ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงสมัยของเรา มีการเสนอสมมติฐานจำนวนนับไม่ถ้วนเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก

ปัจจุบันมี 5 ตัว แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ต้นกำเนิดของชีวิต:

1. การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิต ตามกฎทางกายภาพและเคมีบางประการ (แนวคิดเกี่ยวกับสิ่งไม่มีชีวิต);

2. สมมติฐาน "โกโลไบโอซิส"- แนวคิดของโปรโตไบโอนท์หรือไบโอด, บรรพบุรุษก่อนเซลล์บางตัว, โครงสร้างเริ่มต้นที่ "มีชีวิต"

3. สมมติฐาน "จีโนไบโอซิส"นั่นคือการค้นหาจีโนมในฐานะบรรพบุรุษที่ถ่ายทอดจากสิ่งมีชีวิตทุกชนิด โครงสร้างเซลล์โดยคำนึงถึงสิ่งนั้น

มันคือ RNA ที่มีบทบาทสำคัญในการกำเนิดของชีวิต

4. แนวคิดเรื่องภาวะนิ่งของชีวิต -ชีวิตมีอยู่เสมอ จุดเริ่มต้นของชีวิตไม่มีอยู่จริง

5. ต้นกำเนิดของชีวิตนอกโลก - ชีวิตถูกนำมาจากอวกาศมายังโลก (แนวคิดเรื่องแพนสเปิร์เมีย).

ในการพัฒนาคำสอนเกี่ยวกับกำเนิดของชีวิตมีทฤษฎีที่อ้างว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น - ทฤษฎีการสร้างทางชีวภาพ

ในปี ค.ศ. 1688 นักชีววิทยาชาวอิตาลี F. Redi ผ่านการทดลองหลายชุดกับภาชนะแบบเปิดและแบบปิดได้พิสูจน์ว่าหนอนสีขาวตัวเล็ก ๆ ที่ปรากฏในเนื้อนั้นเป็นตัวอ่อนของแมลงวันและกำหนดหลักการ: สิ่งมีชีวิตทั้งหมดมาจากสิ่งมีชีวิต

ในปี พ.ศ. 2403 ปาสเตอร์แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียสามารถพบได้ทุกที่และแพร่เชื้อไปยังสารที่ไม่มีชีวิต เพื่อกำจัดพวกมันจำเป็นต้องทำหมันหรือที่เรียกว่าพาสเจอร์ไรซ์

อย่างไรก็ตาม ตามทฤษฎีกำเนิดของชีวิต การสร้างไบโอเจเนซิสนั้นไม่สามารถป้องกันได้ เนื่องจากมันแตกต่างระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งไม่มีชีวิต และยืนยันความคิดเรื่องความเป็นนิรันดร์ของชีวิตซึ่งถูกปฏิเสธโดยวิทยาศาสตร์

แนวคิดเรื่องอไบโอติก

การกำเนิดทางชีวภาพ -แนวคิดเรื่องกำเนิดสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตเป็นสมมติฐานเบื้องต้นของทฤษฎีกำเนิดชีวิตสมัยใหม่

ในปี 1924 นักชีวเคมีชื่อดัง A.I. Oparin แนะนำว่าด้วยการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ทรงพลังในชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งเมื่อ 4 - 4.5 พันล้านปีก่อนประกอบด้วยแอมโมเนีย มีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ สารประกอบอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดสามารถเกิดขึ้นได้ จำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของ ชีวิต.

คำทำนายของนักวิชาการโอภารินทร์เป็นจริง ในปี 1955 นักวิจัยชาวอเมริกัน เอส. มิลเลอร์ ได้ส่งประจุไฟฟ้าผ่านส่วนผสมของก๊าซและไอระเหย ได้รับกรดไขมันที่ง่ายที่สุด ยูเรีย กรดอะซิติกและกรดฟอร์มิก และกรดอะมิโนหลายชนิด

ดังนั้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 การสังเคราะห์ทางชีวภาพของโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายและอื่นๆ สารอินทรีย์ในสภาวะที่สร้างสภาพของโลกดึกดำบรรพ์

สมมติฐานของ Oparin เกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกนั้นมีพื้นฐานมาจากแนวคิดเรื่องภาวะแทรกซ้อนที่ค่อยเป็นค่อยไป โครงสร้างทางเคมีและลักษณะทางสัณฐานวิทยาของสารตั้งต้นของชีวิต (โพรไบโอนท์) บนเส้นทางสู่สิ่งมีชีวิต ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างทะเล ดิน และอากาศ มีการสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยสำหรับการก่อตัวของสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน ในสารละลายเข้มข้นของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก ลิ่มเลือดสามารถก่อตัวได้ คล้ายกับสารละลายเจลาตินที่เป็นน้ำ A.I. Oparin ตั้งชื่อก้อนเหล่านี้ โคเซอร์เวตหยดหรือ coacervates

Coacervates เป็นโครงสร้างหลายโมเลกุลอินทรีย์ที่แยกได้ในสารละลาย สิ่งเหล่านี้ยังไม่ใช่สิ่งมีชีวิต การเกิดขึ้นของพวกเขาถือเป็นขั้นตอนในการพัฒนาก่อนชีวิต ขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการกำเนิดของชีวิตคือการเกิดขึ้นของกลไกในการสืบพันธุ์แบบของตัวเองและสืบทอดคุณสมบัติของรุ่นก่อน ๆ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากการก่อตัวของเชิงซ้อนที่ซับซ้อนของกรดนิวคลีอิกและโปรตีน กรดนิวคลีอิกซึ่งมีความสามารถในการสืบพันธุ์ได้เองเริ่มควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนโดยกำหนดลำดับของกรดอะมิโนในพวกมัน และโปรตีน - เอนไซม์ดำเนินกระบวนการสร้างกรดนิวคลีอิกใหม่ นี่คือลักษณะคุณสมบัติหลักของชีวิตที่เกิดขึ้น - ความสามารถในการสร้างโมเลกุลที่คล้ายกับตัวมันเอง

จุดแข็งของสมมติฐานทางชีวพันธุศาสตร์คือธรรมชาติของวิวัฒนาการ ชีวิตเป็นขั้นตอนตามธรรมชาติในการวิวัฒนาการของสสาร ความเป็นไปได้ของการตรวจสอบการทดลองของข้อกำหนดหลักของสมมติฐาน

การใช้หยด coacervate ทำให้สามารถจำลองระยะก่อนเซลล์ของต้นกำเนิดของชีวิตได้

ด้านที่อ่อนแอของสมมติฐานของโอปารินทำให้เกิดการสืบพันธุ์ของโครงสร้างโปรโตมีชีวิต โดยไม่มีโครงสร้างโมเลกุลของรหัสพันธุกรรม สมมติฐานของโอปารินตั้งข้อเรียกร้องเป็นพิเศษเกี่ยวกับการทดลองสร้างโครงสร้างโคเซอร์เวตในการทดลอง ซึ่งก็คือ "น้ำซุปปฐมภูมิ" ที่มีโครงสร้างทางเคมีที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นองค์ประกอบของแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ (เอนไซม์และโคเอ็นไซม์)

สมมติฐาน abiogenic นั้นรวมถึงการปฏิเสธอย่างเด็ดขาดจากนักวิทยาศาสตร์ที่สนับสนุนแนวคิดเรื่องความเป็นนิรันดร์และความไม่เริ่มต้นของชีวิตทางชีววิทยา

นักชีวเคมีชาวรัสเซีย S.P. Kostychev ในโบรชัวร์ของเขาเรื่อง "การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลก" ตั้งข้อสังเกตว่าสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดมีความซับซ้อนมากกว่าโรงงานและโรงงานทั้งหมด และการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตโดยไม่ได้ตั้งใจนั้นไม่น่าจะเกิดขึ้นได้

เกี่ยวกับการกำเนิดสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นเองนั้นควรสังเกตว่า French Academy of Sciences ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2402 ได้แต่งตั้งรางวัลพิเศษสำหรับความพยายามที่จะให้ความกระจ่างใหม่เกี่ยวกับประเด็นเรื่องการสร้างชีวิตโดยธรรมชาติ รางวัลนี้ได้รับรางวัลในปี พ.ศ. 2405 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อดัง Louis Pasteur ผู้ซึ่งการทดลองของเขาได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างจุลินทรีย์ขึ้นมาเอง

ปัจจุบันสิ่งมีชีวิตบนโลกไม่สามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติ ดาร์วินเขียนไว้ในปี พ.ศ. 2414 ว่า “แต่หากตอนนี้... ในแหล่งน้ำอุ่นที่มีเกลือแอมโมเนียมและฟอสฟอรัสที่จำเป็นทั้งหมด และสามารถเข้าถึงได้โดยอิทธิพลของแสง ความร้อน ไฟฟ้า โปรตีนจะก่อตัวขึ้นทางเคมี และสามารถผลิตได้มากขึ้นอีก การเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนแล้วสารนี้ก็จะถูกทำลายและดูดซึมทันทีซึ่งเป็นไปไม่ได้ในช่วงที่สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้น” ชีวิตเกิดขึ้นบนโลกโดยไม่ได้ตั้งใจ ปัจจุบันสิ่งมีชีวิตมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น (แหล่งกำเนิดทางชีวภาพ) ไม่รวมความเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตจะเกิดใหม่บนโลกอีกครั้ง

ทฤษฎีแพนสเปอร์เมีย

ในปี พ.ศ. 2408 แพทย์ชาวเยอรมัน G. Richter หยิบยกขึ้นมา สมมติฐานคอสโมซัว

(พื้นฐานจักรวาล) ตามที่ชีวิตเป็นนิรันดร์และพื้นฐานที่อาศัยอยู่ในอวกาศจักรวาลสามารถถ่ายโอนจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งไปยังอีกดวงหนึ่งได้

สมมติฐานที่คล้ายกันนี้ถูกเสนอโดยนักธรรมชาติวิทยาชาวสวีเดน เอส. อาร์เรเนียส ในปี พ.ศ. 2450 โดยเสนอว่าเอ็มบริโอของชีวิตดำรงอยู่ตลอดไปในจักรวาล - สมมติฐานแพนสเปิร์เมียเขาอธิบายว่าอนุภาคของสสาร เม็ดฝุ่น และสปอร์ของจุลินทรีย์ที่มีชีวิตหลุดออกไปสู่อวกาศจากดาวเคราะห์ที่สิ่งมีชีวิตอื่นอาศัยอยู่ได้อย่างไร พวกมันรักษาความมีชีวิตได้โดยการบินไปในอวกาศของจักรวาลเนื่องจากแรงกดเบา ครั้งหนึ่งบนดาวเคราะห์ที่มีเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับชีวิต พวกเขาก็เริ่มต้นขึ้น ชีวิตใหม่บนโลกใบนี้ สมมติฐานนี้ได้รับการสนับสนุนจากหลาย ๆ คน รวมถึงนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย S. P. Kostychev, L. S. Berg และ P. P. Lazarev

สมมติฐานนี้ไม่ได้สันนิษฐานว่ามีกลไกใดๆ ที่จะอธิบายกำเนิดปฐมภูมิของชีวิตและถ่ายทอดปัญหาไปยังสถานที่อื่นในจักรวาล Liebig เชื่อว่า "ชั้นบรรยากาศของเทห์ฟากฟ้าตลอดจนเนบิวลาจักรวาลที่หมุนวนนั้นถือได้ว่าเป็นแหล่งเก็บข้อมูลชั่วนิรันดร์ของรูปแบบแอนิเมชัน เช่นเดียวกับพื้นที่เพาะปลูกชั่วนิรันดร์ของเอ็มบริโออินทรีย์" ซึ่งเป็นที่ซึ่งชีวิตกระจัดกระจายอยู่ในรูปของเอ็มบริโอเหล่านี้ในจักรวาล

เพื่อพิสูจน์ความสมบูรณ์ของแพนสเปิร์เมียที่พวกเขาใช้ ภาพวาดหินการแสดงวัตถุที่มีลักษณะคล้ายจรวดหรือนักบินอวกาศ หรือรูปลักษณ์ของยูเอฟโอ เที่ยวบินยานอวกาศทำลายความเชื่อในการดำรงอยู่ ชีวิตที่ชาญฉลาดบนดาวเคราะห์ ระบบสุริยะซึ่งปรากฏขึ้นหลังจากการค้นพบคลองบนดาวอังคารโดย Schiparelli ในปี พ.ศ. 2420

โลเวลล์นับคลอง 700 ลำบนดาวอังคาร โครงข่ายคลองครอบคลุมทุกทวีป ในปีพ.ศ. 2467 คลองเหล่านี้ถูกถ่ายภาพ และนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เห็นว่าคลองเหล่านี้เป็นหลักฐานของการดำรงอยู่ของชีวิตที่ชาญฉลาด บันทึกภาพถ่ายจำนวน 500 ช่องและ การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลสีที่ยืนยันความคิดของนักดาราศาสตร์โซเวียต G. A. Tikhov เกี่ยวกับพืชพรรณบนดาวอังคาร เนื่องจากทะเลสาบและลำคลองเป็นสีเขียว

โซเวียตได้รับข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับสภาพทางกายภาพบนดาวอังคาร ยานอวกาศ"ดาวอังคาร" และสถานีลงจอดของอเมริกา "ไวกิ้ง - 1" และ "ไวกิ้ง - 2" ดังนั้น, หมวกน้ำแข็งขั้วโลกเมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ปรากฏว่าประกอบด้วยไอน้ำผสมกับฝุ่นแร่และคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง (น้ำแข็งแห้ง) แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่พบร่องรอยของสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร

การศึกษาพื้นผิวจากดาวเทียมประดิษฐ์ได้เสนอแนะว่าช่องทางและแม่น้ำของดาวอังคารอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการละลายของน้ำแข็งใต้ผิวดินในบริเวณที่มีกิจกรรมเพิ่มขึ้นหรือความร้อนภายในของโลก หรือในระหว่างการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นระยะ

ในช่วงปลายทศวรรษที่หกสิบของศตวรรษที่ 20 ความสนใจในสมมติฐานของแพนสเปิร์เมียก็เพิ่มขึ้นอีกครั้ง เมื่อศึกษาสารของอุกกาบาตและดาวหางพบว่า "สารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต" - สารประกอบอินทรีย์, กรดไฮโดรไซยานิก, น้ำ, ฟอร์มาลดีไฮด์, ไซยาโนเจน

ตรวจพบฟอร์มาลดีไฮด์ใน 60% ของกรณีในพื้นที่ศึกษา 22 แห่ง โดยมีเมฆความเข้มข้นประมาณ 1,000 โมเลกุล/ซม. ลูกบาศก์ เติมเต็มช่องว่างอันกว้างใหญ่

ในปี พ.ศ. 2518 ได้มีการค้นพบสารตั้งต้นของกรดอะมิโนใน ดินดวงจันทร์และอุกกาบาต

แนวคิดเรื่องภาวะนิ่งของชีวิต

ตามที่ V.I. Vernadsky เราต้องพูดถึงความเป็นนิรันดร์ของชีวิตและการสำแดงของสิ่งมีชีวิตเช่นเดียวกับที่เราพูดถึงความเป็นนิรันดร์ของสารตั้งต้นทางวัตถุของเทห์ฟากฟ้าไฟฟ้าความร้อนของพวกเขา คุณสมบัติทางแม่เหล็กและการสำแดงของพวกเขา สิ่งมีชีวิตล้วนมาจากสิ่งมีชีวิต (หลักการ Redi)

สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวดึกดำบรรพ์สามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในชีวมณฑลของโลกเท่านั้น เช่นเดียวกับในชีวมณฑลของจักรวาลด้วย ตามที่ Vernadsky กล่าวไว้ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติถูกสร้างขึ้นบนสมมติฐานที่ว่าชีวิตที่มีคุณสมบัติพิเศษนั้นไม่ได้มีส่วนร่วมใดๆ ในชีวิตของจักรวาล แต่ชีวมณฑลจะต้องถูกนำมารวมกันในฐานะสิ่งมีชีวิตในจักรวาลที่มีชีวิตเพียงตัวเดียว (จากนั้นคำถามเกี่ยวกับการเริ่มต้นของการมีชีวิต การก้าวกระโดดจากการไม่มีชีวิตไปสู่การมีชีวิตก็หายไป)

สมมติฐาน« โรคโฮโลไบโอซิส».

