүдийн бүр ч илүү төвөгтэй байдалд хүргэдэг.

Коацерват үүсэх

Амьдралын гарал үүслийн дараагийн үе шат бол коацерват үүсэх, өөрөөр хэлбэл нарийн төвөгтэй органик полимерүүдийн их хэмжээний хуримтлал юм. Энэ үзэгдлийн шалтгаан, механизм нь одоогоор тодорхойгүй байна. Энэ үеийн коацерватууд нь амьдралын ямар ч шинж тэмдэггүй, органик нэгдлүүдийн механик хольц хэвээр байв. Хэзээ нэгэн цагт РНХ молекулууд ба пептидүүдийн хооронд холболт үүссэн нь матрицын уургийн синтезийн урвалыг санагдуулдаг. Гэсэн хэдий ч РНХ нь пептидийн нийлэгжилтийг хэрхэн кодлох болсон нь тодорхойгүй хэвээр байна. Хожим нь ДНХ-ийн молекулууд гарч ирсэн бөгөөд энэ нь хоёр мушгиа байгаа бөгөөд илүү нарийвчлалтай (РНХ-тэй харьцуулахад) өөрөө хуулбарлах (хуулбарлах) боломжийн улмаас энэхүү мэдээллийг РНХ-д дамжуулдаг пептидийн синтезийн гол тээвэрлэгч болжээ. Ийм системүүд (коацерватууд) аль хэдийн төстэй байсан боловч одоохондоо тийм биш байсан, учир нь тэдгээр нь амьд организмд байдаг эмх цэгцтэй дотоод бүтэцгүй, нөхөн үржих чадваргүй байв. Эцсийн эцэст пептидийн нийлэгжилтийн тодорхой урвалууд эсийн бус гомогенатуудад тохиолдож болно.

Биологийн мембран үүсэх

Биологийн мембрангүйгээр эмх цэгцтэй биологийн бүтцийг бий болгох боломжгүй юм. Тиймээс амьдрал үүсэх дараагийн үе шат бол яг эдгээр бүтцийг бий болгож, коацерватыг хүрээлэн буй орчноос тусгаарлаж, хамгаалж, бие даасан формац болгон хувиргах явдал байв. Мембранууд нь усны биетийн гадаргуу дээр үүссэн липидийн хальснаас үүссэн байж болно. Борооны улмаас усан сан руу урсдаг эсвэл эдгээр усан санд үүссэн пептидүүд нь липидийн молекулуудтай холбогдож болно. Усны биетүүд хөдөлж, гадаргуу дээр хур тунадас орох үед мембран шиг нэгдлээр хүрээлэгдсэн бөмбөлөгүүд гарч ирж болно. Амьдралын үүсэл, хувьслын хувьд уураг-нуклеотидын цогцолбор бүхий коацерватыг хүрээлсэн цэврүүтүүд чухал байв. Гэхдээ ийм формацууд нь амьд организм биш байсан.

Пробионтууд үүссэн нь анхны өөрөө нөхөн үржихүйн организм юм

Зөвхөн өөрийгөө зохицуулах, нөхөн үржих чадвартай коацерватууд л амьд организм болж хувирдаг. Эдгээр чадварууд хэрхэн үүссэн нь бас тодорхойгүй хэвээр байна. Биологийн мембран нь коацерватыг бие даасан байдал, хамгаалалтаар хангасан бөгөөд энэ нь эдгээр бие махбодид тохиолддог биохимийн урвалуудад чухал эмх цэгцтэй болоход нөлөөлсөн. Дараагийн алхам бол нуклейн хүчлүүд (ДНХ ба / эсвэл РНХ) нь зөвхөн пептидийн нийлэгжилтийг хангахаас гадна түүний тусламжтайгаар өөрийгөө нөхөн үржихүй, бодисын солилцооны үйл явцыг зохицуулж эхэлсэн үед өөрөө нөхөн үржихүй бий болсон явдал байв. Бодисын солилцоо, өөрийгөө нөхөн үржих чадвартай эсийн бүтэц ийм байдлаар бий болсон. Эдгээр хэлбэрүүд нь байгалийн шалгарлын явцад хадгалагдан үлдэж чадсан юм. Ийнхүү коацерватууд анхны амьд организм болох пробионт болж хувирав.

Химийн хувьслын үе шат дуусч, амьд бодисын биологийн хувьслын үе шат эхэлсэн. Энэ нь 3.5-3.8 тэрбум жилийн өмнө болсон. Амьд эсийн дүр төрх нь органик ертөнцийн хувьслын анхны томоохон aromorphosis юм.

Анхны амьд организмууд бүтцийн хувьд прокариотуудтай ойролцоо байсан бөгөөд тэдгээр нь хүчтэй эсийн хана, эсийн доторх бүтэцтэй байсангүй (тэдгээр нь биологийн мембранаар бүрхэгдсэн бөгөөд тэдгээрийн дотоод муруй нь эсийн бүтэц болж үйлчилдэг). Магадгүй анхны пробионтууд нь РНХ-ээр төлөөлүүлсэн удамшлын материалтай байсан бөгөөд ДНХ-тэй геномууд хувьслын явцад хожим гарч ирсэн байж магадгүй юм. Амьдралын цаашдын хувьсал нь анхны прокариотууд үүссэн нийтлэг өвөг дээдсээс гаралтай гэсэн үзэл бодол байдаг. Энэ нь бүх прокариотууд, дараа нь эукариотуудын бүтцийн ижил төстэй байдлыг баталгаажуулсан зүйл юм.

Орчин үеийн нөхцөлд амьдралын аяндаа үүсэх боломжгүй байдал

Асуулт байнга асуудаг: яагаад амьд биетийн аяндаа үүсэх нь өнөө үед тохиолддоггүй вэ? Эцсийн эцэст, хэрэв амьд организмууд одоо гарч ирэхгүй бол бид алс холын өнгөрсөн үеийн амьдралын гарал үүслийн талаархи таамаглалыг ямар үндэслэлээр бий болгож чадах вэ? Энэ таамаглалын магадлалын шалгуур хаана байна вэ? Эдгээр асуултын хариулт нь дараах байдалтай байж болно: 1) биопоэзийн дээрх таамаглал нь олон талаараа зүгээр л логик бүтэцтэй, хараахан нотлогдоогүй, олон зөрчилдөөн, тодорхойгүй цэгүүдийг агуулдаг (хэдийгээр палеонтологийн олон тооны өгөгдөл байдаг ч гэсэн). болон туршилтын, энэ нь биопоэзийн хөгжлийг яг таг төсөөлөх боломжийг бидэнд олгодог); 2) энэхүү таамаглал нь бүх бүрэн бус байдалтай боловч дэлхийн тодорхой нөхцөл байдалд үндэслэн амьдрал үүсэхийг тайлбарлахыг оролддог бөгөөд энэ нь түүний үнэ цэнэ юм; 3) Амьдралын хөгжлийн өнөөгийн үе шатанд шинэ амьд оршнолуудыг өөрөө бий болгох нь дараахь шалтгааны улмаас боломжгүй юм: а) органик нэгдлүүд нь бөөгнөрөл хэлбэрээр удаан хугацаагаар оршин тогтнож, аажмаар илүү төвөгтэй болж, хувирч өөрчлөгддөг; орчин үеийн дэлхийн исэлдүүлэгч уур амьсгалын нөхцөлд энэ нь боломжгүй, тэдгээр нь хурдан устах болно; б) орчин үеийн нөхцөлд органик бодисын өчүүхэн хуримтлалыг ч гэсэн хоол тэжээлдээ маш хурдан ашиглаж чаддаг олон организм байдаг.

Санаж байна уу!

Уураг ба нуклейн хүчлийг ямар химийн элементүүд бүрдүүлдэг вэ?

Биологийн полимер гэж юу вэ?

Ямар организмыг автотроф гэж нэрлэдэг вэ? Гетеротрофууд уу?

Биохимийн хувьслын онол. 20-р зуунд хамгийн өргөн тархсан. Оросын химич А.И.Опарин (1894-1980), Английн биологич Жон Халден (1892-1964) гэсэн хоёр нэр хүндтэй эрдэмтдийн бие биенээсээ хамааралгүйгээр санал болгосон биохимийн хувьслын онолыг хүлээн авсан. Энэхүү онол нь дэлхийн хөгжлийн эхний үе шатанд органик нэгдлүүд абиогенээр үүссэн урт хугацаа байсан гэсэн таамаглал дээр суурилдаг. Эдгээр үйл явцын эрчим хүчний эх үүсвэр нь нарны хэт ягаан туяа байсан бөгөөд тэр үед озоны давхаргад хадгалагдаагүй, учир нь эртний дэлхийн агаар мандалд озон, хүчилтөрөгч байхгүй байсан. Эртний далайд хэдэн арван сая жилийн турш хуримтлагдсан органик нэгдлүүдийг нийлэгжүүлж, "анхдагч шөл" гэж нэрлэгддэг бөгөөд үүний дотор амьдрал анхны анхдагч организмууд болох пробионт хэлбэрээр үүссэн байж магадгүй юм.

