Livets opprinnelse er et stort vitenskapelig problem. I løpet av de siste 10 årene har det vært stor mengde nye data og forskning. I dag er det fortsatt uavklarte spørsmål, men det generelle bildet av hvordan liv kunne ha oppstått fra livløs materie blir tydeligere veldig raskt. Men, som du vet, i vitenskapen gir hvert svar opphav til 10 nye spørsmål.

Modeller av gradvis utvikling fra uorganiske forbindelser til de første organismene er nå godt utviklet. Men historien til denne utgaven går tilbake til den berømte forfatteren .

Den engelske naturforskeren og forskeren skrev ikke noe om dette i sine vitenskapelige arbeider og studerte ikke seriøst teorier og hypoteser om livets opprinnelse. Dette emnet var utenfor forståelsen av vitenskap fra 1800-tallet. Charles sa bare hvordan alt det mangfoldet kom ut av de første levende organismene som allerede fantes. biologiske former som vi ser.

Bare fra brevene hans til sin beste venn vet vi at Darwin prøvde å tenke på dette emnet, men selvfølgelig, på det kunnskapsnivået, kunne han ikke spesifikt anta noe annet enn det meste generelle ideer, at organiske stoffer på en eller annen måte fortsatt kunne genereres fra uorganisk kjemi, ammoniumsalter, fosfor ved bruk av elektrisitet i en liten varm dam.

Men det skal bemerkes at selv i dette brevet gjettet han mye veldig nøyaktig. For eksempel har kjemikere oppdaget en plausibel vei for abiogene syntese av nukleotider, byggesteinene til RNA. Det viste seg at disse nukleotidene kan syntetiseres spontant under forhold som ligner på en liten varm dam.

Et stort antall versjoner av opprinnelsen til alt liv på jorden har blitt oppfunnet. Mange av dem ble oppfunnet av konspirasjonsteoretikere og pseudovitenskapsmenn. Men likevel er hoveddelen av teoriene basert på virkelige fakta og forskning.

Hovedteorier om livets opprinnelse:

— kreasjonisme;

- panspermia;

- teori stabil;

- spontan generering;

- biokjemisk evolusjon.

Kreasjonistisk hypotese overholdt av mennesker som tror at livet ble skapt av en skaper, Gud, det universelle sinnet. Den har ingen bevis, og dens promotering utføres ikke av vitenskapsmenn, men av journalister, teologer og teologer. De får også selskap av folk som ønsker å tjene ekstra penger gjennom bedrag.

De samme kreasjonistene fortsetter å hevde at det er et mysterium i spørsmålet om menneskers opprinnelse, siden arkeologer ikke kan finne en viss manglende link, altså en overgangsform fra gammel mann Cro-Magnon til moderne homo sapiens. Artikler som er ekstremt viktige å forstå:

» 100 % menneskelig opprinnelse: teorier og hypoteser

Steady State Theory er at levende ting, sammen med universet, og følgelig hele verden, har eksistert og alltid vil eksistere, uavhengig av tid. Sammen med dette er kropper og formasjoner avledet fra universet, som stjerner, planetsystemer og levende organismer, begrenset i tid: de fødes og dør.

For øyeblikket har denne hypotesen bare historisk betydning, og har ikke blitt diskutert i vitenskapelige sirkler på lenge, siden det har blitt tilbakevist av moderne vitenskap på et nøkkelpunkt: universet oppsto takket være big bang og dets påfølgende utvidelse. En viktig artikkel om dette emnet på et enkelt og forståelig språk: 100% universets opprinnelse og utvikling.

Panspermi teori allerede mer vitenskapelig. Den antar følgende: levende organismer brakte kosmiske kropper som meteoritter eller kometer til planeten vår. Noen spesielt drømmende støttespillere er sikre på at UFOer og romvesener gjorde dette bevisst og forfulgte sine mål.

I vårt solsystem er sannsynligheten for å finne levende organismer noe annet sted ekstremt liten, men livet kunne ha fløyet til oss fra et annet stjernesystem. Astronomiske data viser at i henhold til den biokjemiske sammensetningen av meteoritter, meteorer og kometer, kan organiske forbindelser, for eksempel aminosyrer, ofte finnes i dem. Det var de som kunne bli frø når en kosmisk kropp kom i kontakt med jorden, akkurat som løvetannfrø sprer seg hundrevis av meter rundt.

Hovedmotvekten til panspermistutsagnene er det logiske spørsmålet om hvor livet kom fra på andre planeter som den samme asteroiden eller kometen fløy fra. Dermed panspermisk hypotese fremmed opprinnelse levende organismer kan bare komplementere hovedversjonen - den biokjemiske.

Abiogenese teori via bio kjemisk evolusjon studerer og beviser utdannelse organiske strukturer fra uorganisk materiale, utenfor kroppen og uten bruk av spesielle enzymer.

Syntesen av de enkleste organiske forbindelsene fra uorganisk materiale kan finne sted under en rekke naturlige forhold: på planeten eller i verdensrommet (for eksempel i en protoplanetarisk disk - proplyd). I 1953 ble det berømte klassiske Miller-Urey-eksperimentet utført, som beviste at organiske stoffer som aminosyrer kan forekomme i en blanding av forskjellige gasser som ville imitere planetens atmosfæriske sammensetning.

I naturen dannet den seg over tid og fikk evnen til å (forresten, i dag er syntesen av den av mennesker veldig vanskelig). Men dette er hovedbyggesteinen, og svaret på spørsmålet om livets opprinnelse på jorden ligger nettopp i den.

Det er nå helt klart hvordan deoksyribonukleinsyremolekylet oppsto. Først biologiske skapninger var basert på et annet lignende molekyl kalt RNA. I lang tid eksisterte det en annen levende verden der organismer hadde arvelig informasjon i form av et ribonukleinsyremolekyl som fungerte som proteiner. Dette molekylet er i stand til å lagre arvelig informasjon som DNA og utføre aktivt arbeid som proteiner.

I moderne celler er disse funksjonene atskilt - DNA lagrer arvelig informasjon, proteiner gjør jobben, og RNA fungerer som en slags mellomledd mellom dem. I de aller første eldgamle organismene var det bare RNA, som taklet begge oppgavene på egen hånd.

Et interessant mønster i spørsmålet om opprinnelsen til alle levende ting er at det i løpet av de siste årene har dukket opp dusinvis av nye vitenskapelige artikler som bringer oss så nær som mulig til å løse mysteriet, og ingen andre teorier eller hypoteser om opprinnelsen til annet liv enn det abiogene er for tiden nødvendig.

Hypoteser for opprinnelsen til livet på jorden

Problemet med liv og levende ting er gjenstand for studier i mange naturdisipliner, starter med biologi og slutter med filosofi, matematikk, som vurderer abstrakte modeller av fenomenet levende ting, så vel som fysikk, som definerer livet fra et synspunkt fysiske lover. Flere hundre år gammel forskning og forsøk på å løse disse problemene har gitt opphav til ulike hypoteser livets fremvekst.

Ifølge to ideologiske posisjoner– materialistisk og idealistisk – selv i antikkens filosofi utviklet det seg motstridende konsepter om livets opprinnelse: kreasjonisme og den materialistiske teorien om opprinnelsen til organisk natur fra uorganisk. Tilhengere av kreasjonisme hevder at livet oppsto som et resultat av en handling av guddommelig skapelse, bevis på dette er tilstedeværelsen i levende organismer av en spesiell kraft som kontrollerer alle biologiske prosesser. Tilhengere av livets opprinnelse fra livløs natur hevder at organisk natur oppsto på grunn av virkningen av naturlover. Senere ble dette konseptet konkretisert i ideen om den spontane generasjonen av liv.

Så det er følgende hypoteser for livets opprinnelse.

1. Kreasjonisme . I henhold til begrepet kreasjonisme oppsto livet som et resultat av overnaturlige, det vil si brudd på fysikkens lover, hendelser i fortiden. Konseptet kreasjonisme følges av tilhengere av nesten alle de vanligste religionene. I henhold til tradisjonelle jødisk-kristne ideer om skapelsen av verden, som beskrevet i 1. Mosebok, ble verden og alle organismene som bor i den skapt av den allmektige Skaperen på 6 dager som varer i 24 timer. Men for tiden behandler mange kristne ikke Bibelen som en vitenskapelig bok og tror at den presenterer i en form som er forståelig for alle mennesker til alle tider, den teologiske åpenbaringen om Guds skapelse av alle levende vesener.

Logisk sett kan det ikke være en motsetning mellom vitenskapelige og teologiske forklaringer på skapelsen av verden fordi disse to tankesfærene utelukker hverandre. Teologien kjenner sannheten gjennom guddommelig åpenbaring og tro og anerkjenner ting som det ikke finnes bevis for i ordets vitenskapelige forstand. Vitenskapen gjør utstrakt bruk av observasjon og eksperimenter; vitenskapelig sannhet inneholder alltid et element av hypotese, mens for en troende er teologisk sannhet absolutt. Prosessen med guddommelig skapelse av verden er tenkt som å ha funnet sted én gang, derfor er den utilgjengelig for observasjon. Konseptet med guddommelig skapelse av verden er hinsides Vitenskapelig forskning, så vitenskap som omhandler observerbare fenomener kan aldri bevise eller motbevise dette konseptet.