มันเกี่ยวข้องกับต้นแบบของบรรพบุรุษก่อนเซลล์และความสามารถของมัน

กิน รูปทรงต่างๆบรรพบุรุษก่อนเซลล์ - "bioid", "biomonad", "microsphere"

ตามที่นักชีวเคมี P. Dekker กล่าว โครงสร้างพื้นฐานของ "ไบโอด์" ประกอบด้วยโครงสร้างการกระจายตัวที่ไม่สมดุล ซึ่งก็คือการค้นพบระบบไมโครที่มีเครื่องมือเอนไซม์ที่กระตุ้นการเผาผลาญของ "ไบโอด์"

สมมติฐานนี้ตีความกิจกรรมก่อนบรรพบุรุษของเซลล์ด้วยจิตวิญญาณการแลกเปลี่ยน

ภายใต้กรอบของสมมติฐาน "โฮโลไบโอซิส" นักชีวเคมี S. Fox และ K. Doze ได้สร้างแบบจำลองพอลิเมอร์ชีวภาพที่มีความสามารถในการเผาผลาญ ซึ่งเป็นการสังเคราะห์โปรตีนที่ซับซ้อน

ข้อเสียเปรียบหลักของสมมติฐานนี้คือการไม่มีระบบพันธุกรรมในการสังเคราะห์ดังกล่าว ดังนั้นความต้องการ "ต้นกำเนิดโมเลกุล" ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมากกว่าโครงสร้างโปรโตเซลล์ปฐมภูมิ

สมมติฐานจีโนไบโอซิส

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Haldane เชื่อว่าโครงสร้างปฐมภูมิไม่ใช่โครงสร้างที่สามารถแลกเปลี่ยนสารกับสิ่งแวดล้อมได้ แต่เป็นระบบโมเลกุลที่คล้ายกับยีนและสามารถสืบพันธุ์ได้ ดังนั้นสิ่งที่เขาเรียกว่า "ยีนเปล่า" สมมติฐานนี้ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปหลังจากการค้นพบ RNA และ DNA และคุณสมบัติอันน่าอัศจรรย์

ตามสมมติฐานทางพันธุกรรมนี้ กรดนิวคลีอิกกลายเป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนเป็นครั้งแรก นำเสนอครั้งแรกในปี 1929 โดย G. Möller

ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการทดลองว่ากรดนิวคลีอิกอย่างง่ายสามารถทำซ้ำได้โดยไม่ต้องใช้เอนไซม์ การสังเคราะห์โปรตีนบนไรโบโซมเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของ t-RNA และ r-RNA พวกเขาสามารถสร้างไม่เพียงแต่การรวมกรดอะมิโนแบบสุ่มเท่านั้น แต่ยังสั่งโพลีเมอร์โปรตีนอีกด้วย บางทีไรโบโซมปฐมภูมิอาจมีเพียง RNA เท่านั้น ไรโบโซมที่ปราศจากโปรตีนดังกล่าวสามารถสังเคราะห์เปปไทด์ที่ได้รับคำสั่งโดยมีส่วนร่วมของโมเลกุล tRNA ที่ติดต่อกับ rRNA ผ่านการจับคู่เบส

ในขั้นตอนต่อไปของวิวัฒนาการทางเคมี เมทริกซ์ปรากฏขึ้นเพื่อกำหนดลำดับของโมเลกุล t-RNA และด้วยเหตุนี้จึงเป็นลำดับของกรดอะมิโนที่ถูกพันธะด้วยโมเลกุล t-RNA ความสามารถของกรดนิวคลีอิกในการทำหน้าที่เป็นแม่แบบในการก่อตัวของสายโซ่เสริม (เช่นการสังเคราะห์ RNA บน DNA) ถือเป็นข้อโต้แย้งที่น่าเชื่อมากที่สุดในความคิดที่มีความสำคัญชั้นนำในกระบวนการสร้างไบโอเจเนซิส เครื่องมือทางพันธุกรรมและด้วยเหตุนี้จึงสนับสนุนสมมติฐานทางพันธุกรรมเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

ปัจจุบันมีแนวคิดหลายประการเกี่ยวกับการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก ให้เราอาศัยเฉพาะทฤษฎีหลักบางทฤษฎีที่ช่วยในการสร้างภาพที่สมบูรณ์ของกระบวนการที่ซับซ้อนนี้

ลัทธิเนรมิต (ละติน sgea - การสร้าง)

ตามแนวคิดนี้ ชีวิตและสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่อาศัยอยู่ในโลกเป็นผลมาจากการกระทำที่สร้างสรรค์ของผู้สูงสุดในช่วงเวลาหนึ่งโดยเฉพาะ

หลักการสำคัญของเนรมิตมีระบุไว้ในพระคัมภีร์ในหนังสือปฐมกาล กระบวนการสร้างโลกอันศักดิ์สิทธิ์ถือได้ว่าเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวจึงไม่สามารถสังเกตได้

นี่เพียงพอที่จะนำแนวคิดทั้งหมดเกี่ยวกับการสร้างสรรค์อันศักดิ์สิทธิ์ไปไกลกว่าขอบเขตของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่สามารถสังเกตได้เท่านั้น ดังนั้น จึงไม่สามารถพิสูจน์หรือหักล้างแนวคิดนี้ได้

เป็นธรรมชาติ(ธรรมชาติ) รุ่น

ความคิดเรื่องกำเนิดสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตแพร่หลายมา จีนโบราณ,บาบิโลน,อียิปต์. อริสโตเติล นักปรัชญาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของกรีกโบราณแสดงความคิดที่ว่า "อนุภาค" บางชนิดของสารประกอบด้วย "หลักการที่แอคทีฟ" บางอย่าง ซึ่งสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

Van Helmont (1579–1644) แพทย์และนักปรัชญาธรรมชาติชาวดัตช์ บรรยายถึงการทดลองที่เขาอ้างว่าสร้างหนูได้ภายในสามสัปดาห์ สิ่งที่คุณต้องมีคือเสื้อเชิ้ตสกปรก ตู้มืด และข้าวสาลีจำนวนหนึ่ง Van Helmont ถือว่าเหงื่อของมนุษย์เป็นหลักสำคัญในกระบวนการสร้างเมาส์

ในศตวรรษที่ 17-18 ต้องขอบคุณความก้าวหน้าในการศึกษาสิ่งมีชีวิตส่วนล่าง การปฏิสนธิและพัฒนาการของสัตว์ รวมถึงการสังเกตและการทดลองของนักธรรมชาติวิทยาชาวอิตาลี F. Redi (1626-1697) นักกล้องจุลทรรศน์ชาวดัตช์ A. Leeuwenhoek ( (ค.ศ. 1632-1723) และนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี L. Spallanzani (1729-1799) นักจุลทรรศน์ชาวรัสเซีย M. M. Terekhovsky (1740-1796) และคนอื่นๆ ความเชื่อเรื่องการกำเนิดโดยธรรมชาติได้ถูกทำลายลงอย่างสิ้นเชิง

อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งผลงานของผู้ก่อตั้งจุลชีววิทยา หลุยส์ ปาสเตอร์ ปรากฏขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 10 คำสอนนี้ยังคงพบผู้นับถืออยู่

การพัฒนาความคิดเรื่องการเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาตินั้นเกิดขึ้นตั้งแต่สมัยนั้น จิตสำนึกสาธารณะความคิดทางศาสนาก็มีชัย

นักปรัชญาและนักธรรมชาติวิทยาเหล่านั้นที่ไม่ต้องการที่จะยอมรับคำสอนของคริสตจักรเกี่ยวกับ "การสร้างชีวิต" ในระดับความรู้ในขณะนั้นก็มาถึงแนวคิดเรื่องการสร้างชีวิตโดยธรรมชาติได้อย่างง่ายดาย

ในระดับที่ตรงกันข้ามกับความเชื่อในการสร้างสรรค์ความคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตถูกเน้นย้ำความคิดเรื่องการสร้างโดยธรรมชาติมีความหมายที่ก้าวหน้าในระยะหนึ่ง ดังนั้นคริสตจักรและนักศาสนศาสตร์จึงมักคัดค้านแนวคิดนี้

สมมติฐานของแพนสเปอร์เมีย

ตามสมมติฐานนี้เสนอในปี พ.ศ. 2408 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน G. Richter และในที่สุดก็คิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Arrhenius ในปี 1895 สิ่งมีชีวิตสามารถนำมาจากอวกาศมายังโลกได้

มีแนวโน้มว่าจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่ด้วย ต้นกำเนิดจากนอกโลกด้วยอุกกาบาตและฝุ่นจักรวาล สมมติฐานนี้อิงจากข้อมูลเกี่ยวกับความต้านทานสูงของสิ่งมีชีวิตบางชนิดและสปอร์ของพวกมันต่อการแผ่รังสี สุญญากาศสูง อุณหภูมิต่ำ และอิทธิพลอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีข้อเท็จจริงที่เชื่อถือได้ที่ยืนยันถึงต้นกำเนิดของจุลินทรีย์ที่พบในอุกกาบาตจากนอกโลก

แต่ถึงแม้ว่าพวกมันมายังโลกและให้กำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา แต่คำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตก็ยังไม่ได้รับคำตอบ

สมมติฐาน วิวัฒนาการทางชีวเคมี.

ในปี 1924 นักชีวเคมี A.I. Oparin และนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ J. Haldane (1929) ได้ตั้งสมมติฐานที่ถือว่าชีวิตเป็นผลมาจากวิวัฒนาการอันยาวนานของสารประกอบคาร์บอน

ทฤษฎีสมัยใหม่ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกที่เรียกว่าทฤษฎี biopoiesis ถูกกำหนดขึ้นในปี 1947 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ J. Bernal

ในปัจจุบัน กระบวนการสร้างชีวิตแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนตามอัตภาพ:

• 1. การสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (โมโนเมอร์ทางชีวภาพ) จากก๊าซในบรรยากาศปฐมภูมิ
• 2. การก่อตัวของโพลีเมอร์ชีวภาพ
• 3. การก่อตัวของระบบแยกเฟสของสารอินทรีย์ที่แยกออกจากกัน สภาพแวดล้อมภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ (โปรโตไบโอนท์)
• 4. การเกิดขึ้นของเซลล์ที่ง่ายที่สุดที่มีคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตรวมถึงอุปกรณ์สืบพันธุ์ที่ช่วยให้มั่นใจในการถ่ายโอนคุณสมบัติของเซลล์แม่ไปยังเซลล์ลูกสาว

สามขั้นตอนแรกเป็นช่วงเวลาของวิวัฒนาการทางเคมี และจากขั้นตอนที่สี่ วิวัฒนาการทางชีววิทยาจะเริ่มต้นขึ้น

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการอันเป็นผลมาจากสิ่งมีชีวิตที่อาจเกิดขึ้นบนโลก ตามแนวคิดสมัยใหม่ โลกถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.6 พันล้านปีก่อน อุณหภูมิพื้นผิวของมันสูงมาก (4,000-8,000 ° C) และในขณะที่ดาวเคราะห์เย็นลงและมีการเคลื่อนไหว แรงโน้มถ่วงการก่อตัวของเปลือกโลกเกิดขึ้นจากสารประกอบของธาตุต่างๆ

กระบวนการกำจัดแก๊สทำให้เกิดบรรยากาศที่อุดมด้วยไนโตรเจน แอมโมเนีย ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และคาร์บอนมอนอกไซด์ เห็นได้ชัดว่าบรรยากาศดังกล่าวได้รับการบูรณะ ดังที่เห็นได้จากการมีอยู่ในยุคที่เก่าแก่ที่สุด หินโลหะดินในรูปแบบรีดิวซ์ เช่น เหล็ก

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าในบรรยากาศมีอะตอมของไฮโดรเจน คาร์บอน ออกซิเจน และไนโตรเจน ซึ่งคิดเป็น 99% ของอะตอมที่รวมอยู่ในเนื้อเยื่ออ่อนของสิ่งมีชีวิตใดๆ

อย่างไรก็ตาม สำหรับอะตอมที่จะกลายเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อน การชนกันแบบธรรมดายังไม่เพียงพอ จำเป็นต้องมีพลังงานเพิ่มเติมซึ่งมีอยู่บนโลกอันเป็นผลมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ การปล่อยฟ้าผ่าทางไฟฟ้า กัมมันตภาพรังสี รังสีอัลตราไวโอเลตดวงอาทิตย์.

