CCE คำถาม 42

สมมติฐานที่มาของสิ่งมีชีวิตบนโลก

1. การสร้างสรรค์

2. รุ่นที่เกิดขึ้นเอง (ที่เกิดขึ้นเอง)

3. สมมติฐาน Panspermia

4. สมมติฐานทางชีวภาพ วิวัฒนาการทางเคมี

5. สถานะเครื่องเขียน

1. เนรมิต. ตามแนวคิดนี้ ชีวิตและสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่อาศัยอยู่บนโลกเป็นผลมาจากการกระทำที่สร้างสรรค์ของสิ่งมีชีวิตที่สูงกว่าในบางช่วงเวลา บทบัญญัติหลักของเนรมิตมีระบุไว้ในพระคัมภีร์ในพระธรรมปฐมกาล กระบวนการสร้างโลกอันศักดิ์สิทธิ์นั้นเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว ดังนั้นจึงไม่สามารถสังเกตได้ นี่เพียงพอแล้วที่จะนำแนวคิดทั้งหมดของการทรงสร้างจากสวรรค์ออกจากขอบเขตของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่สังเกตได้เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถพิสูจน์หรือปฏิเสธแนวคิดนี้ได้

2. รุ่นที่เกิดขึ้นเอง (ที่เกิดขึ้นเอง). แนวความคิดเรื่องกำเนิดของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตได้แพร่หลายใน จีนโบราณ, บาบิโลน, อียิปต์. อริสโตเติล นักปรัชญาที่ใหญ่ที่สุดของกรีกโบราณ เสนอว่า "อนุภาค" ของสสารบางชนิดมี "หลักการเชิงรุก" บางชนิด ซึ่งภายใต้สภาวะที่เหมาะสม สามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้

Van Helmont (1579-1644) แพทย์ชาวดัตช์และนักปรัชญาธรรมชาติ บรรยายการทดลองที่เขาอ้างว่าสร้างหนูขึ้นมาภายในสามสัปดาห์ สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องมีเสื้อเชิ้ตสกปรกตู้เสื้อผ้าสีเข้มและข้าวสาลีหนึ่งกำมือ Van Helmont ถือว่าเหงื่อของมนุษย์เป็นหลักการสำคัญในกระบวนการเกิดของหนู และจนกระทั่งการปรากฏตัวของหลุยส์ปาสเตอร์ผู้ก่อตั้งจุลชีววิทยาในช่วงกลางศตวรรษที่สิบสิบหลักคำสอนนี้ยังคงพบสมัครพรรคพวก

การพัฒนาแนวคิดเรื่องการสร้างโดยธรรมชาติหมายถึงยุคสมัยที่แนวคิดทางศาสนาครอบงำจิตสำนึกสาธารณะ นักปรัชญาและนักธรรมชาติวิทยาเหล่านั้นที่ไม่ต้องการยอมรับคำสอนของพระศาสนจักรเรื่อง "การสร้างชีวิต" ด้วยความรู้ในระดับนั้น จึงเกิดแนวคิดเรื่องรุ่นที่เกิดขึ้นเองโดยง่าย ในทางตรงกันข้ามกับความเชื่อในการสร้างสรรค์ แนวคิดเรื่องต้นกำเนิดตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตถูกเน้นย้ำ แนวคิดของการเกิดขึ้นเองตามธรรมชาตินั้นอยู่ในขั้นตอนที่มีนัยสำคัญก้าวหน้าในระดับหนึ่ง ดังนั้น คริสตจักรและนักเทววิทยาจึงมักคัดค้านแนวคิดนี้

3. สมมติฐาน Panspermiaตามสมมติฐานนี้เสนอไว้เมื่อปี พ.ศ. 2408 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน G. Richter และในที่สุดโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Arrhenius ในปีพ. ศ. 2438 สามารถนำชีวิตมาจากอวกาศมายังโลกได้ การกระแทกที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดของสิ่งมีชีวิตที่มาจากนอกโลกด้วยอุกกาบาตและฝุ่นจักรวาล สมมติฐานนี้มีพื้นฐานมาจากข้อมูลเกี่ยวกับความต้านทานสูงของสิ่งมีชีวิตบางชนิดและสปอร์ของพวกมันต่อการแผ่รังสี สุญญากาศสูง อุณหภูมิต่ำ และอิทธิพลอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีข้อเท็จจริงที่น่าเชื่อถือที่ยืนยันว่าต้นกำเนิดของจุลินทรีย์จากต่างดาวที่พบในอุกกาบาต แต่ถึงแม้พวกมันจะมายังโลกและก่อให้เกิดชีวิตบนโลกของเรา คำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดดั้งเดิมของชีวิตก็ยังไม่ได้รับคำตอบ

4. สมมติฐานวิวัฒนาการทางชีวเคมี. ในปี 1924 นักชีวเคมี AI Oparin และต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ J. Haldane (1929) ได้กำหนดสมมติฐานที่ถือว่าชีวิตเป็นผลมาจากวิวัฒนาการของสารประกอบคาร์บอนมาอย่างยาวนาน

ปัจจุบันในกระบวนการของการก่อตัวของชีวิตสี่ขั้นตอนมีความโดดเด่นตามอัตภาพ:

1. การสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์น้ำหนักโมเลกุลต่ำ (โมโนเมอร์ชีวภาพ) จากก๊าซในชั้นบรรยากาศปฐมภูมิ

2. การก่อตัวของพอลิเมอร์ชีวภาพ

3. การสร้างระบบแยกเฟสของสารอินทรีย์ที่แยกจากสภาพแวดล้อมภายนอกด้วยเมมเบรน (โปรโตบิออน)

4. การเกิดขึ้นของเซลล์ที่ง่ายที่สุดที่มีคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตรวมถึงอุปกรณ์การสืบพันธุ์ซึ่งทำให้การถ่ายโอนคุณสมบัติของเซลล์ต้นกำเนิดไปยังเซลล์ลูกสาว

"PRIMARY SOFT" (ไม่บังคับ)

ในปี 1923 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Alexander Ivanovich Oparin เสนอว่าภายใต้สภาวะของโลกดึกดำบรรพ์ สารอินทรีย์เกิดขึ้นจากสารประกอบที่ง่ายที่สุด ได้แก่ แอมโมเนีย มีเทน ไฮโดรเจน และน้ำ พลังงานที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถรับได้จากรังสีอัลตราไวโอเลตหรือจากการปล่อยไฟฟ้าฟ้าผ่าบ่อยครั้ง - ฟ้าผ่า บางทีสารอินทรีย์เหล่านี้ค่อยๆ สะสมในมหาสมุทรโบราณ ก่อตัวขึ้น น้ำซุปดั้งเดิมที่ซึ่งชีวิตมีต้นกำเนิด

ตามสมมติฐานของ A.I. Oparin ในน้ำซุปหลัก โมเลกุลโปรตีนที่มีลักษณะเป็นเกลียวยาวสามารถพับเป็นลูกบอลได้ "เกาะติดกัน" และมีขนาดใหญ่ขึ้น ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงทนต่อการทำลายล้างของคลื่นและ รังสีอัลตราไวโอเลต. บางอย่างกำลังเกิดขึ้น เช่นนั้นซึ่งสามารถสังเกตได้โดยการเทปรอทจากเทอร์โมมิเตอร์ที่หักลงบนจานรอง: ปรอทที่แตกเป็นหยดเล็กๆ จำนวนมากจะค่อยๆ สะสมเป็นหยดที่ใหญ่ขึ้นเล็กน้อย แล้วจึงกลายเป็นลูกบอลขนาดใหญ่ก้อนเดียว โปรตีน "ลูก" ใน "น้ำซุปหลัก" ดึงดูดตัวเองโมเลกุลของน้ำที่ถูกผูกไว้เช่นเดียวกับไขมัน ไขมันจับตัวอยู่บนพื้นผิวของโปรตีน ห่อหุ้มพวกมันด้วยชั้นหนึ่ง โครงสร้างซึ่งคล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์จากระยะไกล Oparin เรียกกระบวนการนี้ว่า coacervation (จากภาษาละติน coacervus - "ก้อน") และวัตถุที่เป็นผลลัพธ์ถูกเรียกว่า coacervate drops หรือเพียงแค่ coacervates เมื่อเวลาผ่านไป coacervates ดูดซับสารบางส่วนจากสารละลายที่อยู่รอบตัวพวกเขามากขึ้นเรื่อย ๆ โครงสร้างของพวกมันก็ซับซ้อนมากขึ้นจนกระทั่งกลายเป็นเซลล์ดึกดำบรรพ์ แต่มีชีวิตอยู่แล้ว