Det antropiske prinsippet, formulert på 70-tallet av vårt århundre, taler til fordel for den ikke-tilfeldige naturen til prosessen med opprinnelse og utvikling av livet. Dens essens ligger i det faktum at selv mindre avvik i verdien av noen av de grunnleggende konstantene gjør det umulig for høyt ordnede strukturer og, følgelig, liv å dukke opp i universet. Dermed fratar en økning i Plancks konstant med 10 % et proton muligheten til å kombinere med et nøytron, dvs. gjør primær nukleosyntese umulig. En reduksjon i Plancks konstant med 10 % ville føre til dannelsen av en stabil isotop 2 He, som ville resultere i forbrenning av all hydrogen i de tidlige stadiene av universets ekspansjon. Den ikke-tilfeldige naturen til verdiene til grunnleggende konstanter kan indikere tilstedeværelsen av en "kreativ plan" helt fra begynnelsen av dannelsen av universet, noe som innebærer tilstedeværelsen av en Skaper - forfatteren av denne planen.

2. Spontan livsopprinnelse hypotese . Ifølge Aristoteles inneholder visse "partikler" av et stoff et visst "aktivt prinsipp", som under passende forhold kan skape en levende organisme.

Den spontane livshypotesen var utbredt i det gamle Kina, Babylon og Egypt som et alternativ til kreasjonisme. Etter Empedocles, som var en av de første som uttrykte ideen om organisk evolusjon, holdt Aristoteles seg til konseptet om livets spontane opprinnelse, og koblet alle organismer til en enkelt "naturstige." Ifølge Aristoteles inneholder visse "partikler" av et stoff et visst "aktivt prinsipp", som under passende forhold kan skape en levende organisme. Dette prinsippet, ifølge Aristoteles, er tilstede i det befruktede egget, i sollys, gjørme og råtnende kjøtt. I 1688 stilte den italienske legen Francesco Redi spørsmålstegn ved teorien om spontan generering av liv og gjennomførte en serie eksperimenter der han viste at liv bare kan oppstå fra tidligere liv (begrepet biogenese). Louis Pasteur (1860) tilbakeviste til slutt teorien om livets spontane opprinnelse og beviste gyldigheten av teorien om biogenese. L. Pasteurs eksperimenter viste at mikroorganismer dukker opp i organiske løsninger på grunn av at deres embryoer tidligere ble introdusert der. Hvis et kar med et næringsmedium er beskyttet mot innføring av mikrober i det, skjer det ingen spontan generering av liv.

Konseptet med spontan generering, selv om det var feilaktig, spilte en positiv rolle; eksperimenter designet for å bekrefte det ga et rikt empirisk materiale for utviklingen biologisk vitenskap. Den endelige avvisningen av ideen om spontan generering skjedde først på 1800-tallet.

Bekreftelse av teorien om biogenese ga opphav til problemet med den første levende organismen som alle andre oppsto fra. Alle teorier (unntatt steady state-teorien) antar at det på et tidspunkt i livets historie var en overgang fra ikke-levende til levende. Hvordan skjedde dette?

3. Steady State Hypotese . I følge denne hypotesen ble Jorden aldri til, men eksisterte for alltid; Jorden har alltid vært i stand til å støtte liv. Arter har alltid eksistert; hver art har bare to muligheter: endring i antall eller utryddelse.

4. Panspermi hypotese sier at liv kunne ha oppstått en eller flere ganger til forskjellige tider og på forskjellige steder i universet. Denne hypotesen oppsto på 60-tallet år XIXårhundre og er assosiert med navnet til den tyske vitenskapsmannen G. Richter. Senere ble konseptet panspermi delt av så fremtredende forskere som S. Arrhenius, G. Helmholtz, V.I. Vernadsky. For å underbygge denne teorien brukes UFO-observasjoner, fjellmalerier av eldgamle, rakettlignende og romvesener osv. sovjetisk og amerikansk romforskning tillate oss å estimere sannsynligheten for å oppdage utenomjordisk liv innenfor solsystemet ubetydelig, men gir ikke grunnlag for å bekrefte eller tilbakevise eksistensen av liv utenfor dets grenser. Når man studerte materialet til meteoritter og kometer, ble mange "forløpere for liv" oppdaget i dem (cyanogener, blåsyre, etc.), som kunne spille rollen som "frø" til livet. Uansett, teorien om panspermia er ikke en teori om livets opprinnelse som sådan; den overfører ganske enkelt problemet med livets opprinnelse til et annet sted i universet.

På begynnelsen av 1900-tallet. Ideen om den kosmiske opprinnelsen til biologiske systemer på jorden og evigheten av eksistensen av liv i rommet ble utviklet av den russiske vitenskapsmannen akademiker V.I. Vernadsky.

5. Hypotesen om livets evige eksistens . Den ble fremsatt på 1800-tallet. Det har blitt antydet at liv eksisterer i verdensrommet og overføres fra en planet til en annen.

6. Biokjemisk evolusjonshypotese. Jordens alder er beregnet til 4,5–5 milliarder år. I den fjerne fortiden var temperaturen på overflaten av planeten vår 4000-8000 grader Celsius. Etter hvert som det ble avkjølt, kondenserte karbon og flere ildfaste metaller for å danne jordskorpen; Som et resultat av vulkansk aktivitet ble det dannet kontinuerlige bevegelser av skorpen og kompresjon forårsaket av avkjøling, folder og brudd. Atmosfæren på jorden i gamle tider var åpenbart reduserende (jordens eldste bergarter inneholder metaller i reduserende form, for eksempel jernholdig jern, yngre bergarter inneholder metaller i oksidert form, for eksempel jernholdig jern). Det var praktisk talt ikke oksygen i atmosfæren. Livets fremvekst er nært knyttet til fremveksten jordens hav, som skjedde for rundt 3,8 milliarder år siden. Paleontologiske data indikerer at vanntemperaturen der ikke var for lav, men ikke oversteg 58 °C. Spor av eldgamle organismer ble funnet i lag hvis alder er beregnet til 3,2-3,5 milliarder år.

Hypotesen om biokjemisk evolusjon ble presentert av akademiker A.I. Oparin (1894-1980) i sin bok "The Origin of Life", utgitt i 1924. Han hevdet at Redi-prinsippet, som introduserer et monopol på biotisk syntese av organiske stoffer, er gyldig bare for den moderne æra av eksistensen av vår planet. I begynnelsen av dens eksistens, da jorden var livløs, fant abiotiske synteser av karbonforbindelser og deres påfølgende prebiologiske utvikling sted på den.

Essensen av Oparins hypotese er som følger: opprinnelsen til liv på jorden er en lang evolusjonær prosess for dannelse av levende materie i dypet av ikke-levende materie. Dette skjedde gjennom kjemisk evolusjon, som et resultat av at de enkleste organiske stoffene ble dannet fra uorganiske under påvirkning av sterke fysisk-kjemiske faktorer.

Livets fremvekst A.I. Oparin betraktet det som en enkelt naturlig prosess, som besto av å skje under forhold tidlig jord innledende kjemisk utvikling, som gradvis gikk over til kvalitativ nytt nivå- biokjemisk evolusjon. Med tanke på problemet med livets opprinnelse gjennom biokjemisk evolusjon, identifiserer Oparin tre stadier av overgang fra livløs til levende materie.

Første trinn - kjemisk evolusjon . Da jorden fortsatt var livløs (for ca. 4 milliarder år siden), fant abiotisk syntese av karbonforbindelser og deres påfølgende prebiologiske utvikling sted på den. Denne perioden av jordens utvikling var preget av mange vulkanutbrudd med utgivelsen av en enorm mengde varm lava. Etter hvert som planeten ble avkjølt, kondenserte vanndampen i atmosfæren og falt ned på jorden i dusjer og dannet enorme vannforekomster(primært hav). Disse prosessene fortsatte i mange millioner år. Ulike uorganiske salter ble oppløst i vannet i primærhavet. I tillegg kom forskjellige organiske forbindelser, kontinuerlig dannet i atmosfæren under påvirkning av ultrafiolett stråling, høy temperatur og aktiv vulkansk aktivitet, også inn i havet. Konsentrasjonen av organiske forbindelser økte stadig, og til slutt ble havvannet " buljong"fra proteinlignende stoffer - peptider.

Figur 26 – Skjema for livets opprinnelse ifølge Oparin

Andre fase - utseende av proteiner . Etter hvert som forholdene på jorden myker opp, blir de kjemiske blandingene av urhavet påvirket av elektriske utladninger, termisk energi og ultrafiolette stråler ble til mulig utdanning komplekse organiske forbindelser - biopolymerer og nukleotider, som gradvis kombinerte og ble mer komplekse, ble til protobioter (precellulære forfedre til levende organismer). Resultatet av utviklingen av komplekse organiske stoffer var utseendet til koacervater, eller koacervatdråper. Koacervater – komplekser av kolloidale partikler, hvis løsning er delt inn i to lag: et lag rikt på kolloidale partikler og en væske som er nesten fri for dem. Koacervater hadde evnen til å absorbere forskjellige stoffer oppløst i vannet i primærhavet. Som et resultat endret den indre strukturen til koacervater seg i retning av å øke deres stabilitet under konstant skiftende forhold. Teorien om biokjemisk evolusjon anser koacervater som prebiologiske systemer, som er grupper av molekyler omgitt av vannskjell. For eksempel er koacervater i stand til å absorbere stoffer fra miljøet, samhandle med hverandre, øke i størrelse osv. Imidlertid, i motsetning til levende vesener, er ikke koacervate dråper i stand til selvreproduksjon og selvregulering, så de kan ikke klassifiseres som biologiske systemer.

