Узнайте больше о значении абиогенеза и разнице между абиогенезом и биогенезом.
Биогенез: характеристика и теория
| Разница между биогенезом и абиогенезом | Одной из проблем при разработке научных моделей абиогенеза является объяснение того, как молекулы превращаются в клетки, которые стали самовоспроизводящимися. |
| Биогенез - Biogenesis | Приверженцы абиогенеза и биогенеза сходились во мнении, что кипячение воды убивало любые живые существа, которые могли в ней находиться. |
| Разница между абиогенезом и биогенезом - Бизнес 2024 | Теперь исследователям абиогенеза приходилось разбираться еще и с самопроизвольным появлением этой уникальной биомолекулы. |
| Разница между абиогенезом и биогенезом - Бизнес 2024 | это процесс, который позволил неживой материи стать живыми клетками в источнике всех других форм жизни. |
| Теория биогенеза | две основные концепции, объясняющие происхождение жизни на Земле. |
Столетие исследованиям абиогенеза: великий квест продолжается
Хотя Левенгук сам не вступал в спор между сторонниками теорий биогенеза и абиогенеза, его наблюдения стимулировали новые исследования со стороны других ученых. Дарвинистам просмотр категорически противопоказан! Опасно! Можно заразиться здравым смыслом!Почему физика – это наука, а биология – нет? Какую веру под видом. Теперь исследователям абиогенеза приходилось разбираться еще и с самопроизвольным появлением этой уникальной биомолекулы.
Миф об абиогенезе - современная критика
| Столетие исследованиям абиогенеза: великий квест продолжается | В главное отличие между абиогенезом и биогенезом заключается в том, что абиогенез не подтвержден научными экспериментами, тогда как биогенез доказан научными экспериментами. |
| Возникновение жизни на Земле | Приверженцы абиогенеза и биогенеза сходились во мнении, что кипячение воды убивало любые живые существа, которые могли в ней находиться. |
1. Происхождение жизни на Земле
Этих аминокислот всего 20, хотя, собственно, разнообразие аминокислот как таковых гораздо выше. Руководитель группы — Рам Кришнамурти Ramanarayanan Krishnamurthy , лаборатория которого вот уже 5 лет концентрируется на проблеме ранней эволюции белков. В своей последней работе, о которой мы рассказываем, исследователи сосредоточились на группе аминокислот, обладающих катионными свойствами — то есть имеющих положительно заряженные группы. Предполагается, что именно такие аминокислоты могли в первую очередь оказаться вовлечены в пребиотическую эволюцию на этапе «мира РНК», поскольку положительный заряд предрасполагает к взаимодействию с нуклеиновыми кислотами, имеющими в своем составе группы с отрицательным зарядом а именно, остатки фосфорной кислоты. В природе существует всего 6 аминокислот, несущих положительный заряд: лизин Lys , гистидин His , аргинин Arg , орнитин Orn , диаминобутановая кислота Dab , диаминопропионовая кислота Dpr. Их структура показана на рис. Строение молекул, которые были использованы в экспериментах. А — аминокислоты, которые имеют положительный заряд и входят в состав белковых молекул живых клеток. Б — аминокислоты, также имеющие положительный заряд и встречающиеся в живых клетках, но не входящие в состав белков. В — альфа-гидроксикислоты, способные образовывать полимеры, соединяясь с аминокислотами в линейные или разветвленные цепочки при определенных условиях. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS Наличие положительного заряда всех этих аминокислот определяется наличием более одного атома азота в их составе.
Один атом азота есть у любой аминокислоты в составе альфа-аминогруппы —NH2 , участвующей в формировании пептидной связи в белках. Эта группа связана в аминокислоте с тем же атомом углерода, к которому присоединена кислотная группа —COOH на рис. У положительно заряженных аминокислот имеется дополнительный атом азота в составе бокового радикала. Примечательно, что лишь первые три из перечисленных аминокислот входят в состав белков. Три другие аминокислоты встречаются только в свободном виде и в гораздо меньших количествах, чем аминокислоты белков. Отсюда следует логичный вопрос: почему же катионными аминокислотами в составе белков стали именно Lys, His и Arg? Это тем более удивительно, что в силу более простой химической структуры, в реакциях бесферментного синтеза выход Orn, Dab и Dpr значительно выше, чем Lys, His и Arg. А значит, они, вероятнее всего, преобладали на ранней Земле. McKee et al. В реакционную смесь кроме аминокислот добавляли одну из двух органических кислот: гликолевую или молочную в пропорции 5:1 к аминокислотам.