5. สถานะเครื่องเขียน

ตามทฤษฎีสภาวะคงตัว โลกไม่เคยเกิดขึ้น แต่ดำรงอยู่ตลอดไป มันสามารถดำรงชีวิตได้เสมอ และถ้ามันเปลี่ยนแปลง มันก็เปลี่ยนไปน้อยมาก ตามเวอร์ชันนี้ สปีชีส์ไม่เคยเกิดขึ้น พวกมันมีอยู่เสมอ และแต่ละสปีชีส์มีความเป็นไปได้เพียงสองอย่างเท่านั้น - ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงของตัวเลขหรือการสูญพันธุ์

คำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตบนโลกคือคำถามที่สำคัญที่สุดข้อหนึ่ง คำถามยากๆ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ซึ่งยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจนจนถึงตอนนี้

มีหลายทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก ซึ่งมีชื่อเสียงมากที่สุด ได้แก่:

• ทฤษฎีการเกิดขึ้นเอง (ที่เกิดขึ้นเอง)
• ทฤษฎีการทรงสร้าง (หรือการสร้าง);
• ทฤษฎีสภาวะคงตัว
• ทฤษฎีแพนสเปอร์เมีย
• ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมี (ทฤษฎี A.I. Oparin)

พิจารณาบทบัญญัติหลักของทฤษฎีเหล่านี้

ทฤษฎีการเกิดขึ้นเอง (ที่เกิดขึ้นเอง)

ทฤษฎีการกำเนิดชีวิตที่เกิดขึ้นเองนั้นแพร่หลายในโลกยุคโบราณ - บาบิโลน จีน อียิปต์โบราณ และกรีกโบราณ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งอริสโตเติลที่ยึดถือทฤษฎีนี้)

นักวิทยาศาสตร์ โลกโบราณและยุโรปยุคกลางเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตมักเกิดจากสิ่งไม่มีชีวิต: หนอนจากโคลน กบจากโคลน หิ่งห้อยจากน้ำค้างยามเช้า ฯลฯ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ผู้โด่งดังแห่งศตวรรษที่ 17 Van Helmont อธิบายอย่างจริงจังในบทความทางวิทยาศาสตร์ของเขาเกี่ยวกับประสบการณ์ซึ่งเขาได้หนูในตู้เสื้อผ้ามืดที่ถูกล็อคไว้โดยตรงจากเสื้อสกปรกและข้าวสาลีหนึ่งกำมือใน 3 สัปดาห์ เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ฟรานเชสโก เรดี (1688) ตัดสินใจใช้ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในการตรวจสอบการทดลอง เขาใส่เนื้อหลายชิ้นในภาชนะและห่อด้วยผ้ามัสลินบางส่วน ในภาชนะเปิดมีหนอนขาวปรากฏบนพื้นผิวของเนื้อที่เน่าเปื่อย - ตัวอ่อนแมลงวัน ไม่มีตัวอ่อนแมลงวันในภาชนะที่หุ้มด้วยผ้ามัสลิน ดังนั้น F. Redi จึงสามารถพิสูจน์ได้ว่าตัวอ่อนแมลงวันไม่ปรากฏจากเนื้อเน่า แต่มาจากไข่ที่วางโดยแมลงวันบนพื้นผิวของมัน

ในปี ค.ศ. 1765 นักวิทยาศาสตร์และแพทย์ชาวอิตาลีชื่อดัง Lazzaro Spalanzani ต้มน้ำซุปเนื้อและผักในขวดแก้วที่ปิดสนิท น้ำซุปในขวดที่ปิดสนิทไม่เสื่อมสภาพ เขาสรุปว่าภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่สามารถทำให้น้ำซุปเน่าเสียตาย อย่างไรก็ตาม การทดลองของ F. Redi และ L. Spalanzani ไม่ได้ทำให้ทุกคนเชื่อ นักวิทยาศาสตร์ไวทัลลิสต์ (จาก lat. วิตามิน- ชีวิต) เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจะไม่เกิดขึ้นในน้ำซุปที่ต้มเนื่องจากเป็นสูตรพิเศษ “ พลังชีวิต” ซึ่งไม่สามารถเจาะเข้าไปในภาชนะที่ปิดสนิทได้เนื่องจากถูกลำเลียงผ่านอากาศ

ข้อพิพาทเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการสร้างชีวิตโดยธรรมชาติที่ทวีความรุนแรงขึ้นจากการค้นพบจุลินทรีย์ ถ้าสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้เองตามธรรมชาติ บางทีจุลินทรีย์ก็สามารถทำได้?

ในเรื่องนี้ในปี พ.ศ. 2402 สถาบันการศึกษาฝรั่งเศสได้ประกาศมอบรางวัลให้กับผู้ที่ตัดสินใจในที่สุดว่าคำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้หรือความเป็นไปไม่ได้ของการกำเนิดชีวิตที่เกิดขึ้นเอง รางวัลนี้ได้รับรางวัลในปี พ.ศ. 2405 โดยนักเคมีและจุลชีววิทยาชาวฝรั่งเศสชื่อ หลุยส์ ปาสเตอร์ เช่นเดียวกับ Spalanzani เขาต้มน้ำซุปสารอาหารในขวดแก้ว แต่ขวดนั้นไม่ธรรมดา แต่มีคอในรูปของหลอด 5 รูปทรง อากาศและด้วยเหตุนี้ "พลังชีวิต" สามารถแทรกซึมเข้าไปในขวดได้ แต่ฝุ่นและจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในอากาศจึงตกลงมาที่ข้อศอกล่างของหลอดรูป 5 และน้ำซุปในขวดยังคงปลอดเชื้อ (รูปที่ 1). อย่างไรก็ตามมันคุ้มค่าที่จะทำลายคอขวดหรือล้างหัวเข่าล่างของหลอด 5 รูปด้วยน้ำซุปที่ปราศจากเชื้อเนื่องจากน้ำซุปเริ่มขุ่นอย่างรวดเร็ว - จุลินทรีย์ปรากฏขึ้น

ด้วยเหตุนี้ ต้องขอบคุณงานของหลุยส์ ปาสเตอร์ ทฤษฏีของการเกิดขึ้นเองจึงเป็นที่ยอมรับว่าไม่สามารถป้องกันได้ และทฤษฎีการสร้างชีวภาพได้ก่อตั้งขึ้นในโลกของวิทยาศาสตร์ โดยมีสูตรสั้น ๆ คือ - "ทุกสิ่งที่มีชีวิตมาจากสิ่งมีชีวิต"

ข้าว. 1. กระติกน้ำปาสเตอร์

อย่างไรก็ตาม หากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในช่วงเวลาที่คาดการณ์ได้ในอดีตของการพัฒนามนุษย์มีต้นกำเนิดมาจากสิ่งมีชีวิตอื่นเท่านั้น คำถามก็เกิดขึ้นตามธรรมชาติ: สิ่งมีชีวิตชนิดแรกปรากฏขึ้นบนโลกเมื่อใดและอย่างไร

ทฤษฎีการสร้างสรรค์

ทฤษฎีการสร้างสรรค์แสดงว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมด (หรือเฉพาะรูปแบบที่ง่ายที่สุดของพวกมัน) อยู่ใน ช่วงเวลาหนึ่งเวลาที่สร้างขึ้น ("ออกแบบ") โดยสิ่งมีชีวิตเหนือธรรมชาติบางอย่าง (เทพ ความคิดที่สมบูรณ์ supermind อารยธรรมเหนือธรรมชาติ ฯลฯ) เป็นที่แน่ชัดว่าผู้ติดตามศาสนาชั้นนำส่วนใหญ่ของโลก โดยเฉพาะศาสนาคริสต์ ยึดเอามุมมองนี้มาตั้งแต่สมัยโบราณ

