- איך הייתה האדמה לפני שקמו החיים?
- תיאוריות עיקריות על מקור החיים
- - חיים לפי דור ספונטני
- - תיאוריה של מרק ראשוני והתפתחות כימית הדרגתית
- - פנספרמיה
- - חיים באמצעות חשמל
- - חיים מתחת לקרח
- - חיים מפולימרים אורגניים
- חֶלְבּוֹן
- חומצה ריבונוקלאית וחיים על חימר
- - השערת "הגנים ראשונים"
- - השערת "חילוף החומרים הראשון"
- מקור החיים ב"הכרח "
- - בריאתנות
- הפניות
תיאוריות על מוצא החיים לנסות להסביר איך היצורים החיים מקורם. איך החיים התפתחו כידוע, זו שאלה ששאלו הרבה פילוסופים, תיאולוגים ומדענים במשך שנים רבות, למעשה, נוכל לומר שכמעט מאז שהאדם היה גבר.
רישומים מדעיים שונים מראים כי כדור הארץ נוצר לפני כ- 4.5-5 מיליארד שנה וכי המאובנים העתיקים הידועים ביותר, התואמים לשרידי ציאנובקטריה שנמצאו במערב אוסטרליה, מתוארכים לפני לפחות 3.5 מיליארד שנה.
תמונה מ- WikiImages בכתובת www.pixabay.com
למרות שאין תיעודים מאובנים או עדויות גיאולוגיות ישנות, מדענים רבים מסכימים כי צורות חיים אחרות אולי היו קיימות קודם לכן, אך ייתכן שמאובנים נהרסו על ידי חום ושינוי הצורה של סלעים רבים במהלך פרה-קברי.
מה קרה במהלך כמעט 2 מיליארד השנים שחלפו מאז מקור האדמה והופעת המאובנים הראשונים? האירועים הביולוגיים שהתרחשו באותה תקופה הם שאפשרו את החיים ואלה שמתלבטים כל כך בקהילה המדעית כיום.
בהמשך נמצא כמה מהתיאוריות ההיפותטיות העיקריות שהעלו מחברים שונים כדי להסביר את מקורן של האורגניזמים החיים הראשונים, שמהן התפתחו ככל הנראה צורות החיים "המתקדמות" ביותר.
איך הייתה האדמה לפני שקמו החיים?
צורות החיים המוקדמות ביותר הידועות על פני כדור הארץ הן מיקרואורגניזמים מאובנים מניחים, הנמצאים באוורור הידרותרמי. לפי הערכות, הם חיו לפני 4.28 מיליארד שנה.
ישנם מדענים המציעים כי האדמה ה"ראשונית "הושפעה על ידי סוגים שונים של חפצי שמיים ושהטמפרטורות בכוכב הלכת הזה היו כה גבוהות שהמים לא היו במצב נוזלי, אלא בצורה של גז.
עם זאת, רבים מסכימים כי ייתכן שאדמות פרה-קומברין היו בטמפרטורות הדומות לאדמה כיום, כלומר מים יכולים להיות בצורת נוזלים, מעובדים ליצירת אוקיינוסים, ים ואגמים.
לעומת זאת, האווירה היבשתית של אותה תקופה מצטמצמת מאוד (עם אפס או מעט מאוד חמצן חופשי), כך שאחרי חשיפה לצורות אנרגיה שונות ניתן היה להיווצר תרכובות אורגניות ראשונות.
תיאוריות עיקריות על מקור החיים
- חיים לפי דור ספונטני
אריסטו, מבשר הדור הספונטני
מיוונים ועד מדענים רבים באמצע המאה התשע עשרה, התקבלה ההצעה כי דברים חיים יכולים להיווצר באופן ספונטני, ללא אורגניזמים הוריים אחרים, מחומר "לא חי".
לכן במשך מאות שנים הוגים רבים היו משוכנעים שחרקים, תולעים, צפרדעים ושרצים אחרים נוצרו באופן ספונטני על בוץ או על פירוק חומר.
תיאוריות אלה הוסדרו לא פעם על ידי הניסויים שערכו פרנצ'סקו רדי (1668) ולואי פסטר (1861), למשל.
דיוקן פרנצ'סקו רדי (מקור: Valérie75, באמצעות ויקימדיה Commons)
רדי הוכיח כי אלא אם כן חרקים בוגרים הניחו את ביציהם על נתח בשר, הזחלים לא הופיעו עליו באופן ספונטני. מצד שני, פסטר הראה מאוחר יותר שמיקרואורגניזמים יכולים להגיע רק ממיקרואורגניזמים קיימים.