Den tredje fasen er dannelsen av evnen til selvreproduksjon, utseendet til en levende celle . I løpet av denne perioden begynte den å fungere naturlig utvalg, dvs. I massen av koacervatdråper forekom utvalget av koacervater som var mest motstandsdyktige mot gitte miljøforhold. Utvelgelsesprosessen pågikk i mange millioner år. De bevarte koacervatdråpene hadde allerede evnen til å gjennomgå primær metabolisme, livets hovedegenskap. På samme tid, etter å ha nådd en viss størrelse, gikk mordråpen i oppløsning til datterdråper som beholdt egenskapene til morstrukturen. Dermed kan vi snakke om oppkjøpet av koacervater av egenskapen til selvreproduksjon - et av de viktigste tegnene på liv. Faktisk, på dette stadiet ble koacervater til de enkleste levende organismer. Videre utvikling av disse prebiologiske strukturene var bare mulig med komplikasjonen av metabolske prosesser i koacervatet.

Internt miljø Koacervatet trengte beskyttelse mot miljøpåvirkninger. Derfor dukket det opp lag av lipider rundt koacervatene, rike på organiske forbindelser, og skilte koacervatet fra det omkringliggende vandige miljøet. I løpet av evolusjonsprosessen ble lipider omdannet til den ytre membranen, noe som betydelig økte levedyktigheten og stabiliteten til organismer. Utseendet til membranen forutbestemte retningen til videre biologisk evolusjon langs veien for stadig mer perfekt autoregulering, som kulminerte i dannelsen av primærcellen - erkecellen. En celle er en elementær biologisk enhet, det strukturelle og funksjonelle grunnlaget for alle levende ting. Celler utfører uavhengig metabolisme, er i stand til deling og selvregulering, dvs. har alle egenskapene til levende ting. Dannelsen av nye celler fra ikke-cellulært materiale er umulig; cellereproduksjon skjer bare gjennom deling. Organisk utvikling blir sett på som universell prosess celledannelse.

Strukturen til cellen inkluderer: en membran som skiller innholdet i cellen fra det ytre miljøet; cytoplasma, som er en saltoppløsning med løselige og suspenderte enzymer og RNA-molekyler; kjernen som inneholder kromosomer som består av DNA-molekyler og proteiner festet til dem.

Derfor bør begynnelsen av livet betraktes som fremveksten av en stabil selvreproduserende organisk system(celler) med en konstant nukleotidsekvens. Først etter fremveksten av slike systemer kan vi snakke om begynnelsen av biologisk evolusjon.

Overgangen fra ikke-levende til levende fant sted etter at rudimentene til to grunnleggende livssystemer oppsto og utviklet seg på grunnlag av deres forgjengere: det metabolske systemet og systemet for reproduksjon av de materielle fundamentene til en levende celle.

Sannsynligheten for at et proteinmolekyl bestående av 100 aminosyrer av 20 typer vil bli tilfeldig dannet i henhold til et bestemt mønster er 1/20 100 ≈1/10 130. En levende celle er et kompleks av interagerende proteiner, lipider og nukleotider som dannes genetisk kode. Den enkleste cellen inneholder mer enn 2000 enzymer. Sannsynligheten for tilfeldig dannelse av slike komplekse strukturer liten

Muligheten for abiogen syntese av biopolymerer ble eksperimentelt bevist på midten av 1900-tallet. I 1953 modellerte den amerikanske vitenskapsmannen S. Miller den primære atmosfæren til jorden og syntetiserte eddik og maursyre, urea og aminosyrer ved å føre elektriske ladninger gjennom en blanding av gasser (vann, karbondioksid, hydrogen, nitrogen, metan). Dermed ble det demonstrert hvordan syntesen av komplekse organiske forbindelser er mulig under påvirkning av abiogene faktorer.

Til tross for sin teoretiske og eksperimentelle gyldighet, har Oparins konsept både styrker og svakheter. Styrken til konseptet er en ganske nøyaktig eksperimentell underbygning av kjemisk evolusjon, ifølge hvilken opprinnelsen til livet er et naturlig resultat av den prebiologiske utviklingen av materie. Et overbevisende argument for dette konseptet er også muligheten for eksperimentell verifisering av hovedbestemmelsene. Svak side konseptet er umuligheten av å forklare selve øyeblikket av spranget fra komplekse organiske forbindelser til levende organismer.

En versjon av overgangen fra prebiologisk til biologisk evolusjon er foreslått av den tyske forskeren M. Eigen. I følge hans hypotese forklares livets fremvekst av samspillet mellom nukleinsyrer og proteiner. Nukleinsyrer er bærere av genetisk informasjon, og proteiner tjener som katalysatorer for kjemiske reaksjoner. Nukleinsyrer reproduserer seg selv og overfører informasjon til proteiner. En lukket kjede oppstår - en hypersyklus, der kjemiske reaksjonsprosesser blir selvakselerert på grunn av tilstedeværelsen av katalysatorer. I hypersykluser fungerer reaksjonsproduktet samtidig som både en katalysator og en startreaktant. Slike reaksjoner kalles autokatalytiske.

En annen teori der overgangen fra prebiologisk evolusjon til biologisk evolusjon kan forklares er synergetikk . Mønstrene oppdaget av synergetikk gjør det mulig å klargjøre mekanismen for fremveksten av organisk materiale fra uorganisk materiale når det gjelder selvorganisering gjennom den spontane fremveksten av nye strukturer under interaksjonen av et åpent system med miljøet.

Spørsmålet om livets opprinnelse på jorden er et av de mest komplekse problemstillinger moderne naturvitenskap, som det fortsatt ikke finnes noe klart svar på.

Det er flere teorier om opprinnelsen til livet på jorden, hvorav de mest kjente er:

• teori om spontan (spontan) generering;
• kreasjonisme (eller skapelse) teori;
• steady state teori;
• teori om panspermia;
• teori om biokjemisk evolusjon (teori om A.I. Oparin).

La oss vurdere hovedbestemmelsene i disse teoriene.

Teori om spontan generering

Teorien om livets spontane opprinnelse var utbredt i den antikke verden - Babylon, Kina, det gamle Egypt og det antikke Hellas (denne teorien ble overholdt, spesielt av Aristoteles).

Forskere fra den antikke verden og middelalderens Europa trodde at levende vesener stadig oppstår fra livløs materie: ormer fra skitt, frosker fra gjørme, ildfluer fra morgendugg, etc. Dermed den berømte nederlandske vitenskapsmannen på 1600-tallet. Van Helmont beskrev ganske seriøst i sin vitenskapelige avhandling en opplevelse der han over 3 uker skaffet mus direkte fra en skitten skjorte og en håndfull hvete i et låst mørkt skap. For første gang bestemte den italienske forskeren Francesco Redi (1688) seg for å utsette en utbredt teori for eksperimentell testing. Han la flere kjøttstykker i kar og dekket noen av dem med muslin. I åpne kar dukket det opp hvite ormer – fluelarver – på overflaten av det råtnende kjøttet. I karene dekket med muslin var det ingen fluelarver. Dermed kunne F. Redi bevise at fluelarver ikke kommer fra råtnende kjøtt, men fra egg lagt av fluer på overflaten.

I 1765 kokte den berømte italienske vitenskapsmannen og legen Lazzaro Spalanzani kjøtt- og grønnsaksbuljonger i forseglede glasskolber. Buljonger i forseglede kolber ble ikke ødelagt. Han konkluderte med at den høye temperaturen drepte alle levende skapninger som kunne føre til at buljongen ble ødelagt. Eksperimentene til F. Redi og L. Spalanzani overbeviste imidlertid ikke alle. Vitalistiske forskere (fra lat. vita- liv) mente at spontan generering av levende vesener ikke forekommer i kokt buljong, siden en spesiell " livskraft", som ikke kan trenge inn i en forseglet beholder fordi den føres gjennom luften.

Tvister om muligheten for spontan generering av liv ble intensivert i forbindelse med oppdagelsen av mikroorganismer. Hvis komplekse levende ting ikke kan generere spontant, kan mikroorganismer kanskje det?

I denne forbindelse kunngjorde det franske akademiet i 1859 tildelingen av en pris til den som endelig skulle avgjøre spørsmålet om muligheten eller umuligheten av den spontane generasjonen av liv. Denne prisen ble mottatt i 1862 av den berømte franske kjemikeren og mikrobiologen Louis Pasteur. Akkurat som Spalanzani kokte han næringsbuljongen i en glasskolbe, men kolben var ikke en vanlig, men med en hals i form av et 5-formet rør. Luft, og derfor "livskraften", kunne trenge inn i kolben, men støvet, og med det mikroorganismene som var tilstede i luften, satte seg i underbenet av det 5-formede røret, og buljongen i kolben forble steril ( Figur 1). Men så snart halsen på kolben ble ødelagt eller underbenet av det 5-formede røret ble skylt med steril buljong, begynte buljongen raskt å bli uklar - mikroorganismer dukket opp i den.

Derfor, takket være arbeidet til Louis Pasteur, ble teorien om spontan generering anerkjent som uholdbar, og teorien om biogenese ble etablert i den vitenskapelige verden, en kort formulering som er: "alt levende er fra levende ting."

Ris. 1. Pasteurkolbe

Men hvis alle levende organismer i den historisk forutsigbare perioden av menneskelig utvikling bare stammer fra andre levende organismer, oppstår spørsmålet naturligvis: når og hvordan dukket de første levende organismene opp på jorden?

Skapelsesteori

Skapelsesteori antar at alle levende organismer (eller bare deres enkleste former) ble skapt (“designet”) av et eller annet overnaturlig vesen (guddom, absolutt idé, supersinn, supersivilisasjon, etc.) i en viss tidsperiode. Det er åpenbart at dette er synspunktet som tilhengere av de fleste av de ledende religionene i verden, spesielt den kristne religionen, har holdt seg til siden antikken.