Эти два достаточно простых соединения являются альфа-гидрокси кислотами. То есть у них имеется при одном из атомов углерода альфа кислотная группа —COOH , а также гидрокси-группа —OH — в отличие от аминокислот, в которых на этом месте находится аминогруппа. В сущности, гликолевая кислота является гидрокси-замещенным аналогом аминокислоты глицина, а молочная — аланина. По представлениям химиков, эти соединения вполне могли формироваться на ранней Земле в тех же условиях, что и аминокислоты. В публикации 2016 года группа Кришнамурти показала, что в водных растворах, содержащих смеси аминокислот и гидроксикислот, эфирные связи с участием гидрокси- и карбоксигрупп образуются более эффективно, чем амидные связи S. Yu et al. Kinetics of prebiotic depsipeptide formation from the ester-amide exchange reaction. При последующем нагревании и высушивании эфирные связи могут замещаться на амидные, благодаря чему и формируются депсипептиды полимеры, содержащие как эфирные, так и амидные связи. Доля амидных связей может расти со временем, теоретически, вплоть до формирования чистых полипептидов рис. Кстати, как отмечают авторы, та же реакция образования сначала эфирной связи с последующим замещением ее на амидную происходит и при наращивании цепочки полипептида в ходе трансляции в P-сайте рибосомы.
Слева — варианты цепочек, образуемых при полимеризации органических молекул с участием карбокси-, гидрокси- и аминогрупп. В полипептидах есть только пептидные связи амидные через азот альфа-аминогруппы , в эфирах — только эфирные связи через кислород , депсипептиды сочетают в себе эфирные и амидные связи. Справа — предполагаемый переход от эфиров или депсипептидов к пептидам, обусловленный замещением эфирных связей на амидные. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS Итак, проведя реакцию полимеризации в смеси аминокислот и гидроксикислот, авторы приступили к изучению полученных продуктов. Для этого использовали метод масс-спектрометрии. Однако в экспериментальной реакции формировались и нелинейные продукты полимеризации, обусловленной участием в реакциях атомов азота боковых радикалов. И вот тут-то и выяснилось то, что, вероятно, дает ответ на поставленный вопрос: частота формирования «нежелательных» связей через боковые радикалы оказалась весьма низкой для стандартных белковых аминокислот, но гораздо более высокой для трех небелковых. А кроме того, стандартные белковые аминокислоты в отличие от Orn и Dab отличились и отсутствием склонности к формированию лактамов — зацикленных соединений, возникающих в результате реакции кислотной и аминогруппы внутри одной и той же молекулы аминокислоты. Полученные данные приведены на рис. Результаты анализа продуктов реакции в разных смесях.
Теория самозарождения была широко принята мыслителями того времени, поскольку имела поддержку католической церкви. Таким образом, живые существа могут прорасти как своих родителей, так и неживой материи.. Среди наиболее известных примеров, использованных в поддержку этой теории, - появление червей и других насекомых в разложившейся плоти, лягушек, появившихся из грязи, и мышей, появившихся из грязной одежды и пота.. На самом деле были рецепты, которые обещали создание живых животных. Например, чтобы иметь возможность создавать мышей из неживого материала, мы должны были комбинировать зерна пшеницы с грязной одеждой в темной среде и с течением дней появляются живые грызуны..
Сторонники этой смеси утверждали, что человеческий пот в одежде и брожение пшеницы были агентами, которые направляли формирование жизни.. Опровержение самопроизвольной генерации В семнадцатом веке стали замечать недостатки и пробелы в положениях теории самозарождения. Лишь в 1668 году итальянский физик Франческо Реди изобрел адекватный экспериментальный дизайн, чтобы отвергнуть его.. В своих контролируемых экспериментах Реди поместил мелко нарезанные кусочки мяса, завернутые в муслин, в стерильные контейнеры. Эти банки были надлежащим образом покрыты марлей, поэтому ничто не могло соприкасаться с мясом.
Кроме того, эксперимент рассказал с другой серией бутылок, которые не были покрыты. С течением времени черви наблюдались только в обнаруженных кувшинах, поскольку мухи могли свободно проникать и откладывать яйца. В случае банок с крышкой яйца помещали прямо в марлю. Таким же образом исследователь Лаззаро Спалланцани разработал серию экспериментов, чтобы отвергнуть предпосылки самопроизвольной генерации. Для этого он разработал серию бульонов, которые он подвергал длительному кипению, чтобы уничтожить любой микроорганизм, который там будет жить..