การไม่มีออกซิเจนอิสระอาจไม่เพียงพอสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิต หากมีออกซิเจนอิสระบนโลกในช่วงพรีไบโอติก ในด้านหนึ่ง มันก็จะออกซิไดซ์สารอินทรีย์ที่สังเคราะห์ขึ้น และอีกด้านหนึ่งก็ก่อตัว ชั้นโอโซนในบรรยากาศชั้นบนจะดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์

ในช่วงระยะเวลาที่พิจารณาถึงการกำเนิดสิ่งมีชีวิตซึ่งกินเวลาประมาณ 1,000 ล้านปี รังสีอัลตราไวโอเลตอาจเป็นแหล่งพลังงานหลักในการสังเคราะห์สารอินทรีย์

โอภารินทร์ เอ.ไอ.

จากสารประกอบไฮโดรเจน ไนโตรเจน และคาร์บอน เมื่อมีพลังงานอิสระบนโลก โมเลกุลเชิงเดี่ยว (แอมโมเนีย มีเทน และสารประกอบเชิงเดี่ยวที่คล้ายกัน) ควรเกิดขึ้นก่อน

ต่อมาโมเลกุลง่ายๆ เหล่านี้ในมหาสมุทรปฐมภูมิสามารถทำปฏิกิริยาระหว่างกันและกับสสารอื่นๆ ทำให้เกิดสารประกอบใหม่

ในปี 1953 นักวิจัยชาวอเมริกัน สแตนลีย์ มิลเลอร์ ได้จำลองสภาวะต่างๆ ที่มีอยู่บนโลกเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อนในการทดลองต่างๆ

โดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านส่วนผสมของแอมโมเนีย มีเทน ไฮโดรเจน และไอน้ำ เขาได้กรดอะมิโน อัลดีไฮด์ แลคติก อะซิติก และกรดอินทรีย์อื่นๆ จำนวนหนึ่ง นักชีวเคมีชาวอเมริกัน Cyril Ponnaperuma ประสบความสำเร็จในการก่อตัวของนิวคลีโอไทด์และ ATP ในระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้และปฏิกิริยาที่คล้ายกัน น้ำในมหาสมุทรหลักอาจอิ่มตัวด้วยสารต่าง ๆ ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "น้ำซุปหลัก"

ขั้นตอนที่สองประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมของสารอินทรีย์และการก่อตัวของสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งรวมถึงโพลีเมอร์ชีวภาพด้วย

นักเคมีชาวอเมริกัน เอส. ฟ็อกซ์ เตรียมส่วนผสมของกรดอะมิโน นำไปให้ความร้อนและได้รับสารคล้ายโปรตีน บนโลกดึกดำบรรพ์ การสังเคราะห์โปรตีนอาจเกิดขึ้นบนพื้นผิวเปลือกโลก ในความกดอากาศเล็กน้อยในลาวาที่แข็งตัว อ่างเก็บน้ำปรากฏว่ามีโมเลกุลขนาดเล็กละลายในน้ำ รวมถึงกรดอะมิโนด้วย

เมื่อน้ำระเหยหรือกระเด็นไปบนหินร้อน กรดอะมิโนจะทำปฏิกิริยาเกิดเป็นโปรทีนอยด์ จากนั้นฝนตกก็ชะล้างโปรทีนอยด์ลงไปในน้ำ หากโปรทีนอยด์เหล่านี้บางตัวมีฤทธิ์ในการเร่งปฏิกิริยา การสังเคราะห์โพลีเมอร์ซึ่งก็คือโมเลกุลคล้ายโปรตีนก็สามารถเริ่มต้นได้

ขั้นตอนที่สามมีลักษณะพิเศษคือการปล่อย "น้ำซุปสารอาหาร" ปฐมภูมิของหยด coacervate พิเศษ ซึ่งเป็นกลุ่มของสารประกอบโพลีเมอร์ มีการแสดงให้เห็นในการทดลองหลายครั้งว่าการก่อตัวของสารแขวนลอย coacervate หรือไมโครสเฟียร์ เป็นเรื่องปกติสำหรับโพลีเมอร์ชีวภาพหลายชนิดในสารละลาย

หยด Coacervate มีคุณสมบัติบางประการของโปรโตพลาสซึมที่มีชีวิต เช่น เลือกดูดซับสารจากสารละลายโดยรอบ และด้วยเหตุนี้ จึง "เติบโต" และเพิ่มขนาดของมัน

เนื่องจากความจริงที่ว่าความเข้มข้นของสารในหยด coacervate นั้นมากกว่าในสารละลายโดยรอบหลายสิบเท่า ความเป็นไปได้ของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแต่ละโมเลกุลจึงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

เป็นที่ทราบกันว่าโมเลกุลของสารหลายชนิด โดยเฉพาะโพลีเปปไทด์และไขมัน ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่มีความสัมพันธ์กับน้ำต่างกัน ส่วนที่ชอบน้ำของโมเลกุลที่อยู่ในขอบเขตระหว่างโคเซอร์เวตกับสารละลายจะหันไปทางสารละลายซึ่งมีปริมาณน้ำสูงกว่า

ส่วนที่ไม่ชอบน้ำจะวางตัวอยู่ภายใน coacervates ซึ่งมีความเข้มข้นของน้ำต่ำกว่า เป็นผลให้พื้นผิวของ coacervates ได้รับโครงสร้างบางอย่างและด้วยเหตุนี้ความสามารถในการปล่อยให้สารบางชนิดผ่านไปในทิศทางที่แน่นอนและไม่ใช่ทิศทางอื่น

เนื่องจากคุณสมบัตินี้ ความเข้มข้นของสารบางชนิดภายในโคเซอร์เวตจึงเพิ่มมากขึ้น ในขณะที่ความเข้มข้นของสารอื่นๆ ลดลง และปฏิกิริยาระหว่างส่วนประกอบของโคเซอร์เวตจะมีทิศทางที่แน่นอน หยด Coacervate กลายเป็นระบบที่แยกออกจากสิ่งแวดล้อม โปรโตเซลล์หรือโปรโตไบออนเกิดขึ้น

ขั้นตอนที่สำคัญวิวัฒนาการทางเคมีคือการก่อตัวของโครงสร้างเมมเบรน ควบคู่ไปกับการปรากฏตัวของเมมเบรนมีการสั่งและปรับปรุงการเผาผลาญ ในภาวะแทรกซ้อนเพิ่มเติมของการเผาผลาญในระบบดังกล่าว ตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีบทบาทสำคัญ

ลักษณะสำคัญอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตคือความสามารถในการทำซ้ำซึ่งก็คือการสร้างสำเนาที่แยกไม่ออกจากโมเลกุลต้นกำเนิด. คุณสมบัตินี้ถูกครอบครองโดยกรดนิวคลีอิก ซึ่งสามารถทำซ้ำได้ซึ่งแตกต่างจากโปรตีน

โปรทีนอยด์ที่สามารถเร่งปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของนิวคลีโอไทด์ด้วยการก่อตัวของสายโซ่ RNA สั้น ๆ สามารถเกิดขึ้นได้ใน coacervates สายโซ่เหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นทั้งยีนดั้งเดิมและ RNA ของผู้ส่งสาร ทั้ง DNA หรือไรโบโซม หรือการถ่ายโอน RNA หรือเอนไซม์สังเคราะห์โปรตีนยังไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ พวกเขาทั้งหมดปรากฏตัวในภายหลัง

อยู่ในขั้นตอนของการก่อตัวของโปรโตไบโอนท์ก็อาจเกิดขึ้นได้ การคัดเลือกโดยธรรมชาติกล่าวคือการรักษาบางรูปแบบและการกำจัด (ความตาย) ของผู้อื่น ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรโตไบออนที่ก้าวหน้าจึงได้รับการแก้ไขเนื่องจากการคัดเลือก

การปรากฏตัวของโครงสร้างที่สามารถสืบพันธุ์ได้เอง การจำลองแบบ และความแปรปรวนเป็นตัวกำหนดระยะที่สี่ในการสร้างสิ่งมีชีวิต

ดังนั้นในช่วงปลายยุค Archean (ประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน) ที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำขนาดเล็กหรือทะเลตื้น อบอุ่น และอุดมด้วยสารอาหาร สิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์กลุ่มแรกจึงเกิดขึ้น ซึ่งมีโภชนาการแบบเฮเทอโรโทรฟิก กล่าวคือ พวกมันได้รับอาหาร เกี่ยวกับสารอินทรีย์สำเร็จรูปที่สังเคราะห์ขึ้นระหว่างวิวัฒนาการทางเคมี

วิธีเมแทบอลิซึมของพวกเขาน่าจะเป็นการหมัก ซึ่งเป็นกระบวนการเปลี่ยนรูปด้วยเอนไซม์ของสารอินทรีย์ โดยที่สารอินทรีย์อื่นทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน

พลังงานส่วนหนึ่งที่ปล่อยออกมาในกระบวนการเหล่านี้จะถูกเก็บไว้ในรูปของ ATP บางทีสิ่งมีชีวิตบางชนิด กระบวนการชีวิตพวกมันยังใช้พลังงานของปฏิกิริยารีดอกซ์ด้วย กล่าวคือ พวกมันเป็นเคมีสังเคราะห์

เมื่อเวลาผ่านไป ปริมาณสำรองของอินทรียวัตถุอิสระในสิ่งแวดล้อมลดลง และสิ่งมีชีวิตที่มีความสามารถในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์จากอนินทรีย์ได้เปรียบ

ด้วยวิธีนี้ อาจประมาณ 2 พันล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตแรกที่มีแสง เช่น ไซยาโนแบคทีเรีย เกิดขึ้น โดยมีความสามารถในการใช้พลังงานแสงเพื่อสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์จาก CO2 และ H2O และปล่อยออกซิเจนอิสระออกมา

มีการเปลี่ยนไปใช้โภชนาการแบบออโตโทรฟิก คุ้มค่ามากสำหรับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกไม่เพียงแต่จากมุมมองของการสร้างสารอินทรีย์สำรองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำให้บรรยากาศอิ่มตัวด้วยออกซิเจนด้วย ในเวลาเดียวกัน บรรยากาศเริ่มมีลักษณะออกซิไดซ์

การปรากฏตัวของเกราะป้องกันโอโซนช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตปฐมภูมิจากผลกระทบที่เป็นอันตราย รังสีอัลตราไวโอเลตและยุติการสังเคราะห์สารอินทรีย์แบบ abiogenic (ไม่ใช่ทางชีวภาพ)

เหล่านี้เป็นแนวคิดทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เกี่ยวกับขั้นตอนหลักของการกำเนิดและการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตบนโลก

แผนภาพแสดงพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก (คลิกได้)

ส่วนที่เพิ่มเข้าไป:

โลกมหัศจรรย์ของ “คนสูบบุหรี่ดำ”

ในด้านวิทยาศาสตร์เชื่อกันมานานแล้วว่าสิ่งมีชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้ด้วยพลังงานของดวงอาทิตย์เท่านั้น Jules Verne ในนวนิยายเรื่อง Journey to the Center of the Earth บรรยายถึงโลกใต้ดินที่เต็มไปด้วยไดโนเสาร์และพืชโบราณ อย่างไรก็ตาม นี่เป็นนิยาย แต่ใครจะคิดว่าจะมีโลกที่แยกจากพลังงานของดวงอาทิตย์และมีสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง และถูกพบที่ด้านล่างของมหาสมุทรแปซิฟิก

ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษที่ห้าสิบของศตวรรษที่ 20 เชื่อกันว่าสิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงอยู่ในความลึกของมหาสมุทรได้ การประดิษฐ์ตึกระฟ้าโดย Auguste Piccard ช่วยขจัดข้อสงสัยเหล่านี้

Jacques Picard ลูกชายของเขา พร้อมด้วย Don Walsh ลงมาในตึกระฟ้า Trieste เข้าไปในร่องลึกบาดาลมาเรียนาที่ระดับความลึกกว่าหมื่นเมตร ที่ด้านล่างสุดผู้เข้าร่วมดำน้ำเห็นปลามีชีวิต

หลังจากนั้น คณะสำรวจสมุทรศาสตร์จากหลายประเทศก็เริ่มสำรวจก้นมหาสมุทรด้วยอวนใต้ทะเลลึก และค้นพบสัตว์ ครอบครัว คำสั่งซื้อ และแม้แต่ชั้นเรียนสายพันธุ์ใหม่!

การดำน้ำของ Bathyscaphe ได้รับการปรับปรุง Jacques-Yves Cousteau และนักวิทยาศาสตร์จากหลายประเทศได้ดำน้ำลึกลงสู่ก้นมหาสมุทรด้วยค่าใช้จ่ายสูง
ในยุค 70 มีการค้นพบที่เปลี่ยนแปลงความคิดของนักวิทยาศาสตร์หลายคน ใกล้หมู่เกาะกาลาปากอสพบรอยเลื่อนที่ระดับความลึกสองถึงสี่พันเมตร
และที่ด้านล่างมีการค้นพบภูเขาไฟขนาดเล็ก - ไฮโดรเทอร์ม น้ำทะเลตกลงสู่รอยแตกร้าวในเปลือกโลกระเหยไปพร้อมกับแร่ธาตุต่างๆ ผ่านภูเขาไฟขนาดเล็กที่มีความสูงถึง 40 เมตร
ภูเขาไฟเหล่านี้ถูกเรียกว่า “ควันดำ” เพราะน้ำที่ออกมาจากภูเขาไฟนั้นเป็นสีดำ

แต่สิ่งที่น่าเหลือเชื่อที่สุดคือในน้ำดังกล่าวเต็มไปด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ โลหะหนัก และสารต่างๆ สารพิษ,ชีวิตที่สดใสเจริญรุ่งเรือง.