Teorien om kreasjonisme er fortsatt ganske utbredt i dag, ikke bare i religiøse, men også i vitenskapelige kretser. Det brukes vanligvis til å forklare de mest komplekse problemene med biokjemisk og biologisk evolusjon som for øyeblikket ikke har noen løsning, relatert til fremveksten av proteiner og nukleinsyrer, dannelsen av mekanismen for interaksjon mellom dem, fremveksten og dannelsen av individuelle komplekse organeller eller organer (som ribosomet, øyet eller hjernen). Periodiske "skapelseshandlinger" forklarer også fraværet av klare overgangskoblinger fra én type dyr
til en annen, for eksempel fra ormer til leddyr, fra aper til mennesker, etc. Det må understrekes at den filosofiske striden om forrangen til bevissthet (overminne, absolutt idé, guddom) eller materie er fundamentalt uløselig, siden forsøket på å forklare eventuelle vanskeligheter ved moderne biokjemi og evolusjonsteori med fundamentalt uforståelige overnaturlige skapelseshandlinger. disse spørsmålene utenfor omfanget av vitenskapelig forskning, kan kreasjonismeteorien ikke klassifiseres som en vitenskapelig teori om livets opprinnelse på jorden.

Teorier om steady state og panspermi

Begge disse teoriene representerer komplementære elementer i et enkelt bilde av verden, hvis essens er som følger: universet eksisterer for alltid og liv eksisterer i det for alltid (stasjonær tilstand). Livet overføres fra planet til planet ved at "livsfrø" reiser i verdensrommet, som kan være en del av kometer og meteoritter (panspermia). Lignende syn på livets opprinnelse ble holdt, spesielt av grunnleggeren av læren om biosfæren, akademiker V.I. Vernadsky.

Steady state-teorien, som antar en uendelig lang eksistens av universet, stemmer imidlertid ikke overens med dataene fra moderne astrofysikk, ifølge hvilke universet oppsto relativt nylig (omtrent 16 milliarder år siden) gjennom en primæreksplosjon.

Det er åpenbart at begge teoriene (panspermia og stasjonær tilstand) ikke gir noen forklaring i det hele tatt på mekanismen for livets primære opprinnelse, overføre det til andre planeter (panspermia) eller skyve det tilbake i tid til uendelig (stasjonær tilstandsteori) .

Teori om biokjemisk evolusjon (teori om A.I. Oparin)

Av alle teoriene om livets opprinnelse, er den mest utbredte og anerkjente i den vitenskapelige verden teorien om biokjemisk evolusjon, foreslått i 1924 av den sovjetiske biokjemikeren A.I. Oparin (i 1936 skisserte han det i detalj i sin bok "The Emergence of Life").

Essensen i denne teorien er at biologisk evolusjon – dvs. Fremveksten, utviklingen og komplikasjonen av ulike former for levende organismer ble innledet av kjemisk evolusjon - en lang periode i jordens historie assosiert med fremveksten, komplikasjonen og forbedringen av samspillet mellom elementære enheter, "byggesteinene" som alle levende ting er sammensatt - organiske molekyler.

Prebiologisk (kjemisk) evolusjon

I følge de fleste vitenskapsmenn (først og fremst astronomer og geologer) ble jorden dannet som et himmellegeme for rundt 5 milliarder år siden. ved kondensering av partikler av en gass- og støvsky som roterer rundt solen.

Under påvirkning av kompresjonskrefter frigjør partiklene som jorden er dannet av enorme mengder varme. Termonukleære reaksjoner begynner i jordens dyp. Som et resultat varmes jorden kraftig opp. Dermed 5 milliarder år såkalte. Jorden var en varm ball som fosset gjennom verdensrommet, hvis overflatetemperatur nådde 4000-8000 ° C (latter. 2).

Gradvis, på grunn av strålingen av termisk energi ut i verdensrommet, begynner jorden å avkjøles. Ca 4 milliarder år såkalt. Jorden avkjøles så mye at det dannes en fast skorpe på overflaten; samtidig bryter lette, gassformige stoffer ut fra dypet, stiger oppover og danner den primære atmosfæren. Sammensetningen av den primære atmosfæren var vesentlig forskjellig fra den moderne. Det var tilsynelatende ikke noe fritt oksygen i atmosfæren til den gamle jorden, og dens sammensetning inkluderte stoffer i redusert tilstand, som hydrogen (H 2), metan (CH 4), ammoniakk (NH 3), vanndamp (H 2 O). ), og muligens også nitrogen (N 2), karbonmonoksid og karbondioksid (CO og CO 2).

Den reduserende naturen til jordens primære atmosfære er ekstremt viktig for livets opprinnelse, siden stoffer i redusert tilstand er svært reaktive og under visse forhold er i stand til å samhandle med hverandre og danner organiske molekyler. Fraværet av fritt oksygen i atmosfæren til den primære jorden (nesten alt av jordas oksygen var bundet i form av oksider) er også en viktig forutsetning for fremveksten av liv, siden oksygen lett oksiderer og dermed ødelegger organiske forbindelser. Derfor, i nærvær av fritt oksygen i atmosfæren, opphopning av eldgamle jord betydelige mengder organisk materiale ville ikke være mulig.

Omtrent 5 milliarder år osv.— fremveksten av jorden som et himmellegeme; overflatetemperatur - 4000-8000°C

Ca 4 milliarder år såkalt. - formasjon jordskorpen og primær atmosfære

Ved en temperatur på 1000°C- i den primære atmosfæren syntesen av enkle organiske molekyler

Energi for syntese er levert av:

Temperaturen i primæratmosfæren er under 100°C - dannelsen av primærhavet -

Syntese av komplekse organiske molekyler - biopolymerer fra enkle organiske molekyler:

• enkle organiske molekyler - monomerer
• komplekse organiske molekyler - biopolymerer

Opplegg. 2. Hovedstadier av kjemisk evolusjon

Når temperaturen i primæratmosfæren når 1000°C, begynner syntesen av enkle organiske molekyler i den, som aminosyrer, nukleotider, fettsyrer, enkle sukkerarter, flerverdige alkoholer, organiske syrer osv. Energien til syntese tilføres av lynutladninger, vulkansk aktivitet, stråling fra hardt rom og til slutt ultrafiolett stråling fra solen, som jorden ennå ikke er beskyttet av en ozonskjerm fra, og det er ultrafiolett stråling som forskerne anser som hovedkilden til energi for abiogene (dvs. foregår uten deltakelse av levende organismer) syntese av organiske stoffer.

Anerkjennelse og bred spredning av teorien om A.I. Oparin ble i stor grad fremmet av det faktum at prosessene med abiogen syntese av organiske molekyler lett kan reproduseres i modelleksperimenter.

Muligheten for å syntetisere organiske stoffer fra uorganiske har vært kjent siden begynnelsen av 1800-tallet. Allerede i 1828 syntetiserte den fremragende tyske kjemikeren F. Wöhler et organisk stoff - urea fra uorganisk - ammoniumcyanat. Imidlertid ble muligheten for abiogen syntese av organiske stoffer under forhold nær forholdene til den gamle jorden først vist i eksperimentet til S. Miller.

I 1953 reproduserte en ung amerikansk forsker, en doktorgradsstudent ved University of Chicago, Stanley Miller, i en glasskolbe med elektroder loddet inn jordens primære atmosfære, som ifølge forskere på det tid, bestod av hydrogenmetan CH 4, ammoniakk NH og vanndamp H 2 0 (fig. 3). S. Miller ledet elektriske utladninger gjennom denne gassblandingen i en uke, og simulerte tordenvær. På slutten av forsøket ble det funnet α-aminosyrer (glycin, alanin, asparagin, glutamin), organiske syrer (ravsyre, melkesyre, eddiksyre, glykolsyre), y-hydroksysmørsyre og urea. Ved å gjenta eksperimentet var S. Miller i stand til å oppnå individuelle nukleotider og korte polynukleotidkjeder på fem til seks enheter.

Ris. 3. Installasjon av S. Miller

I ytterligere eksperimenter på abiogen syntese, utført av forskjellige forskere, ble ikke bare elektriske utladninger brukt, men også andre typer energi som er karakteristisk for den gamle jorden - kosmisk, ultrafiolett og radioaktiv stråling, høye temperaturer, iboende i vulkansk aktivitet, samt ulike alternativer gassblandinger, simulerer den primære atmosfæren. Som et resultat ble nesten hele spekteret av organiske molekyler som er karakteristiske for levende ting oppnådd: aminosyrer, nukleotider, fettlignende stoffer, enkle sukkerarter, organiske syrer.

Dessuten kan abiogen syntese av organiske molekyler forekomme på jorden på det nåværende tidspunkt (for eksempel i prosessen med vulkansk aktivitet). Samtidig kan man i vulkanske utslipp ikke bare finne blåsyre HCN, som er en forløper for aminosyrer og nukleotider, men også individuelle aminosyrer, nukleotider og til og med slike komplekse organiske stoffer som porfyriner. Abiogen syntese av organiske stoffer er mulig ikke bare på jorden, men også i verdensrommet. De enkleste aminosyrene finnes i meteoritter og kometer.

Da temperaturen i den primære atmosfæren falt under 100°C, falt varmt regn på jorden og det primære havet dukket opp. Med strømmen av regn kom abiogenisk syntetiserte organiske stoffer inn i primærhavet, som gjorde det, i det figurative uttrykket til den engelske biokjemikeren John Haldane, til et fortynnet " urbuljong" Tilsynelatende er det i det primære havet at dannelsesprosessene fra enkle organiske molekyler - monomerer - av komplekse organiske molekyler - biopolymerer begynner (se fig. 2).

Imidlertid er prosessene for polymerisering av individuelle nukleotider, aminosyrer og sukker kondensasjonsreaksjoner; de skjer med eliminering av vann, derfor fremmer ikke det vandige miljøet polymerisering, men tvert imot hydrolyse av biopolymerer (dvs. deres ødeleggelse med tilsetning av vann).