Энэхүү таамаглалыг янз бүрийн орны олон эрдэмтэд хүлээн зөвшөөрсөн бөгөөд үүний үндсэн дээр 1947 онд Английн судлаач Жон Десмонд Бернал (1901-1971) Дэлхий дээрх амьдралын гарал үүслийн орчин үеийн онолыг томьёолжээ. биопоэзийн онол.

Бернал амьдралын гарал үүслийн гурван үндсэн үе шатыг тодорхойлсон: 1) органик мономеруудын абиоген үүсэх; 2) биологийн полимер үүсэх; 3) мембраны бүтэц, анхдагч организм (пробионт) үүсэх. Эдгээр үе шат бүрт юу тохиолдсоныг нарийвчлан авч үзье.

Органик мономеруудын абиоген үүсэх.Манай гараг 4.6 тэрбум жилийн өмнө үүссэн. Гариг аажмаар нягтарснаар асар их хэмжээний дулаан ялгарч, цацраг идэвхт нэгдлүүд ялзарч, нарнаас хатуу хэт ягаан туяаны урсгал гарч ирэв. 500 сая жилийн дараа дэлхий аажмаар хөргөж эхлэв. Дэлхийн царцдас үүсэх нь идэвхтэй галт уулын үйл ажиллагаа дагалдаж байв. Анхдагч агаар мандалд хуримтлагдсан хий - дэлхийн гэдэс дотор тохиолддог урвалын бүтээгдэхүүн: нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO 2), нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (CO), аммиак (NH 3), метан (CH 4), устөрөгчийн сульфид (H 2 S) болон бусад олон. Галт уулын дэлбэрэлтийн үед ийм хийнүүд агаар мандалд цацагдсаар байна.

Дэлхийн гадаргаас байнга ууршдаг ус агаар мандлын дээд давхаргад өтгөрдөг бөгөөд халуун дэлхийн гадаргуу дээр дахин бороо хэлбэрээр унав. Температур аажмаар буурч, аажим аажмаар аажим аажим аажим аажим аажим аажим аажим аажим аажим аажмаар аажим аажмаар аадар бороо орж, тасралтгүй аадар бороо орсноор дэлхийг цохив. Дэлхийн гадаргуу дээр усан сангууд үүсч эхлэв. Агаар мандлын хий ба дэлхийн царцдасаас угаасан бодисууд халуун усанд уусдаг. Агаар мандалд байнгын болон хүчтэй цахилгаан аянга, хүчтэй хэт ягаан туяа, идэвхтэй галт уулын үйл ажиллагааны нөлөөн дор түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс энгийн органик бодисууд (формальдегид, глицерин, зарим амин хүчил, мочевин, сүүн хүчил гэх мэт) үүссэн. цацраг идэвхт нэгдлүүдийн ялгаралт дагалдаж байв. Агаар мандалд чөлөөт хүчилтөрөгч хараахан байхгүй байсан тул анхдагч далайн усанд орж буй эдгээр нэгдлүүд исэлдээгүй бөгөөд хуримтлагдаж, бүтэц нь илүү төвөгтэй болж, төвлөрсөн "анхдагч шөл" үүсгэдэг. Энэ нь хэдэн арван сая жилийн турш үргэлжилсэн (Зураг 135).

Цагаан будаа. 135. Амьдрал үүсэх үндсэн үе шатууд

1953 онд Америкийн эрдэмтэн Стэнли Миллер 4 тэрбум жилийн өмнө дэлхий дээр байсан нөхцөл байдлыг загварчлах туршилт хийжээ (Зураг 136). Эрдэмтэн аянгын цэнэг, хэт ягаан туяаны оронд өндөр хүчдэлийн цахилгаан цэнэгийг (60 мянган вольт) эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигласан. Хэдэн өдрийн турш урсах урсац нь эртний Дэлхий дээрх 50 сая жилийн энергийн хэмжээтэй тохирч байв. Туршилт дууссаны дараа уг байгууламжид органик нэгдлүүд илэрсэн: мочевин, сүүн хүчил, зарим энгийн амин хүчлүүд.

Биологийн полимер ба коацерват үүсэх.Биохимийн хувьслын эхний үе шат нь олон тооны туршилтаар батлагдсан боловч дараагийн шатанд юу болсныг эрдэмтэд хими, молекул биологийн мэдлэгт тулгуурлан зөвхөн таамаглаж чадсан юм. Үүссэн органик бодисууд бие биетэйгээ харилцан үйлчилж, усны биед орж буй органик бус нэгдлүүдтэй харьцаж байсан бололтой. Тэдний зарим нь устаж, дэгдэмхий нэгдлүүд агаар мандалд оржээ. Өндөр температур нь анхдагч усан сангаас усыг байнга ууршуулж, олон тооны органик нэгдлүүдийн концентрацийг бий болгосон. Өөх тосны хүчлүүд нь спирттэй урвалд орж, усан сангийн гадаргуу дээр өөхний хальс үүсгэдэг липид үүсгэдэг. Амин хүчлүүд бие биетэйгээ нийлж пептид үүсгэдэг. Энэ үе шатны чухал үйл явдал бол нуклейн хүчлүүд - репликаци хийх чадвартай молекулууд үүссэн явдал байв. Орчин үеийн биохимичид тусгай ферментийн оролцоогүйгээр бие даан нийлэгждэг богино РНХ гинжийг анх бий болгосон гэж үздэг. Нуклейн хүчил үүсэх, тэдгээрийн уурагтай харилцан үйлчлэх нь матрицын синтезийн урвал, бодисын солилцоонд суурилсан амьдрал үүсэх зайлшгүй урьдчилсан нөхцөл болсон.

Цагаан будаа. 136. Дэлхийн анхдагч агаар мандлын нөхцөлийг загварчлах С.Миллерийн туршилт

Амьгүй зүйлийг амьд зүйл болгон хувиргахад шийдвэрлэх үүрэг нь хэрэмд хамаардаг гэж Опарин үздэг байв. Бүтцийн онцлогоосоо шалтгаалан эдгээр молекулууд нь уургийн эргэн тойронд нэг төрлийн бүрхүүл үүсгэдэг усны молекулуудыг татдаг коллоид цогцолбор үүсгэх чадвартай. Ийм цогцолборууд бие биетэйгээ нийлж, үүсдэг коасерватууд– усны массын бусад хэсгээс тусгаарлагдсан байгууламжууд. Коацерватууд нь хүрээлэн буй орчинтой бодис солилцож, янз бүрийн нэгдлүүдийг сонгон хуримтлуулах чадвартай байв. Металл ионыг коацерватаар шингээх нь фермент үүсэхэд хүргэсэн. Коацерват дахь уургууд нь нуклейн хүчлийг хэт ягаан туяаны хортой нөлөөллөөс хамгаалдаг. Энэ төрлийн системүүд нь амьдралын зарим шинж чанарыг аль хэдийн эзэмшсэн боловч тэдгээрийг анхны амьд организм болгон хувиргах биологийн мембрангүй байв.

Мембраны бүтэц, анхдагч организм (пробионт) үүсэх.Усан сангийн гадаргууг бүрхсэн липидийн хальснаас мембран үүсч, усанд ууссан янз бүрийн пептидүүд наалддаг. Салхи шуурах эсвэл усан сан хөдөлж байх үед гадаргуугийн хальс нугалж, түүнээс бөмбөлөгүүд тасарч, агаарт гарч буцаж унаж, хоёр дахь липид-пептидийн давхаргаар хучигдсан байдаг (Зураг 137). Амьдралын цаашдын хувьслын хувьд уураг-нуклейн хүчлийн цогцолбор бүхий коацерват агуулсан цэврүүнүүд чухал байв. Биологийн мембран нь коацерватыг хамгаалах, бие даасан оршин тогтнох боломжийг бүрдүүлж, биохимийн үйл явцын эмх цэгцийг бий болгосон. Дараа нь зөвхөн өөрийгөө зохицуулах, нөхөн үржих чадвартай бүтэц нь хадгалагдан үлдэж, хамгийн энгийн амьд организм болж хувирав. Тэд ингэж боссон юм пробионтууд- анхдагч шөлний органик бодисоор хооллодог анхдагч гетеротроф организмууд. Энэ нь 3.5-3.8 тэрбум жилийн өмнө болсон. Химийн хувьсал дуусч, цаг нь ирлээ биологийн хувьсаламьд бодис (харна уу).

Цагаан будаа. 137. Мембран бүтэц үүсэх (A.I. Oparin-ийн дагуу)

Эхний организмууд.Анхны амьд организмууд нь агааргүй гетеротрофууд байсан бөгөөд эсийн доторх бүтэцгүй, бүтэц нь орчин үеийн прокариотуудтай төстэй байв. Тэд абиоген гаралтай органик бодисоос хоол хүнс, эрчим хүчийг хүлээн авсан. Гэвч 0.5-1.0 тэрбум жил үргэлжилсэн химийн хувьслын явцад дэлхий дээрх нөхцөл байдал өөрчлөгдсөн. Хувьслын эхний үе шатанд нийлэгжсэн органик бодисын нөөц аажмаар шавхагдаж, анхдагч гетеротрофуудын хооронд ширүүн өрсөлдөөн үүссэн нь автотрофуудын үүсэх явцыг хурдасгасан.