อุณหภูมิของน้ำที่ออกมาจากผู้สูบบุหรี่ดำสูงถึง 300° C โดยไม่สามารถเจาะลึกได้สี่พันเมตร แสงอาทิตย์ดังนั้นจึงไม่สามารถมีชีวิตที่มั่งคั่งได้ที่นี่
แม้แต่ในส่วนลึกที่ตื้นกว่านั้น สิ่งมีชีวิตหน้าดินก็หายากมาก นับประสาอะไรกับเหวลึก ที่นั่น สัตว์ต่างๆ กินเศษอินทรีย์ที่ตกลงมาจากด้านบนเป็นอาหาร และยิ่งความลึกมากเท่าไร ชีวิตก้นบึ้งก็จะยิ่งแย่ลงเท่านั้น
พบแบคทีเรีย Chemoautotrophic บนพื้นผิวของผู้สูบบุหรี่สีดำซึ่งสลายสารประกอบกำมะถันที่ปะทุออกมาจากส่วนลึกของโลก แบคทีเรียปกคลุมพื้นผิวด้านล่างด้วยชั้นต่อเนื่องและอาศัยอยู่ในสภาวะที่รุนแรง
พวกมันกลายเป็นอาหารของสัตว์หลายชนิด รวมแล้วมีสัตว์ประมาณ 500 สายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ใน สภาวะที่รุนแรง"คนสูบบุหรี่ดำ"

การค้นพบอีกอย่างหนึ่งคือ Vestimentifera ซึ่งอยู่ในกลุ่มสัตว์แปลกประหลาด - pogonophora

เหล่านี้เป็นท่อขนาดเล็กซึ่งมีท่อยาวที่มีหนวดยื่นออกมาที่ปลาย สิ่งที่ผิดปกติเกี่ยวกับสัตว์เหล่านี้คือพวกมันไม่มีระบบย่อยอาหาร! พวกมันเข้าสู่ symbiosis กับแบคทีเรีย ภายใน Vestimentifera มีอวัยวะหนึ่ง - โทรโฟโซมซึ่งมีแบคทีเรียกำมะถันจำนวนมากอาศัยอยู่

แบคทีเรียจะได้รับไฮโดรเจนซัลไฟด์และคาร์บอนไดออกไซด์ตลอดชีวิต นอกจากนี้ยังพบหอยสองฝาของจำพวก Calyptogena และ Bathymodolus ในบริเวณใกล้เคียงซึ่งเข้าสู่ symbiosis กับแบคทีเรียและหยุดพึ่งพาการค้นหาอาหาร

หนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่แปลกประหลาดที่สุดในโลกใต้ท้องทะเลลึกคือหนอนอัลวิเนลลาปอมเปี้ยน

พวกมันได้รับการตั้งชื่อเนื่องจากการเปรียบเทียบกับการระเบิดของภูเขาไฟปอมเปอี - สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาศัยอยู่ในเขตน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิสูงถึง 50 ° C และเถ้าจากอนุภาคกำมะถันจะตกลงมาอย่างต่อเนื่อง เวิร์มร่วมกับ Vestimentifera ก่อให้เกิด "สวน" ที่แท้จริงที่เป็นแหล่งอาหารและที่พักพิงสำหรับสิ่งมีชีวิตหลายชนิด

ในบรรดาอาณานิคมของหนอน Vestimentifera และ Pompeii มีปูและเดคาพอดที่กินพวกมันเป็นอาหาร นอกจากนี้ ในบรรดา "สวน" เหล่านี้ ยังมีหมึกและปลาจากตระกูลปลาไหลอีกด้วย โลกของผู้สูบบุหรี่ดำยังเป็นที่อาศัยของสัตว์ที่สูญพันธุ์ไปนานแล้วซึ่งถูกขับออกจากส่วนอื่นๆ ของมหาสมุทร เช่น เพรียง Neolepas

สัตว์เหล่านี้แพร่หลายเมื่อ 250 ล้านปีก่อน แต่ต่อมาก็สูญพันธุ์ ตัวแทนของเพรียงรู้สึกสงบที่นี่

การค้นพบระบบนิเวศของผู้สูบบุหรี่ดำกลายเป็นเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดในวิชาชีววิทยา ระบบนิเวศดังกล่าวได้มีการค้นพบใน ส่วนต่างๆมหาสมุทรโลกและแม้กระทั่งบริเวณก้นทะเลสาบไบคาล

หนอนปอมเปี้ยน รูปถ่าย: life-grind-style.blogspot.com

เป็นที่ทราบกันดีว่าวารสารวิทยาศาสตร์พยายามที่จะไม่ยอมรับบทความที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับปัญหาที่ดึงดูด ความสนใจของทุกคนแต่หากไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่ชัดเจน การเผยแพร่ฟิสิกส์อย่างจริงจังจะไม่เผยแพร่โครงการสำหรับเครื่องจักรการเคลื่อนที่ตลอดกาล หัวข้อนี้เป็นที่มาของสิ่งมีชีวิตบนโลก คำถามเกี่ยวกับการเกิดขึ้นของธรรมชาติที่มีชีวิต การปรากฏตัวของมนุษย์สร้างความกังวลให้กับผู้คนที่มีความคิดมาเป็นเวลาหลายพันปี และมีเพียงนักทรงสร้างซึ่งเป็นผู้สนับสนุนต้นกำเนิดอันศักดิ์สิทธิ์ของทุกสิ่งเท่านั้นที่ได้พบคำตอบที่ชัดเจน แต่ทฤษฎีนี้ไม่ใช่วิทยาศาสตร์เนื่องจากไม่สามารถทำได้ ตรวจสอบแล้ว

ทิวทัศน์ของคนโบราณ

ต้นฉบับภาษาจีนโบราณและอินเดียโบราณเล่าถึงการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตจากน้ำและซากที่เน่าเปื่อย และเกี่ยวกับการกำเนิดของสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกในตะกอนโคลน แม่น้ำใหญ่เขียนด้วยอักษรอียิปต์โบราณและอักษรคูนิฟอร์ม บาบิโลนโบราณ- สมมติฐานเกี่ยวกับการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกผ่านการเกิดขึ้นเองนั้นชัดเจนต่อปราชญ์ในอดีตอันไกลโพ้น

นักปรัชญาโบราณยังยกตัวอย่างการเกิดขึ้นของสัตว์จากสสารที่ไม่มีชีวิตด้วย เหตุผลทางทฤษฎีมีธรรมชาติที่แตกต่างกัน: วัตถุนิยมและอุดมคติ เดโมคริตุส (460-370 ปีก่อนคริสตกาล) พบสาเหตุของการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตในปฏิสัมพันธ์พิเศษของอนุภาคที่เล็กที่สุดนิรันดร์และแบ่งแยกไม่ได้ - อะตอม เพลโต (428-347 ปีก่อนคริสตกาล) และอริสโตเติล (384-322 ปีก่อนคริสตกาล) อธิบายต้นกำเนิดของชีวิตบนโลกด้วยอิทธิพลอันน่าอัศจรรย์ของหลักการที่สูงกว่าเกี่ยวกับสสารที่ไม่มีชีวิต โดยหลอมวิญญาณเข้าสู่วัตถุธรรมชาติ

ความคิดเรื่องการมีอยู่ของ "พลังชีวิต" บางชนิดที่มีส่วนช่วยในการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตได้พิสูจน์แล้วว่ามีความคงอยู่มาก มันกำหนดมุมมองเกี่ยวกับกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกในหมู่นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่อาศัยอยู่ในยุคกลางและต่อมาจนถึง ปลาย XIXศตวรรษ.

ทฤษฎีการกำเนิดตามธรรมชาติ

Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) ด้วยการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ ได้สร้างจุลินทรีย์ที่เล็กที่สุดที่เขาค้นพบเป็นประเด็นหลักที่เป็นข้อโต้แย้งระหว่างนักวิทยาศาสตร์ที่แบ่งปันทฤษฎีหลักสองทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก - กำเนิดชีวภาพและ abiogenesis แบบแรกเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดสามารถเป็นผลผลิตจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แบบหลังเชื่อว่าการสร้างอินทรียวัตถุขึ้นมาเองในสารละลายที่วางภายใต้สภาวะพิเศษนั้นเป็นไปได้ สาระสำคัญของข้อพิพาทนี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงจนถึงทุกวันนี้

การทดลองของนักธรรมชาติวิทยาบางคนได้พิสูจน์ถึงความเป็นไปได้ที่จุลินทรีย์ที่ง่ายที่สุดจะเกิดขึ้นได้เอง ผู้สนับสนุนการสร้างไบโอเจเนซิสปฏิเสธความเป็นไปได้นี้โดยสิ้นเชิง หลุยส์ ปาสเตอร์ (ค.ศ. 1822-1895) อย่างเคร่งครัด วิธีการทางวิทยาศาสตร์ด้วยการทดลองของเขาที่มีความถูกต้องสูง ได้พิสูจน์แล้วว่าไม่มีพลังสำคัญในตำนานที่ส่งผ่านทางอากาศและสร้างแบคทีเรียที่มีชีวิต อย่างไรก็ตามในงานของเขาเขาอนุญาตให้มีความเป็นไปได้ของการเกิดขึ้นเองในเงื่อนไขพิเศษบางประการซึ่งนักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อ ๆ ไปจะต้องค้นหา

ทฤษฎีวิวัฒนาการ

ผลงานของชาร์ลส์ ดาร์วิน ผู้ยิ่งใหญ่ (1809-1882) ได้เขย่ารากฐานของหลายๆ คน วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ- การเกิดขึ้นของความหลากหลายมหาศาลที่เขาประกาศไว้ สายพันธุ์ทางชีวภาพจากบรรพบุรุษร่วมคนหนึ่งได้ก่อกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกอีกครั้ง ปัญหาที่สำคัญที่สุดศาสตร์. ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติมีปัญหาในการหาผู้สนับสนุนในตอนแรก และปัจจุบันตกอยู่ภายใต้การโจมตีแบบวิพากษ์วิจารณ์ซึ่งดูสมเหตุสมผลทีเดียว แต่ลัทธิดาร์วินเป็นรากฐานของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่

หลังจากดาร์วิน ชีววิทยาไม่สามารถพิจารณาต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกจากตำแหน่งก่อนหน้านี้ได้ นักวิทยาศาสตร์จากสาขาวิทยาศาสตร์ชีวภาพหลายสาขาเชื่อมั่นในความจริงของเส้นทางวิวัฒนาการของการพัฒนาสิ่งมีชีวิต ให้พวกเขาเปลี่ยนแปลงไปหลายประการ มุมมองที่ทันสมัยบนบรรพบุรุษร่วมกันที่ดาร์วินวางไว้ที่ฐานของต้นไม้แห่งชีวิต แต่ความจริงของแนวคิดทั่วไปนั้นไม่สั่นคลอน

ทฤษฎีรัฐคงตัว

การหักล้างในห้องปฏิบัติการของการสร้างแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่น ๆ ที่เกิดขึ้นเองการรับรู้ถึงโครงสร้างทางชีวเคมีที่ซับซ้อนของเซลล์พร้อมกับแนวคิดของลัทธิดาร์วินมีอิทธิพลอย่างยิ่งต่อการเกิดขึ้นของทฤษฎีต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกในรูปแบบทางเลือก ในปีพ.ศ. 2423 วิลเลียม พรีเยอร์ (พ.ศ. 2384-2440) เสนอคำพิพากษาใหม่ข้อหนึ่ง เขาเชื่อว่าไม่จำเป็นต้องพูดถึงการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกของเราเพราะมันดำรงอยู่ตลอดไปและไม่มีจุดเริ่มต้นเช่นนั้น มันไม่เปลี่ยนแปลงและพร้อมเสมอสำหรับการเกิดใหม่ในสภาวะที่เหมาะสม

แนวคิดของ Preyer และผู้ติดตามของเขาเป็นเพียงความสนใจทางประวัติศาสตร์และปรัชญาเท่านั้น เนื่องจากนักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ในเวลาต่อมาได้คำนวณจังหวะเวลาของการดำรงอยู่ของระบบดาวเคราะห์ขั้นสุดท้าย บันทึกการขยายตัวของจักรวาลอย่างต่อเนื่องแต่มั่นคง กล่าวคือ มันไม่เคยเป็นนิรันดร์หรือคงที่

ความปรารถนาที่จะมองโลกในฐานะสิ่งมีชีวิตระดับโลกเดียวสะท้อนมุมมองของนักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญาผู้ยิ่งใหญ่จากรัสเซีย Vladimir Ivanovich Vernadsky (พ.ศ. 2406-2488) ซึ่งมีความคิดของตัวเองเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก มีพื้นฐานมาจากความเข้าใจเกี่ยวกับชีวิตซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของจักรวาลหรือจักรวาล ตามที่ Vernadsky กล่าวไว้ ความจริงที่ว่าวิทยาศาสตร์ไม่สามารถค้นหาชั้นต่างๆ ที่ไม่มีร่องรอยของสารอินทรีย์ได้ กล่าวถึงความนิรันดร์ทางธรณีวิทยาของชีวิต หนึ่งในวิธีที่สิ่งมีชีวิตปรากฏบนโลกใบเล็ก Vernadsky เรียกการติดต่อกับวัตถุอวกาศ - ดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย และอุกกาบาต ที่นี่ทฤษฎีของเขารวมเข้ากับอีกเวอร์ชันหนึ่งซึ่งอธิบายต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกโดยวิธีแพนสเปิร์เมีย

แหล่งกำเนิดของชีวิตคือพื้นที่

Panspermia (กรีก - "ส่วนผสมของเมล็ด" "เมล็ดทุกแห่ง") ถือว่าชีวิตเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของสสารและไม่ได้อธิบายวิธีการกำเนิดของมัน แต่เรียกจักรวาลว่าเป็นแหล่งกำเนิดของเชื้อโรคแห่งชีวิตที่ตกลงบนเทห์ฟากฟ้าด้วย สภาพที่เหมาะสมกับ "การงอก"

การกล่าวถึงแนวคิดพื้นฐานของ panspermia เป็นครั้งแรกสามารถพบได้ในงานเขียนของนักปรัชญาชาวกรีกโบราณ Anaxagoras (500-428 ปีก่อนคริสตกาล) และในศตวรรษที่ 18 นักการทูตและนักธรณีวิทยาชาวฝรั่งเศส Benoit de Maillet (1656-1738) พูดถึงเรื่องนี้ แนวคิดเหล่านี้ได้รับการฟื้นฟูโดย Svante August Arrhenius (1859-1927), Lord Kelvin William Thomson (1824-1907) และ Hermann von Helmholtz (1821-1894)

การศึกษาอิทธิพลที่โหดร้ายของรังสีคอสมิกและสภาวะอุณหภูมิของอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ต่อสิ่งมีชีวิตทำให้สมมติฐานเกี่ยวกับกำเนิดของชีวิตบนโลกไม่เกี่ยวข้องมากนัก แต่เมื่อเริ่มต้นยุคอวกาศความสนใจในแพนสเปิร์เมียก็เพิ่มขึ้น