ทฤษฎีการทรงเนรมิตยังค่อนข้างแพร่หลาย ไม่เฉพาะในศาสนาเท่านั้น แต่ยังอยู่ในแวดวงวิทยาศาสตร์ด้วย มักใช้เพื่ออธิบายปัญหาทางชีวเคมีที่ซับซ้อนและยังไม่ได้รับการแก้ไขในปัจจุบันและ วิวัฒนาการทางชีววิทยาเกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก การก่อตัวของกลไกการทำงานร่วมกันระหว่างพวกมัน การเกิดขึ้นและการก่อตัวของออร์แกเนลล์หรืออวัยวะที่ซับซ้อน (เช่น ไรโบโซม ตา หรือสมอง) การกระทำของ "การสร้าง" เป็นระยะยังอธิบายการขาดการเชื่อมโยงเฉพาะกาลที่ชัดเจนจากสัตว์ประเภทหนึ่ง
ไปยังอีกตัวหนึ่ง ตัวอย่างเช่น จากเวิร์มไปจนถึงสัตว์ขาปล้อง จากลิงสู่มนุษย์ เป็นต้น ต้องเน้นว่าข้อพิพาททางปรัชญาเกี่ยวกับความเป็นอันดับหนึ่งของจิตสำนึก (supermind, ความคิดแบบสัมบูรณ์, เทพ) หรือเรื่องไม่สามารถแก้ไขได้ในหลักการอย่างไรก็ตามเนื่องจากความพยายามที่จะอธิบายปัญหาใด ๆ ของชีวเคมีสมัยใหม่และ ทฤษฎีวิวัฒนาการการกระทำเหนือธรรมชาติที่ยากจะเข้าใจโดยพื้นฐานแล้วทำให้เกิดคำถามเหล่านี้มากกว่า การวิจัยทางวิทยาศาสตร์, ทฤษฎีการทรงสร้างไม่สามารถจำแนกเป็น ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก

ทฤษฎีสภาวะคงที่และการแพร่กระจายของอสุจิ

ทฤษฎีทั้งสองนี้เป็นองค์ประกอบเสริมของภาพเดียวของโลก ซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้: จักรวาลดำรงอยู่ตลอดไปและชีวิตดำรงอยู่ในนั้นตลอดไป (สถานะนิ่ง) ชีวิตถูกขนส่งจากดาวเคราะห์สู่ดาวเคราะห์โดย "เมล็ดพันธุ์แห่งชีวิต" ที่เดินทางไปในอวกาศซึ่งอาจเป็นส่วนหนึ่งของดาวหางและอุกกาบาต (panspermia) ความคิดเห็นที่คล้ายคลึงกันเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตถูกจัดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยนักวิชาการ V.I. เวอร์นาดสกี้

อย่างไรก็ตาม ทฤษฏีเรื่องสภาวะนิ่งซึ่งถือว่าเอกภพมีอยู่อย่างไม่สิ้นสุด ไม่สอดคล้องกับข้อมูลของฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมัยใหม่ตามที่เอกภพถือกำเนิดขึ้นเมื่อไม่นานนี้ (ประมาณ 16 พันล้านปีก่อน) โดยใช้การระเบิดขั้นต้น .

เป็นที่แน่ชัดว่าทั้งสองทฤษฎี (panspermia และ stationary state) ไม่ได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับกลไกการกำเนิดหลักของชีวิตเลย ถ่ายโอนไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น (panspermia) หรือเคลื่อนไปสู่ระยะอนันต์ (ทฤษฎีของ a stationary) สถานะ).

ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมี (ทฤษฎี A.I. Oparin)

จากทฤษฎีทั้งหมดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมีที่พบมากที่สุดและเป็นที่ยอมรับมากที่สุดคือทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมีซึ่งเสนอในปี 1924 โดยนักวิชาการชีวเคมีชาวโซเวียต A.I. โอภาริน (ในปี พ.ศ. 2479 เขาได้อธิบายไว้อย่างละเอียดในหนังสือเรื่อง การเกิดใหม่แห่งชีวิต)

สาระสำคัญของทฤษฎีนี้คือวิวัฒนาการทางชีววิทยานั่นคือ การเกิดขึ้น การพัฒนา และความซับซ้อน แบบต่างๆสิ่งมีชีวิตนำหน้าด้วยวิวัฒนาการทางเคมี - เป็นเวลานานในประวัติศาสตร์ของโลกที่เกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นความซับซ้อนและการปรับปรุงปฏิสัมพันธ์ระหว่างหน่วยพื้นฐาน "อิฐ" ที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตทั้งหมด - โมเลกุลอินทรีย์

วิวัฒนาการพรีไบโอโลจิคัล (เคมี)

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ (โดยพื้นฐานแล้วคือนักดาราศาสตร์และนักธรณีวิทยา) โลกได้ก่อตัวเป็นเทห์ฟากฟ้าเมื่อประมาณ 5 พันล้านปีก่อน โดยการควบแน่นของอนุภาคก๊าซและเมฆฝุ่นที่หมุนรอบดวงอาทิตย์

ภายใต้อิทธิพลของแรงอัด อนุภาคที่เกิดจากโลกจะปล่อยความร้อนออกมาจำนวนมหาศาล ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เริ่มต้นในลำไส้ของโลก ส่งผลให้โลกร้อนจัด ดังนั้นเมื่อ 5 พันล้านปีก่อน โลกเป็นลูกบอลร้อนที่พุ่งผ่านอวกาศซึ่งมีอุณหภูมิพื้นผิวสูงถึง 4000-8000 องศาเซลเซียส (หัวเราะ 2)

เนื่องจากการแผ่รังสีของพลังงานความร้อนสู่อวกาศอย่างค่อยเป็นค่อยไป โลกเริ่มเย็นลง เมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน โลกเย็นลงจนเกิดเปลือกแข็งบนพื้นผิวของมัน ในเวลาเดียวกัน สารที่เบาและก๊าซจะเล็ดลอดออกจากลำไส้ ลอยขึ้นมาและก่อตัวเป็นชั้นบรรยากาศปฐมภูมิ องค์ประกอบของบรรยากาศปฐมภูมิแตกต่างอย่างมากจากบรรยากาศสมัยใหม่ เห็นได้ชัดว่าไม่มีออกซิเจนอิสระในบรรยากาศของโลกโบราณและองค์ประกอบของมันรวมถึงสารในสถานะที่ลดลงเช่นไฮโดรเจน (H 2) มีเทน (CH 4) แอมโมเนีย (NH 3) ไอน้ำ (H 2 O ) และอาจเป็นไนโตรเจน (N 2) คาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO และ CO 2)

ธรรมชาติที่ลดลงของชั้นบรรยากาศปฐมภูมิของโลกมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกำเนิดของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากสสารในสถานะลดระดับจะมีค่าสูง ปฏิกิริยาและภายใต้สภาวะบางอย่างสามารถมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดโมเลกุลอินทรีย์ การขาดออกซิเจนอิสระในบรรยากาศของโลกปฐมภูมิ (โดยปกติออกซิเจนทั้งหมดของโลกถูกผูกมัดในรูปของออกไซด์) ก็เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญสำหรับการเกิดขึ้นของชีวิต เนื่องจากออกซิเจนออกซิไดซ์ได้ง่ายและด้วยเหตุนี้จึงทำลายสารประกอบอินทรีย์ ดังนั้น เมื่อมีออกซิเจนอิสระในบรรยากาศ การสะสมของ โลกโบราณสารอินทรีย์จำนวนมากจะเป็นไปไม่ได้

เมื่อประมาณ 5 พันล้านปีก่อน- การเกิดขึ้นของโลกในฐานะเทห์ฟากฟ้า; อุณหภูมิพื้นผิว — 4000-8000 °С

เมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน -การก่อตัวของเปลือกโลกและชั้นบรรยากาศปฐมภูมิ

ที่อุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียส- ในชั้นบรรยากาศเบื้องต้น การสังเคราะห์อย่างง่าย โมเลกุลอินทรีย์

พลังงานสำหรับการสังเคราะห์ได้มาจาก:

อุณหภูมิของบรรยากาศปฐมภูมิต่ำกว่า 100 ° C - การก่อตัวของมหาสมุทรปฐมภูมิ -

การสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน - ไบโอโพลีเมอร์จากโมเลกุลอินทรีย์อย่างง่าย:

• โมเลกุลอินทรีย์อย่างง่าย - โมโนเมอร์
• โมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน - ไบโอโพลีเมอร์

โครงการ 2. ขั้นตอนหลักของวิวัฒนาการทางเคมี

เมื่ออุณหภูมิของบรรยากาศปฐมภูมิสูงถึง 1,000 องศาเซลเซียส การสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์อย่างง่ายเริ่มต้นขึ้น เช่น กรดอะมิโน นิวคลีโอไทด์ กรดไขมัน น้ำตาลอย่างง่าย โพลิไฮดริกแอลกอฮอล์ กรดอินทรีย์ เป็นต้น พลังงานสำหรับการสังเคราะห์นั้นมาจาก การปล่อยฟ้าผ่า การระเบิดของภูเขาไฟ การแผ่รังสีในอวกาศ และสุดท้ายคือรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์ ซึ่งโลกยังไม่ได้รับการปกป้องจากหน้าจอโอโซน และเป็นรังสีอัลตราไวโอเลตที่นักวิทยาศาสตร์พิจารณาว่าเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานหลักของสิ่งมีชีวิต (ที่ คือผ่านโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิต) การสังเคราะห์สารอินทรีย์

