Free Press

Abiogeneza Definicja

Abiogeneza to tworzenie cząsteczek organicznych przez siły inne niż organizmy żywe. Podczas gdy organizmy mogą tworzyć wiązania węgiel-węgiel stosunkowo łatwo dzięki enzymom, w przeciwnym razie wymaga to dużych nakładów energii. We wczesnej historii nauki fakt ten został wykorzystany do zakwestionowania ewolucji, ponieważ nie można było sobie wyobrazić, w jaki sposób cząsteczki organiczne mogłyby zostać wyprodukowane z nieorganicznych źródeł. Teoria abiogenezy jako teorii ewolucji otrzymał wiele kredytów, gdy Stanley Miller przeprowadził swój słynny eksperyment, próbując udowodnić nieorganiczne początku życia.

Miller połączył różne gazy, które były uważane za istniejące w najwcześniejszych etapach Ziemi. Gazy te zostały połączone w komorze i wstrząsane dużą ilością elektryczności przez wiele tygodni na raz. Po próbie Miller przeanalizował próbki. Stwierdził, że cząsteczki rozpoczęły proces łączenia się w bardziej zaawansowane molekuły. Miller teoretyzował, że w ciągu miliardów lat cząsteczki te mogły połączyć się w samoreplikujące się wersje, takie jak RNA i DNA. W późniejszych dekadach dalsze eksperymenty laboratoryjne potwierdziły te odkrycia. Kilka bardzo precyzyjnych eksperymentów dostarczyło wystarczających dowodów na to, że wiele struktur molekularnych komórek może być tworzonych z roztworów nieorganicznych przy użyciu energii. Zarówno polipeptydy (białka), jak i RNA zostały zsyntetyzowane w ten sposób.

Synteza zarówno białek, jak i RNA w laboratorium jest kluczowym dowodem dla teorii abiogenezy. Uważa się, że abiogeneza tych cząsteczek może prowadzić do samoreplikujących się cząsteczek RNA. Zarówno białka, jak i cząsteczki RNA są znane z tego, że działają jak katalizatory. Cząsteczki te, powstałe w wyniku abiogenezy, mogłyby katalizować ważne reakcje, które mogłyby prowadzić do replikacji RNA i produkcji kompleksów takich jak rybosomy, które tłumaczą białka z wiadomości RNA. Powstanie tych dwóch cząsteczek w wyniku abiogenezy dowodzi, że pierwsze kroki w teorii abiogenezy mogły mieć miejsce. Ze względu na dużą ilość zużytej energii, niektórzy naukowcy twierdzą, że teoria abiogenezy nie uwzględnia ilości błyskawic i innych źródeł energii we wczesnej atmosferze.

Teoria abiogenezy

Teoria abiogenezy jest teorią, że całe życie zaczęło się od nieorganicznych cząsteczek, które rekombinowały na różne sposoby z powodu dopływu energii. Te różne formy ostatecznie utworzył samoreplikująca się cząsteczka, która mogła korzystać z innych cząsteczek produkowanych przez abiogenezę, aby rozpocząć tworzenie podstawowych struktur życia, takich jak cell.

Just jak populacje zmieniają się w czasie w ewolucji organizmów, ewolucja cząsteczek obejmuje zmianę cząsteczek w czasie. Naukowcy spekulują, że pierwsze samoreplikujące się cząsteczki były prawdopodobnie cząsteczki RNA. Niektóre cząsteczki RNA mają znaną zdolność do katalizowania powstawania nowych cząsteczek RNA, co widać w rybosomach prawie wszystkich stworzeń na Ziemi. Jedna z tych wczesnych cząsteczek RNA uformowała się dokładnie tak, że wytworzyła identyczną z nią cząsteczkę RNA. Stężenie tej cząsteczki w zupie prebiotycznej wzrosło drastycznie, a cząsteczka dalej oddziaływała z samą sobą i niektórymi białkami powstałymi wokół niej, również poprzez abiogenezę.

W końcu cząsteczka RNA nabyła mutacje, które pozwoliły jej syntetyzować białko, które produkowałoby więcej RNA. Inne mutacje spowodowane białka być tworzone, że syntetyzowane pasma DNA z RNA. W ten sposób narodził się genom współczesnego organizmu. Przez miliony lat historii ewolucji zmiany powoli gromadziły się w tych cząsteczkach, dając początek złożoności życia, jaką widzimy dzisiaj. Różni naukowcy badający teorię abiogenezy spierają się o to, w którym dokładnie momencie abiogeneza przechodzi w biogenezę. Podobne spory można zaobserwować w przypadku tego, czy wirusy stanowią żywe organizmy, czy też nie. Abiogeneza, z definicji, jest po prostu tworzeniem organicznych cząsteczek z nieorganicznych źródeł. Nie musi ona sugerować, gdzie zaczyna się życie.

• Ewolucja – Proces, który zmienia populacje organizmów w czasie, dostosowując je do środowiska.
• Nieorganiczne – Cząsteczki zawierające mało węgla, nie powstające w organizmach żywych.
• Organiczne – Cząsteczki syntetyzowane w organizmach żywych, zawierające wiele wiązań węgiel-węgiel.
• Rybosom – Jedna z pierwszych maszyn komórkowych, zdolna do wytwarzania białek z cząsteczek RNA i aminokwasów.

Quiz

1. Wirus przyłącza się do komórki i wstrzykuje do niej swoje DNA. Białka i struktury komórki tworzą białka z DNA, które tworzą kolejne przypadki wirusowego DNA i białek. Obecnie wirusy nie są uważane za „żywe”. Czy jest to abiogeneza?
A. Tak, ponieważ wirus nie jest organizmem żywym, ale tworzy białka.
B. Nie, ponieważ komórka jest nadal odpowiedzialna za nowe materiały.
C. Tak, ale tylko wtedy, gdy w nowym materiale nie ma węgla.

2. Które z poniższych stwierdzeń jest ważną krytyką teorii abiogenezy?
A. Poziom energii potrzebny do wytworzenia samoreplikujących się cząsteczek nie jest możliwy do osiągnięcia poza laboratorium.
B. Nie możemy wiedzieć, jak wyglądała atmosfera przed Ziemią.
C. Gdyby najpierw powstał RNA, nie byłoby powodu do powstania DNA.

3. Dlaczego cząsteczki w naturalny sposób łączą się w przyrodzie?
A. Są one naturalnie przyciągane do siebie.
B. Produkty ich reakcji są bardziej stabilne.
C. Wszystkie z powyższych.

.