ในปี พ.ศ. 2516 ผู้ได้รับรางวัลโนเบล Francis Crick (1916-2004) แสดงแนวคิดเกี่ยวกับการผลิตระบบสิ่งมีชีวิตระดับโมเลกุลจากนอกโลกและการมาถึงของโลกด้วยอุกกาบาตและดาวหาง ในเวลาเดียวกัน เขาได้ประเมินโอกาสในการเกิดสิ่งมีชีวิตบนโลกของเราว่าต่ำมาก กำเนิดและพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกโดยวิธีการประกอบอินทรีย์วัตถุด้วยตนเอง ระดับสูงนักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงไม่ได้ถือว่ามันเป็นเรื่องจริง

โครงสร้างทางชีววิทยาที่เป็นฟอสซิลถูกพบในอุกกาบาตทั่วโลก และพบร่องรอยที่คล้ายกันในตัวอย่างดินที่นำกลับมาจากดวงจันทร์และดาวอังคาร ในทางกลับกัน มีการทดลองจำนวนมากเกี่ยวกับการรักษาโครงสร้างทางชีววิทยาที่มีอิทธิพลที่เป็นไปได้เมื่ออยู่ในอวกาศและเมื่อผ่านชั้นบรรยากาศที่คล้ายกับโลก

การทดลองที่สำคัญได้ดำเนินการในปี 2549 โดยเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจดีพอิมแพ็ค ดาวหางเทมเพลถูกชนโดยยานส่งผลกระทบพิเศษที่ปล่อยโดยอุปกรณ์อัตโนมัติ การวิเคราะห์สารดาวหางที่ถูกปล่อยออกมาจากการชนพบว่ามีน้ำและสารประกอบอินทรีย์ต่างๆ อยู่ในนั้น

สรุป: นับตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ทฤษฎีแพนสเปิร์เมียมีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ตีความองค์ประกอบหลักของสิ่งมีชีวิตที่อาจส่งไปยังดาวเคราะห์น้อยของเราโดยวัตถุในอวกาศให้แตกต่างออกไป การวิจัยและการทดลองพิสูจน์ความมีชีวิตของเซลล์ที่มีชีวิตระหว่างการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์ ทั้งหมดนี้ทำให้ความคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตมนุษย์ต่างดาวมีความเกี่ยวข้อง แนวคิดหลักของการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกคือทฤษฎีที่รวมแพนสเปิร์เมียไว้เป็นส่วนหลักหรือเป็นวิธีการส่งส่วนประกอบมายังโลกเพื่อสร้างสิ่งมีชีวิต

ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมีของ Oparin-Haldane

ความคิดในการสร้างสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นเองจากสารอนินทรีย์นั้นแทบจะเป็นทางเลือกเดียวในการเนรมิตและในปีพ. ศ. 2467 มีการตีพิมพ์เอกสาร 70 หน้าซึ่งทำให้แนวคิดนี้มีพลังในการดำเนินการและ ทฤษฎีที่มีพื้นฐาน- งานนี้เรียกว่า "ต้นกำเนิดแห่งชีวิต" ผู้เขียนเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย - Alexander Ivanovich Oparin (2437-2523) ในปี พ.ศ. 2472 เมื่อผลงานของโอปารินยังไม่ได้แปลเป็นภาษาอังกฤษ แนวคิดที่คล้ายกันเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็แสดงออกมาโดย นักชีววิทยาชาวอังกฤษจอห์น ฮาลเดน (1860-1936)

โอปารินเสนอว่าหากบรรยากาศดึกดำบรรพ์ของโลกอายุน้อยโลกลดลง (นั่นคือไม่มีออกซิเจน) การระเบิดของพลังงานอันทรงพลัง (เช่น ฟ้าผ่าหรือรังสีอัลตราไวโอเลต) อาจส่งเสริมการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์จากสสารอนินทรีย์ ต่อจากนั้นโมเลกุลดังกล่าวอาจก่อตัวเป็นลิ่มและกระจุก - หยด coacervate ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตโปรโตซึ่งมีการก่อตัวของแจ็คเก็ตน้ำ - พื้นฐานของเยื่อหุ้มเปลือก - เยื่อหุ้มเซลล์การแยกเกิดขึ้นสร้างความแตกต่างประจุซึ่งหมายถึงการเคลื่อนไหว - จุดเริ่มต้นของการเผาผลาญ พื้นฐานของการเผาผลาญ ฯลฯ Coacervates ถือเป็นพื้นฐานสำหรับการเริ่มต้นกระบวนการวิวัฒนาการที่นำไปสู่การสร้างสิ่งมีชีวิตรูปแบบแรก

Haldane แนะนำแนวคิดของ "ซุปดึกดำบรรพ์" ซึ่งเป็นมหาสมุทรของโลกยุคแรกเริ่ม ซึ่งกลายเป็นห้องปฏิบัติการเคมีขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานอันทรงพลังนั่นคือแสงแดด การรวมกันของคาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย และรังสีอัลตราไวโอเลตส่งผลให้โมโนเมอร์และโพลีเมอร์อินทรีย์มีความเข้มข้น ต่อจากนั้นการก่อตัวดังกล่าวถูกรวมเข้ากับการปรากฏตัวของเยื่อหุ้มไขมันรอบตัวและการพัฒนาของพวกเขานำไปสู่การก่อตัวของเซลล์ที่มีชีวิต

ขั้นตอนหลักของการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลก (อ้างอิงจาก Oparin-Haldane)

ตามทฤษฎีการกำเนิดเอกภพจากก้อนพลังงาน บิ๊กแบงเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 14 พันล้านปีก่อน และเมื่อประมาณ 4.6 พันล้านปีก่อน การสร้างดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเสร็จสมบูรณ์

โลกอายุน้อยค่อยๆเย็นลงจนกลายเป็นเปลือกแข็งซึ่งมีชั้นบรรยากาศก่อตัวขึ้น บรรยากาศปฐมภูมิประกอบด้วยไอน้ำและก๊าซ ซึ่งต่อมาทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ได้แก่ คาร์บอนมอนอกไซด์และไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ มีเทน แอมโมเนีย และสารประกอบไซยาไนด์

การทิ้งระเบิดโดยวัตถุอวกาศที่มีน้ำแช่แข็งและการควบแน่นของไอน้ำในชั้นบรรยากาศทำให้เกิดการก่อตัวของมหาสมุทรโลก ซึ่งสารประกอบเคมีต่างๆ ได้ละลายไป พายุฝนฟ้าคะนองที่รุนแรงมาพร้อมกับการก่อตัวของบรรยากาศที่รังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงทะลุผ่าน ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว การสังเคราะห์กรดอะมิโน น้ำตาล และอินทรียวัตถุเชิงเดี่ยวอื่นๆ เกิดขึ้น

ในตอนท้ายของช่วงพันล้านปีแรกของการดำรงอยู่ของโลก กระบวนการพอลิเมอไรเซชันในน้ำของโมโนเมอร์ที่ง่ายที่สุดกลายเป็นโปรตีน (โพลีเปปไทด์) และกรดนิวคลีอิก (โพลีนิวคลีโอไทด์) เริ่มต้นขึ้น พวกเขาเริ่มก่อตัวเป็นสารประกอบก่อนชีววิทยา - coacervates (โดยมีพื้นฐานของนิวเคลียส, เมแทบอลิซึมและเยื่อหุ้มเซลล์)

3.5-3 พันล้านปีก่อนคริสต์ศักราช - ระยะของการก่อตัวของโปรโตไบออนที่มีการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง, เมแทบอลิซึมที่ควบคุมและเมมเบรนที่มีการซึมผ่านของตัวแปร

3 พันล้านปีก่อนคริสตกาล จ. - การปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตในเซลล์, กรดนิวคลีอิก, แบคทีเรียปฐมภูมิ, จุดเริ่มต้นของวิวัฒนาการทางชีววิทยา

หลักฐานการทดลองสำหรับสมมติฐาน Oparin-Haldane

นักวิทยาศาสตร์หลายคนประเมินแนวคิดพื้นฐานของการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกในเชิงบวกโดยอิงจากการสร้างสิ่งมีชีวิต แม้ว่าในตอนแรกจะพบปัญหาคอขวดและความไม่สอดคล้องกันในทฤษฎี Oparin-Haldane ใน ประเทศต่างๆงานเริ่มต้นจากการดำเนินการศึกษาทดสอบสมมติฐาน ซึ่งสิ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคือการทดลองคลาสสิกที่ดำเนินการในปี 1953 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Stanley Miller (1930-2007) และ Harold Urey (1893-1981)

สาระสำคัญของการทดลองคือการจำลองสภาวะในห้องปฏิบัติการ แผ่นดินโลกยุคแรกซึ่งการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดสามารถเกิดขึ้นได้ ส่วนผสมของก๊าซที่มีองค์ประกอบคล้ายกับชั้นบรรยากาศของโลกปฐมภูมิหมุนเวียนอยู่ในอุปกรณ์ การออกแบบอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นการเลียนแบบกิจกรรมภูเขาไฟ และการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านส่วนผสมทำให้เกิดเอฟเฟกต์ของฟ้าผ่า

หลังจากหมุนเวียนส่วนผสมผ่านระบบเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ พบว่ามีการเปลี่ยนผ่านของคาร์บอนหนึ่งในสิบไปเป็นสารประกอบอินทรีย์ กรดอะมิโน น้ำตาล ลิพิด และสารประกอบที่อยู่ก่อนหน้ากรดอะมิโนถูกค้นพบ การทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีกและดัดแปลงยืนยันความเป็นไปได้ของการเกิดสิ่งมีชีวิตในสภาพจำลองของโลกยุคแรกอย่างสมบูรณ์ ในปีต่อๆ มา มีการทดลองซ้ำหลายครั้งในห้องปฏิบัติการอื่น ไปจนถึงการจัดองค์ประกอบ ส่วนผสมของแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกเติมเข้าไปเป็นองค์ประกอบที่เป็นไปได้ของการปล่อยภูเขาไฟ และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่รุนแรงอื่นๆ ในกรณีส่วนใหญ่ ประสบการณ์ในการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ประสบความสำเร็จ แม้ว่าความพยายามที่จะก้าวต่อไปและได้รับองค์ประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้นในการเข้าใกล้องค์ประกอบของเซลล์ที่มีชีวิตก็ไม่ประสบผลสำเร็จ

โลกอาร์เอ็นเอ

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์หลายคนที่ไม่เคยหยุดสนใจปัญหาการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเป็นที่ชัดเจนว่าด้วยความสอดคล้องกันของโครงสร้างทางทฤษฎีและการยืนยันการทดลองที่ชัดเจน ทฤษฎี Oparin-Haldane จึงได้ ข้อบกพร่องที่ชัดเจนอาจผ่านไม่ได้ สิ่งสำคัญคือความเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายลักษณะที่ปรากฏของโปรโตไบโอออนของคุณสมบัติที่กำหนดสิ่งมีชีวิต - เพื่อสืบพันธุ์ในขณะที่ยังคงรักษาลักษณะทางพันธุกรรมไว้ ด้วยการค้นพบโครงสร้างเซลล์ทางพันธุกรรมด้วยการกำหนดหน้าที่และโครงสร้างของ DNA พร้อมการพัฒนาทางจุลชีววิทยา ผู้สมัครใหม่สู่บทบาทของโมเลกุลแห่งชีวิตดึกดำบรรพ์

มันกลายเป็นโมเลกุลของกรดไรโบนิวคลีอิก - RNA โมเลกุลขนาดใหญ่นี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมดเป็นสายโซ่ของนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นหน่วยอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยอะตอมไนโตรเจน โมโนแซ็กคาไรด์ - น้ำตาลไรโบส และกลุ่มฟอสเฟต รหัสคือลำดับของนิวคลีโอไทด์ ข้อมูลทางพันธุกรรมและในไวรัส ตัวอย่างเช่น RNA มีบทบาทเดียวกันกับที่ DNA เล่นในโครงสร้างเซลล์ที่ซับซ้อน

นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังได้ค้นพบ ความสามารถพิเศษโมเลกุล RNA บางตัวทำให้เกิดการแตกตัวในสายโซ่อื่น ๆ หรือติดกาวองค์ประกอบ RNA แต่ละตัวเข้าด้วยกัน และบางชนิดมีบทบาทเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ กล่าวคือ พวกมันมีส่วนช่วยในการสืบพันธุ์ด้วยตนเองอย่างรวดเร็ว ขนาดค่อนข้างเล็กของโมเลกุลขนาดใหญ่ของ RNA และโครงสร้างที่เรียบง่ายเมื่อเปรียบเทียบกับ DNA (สายเดียว) ทำให้กรดไรโบนิวคลีอิกเป็นตัวเลือกหลักสำหรับบทบาทขององค์ประกอบหลักของระบบพรีชีววิทยา

ทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้ได้รับการกำหนดขึ้นในปี 1986 โดยวอลเตอร์ กิลเบิร์ต (เกิดปี 1932) นักฟิสิกส์ นักจุลชีววิทยา และนักชีวเคมีชาวอเมริกัน ผู้เชี่ยวชาญบางคนไม่เห็นด้วยกับมุมมองนี้เกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก เรียกสั้น ๆ ว่า "โลก RNA" ทฤษฎีโครงสร้างของโลกก่อนชีววิทยาของโลกของเราไม่สามารถตอบคำถามง่ายๆ ว่าโมเลกุล RNA แรกที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนดปรากฏขึ้นได้อย่างไร แม้ว่าจะมี "วัสดุก่อสร้าง" จำนวนมากอยู่ใน รูปแบบของนิวคลีโอไทด์ เป็นต้น

พีเอเอช เวิลด์

Simon Nicholas Platts พยายามค้นหาคำตอบในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2547 และในปี พ.ศ. 2549 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย Pascale Ehrenfreund มีการเสนอโพลีอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับ RNA ที่มีคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยา

โลกของ PAH ขึ้นอยู่กับความอุดมสมบูรณ์สูงของสารประกอบเหล่านี้ในอวกาศที่มองเห็นได้ (แน่นอนว่าพวกมันมีอยู่ใน " น้ำซุปดั้งเดิม"โลกอายุน้อย) และคุณลักษณะของโครงสร้างรูปวงแหวนซึ่งช่วยให้เชื่อมต่อกับฐานไนโตรเจนซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของ RNA ได้อย่างรวดเร็ว ทฤษฎี PAH กล่าวถึงความเกี่ยวข้องของบทบัญญัติบางประการของแพนสเปิร์เมียอีกครั้ง

ชีวิตที่ไม่ซ้ำใครบนดาวเคราะห์ที่ไม่ซ้ำใคร

จนกว่านักวิทยาศาสตร์จะมีโอกาสย้อนกลับไปเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน ความลึกลับของการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกของเราจะไม่ถูกเปิดเผย - นี่คือข้อสรุปที่หลายคนที่เคยศึกษาปัญหานี้มาถึง แนวคิดหลักของการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกคือ: ทฤษฎีของการเกิดทางชีวภาพและทฤษฎีของแพนสเปิร์เมีย พวกมันอาจทับซ้อนกันได้หลายวิธี แต่ส่วนใหญ่แล้วพวกเขาจะไม่สามารถตอบได้: ท่ามกลางจักรวาลอันกว้างใหญ่นั้นปรากฏขึ้นอย่างแม่นยำอย่างน่าประหลาดใจได้อย่างไร ระบบที่สมดุลจากโลกและบริวาร - ดวงจันทร์ สิ่งมีชีวิตกำเนิดบนนั้นได้อย่างไร...

สมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ตลอดหลายสิบศตวรรษ มุมมองเกี่ยวกับปัญหาชีวิตมีการเปลี่ยนแปลง ความคิด สมมติฐาน และแนวความคิดที่แตกต่างกันได้ถูกแสดงออกมา บางส่วนก็แพร่หลายเข้ามาแล้ว ช่วงเวลาที่แตกต่างกันประวัติความเป็นมาของการพัฒนาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ปัจจุบันมีสมมติฐานเกี่ยวกับกำเนิดชีวิตอยู่ 5 ข้อ คือ

1. ลัทธิเนรมิตเป็นสมมติฐานที่ระบุว่าชีวิตถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตเหนือธรรมชาติอันเป็นผลมาจากการสร้างสรรค์ มีประวัติยาวนานที่สุด มันขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของพลังพิเศษในสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า "วิญญาณ" ซึ่งควบคุมกระบวนการชีวิตทั้งหมด

2. สมมุติฐานสภาวะคงตัว ซึ่งชีวิตไม่เคยเกิดขึ้นแต่ดำรงอยู่เป็นนิตย์ เมื่อสภาพธรรมชาติเปลี่ยนแปลงไป สายพันธุ์ก็เปลี่ยนไป บ้างก็หายไป บ้างก็ปรากฏตัวขึ้น จากการวิจัยของนักบรรพชีวินวิทยา

3. สมมติฐาน รุ่นที่เกิดขึ้นเองชีวิตซึ่งมีพื้นฐานมาจากแนวคิดเรื่องการเกิดขึ้นหลายครั้งของชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตถูกหยิบยกขึ้นมาในจีนโบราณและอินเดียเพื่อเป็นทางเลือกแทนเนรมิต สมมติฐานนี้ได้รับการสนับสนุนจากเพลโต อริสโตเติล กาลิเลโอ เดการ์ต และลามาร์ก สาระสำคัญของสมมติฐาน: สิ่งมีชีวิตระดับล่างเกิดขึ้นจากตะกอน ดินชื้น และเนื้อเน่าเปื่อย เพื่อหักล้างสมมติฐานนี้ F. Redi จึงกำหนดหลักการ: "ทุกสิ่งที่มีชีวิตมาจากสิ่งมีชีวิต" หลังจากที่เขาพบสาเหตุของการปรากฏตัวของหนอนบนเนื้อเน่าเปื่อย ลิตรปาสเตอร์ด้วยการทดลองกับไวรัสได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความไม่สอดคล้องกันของแนวคิดเรื่องต้นกำเนิดของชีวิต

4. สมมติฐานของแพนสเปิร์เมียตามที่สิ่งมีชีวิตถูกนำมายังโลกจากนอกโลก แสดงครั้งแรกโดย G. Richter เมื่อปลายศตวรรษที่ 19 แนวคิดนี้ทำให้เกิดความเป็นไปได้ในการกำเนิดสิ่งมีชีวิตในช่วงเวลาต่างๆ ในส่วนต่างๆ ของจักรวาล และการเคลื่อนย้ายสิ่งมีชีวิตมายังโลกในรูปแบบต่างๆ (อุกกาบาต ดาวเคราะห์น้อย ฝุ่นจักรวาล)

5. สมมติฐาน ต้นกำเนิดทางประวัติศาสตร์ชีวิตผ่านวิวัฒนาการทางชีวเคมี ผู้เขียนคือ A. Oparin และ S. Haldane จากมุมมองของสมมติฐานของ A. Oparin รวมถึงจากมุมมองของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตจากสสารไม่มีชีวิตเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากกระบวนการทางธรรมชาติในจักรวาลในช่วงวิวัฒนาการของสสารอันยาวนาน ก. โอปารินระบุถึงวิวัฒนาการทางชีวเคมีได้หลายขั้นตอน เป้าหมายสูงสุดคือเซลล์ที่มีชีวิตดึกดำบรรพ์ วิวัฒนาการดำเนินไปตามรูปแบบดังต่อไปนี้:

ก) วิวัฒนาการธรณีเคมีของโลก การสังเคราะห์สารประกอบที่ง่ายที่สุด เช่น CO2, NH3, H2O ฯลฯ การเปลี่ยนน้ำจากไอเป็นสถานะของเหลวอันเป็นผลมาจากการระบายความร้อนของโลกอย่างค่อยเป็นค่อยไป วิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศและอุทกสเฟียร์

B) การศึกษาจาก สารประกอบอนินทรีย์สารอินทรีย์ - กรดอะมิโน - และการสะสมในมหาสมุทรปฐมภูมิอันเป็นผลมาจากอิทธิพลทางแม่เหล็กไฟฟ้าของดวงอาทิตย์ รังสีคอสมิก และการปล่อยกระแสไฟฟ้า

C) ภาวะแทรกซ้อนอย่างค่อยเป็นค่อยไปของสารประกอบอินทรีย์และการก่อตัวของโครงสร้างโปรตีน

D) การแยกโครงสร้างโปรตีนออกจากตัวกลาง การก่อตัวของสารเชิงซ้อนที่เป็นน้ำ และการสร้างเปลือกที่เป็นน้ำรอบๆ โปรตีน

D) การรวมกันของสารเชิงซ้อนดังกล่าวและการก่อตัวของ coacervates ที่สามารถแลกเปลี่ยนสสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อม

E) การดูดซึมโลหะโดย coacervates ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเอนไซม์ที่เร่งกระบวนการทางชีวเคมี

G) การก่อตัวของขอบเขตของไขมันที่ไม่ชอบน้ำระหว่าง coacervates และสภาพแวดล้อมภายนอกซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเยื่อหุ้มกึ่งซึมผ่านได้ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการรักษาเสถียรภาพของการทำงานของ coacervate

H) การพัฒนาในช่วงวิวัฒนาการในการก่อตัวของกระบวนการควบคุมตนเองและการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง

ตามที่นักวิชาการ V. Vernadsky กล่าวว่าการเกิดขึ้นของชีวิตมีความเกี่ยวข้องกับการก้าวกระโดดอันทรงพลังซึ่งทำให้เกิดความขัดแย้งมากมายในวิวัฒนาการจนสร้างเงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิต ความซับซ้อนอย่างมากของการจัดระเบียบสิ่งมีชีวิตเป็นข้อพิสูจน์ว่าต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตเป็นผลมาจากกระบวนการวิวัฒนาการทางชีววิทยาอันยาวนาน

6. ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีววิทยาสมัยใหม่

วิวัฒนาการเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นรูปแบบหนึ่งของการเคลื่อนไหวซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการเปลี่ยนแปลงที่ค่อยเป็นค่อยไปต่อเนื่องและสะสมซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพในการพัฒนาธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต ในกระบวนการสร้างกระบวนทัศน์วิวัฒนาการนั้น มีสามขั้นตอนหลักที่มีความโดดเด่น:

· ขั้นแรกคือชีววิทยาแบบดั้งเดิม ตัวแทนที่โดดเด่นที่สุดคือนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน C. Linnaeus

· ระยะที่สอง – ทฤษฎีคลาสสิกวิวัฒนาการทางชีววิทยา ผู้สร้าง - นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ Charles Darwin

· ขั้นตอนที่สามคือทฤษฎีสังเคราะห์วิวัฒนาการทางชีววิทยา เนื้อหาเป็นผลจากแนวคิดของ Charles Darwin และนักพฤกษศาสตร์ชาวเช็ก ผู้ก่อตั้งพันธุศาสตร์ G. Mendel

พื้นฐานทางทฤษฎีทั่วไปของชีววิทยาแบบดั้งเดิมซึ่งครอบงำความคิดทางชีววิทยาตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงศตวรรษที่ 19 เป็นแนวคิดของการเนรมิตตามแนวคิดของการเกิดขึ้นพร้อมกันของสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบบนโลก งานของชีววิทยาแบบดั้งเดิมคือการสร้างการจำแนกประเภทและการจัดระบบของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด การสนับสนุนที่สำคัญที่สุดในการแก้ปัญหานี้เกิดขึ้นโดย C. Linnaeus ผู้สร้างระบบการจำแนกประเภทของสิ่งมีชีวิตซึ่งเผยให้เห็นถึงความสมบูรณ์ ความสามัคคี การเชื่อมโยงระหว่างกัน และความต่อเนื่องของสิ่งมีชีวิต ซึ่งในทางกลับกันได้นำนักวิทยาศาสตร์ไปสู่แนวคิดที่ว่าความหลากหลายทั้งหมด รูปแบบของธรรมชาติสิ่งมีชีวิตเป็นผลมาจากวิวัฒนาการทางชีววิทยา ชีววิทยาแบบดั้งเดิมสะสมเนื้อหาทางวิทยาศาสตร์ผ่านการสังเกตธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตโดยตรง ดังนั้นจึงยังคงพัฒนาต่อไปในปัจจุบัน

ทฤษฎีของชาร์ลส์ ดาร์วินเป็นผลจากการสังเคราะห์ข้อมูลข้อเท็จจริงที่หลากหลายจำนวนมหาศาล คำอธิบายของดาร์วินเกี่ยวกับกระบวนการวิวัฒนาการสามารถสรุปได้ดังนี้:

1. สัตว์และพืชกลุ่มใดก็ตามมีลักษณะเฉพาะด้วยความแปรปรวน ความแปรปรวนเป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิต

2. จำนวนสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่เกิดในโลกมีความสำคัญ นอกจากนี้จำนวนที่สามารถหาอาหารได้เอง อยู่รอด และทิ้งลูกหลานไว้ได้ ที่สุดลูกหลานก็ตายไปทุกชั่วอายุ

3. เนื่องจากมีบุคคลจำนวนมากเกิดมาเกินกว่าที่จะอยู่รอดได้ จึงมีการแข่งขันด้านอาหารและที่อยู่อาศัย

4. การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถอยู่รอดในสภาพแวดล้อมบางอย่างได้ง่ายขึ้น ทำให้เจ้าของได้เปรียบเหนือสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่มีการปรับตัวน้อยกว่า บุคคลที่รอดชีวิตจะก่อให้เกิดคนรุ่นต่อไป ดังนั้น การคัดเลือกตัวแทนที่เหมาะสมที่สุดจึงเกิดขึ้น (การคัดเลือกโดยธรรมชาติ)

แรงผลักดันในการก่อตัวของทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์คือการค้นพบกฎแห่งการสืบทอดและการถอดรหัสโครงสร้างของ DNA เนื้อหาของทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์คือการสังเคราะห์ดาร์วินนิยมและความสำเร็จของอณูชีววิทยา สาระสำคัญของทฤษฎีคือการนำเสนอกระบวนการวิวัฒนาการเป็นการแข่งขันของโปรแกรมทางพันธุกรรมที่กำหนดการพัฒนาสิ่งมีชีวิตส่วนบุคคล ยิ่งไปกว่านั้น อุปกรณ์การเขียนโปรแกรมหลักซึ่งก็คือชีวมณฑลโดยรวมมีบทบาทสำคัญในการกำหนดทิศทางทั่วไปของวิวัฒนาการ มันเป็นชีวมณฑลที่กำหนดความเร็วและทิศทางของการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการของสายพันธุ์ที่ประกอบเป็นองค์ประกอบของมัน

จริยธรรมทางชีวภาพ

เมื่อดูเผินๆ ดูเหมือนว่าไม่มีอะไรที่เหมือนกันระหว่างจริยธรรมและชีววิทยา ท้ายที่สุดแล้ว จริยธรรมเป็นสาขาหนึ่งของความรู้ทางสังคมและมนุษยธรรมที่ศึกษาขอบเขตในอุดมคติของใบสั่งยา บรรทัดฐาน และหลักการของพฤติกรรมมนุษย์ ในขณะที่ชีววิทยาเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่รับรู้ ข้อเท็จจริงที่แท้จริงบ่งบอกถึงแก่นแท้ของชีวิต อย่างไรก็ตาม มีความเชื่อมโยงระหว่างชีววิทยาและจริยธรรม ท้ายที่สุดแล้ว มนุษย์เป็นผลมาจากวิวัฒนาการทางชีววิทยาที่ยาวนาน และด้านหนึ่งของวิวัฒนาการคือการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ซึ่งไม่เพียงแต่ในระหว่างนั้นเท่านั้น มาตรการทางกายภาพแต่ยังรวมไปถึงด้านจิตวิทยารวมทั้งมาตรฐานด้านจริยธรรมด้วย

จริยธรรมทางชีวภาพเกี่ยวข้องอย่างแม่นยำกับการศึกษากระบวนการทางจิตที่เกิดขึ้น ระยะแรกวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ค่อยๆ พัฒนาจนนำไปสู่การเกิดชุดข้อกำหนดและหลักการที่เรียกว่าจริยธรรมของมนุษย์ จริยธรรมทางชีวภาพในทิศทางของความสนใจนั้นใกล้เคียงกับเป้าหมายของการศึกษาสังคมศาสตร์และมนุษยศาสตร์มากที่สุดโดยศึกษาปัญหาหลักดังต่อไปนี้:

·ปัญหาของแหล่งที่มาทางชีววิทยาที่ลึกซึ้งของหลักการทางจริยธรรมของพฤติกรรมของมนุษย์การสำแดงพื้นฐานของหลักการเหล่านี้ในพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตได้เกิดขึ้นแล้ว ระยะแรกวิวัฒนาการทางชีววิทยา

· การแก้ปัญหาบนพื้นฐานของความสัมพันธ์ในหลักจริยธรรมของมนุษย์ โดยกำเนิดและได้มา ทางชีวภาพ สังคม และหมดสติ