Хамгийн анхны автотрофууд фотосинтез хийх чадвартай, өөрөөр хэлбэл нарны цацрагийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг байсан ч хүчилтөрөгч үүсгэдэггүй байв. Зөвхөн дараа нь хүчилтөрөгч ялгаруулж фотосинтез хийх чадвартай цианобактери гарч ирэв. Агаар мандалд хүчилтөрөгчийн хуримтлал үүссэн нь анхдагч организмыг хэт ягаан туяанаас хамгаалсан озоны давхарга үүсэхэд хүргэсэн боловч үүнтэй зэрэгцэн органик бодисын абиоген синтез зогссон. Хүчилтөрөгч байгаа нь өнөөгийн амьд организмын дийлэнх хэсгийг бүрдүүлдэг аэробик организм үүсэхэд хүргэсэн.

Бодисын солилцооны үйл явц сайжрахтай зэрэгцэн организмын дотоод бүтэц илүү төвөгтэй болсон: цөм, рибосом, мембраны органеллууд үүссэн, өөрөөр хэлбэл эукариот эсүүд үүссэн (Зураг 138). Зарим анхдагч гетеротрофууд аэробик бактеритай симбиотик харилцаанд орсон. Тэднийг барьж авсны дараа гетеротрофууд тэдгээрийг эрчим хүчний станц болгон ашиглаж эхлэв. Орчин үеийн митохондри ийм байдлаар үүссэн. Эдгээр симбионтууд нь амьтан, мөөгөнцөрийг бий болгосон. Бусад гетеротрофууд нь зөвхөн аэробын гетеротрофуудыг төдийгүй анхдагч фотосинтетик бодисууд - цианобактерийг барьж, симбиоз руу орж, одоогийн хлоропласт үүсгэдэг. Ургамлын өмнөх хүмүүс ийм байдлаар гарч ирэв.

Цагаан будаа. 138. Эукариот организм үүсэх боломжит зам

Одоогийн байдлаар амьд организм зөвхөн нөхөн үржихүйн үр дүнд бий болдог. Орчин үеийн нөхцөлд амьдралын аяндаа үүсэх нь хэд хэдэн шалтгааны улмаас боломжгүй юм. Нэгдүгээрт, дэлхийн хүчилтөрөгчийн агаар мандалд органик нэгдлүүд хурдан устдаг тул тэдгээр нь хуримтлагдаж, сайжирч чадахгүй. Хоёрдугаарт, одоогоор органик бодисын хуримтлалыг хоол тэжээлдээ ашигладаг асар олон тооны гетеротроф организмууд байдаг.

Асуулт, даалгаврыг хянана

1. Дэлхийн хөгжлийн эхний үе шатанд ямар сансрын хүчин зүйлүүд органик нэгдлүүд үүсэх урьдчилсан нөхцөл байсан бэ?

2. Биопоэзийн онолын дагуу амьдралын үүслийн үндсэн үе шатуудыг нэрлэнэ үү.

3. Коацерватууд хэрхэн үүссэн, ямар шинж чанартай байсан, ямар чиглэлд хувьссан бэ?

4. Пробионтууд хэрхэн үүссэнийг бидэнд хэлээрэй.

5. Анхны гетеротрофуудын дотоод бүтэц хэрхэн илүү төвөгтэй болж болохыг тайлбарла.

6. Орчин үеийн нөхцөлд амьдрал аяндаа бий болох нь яагаад боломжгүй вэ?

<<< Назад

Урагшаа >>>

Органик молекулуудын абиоген синтез. Амьдралын гарал үүслийн талаархи орчин үеийн үзэл бодол. Өнөөдөр дэлхий дээр амьдрал үүсэх боломжтой юу??			Огноо: Хичээл 47 9-р анги
Хичээлийн хүлээгдэж буй үр дүн
Хичээлийн зорилго		Боловсролын Дэлхий дээрх органик ертөнцийн түүхэн хөгжил болох хувьслын талаархи ухамсартай санааг бий болгох. Дэлхий дээрх амьдралын гарал үүслийн талаархи янз бүрийн онолыг авч үзэх, дэмжсэн болон эсэргүүцэх аргументуудад дүн шинжилгээ хийх Хөгжлийн Сэтгэлгээг хөгжүүлэх, түүнийг танин мэдэхүйн болон харилцааны практикт ашиглах чадвар Логик үндэслэл, дүгнэлт, дүгнэлт гаргах чадварыг хөгжүүлэх; Санал болгож буй материалаас гол зүйлийг задлан шинжилж, тодруул. Боловсролын Шинжлэх ухааны ертөнцийг үзэх үзлийг бий болгох. Эсэргүүцэгчдэд хүлээцтэй хандлагыг төлөвшүүлэх - нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн үзэл бодлоос ялгаатай бусад үзэл бодлыг дэмжигчид;
Хичээлийн төрөл		нэгтгэсэн
Хичээлийн төрөл		судлах
Ажлын хэлбэр		Бүлгийн хувь хүн
Тоног төхөөрөмж		Тараах материал, ватманы цаас, маркер
"Өө, миний хувьд амьдралын оньсого, гашуун эртний оньсого, олон толгойнууд аль хэдийн ноцолдож байсан - иероглифээр будсан малгайтай толгойнууд, гогцоо, хар бэрт толгойнууд, хиймэл үстэй толгойнууд болон бусад олон мянган ядуу хүний ​​толгойнуудыг шийдээрэй. ..” Г.Гейне.
цаг	Үе шат/үйл ажиллагаа			нөөц
Байгууллагын мөч. 3 мин Мэдлэгийг шинэчлэх	Эрхэм найзууд аа, та бүгд өөрөөсөө "Манай гариг ​​дээр амьдрал хэрхэн үүссэн бэ?" Гэсэн асуултыг асуусан байх гэж бодож байна. Өнөөдөр бид энэ мөнхийн "амьдралын оньсого" -ыг тайлахыг хичээх болно, үүнийг бидний хичээлийн эпиграфаас харахад олон ухаантай хүмүүс бодож байна. Үүнийг хийхийн тулд бид асуудалтай асуултуудыг тавих болно. Хичээлийн сэдэв Зорилго тавих Дэлхий дээр амьдрал хэрхэн үүссэн бэ? Дэлхий дээрх амьдралын гарал үүслийн талаарх орчин үеийн ямар үзэл бодол, таамаглалууд байдаг вэ? Аль нь хамгийн үнэмшилтэй вэ? АМЬДРАЛ ГЭЖ ЮУ ВЭ Фридрих Энгельс: "Амьдрал бол уургийн биетүүдийн оршин тогтнох арга зам бөгөөд түүний гол зүйл бол тэдгээрийг хүрээлэн буй гадаад шинж чанартай бодисуудын байнгын солилцоо бөгөөд энэ бодисын солилцоо зогссоноор амьдрал зогсох бөгөөд энэ нь уургийн задралд хүргэдэг. уураг."
d.z-г шалгаж байна. 5 минут	"Хувьслын сургаал" тест 1.Хувьсал гэж нэрлэдэг: a) организмын хувь хүний ​​хөгжил б) хувь хүний ​​өөрчлөлт в) органик ертөнцийн түүхэн эргэлт буцалтгүй хөгжил г) ургамал, амьтны амьдралын өөрчлөлт 2. Хувьслын гол хөдөлгөгч хүч нь: a) хувьсах чадвар б) удамшил в) оршин тогтнохын төлөөх тэмцэл г) байгалийн шалгарал 3. Оршихын төлөөх тэмцэл нь: a) хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлын төлөө организм хоорондын өрсөлдөөн б) нэг зүйлийн бодгальуудыг өөр зүйлийн бодгалиуд устгах в) зарим зүйлийн бусадтай симбиотик харилцаа холбоо г) нэг зүйлийн шинэ нутаг дэвсгэрт тархах 4. Бэлгийн сонголт нь: а) үржлийн үеэр ижил хүйсийн хүмүүсийн хооронд тохиолддог байгалийн шалгарал б) байгалийн шалгарал нь: ижил зүйлийн өөр өөр хүйсийн бодгальуудын хоол хүнсний төлөөх өрсөлдөөн в) эрэгтэй хүмүүсийг устгахад чиглэсэн зохиомол сонголтын хэлбэр (жишээлбэл, тахиа, нугас) 5. Эдгээр нь байгалийн үйл ажиллагааны жишээ биш юм. сонголт: a) Испани мастифын удам угсаа. б) шавьжны үйлдвэрлэлийн меланизм в) антибиотикт бактерийн эсэргүүцэл г) гэрийн ялаа пестицидэд тэсвэртэй 6. Дуураймал гэдэг нь: а) хамгаалалтгүй, идэж болох зүйлийн нэг буюу хэд хэдэн хамааралгүй зүйл нь сайн хамгаалагдсан, анхааруулах өнгө бүхий ижил төстэй байдал. б) ижил төстэй хоёр зүйлийн бие даасан хэлбэр, өнгөний ижил төстэй байдал. в) тухайн зүйлийн хувь хүмүүст тусгай хамгаалалтын хэрэгсэл байгаа эсэх 7.Ароморфоз нь дараах хувьслын үйл явдлуудын нэг юм: а) шувуудын анги бий болсон. б) олон тооны махчин хөхтөн амьтдын олон тооны гэр бүлийн дүр төрх
Шинэ материал сурах 7 минут	Даалгаварууд: 1 кластер үүсгэх 2. дүгнэлт гаргах Бүлгүүдээр кластер гаргах. 1-р бүлэг Органик бодисын абиоген синтез 2-р бүлэг Амьдралын гарал үүслийн талаарх орчин үеийн үзэл бодол 3-р бүлэг Амьдралын гарал үүслийн талаархи санаа бодлыг хөгжүүлэх
Анхдагч нэгтгэх 5 минут	Хэлэлцүүлгийн эссэ бичих алгоритм: Хэлэлцэж буй сэдэв (асуудал). Миний байр суурь. Товч үндэслэл. Бусдын гаргаж болзошгүй эсэргүүцэл. Энэ байр суурь зөв хэвээр байгаа шалтгаан. Дүгнэлт
Тусгал	Үнэгүй микрофон
3 мин Байшин. дасгал хийх	Дэлхий дээрх амьдрал үүссэн тухай шинэ таамаглал дэвшүүл Геологичид, биологичид, бүх палеонтологчид Генетикч, химич Тэд толгойгоо маажиж байна Эсвэл та нарын хэн нэг нь байж магадгүй Өөрийнхөө таамаглалыг бий болго Хэрхэн, яагаад, хэзээ, хаана Дэлхий дээр амьдрал үүссэн үү?