Dannelsen av biopolymerer (spesielt proteiner fra aminosyrer) kan skje i atmosfæren ved en temperatur på ca. 180°C, hvorfra de ble vasket ut i primærhavet med nedbør. I tillegg er det mulig at på den gamle jorden ble aminosyrer konsentrert i uttørking av reservoarer og polymerisert i tørr form under påvirkning av ultrafiolett lys og varmen fra lavastrømmer.

Til tross for at vann fremmer hydrolyse av biopolymerer, skjer syntesen av biopolymerer i en levende celle nettopp i vannmiljøet. Denne prosessen katalyseres av spesielle katalysatorproteiner - enzymer, og energien som er nødvendig for syntese frigjøres under nedbrytningen av adenosintrifosforsyre - ATP. Det er mulig at syntesen av biopolymerer i det vandige miljøet i urhavet ble katalysert av overflaten til noen mineraler. Det er eksperimentelt vist at en løsning av aminosyren alanin kan polymerisere i et vandig medium i nærvær av en spesiell type alumina. Dette produserer peptidet polyalanin. Polymerisasjonsreaksjonen av alanin er ledsaget av nedbrytning av ATP.

Polymerisering av nukleotider er lettere enn polymerisering av aminosyrer. Det er vist at i løsninger med høye saltkonsentrasjoner polymeriserer individuelle nukleotider spontant og blir til nukleinsyrer.

Livet til alle moderne levende vesener er en prosess med kontinuerlig interaksjon mellom de viktigste biopolymerene i en levende celle - proteiner og nukleinsyrer.

Proteiner er "arbeidermolekyler", "ingeniørmolekyler" i en levende celle. Når biokjemikere karakteriserer deres rolle i metabolisme, bruker ofte figurative uttrykk som "protein fungerer", "enzym utfører en reaksjon." Den viktigste funksjonen til proteiner er katalytisk. Som du vet, er katalysatorer stoffer som akselererer kjemiske reaksjoner, men som ikke i seg selv er inkludert i de endelige reaksjonsproduktene. Katalysatortanker kalles enzymer. Enzymer bøyer og fremskynder metabolske reaksjoner tusenvis av ganger. Metabolisme, og derfor livet, er umulig uten dem.

Nukleinsyrer- disse er "datamolekyler", molekyler er innehavere av arvelig informasjon. Nukleinsyrer lagrer ikke informasjon om alle stoffene i en levende celle, men bare om proteiner. Det er nok å reprodusere i dattercellen proteinene som er karakteristiske for modercellen, slik at de nøyaktig gjenskaper alle de kjemiske og strukturelle egenskapene til modercellen, så vel som naturen og metabolismen som er karakteristisk for den. Nukleinsyrer i seg selv reproduseres også på grunn av den katalytiske aktiviteten til proteiner.

Dermed er mysteriet om livets opprinnelse mysteriet om opprinnelsen til mekanismen for interaksjon mellom proteiner og nukleinsyrer. Hvilken informasjon har moderne vitenskap om denne prosessen? Hvilke molekyler var det primære livsgrunnlaget - proteiner eller nukleinsyrer?

Forskere mener at til tross for nøkkelrollen til proteiner i metabolismen til moderne levende organismer, var de første "levende" molekylene ikke proteiner, men nukleinsyrer, nemlig ribonukleinsyrer (RNA).

I 1982 oppdaget den amerikanske biokjemikeren Thomas Check de autokatalytiske egenskapene til RNA. Han viste eksperimentelt at i et medium som inneholder høye konsentrasjoner av mineralsalter, polymeriserer ribonukleotider spontant, og danner polynukleotider - RNA-molekyler. På de originale polynukleotidkjedene til RNA, som på en mal, dannes RNA-kopier ved sammenkobling av komplementære nitrogenholdige baser. RNA-malkopieringsreaksjonen katalyseres av det originale RNA-molekylet og krever ikke deltakelse av enzymer eller andre proteiner.

Det som følger er ganske godt forklart av en prosess som kan kalles "naturlig utvalg" på molekylært nivå. Ved selvkopiering (selvmontering) av RNA-molekyler oppstår det uunngåelig unøyaktigheter og feil. RNA-kopiene som inneholder feil, kopieres igjen. Når du kopierer på nytt, kan det oppstå feil igjen. Som et resultat vil populasjonen av RNA-molekyler i et bestemt område av primærhavet være heterogen.

Siden RNA-nedbrytningsprosesser skjer parallelt med synteseprosessene, vil molekyler som enten har større stabilitet eller bedre autokatalytiske egenskaper akkumuleres i reaksjonsmediet (dvs. molekyler som kopierer seg selv raskere "formeres" raskere).

På enkelte RNA-molekyler, som på en matrise, kan det oppstå selvmontering av små proteinfragmenter - peptider. Et protein-"deksel" dannes rundt RNA-molekylet.

Sammen med autokatalytiske funksjoner oppdaget Thomas Check fenomenet selvspleising i RNA-molekyler. Som et resultat av selvspleising fjernes RNA-seksjoner som ikke er beskyttet av peptider spontant fra RNA-et (de blir liksom "kuttet ut" og "kastet ut"), og de resterende RNA-seksjonene som koder for protein fragmenter er "smeltet sammen", dvs. spontant kombineres til et enkelt molekyl. Dette nye RNA-molekylet vil allerede kode for et stort, komplekst protein (Figur 4).

Tilsynelatende ble først proteindeksler utført først, beskyttende funksjon, beskytter RNA mot ødeleggelse og øker dermed stabiliteten i løsning (dette er funksjonen til proteindeksler i de enkleste moderne virusene).

Det er åpenbart at på et visst stadium av biokjemisk utvikling, koder RNA-molekyler ikke bare beskyttende proteiner, men også katalysatorproteiner (enzymer) som kraftig akselererer hastigheten på RNA-kopiering. Tilsynelatende er det nettopp slik prosessen med interaksjon mellom proteiner og nukleinsyrer, som vi i dag kaller liv, oppsto.

I prosessen med videre utvikling, takket være utseendet til et protein med funksjonene til et enzym - revers transkriptase, begynte deoksyribonukleinsyre (DNA) molekyler bestående av to kjeder å bli syntetisert på enkelttrådede RNA-molekyler. Fraværet av en OH-gruppe i 2"-posisjonen til deoksyribose gjør DNA-molekyler mer stabile med hensyn til hydrolytisk spaltning i svakt alkaliske løsninger, nemlig reaksjonen til miljøet i primære reservoarer var svakt alkalisk (denne reaksjonen til miljøet er bevart i cytoplasmaet til moderne celler).

Hvor utviklet den komplekse prosessen med interaksjon mellom proteiner og nukleinsyrer seg? I følge teorien til A.I. Oparin, de såkalte koacervatedråpene, ble livets fødested.

Ris. 4. Hypotese om forekomsten av interaksjon mellom proteiner og nukleinsyrer: a) under prosessen med selvkopierende RNA akkumuleres feil (1 - nukleotider som tilsvarer det opprinnelige RNA; 2 - nukleotider som ikke tilsvarer det originale RNA - feil ved kopiering ); b) på grunn av dets fysisk-kjemiske egenskaper "fester" aminosyrer seg til en del av RNA-molekylet (3 - RNA-molekyl; 4 - aminosyrer), som, i samspill med hverandre, blir til korte proteinmolekyler- peptider. Som et resultat av selvspleisingskarakteristikken til RNA-molekyler, blir delene av RNA-molekylet ubeskyttet av peptider ødelagt, og de resterende "vokser sammen" til et enkelt molekyl som koder for et stort protein. Som et resultat dukker det opp et RNA-molekyl, dekket med et proteindeksel (de mest primitive moderne virusene, for eksempel tobakksmosaikkviruset, har en lignende struktur)

Fenomenet med koacervasjon er at under visse forhold (for eksempel i nærvær av elektrolytter) skilles stoffer med høy molekylvekt fra løsningen, men ikke i form av et bunnfall, men i form av en mer konsentrert løsning - koacervat. . Når det ristes, brytes koacervatet opp i individuelle små dråper. I vann er slike dråper dekket med et hydreringsskall (et skall av vannmolekyler) som stabiliserer dem - Fig. 5.

Koacervatdråper har et visst utseende av metabolisme: jod, under påvirkning av rent fysiske og kjemiske krefter, kan de selektivt absorbere visse stoffer fra en løsning og frigjøre forfallsproduktene deres til miljøet. På grunn av den selektive konsentrasjonen av stoffer fra miljøet kan de vokse, og når de når en viss størrelse begynner de å "formere seg", spirende små dråper, som igjen kan vokse og "knoppe".

Koacervate dråper som oppstår som et resultat av konsentrering av proteinløsninger under blanding under påvirkning av bølger og vind kan bli dekket med et skall av lipider: enkelt, minner om såpemiceller (med en enkelt dråpe løsnet fra overflaten av vann dekket med et lipid lag), eller dobbelt, som minner om såpemiceller. cellemembran(når en dråpe dekket med en enkeltlags lipidmembran gjentatte ganger faller ned på en lipidfilm som dekker overflaten av et reservoar - fig. 5).

Prosessene for fremveksten av koacervat-dråper, deres vekst og "spirer", så vel som deres "påkledning" med en membran av et lipid-dobbeltlag simuleres lett under laboratorieforhold.

For koacervatdråper er det også en prosess med "naturlig seleksjon" hvor de mest stabile dråpene holdes i løsning.

Til tross for den ytre likheten mellom koacervatdråper og levende celler, har ikke koacervatdråper hovedfunksjon levende - evnen til nøyaktig selvreproduksjon, selvkopiering. Åpenbart var forløperne til levende celler slike koacervat-dråper, som inkluderte komplekser av replikatormolekyler (RNA eller DNA) og proteinene de koder for. Det er mulig at RNA-proteinkomplekser eksisterte i lang tid utenfor koacervatdråpene i form av et såkalt "frittlevende gen", eller kanskje deres dannelse fant sted rett inne i noen koacervatdråper.