การรับรู้และ แพร่หลายทฤษฎี A.I. Oparin ได้รับการอำนวยความสะดวกอย่างมากจากข้อเท็จจริงที่ว่ากระบวนการของการสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์แบบ abiogenic นั้นสามารถทำซ้ำได้ง่ายในการทดลองแบบจำลอง

ความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 ในปี ค.ศ. 1828 นักเคมีชาวเยอรมันชื่อ F. Wöhler ได้สังเคราะห์สารอินทรีย์ - ยูเรียจากอนินทรีย์ - แอมโมเนียมไซยาเนต อย่างไรก็ตาม ความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์สารอินทรีย์แบบ abiogenic ภายใต้สภาวะที่ใกล้เคียงกับโลกโบราณนั้นแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกในการทดลองของ S. Miller

ในปี 1953 นักวิจัยหนุ่มชาวอเมริกัน นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยชิคาโก สแตนลีย์ มิลเลอร์ ทำซ้ำในขวดแก้วที่มีขั้วไฟฟ้าบัดกรีในบรรยากาศหลักของโลก ซึ่งตามที่นักวิทยาศาสตร์ในเวลานั้น ประกอบด้วยไฮโดรเจน มีเทน CH 4, แอมโมเนีย NH และไอน้ำ H 2 0 (รูปที่ 3) ด้วยส่วนผสมของก๊าซนี้ เอส. มิลเลอร์ได้ปล่อยประจุไฟฟ้าจำลองพายุฝนฟ้าคะนองเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ ในตอนท้ายของการทดลอง พบกรด α-amino (ไกลซีน อะลานีน แอสปาราจีน กลูตามีน) กรดอินทรีย์ (ซัคซินิก แลคติก อะซิติก ไกลโคโคลิก) กรด γ-ไฮดรอกซีบิวทิริก และยูเรียในขวด เมื่อทำการทดลองซ้ำ เอส. มิลเลอร์พยายามหานิวคลีโอไทด์แต่ละตัวและสายโซ่พอลินิวคลีโอไทด์สั้นที่มีลิงก์ห้าถึงหกตัว

ข้าว. 3. ติดตั้งโดย S. Miller

ในการทดลองเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่ดำเนินการ นักวิจัยต่างๆไม่เพียงแต่ใช้การคายประจุไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลักษณะพลังงานประเภทอื่นๆ ของโลกยุคโบราณด้วย เช่น จักรวาล รังสีอัลตราไวโอเลต และ กัมมันตภาพรังสี, อุณหภูมิสูงโดยธรรมชาติในการเกิดภูเขาไฟ เช่นเดียวกับตัวเลือกที่หลากหลาย ส่วนผสมของแก๊สจำลองบรรยากาศเดิมๆ เป็นผลให้ได้โมเลกุลอินทรีย์เกือบทั้งหมดที่มีลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิต: กรดอะมิโน, นิวคลีโอไทด์, สารคล้ายไขมัน, น้ำตาลอย่างง่าย, กรดอินทรีย์

นอกจากนี้ การสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์แบบ abiogenic ยังสามารถเกิดขึ้นได้บนโลกในปัจจุบัน (เช่น ในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ) ในเวลาเดียวกัน ไม่เพียงแต่กรดไฮโดรไซยานิก HCN ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของกรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ แต่ยังรวมถึงกรดอะมิโนแต่ละตัว นิวคลีโอไทด์ และแม้แต่สารอินทรีย์ที่ซับซ้อนเช่นพอร์ไฟรินก็สามารถพบได้ในการปล่อยภูเขาไฟ การสังเคราะห์สารอินทรีย์แบบ Abiogenic เป็นไปได้ไม่เพียงแต่บนโลกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในอวกาศด้วย กรดอะมิโนที่ง่ายที่สุดพบได้ในอุกกาบาตและดาวหาง

เมื่ออุณหภูมิของชั้นบรรยากาศปฐมภูมิลดลงต่ำกว่า 100 ° C ฝนที่ร้อนจัดตกลงมาบนพื้นโลกและมหาสมุทรหลักก็ปรากฏขึ้น ด้วยสายฝน สารอินทรีย์ที่สังเคราะห์โดย abiogenic ได้เข้าสู่มหาสมุทรปฐมภูมิ ซึ่งเปลี่ยนมัน แต่ในการแสดงออกโดยนัยของ John Haldane นักชีวเคมีชาวอังกฤษ กลายเป็น "ซุปหลัก" เจือจาง เห็นได้ชัดว่า มันอยู่ในมหาสมุทรดึกดำบรรพ์ที่กระบวนการของการก่อตัวของโมเลกุลอินทรีย์อย่างง่าย—โมโนเมอร์ของโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน—พอลิเมอร์ชีวภาพเริ่มต้นขึ้น (ดูรูปที่ 2)

อย่างไรก็ตาม กระบวนการโพลิเมอไรเซชันของนิวคลีโอไซด์ กรดอะมิโน และน้ำตาลแต่ละชนิดเป็นปฏิกิริยาควบแน่น พวกเขาดำเนินการกับการกำจัดน้ำ ดังนั้น ตัวกลางที่เป็นน้ำไม่ได้มีส่วนทำให้เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน แต่ในทางกลับกัน เป็นการไฮโดรไลซิสของพอลิเมอร์ชีวภาพ (กล่าวคือ การทำลายล้างด้วยการเติมน้ำ)

การก่อตัวของไบโอโพลีเมอร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โปรตีนจากกรดอะมิโน) สามารถเกิดขึ้นในบรรยากาศที่อุณหภูมิประมาณ 180°C จากจุดที่พวกมันถูกชะล้างลงสู่มหาสมุทรปฐมภูมิด้วยการตกตะกอนในบรรยากาศ นอกจากนี้ เป็นไปได้ว่าบนโลกโบราณ กรดอะมิโนถูกทำให้เข้มข้นในการทำให้อ่างเก็บน้ำแห้งและเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันในรูปแบบแห้งภายใต้อิทธิพลของแสงอัลตราไวโอเลตและความร้อนของลาวาไหล

แม้ว่าน้ำจะส่งเสริมการไฮโดรไลซิสของพอลิเมอร์ชีวภาพ การสังเคราะห์ไบโอโพลีเมอร์ในเซลล์ที่มีชีวิตก็เกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำในตัวกลางที่เป็นน้ำ กระบวนการนี้เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาพิเศษ - เอนไซม์ และพลังงานที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์จะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายของอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต - เอทีพี เป็นไปได้ว่าการสังเคราะห์ไบโอโพลีเมอร์ในสภาพแวดล้อมทางน้ำของมหาสมุทรปฐมภูมิถูกกระตุ้นโดยพื้นผิวของแร่ธาตุบางชนิด จากการทดลองแสดงให้เห็นว่าสารละลายของกรดอะมิโนอะลานีนสามารถรวมตัวในตัวกลางที่เป็นน้ำเมื่อมีอลูมินาชนิดพิเศษอยู่ ในกรณีนี้จะเกิดเปปไทด์พอลิอะลานีนขึ้น ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของอะลานีนจะมาพร้อมกับการสลายตัวของเอทีพี

การเกิดพอลิเมอไรเซชันของนิวคลีโอไทด์ได้ง่ายกว่าการทำโพลิเมอไรเซชันของกรดอะมิโน มีการแสดงให้เห็นว่าในสารละลายที่มีความเข้มข้นของเกลือสูง นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวจะเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันโดยธรรมชาติ กลายเป็นกรดนิวคลีอิก

ชีวิตของสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่ทั้งหมดเป็นกระบวนการของการทำงานร่วมกันอย่างต่อเนื่องระหว่างไบโอโพลีเมอร์ที่สำคัญที่สุดของเซลล์ที่มีชีวิต - โปรตีนและกรดนิวคลีอิก