·การพัฒนาชุดมาตรฐานทางจริยธรรมใหม่ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ของผลกระทบที่ลึกซึ้งต่อมนุษย์จากการค้นพบครั้งใหญ่ที่สุด ชีววิทยาสมัยใหม่โดยเฉพาะด้านพันธุกรรม

โปรแกรมพฤติกรรมที่ซับซ้อนซึ่งมีอยู่ในโลกของสัตว์และบรรทัดฐานของจริยธรรมของมนุษย์มีต้นกำเนิดทางชีวภาพเพียงแหล่งเดียว จากสิ่งนี้ จริยธรรมทางชีวภาพซึ่งเป็นแนวคิดหลักได้เสนอแนวคิดที่ว่าหลักการของพฤติกรรมมนุษย์ไม่เพียงมีข้อกำหนดเบื้องต้นทางสังคมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อกำหนดเบื้องต้นทางชีววิทยาด้วย จริยธรรมทางชีวภาพค้นพบในตัวเรา โลกภายในและในพฤติกรรมของเรา นอกจากรูปแบบที่สร้างขึ้นด้วยเหตุผล วัฒนธรรม สังคมแล้ว ยังมีรูปแบบที่กำหนดโดยโปรแกรมพันธุกรรมโบราณที่สืบทอดมาจากบรรพบุรุษสัตว์ของเราด้วย ทิศทางที่สำคัญของจริยธรรมทางชีวภาพสมัยใหม่คือการค้นหาแนวทางใหม่ในการประเมินทางศีลธรรมของปรากฏการณ์เช่นนาเซียเซียการละเมิดอัตลักษณ์ทางเพศการโคลนนิ่ง



สมมติฐานการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก

ปัญหาชีวิตและสิ่งมีชีวิตเป็นเป้าหมายของการศึกษาในสาขาวิชาธรรมชาติหลายแขนง เริ่มตั้งแต่ชีววิทยา และจบด้วยปรัชญา คณิตศาสตร์ ซึ่งพิจารณาแบบจำลองเชิงนามธรรมของปรากฏการณ์สิ่งมีชีวิต ตลอดจนฟิสิกส์ ซึ่งกำหนดชีวิตจากมุมมองของ กฎทางกายภาพ การวิจัยและความพยายามที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้มานานหลายศตวรรษทำให้เกิดสมมติฐานต่างๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

ตามสอง ตำแหน่งทางอุดมการณ์– วัตถุนิยมและอุดมคติ - แม้แต่ในปรัชญาโบราณ แนวคิดที่ขัดแย้งกันเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตก็พัฒนาขึ้น: เนรมิตนิยมและทฤษฎีวัตถุนิยมเกี่ยวกับต้นกำเนิดของธรรมชาติอินทรีย์จากอนินทรีย์ ผู้เสนอลัทธิเนรมิตโต้แย้งว่าชีวิตเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการสร้างสรรค์อันศักดิ์สิทธิ์ ซึ่งมีหลักฐานว่าสิ่งมีชีวิตมีพลังพิเศษที่ควบคุมกระบวนการทางชีววิทยาทั้งหมด ผู้เสนอการกำเนิดของชีวิตจากธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตโต้แย้งว่าธรรมชาติอินทรีย์เกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของกฎธรรมชาติ ต่อมาแนวคิดนี้ได้ถูกนำมาสรุปให้เป็นรูปธรรมในแนวคิดเรื่องการสร้างชีวิตขึ้นมาเอง

จึงมีสมมติฐานเกี่ยวกับกำเนิดชีวิตดังนี้

1. ลัทธิเนรมิต - ตามแนวคิดของเนรมิตชีวิตเกิดขึ้นเป็นผลมาจากสิ่งเหนือธรรมชาติเช่นการละเมิดกฎฟิสิกส์เหตุการณ์ในอดีต แนวคิดเรื่องการเนรมิตนั้นปฏิบัติตามโดยผู้ติดตามศาสนาที่พบมากที่สุดเกือบทั้งหมด ตามแนวคิดดั้งเดิมของศาสนายิว-คริสเตียนเกี่ยวกับการสร้างโลก ดังที่อธิบายไว้ในหนังสือปฐมกาล โลกและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในนั้นถูกสร้างขึ้นโดยผู้สร้างผู้ทรงฤทธานุภาพใน 6 วันยาวนาน 24 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน คริสเตียนจำนวนมากไม่ถือว่าพระคัมภีร์เป็นหนังสือทางวิทยาศาสตร์และเชื่อว่าพระคัมภีร์นำเสนอในรูปแบบที่เข้าใจได้สำหรับทุกคนตลอดเวลาเกี่ยวกับการเปิดเผยทางเทววิทยาเกี่ยวกับการสร้างสิ่งมีชีวิตทั้งปวงของพระเจ้า

ตามหลักเหตุผลแล้ว ไม่มีความขัดแย้งระหว่างคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์และเทววิทยาเกี่ยวกับการสร้างโลกเพราะว่า ขอบเขตความคิดทั้งสองนี้แยกจากกัน เทววิทยารู้ความจริงผ่าน การเปิดเผยอันศักดิ์สิทธิ์และศรัทธาและตระหนักถึงสิ่งต่าง ๆ ซึ่งไม่มีหลักฐานในความหมายทางวิทยาศาสตร์ของคำนี้ วิทยาศาสตร์ใช้การสังเกตและการทดลองอย่างกว้างขวาง ความจริงทางวิทยาศาสตร์ประกอบด้วยองค์ประกอบของสมมติฐานเสมอ ในขณะที่ความจริงทางเทววิทยาของผู้เชื่อถือเป็นความจริงที่แน่นอน กระบวนการสร้างโลกอันศักดิ์สิทธิ์นั้นถือกันว่าเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว ดังนั้นจึงไม่อาจสังเกตได้ แนวคิดเรื่องการสร้างโลกอันศักดิ์สิทธิ์นั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้น วิทยาศาสตร์ซึ่งเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่สังเกตได้จึงไม่สามารถพิสูจน์หรือหักล้างแนวคิดนี้ได้

ธรรมชาติที่ไม่สุ่มของกระบวนการกำเนิดและการพัฒนาของชีวิตพูดถึง หลักการมานุษยวิทยาคิดค้นขึ้นในยุค 70 ของศตวรรษของเรา สาระสำคัญอยู่ที่ความจริงที่ว่าแม้แต่การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในค่าของค่าคงที่พื้นฐานใด ๆ ก็ทำให้เป็นไปไม่ได้สำหรับโครงสร้างที่มีลำดับสูงและเป็นผลให้ชีวิตปรากฏในจักรวาล ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของค่าคงที่ของพลังค์ 10% จะทำให้โปรตอนไม่สามารถรวมกับนิวตรอนได้เช่น ทำให้การสังเคราะห์นิวเคลียสปฐมภูมิเป็นไปไม่ได้ การลดลงของค่าคงที่ของพลังค์ลง 10% จะนำไปสู่การก่อตัวของไอโซโทปที่เสถียร 2 He ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ไฮโดรเจนทั้งหมดในระยะแรกของการขยายตัวของจักรวาล ลักษณะที่ไม่สุ่มของค่าคงที่พื้นฐานอาจบ่งบอกถึงการมีอยู่ของ "แผนการสร้างสรรค์" ตั้งแต่เริ่มต้นของการก่อตัวของจักรวาลซึ่งบ่งบอกถึงการมีอยู่ของผู้สร้าง - ผู้เขียนแผนนี้

2. ต้นกำเนิดตามธรรมชาติของสมมติฐานชีวิต - ตามคำกล่าวของอริสโตเติล “อนุภาค” บางชนิดของสารประกอบด้วย “หลักการที่ออกฤทธิ์” บางอย่าง ซึ่งสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

ต้นกำเนิดของสมมติฐานเรื่องชีวิตเกิดขึ้นเองแพร่หลายในจีนโบราณ บาบิโลน และอียิปต์ โดยเป็นทางเลือกแทนลัทธิเนรมิต ติดตาม Empedocles หนึ่งในคนกลุ่มแรกที่แสดงแนวคิดนี้ วิวัฒนาการทางอินทรีย์แนวคิดเรื่องต้นกำเนิดของชีวิตเป็นไปตามธรรมชาติของอริสโตเติล ผู้ซึ่งเชื่อมโยงสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเข้าเป็น "บันไดแห่งธรรมชาติ" เพียงหนึ่งเดียว ตามคำกล่าวของอริสโตเติล “อนุภาค” บางชนิดของสารประกอบด้วย “หลักการที่ออกฤทธิ์” บางอย่าง ซึ่งสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม อริสโตเติลกล่าวว่าหลักการนี้มีอยู่ในไข่ที่ปฏิสนธิท่ามกลางแสงแดด โคลน และเนื้อที่เน่าเปื่อย ในปี ค.ศ. 1688 แพทย์ชาวอิตาลี ฟรานเชสโก เรดี ตั้งคำถามเกี่ยวกับทฤษฎีการกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติ และทำการทดลองหลายชุดซึ่งเขาแสดงให้เห็นว่าชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้จากชาติก่อนเท่านั้น (แนวคิดเรื่องการสร้างทางชีวภาพ) ในที่สุด หลุยส์ ปาสเตอร์ (1860) ก็หักล้างทฤษฎีการกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติ และพิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีการกำเนิดทางชีวภาพ การทดลองของแอล. ปาสเตอร์แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ปรากฏในสารละลายอินทรีย์เนื่องจากความจริงที่ว่ามีการนำเอ็มบริโอของพวกมันไปที่นั่นก่อนหน้านี้ หากภาชนะที่มีสารอาหารได้รับการปกป้องจากการนำจุลินทรีย์เข้าไปก็จะไม่มีการสร้างชีวิตขึ้นมาเอง

แนวคิดเรื่องการเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ แม้ว่าจะผิดพลาด แต่ก็มีบทบาทเชิงบวก การทดลองที่ออกแบบมาเพื่อยืนยันว่าได้ให้ข้อมูลเชิงประจักษ์มากมายสำหรับการพัฒนาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ การปฏิเสธแนวคิดเรื่องการสร้างตามธรรมชาติครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นเฉพาะในศตวรรษที่ 19 เท่านั้น

การยืนยันทฤษฎีการกำเนิดทางชีวภาพทำให้เกิดปัญหาสิ่งมีชีวิตชนิดแรกซึ่งสิ่งมีชีวิตอื่นทั้งหมดเกิดขึ้น ทฤษฎีทั้งหมด (ยกเว้นทฤษฎีสภาวะคงตัว) สันนิษฐานว่าในช่วงใดช่วงหนึ่งในประวัติศาสตร์แห่งชีวิตมีการเปลี่ยนแปลงจากการไม่มีชีวิตไปสู่การมีชีวิตอยู่ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?

3. สมมติฐานสถานะคงที่ - ตามสมมติฐานนี้ โลกไม่เคยเกิดขึ้น แต่ดำรงอยู่ตลอดไป โลกสามารถรองรับชีวิตได้เสมอ แต่ละสายพันธุ์มีความเป็นไปได้เพียงสองประการ: การเปลี่ยนแปลงจำนวนหรือการสูญพันธุ์

4. สมมติฐานของแพนสเปอร์เมีย กล่าวว่าชีวิตอาจเกิดขึ้นครั้งเดียวหรือหลายครั้งในเวลาที่ต่างกันและในสถานที่ต่างกันในจักรวาล สมมติฐานนี้เกิดขึ้นในยุค 60 ปีที่ XIXศตวรรษและมีความเกี่ยวข้องกับชื่อของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน G. Richter ต่อมานักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงเช่น S. Arrhenius, G. Helmholtz, V.I. ได้แบ่งปันแนวคิดเรื่องแพนสเปิร์เมีย เวอร์นาดสกี้. เพื่อยืนยันทฤษฎีนี้ จึงมีการใช้การพบเห็นยูเอฟโอ ภาพวาดหินโบราณ คล้ายจรวด และมนุษย์ต่างดาว ฯลฯ การวิจัยอวกาศของโซเวียตและอเมริกาเสนอว่าความน่าจะเป็นในการค้นพบสิ่งมีชีวิตนอกโลกภายในระบบสุริยะนั้นมีน้อยมาก แต่ไม่ได้ให้เหตุผลในการยืนยันหรือหักล้างการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตนอกขอบเขต เมื่อศึกษาวัสดุของอุกกาบาตและดาวหางพบว่ามี "สารตั้งต้นของชีวิต" จำนวนมาก (ไซยาโนเจน, กรดไฮโดรไซยานิก ฯลฯ ) ซึ่งสามารถเล่นบทบาทของ "เมล็ดพันธุ์" แห่งชีวิตได้ อาจเป็นไปได้ว่าทฤษฎีแพนสเปิร์เมียไม่ใช่ทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตเช่นนั้น มันเพียงแต่ถ่ายทอดปัญหาต้นกำเนิดของชีวิตไปยังอีกที่หนึ่งในจักรวาล

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ความคิด ต้นกำเนิดของจักรวาลระบบทางชีววิทยาบนโลกและความเป็นนิรันดร์ของชีวิตในอวกาศได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย V.I. เวอร์นาดสกี้.

