Abiogenesis a beth sy'n coacervates

Gall y darllenydd fodern fod yn gefnogwr i unrhyw theori o darddiad bywyd ar y Ddaear - o theori y gofod sy'n drifftio i bythwyddoldeb bodolaeth gwareiddiadau. Ond dylai'r darllenydd meddwl wybod bod y rhan fwyaf o wyddonwyr yn glynu wrth fodolaeth cyfnod prebiological wrth ffurfio ffurfiau bywyd - abiogenesis. Ac y brif ddamcaniaethol yn y mater hwn yw theori Oparin-Haldane neu'r theori o gollyngiadau coacervate. Beth yw'r coacervates a beth yw thesau theori abiogenesis yn esblygiad pob peth byw - yn yr erthygl hon.

Datblygiad y tymor

Mae cyfiawnhad o theori coacervates yn perthyn i wyddonydd Rwsia dechrau'r 20fed ganrif AI Oparin. Yn 1924 cyhoeddodd ei waith ar ganlyniadau astudio atebion wedi'u dirlawn â chyfansoddion moleciwlaidd uchel. Profodd bod parthau sefydlog o gynyddiadau sylweddol o'r sylweddau hyn yn cael eu ffurfio ynddynt, a elwir yn coacervates mewn bioleg. Beth yw gostyngiad coacervaidd yw moleciwl o sylwedd uchel-foleciwlaidd (protein), y mae "crysau" yn cael eu ffurfio o dwr a chyfansoddion moleciwlaidd isel.

Theori Oparin-Haldane

Y broses hon yw'r enw coacervation o'r coacervate. Beth yw'r coacervates a chefnogwyd theori Oparin yn 1929 gan y Saeson J. Haldane, a nhw oedd eu cyfenwau a enillodd enw'r cyfnod cyn-biolegol neu gemegol o darddiad bywyd ar y blaned. Mae'r theori yn rhagdybio y genhedlaeth ddigymell o sylweddau organig uchel-foleciwlaidd yn ystod ffurfio cynnar yr awyrgylch a lithosphere ein planed.

Arbrofwch â'r broth cynradd

Ym 1953, penderfynodd cemegwyr Stanley Miller a Harold Küri rhoi'r arbrawf mewn amgylchedd yn agos at gyfansoddiad ac amodau i'r prebiotic ar y Ddaear. Mewn fflasg roeddent yn gosod cymysgedd o fethan, amonia, hydrogen a dŵr ychwanegol. Trwy'r ateb, hyd at 60,000 o V, pwmpio pwysau a chodi tymheredd i 80 gradd Celsius, cawsant nifer o asidau amino, urea a chyfansoddion organig eraill. Ac yn 1954 yn India derbyniodd y fferyllydd K. Bahadur sylweddau organig o dan ddylanwad golau haul. Ynglŷn â'r ddamcaniaeth o esblygiad prebipolegol a'r hyn y dysgwyd y coacervadau a siaradodd y byd i gyd.

Gelatin mewn gwydr

Yr hyn sy'n hawdd ei ddarlunio yw coacervates trwy gymysgu gelatin, gum arabig neu albwmin a dŵr. Yn y lle cyntaf, bydd atebion tryloyw yn dod yn dyrbwr yn gyntaf, ac yna byddant yn ymddangos yn glotiau bach sy'n symud yn yr ateb. Dyma'r coacervadau gwreiddiol. Beth all cysylltiadau o'r fath ei wneud? Gall gronynnau ar wahân adsorb gwahanol sylweddau ac mae ganddynt strwythur clir wedi'i strwythuro, sy'n pennu eu hunaniaeth. Yn y broses o esblygiad cemegol , cynhaliwyd y dewis ar ffurfiau mwy sefydlog, a daeth yn sail i ffurfiau byw ymddangos.

O'r coacervate i unicellular

Yn y môr cynradd, mewn cyfnod cynhanesyddol, mae'r gronynnau cyntaf sy'n cael eu hynysu'n rhannol o'r amgylchedd yn ymddangos. Maent yn cyfnewid sylweddau gyda'r cyfrwng (sef prototeip ar gyfer metaboledd mwy cymhleth), yn diddymu'n gyflym neu'n aros yn gyfan am gyfnod. Mae tyfu yn tyfu (cynyddu maint) a rhannu. Ac erbyn hyn mae yna strwythur o orchymyn uwch - y crompiau lleiaf o'r byw, sy'n rhan annatod o brosesau synthesis a pydredd, datblygu, tyfu ac atgenhedlu. O'r adeg hon, dechreuodd bywyd ar y blaned Ddaear ei ddatblygiad hanesyddol.

Y broblem o theori coacervate

Mae'r cyfan i gyd yn hardd mewn theori. Ond, er gwaethaf llwyddiant y biolegwyr wrth gadarnhau hynny, mae popeth a grëwyd gennym heddiw mewn prothoedd cynradd yn bell o fywyd a strwythur y gell. Ac nid yw hyd yn oed y "protocell" a grëwyd yn 2008 gan fiolegwyr Americanaidd a'r bisgedi Siapan gyda chragen sy'n gallu rhannu (2011) yn profi ei fod yn union fel hynny lawer biliwn o flynyddoedd yn ôl ar ein planed. Mae'r holl arbrofion hyn yn unig yn rhoi bwyd ar gyfer adeiladu rhagdybiaethau o lwybr posibl cyfnod abiotig o esblygiad bywyd.

Anhygoledd digwyddiadau

Cyfrifodd mathemategydd o Brydain, Fred Hall, y tebygolrwydd o ymddangosiad damweiniol celloedd byw mewn broth gynradd. Dywedwn mai dim ond yn ei gyfrifiadau y bu'n defnyddio'r arsenal modern o gyfrifiaduron. O dan rai amodau delfrydol, mae'r tebygolrwydd hwn yn 1/10 * 40,000. Mae hyn yn werth annigonol, sy'n lleihau'r tebygolrwydd y bydd digwyddiad o'r fath bron yn ddrwg.

Tebygolrwydd yn digwydd

Ni chasglwyd theori perthnasedd eto, a bydd ychydig o enghreifftiau byw yn helpu i ddangos pa mor gwbl anhygoel o safbwynt y mathemategydd sy'n dal i ddigwydd. Er enghraifft, pe bai pobl yn byw am 100,000 o flynyddoedd, yna byddai 100% (hynny yw, pob un heb eithriad) yn marw mewn damweiniau awyr. Ond y gwir wir yw bod y tebygolrwydd o ennill y loteri Americanaidd Cool Million yn cael ei gyfrifo'n gywir ac mae hynny'n 1 i 5 200 000. Ac enillodd American Valerie Wilson y brif wobr yn 2002 ac yn 2006. Neu enghraifft arall - ym Mhwlgaria yn 2009, cynhaliwyd ymchwiliad i'r loteri "6 o 41". A'r cyfan am fod chwe rhif yr un fath â gwahaniaeth o bedwar diwrnod mewn gwahanol rifynnau. Tebygolrwydd digwyddiad o'r fath yw 3.61 • 10 ^-14 . Felly mae'r peth anhygoel ar ein planed yn digwydd.