Вклад Пастера Позже, в 1864 году, французский биолог и химик Луи Пастер решил положить конец постулатам самопроизвольного рождения.. В этих контейнерах Пастер сварил серию бульонов, которые оставались стерильными. Когда шея одного из них сломалась, она стала загрязненной, и микроорганизмы быстро размножались. Доказательства, предоставленные Пастером, были неопровержимы, и ему удалось разрушить теорию, которая длилась более 2500 лет.. Логично, что теория панспермии была окружена множеством противоречий, кроме того, что она не давала объяснения происхождению жизни..
Хемосинтетическая теория Изучая эксперименты Пастера, один из косвенных выводов его доказательств состоит в том, что микроорганизмы развиваются только из других, то есть жизнь может происходить только из жизни. Это явление было названо "биогенез". Следуя этой точке зрения, возникнут теории химической эволюции во главе с русским Александром Опариным и англичанином Джоном Д. Это видение, также называемое теорией хемосинтеза Опарин-Халдана, предполагает, что в пребиотической среде Земля обладала атмосферой, в которой не было кислорода и было много водяных паров, метана, аммиака, углекислого газа и водорода, поэтому она сильно снижала. В этой среде были разные силы, такие как электрические разряды, солнечная радиация и радиоактивность.
Эти силы действовали на неорганические соединения, порождая более крупные молекулы, создавая органические молекулы, известные как пребиотические соединения.. Миллер и Юри эксперимент В середине 1950-х годов исследователям Стэнли Л. Миллеру и Гарольду С. Юри удалось создать гениальную систему, которая имитировала предполагаемые наследственные условия атмосферы на земле, следуя теории Опарина-Холдейна.. Формирование полимера Хотя ранее упомянутые эксперименты предлагают правдоподобный путь, по которому возникли биомолекулы, являющиеся частью живых систем, они не предлагают какого-либо объяснения процесса полимеризации и увеличения сложности.
Есть несколько моделей, которые пытаются выяснить этот вопрос. Первый включает твердые минеральные поверхности, где повышенная площадь поверхности и силикаты могут действовать как катализаторы для молекул углерода.. В глубинах океана гидротермальные жерла являются подходящим источником катализаторов, таких как железо и никель. Согласно экспериментам в лабораториях, эти металлы участвуют в реакциях полимеризации. Примиряя результаты Миллера и Пастера Следуя порядку идей, обсуждаемых в предыдущих разделах, мы имеем, что эксперименты Пастера доказали, что жизнь не возникает из инертных материалов, в то время как свидетельства Миллера и Юри показывают, что если это происходит, но на молекулярном уровне.
Чтобы иметь возможность согласовать оба результата, необходимо иметь в виду, что состав земной атмосферы сегодня полностью отличается от пребиотической атмосферы.. В клетке жизнь увековечена, и на этом принципе Пастер основывается на том, чтобы утверждать, что каждое живое существо должно происходить из другого существовавшего ранее.. Мир РНК Роль автокатализа во время абиогенеза имеет решающее значение, поэтому одна из самых известных гипотез о происхождении жизни - это мир РНК, который постулирует начало от простых цепных молекул со способностью к саморепликации.. Это понятие РНК предполагает, что первые биокатализаторы были не молекулами белковой природы, а молекулами РНК - или полимером, подобным этому - со способностью выполнять катализ. Это предположение основано на свойстве РНК синтезировать короткие фрагменты с использованием темперирования, которое направляет процесс, в дополнение к стимулированию образования пептидов, сложных эфиров и гликозидных связей..
Согласно этой теории, наследственная РНК была связана с некоторыми кофакторами, такими как металлы, пиримидины и аминокислоты. По мере развития и усложнения обмена веществ возникает способность синтезировать полипептиды.. Эти среды были заселены архебактериями, организмами, способными расти, развиваться и размножаться в экстремальных условиях, вероятно, очень похожих на пребиотические условия включая низкие концентрации кислорода и высокие уровни СО. Термостойкость этих сред, защита, которую они обеспечивают от внезапных изменений, и постоянный поток газов - вот некоторые из положительных качеств, которые делают морское дно и вулканические дымоходы подходящими средами для возникновения жизни.. Термины биогенез и абиогенез В 1974 году известный исследователь Карл Саган опубликовал статью, разъясняющую использование терминов биогенез и абиогенез.
По словам Сагана, оба термина были неправильно использованы в статьях, связанных с объяснениями происхождения первых живых форм. Среди этих ошибок - использование термина биогенез в качестве собственного антонима.
Однако гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии , которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетарных систем вокруг звёзд. Поэтому эта гипотеза не рассматривается академической наукой. Сторонники этой гипотезы не признают, что наличие или отсутствие определённых ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистепёрых рыб — латимерию.