I. Органик бодисын абиоген синтез – органик бус бодисоос органик бодис үүсэх

1. 3.5 тэрбум жилийн өмнө үүссэн

2. Анхдагч далайд хоёр үе шаттайгаар явагдсан:

Эхний үе шат нь бага молекул жинтэй органик нэгдлүүд үүсэх явдал юм

- анхдагч агаар мандлын нүүрсустөрөгч (CH4) нь усны уур, NH3, H2, CO2, CO, N2-тэй урвалд орж, завсрын органик нэгдлүүд: спирт, альдегид, кетон, органик хүчил, борооны улмаас далайд унасан.

- анхдагч далай дахь завсрын нэгдлүүдийг моносахарид, амин хүчил, нуклеотид, фосфат болгон хувиргасан - ATP (нийлэгжүүлэх эрчим хүчний эх үүсвэр нь цахилгаан аянга, хэт ягаан туяа, дулааны энерги, цочролын долгион, дэлбэрч буй галт уулын энерги, түрлэгийн энерги гэх мэт байж болно. )

- ийм синтез хийх боломжийг 1953 онд С.Миллер (Америк) туршилтаар нотолсон - 4 тэрбум жилийн өмнө дэлхий дээр CH4-ийн хольцтой, буцалж буй устай, хөргөгчтэй битүүмжилсэн төхөөрөмжийг дуурайлган хийсэн. NH4 ба H2 хий нь цахилгаан гүйдэл дамжих явцад тавигдаж, бага молекулт органик нэгдлүүд - мочевин, спирт, альдегид, органик хүчил, моносахарид, өөхний хүчил, төрөл бүрийн амин хүчлүүд (ионжуулагч хэт ягаан туяа эсвэл дулааны оронд ашиглах тохиолдолд) цахилгаан цэнэг, бусад амин хүчил, өөхний хүчил, сахар 600 хүртэл авсан - рибоз, дезоксирибоз, азотын суурь - нуклеотид)

Органик нэгдлүүдийн абиоген нийлэгжих боломж нь сансар огторгуйд (формальдегид, шоргоолжны хүчил, этилийн спирт гэх мэт) олдсноор нотлогддог.

Хоёрдахь шат бол энгийн органик нэгдлүүдээс өндөр молекулт органик бодисын нийлэгжилт юм - биополимер: уураг, липид, полисахарид, нуклейн хүчил (РНХ)

1. Анхдагч далайд тохиолдсон

2. Энэ нь поликонденсацийн урвалын (полимержилт) үр дүнд хийгдсэн; шаардлагатай энергийг 100 С-ийн температур эсвэл чөлөөт усыг зайлуулж ионжуулагч цацрагаар олж авсан (S. Fox, American, 1997)

3. Урвалыг эхлүүлэхэд шаардагдах бага молекул жинтэй бодисуудын концентраци нь ёроолын шаварлаг хурдас эсвэл сүвэрхэг галт уулын туфуудад шингэсэний үр дүнд хүрсэн.

(Хөнгөн цагааны исэл ба ATP агуулагдах амин хүчлүүдийн усан уусмал нь полимер гинж - полипептид үүсгэдэг болохыг туршилтаар харуулсан)

4. Тэнгис, далай тэнгисийн ус нь абиоген гаралтай биополимеруудаар ханасан бөгөөд үүнийг үүсгэсэн. "анхны шөл"

Амьдралын гарал үүслийн талаархи орчин үеийн үзэл бодол

А.И.Опарины таамаглал. А.И.Опарины таамаглалын хамгийн чухал шинж чанар бол амьд организмд хүрэх замд амьдралын урьдал (пробионт)-ийн химийн бүтэц, морфологийн дүр төрх аажмаар хүндрэлтэй байдаг.

Амьдралын гарал үүслийн орчин нь далай, далай тэнгисийн эрэг орчмын газар байж болохыг олон тооны нотолгоо харуулж байна. Энд далай, газар, агаарын уулзвар дээр нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүд үүсэх таатай нөхцлийг бүрдүүлсэн. Жишээлбэл, зарим органик бодисын уусмал (элсэн чихэр, спирт) нь маш тогтвортой бөгөөд тодорхойгүй хугацаагаар оршин тогтнож чаддаг. Уураг ба нуклейн хүчлийн төвлөрсөн уусмалд усан уусмал дахь желатины бүлэгнэлтэй төстэй бөөгнөрөл үүсч болно. Ийм бөөгнөрөлийг коацерват дусал эсвэл коацерват гэж нэрлэдэг (Зураг 70). Коацерватууд нь янз бүрийн бодисыг шингээх чадвартай. Уусмалаас химийн нэгдлүүд орж ирдэг бөгөөд тэдгээр нь коацерват дусалд үүссэн урвалын үр дүнд хувирч, хүрээлэн буй орчинд ялгардаг.

Коацерватууд хараахан амьд амьтан биш байна. Эдгээр нь амьд организмын өсөлт, бодисын солилцоо зэрэг байгаль орчны шинж чанаруудтай зөвхөн гадаад төстэй байдлыг харуулдаг. Тиймээс коацерват үүсэх нь амьдралын өмнөх хөгжлийн үе шат гэж тооцогддог.

Коацерватууд нь бүтцийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд маш урт сонгон шалгаруулалтанд орсон. Тогтвортой байдал нь тодорхой нэгдлүүдийн нийлэгжилтийг хянадаг ферментийг бий болгосны үр дүнд бий болсон. Амьдралын гарал үүслийн хамгийн чухал үе шат бол өөрийн төрөл зүйлийг нөхөн үржих, өмнөх үеийнхний шинж чанарыг өвлөн авах механизм бий болсон явдал байв. Энэ нь нуклейн хүчил ба уургийн нарийн төвөгтэй цогцолбор үүссэний улмаас боломжтой болсон. Өөрийгөө нөхөн үржих чадвартай нуклейн хүчил нь уургийн нийлэгжилтийг хянаж, тэдгээрийн доторх амин хүчлүүдийн дарааллыг тодорхойлж эхлэв. Мөн ферментийн уураг нь нуклейн хүчлүүдийн шинэ хуулбарыг бий болгох үйл явцыг явуулсан. Амьдралын үндсэн шинж чанар ийм байдлаар үүссэн - өөртэйгөө төстэй молекулуудыг нөхөн үржих чадвар.

Амьд оршнолуудыг нээлттэй систем гэж нэрлэдэг, өөрөөр хэлбэл гаднаас энерги орж ирдэг системүүд юм. Эрчим хүчний хангамжгүйгээр амьдрал оршин тогтнох боломжгүй. Таны мэдэж байгаагаар эрчим хүчний хэрэглээний аргын дагуу (III бүлгийг үз) организмыг автотроф ба гетеротроф гэсэн хоёр том бүлэгт хуваадаг. Автотроф организмууд нарны энергийг фотосинтезийн үйл явцад шууд ашигладаг (ногоон ургамал), гетеротроф организмууд нь органик бодисын задралын явцад ялгардаг энергийг ашигладаг.