โปรตีนคือ "โมเลกุลที่ทำงาน" "โมเลกุลของวิศวกร" ของเซลล์ที่มีชีวิต เมื่ออธิบายถึงบทบาทของพวกเขาในการเผาผลาญอาหาร นักชีวเคมีมักใช้สำนวนที่เป็นรูปเป็นร่าง เช่น "การทำงานของโปรตีน", "เอนไซม์นำไปสู่ปฏิกิริยา" ฟังก์ชั่นที่จำเป็นโปรตีน - ตัวเร่งปฏิกิริยา. ดังที่คุณทราบ ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสารที่เร่งปฏิกิริยาเคมี แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่ได้รวมอยู่ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาถังเรียกว่าเอนไซม์เอ็นไซม์โค้งงอและเร่งปฏิกิริยาการเผาผลาญหลายพันครั้ง เมแทบอลิซึมและด้วยเหตุนี้ชีวิตที่ปราศจากพวกมันจึงเป็นไปไม่ได้

กรดนิวคลีอิก - เหล่านี้คือ "โมเลกุล - คอมพิวเตอร์" โมเลกุลเป็นผู้ดูแลข้อมูลทางพันธุกรรม กรดนิวคลีอิกไม่ได้เก็บข้อมูลเกี่ยวกับสารทั้งหมดของเซลล์ที่มีชีวิต แต่เกี่ยวกับโปรตีนเท่านั้น มันเพียงพอที่จะทำซ้ำในเซลล์ลูกสาวในลักษณะโปรตีนของเซลล์แม่เพื่อให้พวกเขาสร้างคุณสมบัติทางเคมีและโครงสร้างทั้งหมดของเซลล์แม่อย่างถูกต้องรวมถึงธรรมชาติและอัตราการเผาผลาญที่มีอยู่ในตัว กรดนิวคลีอิกเองก็ถูกจำลองโดย กิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีน

ดังนั้นความลึกลับของต้นกำเนิดของชีวิตจึงเป็นความลึกลับของการเกิดขึ้นของกลไกการทำงานร่วมกันระหว่างโปรตีนและกรดนิวคลีอิก วิทยาศาสตร์สมัยใหม่มีข้อมูลอะไรบ้างเกี่ยวกับกระบวนการนี้ โมเลกุลใดเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต - โปรตีนหรือกรดนิวคลีอิก

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแม้จะมีบทบาทสำคัญของโปรตีนในการเผาผลาญของสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่ โมเลกุล "ที่มีชีวิต" ตัวแรกไม่ใช่โปรตีน แต่เป็นกรดนิวคลีอิก คือ กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA)

ในปี 1982 Thomas Check นักชีวเคมีชาวอเมริกัน ค้นพบคุณสมบัติ autocatalytic ของ RNA เขาทดลองแสดงให้เห็นว่าในสภาพแวดล้อมที่มี ความเข้มข้นสูงเกลือแร่, ไรโบนิวคลีโอไทด์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ (โดยธรรมชาติ) โพลิเมอไรเซชัน, ก่อตัวเป็นโพลีนิวคลีโอไทด์ - โมเลกุลอาร์เอ็นเอ บนสายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์ดั้งเดิมของอาร์เอ็นเอ เช่นเดียวกับเมทริกซ์ สำเนาอาร์เอ็นเอจะเกิดขึ้นจากการจับคู่ของเบสไนโตรเจนเสริม ปฏิกิริยาการคัดลอกเทมเพลต RNA นั้นถูกเร่งโดยโมเลกุล RNA ดั้งเดิม และไม่ต้องการการมีส่วนร่วมของเอนไซม์หรือโปรตีนอื่นๆ

สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปอธิบายได้ค่อนข้างดีโดยสิ่งที่อาจเรียกว่า "การคัดเลือกโดยธรรมชาติ" ในระดับโมเลกุล ในระหว่างการคัดลอกตัวเอง (การประกอบตัวเอง) ของโมเลกุลอาร์เอ็นเอ ความไม่ถูกต้องและข้อผิดพลาดย่อมเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ สำเนา RNA ที่ผิดพลาดจะถูกคัดลอกอีกครั้ง เมื่อคัดลอกอีกครั้ง ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นอีกครั้ง เป็นผลให้ประชากรของโมเลกุลอาร์เอ็นเอในบางส่วนของมหาสมุทรปฐมภูมิจะต่างกัน

เนื่องจากกระบวนการสลายตัวของอาร์เอ็นเอยังเกิดขึ้นควบคู่ไปกับกระบวนการสังเคราะห์ โมเลกุลที่มีความเสถียรมากกว่าหรือคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติที่ดีกว่าจะสะสมในตัวกลางของปฏิกิริยา (กล่าวคือ โมเลกุลที่คัดลอกตัวเองเร็วขึ้น "คูณ" เร็วขึ้น)

ในโมเลกุลอาร์เอ็นเอบางตัว เช่นเดียวกับเมทริกซ์ การรวมตัวของชิ้นส่วนโปรตีนขนาดเล็ก - เปปไทด์สามารถเกิดขึ้นได้ โปรตีน "ฝัก" เกิดขึ้นรอบโมเลกุลอาร์เอ็นเอ

นอกจากฟังก์ชันการเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติแล้ว Thomas Check ยังค้นพบปรากฏการณ์ของการประกบตัวเองในโมเลกุลอาร์เอ็นเอ อันเป็นผลมาจากการประกบตัวเอง บริเวณ RNA ที่ไม่ได้รับการปกป้องโดยเปปไทด์จะถูกลบออกจาก RNA เองตามธรรมชาติ (ตามที่มันเป็น "ตัดออก" และ "ดีดออก") และบริเวณ RNA ที่เหลือซึ่งเข้ารหัสชิ้นส่วนโปรตีน "เติบโตไปด้วยกัน ", เช่น. รวมกันเป็นโมเลกุลเดียวโดยธรรมชาติ โมเลกุล RNA ใหม่นี้จะเข้ารหัสโปรตีนเชิงซ้อนขนาดใหญ่อยู่แล้ว (รูปที่ 4)

เห็นได้ชัดว่า ปลอกหุ้มโปรตีนในขั้นต้นถูกดำเนินการตั้งแต่แรก ฟังก์ชั่นป้องกันปกป้อง RNA จากการถูกทำลายและเพิ่มความเสถียรในสารละลาย (นี่คือหน้าที่ของปลอกโปรตีนในไวรัสสมัยใหม่ที่ง่ายที่สุด)

แน่นอน ในขั้นตอนหนึ่งของวิวัฒนาการทางชีวเคมี โมเลกุลอาร์เอ็นเอไม่ได้เข้ารหัสเท่านั้น โปรตีนป้องกันแต่ยังรวมถึงโปรตีนเร่งปฏิกิริยา (เอนไซม์) ที่เร่งอัตราการคัดลอกอาร์เอ็นเออย่างรวดเร็ว เห็นได้ชัดว่านี่เป็นกระบวนการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและกรดนิวคลีอิกซึ่งเราเรียกว่าชีวิตเกิดขึ้น

ในกระบวนการของการพัฒนาต่อไป เนื่องจากการปรากฏตัวของโปรตีนที่มีหน้าที่ของเอนไซม์, ทราเวิร์สทรานสคริปเทส, บนโมเลกุลอาร์เอ็นเอสายเดี่ยว, โมเลกุลของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ที่ประกอบด้วยสองสายเริ่มถูกสังเคราะห์ขึ้น การไม่มีหมู่ OH ในตำแหน่ง 2" ของดีออกซีไรโบสทำให้โมเลกุลดีเอ็นเอมีความเสถียรมากขึ้นเมื่อเทียบกับความแตกแยกของไฮโดรไลติกในสารละลายที่เป็นด่างเล็กน้อย กล่าวคือ ปฏิกิริยาของตัวกลางในแหล่งกักเก็บปฐมภูมิมีความเป็นด่างเล็กน้อย (ปฏิกิริยาของตัวกลางนี้ยังคงอยู่ ในไซโตพลาสซึมของเซลล์สมัยใหม่)

การพัฒนากระบวนการที่ซับซ้อนของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและกรดนิวคลีอิกเกิดขึ้นที่ไหน? ตามทฤษฎีของ A.I. Oparin ที่เรียกว่า coacervate drops กลายเป็นแหล่งกำเนิดของชีวิต