По палеонтологическим данным кистепёрые вымерли в конце мелового периода. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистепёрых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, её сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определённом пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.
Теория стационарного состояния представляет собой только исторический или философский интерес, так как выводы этой теории противоречат научным данным. Теория Опарина — Холдейна[ править править код ] В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации , которые относительно отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их коацерватные капли , или просто коацерваты. Согласно его теории, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа: Возникновение органических веществ Возникновение белков Возникновение белковых тел Астрономические исследования показывают, что как звёзды , так и планетные системы возникли из газопылевого вещества.
Наряду с металлами и их оксидами в нём содержались водород , аммиак , вода и простейший углеводород — метан. Условия для начала процесса формирования белковых структур установились с момента появления первичного океана бульона. В водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы. Наука доказала, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты , но и другие органические вещества.
При определённых условиях водная оболочка органических молекул приобретала чёткие границы и отделяла молекулу от окружающего раствора. Молекулы, окружённые водной оболочкой, объединялись, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты. Коацерватные капли также могли возникать при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом происходила самосборка полимерных молекул в многомолекулярные образования — видимые под оптическим микроскопом капли. Капли были способны поглощать извне вещества по типу открытых систем.
При включении в коацерватные капли различных катализаторов в том числе и ферментов в них происходили различные реакции , в частности полимеризация поступающих из внешней среды мономеров. За счёт этого капли могли увеличиваться в объёме и весе, а затем дробиться на дочерние образования.
Креационизм Гипотеза того, что жизнь на Земле создана «высшими силами» не нова. Согласно учению креационизма, все живое создал Бог Творец, святой дух и т. Исключением не стали и люди. Никакой эволюции жизни в этом случае не рассматривается — люди появились сразу такими, какие они есть сейчас.
Первых людей, созданных Творцом, звали Адам и Ева. Из земного праха Бог создал мужчину, а потом отнял у него одно ребро и сотворил из него женщину. Гипотезу об Адаме и Еве поддерживают последователи разных религий: христиане, мусульмане, иудеи. Бог создавал Вселенную семь дней, и люди в ней появились только на шестой. Седьмой день оставлен для отдыха. Но с понедельника Адам и Ева должны были уже начать трудиться, ухаживая за деревьями в райском саду.
В центре сада располагались два дерева: древо познания добра и жизни. Людям нельзя было есть плоды с первого дерева, но они ослушались указа Творца. Кто первым пошел против божьих правил, неизвестно. Мусульмане говорят, что Адам, христиане — что Ева. Как бы то ни было, Бог простил их и сохранил им жизни, но оба были изгнаны на Землю за свой проступок. Так на нашей планете и появилась жизнь, согласно гипотезе креационизма.
Микеланджело Буонарроти - "Сотворение Адама" Органика Теория органического происхождения живых существ на Земле говорит о том, что простейшие организмы начали появляться на нашей планете примерно 3,5 миллиарда лет назад. Но эволюция проходила крайне неспешно, пока Земля сама не «подтолкнула» к этому живых существ. Благоприятные условия на планете позволили им развиваться гораздо быстрее. Органическая эволюция могла происходить как с помощью изменений одного генетического признака существ, так и нескольких. Это значит, что организмы сохраняли свою наследственность, но приобретали новые биохимические, анатомические и даже поведенческие черты, вследствие взаимодействия с окружающей средой. Именно благодаря таким разным, даже случайным эволюционным процессам на Земле сформировалось так много разнообразных живых существ.
Молекулярная эволюция Данное предположение гласит о том, что живые организмы на нашей планете появились благодаря химическим реакциям. Данная теория говорит о том, что ДНК, РНК и другие соединения могли меняться со временем под воздействием некоторых химических преобразований. На эту тему пока было не очень много исследований, так как сама молекулярная эволюция как наука появилась лишь во второй половине двадцатого века. Молекулярная эволюция Глина В восьмидесятых годах прошлого столетия появилась еще одна интересная теория, касающаяся возникновения жизни на Земле. Британский ученый Александр Грэм Кернс-Смит предположил, что первые живые организмы появились из глины. Согласно его теории, между слоями глины попали некоторые органические частицы, которые начали активно взаимодействовать с материалом, перенимая у него способ роста и хранения информации.
Ученый даже говорил о том, что изначально живые существа и глина представляли собой одно целое, но в результате эволюции разделились. Самозарождение Долгие столетия люди не верили, что жизнь на Земле могла появиться случайно. Ученые отвергали эту теорию, потому что вероятность возникновения чего-то живого из неживого не укладывалась у них в голове.