En mulig overgangsvei fra koacervat-dråper til primitive bluss:

a) dannelse av et koacervat; 6) stabilisering av koacervat-dråper i en vandig løsning; c) - dannelse rundt dråpen av et dobbelt lipidlag, lik en cellemembran: 1 - koacervatdråpe; 2 - monomolekylært lag av lipid på overflaten av reservoaret; 3—dannelse av et enkelt lipidlag rundt dråpen; 4 - dannelse av et dobbelt lipidlag rundt dråpen, lik en cellemembran; d) - en koacervatdråpe omgitt av et dobbelt lipidlag med et protein-nukleotidkompleks inkludert i sammensetningen - prototypen til den første levende cellen

Den ekstremt komplekse prosessen med opprinnelsen til livet på jorden, ikke fullt ut forstått av moderne vitenskap, gikk ekstremt raskt fra et historisk synspunkt. Allerede 3,5 milliarder år såkalte. kjemisk evolusjon endte med at de første levende cellene dukket opp og biologisk evolusjon begynte.

Det er en hypotese om mulig introduksjon av bakterier, mikrober og andre små organismer gjennom introduksjonen himmellegemer. Organismer utviklet seg, og som et resultat av langsiktige transformasjoner dukket det gradvis opp liv på jorden. Hypotesen tar for seg organismer som kan fungere selv i oksygenfrie omgivelser og i unormalt høye eller lave temperaturer.

Dette skyldes tilstedeværelsen av migrerende bakterier på asteroider og meteoritter, som er fragmenter fra kollisjoner av planeter eller andre kropper. På grunn av tilstedeværelsen av et slitesterkt ytre skall, samt evnen til å bremse alle livsprosesser (noen ganger blir det til en spore), er denne typen liv i stand til å bevege seg i veldig lang tid og over veldig lange avstander.

Når de befinner seg i mer gjestfrie forhold, aktiverer «intergalaktiske reisende» grunnleggende livsstøttefunksjoner. Og uten å være klar over det, danner de over tid liv på jorden.

Faktumet om eksistensen av syntetiske og organiske stoffer i dag er ubestridelig. Tilbake på 1800-tallet syntetiserte den tyske forskeren Friedrich Wöhler et organisk stoff (urea) fra et uorganisk stoff (ammoniumcyanat). Hydrokarboner ble deretter syntetisert. Dermed oppsto liv på planeten Jorden svært sannsynlig gjennom syntese fra uorganisk materiale. Gjennom abiogenese fremsettes teorier om livets opprinnelse.

Siden hovedrollen i strukturen til enhver organisk organisme spilles av aminosyrer. Det ville være logisk å anta deres engasjement i bosettingen av livet på jorden. Basert på dataene hentet fra eksperimentet til Stanley Miller og Harold Urey (dannelsen av aminosyrer ved å føre en elektrisk ladning gjennom gasser), kan vi snakke om muligheten for dannelse av aminosyrer. Aminosyrer er tross alt byggesteinene vi bygger med komplekse systemer henholdsvis organisme og ethvert liv.

Kosmogonisk hypotese

Sannsynligvis den mest populære tolkningen av alle, som alle skolebarn vet. The Big Bang Theory har vært og er et veldig hett tema for heftige diskusjoner. Big Bang skjedde fra et enkelt punkt med akkumulering av energi, som et resultat av frigjøringen som universet utvidet seg betydelig. Kosmiske kropper ble dannet. Til tross for all dens konsistens, forklarer ikke Big Bang Theory dannelsen av universet selv. Som faktisk ingen eksisterende hypotese kan forklare.

Symbiose av organeller av kjernefysiske organismer

Denne versjonen av livets opprinnelse på jorden kalles også endosymbiose. De klare bestemmelsene i systemet ble utarbeidet av den russiske botanikeren og zoologen K. S. Merezhkovsky. Essensen av dette konseptet er den gjensidig fordelaktige sameksistensen av en organell med en celle. Noe som igjen antyder endosymbiose som en symbiose gunstig for begge parter med dannelsen av eukaryote celler (celler der en kjerne er tilstede). Deretter, ved å bruke overføring av genetisk informasjon mellom bakterier, ble deres utvikling og befolkningsøkning utført. Ifølge denne versjonen, all videreutvikling av livet og livsformer, er forpliktet til den forrige stamfaren til moderne arter.

Spontan generasjon

Denne typen uttalelser i det nittende århundre kunne ikke annet enn å bli oppfattet uten et snev av skepsis. Den plutselige opptredenen av arter, nemlig dannelsen av liv fra ikke-levende ting, virket fantastisk for datidens mennesker. Dessuten ble heterogenese (en metode for reproduksjon, som et resultat av at individer blir født som er svært forskjellige fra foreldrene deres) anerkjent som en rimelig forklaring på livet. Et enkelt eksempel vil være dannelsen av et komplekst levedyktig system fra nedbrytende stoffer.

For eksempel, i det samme Egypt, rapporterer egyptiske hieroglyfer fremveksten av mangfoldig liv fra vann, sand, nedbrytende og råtnende planterester. Denne nyheten ville ikke ha overrasket de gamle greske filosofene i det hele tatt. Der ble troen på livets opprinnelse fra ikke-levende ting oppfattet som et faktum som ikke krevde begrunnelse. Den store greske filosofen Aristoteles snakket om synlig sannhet: "Llus er dannet av råtten mat, krokodille er et resultat av prosesser i råtnende tømmerstokker under vann." Det er mystisk, men til tross for all slags forfølgelse fra kirken, levde overbevisningen, skjult i hemmelighetens barm, i et helt århundre.

Debatten om livet på jorden kan ikke fortsette for alltid. Det er grunnen til at den franske mikrobiologen og kjemikeren Louis Pasteur på slutten av det nittende århundre utførte sine analyser. Forskningen hans var strengt vitenskapelig av natur. Eksperimentet ble utført i 1860-1862. Takket være fjerning av sporer fra en søvnig tilstand, var Pasteur i stand til å løse spørsmålet om den spontane generasjonen av liv. (som han ble tildelt en pris for av det franske vitenskapsakademiet)

Skapelse av ting fra vanlig leire

Det høres sprøtt ut, men i virkeligheten har dette emnet livets rett. Det er ikke for ingenting at den skotske forskeren A.J. Cairns-Smith la frem proteinteorien om livet. På grunnlag av lignende studier snakket han om samspillet på molekylært nivå mellom organiske komponenter og enkel leire... Under dens påvirkning dannet komponentene stabile systemer der endringer skjedde i strukturen til begge komponentene, og deretter dannelse av velstående liv. Slik forklarte Kerns-Smith sin posisjon på en så unik og original måte. Leirekrystaller, med biologiske inneslutninger, ga opphav til liv sammen, hvoretter deres "samarbeid" ble avsluttet.

Teorien om konstante katastrofer

I følge konseptet utviklet av Georges Cuvier, er verden som kan sees akkurat nå ikke i det hele tatt primær. Hva det er, er bare enda et ledd i en suksessivt brytende kjede. Dette betyr at vi lever i en verden som til slutt vil gjennomgå en masseutryddelse av liv. Samtidig ble ikke alt på jorden utsatt for global ødeleggelse (for eksempel skjedde det en flom). Noen arter, i løpet av deres tilpasningsevne, overlevde, og befolket dermed jorden. Strukturen av arter og liv, ifølge Georges Cuvier, forble uendret.

Materie som en objektiv realitet

Hovedtemaet for undervisningen er ulike sfærer og områder som bringer nærmere forståelsen av evolusjon, fra et synspunkt eksakte vitenskaper. (materialisme er et verdensbilde i filosofien som avslører alle årsak-og-virkning-omstendigheter, fenomener og virkelighetsfaktorer. Lovene gjelder for mennesket, samfunnet og jorden). Teorien ble fremmet av kjente tilhengere av materialisme, som tror at livet på jorden stammer fra transformasjoner på kjeminivå. Dessuten fant de sted for nesten 4 milliarder år siden. Forklaringen på livet har en direkte forbindelse med DNA, (deoksy ribonukleinsyre) RNA (ribonukleinsyre), så vel som til noen HMC-er (forbindelser med høy molekylvekt, i dette tilfellet proteiner.)

Konseptet ble dannet gjennom vitenskapelig forskning som avslører essensen av molekylær og genetisk biologi og genetikk. Kildene er anerkjente, spesielt med tanke på deres ungdom. Tross alt begynte forskning på hypotesen om RNA-verdenen å bli utført på slutten av det tjuende århundre. Carl Richard Woese ga et stort bidrag til teorien.

Charles Darwins lære

Når vi snakker om artens opprinnelse, er det umulig å ikke nevne en så virkelig strålende person som Charles Darwin. Hans livsverk, naturlig utvalg, markerte begynnelsen på masse ateistiske bevegelser. På den annen side ga det en enestående drivkraft til vitenskapen, uuttømmelig jord for forskning og eksperimentering. Essensen i undervisningen var arters overlevelse gjennom historien, gjennom tilpasning av organismer til lokale forhold, dannelse av nye egenskaper som hjelper under konkurranseforhold.

Evolusjon refererer til visse prosesser som tar sikte på å endre livet til en organisme og selve organismen over tid. Med arvelige egenskaper mener de overføring av atferdsmessig, genetisk eller andre typer informasjon (overføring fra mor til datter.)