Мэдээжийн хэрэг, анхны организмууд нь гетеротрофууд байсан бөгөөд органик нэгдлүүдийг хүчилтөрөгчгүй задлах замаар энерги олж авдаг. Амьдралын эхэн үед дэлхийн агаар мандалд чөлөөт хүчилтөрөгч байгаагүй. Орчин үеийн химийн найрлагатай уур амьсгал үүсэх нь амьдралын хөгжилтэй нягт холбоотой юм. Фотосинтез хийх чадвартай организмууд үүссэн нь хүчилтөрөгчийг агаар мандалд, ус руу гаргахад хүргэсэн. Түүний дэргэд органик бодисын хүчилтөрөгч задрах боломжтой болсон бөгөөд энэ нь хүчилтөрөгч байхгүйгээс хэд дахин их энерги үүсгэдэг.

Амьдрал үүссэн цагаасаа эхлэн биологийн нэг систем болох биосферийг бүрдүүлдэг (XVI бүлгийг үз). Өөрөөр хэлбэл, амьдрал нь бие даасан тусгаарлагдсан организм хэлбэрээр үүссэнгүй, харин нийгэмлэг хэлбэрээр шууд үүссэн. Биосферийн хувьсал бүхэлдээ байнгын хүндрэл, өөрөөр хэлбэл улам бүр нарийн төвөгтэй бүтэц бий болох замаар тодорхойлогддог.

Одоо дэлхий дээр амьдрал үүсэх боломжтой юу? Дэлхий дээрх амьдралын гарал үүслийн талаар бидний мэдэж байгаа зүйлээс харахад энгийн органик нэгдлүүдээс амьд организм үүсэх үйл явц маш урт байсан нь тодорхой байна. Дэлхий дээр амьдрал үүсэхийн тулд олон сая жил үргэлжилсэн хувьслын үйл явц шаардлагатай байсан бөгөөд энэ хугацаанд нарийн төвөгтэй молекулын бүтэц, ялангуяа нуклейн хүчил ба уураг нь тогтвортой байдал, өөрийн төрөл зүйлийг нөхөн үржих чадвараар сонгосон.

Хэрэв өнөөдөр дэлхий дээр галт уулын идэвхжил эрчимтэй явагдаж байгаа газруудад нэлээд нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүд үүсч болзошгүй бол эдгээр нэгдлүүдийн аль ч хугацаанд оршин тогтнох магадлал бага байна. Тэдгээрийг нэн даруй исэлдүүлэх эсвэл гетеротроф организмд ашиглах болно. Чарльз Дарвин үүнийг маш сайн ойлгосон. 1871 онд тэрээр бичжээ: "Гэхдээ хэрэв одоо ... шаардлагатай бүх аммони, фосфорын давсыг агуулсан, гэрэл, дулаан, цахилгаан гэх мэт нөлөөлөлд өртөх боломжтой зарим бүлээн усан санд химийн найрлагатай уураг үүссэн байв. Цаашид улам бүр төвөгтэй болж хувирах үед энэ бодис нэн даруй устгагдах эсвэл шингээгдэх байсан бөгөөд энэ нь амьд оршнол үүсэхээс өмнөх үед боломжгүй юм."

Дэлхий дээр амьдрал абиоген байдлаар үүссэн. Одоогийн байдлаар амьд биетүүд зөвхөн амьд зүйлээс (биоген гаралтай) үүсдэг. Дэлхий дээр дахин амьдрал үүсэх боломжийг үгүйсгэдэг.

Амьдралын гарал үүслийн талаархи санаа бодлыг хөгжүүлэх

Дэлхий дээрх амьдралын гарал үүслийн онол.Эрт дээр үеэс бидний цаг үе хүртэл дэлхий дээрх амьдрал үүссэн тухай тоо томшгүй олон таамаг дэвшүүлсээр ирсэн. Тэдний бүх олон талт байдал нь бие биенээ үгүйсгэдэг хоёр үзэл бодолтой холбоотой байдаг.

Биогенезийн онолыг дэмжигчид (Грекийн "биос" - амьдрал ба "үүсэлт" - гарал үүсэл) бүх амьд биетүүд зөвхөн амьд зүйлээс үүсдэг гэж үздэг. Тэдний өрсөлдөгчид абиогенезийн онолыг хамгаалсан ("a" - Латин, сөрөг угтвар); Амьгүй зүйлээс амьд биетүүд үүсэх боломжтой гэж тэд үзэж байсан.

Дундад зууны олон эрдэмтэд амьдрал аяндаа үүсэх боломжтой гэж үздэг. Тэдний бодлоор шавараас загас, хөрсөөс өт, шавараас хулгана, махнаас ялаа гэх мэт төрж болно.

17-р зууны аяндаа үүсэх онолын эсрэг. Флоренцийн эмч Франческо Реди ярьжээ. Реди махыг битүү саванд хийснээр ялзарсан маханд үлээгч ялааны авгалдай аяндаа соёолдоггүйг харуулсан. Аяндаа үүсэх онолыг дэмжигчид бууж өгөөгүй бөгөөд зөвхөн битүү саванд агаар орохгүйн улмаас авгалдай аяндаа үүсдэггүй гэж үздэг. Дараа нь Реди махны хэсгүүдийг хэд хэдэн гүн саванд хийжээ. Тэр заримыг нь онгорхой орхиж, заримыг нь муслинаар бүрхэв. Хэсэг хугацааны дараа задгай савны мах ялааны авгалдайгаар бөөгнөрсөн байхад муслинаар бүрхэгдсэн саванд ялзарсан маханд авгалдай байхгүй байв.

Микроскоп нь хүмүүст бичил ертөнцийг нээж өгсөн. Ажиглалтаас харахад бичил биетнийг махны шөл эсвэл хадлан дусаахтай нягт хаалттай колбонд хэсэг хугацааны дараа илрүүлдэг. Гэвч махны шөлийг нэг цагийн турш буцалгаж, хүзүүг нь битүүмжлэхэд битүүмжилсэн колбонд юу ч харагдахгүй байв. Виталистууд удаан хугацаагаар буцалгах нь битүүмжилсэн колбонд нэвтэрч чадахгүй "амин хүчийг" устгадаг гэж үздэг.

Абиогенез ба биогенезийг дэмжигчдийн хоорондох маргаан 19-р зуун хүртэл үргэлжилсэн. Ламарк хүртэл 1809 онд мөөгөнцөр аяндаа үүсэх боломжийн талаар бичсэн байдаг.

Пастерийн туршилт.Дарвины "Зүйлийн үүсэл" ном гарч ирснээр дэлхий дээр амьдрал хэрхэн үүссэн тухай асуулт дахин гарч ирэв. Францын Шинжлэх Ухааны Академи 1859 онд аяндаа үүсэх асуудалд шинэ гэрэл тусгах оролдлогын төлөө тусгай шагналыг томилов. Энэ шагналыг 1862 онд Францын нэрт эрдэмтэн Луи Пастер авч байжээ.

LUIS PASTER (1822-1895) - Францын микробиологич, химич. Микробиологийн үндэслэгч. Агааргүй бактерийг илрүүлсэн. Исгэлтийн эрчим хүчний үнэ цэнийг харуулсан. Амьдралын гарал үүслийн боломжийн асуудлыг судалсан. Тэрээр хоол хүнс хадгалахын тулд амьд бактерийг (гэхдээ тэдгээрийн спорыг биш) устгах арга болгон галзуу, боом, пастеризаци (70 ° C хүртэл халаах) эсрэг вакцинжуулалтыг санал болгосон.

Л.Пастер энгийн байдлын хувьд Редигийн алдартай туршилттай өрсөлдөхүйц туршилт хийжээ. Тэрээр бичил биетэн ургаж болох колбонд янз бүрийн шим тэжээлийг буцалгав. Колбонд удаан хугацаагаар буцалгах явцад зөвхөн бичил биетүүд төдийгүй тэдний спорууд үхдэг. Домогт "амьдрах хүч" битүүмжилсэн колбонд нэвтэрч чадахгүй гэсэн аминч үзэл санааг санаж, Пастер түүнд чөлөөтэй төгсгөлтэй S хэлбэрийн хоолойг хавсаргав (Зураг 68). Бичил биетний спорууд нь нимгэн муруй хоолойн гадаргуу дээр суурьшиж, шим тэжээлийн орчинд нэвтэрч чадахгүй байв. Сайн чанасан тэжээллэг орчин нь ариутгасан хэвээр үлдэж, түүнд бичил биетний аяндаа үүсэх нь ажиглагдаагүй боловч агаарт нэвтрэх (мөн үүнтэй хамт алдартай "амин хүч") хангагдсан байв.

Цагаан будаа. 68. L. Пастерийн S хэлбэрийн хүзүүтэй колбонд хийсэн туршилтын схем.
A - S хэлбэрийн хүзүүтэй колбонд тэжээллэг орчин нь буцалгасны дараа удаан хугацаанд ариутгагддаг; B - хэрэв та S хэлбэрийн хоолойг арилгавал хүрээлэн буй орчинд бичил биетүүд хурдан хөгждөг

Пастерийн туршилтууд нь амьдрал аяндаа үүсэх боломжгүйг нотолсон. "Амьдралын хүч" гэсэн ойлголт - витализмд хүчтэй цохилт болсон.