יתר על כן, יש לומר כי התעלמות מתיאוריה זו גם מכיוון שבהקשרים היסטוריים שונים "דור ספונטני" התייחס לשני מושגים שונים למדי, היינו:
- אביוגנזה : הרעיון של מקור החיים מחומר אורגני
- הטרוגנזה : הרעיון שהחיים נבעו מחומר אורגני מת, בדיוק כמו שתולעים "הופיעו" על בשר נרקב.
דרווין וואלאס, קצת קודם לכן, בשנת 1858, פרסמו באופן עצמאי את התיאוריות שלהם לגבי אבולוציה על ידי סלקציה טבעית, באמצעותה הם הבהירו כי היצורים החיים המורכבים ביותר הצליחו להתפתח מיצורים חד-תאיים "פשוטים" יותר.
כך, תיאוריית הדור הספונטני נעלמה מהזירה והקהילה המדעית החלה לתהות כיצד עלו אותם "יצורים פשוטים חד-תאיים" שעליהם דיברו האבולוציה.
- תיאוריה של מרק ראשוני והתפתחות כימית הדרגתית
אלכסנדר אופרין במעבדתו (מימין).
בשנת 1920 הציעו המדענים א 'אופרין וג'יי האלדאן, בנפרד, את ההשערה לגבי מקור החיים על פני האדמה הנושאים כיום את שמם ובאמצעותם הם קבעו כי חיים על פני האדמה היו יכולים להתעורר ". צעד אחר צעד "מחומר שאינו חי, דרך" אבולוציה כימית ".
האביב המנסרתי הגדול בג'ולסטון. סביבה כי סביבה זו בטמפרטורה גבוהה דומה לסביבה הקדומה של יבי כדור הארץ. מָקוֹר:
שני החוקרים הציעו כי לכדור הארץ "הראשוני" כנראה הייתה אווירה מצמצמת (דלה בחמצן, בה כל המולקולות נטו לתרום אלקטרונים), מצב שיכול להסביר בצורה מושלמת אירועים מסוימים:
- שכמה מולקולות אורגניות מגיבות זו עם זו ויוצרות את "הבלוקים" האורגניים המבניים של יצורים חיים, תהליך המכוון על ידי אנרגיה חשמלית (מקרניים) או אנרגיית אור (מהשמש) ומוצריהם מצטברים באוקיינוסים ויוצרים "מרק ראשוני" .
תמונה מאת אליאס ש. באתר www.pixabay.com
- מולקולות אורגניות כאמור משולבות לאחר מכן, ומרכיבות מולקולות מורכבות יותר, הנוצרות על ידי שברים של מולקולות פשוטות יותר (פולימרים) כמו חלבונים וחומצות גרעין.
- הפולימרים האמורים הורכבו ליחידות המסוגלות לשכפל בעצמם, בין בקבוצות מטבוליות (הצעת אופרין) או בתוך קרומים שיצרו מבנים "דמויי תאים" (הצעת האלדן).
- פנספרמיה
איור של חיידק בכוכב שביט. מקור: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
בשנת 1908 הציע מדען בשם אוגוסט ארהניוס כי "זרעים נושאי חיים" היו מפוזרים ברחבי המרחב הקוסמי וכי הם נפלו על כוכבי הלכת ו"נבטו "כאשר התנאים היו נוחים שם.
תיאוריה זו, הידועה גם כתיאוריה של פנספרמיה (מהתבנית היוונית שמשמעותה "הכל" וזרע שפירושו "זרע"), נתמכה על ידי מדענים שונים ואנחנו יכולים למצוא שהיא מכונה גם בחלק מהטקסטים "המקור החוצני של חַיִים".
- חיים באמצעות חשמל
תמונה מאת FelixMittermeier מ- Pixabay.com
מאוחר יותר, חלק מהקהילה המדעית הציע שמקור החיים שהציעו אופרין והאלדאן יכול היה להתחיל על פני האדמה בזכות "ניצוץ" חשמלי שסיפק את האנרגיה הדרושה ל"ארגון "של התרכובות האורגניות הבסיסיות מ של תרכובות אורגניות (סוג של אביוגנזה).
רעיונות אלה זכו לתמיכה ניסיונית על ידי שני חוקרים מצפון אמריקה: סטנלי מילר והרולד אורי.