Evolusjonens hovedkrefter, ifølge Darwin, er kampen for retten til å eksistere gjennom utvalg og variasjon av arter. Under påvirkning av darwinistiske ideer, på begynnelsen av det tjuende århundre, ble forskning aktivt utført innen økologi, så vel som genetikk. Undervisningen i zoologi endret seg radikalt.

Guds skapelse

Mange mennesker fra hele verden bekjenner fortsatt tro på Gud. Kreasjonisme er en tolkning av dannelsen av liv på jorden. Tolkningen består av et system av utsagn basert på Bibelen og ser på livet som en skapning skapt av en skapergud. Data er hentet fra "Det gamle testamentet", "evangeliet" og andre hellige skrifter.

Tolkninger av skapelsen av liv i forskjellige religioner er noe like. Ifølge Bibelen ble jorden skapt på syv dager. Himmelen, himmelske lys, vann og lignende tok fem dager å lage. Den sjette skapte Gud Adam av leire. Da Gud så en lei, ensom mann, bestemte Gud seg for å skape et nytt mirakel. Han tok Adams ribbein og skapte Eva. Den syvende dagen ble anerkjent som en fridag.

Adam og Eva levde uten problemer, helt til den ondsinnede djevelen i form av en slange bestemte seg for å friste Eva. Tross alt, midt i paradiset sto kunnskapens tre om godt og ondt. Den første moren inviterte Adam til å dele måltidet, og brøt dermed ordet hennes, gitt til Gud(han forbød å berøre de forbudte fruktene.)

De første menneskene blir utvist inn i vår verden, og begynner dermed historien til hele menneskeheten og livet på jorden.

Hypoteser om opprinnelsen til livet på jorden.

For tiden er det flere konsepter angående opprinnelsen til livet på jorden. La oss bare dvele ved noen av hovedteoriene som bidrar til å formulere en rettferdig hele bildet denne komplekse prosessen.

Kreasjonisme (latinsk sgea - skapelse).

I følge dette konseptet er liv og alle arter av levende vesener som bor på jorden et resultat av en kreativ handling av et øverste vesen på et bestemt tidspunkt.

Hovedprinsippene for kreasjonisme er nedfelt i Bibelen, i Første Mosebok. Prosessen med guddommelig skapelse av verden er tenkt som å ha funnet sted bare én gang og derfor utilgjengelig for observasjon.

Dette er nok til å ta hele konseptet med guddommelig skapelse utenfor omfanget av vitenskapelig forskning. Vitenskapen omhandler kun de fenomenene som kan observeres, og derfor vil den aldri kunne enten bevise eller motbevise konseptet.

Spontan(spontan) generasjon.

Ideene om opprinnelsen til levende vesener fra livløs materie var utbredt i det gamle Kina, Babylon og Egypt. Den største filosofen i antikkens Hellas, Aristoteles, uttrykte ideen om at visse "partikler" av et stoff inneholder et visst "aktivt prinsipp", som under passende forhold kan skape en levende organisme.

Van Helmont (1579–1644), en nederlandsk lege og naturfilosof, beskrev et eksperiment der han angivelig skapte mus på tre uker. Alt du trengte var en skitten skjorte, et mørkt skap og en håndfull hvete. Van Helmont anså menneskelig svette for å være det aktive prinsippet i prosessen med generering av mus.

På 1600- og 1700-tallet, takket være fremskritt i studiet av lavere organismer, befruktning og utvikling av dyr, samt observasjonene og eksperimentene til den italienske naturforskeren F. Redi (1626-1697), den nederlandske mikroskopisten A. Leeuwenhoek ( 1632-1723), og den italienske vitenskapsmannen L. Spallanzani (1729-1799), den russiske mikroskopisten M. M. Terekhovsky (1740-1796) og andre trodde på spontan generasjon ble grundig undergravd.

Men inntil verkene til grunnleggeren av mikrobiologi, Louis Pasteur, dukket opp på midten av 1000-tallet, fortsatte denne læren å finne tilhengere.

Utviklingen av ideen om spontan generering går i hovedsak tilbake til tiden da offentlig bevissthet Religiøse ideer seiret.

De filosofene og naturforskerne som ikke ønsket å akseptere kirkeundervisning om "skapelsen av liv", med kunnskapsnivået på den tiden, kom de lett til ideen om dets spontane generasjon.

I den grad, i motsetning til troen på skapelsen, ble ideen om den naturlige opprinnelsen til organismer vektlagt, hadde ideen om spontan generering på et visst stadium en progressiv betydning. Derfor motarbeidet kirken og teologer ofte denne ideen.

Panspermi hypotese.

I følge denne hypotesen, foreslått i 1865. av den tyske vitenskapsmannen G. Richter og til slutt formulert av den svenske vitenskapsmannen Arrhenius i 1895, kunne liv ha blitt brakt til jorden fra verdensrommet.

Det er mest sannsynlig at levende organismer av utenomjordisk opprinnelse kommer inn med meteoritter og kosmisk støv. Denne antakelsen er basert på data om den høye motstanden til enkelte organismer og deres sporer mot stråling, høyt vakuum, lave temperaturer og andre påvirkninger.

Imidlertid er det fortsatt ingen pålitelige fakta som bekrefter den utenomjordiske opprinnelsen til mikroorganismer funnet i meteoritter.

Men selv om de kom til jorden og ga opphav til liv på planeten vår, ville spørsmålet om livets opprinnelige opprinnelse forbli ubesvart.

Hypotese biokjemisk evolusjon.

I 1924 formulerte biokjemikeren A.I. Oparin, og senere den engelske vitenskapsmannen J. Haldane (1929), en hypotese som anså livet som et resultat av en lang utvikling av karbonforbindelser.

Den moderne teorien om livets opprinnelse på jorden, kalt teorien om biopoiesis, ble formulert i 1947 av den engelske vitenskapsmannen J. Bernal.

For tiden er prosessen med livsdannelse konvensjonelt delt inn i fire stadier:

• 1. Syntese av lavmolekylære organiske forbindelser (biologiske monomerer) fra gasser fra den primære atmosfæren.
• 2. Dannelse av biologiske polymerer.
• 3. Dannelse av faseseparerte systemer av organiske stoffer, separert fra det ytre miljø med membraner (protobionter).
• 4. Fremveksten av de enkleste cellene med egenskapene til levende ting, inkludert et reproduksjonsapparat som sikrer overføring av egenskapene til foreldreceller til datterceller.

De tre første stadiene tilhører perioden med kjemisk evolusjon, og fra den fjerde starter den biologiske evolusjonen.

La oss vurdere mer detaljert prosessene som et resultat av at liv kan oppstå på jorden. I følge moderne ideer, Jorden ble dannet for rundt 4,6 milliarder år siden. Temperaturen på overflaten var veldig høy (4000-8000 ° C), og ettersom planeten ble avkjølt og virket gravitasjonskrefter Dannelsen av jordskorpen skjedde fra forbindelser av forskjellige grunnstoffer.

Avgassingsprosesser førte til dannelsen av en atmosfære som muligens var beriket med nitrogen, ammoniakk, vanndamp, karbondioksid og karbonmonoksid. En slik atmosfære var tilsynelatende gjenopprettende, noe som fremgår av tilstedeværelsen i de eldste steiner Jordmetaller i redusert form, som jernholdig jern.

Det er viktig å merke seg at i atmosfæren var det atomer av hydrogen, karbon, oksygen og nitrogen, som utgjorde 99% av atomene inkludert i bløtvevet til enhver levende organisme.

Men for at atomer skulle bli til komplekse molekyler, var enkle kollisjoner ikke nok. Ytterligere energi var nødvendig, som var tilgjengelig på jorden som et resultat av vulkansk aktivitet, elektriske lynutladninger, radioaktivitet og ultrafiolett stråling fra solen.

Fraværet av fritt oksygen var sannsynligvis ikke en tilstrekkelig betingelse for fremveksten av liv. Hvis fritt oksygen var til stede på jorden i den prebiotiske perioden, ville det på den ene siden oksidere syntetiserte organiske stoffer, og på den andre siden dannet ozonlag i den øvre atmosfæren, ville absorbere høyenergi ultrafiolett stråling fra solen.

I løpet av den betraktede perioden for livets opprinnelse, som varte i omtrent 1000 millioner år, var ultrafiolett stråling sannsynligvis den viktigste energikilden for syntese av organiske stoffer.

Oparin A.I.

Fra hydrogen, nitrogen og karbonforbindelser hvis tilgjengelig gratis energi Enkle molekyler (ammoniakk, metan og lignende enkle forbindelser) må først ha dukket opp på jorden.

Deretter kunne disse enkle molekylene i det primære havet reagere med hverandre og med andre stoffer, og danne nye forbindelser.

I 1953 simulerte den amerikanske forskeren Stanley Miller, i en serie eksperimenter, forholdene som eksisterte på jorden for omtrent 4 milliarder år siden.

Ved å føre elektriske utladninger gjennom en blanding av ammoniakk, metan, hydrogen og vanndamp oppnådde han en rekke aminosyrer, aldehyder, melkesyre, eddiksyre og andre organiske syrer. Den amerikanske biokjemikeren Cyril Ponnaperuma oppnådde dannelsen av nukleotider og ATP. Under disse og lignende reaksjoner kan vannet i primærhavet bli mettet ulike stoffer, og danner den såkalte "primærbuljongen".

Det andre trinnet besto av ytterligere transformasjoner av organiske stoffer og abiogen dannelse av mer komplekse organiske forbindelser, inkludert biologiske polymerer.

Den amerikanske kjemikeren S. Fox tilberedte blandinger av aminosyrer, utsatte dem for varme og oppnådde proteinlignende stoffer. På primitiv jord kan proteinsyntese finne sted på overflaten av jordskorpen. I små fordypninger i den størknende lavaen dukket det opp reservoarer som inneholdt små molekyler oppløst i vann, inkludert aminosyrer.

