Indhold
- Abiogenese, definition og oversigt
- Abiogenese er ikke spontan generation
- Teoretisk basis for abiogenese
- Det eksperimentelle grundlag for abiogenese
- Yderligere teoretiske forklaringer på Abiogenese
- Specifikke problemer med den anden del af Abiogenese
- Første liv: Alternative teorier om oprindelsen af livet på jorden
Mens Charles Darwins Theory of Evolution handler om, hvordan arter ændrer sig for at tilpasse sig deres miljø, adresserer det ikke spørgsmålet om, hvordan livet oprindeligt begyndte. På et tidspunkt, bestemt når planeten stadig var varm og smeltet, var der ikke noget liv på Jorden, skønt vi ved, at livet udviklede sig senere.
Spørgsmålet er, hvordan stod de tidlige jordiske livsformer?
Der er flere teorier om, hvordan de grundlæggende byggesten til levende organismer blev til. Mekanismen for, hvordan ikke-levende stof blev selvreplicerende levende organismer og så er komplekse livsformer ikke fuldt ud forstået.
Det har nogle huller, men abiogenesis beskæftiger sig med interessante koncepter og starter med en forklaring.
Abiogenese, definition og oversigt
Abiogenese er den naturlige proces, hvormed levende organismer opstod fra ikke-levende organiske molekyler. Enkle elementer kombineret til dannelse af forbindelser; forbindelserne blev mere strukturerede og involverede forskellige stoffer. Til sidst blev enkle organiske forbindelser dannet og bundet til at producere komplekse molekyler såsom aminosyrer.
Aminosyrer er byggestenene i de proteiner, der danner grundlaget for organiske processer. Aminosyrerne kunne have kombineret til dannelse af proteinkæder. Disse proteiner kunne have været selvreplicerende og dannet grundlaget for enkle livsformer.
En sådan proces kunne ikke finde sted på Jorden i dag, fordi de nødvendige betingelser ikke længere findes. Oprettelsen af organiske molekyler forudsætter tilstedeværelsen af en varm bouillon, der indeholder de stoffer, der kræves for at de organiske molekyler skal vises.
Elementer og enkle forbindelser som brint, carbon, phosphater og sukker skal alle være til stede sammen. en energikilde såsom ultraviolette stråler eller lynudladninger ville hjælpe dem med at binde. Forhold som dette kan have eksisteret for 3,5 millioner år siden, da det menes, at livet på Jorden er begyndt. Abiogenese specificerer mekanismerne for, hvordan det kunne have fundet sted.
Relateret indhold: Louis Pasteur: Biografi, opfindelser, eksperimenter og fakta
Abiogenese er ikke spontan generation
Både abiogenese og spontan generation antyder, at livet kan stammer fra ikke-levende stof, men detaljerne om de to er helt forskellige. Mens abiogenese er en gyldig teori, der ikke er blevet modbevist, er spontan generation en forældet tro, der har vist sig at være ukorrekt.
De to teorier er forskellige på tre hovedmåder. Teorien om abiogenese siger, at:
Teorien om spontan generation siger, at:
Videnskabsfolk troede på spontan generation, men i dag tror selv offentligheden ikke længere, at fluer kommer fra rådne kød eller mus kommer fra skrald. Nogle forskere sætter også spørgsmålstegn ved, om abiogenese er en gyldig teori, men de har ikke været i stand til at foreslå et bedre alternativ.
Teoretisk basis for abiogenese
Hvordan livet måtte have sin oprindelse blev først foreslået af den russiske videnskabsmand Alexander Oparin i 1924 og uafhængigt igen af den britiske biolog J.B.S. Haldane i 1929. Begge antog, at den tidlige jord havde et miljø, der var rig på ammoniak, kuldioxid, brint og kulstof, byggestenene til organiske molekyler.
Ultraviolette stråler og lyn sørgede for energi til kemiske reaktioner, der ville gøre det muligt for disse molekyler at koble sig sammen.
En typisk reaktionskæde forløber som følger:
Mens teorien præsenterede konsistente og troværdige koncepter, viste det sig, at nogle af trinnene var vanskelige at udføre under laboratorieforhold, som prøvede at simulere dem på den tidlige jord.
Relateret indhold: Elementer af nukleinsyrer
Det eksperimentelle grundlag for abiogenese
I de tidlige 1950'erne besluttede den amerikanske kandidatstuderende Stanley Miller og hans kandidatrådgiver Harold Urey at teste Oparin-Haldane abiogenese-teorien ved at genskabe et tidligt Jordmiljø. De blandede de enkle forbindelser og elementer fra teorien i luft og udledte gnister gennem blandingen.
Da de analyserede de resulterende kemiske reaktionsprodukter, var de i stand til at detektere aminosyrer oprettet under simuleringen. Dette bevis på, at den første del af teorien var korrekt understøttede senere eksperimenter, der forsøgte at skabe replikerende molekyler fra aminosyrerne. Disse eksperimenter var ikke succesrige.
Efterfølgende forskning fandt, at den prebiotiske atmosfære i den tidlige jord sandsynligvis havde mere ilt og færre andre nøglestoffer end prøven, der blev brugt i Miller-Urey-eksperimentet. Dette førte til spørgsmålstegn ved, om konklusionerne stadig var gyldige.
Siden da har nogle eksperimenter ved anvendelse af en korrigeret atmosfæresammensætning også fundet organiske molekyler såsom aminosyrer, hvilket understøtter de oprindelige konklusioner.
Relateret indhold: Naturligt valg: Definition, Darwins teori, eksempler og fakta
Yderligere teoretiske forklaringer på Abiogenese
Selv når det konstateres, at betingelserne for dannelse af enkle organiske forbindelser var til stede på prebiotisk jord, stien til levende celler har været i tvist. Der er tre mulige måder, som relativt enkle forbindelser, såsom aminosyrer, til sidst kan blive selvbærende liv på:
Trinene fra aminosyrer til var et alvorligt problem, og ingen af de forskellige teoretiske veje er fra maj 2019 blevet simuleret med succes.
Specifikke problemer med den anden del af Abiogenese
Der er ingen tvivl om, at a simulering af den tidlige jordatmosfære kan producere relativt komplekse molekyler, der er byggestenene i de organiske molekyler, der findes i levende celler. Der er dog flere problemer med at komme fra de komplekse molekyler til faktiske livsformer. Disse inkluderer:
Hvis abiogenese ikke finder sted på den måde, som teorien beskriver, alternative ideer skal overvejes.
Første liv: Alternative teorier om oprindelsen af livet på jorden
Da fremskridt med abiogenese tilsyneladende er blokeret, er alternative teorier for livets oprindelse blevet foreslået. Livet kan have sin oprindelse på en måde, der ligner abiogenese-teorien, men i geotermiske åbninger under havet eller inden for Jordskorpe, og det kan have sket flere gange forskellige steder. Ingen af disse teorier har mere hård datastøtte end klassisk abiogenese.
I en anden teori, der helt opgiver abiogenese, har forskere foreslået, at komplekse organiske forbindelser eller komplette livsformer som vira kan være blevet leveret til Jorden af meteoritter eller kometer. Den tidlige jord (primitiv jord) blev udsat for kraftigt bombardement i Hadean-tiden (for ca. 4 til 4,6 milliarder år siden), da livet kan have startet.
Uden mere hårde data er den eneste konklusion, at præcis, hvordan livet på Jorden opstod, stadig er et mysterium.