Органик бодисын абиоген синтез.Пастерийн туршилт нь одоогийн байдлаар аяндаа амьдрал үүсэх боломжгүйг харуулсан. Манай гараг дээрх амьдралын гарал үүслийн тухай асуудал удаан хугацаанд нээлттэй хэвээр байв.

1924 онд алдарт биохимич А.И.Опарин 4-4,5 тэрбум жилийн өмнө аммиак, метан, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усны уураас бүрдэх дэлхийн агаар мандалд хүчтэй цахилгаан цэнэг алдагдах үед хамгийн энгийн органик нэгдлүүд үүсч болох юм гэж үзжээ. амьдрал. Академич Опарины таамаглал батлагдсан. 1955 онд Америкийн судлаач С.Миллер 60,000 В хүртэл хүчдэлтэй цахилгаан цэнэгийг CH 4, NH 3, H 2 ба H 2 0 уурын холимогоор 80 ° C-ийн температурт хэд хэдэн паскал даралтын дор дамжуулж байв. , хамгийн энгийн тосны хүчил, мочевин, цууны болон шоргоолжны хүчил, глицин, аланин зэрэг хэд хэдэн амин хүчлийг олж авсан (Зураг 69).

Цагаан будаа. 69. Амин хүчлүүд нийлэгждэг С.Миллерийн төхөөрөмжийн схем

Бидний мэдэж байгаагаар амин хүчлүүд нь уургийн молекулуудыг бий болгодог "барилгын материал" юм. Иймээс органик бус нэгдлүүдээс амин хүчлүүд үүсэх боломжийн туршилтын нотолгоо нь дэлхий дээр амьдрал үүсэх анхны алхам нь органик бодисын абиоген (биологийн бус) нийлэгжилт байсан гэдгийг маш чухал нотолгоо юм (урд талын навчийг үзнэ үү).

Байнга сайжирч, ямар нэгэн зүйл сурч, байнга шинэ зүйл сурахыг хүсдэг хүмүүст зориулж бид энэ ангиллыг тусгайлан гаргасан. Энэ нь танд таалагдах нь дамжиггүй, зөвхөн боловсролын, хэрэгтэй контентыг агуулдаг. Олон тооны видеонууд нь бидний сургууль, коллеж, их дээд сургуульд өгдөг боловсролтой ч өрсөлдөж магадгүй юм. Сургалтын видео бичлэгийн хамгийн том зүйл бол хамгийн сүүлийн үеийн, хамгийн хэрэгтэй мэдээллийг өгөхийг хичээдэг. Технологийн эрин үед бидний эргэн тойрон дахь ертөнц байнга өөрчлөгдөж байдаг бөгөөд хэвлэмэл боловсролын хэвлэлд хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллээр хангах цаг зав байдаггүй.

Видео бичлэгүүдээс та сургуулийн өмнөх насны хүүхдүүдэд зориулсан боловсролын видео бичлэгүүдийг үзэх боломжтой. Тэнд таны хүүхдэд үсэг, тоо, тоолох, унших гэх мэтийг зааж өгнө. Зөвшөөрч байна, энэ бол хүүхэлдэйн киноны маш сайн хувилбар юм. Бага ангийн сурагчдын хувьд англи хэлний сургалтанд хамрагдаж, сургуулийн хичээлийг судлахад туслах боломжтой. Ахимаг насны оюутнуудын хувьд шалгалт, шалгалтанд бэлтгэх эсвэл тодорхой сэдвээр мэдлэгээ гүнзгийрүүлэхэд туслах боловсролын видео бичлэгүүдийг бүтээсэн. Олж авсан мэдлэг нь тэдний оюун санааны чадавхид чанарын нөлөө үзүүлэхээс гадна таныг маш сайн үнэлгээгээр баярлуулах болно.

Сургуулиа төгссөн, их сургуульд сурч байгаа эсвэл сурдаггүй залууст зориулсан олон сонирхолтой боловсролын видео бичлэгүүд байдаг. Тэд суралцаж буй мэргэжлийнхээ талаарх мэдлэгээ гүнзгийрүүлэхэд нь тусалж чадна. Эсвэл программист, вэб дизайнер, SEO оновчтой болгох гэх мэт мэргэжилтэй болоорой. Энэ мэргэжлийг их дээд сургуулиудад хараахан заагаагүй байгаа тул та зөвхөн бие даан боловсрол эзэмшсэнээр энэ дэвшилтэт, хамааралтай чиглэлээр мэргэжилтэн болох боломжтой бөгөөд бид хамгийн хэрэгтэй видеог цуглуулж туслахыг хичээж байна.

Насанд хүрэгчдийн хувьд энэ сэдэв нь бас хамааралтай тул олон жил мэргэжлээрээ ажилласны дараа энэ нь таны зүйл биш бөгөөд өөртөө илүү тохиромжтой, нэгэн зэрэг ашигтай зүйлийг сурахыг хүсдэг гэсэн ойлголттой болдог. Мөн энэ ангиллын хүмүүсийн дунд өөрийгөө сайжруулах, цаг хугацаа, мөнгөө хэмнэх, амьдралаа оновчтой болгох, илүү сайн, аз жаргалтай амьдрах арга замыг хайж олох видео бичлэгүүд ихэвчлэн байдаг. Насанд хүрэгчдэд ч гэсэн өөрийн бизнесийг бий болгох, хөгжүүлэх сэдэв маш тохиромжтой.

Мөн боловсролын видеонуудын дунд бараг ямар ч насныханд тохирсон ерөнхий сэдэвтэй видео бичлэгүүд байдаг бөгөөд тэдгээрээс та амьдрал хэрхэн эхэлсэн, хувьслын ямар онолууд байдаг, түүхийн баримтууд гэх мэтийг мэдэж болно. Тэд хүний ​​алсын харааг төгс тэлж, түүнийг илүү мэдлэгтэй, тааламжтай оюуны ярилцагч болгодог. Мэдлэг бол хүч чадал учраас ийм боловсролын видео бичлэгийг хүн бүр үзэхэд үнэхээр хэрэгтэй байдаг. Бид танд тааламжтай, ашигтай үзэхийг хүсч байна!

Өнөө үед зүгээр л "долгион дээр" гэж нэрлэгддэг зүйл байх шаардлагатай. Энэ нь зөвхөн мэдээ төдийгүй өөрийн оюун ухааны хөгжилд хамаатай. Хэрэв та хөгжих, дэлхий ертөнцийг судлах, нийгэмд эрэлт хэрэгцээтэй, сонирхолтой байхыг хүсч байвал энэ булан зөвхөн танд зориулагдсан болно.

Дэлхий дээрх амьдралын гарал үүсэл нь байгалийн шинжлэх ухааны гол бөгөөд шийдэгдээгүй асуудал бөгөөд ихэвчлэн шинжлэх ухаан ба шашны хоорондох мөргөлдөөний үндэс болдог. Хэрэв амьд материйн хувьслын шинж чанар нь түүний механизмууд илчлэгдэж, археологичид эртний, илүү энгийн бүтэцтэй организмуудыг олж илрүүлсэн тул амьдралын гарал үүслийн талаархи ганц ч таамаглал ийм өргөн хүрээтэй нотлох үндэслэлтэй байдаггүй. Бид хувьслыг өөрийн нүдээр, ядаж сонголтоор ажиглаж чадна. Амьгүй зүйлээс амьд зүйлийг бий болгож чадсан хүн байхгүй.

Амьдралын гарал үүслийн талаархи олон тооны таамаглалыг үл харгалзан тэдгээрийн зөвхөн нэг нь шинжлэх ухааны үндэслэлтэй тайлбартай байдаг. Энэ бол таамаглал юм абиогенез- эртний дэлхийн онцгой нөхцөлд явагдсан, биологийн хувьслаас өмнөх урт хугацааны химийн хувьсал. Үүний зэрэгцээ энгийн органик бодисыг эхлээд органик бус бодисоос нийлэгжүүлж, дараа нь илүү нарийн төвөгтэй бодисууд, дараа нь биополимерууд гарч ирсэн бөгөөд дараагийн үе шатууд нь илүү таамаглалтай, нотлох боломжгүй юм. Абиогенезийн таамаглал нь шийдэгдээгүй олон асуудалтай бөгөөд химийн хувьслын тодорхой үе шатуудын талаар өөр өөр үзэл бодолтой байдаг. Гэсэн хэдий ч түүний зарим цэгүүд туршилтаар батлагдсан.