Биогенез — определение, суть теории, примеры и сторонники
Биогенез возник после абиогенеза и противоположным образом объяснял появление живых существ. На протяжении многих лет было разработано множество теорий, пытающихся выяснить происхождение живых существ, таких как абиогенез (самозарождение) и биогенез (Жизнь возникает из другой формы жизни). Термин биогенез был придуман Генри Чарльтоном Бастианом для обозначения возникновения жизни из неживой материи, но Томас Генри Хаксли выбрал термин абиогенез и переопределил биогенез, чтобы обозначить жизнь, возникшую из ранее существовавшей жизни. Теперь исследователям абиогенеза приходилось разбираться еще и с самопроизвольным появлением этой уникальной биомолекулы.
Теория биогенеза объясняет возникновение жизни на земле - 90 фото
Креационизм, абиогенез и биогенез — основные концепции, которые по-разному трактуют начало жизни на планете. Теперь исследователям абиогенеза приходилось разбираться еще и с самопроизвольным появлением этой уникальной биомолекулы. Discover the magic of the internet at Imgur, a community powered entertainment destination. Lift your spirits with funny jokes, trending memes, entertaining gifs, inspiring stories, viral videos, and so much more from users like culoeajhzl. Таким образом, проблема биогенеза или абиогенеза, активно обсуждавшаяся и предшественниками, и современниками Дарвина, вряд ли может войти в круг тех направлений, синтез которых привел к становлению дарвинизма. Сторонники теории биогенеза (от греч. bios — «жизнь» и genesis — «происхождение») считают, что все живое происходит от живого, тогда как сторонники абиогенеза (греч. a — частица отрицания и «биогенез») считают возможным происхождение живого из неживой материи. Если поставить на одну чашу весов "абиогенез" и "биогенез", то вероятнее всего жизнь пришла на Землю из космоса, что упорно доказывает теория панспермии.
Биогенез и абиогенез основные различия идей
Во втором наборе колб также наблюдался микробный рост. Конечный результат Таким образом, он доказал, что микробы также присутствуют в воздухе, но не возникают из воздуха или пыли. В обоих наборах колб он кипятил бульон одинаково, но первый набор колб был запечатан, а второй набор оставлен открытым для проникновения, размножения и размножения микробов. Это как: от абиогенеза к спонтанному зарождению жизни могут исходить неживые существа. Процедура Взял две бутылки и бульон жидкая среда, содержащая белки и другие питательные вещества в каждой из двух отдельных бутылок.
В первой бутылке подогрейте отвар и охладите его через некоторое время. Затем откройте колбу и подождите. Во второй бутыли подогрейте бульон и закупорьте колбу и подождите. Наблюдение Подождав некоторое время, он заметил, что: В первой части был некоторый рост и появились живые организмы вроде микробов.
Во второй части, в принципе, роста не было. Итак, открываем колбу и микроорганизмы растут. Конечный результат Ладзаро Спалланцани пришел к выводу, что, хотя один час кипячения стерилизует суп, нескольких минут кипячения недостаточно, чтобы убить имеющиеся бактерии. Также микроорганизмы в колбах с испорченным супом попали в воздух.
Часто задаваемые вопросы о биогенезе Вопрос 1: Каковы сильные стороны биогенеза? Отвечать: The theory of biogenesis explains that living organisms came from other living organisms, as opposed to the theory of spontaneous generation which say that living things came from nonliving matter. So, it is well supported by other investigations.
Стоит отметить, что абиогенез делится на несколько важных этапов, каждый из которых имеет свои определенные особенности: Первый этап предполагает процесс синтеза из неорганики максимально простых органических соединений. На втором этапе могут происходить более серьезные процессы, в которых принимают участие сложные органические вещества. Именно они стали основой для создания первой жизни. Третий этап абиогенеза предполагает образование самых первых репликаторов. Это специальные химические системы, с помощью которых получается катализировать свои же собственные копии.
В то же время биологи отмечают, что присутствует наследственная изменчивость. Любой автокаталитический процесс условно предполагает размножение. Даже если с определенной точки зрения рассматривать реакцию Бутлерова. Основная проблема заключается в том, что данная изменчивость не передается по наследству, ведь состав полученной смеси продуктов не может полностью зависеть от катализаторов, которые стали причиной их образования. Для зарождения жизни, которая могла бы развиваться дальше в соответствии с дарвиновским эволюционным механизмом, должна была также образоваться специальная система с размножением, а также изменчивостью, которая могла бы передаваться дальше по наследству. Если говорить более простым языком, то должен был появиться первый репликатор. Существует также четвертый этап абиогенеза, который предполагает дальнейшее появление всего остального. Разнообразные системы для синтеза белка, для трансляции и транскрипции могли возникнуть значительно позже.
