Kemijska evolucija: faze i bit

Proces pretvorbe je postignut kemija znanost u tzv kemijske evolucije, a prekretnica revolucionarnog procesa došlo nakon stvaranja u 1777 od strane francuskog prirodoslovac Lavoisier teorije izgaranja opisuje ulogu kisika. Tada je počeo pregled svih temeljnih pojmova i temeljnih načela kemije, promijenio terminologiju i nomenklaturu tvari.

Osnovni tečaj

Godina 1789 označila je izdavanje udžbenika Lavoisier, odmah je postala glavni udžbenik za teoretičare i praktičare znanosti rođene. U "Elementarnom tečaju kemije" bio je već prvi na svjetskoj listi - tablica jednostavnih tijela koja su navodila poznate kemijske elemente. U središtu ovog volumena Lavoisiera leži upravo teorija kisika izgaranja, kroz koju je kemijska evolucija usmjerena na potpuno novi put. Najvažnija stvar u određivanju elementa je iskustvo, on je odabrao znanstvenika kao glavni kriterij i sve ono što potvrđuje iskustvo, na primjer, atomska ili molekularna struktura, Lavoisier to nije smatrao.

Kemijska evolucija je prolazila zakonima koji su formulirali - o očuvanju mase, prirodi svojstava spojeva, njihovim razlikama u elementarnom sastavu. Tada je kemija u obliku znanosti bila neovisna, proučavajući sastav tijela eksperimentalnim sredstvima. Nisam mogao učiniti bez kemijske evolucije racionalizacije temu, i na taj način, čovječanstvo konačno napustio alkemijske prošlost, kao ideje o prirodi materije i njenih svojstava promijeniti drastično i brzo. I poticaj za taj proces bio je istraživanje Lavoisiera. Sada čak i učenici znaju da se faze kemijske evolucije (ili prebiotske evolucije) moraju uzeti u obzir od vremena koje je prethodilo pojava života na Zemlji. Još u osamnaestom stoljeću nitko nije imao takve ideje o svijetu.

život

Kemijska evolucija Zemlje započela je na apsolutno beživotnom planetu, kada su organske tvari postupno počele izlaziti iz anorganskih molekula, na koje su na neki poseban način utjecali energetski i selektivni čimbenici. Procesi samoorganizacije koji su karakteristični za čak relativno složene sustave razvili su se. Dakle, na Zemlji se pojavio ugljik. Umjesto toga, pojavile su se molekule koje sadrže ugljik, koje su od temeljne važnosti ne samo za nastanak, već i za daljnji razvoj bilo koje žive tvari.

Ne znamo do sada kakva je bit kemijske evolucije u ranim fazama razvoja života. Poznat po kemiji bilo koje tvari ograničava evolucijski proces do granica postulata voda-ugljika. Možda su u svemiru različite inačice postojanja živuća materija, i naš izvor proteina nije jedini "izlaz". Ovdje je ostvarena jedinstvena kombinacija polimerizacijskih svojstava ugljika s depolarizacijskim svojstvima vodenog medija u tekućoj fazi. Ovi su uvjeti bili dovoljni za pokretanje kemijske evolucije života, kao i nužne za razvoj svih različitih oblika života koji su nam poznati.

Provođenje procesa

Čovječanstvo ne zna ni sve o vlastitom kolijevku. Posebno o tome gdje i kada su stupnjevi kemijske evolucije na Zemlji započeli. To možemo samo pretpostaviti. Ovdje, na prvom mjestu, apsolutno bilo koje vrijeme je moguće.

Kad je završio drugi ciklus nastanka zvijezde, kada su proizvodi eksplozije kondenzirani supernovne zvijezde, koja je međuzvjezdanom prostoru dala elemente, nazvane teškim, u kojima je masa veća od dvadeset i šest. Kada su zvijezde već u drugoj generaciji stekle vlastite planetarne sustave, gdje su već potrebni potrebni teški elementi. Bit kemijske evolucije može se realizirati u bilo kojem trenutku nakon Velikog praska u intervalu od pola milijarde do jedne i pol milijarde godina.

Gdje je život rođen

Gdje je to moglo potjecati, također je otvoreno pitanje. Stvaranjem mnogih prilično vjerojatnih uvjeta, lansiranje kemijske ekologije moglo bi se pojaviti u gotovo svakom okruženju. To su dubine planeta, dubine oceana i površine, pa čak i protoplanetarne formacije.

Osim toga, oblak interstellar plin može poslužiti kao polazište za napad na žive tvari bez života, te je potvrđeno u tome organskih tvari otkrivene - i šećerni alkoholi, aldehidi, amino kiseline, glicina i sposoban služe kao polazni materijal za život pomoću kemijske razvijanje počelo.

teorija

Drevna zemlja čuva svoje tajne, a čovječanstvo još uvijek nema pouzdane informacije o geokemijskih uvjetima svog postojanja prije pojave života. Geološka istraživanja ne mogu zadovoljiti sve probleme u nastajanju, pa se astronomija naširoko koristi za proučavanje. Tako se gradi teorija kemijske evolucije. Danas se Venuski ili Marsovski uvjeti smatraju analognim Zemlji u određenim stadijima kemijske evolucije.

