Oparin primær buljong. Ny, oppsiktsvekkende teori om livets opprinnelse på jorden

Overrasket over skjønnheten og mangfoldet i verden rundt oss, har folk lurt på i århundrer: hvordan så det ut? Hvordan ble planetene dannet, på en av dem begynte livet? Hvorfor er livet på jorden karbonbasert og bruker fire typer DNA-koblinger? Hvor i universet skal vi se etter andre livsformer, og hvordan kan de skille seg fra oss? Mikhail Nikitins bok "The Origin of Life. From Nebula to Cell" (utgitt av Alpina Non-Fiction med støtte fra Evolution Foundation) inneholder de siste svarene fra forskere på disse spørsmålene.

Med vennlig tillatelse fra forlaget publiserer vi et utdrag fra boken.

Det viser seg at i prinsippet kan en rekke varianter av nukleinbaser takle oppgaven med å lagre genetisk informasjon, og A, G, T, C kan ha blitt valgt av naturen for helt andre egenskaper. I følge den berømte biofysikeren Armen Mulkidjanian var et slikt tegn motstand mot ultrafiolett stråling (Mulkidjanian, A. Y., Galperin, M. Y., 2007).

Den 6. juni lanserte utdanningsstiftelsen «Evolution» en årlig crowdfunding-kampanje på sin nettside evolutionfund.ru. De innsamlede midlene skal brukes til å utvikle stiftelsens programmer – produksjon av populærvitenskapelige bøker, reisestipend til skolebarn, litteratur til lærere, opplæring av forelesere, støtte til utdanningsmiljøet m.fl. Den eneste finansieringskilden til stiftelsen er donasjoner fra folk som bryr seg om russisk vitenskap, utdanning og opplysning.

Gjennom transformasjonen, i løpet av gradvis kjemisk evolusjon, av molekyler som inneholder karbon til ursuppen.

Den opprinnelige kjøttkraften skal ha eksistert i grunne reservoarer på jorden for 4 milliarder år siden. Den besto av aminosyrer, polypeptider, nitrogenholdige baser og nukleotider. Den ble dannet under påvirkning av elektriske utladninger, høy temperatur og kosmisk stråling. Dessuten inneholdt ikke jordens atmosfære på den tiden oksygen.

Lenker

Wikimedia Foundation.

2010.

Se hva "Primærbuljong" er i andre ordbøker:

LIV, et kompleks av prosesser, hvis tilstedeværelse skiller organismer fra inert natur. Dette komplekset er basert på organismers evne til å motta energi fra solen direkte eller gjennom mat og bruke den til vekst og reproduksjon. Alle … Vitenskapelig og teknisk encyklopedisk ordbok

Denne artikkelen om et fiktivt objekt beskriver det bare basert på selve fiksjonsverket. En artikkel som kun består av informasjon basert på selve verket kan slettes. Du kan hjelpe prosjektet... Wikipedia

Mening og kropp- (meningskroppen) er et av hovedproblemene i det nye skiftet i det humanitære paradigmet. Avvisningen av logosentrisme i postmoderne kultur viste seg faktisk å være det siste stadiet av betydningsløsgjøringen, forvandlet til logomachiy og grammatosentrisme, et tap... ... Projective Philosophical Dictionary

Historie. Tidligere var Ch. navnet gitt til mange epidemiske sykdommer som rammet samtidige med kolossal dødelighet. Derfor er det svært vanskelig å si med sikkerhet ut fra beskrivelsene til eldgamle forfattere om de mener nøyaktig sykdommen... ... Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus og I.A. Ephron

TUBERKULOSE- TUBERKULOSE. Innhold: I. Historisk disposisjon................... 9 II. Årsaken til tuberkulose............ 18 III. Patologisk anatomi............ 34 IV. Statistikk..................... 55 V. Sosial betydning av tuberkulose....... 63 VI.… …

MAGE- MAGEN. (gaster, ventriculus), en utvidet del av tarmen, som på grunn av tilstedeværelsen av spesielle kjertler har betydningen av et spesielt viktig fordøyelsesorgan. Tydelig differensierte "mager" til mange virvelløse dyr, spesielt leddyr og... ... Great Medical Encyclopedia

TARMER- TARMER. Sammenlignende anatomiske data. Tarmen (enteron) er b. eller m. et langt rør, som starter med en munnåpning i fremre ende av kroppen (vanligvis på den ventrale siden) og slutter hos de fleste dyr med en spesiell anal... ... Great Medical Encyclopedia