במהלך הניסויים שלהם, שני המדענים הראו כי מחומרים אנאורגניים ובתנאים אטמוספריים מיוחדים, פריקה חשמלית מסוגלת ליצור מולקולות אורגניות כמו חומצות אמינו ופחמימות.
תיאוריה זו הציעה אפוא שעם חלוף הזמן ניתן היה להיווצר מולקולות מורכבות ביותר המאפיינות כיום יצורים חיים; וזו הסיבה שזה מאוד תומך בתיאוריות "המניה הקדומה" של אופרין והאלדאן כמה שנים קודם לכן.
- חיים מתחת לקרח
תמונה מאת דייוויד מארק באתר www.pixabay.com
תיאוריה אחרת, אולי קצת פחות מוכרת ומקובלת, מציעה כי החיים התעוררו במי אוקיינוס עמוקים, שעל פני השטח שלהם היה מכוסה ככל הנראה בשכבת קרח סמיכה ועבה, שכן ככל הנראה שמש כדור הארץ הראשוני לא השפיע כל כך חזק על פני השטח כמו עכשיו.
התיאוריה מציעה שהקרח יכול היה להגן על כל תופעה ביולוגית שהתרחשה בים, ומאפשר אינטראקציה בין התרכובות השונות שמקורן בצורות החיים הראשונות.
- חיים מפולימרים אורגניים
חֶלְבּוֹן
לאחר שניתן להדגים במעבדה כי תרכובות אורגניות כמו חומצות אמינו יכולות להיווצר מחומר אורגני בתנאים מסוימים, מדענים החלו לתהות כיצד התרחש תהליך הפולימור של תרכובות אורגניות.
בואו נזכור שתאים מורכבים מסוגים גדולים ומורכבים של פולימרים: חלבונים (פולימרים של חומצות אמינו), פחמימות (פולימרים של סוכרים), חומצות גרעין (פולימרים של בסיסים חנקניים) וכו '.
סידני פוקס
בשנת 1950, הביוכימאי סידני פוקס וקבוצת העבודה שלו גילו כי בתנאים ניסיוניים, אם מחוממים קבוצה של חומצות אמינו בהיעדר מים, הם יוכלו להצטרף יחד ליצירת פולימר, כלומר חלבון.
ממצאים אלה גרמו לפוקס להציע כי ב"מרק הפרימיטיבי "שהוצע על ידי אופרין והאלדאן היו יכולות להיווצר חומצות אמיניות שכאשר במגע עם משטח חם, קידום אידוי מים, יכולות ליצור חלבונים.
חומצה ריבונוקלאית וחיים על חימר
כימאי אורגני אלכסנדר קיירנס-סמית 'הציע בהמשך כי ניתן למצוא את המולקולות הראשונות שאיפשרו חיים על משטחי חימר, מה שלא רק עזר לרכז אותם, אלא גם קידם את הארגון שלהם לדפוסים מוגדרים.
רעיונות אלה, שעלו לאור בשנות התשעים, אישרו כי חימר יכול לשמש "זרז" בהיווצרות פולימרים של RNA (חומצה ריבונוקלאית), ושימשו כתורם לזרז.
- השערת "הגנים ראשונים"
בהתחשב ברעיונות של היווצרות "ספונטנית" של פולימרים אורגניים חיוניים, כמה מחברים יצאו לדמיין את האפשרות שצורות החיים הראשונות היו פשוט חומצות גרעין המשכפלות את עצמן, כמו DNA (חומצה deoxyribonucleic) או ה- RNA.
לכן הוצע כי אלמנטים חשובים אחרים, כמו רשתות מטבוליות ויצירת קרום, למשל, יתווספו בהמשך למערכת "קדמונית".
בהתחשב במאפייני התגובה של RNA, מדענים רבים תומכים ברעיון שהמבנים האוטו-קטליטיים הראשונים נוצרו על ידי חומצה גרעינית זו (ניכרת כריבוזימים), השערות הידועות כ"עולם ה- RNA ".
בהתאם לכך, RNA יכול היה לקטלל את התגובות שאפשרו העתקה משלו, מה שהופך אותו מסוגל להעביר מידע גנטי מדור לדור ואפילו להתפתח.
- השערת "חילוף החומרים הראשון"
מצד שני, חוקרים שונים תמכו דווקא ברעיון שהחיים התרחשו תחילה במולקולות אורגניות "דמויי חלבון", מה שקבע כי צורות החיים הראשוניות יכלו להיות מורכבות מרשתות מטבוליות "שמקיימות עצמן" לפני חומצות גרעין.