Слайд 5 Аристотель 384 - 322 гг. Слайд 6 Ян Баптиста ван Гельмонт 1580 - 1644 Описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.
Слайд 7 Ф.
Однако никто, похоже, не утверждал, что люди могут возникнуть из спонтанного зарождения, будучи высшими существами, которые, по-видимому, могут быть произведены только путем прямого воспроизводства другими людьми. Еще в 1668 году итальянский врач Франческо Реди предположил, что высшие формы жизни микробы не возникают спонтанно, и эта идея стала более популярной, но сторонники спонтанного зарождения все еще утверждали, что микробы возникли с помощью этих средств. В 1745 году Джон Нидхэм, английский биолог и римско-католический священник, добавил куриный бульон в неоткрытую кипяченую банку, которая, как он надеялся, затем наблюдала рост микробов, указывая на это как на пример спонтанного зарождения. В 1768 году Лаззаро Спалланцани повторил тот же эксперимент, но удалил из колбы весь воздух, и микробы не выросли внутри нее. Это, должно быть, был один из старейших экспериментов, окончательно опровергающих спонтанное зарождение, но идея о том, что спонтанное зарождение было ложным, в то время не получила распространения. Переходя к 1859 году, французский биолог Луи Пастер окончательно опроверг спонтанное зарождение. Он варил говяжий бульон в бутылке с гусиной шеей.
Гусиная шея позволяла летать в воздухе, но не позволяла, как говорили рассуждать, крошечные частицы воздуха. Эксперимент показал, что рост микробов в баллоне не происходил до тех пор, пока баллон не вращался так, что частицы могли выпасть из кривых, и в этот момент водяное пятно быстро становилось мутным, что указывало на присутствие микроорганизмов. Спустя 2000 лет теория спонтанного зарождения биогенеза была окончательно остановлена. Сегодня на смену ей пришла клеточная биология и репродуктивная биология. Биогенез - Теория Втеория абиогенеза был подвергнут сомнению итальянским физиком Франческо Реди в столетии. XVII 1668 г. XVIII 1776 г. Только в 1862 году, когда французский химик Луа Пастер провел эксперименты, доказавшие отсутствие самозарождения, Теория абиогенеза уступила место теории биогенеза, которую защищал Реди.
Он работал со стерилизованными воздушными шарами, куда помещал питательный бульон. После этого он нагрел горлышко воздушного шара, придав ему несколько изгибов. Затем питательную жидкость кипятили. При охлаждении водяные пары конденсировались на изгибах воздушного шара «лебединая шея», препятствуя проникновению пыли и микробов. Позже он обнаружил, что воздушные шары не отображают жизни. Затем он сломал трубки некоторых воздушных шаров и обнаружил, что через 24 часа питательный бульон был покрыт микробами, в то время как в целых шариках все еще не было жизни. Пастер показал, что воздух является источником микроорганизмов.
Биогенез и абиогенез презентация
Интересно, именно в какой момент и как произошёл переход от ничего к первым живым существам. Ответ: На данный момент существует три основные теории возникновения жизни на нашей планете. Божественная теория жизнь создана богом или каким-то другим сверхразумом ; Панспермия жизнь попала на Землю из космоса ; Теория абиогенеза жизнь возникла из химических веществ ; Основные теории возникновения жизни: божественная, панспермия, абиогенез Все три теории имеют право на существование, однако наиболее научной и проработанной является последняя из них - теория абиогенеза. Про неё я и постараюсь коротко вам рассказать. Теория абиогенеза Согласно современным научным представлениям жизнь на нашей планете зародилась примерно 4. Первобытный океан.
Также именно ретровирусы были основным фактором, спровоцировавшим Кембрийский взрыв. Они интегрировались в геномы бесчисленных наземных видов, вводя в них новый генетический материал, что привело к взрыву разнообразия живых форм.
Ретровирусы интегрировались быстро и легко, в очень короткое время , потому что они прибыли на Землю уже готовые для этого. Это связано с тем, что гипотеза панспермии подразумевает космическую биологию, при которой, как пишут исследователи, «вся галактика и, возможно, локальная группа галактик представляет собой одну связанную биосферу». Согласно этой точке зрения, вся жизнь, как наземная, так и внеземная, связана общей биосферой. Существует базовое биохимическое единство всей жизни, отличающееся только тем, что в ее основе могут использовать разные изотопы важных элементов для жизни в разных частях Вселенной. Мысль о том, что абиогенез произошел на ничем не примечательной Земле в крайне короткий промежуток времени, в лучшем случае делает его маловероятным событием. Жизнь на других планетах Солнечной системы Ученых спросили, если их теория верна, почему мы не обнаружили явных признаков микробной жизни в других местах в Солнечной системе? Они ответили, что такие доказательства фактически найдены.