ข้าว. 4. สมมติฐานของการทำงานร่วมกันของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก: a) ในกระบวนการคัดลอก RNA ด้วยตนเอง ข้อผิดพลาดสะสม (1 - นิวคลีโอไทด์ที่สอดคล้องกับ RNA ดั้งเดิม 2 - นิวคลีโอไทด์ที่ไม่สอดคล้องกับ RNA ดั้งเดิม - ข้อผิดพลาดใน คัดลอก); b) ในส่วนของโมเลกุล RNA เนื่องจาก คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีกรดอะมิโน "ติด" (3 - โมเลกุล RNA; 4 - กรดอะมิโน) ซึ่งทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันกลายเป็นโมเลกุลโปรตีนสั้น - เปปไทด์ เป็นผลมาจากการประกบตัวเองในโมเลกุลอาร์เอ็นเอ ส่วนของโมเลกุลอาร์เอ็นเอที่ไม่ได้รับการปกป้องโดยเปปไทด์จะถูกทำลาย และส่วนที่เหลือจะ "เติบโต" เป็นโมเลกุลเดี่ยวที่เข้ารหัสโปรตีนขนาดใหญ่ ผลที่ได้คือโมเลกุลอาร์เอ็นเอที่หุ้มด้วยปลอกโปรตีน (ไวรัสสมัยใหม่ที่เก่าแก่ที่สุด เช่น ไวรัสโมเสกยาสูบ มีโครงสร้างคล้ายคลึงกัน)

ปรากฏการณ์ของ coacervation ประกอบด้วยความจริงที่ว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการ (เช่นในที่ที่มีอิเล็กโทรไลต์) สารโมเลกุลขนาดใหญ่จะถูกแยกออกจากสารละลาย แต่ไม่ใช่ในรูปแบบของการตกตะกอน แต่อยู่ในรูปแบบของสารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้น - coacervate . เมื่อเขย่า coacervate จะแตกเป็นหยดเล็กๆ แยกจากกัน ในน้ำหยดดังกล่าวจะถูกปกคลุมด้วยเปลือกไฮเดรชั่น (เปลือกของโมเลกุลของน้ำ) ที่ทำให้พวกมันเสถียร - มะเดื่อ 5.

Coacervate drops มีความคล้ายคลึงของการเผาผลาญ: ภายใต้อิทธิพลของแรงทางกายภาพและเคมีล้วนๆ พวกมันสามารถเลือกดูดซับสารบางชนิดจากสารละลายและปล่อยผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวออกสู่สิ่งแวดล้อม เนื่องจากความเข้มข้นของสารจากสิ่งแวดล้อมที่คัดเลือกมา จึงสามารถเติบโตได้ แต่เมื่อถึงขนาดที่กำหนด พวกมันก็เริ่มที่จะ "ทวีคูณ" ทำให้เกิดหยดเล็กๆ ออกมา ซึ่งในทางกลับกันก็สามารถเติบโตและ "แตกหน่อ" ได้

หยด coacervate ที่เกิดจากความเข้มข้นของสารละลายโปรตีนในกระบวนการผสมภายใต้การกระทำของคลื่นและลมสามารถปกคลุมด้วยเปลือกไขมัน: เมมเบรนเดียวที่คล้ายกับไมเซลล์สบู่ (มีหยดเดียวออกจากผิวน้ำที่ปกคลุมด้วย ชั้นไขมัน) หรือชั้นไขมันสองชั้นที่มีลักษณะคล้ายเยื่อหุ้มเซลล์ ( เมื่อหยดน้ำที่ปกคลุมด้วยเยื่อไขมันชั้นเดียวตกลงบนฟิล์มไขมันที่ปกคลุมพื้นผิวของอ่างเก็บน้ำอีกครั้ง - รูปที่ 5)

กระบวนการของการเกิดขึ้นของหยด coacervate การเจริญเติบโตและ "การแตกหน่อ" รวมทั้ง "เสื้อผ้า" ที่มีเมมเบรนจากชั้นไขมันสองชั้นนั้นสามารถจำลองได้ง่ายในห้องปฏิบัติการ

สำหรับหยด coacervate ยังมีกระบวนการของ "การคัดเลือกโดยธรรมชาติ" ซึ่งหยดที่เสถียรที่สุดยังคงอยู่ในสารละลาย

แม้จะมีความคล้ายคลึงกันของ coacervate ต่อเซลล์ที่มีชีวิต แต่ coacervate ลดลง คุณสมบัติหลักมีชีวิตอยู่ - ความสามารถในการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง, คัดลอกตัวเองได้อย่างแม่นยำ เห็นได้ชัดว่าสารตั้งต้นของเซลล์ที่มีชีวิตคือหยด coacervate ซึ่งรวมถึงคอมเพล็กซ์ของโมเลกุลจำลองแบบ (RNA หรือ DNA) และโปรตีนที่พวกมันเข้ารหัส เป็นไปได้ว่าสารเชิงซ้อน RNA-protein มีอยู่เป็นเวลานานนอกหยด coacervate ในรูปแบบของสิ่งที่เรียกว่า "ยีนอิสระ" หรือเป็นไปได้ว่าการก่อตัวของพวกมันเกิดขึ้นโดยตรงภายในหยด coacervate บางตัว

เส้นทางที่เป็นไปได้ของการเปลี่ยนจาก coacervate ลดลงเป็นเปลวไฟดั้งเดิม:

ก) การก่อตัวของ coacervate; 6) การรักษาเสถียรภาพของหยด coacervate ใน สารละลายน้ำ; c) - การก่อตัวของชั้นไขมันสองชั้นรอบ ๆ หยดซึ่งคล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์: 1 - coacervate drop; 2 - ชั้นไขมันโมเลกุลเดี่ยวบนผิวอ่างเก็บน้ำ 3 — การก่อตัวของชั้นไขมันเดี่ยวรอบหยด; 4 — การก่อตัวของชั้นไขมันสองชั้นรอบๆ หยด คล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์; d) - หยด coacervate ล้อมรอบด้วยชั้นไขมันสองเท่าโดยมีโปรตีน - นิวคลีโอไทด์ที่ซับซ้อนรวมอยู่ในองค์ประกอบ - ต้นแบบของเซลล์ที่มีชีวิตแรก

จากมุมมองทางประวัติศาสตร์ กระบวนการที่ซับซ้อนอย่างยิ่งของการกำเนิดชีวิตบนโลกซึ่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไม่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ได้ผ่านไปอย่างรวดเร็ว เป็นเวลา 3.5 พันล้านปีที่เรียกว่า วิวัฒนาการทางเคมีจบลงด้วยการปรากฏตัวของเซลล์ที่มีชีวิตแรกเริ่มและวิวัฒนาการทางชีววิทยาเริ่มต้นขึ้น

สมมติฐานที่มาของสิ่งมีชีวิตบนโลก

ปัญหาชีวิตและการดำรงชีวิตเป็นเป้าหมายของการศึกษาวิชาธรรมชาติมากมาย เริ่มจากชีววิทยา จบด้วยปรัชญา คณิตศาสตร์ ซึ่งพิจารณาแบบจำลองนามธรรมของปรากฏการณ์ที่มีชีวิต ตลอดจนฟิสิกส์ ซึ่งกำหนดชีวิตจากจุดยืนของกฎกายภาพ . การวิจัยและความพยายามที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้เป็นเวลาหลายศตวรรษได้ก่อให้เกิดสมมติฐานต่างๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

ตามสอง ตำแหน่งโลกทัศน์- วัตถุนิยมและอุดมคติ - แม้แต่ในปรัชญาโบราณ แนวคิดที่ตรงกันข้ามกับต้นกำเนิดของชีวิตที่พัฒนาขึ้น: เนรมิตนิยมและทฤษฎีวัตถุนิยมของการกำเนิดของธรรมชาติอินทรีย์จากอนินทรีย์ ผู้เสนอการเนรเทศให้เหตุผลว่าชีวิตเกิดขึ้นจากการกระทำของการสร้างอันศักดิ์สิทธิ์ หลักฐานซึ่งก็คือการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตของกองกำลังพิเศษที่ควบคุมทั้งหมด กระบวนการทางชีววิทยา. ผู้เสนอต้นกำเนิดของชีวิตจากธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตยืนยันว่าธรรมชาติอินทรีย์เกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของกฎธรรมชาติ ต่อมาแนวคิดนี้ถูกสรุปในแนวคิดเรื่องการสร้างชีวิตโดยธรรมชาติ

จึงมีสมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตดังต่อไปนี้

1. เนรมิต . ตามแนวคิดของเนรมิตชีวิตเกิดขึ้นจากสิ่งเหนือธรรมชาติ เช่น การฝ่าฝืนกฎฟิสิกส์ เหตุการณ์ในอดีต แนวความคิดของเนรมิตนิยมตามมาด้วยสาวกของศาสนาทั่วไปเกือบทั้งหมด ตามแนวคิดดั้งเดิมของยิว-คริสเตียนเกี่ยวกับการสร้างโลก ที่กำหนดไว้ในหนังสือปฐมกาล โลกและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในโลกนั้นถูกสร้างขึ้นโดยพระผู้สร้างผู้ทรงมหิทธิฤทธิ์ใน 6 วันเป็นเวลา 24 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน คริสเตียนจำนวนมากไม่ถือว่าพระคัมภีร์เป็นหนังสือทางวิทยาศาสตร์และเชื่อว่าพระคัมภีร์มีการเปิดเผยเกี่ยวกับการสร้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมดโดยพระเจ้าในรูปแบบที่ทุกคนเข้าใจได้ในทุกยุคทุกสมัย

ตามหลักเหตุผล จะไม่มีความขัดแย้งระหว่างคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์และเทววิทยาของการสร้างโลก ห้วงความคิดทั้งสองนี้แยกจากกัน เทววิทยายอมรับความจริงผ่านการเปิดเผยและความศรัทธาจากสวรรค์ และรับรู้สิ่งต่าง ๆ ที่ไม่มีหลักฐานในความหมายทางวิทยาศาสตร์ของคำนั้น วิทยาศาสตร์ใช้การสังเกตและการทดลองอย่างกว้างขวาง ความจริงทางวิทยาศาสตร์มักประกอบด้วยองค์ประกอบของสมมติฐาน ในขณะที่ความจริงทางเทววิทยาของผู้เชื่อนั้นเป็นสิ่งสัมบูรณ์ กระบวนการสร้างโลกอันศักดิ์สิทธิ์นั้นถือได้ว่าเกิดขึ้นครั้งเดียว ดังนั้นจึงไม่สามารถสังเกตได้ แนวคิดเรื่องการสร้างโลกอันศักดิ์สิทธิ์นั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่สามารถสังเกตได้จึงไม่สามารถพิสูจน์หรือหักล้างแนวคิดนี้ได้

เพื่อประโยชน์ในธรรมชาติที่ไม่สุ่มของกระบวนการกำเนิดและการพัฒนาของชีวิต หลักการมานุษยวิทยาคิดค้นขึ้นในยุค 70 ของศตวรรษของเรา สาระสำคัญของมันอยู่ในความจริงที่ว่าแม้ค่าเบี่ยงเบนเล็กน้อยของ .ใด ๆ ค่าคงที่พื้นฐานนำไปสู่ความเป็นไปไม่ได้ของการปรากฏตัวในจักรวาลของโครงสร้างที่ได้รับคำสั่งอย่างสูงและด้วยเหตุนี้ของชีวิต ดังนั้น ค่าคงที่ของพลังค์ที่เพิ่มขึ้น 10% ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่โปรตอนจะรวมกับนิวตรอน กล่าวคือ ทำให้การสังเคราะห์นิวเคลียสเป็นไปไม่ได้ ค่าคงที่ของพลังค์ที่ลดลง 10% จะนำไปสู่การก่อตัวของไอโซโทปเสถียร 2 He ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการเผาผลาญไฮโดรเจนทั้งหมดในช่วงเริ่มต้นของการขยายตัวของจักรวาล ลักษณะที่ไม่สุ่มของค่าคงที่พื้นฐานอาจบ่งบอกถึงการมีอยู่ของ "แผนสร้างสรรค์" จากจุดเริ่มต้นของการก่อตัวของจักรวาลซึ่งหมายถึงการปรากฏตัวของผู้สร้างผู้เขียนแผนนี้

2. สมมติฐานของการกำเนิดที่เกิดขึ้นเองของชีวิต . ตามคำกล่าวของอริสโตเติล “อนุภาค” ของสสารบางชนิดมี “หลักการเชิงรุก” บางประเภท ซึ่งภายใต้สภาวะที่เหมาะสม สามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้

สมมติฐานเรื่องต้นกำเนิดชีวิตเกิดขึ้นเองอย่างแพร่หลายในจีนโบราณ บาบิโลน และอียิปต์ เป็นทางเลือกแทนการทรงเนรมิต ตาม Empedocles หนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับวิวัฒนาการทางอินทรีย์ อริสโตเติลยึดมั่นในแนวคิดเรื่องต้นกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติ โดยเชื่อมโยงสิ่งมีชีวิตทั้งหมดให้เป็น "บันไดแห่งธรรมชาติ" เดียว ตามคำกล่าวของอริสโตเติล “อนุภาค” ของสสารบางชนิดมี “หลักการเชิงรุก” บางประเภท ซึ่งภายใต้สภาวะที่เหมาะสม สามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้ จุดเริ่มต้นนี้ตามอริสโตเติลมีอยู่ในไข่ที่ปฏิสนธิใน แสงแดด, เมือกและเนื้อเน่า ในปี ค.ศ. 1688 แพทย์ชาวอิตาลี ฟรานเชสโก เรดี ได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับทฤษฎีการสร้างชีวิตโดยธรรมชาติ และทำการทดลองหลายครั้ง ซึ่งเขาแสดงให้เห็นว่าชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้จากชีวิตก่อนหน้านี้เท่านั้น (แนวคิดของการสร้างชีวภาพ) ในที่สุด หลุยส์ ปาสเตอร์ (1860) ก็ได้หักล้างทฤษฎีการกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติ และพิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีการสร้างชีวภาพ การทดลองของแอล. ปาสเตอร์แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ปรากฏในสารละลายอินทรีย์เนื่องจากตัวอ่อนของพวกมันถูกนำเข้ามาก่อนหน้านี้ หากภาชนะที่มีสารอาหารได้รับการปกป้องจากการป้อนจุลินทรีย์เข้าไปก็จะไม่มีการกำเนิดชีวิตเกิดขึ้นเอง

แนวความคิดเรื่องการเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ แม้ว่าจะผิดพลาด แต่ก็มีบทบาทในเชิงบวก การทดลองที่ออกแบบมาเพื่อยืนยันว่าได้จัดเตรียมวัสดุเชิงประจักษ์มากมายสำหรับการพัฒนา วิทยาศาสตร์ชีวภาพ. การปฏิเสธแนวคิดเรื่องการสร้างโดยธรรมชาติครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 เท่านั้น

การยืนยันทฤษฎีการกำเนิดทางชีวภาพทำให้เกิดปัญหาของสิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกซึ่งเกิดจากสิ่งมีชีวิตอื่นทั้งหมด ในทุกทฤษฎี (ยกเว้นทฤษฎีเกี่ยวกับสภาวะนิ่ง) ส่อให้เห็นเป็นนัยว่าในบางช่วงของประวัติศาสตร์ชีวิตมีการเปลี่ยนแปลงจากสิ่งมีชีวิตเป็นสิ่งมีชีวิต มันเกิดขึ้นได้อย่างไร?

3. สมมติฐานของรัฐที่มั่นคง . ตามสมมติฐานนี้ โลกไม่เคยเกิดขึ้น แต่ดำรงอยู่ตลอดไป โลกสามารถค้ำจุนชีวิตได้เสมอ สปีชีส์มีอยู่เสมอ แต่ละสปีชีส์มีความเป็นไปได้เพียงสองอย่างเท่านั้น: การเปลี่ยนแปลงของจำนวนหรือการสูญพันธุ์

4. สมมติฐาน Panspermia อ้างว่าชีวิตอาจเกิดขึ้นอย่างน้อยหนึ่งครั้งใน ต่างเวลาและในส่วนต่าง ๆ ของจักรวาล สมมติฐานนี้เกิดขึ้นในยุค 60s XIX ปีศตวรรษและมีความเกี่ยวข้องกับชื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน จี. ริกเตอร์ ต่อมาแนวคิดเรื่อง panspermia ได้รับการแบ่งปันโดยนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเช่น S. Arrhenius, G. Helmholtz, V.I. เวอร์นาดสกี้ เพื่อยืนยันทฤษฎีนี้ การพบเห็นยูเอฟโอ ภาพเขียนหินโบราณ คล้ายจรวดและมนุษย์ต่างดาว ฯลฯ ถูกนำมาใช้ การวิจัยอวกาศของสหภาพโซเวียตและอเมริกาทำให้เราสามารถพิจารณาความน่าจะเป็นที่จะพบสิ่งมีชีวิตนอกโลกภายในระบบสุริยะว่าไม่มีนัยสำคัญ แต่ก็ไม่ได้ให้เหตุผลสำหรับการยืนยันหรือปฏิเสธการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตภายนอก เมื่อศึกษาวัสดุของอุกกาบาตและดาวหาง พบ "สารตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต" จำนวนมาก (ไซยาโนเจน กรดไฮโดรไซยานิก ฯลฯ) ซึ่งอาจมีบทบาทเป็น "เมล็ดพันธุ์" ของชีวิต ทฤษฏีของ panspermia ไม่ใช่ทฤษฎีที่มาของชีวิตเช่นนั้น มันเพียงส่งปัญหาการกำเนิดของชีวิตไปยังที่อื่นในจักรวาล