5. สมมติฐานของการดำรงอยู่ชั่วนิรันดร์ของชีวิต - ถูกนำเสนอในศตวรรษที่ 19 มีการแนะนำว่าสิ่งมีชีวิตมีอยู่ในอวกาศและถูกย้ายจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งไปยังอีกดวงหนึ่ง

6. สมมติฐานวิวัฒนาการทางชีวเคมี- อายุของโลกประมาณ 4.5–5 พันล้านปี ในอดีตอันไกลโพ้น อุณหภูมิบนพื้นผิวโลกของเราอยู่ที่ 4,000-8,000 องศาเซลเซียส เมื่อเย็นลง คาร์บอนและโลหะทนไฟก็ควบแน่นจนกลายเป็นเปลือกโลก อันเป็นผลมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของเปลือกโลกและการอัดที่เกิดจากการเย็นตัว รอยพับและการแตกร้าวจึงเกิดขึ้น บรรยากาศของโลกในสมัยโบราณลดลงอย่างเห็นได้ชัด (หินที่เก่าแก่ที่สุดในโลกมีโลหะอยู่ในรูปแบบรีดิวซ์ เช่น เหล็กที่เป็นเหล็ก หินที่มีอายุน้อยกว่ามีโลหะอยู่ในรูปแบบออกซิไดซ์ เช่น เหล็กเฟอร์ริก) แทบไม่มีออกซิเจนในบรรยากาศ การเกิดขึ้นของชีวิตมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเกิดขึ้น มหาสมุทรของโลกซึ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 3.8 พันล้านปีก่อน ข้อมูลทางบรรพชีวินวิทยาระบุว่าอุณหภูมิของน้ำที่นั่นไม่ต่ำเกินไป แต่ไม่เกิน 58 °C ร่องรอย สิ่งมีชีวิตโบราณค้นพบในชั้นต่างๆ ซึ่งมีอายุประมาณ 3.2-3.5 พันล้านปี

สมมติฐานของวิวัฒนาการทางชีวเคมีถูกนำเสนอโดยนักวิชาการ A.I. Oparin (1894-1980) ในหนังสือของเขาเรื่อง "The Origin of Life" ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1924 เขาแย้งว่าหลักการ Redi ซึ่งแนะนำการผูกขาดของการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทางชีวภาพนั้นใช้ได้เฉพาะกับยุคสมัยใหม่ของการดำรงอยู่ของเรา ดาวเคราะห์. ในช่วงเริ่มต้นของการดำรงอยู่ เมื่อโลกไม่มีชีวิต การสังเคราะห์สารประกอบคาร์บอนแบบไม่มีชีวิตและวิวัฒนาการก่อนชีววิทยาที่ตามมาก็เกิดขึ้นบนนั้น

สาระสำคัญของสมมติฐานของ Oparin มีดังนี้: ต้นกำเนิดของชีวิตบนโลกเป็นกระบวนการวิวัฒนาการที่ยาวนานของการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตในส่วนลึกของสิ่งไม่มีชีวิต สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการวิวัฒนาการทางเคมีซึ่งเป็นผลมาจากสารอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดเกิดขึ้นจากสารอนินทรีย์ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางเคมีกายภาพที่รุนแรง

การเกิดขึ้นของชีวิต A.I. โอภารินถือว่าโสด กระบวนการทางธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยวิวัฒนาการทางเคมีเบื้องต้นที่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขของโลกยุคแรกซึ่งค่อยๆ เคลื่อนไปสู่ระดับใหม่เชิงคุณภาพ นั่นคือ วิวัฒนาการทางชีวเคมี เมื่อพิจารณาถึงปัญหาการกำเนิดสิ่งมีชีวิตผ่านวิวัฒนาการทางชีวเคมี โอปารินได้ระบุขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงจากสิ่งไม่มีชีวิตไปเป็นสิ่งมีชีวิตเป็นสามขั้นตอน

ขั้นแรก – วิวัฒนาการทางเคมี - เมื่อโลกยังคงไร้ชีวิตชีวา (ประมาณ 4 พันล้านปีก่อน) การสังเคราะห์สารประกอบคาร์บอนแบบไม่มีชีวะและวิวัฒนาการก่อนชีววิทยาที่ตามมาก็เกิดขึ้นบนนั้น วิวัฒนาการของโลกในช่วงนี้มีลักษณะเฉพาะมากมาย การระเบิดของภูเขาไฟพร้อมกับปล่อยลาวาร้อนออกมาจำนวนมหาศาล เมื่อดาวเคราะห์เย็นลง ไอน้ำในชั้นบรรยากาศก็ควบแน่นและตกลงมาสู่พื้นโลกเป็นห่าฝน ก่อตัวเป็นก้อนใหญ่ แหล่งน้ำ(มหาสมุทรหลัก) กระบวนการเหล่านี้ดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายล้านปี เกลืออนินทรีย์หลายชนิดถูกละลายในน่านน้ำของมหาสมุทรปฐมภูมิ นอกจากนี้สารประกอบอินทรีย์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในชั้นบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตก็เข้าสู่มหาสมุทรเช่นกัน อุณหภูมิสูงและการปะทุของภูเขาไฟ ความเข้มข้นของสารประกอบอินทรีย์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และในที่สุด น้ำทะเลก็กลายเป็น " น้ำซุป"จากสารคล้ายโปรตีน-เปปไทด์

รูปที่ 26 – โครงการกำเนิดชีวิตตามโอปาริน

ขั้นที่สอง – การปรากฏตัวของโปรตีน - เมื่อสภาวะบนโลกอ่อนตัวลง ส่วนผสมทางเคมีของมหาสมุทรดึกดำบรรพ์ได้รับผลกระทบจากการปล่อยกระแสไฟฟ้า พลังงานความร้อน และรังสีอัลตราไวโอเลต การศึกษาที่เป็นไปได้สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน - ไบโอโพลีเมอร์และนิวคลีโอไทด์ซึ่งค่อยๆรวมเข้าด้วยกันและกลายเป็นความซับซ้อนมากขึ้น โปรโตไบโอออน (บรรพบุรุษก่อนเซลล์ของสิ่งมีชีวิต) ผลลัพธ์ของการวิวัฒนาการของสารอินทรีย์เชิงซ้อนคือการปรากฏตัวของ coacervate หรือหยด coacervate โคเซอร์เวต – สารเชิงซ้อนของอนุภาคคอลลอยด์ซึ่งมีสารละลายแบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ ชั้นที่อุดมไปด้วย อนุภาคคอลลอยด์และของเหลวก็แทบจะไม่มีเลย Coacervates มีความสามารถในการดูดซับสารต่างๆ ที่ละลายอยู่ในน่านน้ำของมหาสมุทรปฐมภูมิ เป็นผลให้โครงสร้างภายในของ coacervates เปลี่ยนไปในทิศทางของการเพิ่มความเสถียรในสภาวะที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมีถือว่า coacervates เป็นระบบพรีชีววิทยาซึ่งเป็นกลุ่มของโมเลกุลที่ล้อมรอบด้วย เปลือกน้ำ- ตัวอย่างเช่น โคเซอร์เวตสามารถดูดซับสารต่างๆ ได้ สิ่งแวดล้อมโต้ตอบกัน เพิ่มขนาด ฯลฯ อย่างไรก็ตาม หยดโคเซอร์เวทต่างจากสิ่งมีชีวิตตรงที่ไม่สามารถสืบพันธุ์และควบคุมตนเองได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถจัดเป็นระบบทางชีววิทยาได้

ขั้นตอนที่สามคือการก่อตัวของความสามารถในการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง การปรากฏตัวของเซลล์ที่มีชีวิต - ในช่วงเวลานี้การคัดเลือกโดยธรรมชาติเริ่มดำเนินการเช่น ในมวลของหยดโคเซอร์เวต การเลือกโคเซอร์เวตที่ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่กำหนดมากที่สุดเกิดขึ้น กระบวนการคัดเลือกดำเนินไปเป็นเวลาหลายล้านปี ยาหยอดโคเซอร์เวตที่เก็บรักษาไว้มีความสามารถในการรับเมแทบอลิซึมหลักซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของชีวิตอยู่แล้ว ในเวลาเดียวกัน เมื่อถึงขนาดที่กำหนด หยดของแม่ก็สลายตัวไปเป็นหยดของลูกสาวที่ยังคงรักษาลักษณะของโครงสร้างของแม่ไว้ ดังนั้นเราจึงสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการได้มาโดย coacervates ทรัพย์สินของการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง - หนึ่งในนั้น สัญญาณที่สำคัญที่สุดชีวิต. ในความเป็นจริง ในขั้นตอนนี้ coacervates กลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุด วิวัฒนาการเพิ่มเติมของโครงสร้างพรีไบโอโลยีเหล่านี้เป็นไปได้เฉพาะเมื่อมีภาวะแทรกซ้อนของกระบวนการเมแทบอลิซึมภายในโคเซอร์เวตเท่านั้น

สภาพแวดล้อมภายในของ coacervate จำเป็นต้องได้รับการปกป้องจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ดังนั้นชั้นของไขมันจึงปรากฏขึ้นรอบโคเซอร์เวตซึ่งอุดมไปด้วยสารประกอบอินทรีย์ โดยแยกโคเซอร์เวตออกจากสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำโดยรอบ ในระหว่างกระบวนการวิวัฒนาการ ไขมันจะถูกเปลี่ยนเป็นเยื่อหุ้มชั้นนอก ซึ่งเพิ่มความมีชีวิตและความเสถียรของสิ่งมีชีวิตอย่างมีนัยสำคัญ การปรากฏตัวของเมมเบรนได้กำหนดทิศทางของการวิวัฒนาการทางชีววิทยาต่อไปตามเส้นทางของการควบคุมอัตโนมัติที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น ซึ่งไปสิ้นสุดในการก่อตัวของเซลล์ปฐมภูมิ - อาร์คีเซลล์ เซลล์คือหน่วยทางชีววิทยาเบื้องต้น ซึ่งเป็นพื้นฐานด้านโครงสร้างและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เซลล์ดำเนินการเมแทบอลิซึมโดยอิสระ มีความสามารถในการแบ่งตัวและการควบคุมตนเอง เช่น มีคุณสมบัติครบถ้วนของสิ่งมีชีวิต การก่อตัวของเซลล์ใหม่จากวัสดุที่ไม่ใช่เซลล์เป็นไปไม่ได้; การพัฒนาอินทรีย์จะเห็นเป็น กระบวนการสากลการสร้างเซลล์

โครงสร้างของเซลล์ประกอบด้วย: เมมเบรนที่แยกเนื้อหาของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก พลาสซึมซึ่งเป็นสารละลายน้ำเกลือที่มีเอนไซม์ที่ละลายน้ำได้และแขวนลอยและโมเลกุลอาร์เอ็นเอ นิวเคลียสที่มีโครโมโซมประกอบด้วยโมเลกุล DNA และโปรตีนที่เกาะอยู่

ดังนั้น จุดเริ่มต้นของชีวิตจึงควรได้รับการพิจารณาถึงการเกิดขึ้นของระบบอินทรีย์ (เซลล์) ที่สามารถสืบพันธุ์ได้เองอย่างมีเสถียรภาพ โดยมีลำดับนิวคลีโอไทด์คงที่ หลังจากการเกิดขึ้นของระบบดังกล่าวเท่านั้นที่เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับจุดเริ่มต้นของวิวัฒนาการทางชีววิทยาได้

การเปลี่ยนผ่านจากการไม่มีชีวิตไปสู่การมีชีวิตอยู่เกิดขึ้นหลังจากพื้นฐานของระบบชีวิตพื้นฐานสองระบบเกิดขึ้นและพัฒนาบนพื้นฐานของระบบก่อนหน้า นั่นคือ ระบบเมตาบอลิซึม และระบบสำหรับการสร้างรากฐานทางวัตถุของเซลล์ที่มีชีวิต

ความน่าจะเป็นนั้น โมเลกุลโปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโน 100 ชนิด 20 ชนิด จะถูกสุ่มสร้างตามรูปแบบที่กำหนด เท่ากับ 1/20 100 µs 1/10 130 เซลล์ที่มีชีวิต– คอมเพล็กซ์ของโปรตีน ลิพิด และนิวคลีโอไทด์ที่ทำปฏิกิริยากันซึ่งก่อตัวขึ้น รหัสพันธุกรรม- เซลล์ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยเอนไซม์มากกว่า 2,000 ชนิด ความน่าจะเป็นของการเกิดแบบสุ่มดังกล่าว โครงสร้างที่ซับซ้อนเล็ก

ความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์ไบโอโพลีเมอร์แบบอะบิเจนิกได้รับการพิสูจน์จากการทดลองในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ในปี 1953 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน เอส. มิลเลอร์ ได้สร้างแบบจำลองบรรยากาศปฐมภูมิของโลก และสังเคราะห์กรดอะซิติกและกรดฟอร์มิก ยูเรีย และกรดอะมิโนโดยการผ่าน ค่าไฟฟ้าผ่านส่วนผสมของก๊าซ (น้ำ, คาร์บอนไดออกไซด์, ไฮโดรเจน, ไนโตรเจน, มีเทน) ดังนั้นจึงแสดงให้เห็นว่าการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์เชิงซ้อนเป็นไปได้อย่างไรภายใต้อิทธิพลของปัจจัยอะบิเจนิก

แม้จะมีความถูกต้องทางทฤษฎีและการทดลอง แต่แนวคิดของ Oparin มีทั้งจุดแข็งและจุดอ่อน จุดแข็งของแนวคิดคือการพิสูจน์เชิงทดลองที่แม่นยำของวิวัฒนาการทางเคมี ซึ่งต้นกำเนิดของชีวิตเป็นผลมาจากวิวัฒนาการทางธรรมชาติของสสาร ข้อโต้แย้งที่น่าเชื่อถือซึ่งสนับสนุนแนวคิดนี้ก็คือความเป็นไปได้ในการตรวจสอบการทดลองตามข้อกำหนดหลักของแนวคิดนี้ ด้านที่อ่อนแอแนวคิดคือความเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายช่วงเวลาแห่งการก้าวกระโดดจากสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนไปสู่สิ่งมีชีวิต

การเปลี่ยนแปลงจากวิวัฒนาการก่อนชีววิทยาไปสู่วิวัฒนาการทางชีววิทยาเวอร์ชันหนึ่งเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน M. ไอเกน. ตามสมมติฐานของเขา การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตอธิบายได้จากปฏิกิริยาของกรดนิวคลีอิกและโปรตีน กรดนิวคลีอิกเป็นพาหะ ข้อมูลทางพันธุกรรมและโปรตีนทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาเคมี- กรดนิวคลีอิกสืบพันธุ์ตัวเองและส่งข้อมูลไปยังโปรตีน ห่วงโซ่ปิดเกิดขึ้น - ไฮเปอร์ไซเคิลซึ่งกระบวนการปฏิกิริยาเคมีเร่งตัวเองได้เนื่องจากมีตัวเร่งปฏิกิริยา ในไฮเปอร์ไซเคิล ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาทำหน้าที่เป็นทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวทำปฏิกิริยาเริ่มต้นพร้อมกัน ปฏิกิริยาดังกล่าวเรียกว่าปฏิกิริยาอัตโนมัติ

อีกทฤษฎีหนึ่งที่สามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงจากวิวัฒนาการก่อนชีววิทยาไปสู่วิวัฒนาการทางชีววิทยาได้ก็คือ การทำงานร่วมกัน - รูปแบบที่ค้นพบโดยการทำงานร่วมกันทำให้สามารถชี้แจงกลไกของการเกิดขึ้นของอินทรียวัตถุจากสสารอนินทรีย์ในแง่ของการจัดระเบียบตนเองผ่านการเกิดขึ้นตามธรรมชาติของโครงสร้างใหม่ในระหว่างการโต้ตอบของระบบเปิดกับสิ่งแวดล้อม