Они ссылаются на работу Гилберта Левина, главного исследователя миссии «Викинг» 1976 года, работавшей на Марсе. Результаты, полученные от «Викинга» указывали на наличие метаболизма в марсианских почвах, но не смогли обнаружить какой-либо органический материал. Результат был получен интересный, но неубедительный. Авторы также настаивают на том, что ископаемые микробы уже были найдены в различных метеоритах, включая знаменитый Мурчисонский метеорит, который упал в штате Виктория, Австралия, в 1969 году. Опять же, доказательства наличия в этом метеорите внеземных форм жизни весьма являются спорными. Совсем недавно следы отложений углерода, возможно биологического происхождения, были обнаружены в породах, предшествующих по времени возникновению жизни, в период интенсивной бомбардировки Земли кометами и астероидами. Авторы рассматривают это как свидетельство жизни, переносимой на Землю, однако, как предлагают некоторые исследователи, есть и другие причины, по которым может существовать такой углерод.
Более интригующим является открытие бактерий и микробов в маловероятных местах, таких как стратосфера, на расстоянии 30-40 километров над поверхностью планеты , и даже на поверхности Международной космической станции. Возможно, самый спорный аспект новой статьи касается истории осьминогов. Обсуждение начинается, как это часто бывает в документе, с некоторых интригующих доказательств. Осьминоги из космоса Цефалоподы группа, состоящая из кальмаров, каракатиц, наутилусов и осьминога имеют несколько запутанное эволюционное дерево, впервые появившись в поздний кембрийский период и, по-видимому, происходящее от примитивного первобытного наутилоида.
В 1953 году сотрудник Чикагского университета Стэнли Миллер опубликовал результаты своих экспериментов, в которых он попытался сварить такой «первобытный бульон», воспроизведя в лаборатории условия, которые должны были сопутствовать возникновению жизни. Учёный подверг воздействию электрических разрядов смесь из метана, воды, водорода и аммиака.
Действительно, в этих и подобных им экспериментах удалось получить аминокислоты и азотистые основания. Напомним, что первые аминокислоты являются молекулярными кирпичиками, из которых построены белки, а вторые азотистые основания наряду с сахарами рибозой и дезоксирибозой и остатком фосфорной кислоты входят в состав нуклеиновых кислот. Однако, детальный анализ продуктов спонтанного синтеза, протекающего в лабораторном «первобытном бульоне», вызвал немало вопросов. Во-первых, в ходе этих экспериментов образовывались в равном количестве L- и D- изомеры аминокислот эти формы являются зеркальным отображением друг друга. Но белки живых организмов состоят только из L- аминокислот. Возникает закономерный вопрос: каким образом возникли белки, состоящие исключительно из L- аминокислот?
На него до сих пор так и не был получен удовлетворительный ответ. Во-вторых, факты говорят о том, что концентрации аминокислот в «первобытном бульоне» должны были бы быть слишком маленькими. Химик Дональд Халл подсчитал, что концентрация самой простой аминокислоты, встречающейся в живых организмах - глицина, - не должна была быть больше 10-12 моля. Он пишет: «Даже максимально вероятное содержание аминокислоты является безнадежно низким, чтобы служить отправной точкой для самопроизвольного зарождения жизни». Hull D. Thermodynamics and kinetics of spontaneous generation.
Nature 186:693, 694. Такие низкие концентрации ставят под сомнение идею самопроизвольного образования даже самых простых белковых молекул. Вероятность же самосборки сложных белков, состоящих из сотен L- аминокислот, соединённых между собой в определённой последовательности, - ещё меньше. Чтобы понять, какова она, приведём один весьма наглядный пример. Предположим, мы хотим получить белковую молекулу из ста аминокислот в результате хаотичного, самопроизвольного возникновения в «первобытном бульоне». Сколько времени для этого необходимо?
Как известно, природные белки состоят из двадцати аминокислот. Вероятность того, что мы случайно отберём из двадцати аминокислот строго определённую - один шанс из двадцати или 0. Если мы хотим получить белок, аналогичный природному, - то все аминокислоты, входящие в него, должны быть L-изомерами.