Når vannet fordampet eller sprutet på de varme steinene, reagerte aminosyrene og dannet protenoider. Så vasket regnet protenoidene ut i vannet. Hvis noen av disse protenoidene hadde katalytisk aktivitet, kunne syntesen av polymerer, det vil si proteinlignende molekyler, begynne.

Det tredje trinnet var preget av frigjøring i den primære "næringsbuljongen" av spesielle koacervatdråper, som er grupper av polymerforbindelser. Det er vist i en rekke eksperimenter at dannelsen av koacervatsuspensjoner, eller mikrosfærer, er typisk for mange biologiske polymerer i løsning.

Koacervatdråper har noen egenskaper som er karakteristiske for levende protoplasma, som for eksempel å selektivt adsorbere stoffer fra den omkringliggende løsningen og på grunn av dette "vokse" og øke størrelsen.

På grunn av det faktum at konsentrasjonen av stoffer i koacervatdråper var titalls ganger større enn i den omkringliggende løsningen, økte muligheten for interaksjon mellom individuelle molekyler betydelig.

Det er kjent at molekylene til mange stoffer, spesielt polypeptider og fett, består av deler som har forskjellige forhold til vann. De hydrofile delene av molekylene som ligger ved grensen mellom koacervatene og løsningen vender seg mot løsningen, hvor vanninnholdet er høyere.

De hydrofobe delene er orientert inne i koacervatene, hvor vannkonsentrasjonen er lavere. Som et resultat får overflaten av koacervatene en viss struktur og, i forbindelse med dette, evnen til å la visse stoffer passere gjennom i en bestemt retning og ikke andre.

På grunn av denne egenskapen øker konsentrasjonen av noen stoffer inne i koacervatene enda mer, mens konsentrasjonen av andre avtar, og reaksjonene mellom komponentene i koacervatene får en viss retning. Koacervatdråper blir systemer isolert fra miljøet. Protoceller eller protobionter oppstår.

Et viktig skritt kjemisk evolusjon var dannelsen av en membranstruktur. Parallelt med utseendet til membranen var det en ordning og forbedring av stoffskiftet. I ytterligere komplikasjon av metabolisme i slike systemer betydelig rolle katalysatorer måtte spille.

En av hovedkarakteristikkene til levende ting er evnen til å replikere, det vil si å lage kopier som ikke kan skilles fra foreldremolekylene. Denne egenskapen besittes av nukleinsyrer, som, i motsetning til proteiner, er i stand til å replikere.

Et protenoid som er i stand til å katalysere polymeriseringen av nukleotider med dannelse av korte RNA-kjeder, kan dannes i koacervater. Disse kjedene kan tjene som både et primitivt gen og budbringer-RNA. Verken DNA, ribosomer, overførings-RNA eller proteinsynteseenzymer har ennå deltatt i denne prosessen. De dukket alle opp senere.

Allerede på dannelsesstadiet av protobioner fant naturlig utvalg sannsynligvis sted, det vil si bevaring av noen former og eliminering (død) av andre. Dermed ble progressive endringer i strukturen til protobionter fikset på grunn av seleksjon.

Utseendet til strukturer som er i stand til selvreproduksjon, replikering og variasjon bestemmer tilsynelatende det fjerde stadiet i dannelsen av liv.

Så i det sene arkeiske hav (ca. 3,5 milliarder år siden), på bunnen av små reservoarer eller grunne, varme og næringsrike hav, oppsto de første primitive levende organismer, som var heterotrofe i sin type ernæring, dvs. de matet på ferdige organiske stoffer, syntetisert under kjemisk evolusjon.

Metoden deres for metabolisme var sannsynligvis fermentering, en prosess med enzymatisk transformasjon av organiske stoffer der andre organiske stoffer tjener som elektronakseptorer.

En del av energien som frigjøres i disse prosessene lagres i form av ATP. Kanskje noen organismer livsprosesser De brukte også energien til redoksreaksjoner, det vil si at de var kjemosyntetiske midler.

Over tid ble reservene av fritt organisk materiale i miljøet redusert og organismer som var i stand til å syntetisere organiske forbindelser fra uorganiske fikk en fordel.

På denne måten, sannsynligvis for rundt 2 milliarder år siden, oppsto de første fototrofe organismene som cyanobakterier, som var i stand til å bruke lysenergi til å syntetisere organiske forbindelser fra CO2 og H2O, og frigjøre fritt oksygen.

Overgangen til autotrofisk ernæring var av stor betydning for utviklingen av livet på jorden, ikke bare med tanke på å skape reserver av organisk materiale, men også for å mette atmosfæren med oksygen. Samtidig begynte atmosfæren å få en oksiderende karakter.

Utseendet til ozonskjermen beskyttet primærorganismer mot de skadelige effektene av ultrafiolette stråler og satte en stopper for den abiogene (ikke-biologiske) syntesen av organiske stoffer.

Dette er moderne vitenskapelige ideer om hovedstadiene i opprinnelsen og dannelsen av liv på jorden.

Et visuelt diagram over utviklingen av liv på jorden (klikkbar)

Addisjon:

Den fantastiske verdenen til "svarte røykere"

I vitenskapen har det lenge vært antatt at levende organismer bare kan eksistere fra solens energi. Jules Verne beskrev i sin roman Journey to the Center of the Earth en underjordisk verden med dinosaurer og eldgamle planter. Dette er imidlertid fiksjon. Men hvem hadde trodd at det ville være en verden isolert fra solens energi med helt forskjellige levende organismer. Og han ble funnet på bunnen av Stillehavet.

Tilbake på femtitallet av det tjuende århundre, ble det antatt at liv ikke kunne eksistere i havdypet. Oppfinnelsen av badebyen av Auguste Piccard fjernet denne tvilen.

Hans sønn, Jacques Piccard, gikk sammen med Don Walsh ned i badebyen Trieste i Mariana Trench til en dybde på over ti tusen meter. Helt nederst så dykkedeltakerne levende fisk.

Etter dette begynte oseanografiske ekspedisjoner fra mange land å finkjemme havavgrunnen med dyphavsnett og oppdage nye dyrearter, familier, ordener og til og med klasser!

Bathyscaphe-dykking har blitt bedre. Jacques-Yves Cousteau og forskere fra mange land gjorde dyre dykk til bunnen av havene.
På 70-tallet ble det gjort en oppdagelse som endret mange forskeres ideer. Nær Galapagosøyene ble det oppdaget feil på to til fire tusen meters dyp.
Og på bunnen ble det oppdaget små vulkaner - hydrotermer. Sjøvann, som falt i brudd i jordskorpen, fordampet sammen med ulike mineraler gjennom små vulkaner opp til 40 meter høye.
Disse vulkanene ble kalt "svarte røykere" fordi vannet som kom ut av dem var svart.

Det mest utrolige er imidlertid at i slikt vann, fylt med hydrogensulfid, tungmetaller og ulike giftige stoffer, blomstrer det levende liv.

Temperaturen på vannet som kommer ut av svarte røykere når 300 ° C. De trenger ikke inn til en dybde på fire tusen meter solstråler, og derfor kan det ikke være et rikt liv her.
Selv på grunnere dyp er bunnlevende organismer svært sjelden funnet, enn si i dype avgrunner. Der livnærer dyr seg av organisk rusk som faller ovenfra. Og jo større dybden er, jo mindre dårlig er bunnlivet.
Kjemoautotrofe bakterier ble funnet på overflaten til svarte røykere, som bryter ned svovelforbindelser som brøt ut fra dypet av planeten. Bakterier dekker bunnoverflaten med et sammenhengende lag og lever under aggressive forhold.
De ble mat for mange andre dyrearter. Totalt lever rundt 500 dyrearter i ekstreme forhold"svarte røykere"

En annen oppdagelse var vestimentifera, som tilhører klassen av bisarre dyr - pogonophora.

Dette er små rør hvorfra lange rør med tentakler stikker ut i endene. Det uvanlige med disse dyrene er at de ikke har Fordøyelsessystemet! De gikk i symbiose med bakterier. Inne i vestimentifera er det et organ - trofosomet, hvor mange svovelbakterier lever.

Bakterier mottar hydrogensulfid og karbondioksid for livet; overskuddet av reproduserende bakterier spises av vestimentifera selv. I tillegg ble det funnet muslinger av slektene Calyptogena og Bathymodiolus i nærheten, som også gikk i symbiose med bakterier og sluttet å være avhengig av matsøking.

En av de mest uvanlige skapningene i den hydrotermiske dyphavsverdenen er Alvinella pompeian-ormen.

De er navngitt på grunn av analogien med utbruddet av vulkanen Pompeii - disse skapningene lever i en sone med varmt vann som når 50 ° C, og aske fra svovelpartikler faller konstant på dem. Ormer danner sammen med vestimentifera ekte "hager" som gir mat og ly for mange organismer.

Blant koloniene av vestimentifera- og pompeii-ormer lever krabber og dekapoder som lever av dem. Også blant disse "hagene" er det blekkspruter og fisk fra ålekvabbefamilien. Verden av svarte røykere inneholdt også lenge utdødde dyr som ble drevet ut av andre deler av havet, for eksempel Neolepas-hjerne.

Disse dyrene var utbredt for 250 millioner år siden, men ble deretter utryddet. Her føler representanter for brakker rolige.

Oppdagelsen av økosystemer for svarte røykere har blitt den viktigste hendelsen i biologi. Slike økosystemer har blitt funnet i forskjellige deler Verdenshavet og til og med på bunnen av Baikalsjøen.

Pompeiansk orm. Foto: life-grind-style.blogspot.com