Произход на живота

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Тази статия се нуждае от подобрение.

Необходимо е: допълване, източници, препратки. Ако желаете да помогнете на Уикипедия, просто щракнете на редактиране и нанесете нужните корекции.

Произходът на живота е област от познанието, която макар и да е постоянно във фокуса на човешкия интерес е незавършена и нееднозначна. Напредъкът в тази област като правило е бавен и спорадичен и въпреки това предизвиква огромен интерес поради привлекателноста на изследваните въпроси. Някои факти ни дават представа за условията при които може би се е зародил живота, но механизмите по които неживото е станало живо все още са неуловими.

Съдържание

1 История на възгледите
2 Актуални модели за възникване на живота
3 Външни препратки

[редактиране] История на възгледите

През 4-ти век преди новата ера Аристотел формулира произхода на живота като самозараждане на живата от нежива материя - бълхите и мишките се зараждат от мръсното пране и от хранителни отпадъци, червеите и мухите от развалено месо и т.н. Накратко от спонтанно зараждане или абиогенезис.

През 18 век зараждащата се биология започва да запълва празнините в теорията диктувана от Аристотел. Едва експериментите на Пастьор през 1862 обаче, доказват, че една наистина стерилна среда може да си остане стерилна завинаги и че сложните организми възникват само от други сложни организми. "Закона за биогенезиса" основан на работата на Пастьор е крайъгълен камък в съвременната биология.

Модерната наука за абиогенезиса се интересува от фундаментално различен въпрос - самият произход на живота като такъв. Пастьор доказва, че абиогенезиса е невъзможен за сложни организми. Теорията на Чарлз Дарвин за еволюцията предлага механизъм чрез който след дълги периоди от време прости форми на живот могат да се развият до сложни организми. Еволюционната теория обаче не разкрива първоначалната искра от която може да са се породили и най-простите организми. Дарвин е бил наясно с проблема. В писмо до Джоузеф Далтън Хукър на 1-ви февруари 1871 той прави предположението, че живота може да е започнал в "топла малка локва, с всички видове амониеви и фосфорни соли, светлина, топлина, електричество в наличност, така, че химически да се формира протеинова структура готова и за по-сложни промени". По-нататък обяснява "в наши дни подобна материя би била незабавно погълната или усвоена, което нямаше да е така преди да са били формирани живи същества". С други думи съществуването на живот възпрепятства спонтанното зараждане на прости органични съставки. Това обстоятелство, което отправя търсенето на първия живот към лабораториите.

Експериментът на Miller-Urey опитва да пресъздаде химическите условия на примитивната Земя в лаборатория и да синтезира някои от градивните блокове на живота.

Отговорът на дарвиновия въпрос е бил далеч отвъд възможностите на науката по негово време и през 19 век няма реален напредък по него. През 1936 Александър Иванович Опарин в неговия труд "Произходът на живота на Земята" демонстрира, че присъствието на атмосферен кислород и развити форми на живот възпрепятстват веригата от събития която би породила възникването на живот. Опарин твърди, че "първична супа" от органични молекули може да бъде създадена в една безкислородна атмосфера под въздействието на слънчева светлина. Тези молекули се комбинират в още по-сложни докато накрая се разложат в капки от молекулни комплекси (коацервати). Тези капчици "растат" сливайки се една с друга и се "възпроизвеждат" разделяйки се на дъщерни капчици, и имат примитивен метаболизъм при който капчиците, които носят "клетъчна цялост" оцеляват а тези които не - загиват. Всички модерни теории за произхода на живота разчитат на идеите на Опарин като стартова позиция.

[редактиране] Актуални модели за възникване на живота

Няма общоприет модел на произхода на живота.

[редактиране] Креационизъм

Креационизмът (от англ. creation — създание) е философско-методологична концепция, в рамките на която цялото многообразие на органичния свят, човечеството, планетата Земя и светът като цяло се разглеждат като умишлено създадени от свръх-същества или божества. Неговият вариант Научен креационизъм си служи с научни методи, според подръжниците си.

на поколението.

[редактиране] Теория за стационарното състояние

Според тази теория Земята никога не е възниквала, а е съществувала вечно. Винаги е била способна да поддържа живот и дори и да се е изменяла промените са били незначителни. Съгласно теорията видовете никога не са възниквали, а също са съществували вечно, като за всеки вид съществуват две възможности - или да се увеличи числено, или да изчезне. „[[en:|]]“, статия в Уикипедия на английски [{{{2}}}]

По съвременни оценки основани на скороста на разпад на радиоактивните елементи, възраста на Земята е 4.6 милиарда години. По-съвременните методи на датиране дават все по-високи оценки за възраста на планетата, което позволява на защитниците на стационарното състояние да приемат, че Земята е съществувала вечно.