Если железа много в неживой природе, то меди с марганцем и цинком — не особенно. Парадоксально, но все они содержатся в клетках в намного большей концентрации, чем во внешней среде. Перечисленные металлы характерны в обильном количестве для гидротермальных источников, с которых мы начнём поиск условий для абиогенного синтеза органических соединений. Воды источников имеют чёрный цвет благодаря сульфидам, сероводороду и другими взвесям [10]. После контакта с океаном гидротермальные воды охлаждаются, а соединения железа, меди и никеля выпадают в осадок.
При дальнейшем остывании вод сульфиды цинка и марганца осаждаются на уже сформированный рельеф. Сульфиды цинка способны к фотохимическому восстановлению, поглощая ультрафиолет и фосфоресцируя. В таком состоянии возбуждённый электрон восстанавливает соединения диоксида углерода до муравьиной и других органических кислот, а при ультрафиолете восстанавливает азот до аммиака. При этом он защищает органические молекулы от ультрафиолета эффективней слоя воды в десятки метров. Именно поэтому первые организмы могли укрываться в минеральных осадках, имея доступ к продуктам фотохимических реакций [1]. Осадки образуются из мелких частиц и имеют много пор. Подобные условия являются удобными для репликации органики из-за относительной изоляции. Откладывающиеся сульфидные минералы становятся катализаторами химических реакций для синтеза органических соединений [11].
Градиенты температур разделяют хиральные формы соединений. В таких условиях термодиффузии РНК и белки накапливаются в одной локации, например — в вышеупомянутых порах, где происходит концентрация в миллиарды раз [12]. Источниками достаточного количества этого вещества являются вулканы и горячие геотермальные источники. Они содержат фосфиты, пирофосфаты, или оксиды фосфора. При растворении эти соединения дают молекулы в пригодной для сахарофосфатов и нуклеотидов форме. В условиях кипения минеральных вод растворённые соединения разделяются, поэтому часть испаряется с водой и выходит в грязевых котлах. В виду подобной сепарации металлов поднимающийся пар магмы содержит бораты, калий, натрий и соли молибдена в концентрации такой же, как в органической клетке. При добавлении гидроксиапатита в такую смесь на его поверхности откладывается рибоза [18][19], а соли молибдена превращают разветвлённые сахара в линейные, увеличивая синтез.
Почувствуйте, как густые и горячие знания стекают вам на шею, ведь грязевые котлы обогащены всеми вышеописанными ранее элементами [15], потому и представляются одними из самых вероятных мест появления жизни, имея несколько преимуществ сразу: Условия, богатые необходимыми микроэлементами; Источник тепла с постоянными условиями; Пористые минеральные осадки, работающие в качестве катализаторов и локации для репликации органических соединений; Испарение на местах при концентрации веществ, солей и кислот, где происходит образование цепочек РНК; Несколько путей получения органических молекул; Фотохимические реакции и расположенные рядом защищённые поры; Нагрев пор, где накапливаются нуклеотиды и РНК в высоких концентрациях. Нагрев происходил за счёт реакций в глубине твёрдых пород, поэтому метан и кислоты этих вод образуются абиогенно, а изотопный состав углерода в них такой же, как в углекислом газе [16]. В атмосфере древнего мира метан реагировал с азотом, водой и углекислым газом, образуя формальдегид. Соединения фотолиза метана не накапливались, а выпадали с дождём рис. Синильная кислота и формальдегид растворимы в воде, поэтому они вымывались и на поверхность поступали формальдегид, цианамид и цианид — являющиеся прекурсорами для азотистых оснований и РНК [17]. Рисунок 2. Источник: собственная иллюстрация на основе материала книги Михаила Никитина «От туманности до клетки» Реакция получения нуклеотидов с помощью таких соединений была получена в 2009 году в Манчестере, во время работы Д. Сазерленда и его коллег [20].
Они синтезировали пиримидиновые нуклеотиды путём смешения в одной установке предшественников сахаров и нуклеотидов с фосфатами рис. Сейчас придётся хрустеть коркой головного мозга, но чтобы было проще, обратимся к рисунку 3 ниже, который будет иллюстрировать ход реакций. Как можем видеть, первоначальные соединения представлены: цианоацетиленом, цианамидом, глицеральдегидом и гликольальдегидом. Рисунок 3. Источник: собственная иллюстрация на основе материала книги Михаила Никитина «От туманности до клетки» Фосфат в реакции не только облегчает синтез нуклеотидов, подавляя побочные реакции, но и направляет соединение цианамида с гликольальдегидом в сторону аминооксазола.