AKTINOMYKOSE- ACTINOMYCOSIS, actinomycosis (fra den greske aktis ray og mykes-sopp), en strålende soppsykdom forårsaket av innføring av actinomycetes (Actinomycetes), strålende sopp, i menneske- eller dyrekroppen. Actinomycetes er en gruppe lavere planter... ... Great Medical Encyclopedia

ANTHRAX- ANTHRAX. Innhold: Etiologi............................ 379 Statistikk og geografisk fordeling. 381 Epidemiologi................... 384 Patologisk anatomi................. 385 Infeksjonsveier og patogenese... ... ... 386 Klinisk ... ... Great Medical Encyclopedia

Gjennom transformasjonen, i løpet av gradvis kjemisk evolusjon, av molekyler som inneholder karbon til ursuppen.

Lenker

Wikimedia Foundation.

Odarchenko, Yuri Pavlovich
Filenko, Evgeniy Ivanovich

2010.

Buljong (disambiguation)- Buljong: Innhold 1 Terreng, bygder 2 Personligheter 3 Biologi ... Wikipedia

LIV- LIV, et kompleks av prosesser, hvis tilstedeværelse skiller organismer fra inert natur. Dette komplekset er basert på organismers evne til å motta energi fra solen direkte eller gjennom mat og bruke den til vekst og reproduksjon. Alle … Vitenskapelig og teknisk encyklopedisk ordbok

K"tan– Denne artikkelen om et fiktivt verdensobjekt beskriver det kun ut fra selve skjønnlitterære verket. En artikkel som kun består av informasjon basert på selve verket kan slettes. Du kan hjelpe prosjektet... Wikipedia

Pest- Historie. Tidligere var Ch. navnet gitt til mange epidemiske sykdommer som rammet samtidige med kolossal dødelighet. Derfor er det svært vanskelig å si med sikkerhet ut fra beskrivelsene til eldgamle forfattere om de mener nøyaktig sykdommen... ... Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus og I.A. Ephron

Etter åtti år med dominans har den allment aksepterte og eneste teorien om livets opprinnelse på jorden endelig fremsatt en alternativ hypotese.

"Teorien om kjøttkraft" ("primær kjøttkraft" er betegnelsen på A.I. Oparin) ble foreslått tilbake i 1929, da professor J. Moskovsky Komsomolets.

Livet på jorden kunne ikke ha oppstått i havet, men i fjellsprekker. Gzt.Ru 02.02.10 20:54
William Martin, en av forfatterne av studien, sier at ifølge forskernes beregninger ville «buljongen» mettet med organiske stoffer i havet rett og slett ikke tillate de første cellene å motta nok energi. William Martin, hovedforfatter av studien.

Livet begynte i varme kilder på havbunnen - BioEssays

MOSKVA, 4. februar - RIA Novosti. De første levende organismene kunne ikke ha oppstått i en "primær kjøttkraft" av organiske stoffer, som tidligere antatt, men på havbunnen i hydrotermiske ventiler, skriver forskere fra Storbritannia og Tyskland i sitt arbeid publisert i den elektroniske versjonen av tidsskriftet BioEssays .

Teorien om «ursuppe», foreslått på 20-tallet av det 20. århundre, sier at liv oppsto under den kjemiske utviklingen av molekyler som inneholder karbon under påvirkning av ultrafiolett stråling i en slags suppe. En av de viktigste ulempene er mangelen på en energikilde som kan starte en slik prosess.

En ny hypotese løser dette problemet. Dr. Nick Lane fra University College London og hans kolleger mener at levende celler utnyttet geokjemiske gradienter - forskjeller i mengden energi som oppstår i mikroskopiske ventiler ved hydrotermiske ventiler på havbunnen.

"Moderne levende celler har arvet samme størrelse protongradient og, viktigere, samme retning - pluss utenfor, minus inne - som de uorganiske vesiklene som de utviklet seg fra," sa medforfatter John Allen), sitert av høyskolepressen service.

De første cellene produserte ATP, adenosintrifosfater, en universell energikilde og bærer av energi i cellen, ved å bruke energien til gradienter som oppstår i kildene. Denne prosessen, kalt kjemiosmose, brukes av alle levende celler i dag, og forskere sier at de arvet den fra de første cellene på havbunnen.