מההשערה עולה כי "רשתות מטבוליות" יכלו להיווצר באזורים ליד פתחי אוורור הידרותרמיים, ששמרו על אספקה רציפה של מקדימים כימיים.
לפיכך, המסלולים המוקדמים והפשוטים יותר עשויים לייצר מולקולות ששימשו כזרזים ליצירת מולקולות מורכבות יותר, ובסופו של דבר יתכן שרשתות מטבוליות הצליחו ליצור מולקולות אחרות, אפילו יותר מורכבות, כמו חומצות גרעין וחלבונים גדולים.
לבסוף, מערכות "שמקיימות עצמית" יכולות היה להיות "עטוף" בתוך הממברנות, וכך ליצור את היצורים הסלולריים הראשונים.
מקור החיים ב"הכרח "
כמה חוקרים השייכים למכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT, ארה"ב) תרמו לגיבוש תיאוריה המסבירה את מקורם של היצורים החיים הראשונים על ידי "הכרח", איכשהו "בעקבות חוקי הטבע" ולא על ידי "סיכוי" או "סיכוי".
על פי תיאוריה זו, הופעת החיים הייתה שאלה בלתי נמנעת, מכיוון שנקבע כי חומר מתפתח בדרך כלל ב"מערכות "אשר מכוונות על ידי מקור אנרגיה חיצוני ומוקף בחום, יעילות יותר לפיזורן. אֵנֶרְגִיָה.
ניסויים הקשורים בתיאוריה זו הראו שכאשר אוכלוסיה של אטומים אקראיים נחשפת למקור אנרגיה, הם מתארגנים לפיזור האנרגיה בצורה יעילה יותר, ומציעים ש"מודלים מחדש "זה בסופו של דבר יסיים את היווצרות החיים. .
מקור האנרגיה האלטרנטיבי יכול היה להיות השמש בקלות, אם כי לא נשללים לחלוטין אפשרויות אחרות.
- בריאתנות
תמונה מאת ברברה ג'קסון באתר www.pixabay.com
הבריאתנות היא אחת התיאוריות הנתמכות על ידי חלק חשוב בחברות של ימינו, בעיקר על ידי מעשה אמונה. על פי זרם המחשבה הזה, היקום וכל צורות החיים בו נוצרו מ"שום דבר "על ידי אלוהים.
זוהי תיאוריה המתנגדת באופן מעניין לתיאוריות האבולוציה המודרניות, המבקשות להסביר את מקור המגוון של צורות החיים ללא צורך באלוהים או בכל "כוח אלוהי" אחר, ופעמים רבות פשוט במקרה. ”.
ישנם שני סוגים של בריאתנים: המקראית ו"אדמה הישנה ". הראשונים מאמינים כי כל מה שנאמר בפרק בראשית במקרא נכון, פשוטו כמשמעו, בעוד שהאחרונים מחשיבים כי יוצר עשה את כל מה שקיים, אך מבלי לאשר כי סיפור בראשית הוא סיפור מילולי.
עם זאת, שני סוגי הבריאתנים מאמינים כי שינויים באורגניזמים יכולים לרמוז על שינויים במין, והם גם מאמינים בשינויים "כלפי מטה", כמו למשל מוטציות שליליות.
עם זאת, הם לא מאמינים כי שינויים אלה יכולים היו להוביל להתפתחות של מין "נמוך יותר" למין "גבוה" או מורכב הרבה יותר.
הקריאציוניזם והאבולוציוניזם היו נושא לוויכוח ומחלוקת מאז פרסום התיאוריות האבולוציוניות הראשונות, וגם כיום, שתי הדעות נראות בלעדיות זו מזו.
הפניות
- Andrulis, ED (2012). תיאוריה של מקורם, האבולוציה ואופי החיים. חיים, 2 (1), 1-105.
- צ'וי, סי (2016). מדע חי. הוחזר ב -26 באפריל 2020 מ- www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
- הורוביץ, NH, & Miller, SL (1962). תיאוריות עכשוויות על מקור החיים. ב- Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
- TN ו- EL Taylor. 1993. ביולוגיה והתפתחות של צמחים מאובנים. פרנטיס הול, ניו ג'רזי.
- טקסטון, CB, ברדלי, וו.ל., ואולסן, ר.ל. (1992). תעלומת מוצא החיים. na.
- עורכי אנציקלופדיה בריטניקה. (2017). אנציקלופדיה בריטניקה. הוחזר ב -26 באפריל 2020 מ- www.britannica.com/topic/creationism