Eksperimenti se stavljaju na modele, pa se dobivaju svi osnovni podaci o kojima znamo. Na primjer, simulacijom različitih kemijskih sastava i klimatskih uvjeta u atmosferi, hidrosfera, litosfere, dobivene su složene organske molekule. Stjecanje novih podataka eksperimentalnim sredstvima uvijek obogaćuje teoriju u izgradnji. Tako su postojale mnoge hipoteze o specifičnim mehanizmima i izravnim pokretačkim silama kemijske evolucije koja se dogodila.

Istraživanja u Rusiji

Život na Zemlji nastao je zbog abiogeneze, odnosno rođenja organskih spojeva čije je postojanje inherentno živoj prirodi izvan bilo kojeg organizma i bez najmanjih uključivanja enzima. Ovo je prva faza kada se živi jedan od beživotnih.

Po hipotezi akademskog Oparin dvadesetih godina dvadesetog stoljeća, rješenja visokih molekularnih spojeva su u mogućnosti da se formira određeni prostor u kojem se povećava njihovu koncentraciju i odvajanje od vanjskog okruženja ne sprječava ih da komuniciraju s njim. Ove se zone nazivaju koacervate ili coacervate kapi.

preko mora

Prva abiogenska sinteza, provedena u uvjetima primitivne Zemlje, izvršila je 1953. godine Stanley Miller, sintetizirajući aminokiseline s drugim organskim tvarima. Nakon toga, teorija hiperklikova, koja objašnjava manifestacije života u kemijski proces evolucija prisutnosti kompleksa katalitičkih reakcija, međusobno slijedi, pri čemu produkt prethodnog postane katalizator za slijedeći.

Samo prvi „protocell” nastala je 2008. godine američki biolog koji po koricama masnih kiselina i lipida bili u mogućnosti dobiti nukleotida monofosfat iz okoline. Ove imidazol-aktivirane "cigle" su apsolutno neophodne za sintezu DNA. I 2011 u Japanu stvoreni mjehurići s DNA elemenata pod kationske membrane, koje su u stanju podijeliti, kao što je polirazmernaya lančana reakcija, replikacija DNA.

Glavne hipoteze

Kemijska evolucija života na Zemlji u hipotezama objašnjava sljedeće temeljne točke.

1. Potreba se pojavljuje na Zemlji ili u uvjetima prostora, u kojem postoji autokatalitička sinteza ugrerodosoderzhaschih molekula, s sinteza mora imati velike količine i znatnu raznolikost, što je dovoljno za početak procesa kemijske evolucije.
2. Pojava pro-staničnih struktura koje nastaju iz gore opisanih molekula. Ovi stabilni zatvoreni agregati izolirani su iz okoline, metabolizam i energija u njima prolaze selektivno. Stoga postoje pro-stanične strukture.
3. U dobivenim agregatima postoji sposobnost za samostalan razvoj - samo-replikaciju i samostalno mijenjanje svih informacijskih kemijskih sustava. Dakle, postoje elementarne jedinice nasljednog koda.
4. Sljedeći je korak pojava međuzavisnosti između funkcija enzima i svojstava proteina s RNA i DNA kao nosiocima informacija. Stoga se pojavljuje sam kod nasljedstva, koji je neophodan za biološku evoluciju.

otkriće

Kao što je gore spomenuto, Aleksandar Oparin je dvadesetih godina prošlog stoljeća otkrio koacervate. Nadalje, Stanley Miller i Harold Urey 1953. godine opisuju pojavu u simulacijskoj drevnoj atmosferi jednostavnih biomolekula i procesu njihove pojave. Slijedeće, Sydney Fox je svijetu rekao o mikrokuglicama prostenoida. Godine 1981, T. i S. Čeku Altmane mogućnosti promatrati podjelu autokatalitičkog RNK ribozimi su u mogućnosti da se integriraju informacije i katalizu u molekuli, „probijanje” se iz lanca i povezivanje preostalih „ciljevi”.

Godine 1986., William Gilbert Cambridge razvio ideju „RNA svijet”, a Gunther von Kidrovski iz Njemačke istodobno je predstavljen prvi samostalni replicira sustav koji se temelji na DNK, što je važan doprinos razumijevanju self-replicira sustava i njihovih funkcija rasta. Znanost je brzo otišao naprijed u tom smjeru: Manfred Eigen otvorio hyperframe, evoluciju ansambala RNA molekula, a Julius Rebeck stvorio prvi umjetni molekula koja samostalno replicira u kloroformu.

Prostor i Zemlja

Space Flight Center iz NASA-e, Ivan Corliss proučavao proces isporuke termalnih izvora energije mora i kemikalija koje bi kemijska evolucija neovisan o svemiru, a danas su za početne arhabakterije stalnog staništa. U svijetu željeznih sulfida pojavio se niz hipoteza Gunther Wachtershausera.

Opisao je prvi self-replicira strukture metabolizam uzrokovane na površini pirit (željezo sulfid), koji je dao energiju potrebnu za razmjenu tvari. Pod uvjetima odabira, rastući i propadajući kristali pirit mogu rasti i množiti, stvarajući različite populacije. Gline minerali su također gusto proučavani za izgled organskih molekula. Unatoč tome, još uvijek ne postoji jedinstveni model kemijske evolucije, budući da osnovna načela kretanja ovog procesa još nisu otvorena.