Амьдралын гарал үүслийн талаархи бусад таамаглалууд - пансперми(сансраас амьдрал авчрах), креационизм(бүтээгчийн бүтээл), аяндаа үүсэх(амьгүй биетэд амьд организм гэнэт гарч ирдэг), тогтвортой байдал(амьдрал үргэлж байсаар ирсэн). Амьгүй зүйлд аяндаа амьдрал үүсэх боломжгүйг Луи Пастер (19-р зуун) болон түүнээс өмнөх хэд хэдэн эрдэмтэд нотолсон боловч тийм ч категоригүй (Ф. Реди - 17-р зуун). Пансперми таамаглал нь амьдралын гарал үүслийн асуудлыг шийдэж чадахгүй, харин дэлхийгээс сансар огторгуй руу эсвэл бусад гариг ​​руу шилжүүлдэг. Гэсэн хэдий ч энэ таамаглалыг няцаахад хэцүү байдаг, ялангуяа амьдралыг солироор биш дэлхийд авчирсан гэж үздэг түүний төлөөлөгчдөд (энэ тохиолдолд амьд биетүүд агаар мандлын давхаргад шатаж, сансар огторгуйн сүйрлийн нөлөөнд өртөж болзошгүй юм. цацраг гэх мэт), гэхдээ оюун ухаант оршнолууд. Гэхдээ тэд яаж дэлхийд ирсэн бэ? Физикийн үүднээс (Орчлон ертөнцийн асар том хэмжээ, гэрлийн хурдыг даван туулах боломжгүй) энэ нь бараг боломжгүй юм.

Абиогенезийг анх удаа A.I. Опарин (1923-1924), хожим энэ таамаглалыг J. Haldane (1928) боловсруулсан. Гэсэн хэдий ч дэлхий дээрх амьдрал нь органик нэгдлүүдийн абиоген үүсэхээс өмнө байж болно гэсэн санааг Дарвин аль хэдийн илэрхийлсэн байдаг. Абиогенезийн онолыг боловсронгуй болгосон бөгөөд өнөөг хүртэл бусад эрдэмтэд сайжруулсаар байна. Үүний шийдэгдээгүй гол асуудал бол амьд бус цогц системээс энгийн амьд организм руу шилжих нарийн ширийн зүйл юм.

1947 онд Ж.Бернал Опарин, Халдане нарын хөгжилд тулгуурлан биопоэзийн онолыг боловсруулж, абиогенезийн гурван үе шатыг тодорхойлсон: 1) биологийн мономеруудын абиоген үүсэх; 2) биополимер үүсэх; 3) мембран үүсэх, анхдагч организм (протобионт) үүсэх.

Абиогенез

Абиогенезийн онолын дагуу амьдралын гарал үүслийн таамаглалын хувилбарыг ерөнхийд нь доор тайлбарлав.

Дэлхийн нас ойролцоогоор 4.5 тэрбум жил байна. Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар дэлхий дээрх амьдралд зайлшгүй шаардлагатай шингэн ус 4 тэрбум жилийн өмнө үүссэн. Үүний зэрэгцээ, 3.5 тэрбум жилийн өмнө дэлхий дээр амьдрал аль хэдийн оршин тогтнож байсан нь бичил биетний амин чухал үйл ажиллагааны ул мөр бүхий ийм насны чулуулаг олдсоноор нотлогддог. Тиймээс анхны хамгийн энгийн организмууд харьцангуй хурдан буюу 500 сая жилийн дотор үүссэн.

Дэлхий анх үүсэхэд түүний температур 8000 ° C хүрч байсан. Гариг хөрөхөд хамгийн хүнд элементүүд болох металл, нүүрстөрөгч нь өтгөрч, дэлхийн царцдасыг үүсгэсэн. Үүний зэрэгцээ галт уулын идэвхжил үүсч, царцдас хөдөлж, шахаж, атираа, хугарал үүссэн. Таталцлын хүч нь царцдасыг нягтруулахад хүргэсэн бөгөөд энэ нь дулаан хэлбэрээр энерги ялгаруулдаг.

Хөнгөн хий (устөрөгч, гелий, азот, хүчилтөрөгч гэх мэт) гаригт баригдаагүй бөгөөд сансарт гарсан. Гэхдээ эдгээр элементүүд нь бусад бодисын найрлагад үлджээ. Дэлхий дээрх температур 100 хэмээс доош унах хүртэл бүх ус уурын төлөвт байсан. Температур буурсаны дараа ууршилт, конденсац олон удаа давтагдаж, аадар бороо орж, аянга цахилгаантай байв. Халуун лаав, галт уулын үнс нэг удаа усанд орсноор байгаль орчны янз бүрийн нөхцөлийг бий болгосон. Заримд нь тодорхой хариу үйлдэл үзүүлж болно.

Ийнхүү дэлхийн эхэн үеийн физик, химийн нөхцөл нь органик болон органик бус бодис үүсэхэд таатай байв. Агаар мандалд ангижрах шинж чанартай, чөлөөт хүчилтөрөгч, озоны давхарга байхгүй байв. Тиймээс хэт ягаан туяа, сансар огторгуйн цацраг туяа дэлхий рүү нэвтэрсэн. Эрчим хүчний бусад эх үүсвэр нь дэлхийн царцдасын дулаан, хөргөж амжаагүй, галт уул дэлбэрч, аянга цахилгаан, цацраг идэвхт задрал байв.

Агаар мандалд метан, нүүрстөрөгчийн исэл, аммиак, хүхэрт устөрөгч, цианидын нэгдлүүд, усны уур агуулагдаж байв. Тэднээс хэд хэдэн энгийн органик бодисыг нэгтгэсэн. Дараа нь амин хүчил, элсэн чихэр, азотын суурь, нуклеотид болон бусад нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүд үүсч болно. Тэдний олонх нь ирээдүйн биологийн полимерүүдэд мономер болж үйлчилсэн. Агаар мандалд чөлөөт хүчилтөрөгч байхгүй байсан нь урвал үүсэхэд нөлөөлсөн.

Эртний дэлхийн нөхцөл байдлыг дуурайлган хийсэн химийн туршилтууд (анх 1953 онд С.Миллер, Г.Ури нар) органик бус бодисоос органик бодисыг абиоген нийлэгжүүлэх боломжийг нотолсон. Усны уур, амин хүчил, органик хүчил, азотын суурь, ATP гэх мэт анхдагч агаар мандлыг дуурайсан хийн хольцоор цахилгаан цэнэгийг дамжуулж гаргаж авсан.

Дэлхийн эртний агаар мандалд хамгийн энгийн органик бодисууд нь зөвхөн абиоген хэлбэрээр үүсдэггүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тэд мөн сансраас авчирч, галт уулын тоосонд агуулагдаж байсан. Түүнээс гадна эдгээр нь нэлээд их хэмжээний органик бодис байж болно.

Бага молекул жинтэй органик нэгдлүүд далайд хуримтлагдаж, анхдагч шөл гэж нэрлэгддэг шөлийг үүсгэдэг. Бодисууд шаварлаг ордуудын гадаргуу дээр шингэсэн бөгөөд энэ нь тэдний концентрацийг нэмэгдүүлсэн.

Эртний дэлхийн тодорхой нөхцөлд (жишээлбэл, шавар, хөргөлттэй галт уулын налуу дээр) мономеруудын полимержилт үүсч болно. Ийнхүү уураг, нуклейн хүчлүүд үүссэн нь хожим нь амьдралын химийн үндэс болсон биополимерууд юм. Устай орчинд полимержих магадлал бага байдаг, учир нь деполимержилт ихэвчлэн усанд явагддаг. Туршилтууд нь халуун лаавын хэсгүүдтэй шүргэлцсэн амин хүчлүүдээс полипептидийг нэгтгэх боломжийг нотолсон.

Амьдралын үүслийн зам дахь дараагийн чухал алхам бол усан дахь коацерват дусал үүсэх явдал юм ( коасерватууд) полипептид, полинуклеотид болон бусад органик нэгдлүүдээс. Ийм цогцолбор нь гадна талдаа мембраныг дуурайж, тогтвортой байдлыг нь хадгалдаг давхаргатай байж болно. Коацерватыг коллоид уусмалаас туршилтаар гаргаж авсан.

Уургийн молекулууд амфотер шинж чанартай байдаг. Тэд усны молекулуудыг өөртөө татдаг бөгөөд ингэснээр тэдний эргэн тойронд бүрхүүл үүсдэг. Үүссэн коллоид гидрофилик цогцолборууд нь усны массаас тусгаарлагддаг. Үүний үр дүнд усанд эмульс үүсдэг. Дараа нь коллоидууд хоорондоо нийлж, коацерватууд үүсдэг (процессыг коацервация гэж нэрлэдэг). Коацерватын коллоид найрлага нь түүний үүссэн орчны найрлагаас хамаарна. Эртний дэлхийн янз бүрийн усан сангуудад янз бүрийн химийн найрлагатай коацерватууд үүссэн. Тэдний зарим нь илүү тогтвортой байсан бөгөөд тодорхой хэмжээгээр хүрээлэн буй орчинтой сонгомол бодисын солилцоог явуулж чаддаг байв. Нэг төрлийн биохимийн байгалийн шалгарал явагдсан.