"Det er nesten umulig å forestille seg hvordan liv kunne ha oppstått uten kjemismose. Det er på tide å kaste bort "lenkene" av gjæring i en eller annen "ursuppe" som kilden til "liv uten oksygen", en idé som oppsto før enhver biolog forsto hvordan ATP syntetiseres," bemerket Lane.

MK skriver:
"
I åtti år trodde mange at tidlig liv begynte i en "ursuppe" av organiske molekyler før de utviklet seg i havene millioner av år senere. "Suppeteorien", kjent for alle fra skolebøkene, har blitt tilbakevist!!! i en banebrytende studie publisert i BioEssays, som hevder at livet begynte med kjemisk energi fra jorden fra hydrotermiske ventiler på havbunnen.

"Lærebøker hevder at liv oppsto fra en organisk "buljong", og at de første cellene var et resultat av fermenteringen av disse organiske stoffene, som ga energi i form av ATP-syntase (enzym). Vi tilbyr et nytt syn og er overbevist om at den gamle tilnærmingen ikke fungerer i alle situasjoner,” sa forskerteamleder Dr. Nick Lane fra University College London “Vi presenterer et alternativ der liv oppsto fra gasser (H2, CO2, N2, H2S), og energien for. det første livet kom fra bruken av geokjemiske gradienter skapt av moren "Jorden i en spesiell type dyphavs hydrotermisk ventil (ventil) - bare en, som var full av små sammenkoblede rom eller porer."

"Teorien om kjøttkraft" ("primær kjøttkraft" er betegnelsen på den russiske akademikeren A.I. Oparin, 1924 - red.) ble foreslått tilbake i 1929, da professor J. B. S. Haldane publiserte sin, som viste seg å ha innflytelse på mange essays om livets opprinnelse , der han hevdet at UV-stråling ga energien til å omdanne metan, ammoniakk og vann til de første organiske forbindelsene i havene på den tidlige jorden. Kritikere av "buljong"-teorien påpekte imidlertid at det ikke var noen drivkraft som fikk noe til å samhandle; og uten en energikilde kan liv, som vi vet, ikke eksistere.

"Til tross for sine bioenergetiske og termodynamiske mangler, forblir det 81 år gamle ursuppekonseptet 'mainstream'-hypotesen for livets opprinnelse," sa studiens hovedforfatter, William Martin, en evolusjonsbiolog ved Institute of Botany III i Düsseldorf. , Tyskland "Men "buljongen" har ikke potensialet til å produsere livsviktig energi.

Ved å avvise "suppeteorien" vendte forskere seg til jordens kjemi for å identifisere energikilden som kunne ha drevet de første primitive forløperne til levende organismer: geokjemiske gradienter gjennom honningkaker av mikroskopiske naturlige huler i hydrotermiske ventiler. Disse katalytiske cellene produserte lipider, proteiner og nukleotider, noe som kan ha ført til de første "ekte" cellene.

Teamet fokuserte på ideer utviklet av geokjemikeren Michael J. Russell, mer spesifikt dyphavs alkaliske ventiler i havet som produserer kjemiske gradienter svært lik de som finnes i praktisk talt alle organismer som lever i dag – en transmembran protongradient. Tidlige organismer utnyttet sannsynligvis disse gradientene gjennom en prosess kalt kjemiosmose, der protongradienten brukes til å syntetisere en universell energi-"valuta", ATP-syntase (et enzym) eller enklere analoger. Celler utviklet seg senere til å lage sin egen protongradient ved å overføre et elektron fra en donor til en akseptor. Forskerne-forfatterne hevder at den første giveren var hydrogen, og den første akseptoren var CO2.

"Moderne levende celler har arvet samme størrelse på protongradienten, og viktigst av alt, den samme orienteringen - inne i cellen - minus, utenfor - pluss - som de uorganiske vesiklene de oppsto fra," sier medforfatter John Allen, en biokjemiker ved University of London.

"Termodynamiske begrensninger betyr at kjemiosmose er strengt nødvendig for karbon- og energimetabolisme i alle organismer som vokser fra enkle kjemiske ingredienser (autotrofi) i dag, og antagelig i de første frittlevende cellene," sa Lane. "Vi så på hvor tidlige celler var i stand til å bruke geokjemisk skapt "kraft" og deretter lært å produsere sin egen."

Dette var en viktig overgang, siden kjemiosmose er den eneste mekanismen som organismer kan unnslippe fra kilder. "Grunnen til at alle organismer i dag er 'kjemiosmotiske' er fordi de arvet kjemiosmose fra tid og sted da de første cellene utviklet seg - og de kunne ikke ha utviklet seg uten den," sa Martin.