Защитниците на теорията не признават, че наличието или отсъствието на определени изкопаеми останки указва времето на появяване или изчезване на даден вид и като доказателство привеждат ръкоперите риби - латимерии (целокант). Спорет палеонтоложките данни ръкоперките са измрели в края на креда. Това заключение трябваше да бъде преразгледано, когато в района на Мадагаскар биват уловени живи екземпляри. Според тази теория само чрез сравняване на живи видове и сравняването им с изкопаеми останйи може да се направи извод за тяхното измиране и в този случай заключението е най-вероятно погрешно. Използвайки палеонтоложки данни за потвърждение на теорията, защитниците и интерпретират появяването на изкопаеми останки в екологичен аспект. Например внезапната поява на някакъв изкопаем вид в определен пласт те обясняват с увеличаването на неговата численост или придвижването му в места които благоприятстват оцеляването

[редактиране] Биохимическа еволюция

Повечето възприемани днес модели се изграждат по един или друг начин върху няколко открития касаещи произхода на молекулярни и клетъчни компоненти изброени в груб ред според важноста им:

Подходящи пре-биотични (предшестващи живота) състояния създават условия за възникване на някои основни малки молекули (мономери), като аминокиселините. Демонстрирано в лабораторни условия от експеримента на Юрей-Милър проведен от Стенли Милър (Stanley Miller) и Харолд Юрей (Harold Urey) през 1953 година.
Фосфолипиди (с подходяща дължина) могат да сформират спонтанно липидни двойни слоеве (bilayers) - един от двата основни компонента на клетъчната мембрана.
Полимеризацията на нуклеотиди в случайни РНК молекули може да доведе до възникването на самовъзпроизвеждащи се рибозими (хипотеза за РНК-свят). (Заб. Рибозоми и рибозими са две различни неща!)
Натискът за каталитична ефикасност и разнообразие оказван от естествения подбор води до рибозоми, които катализират peptidyl пренос (от там и формирането на млаки протеини), понеже олигопептидите се допълват с РНК за да формират по добър катализатор. По този начин първият рибозом е роден синтезът на протеини става преобладаващ.
Протеините имат по-добра каталитична способност от рибизомите и стават доминиращия би-полимер. Нуклеиновите киселини остават ограничени предимно за геномна употреба.

Произхода на основните биомолекули, дори и не твърдо установен е по-малко спорен от важноста и реда на стъпки 2 и 3. Основните неорганични химикали от които се е формирал живота са метан (CH₄), амоняк (NH₃), вода (H₂O), сероводород (H₂S), въглероден диоксид (CO₂), и фосфат (PO₄^3-). Към 2006, все още никой не е успял да синтезира "протоклетка" използвайки тези основни компоненти, която да има необходимите свойства на живота. Някои учени работят по тази схема - отдолу-нагоре - Jack Szostak от Харвард. Други твърдят, че подхода отгоре-надолу би бил по-достижим. Такъв е подхода на Крейг Вентер (Craig Venter) и компания в The Institute for Genomic Research включващ инженеринга на съществуващи прокариотни клетки с все по-малкък брой гени. Опита цели да установи в коя точка се достигат минималните изисквания за съществуване на живот. Биологът Джон Дезмънд Бернал (John Desmond Bernal) дефинирайки термина Биопоезис за този процес, предлага няколко ясно различими етапа в обяснението на произхода на живота.

Етап 1: Произхода на биологичните мономери
Етап 2: Произхода на биологичните полимери
Етап 3: Еволюция от молекули към клетки

Бернал предполага, че дарвиновата еволюция може да е започнала рано, някъде между етапи 1 и 2.

[редактиране] Панспермия

Панспермия е хипотеза за появата на живот на Земята в резултат на преноса от други планети на на "зародиши на живота". Според панспермията, разпръснати в пространството "зародиши на живота" (например спори на микроорганизми) се пренасят от едно небесно тяло на друго с метеорити или под натиска на светлината. След откриването на космическите лъчения и действието на радиацията върху биологични обекти теорията губи значителни позиции. При мисиите Аполо върху оставените на Луната сонди биват намерени живи земни микроорганизми и интересът към панспермията започва да се възвръща. Получените през 2006 резултати от мисията Deep Impact от изследването на вещество от комета неопровержимо доказват наличието в него на вода и прости органични съединения. Това сочи кометите като един от възможните "транспорти" на живота из Вселената.

Първото известно споменаване на идеята е в писанията на гръцкия философ от 5 век пр.н.е. Анаксагор от Клазомен, но идеята е била в сянка докато през 19 век не е съживена от няколко учени и най-вече от Херман фон Хелмхолц (Hermann von Helmholtz) през 1879 и , малко по-късно от Сванте Арениус (Svante Arrhenius) през 1903. Все още няма достатъчно доказателство което да подкрепя или оборва тази теория. Сър Фред Хойл (1915-2001) и Чандра Викрамасингх са едни от най-големите проповедници на хипотезата, че и в наши дни форми на живот продължават да навлизат в земната атмосфера и може би са отговорни за внезапните епидемии, нови заболявания и на генетични новости, така нужни за макроеволюцията.