Коацерватууд нь хүрээлэн буй орчноос тодорхой бодисыг сонгон шингээж, тэдгээрийн доторх химийн урвалын тодорхой бүтээгдэхүүнийг ялгаруулах чадвартай. Энэ нь бодисын солилцоотой адил юм. Бодис хуримтлагдах тусам коацерватууд өсч, чухал хэмжээнд хүрэхэд тэдгээр нь хэсэг болгон задарч, тус бүр нь анхны зохион байгуулалтын онцлогийг хадгалсаар байв.

Коацерватуудын дотор химийн урвал үүсч болно. Металлын ионыг коацерватаар шингээх үед фермент үүсч болно.

Хувьслын явцад зөвхөн өөрийгөө зохицуулах, нөхөн үржих чадвартай системүүд л үлджээ. Энэ нь амьдралын гарал үүслийн дараагийн үе шат болох эхлэлийг тэмдэглэв протобионтууд(зарим эх сурвалжийн мэдээлснээр энэ нь коацерваттай адил юм) - нарийн төвөгтэй химийн найрлагатай, амьд биетүүдийн хэд хэдэн шинж чанартай биетүүд. Протобионтуудыг хамгийн тогтвортой, амжилттай олж авсан коацерват гэж үзэж болно.

Мембраныг дараах байдлаар үүсгэж болно. Өөх тосны хүчлүүд нь спирттэй нийлж липид үүсгэдэг. Липидүүд нь усан сангийн гадаргуу дээр хальс үүсгэдэг. Тэдний цэнэглэгдсэн толгой нь ус руу, туйлшгүй төгсгөл нь гадагшаа харагдана. Усан дотор хөвж буй уургийн молекулууд липидийн толгой руу татагдаж, давхар липопротеины хальс үүсдэг. Салхи ийм хальсыг нугалж, бөмбөлөгүүд үүсэх болно. Коацерватууд эдгээр цэврүүтүүдэд санамсаргүйгээр баригдсан байж магадгүй юм. Ийм цогцолборууд усны гадаргуу дээр дахин гарч ирэхэд тэдгээр нь хоёр дахь липопротеины давхаргаар хучигдсан (бие бие рүүгээ чиглэсэн липидийн туйлшгүй төгсгөлүүдтэй гидрофобик харилцан үйлчлэлийн улмаас). Өнөөгийн амьд организмын мембраны ерөнхий зохион байгуулалт нь дотроо хоёр давхар липидийн давхарга, ирмэг дээр байрлах уургийн хоёр давхарга юм. Гэвч сая сая жилийн хувьслын явцад мембран нь липидийн давхаргад шингэж, түүн рүү нэвтэрч буй уурагууд, мембраны бие даасан хэсгүүдийн цухуйж, нэвчих зэргээс шалтгаалан илүү төвөгтэй болсон.

Коацерватууд (эсвэл протобионтууд) нь өөрийгөө нөхөн үржих чадвартай аль хэдийн байгаа нуклейн хүчлийн молекулуудыг агуулж болно. Цаашилбал, зарим протобионтуудад ийм бүтцийн өөрчлөлт гарч, нуклейн хүчил уургийг кодлож эхлэв.

Протобионтуудын хувьсал нь химийн биш, харин пребиологийн хувьсал юм. Энэ нь уургийн катализаторын үйл ажиллагааг сайжруулахад хүргэсэн (тэдгээр нь ферментийн үүрэг гүйцэтгэж эхэлсэн), мембран ба тэдгээрийн сонгомол нэвчилт (энэ нь протобионтыг тогтвортой полимерийн багц болгодог), загвар синтез (нуклейн хүчлээс мэдээлэл дамжуулах) үүсэхэд хүргэсэн. нуклейн хүчил болон нуклейн хүчлээс уураг хүртэл).

Амьдралын үүсэл, хувьслын үе шатууд

	Хувьсал	үр дүн
1	Химийн хувьсал - нэгдлүүдийн нийлэгжилт	Энгийн органик бодисууд Биополимерууд
2	Пребиологийн хувьсал - химийн сонголт: өөрийгөө нөхөн үржих чадвартай хамгийн тогтвортой протобионтууд хэвээр байна	Коацерват ба протобионтууд Ферментийн катализ Матрицын синтез Мембран
3	Биологийн хувьсал - биологийн сонголт: оршин тогтнохын төлөөх тэмцэл, хүрээлэн буй орчны нөхцөлд хамгийн дасан зохицсон хүмүүсийн оршин тогтнох	Организмыг хүрээлэн буй орчны тодорхой нөхцөлд дасан зохицох Амьд организмын олон янз байдал

Амьдралын гарал үүслийн хамгийн том нууцуудын нэг бол РНХ хэрхэн уургийн амин хүчлийн дарааллыг кодлосон тухай асуулт хэвээр байна. Асуулт нь ДНХ биш РНХ-ийг хамардаг, учир нь рибонуклеины хүчил нь удамшлын мэдээллийг хэрэгжүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгээд зогсохгүй түүнийг хадгалах үүрэгтэй байсан гэж үздэг. ДНХ нь дараа нь урвуу транскрипцээр РНХ-ээс үүссэн үүнийг орлуулсан. ДНХ нь мэдээллийг хадгалахад илүү тохиромжтой бөгөөд илүү тогтвортой байдаг (урвалд бага өртөмтгий). Тиймээс, хувьслын явцад тэр мэдээлэл хадгалагчаар үлджээ.

1982 онд Т.Чек РНХ-ийн катализаторын идэвхийг нээсэн. Нэмж дурдахад, РНХ нь фермент байхгүй байсан ч тодорхой нөхцөлд нийлэгжиж, мөн өөрийн хуулбарыг үүсгэдэг. Тиймээс РНХ нь анхны биополимер (РНХ-дэлхийн таамаглал) байсан гэж үзэж болно. РНХ-ийн зарим хэсэг нь протобионтод хэрэгтэй пептидүүдийг санамсаргүйгээр кодлож чаддаг байсан бол РНХ-ийн бусад хэсгүүд хувьслын явцад хасагдсан интрон болжээ.

Протобионтуудад санал хүсэлтийн гогцоо үүссэн - РНХ ферментийн уургийг кодлодог, ферментийн уураг нь нуклейн хүчлийн хэмжээг нэмэгдүүлдэг.

Биологийн хувьслын эхлэл

Химийн хувьсал ба протобионтуудын хувьсал 1 тэрбум гаруй жил үргэлжилсэн. Амьдрал үүсч, түүний биологийн хувьсал эхэлсэн.

Зарим протобионтуудаас анхдагч эсүүд гарч ирсэн бөгөөд эдгээр нь өнөөгийн бидний ажиглаж буй амьд биетийн шинж чанарыг бүхэлд нь багтаасан юм. Тэд удамшлын мэдээллийг хадгалах, дамжуулах, бүтэц, бодисын солилцоог бий болгоход ашиглах ажлыг хэрэгжүүлсэн. Амьдралын чухал үйл явцын энергийг ATP молекулууд хангаж, эсийн ердийн мембранууд гарч ирэв.

Эхний организмууд нь агааргүй гетеротрофууд байв. Тэд исгэх замаар ATP-д хуримтлагдсан энергийг олж авсан. Жишээ нь гликолиз - сахарын хүчилтөрөгчгүй задрал юм. Эдгээр организмууд анхдагч шөлөөс органик бодисоор хооллодог.

Гэвч дэлхий дээрх нөхцөл байдал өөрчлөгдөж, шинэ органик бодисууд абиогенээр нийлэгжихээ больсон тул органик молекулуудын нөөц аажмаар шавхагдаж байв. Хүнсний нөөцийн төлөөх өрсөлдөөний нөхцөлд гетеротрофуудын хувьсал хурдассан.

Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг органик бодис үүсгэн тогтоож чадсан бактериуд давуу талтай болсон. Шим тэжээлийн автотроф нийлэгжилт нь гетеротрофын тэжээлээс илүү төвөгтэй байдаг тул амьдралын эхэн үед үүсэх боломжгүй байсан. Нарны цацрагийн энергийн нөлөөн дор зарим бодисоос эсэд шаардлагатай нэгдлүүд үүссэн.

Эхний фотосинтезийн организмууд хүчилтөрөгч үүсгэдэггүй байв. Фотосинтез нь орчин үеийн хөх-ногоон замагтай төстэй организмд хожим гарч ирсэн байх магадлалтай.

Агаар мандалд хүчилтөрөгч хуримтлагдах, озоны дэлгэц гарч ирэх, хэт ягаан туяаны цацрагийн хэмжээ буурах зэрэг нь нарийн төвөгтэй органик бодисын абиоген синтезийг бараг боломжгүй болгоход хүргэсэн. Нөгөөтэйгүүр, шинээр гарч ирж буй амьдралын хэлбэрүүд ийм нөхцөлд илүү тогтвортой болсон.

Хүчилтөрөгчөөр амьсгалах нь дэлхий дээр тархсан. Агааргүй организмууд зөвхөн тодорхой газар л амьд үлдсэн (жишээлбэл, газар доорх халуун рашаанд агааргүй бактери амьдардаг).