"Det er ikke så vanskelig å forstå at det var praktisk talt umulig å aktivere tidlig liv uten kjemismose," konkluderte Lane "Det er på tide å kaste av seg lenkene til gjæring i en slags primordial "buljong", for eksempel "liv uten oksygen. " - en idé som dateres tilbake til den tiden "da noen innen biologi hadde noen forståelse av hvordan ATP-syntase ble til."
"

Nå har det dukket opp et nytt argument til fordel for synspunktet om at det var undergrunnen som ble kilden til liv. William Martin, en av forfatterne av studien, sier at ifølge forskernes beregninger ville "buljongen" mettet med organiske stoffer i havet ganske enkelt ikke tillate de første cellene å motta nok energi! Energi!, nødvendig for liv, er kun tilgjengelig i dypet - eller rettere sagt, det er den nødvendige energigradienten.

Tilstedeværelsen av et stort antall organiske forbindelser i vannet i det primære havet førte til fremveksten av en konsentrert "primær buljong", der den videre prosessen med syntese av komplekse organiske molekyler - proteiner og nukleinsyrer - fra ganske enkle karbonforbindelser ble utført (O.N. Strelnik "konsept av moderne naturvitenskap").

Primordial bouillon er et begrep laget av den russiske biologen Alexander Ivanovich Oparin. I 1924 la han frem en teori om fremveksten av liv på jorden gjennom transformasjonen av karbonholdige molekyler til en ursuppe under den gradvise kjemiske evolusjonen.

6. Prebiologisk seleksjon.

Prebiologisk seleksjon av koacervater gikk tilsynelatende i flere retninger. For det første i retning av å utvikle evnen til å akkumulere spesielle proteinlignende polymerer som er ansvarlige for å akselerere kjemiske reaksjoner. Som et resultat endret strukturen til nukleinsyrer seg i retning av foretrukket "reproduksjon" av systemer der duplisering av nukleinsyrer ble utført med deltakelse av enzymer. På denne veien oppstår den sykliske metabolismen som er karakteristisk for levende vesener.

For det andre, i koacervatsystemet, ble selve nukleinsyrene valgt i henhold til den mest vellykkede kombinasjonen av nukleotidsekvenser. Gener ble dannet langs denne veien. Selvreplikerende systemer med en etablert stabil sekvens av nukleotider i nukleinsyre kan allerede kalles levende. (Naydysh V.M. Concepts of modern natural science. - M., 1999).

7. Konseptet med biologiske membraner.

Biologiske membraner er tynne (ikke mer enn 10 nm tykke) lipoproteinfilmer som består av et dobbelt lag av lipidmolekyler, som inkluderer molekyler av forskjellige proteiner. Plassert på overflaten av celler (plasmamembran) og intracellulære partikler (kjerner, mitokondrier, etc.). Mange membraner inneholder karbohydrater, hvorav mengden kan nå 2-10%.

8. Koacervater.

Koacervater er områder av en polymer, biopolymer (dråper, lag) med en økt konsentrasjon av dette stoffet sammenlignet med resten av løsningen. Koacervatdråper er koagler som ligner på vandige løsninger av gelatin. Koacervater er i stand til å absorbere forskjellige stoffer. (V. S. Danilova, N. N. Kozhevnikov "Grunnleggende konsepter for moderne naturvitenskap")

9. Heterotrofer.

Heterotrofer er organismer som lever av ferdige organiske stoffer.

Heterotrofer inkluderer mennesker, alle dyr, noen planter, de fleste bakterier og sopp.

10. Autotrofer.

Autotrofer er organismer som lager organiske stoffer fra uorganiske.

Autotrofer, de viktigste produsentene av organisk materiale i biosfæren, sikrer eksistensen av alle andre organismer.

11. Anaerober.

Anaerober er i stand til å leve i fravær av atmosfærisk oksygen; noen typer bakterier, gjær, protozoer, ormer. Energi for livet oppnås ved å oksidere organiske, sjeldnere uorganiske, stoffer uten deltagelse av fritt oksygen eller ved å bruke lysenergi (for eksempel lilla bakterier). Obligate, eller strenge, anaerober utvikles kun i fravær av oksygen (for eksempel clostridia), fakultative eller betingede, anaerober - og i dens nærvær (for eksempel E. coli, cilierte ciliater). Utbredt i jord, vann og bunnsedimenter.