ในตอนต้นของศตวรรษที่ XX ความคิด กำเนิดจักรวาลระบบชีวภาพบนโลกและความเป็นนิรันดร์ของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตในอวกาศได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย V.I. เวอร์นาดสกี้

5. สมมติฐานของการดำรงอยู่นิรันดร์ของชีวิต . มันถูกหยิบยกขึ้นในศตวรรษที่ 19 มีคนแนะนำว่าชีวิตมีอยู่ในอวกาศและเดินทางจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งไปยังอีกดวงหนึ่ง

6. สมมติฐานวิวัฒนาการทางชีวเคมี. อายุของโลกอยู่ที่ประมาณ 4.5–5 พันล้านปี ในอดีตอันไกลโพ้น อุณหภูมิบนพื้นผิวโลกของเราอยู่ที่ 4000-8000 องศาเซลเซียส เมื่อเย็นตัวลง คาร์บอนและโลหะทนไฟมากขึ้นจะควบแน่น ก่อตัวขึ้น เปลือกโลก; อันเป็นผลมาจากการปะทุของภูเขาไฟ การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของเปลือกโลกและการกดทับที่เกิดจากการเย็นตัว การก่อตัวของรอยพับและการแตกร้าวเกิดขึ้น บรรยากาศของโลกในสมัยโบราณลดลงอย่างเห็นได้ชัด (หินที่เก่าแก่ที่สุดในโลกมีโลหะอยู่ในรูปรีดิวซ์ เช่น เหล็กเฟอร์รัส หินอายุน้อยประกอบด้วยโลหะในรูปแบบออกซิไดซ์ เช่น เหล็กเฟอริก) แทบไม่มีออกซิเจนในบรรยากาศ การเกิดขึ้นของชีวิตมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเกิดขึ้น มหาสมุทรของโลกที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 3.8 พันล้านปีก่อน ข้อมูลบรรพชีวินวิทยาระบุว่าอุณหภูมิของน้ำในนั้นไม่ต่ำเกินไป แต่ไม่เกิน 58 °C ร่องรอย สิ่งมีชีวิตโบราณพบในชั้นหินที่มีอายุประมาณ 3.2–3.5 พันล้านปี

สมมติฐานของวิวัฒนาการทางชีวเคมีนำเสนอโดย Academician A.I. Oparin (1894-1980) ในหนังสือ "The Origin of Life" ซึ่งตีพิมพ์ในปี 2467 เขาออกแถลงการณ์ว่าหลักการ Redi ซึ่งแนะนำการผูกขาดการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทางชีวภาพนั้นใช้ได้เฉพาะสำหรับ ยุคสมัยใหม่การมีอยู่ของโลกของเรา ในตอนเริ่มต้นของการดำรงอยู่ของมัน เมื่อโลกไม่มีชีวิต การสังเคราะห์สารประกอบคาร์บอนแบบไม่มีชีวิตและการวิวัฒนาการทางชีววิทยาที่ตามมาก็เกิดขึ้นบนมัน

สาระสำคัญของสมมติฐานของ Oparin มีดังนี้ ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเป็นกระบวนการวิวัฒนาการที่ยาวนานของการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตในส่วนลึกของสสารที่ไม่มีชีวิต สิ่งนี้เกิดขึ้นจากวิวัฒนาการทางเคมีอันเป็นผลมาจากการที่สารอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดเกิดขึ้นจากสารอนินทรีย์ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยทางเคมีกายภาพที่มีศักยภาพ

การเกิดขึ้นของชีวิต A.I. โอภารินถือว่าโสด กระบวนการทางธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยการดำเนินการตามเงื่อนไข โลกยุคแรกวิวัฒนาการทางเคมีเบื้องต้นซึ่งค่อย ๆ ผ่านไปสู่เชิงคุณภาพ ระดับใหม่- วิวัฒนาการทางชีวเคมี เมื่อพิจารณาถึงปัญหาการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตผ่านวิวัฒนาการทางชีวเคมี โอภารินได้แยกความแตกต่างสามขั้นตอนของการเปลี่ยนแปลงจากสิ่งมีชีวิตไปสู่สิ่งมีชีวิต

ขั้นตอนแรก - วิวัฒนาการทางเคมี . เมื่อโลกยังคงไร้ชีวิต (ประมาณ 4 พันล้านปีก่อน) การสังเคราะห์สารประกอบคาร์บอนแบบไม่มีชีวภาพและวิวัฒนาการทางพรีไบโอโลยีที่ตามมาก็เกิดขึ้น ช่วงเวลาแห่งวิวัฒนาการของโลกนี้มีลักษณะเฉพาะจากการปะทุของภูเขาไฟหลายครั้งด้วยการปล่อยลาวาร้อนแดงจำนวนมหาศาล เมื่อดาวเคราะห์เย็นตัวลง ไอน้ำในชั้นบรรยากาศก็ควบแน่นและตกลงมาบนโลกในสายฝน ก่อตัวเป็นผืนน้ำกว้างใหญ่ (มหาสมุทรปฐมภูมิ) กระบวนการเหล่านี้ดำเนินไปเป็นเวลาหลายล้านปี เกลืออนินทรีย์หลายชนิดถูกละลายในน่านน้ำของมหาสมุทรปฐมภูมิ นอกจากนี้ สารประกอบอินทรีย์ต่างๆ ซึ่งก่อตัวขึ้นอย่างต่อเนื่องในบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต อุณหภูมิสูง และการเกิดภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่น ได้เข้าสู่มหาสมุทรด้วย ความเข้มข้นของสารประกอบอินทรีย์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและในที่สุดน่านน้ำของมหาสมุทรก็กลายเป็น " น้ำซุป» จากสารคล้ายโปรตีน - เปปไทด์

รูปที่ 26 - โครงการกำเนิดชีวิตตาม Oparin

ระยะที่สอง - การปรากฏตัวของโปรตีน . เมื่อสภาพของโลกอ่อนตัวลง ภายใต้อิทธิพลของการปล่อยไฟฟ้า พลังงานความร้อน และรังสีอัลตราไวโอเลตบนส่วนผสมทางเคมีของมหาสมุทรปฐมภูมิ ก็เป็นไปได้ที่จะก่อตัวเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน เช่น ไบโอโพลีเมอร์และนิวคลีโอไทด์ ซึ่งค่อยๆ รวมกันและกลายเป็นความซับซ้อนมากขึ้น กลายเป็น protobionts (บรรพบุรุษก่อนเซลล์ของสิ่งมีชีวิต) ผลของการวิวัฒนาการของสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนคือการปรากฏตัวของ coacervates หรือ coacervate drops coacervates - คอมเพล็กซ์ของอนุภาคคอลลอยด์ สารละลายแบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ ชั้นที่อุดมไปด้วย อนุภาคคอลลอยด์และของเหลวที่แทบไม่มีเลย Coacervates มีความสามารถในการดูดซับ สารต่างๆละลายในน่านน้ำของมหาสมุทรปฐมภูมิ ผลที่ตามมา โครงสร้างภายใน coacervates เปลี่ยนไปในทิศทางของการเพิ่มความเสถียรในสภาวะที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมีถือว่า coacervates เป็นระบบ prebiological ซึ่งเป็นกลุ่มของโมเลกุลที่ล้อมรอบด้วย เปลือกน้ำ. ตัวอย่างเช่น coacervates สามารถดูดซับสารจากสิ่งแวดล้อม โต้ตอบกัน เพิ่มขนาด ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ยาหยด coacervate ต่างจากสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสืบพันธุ์และควบคุมตนเองได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถจัดเป็นระบบทางชีววิทยาได้

ขั้นตอนที่สามคือการก่อตัวของความสามารถในการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง การปรากฏตัวของเซลล์ที่มีชีวิต . ในช่วงเวลานี้การคัดเลือกโดยธรรมชาติเริ่มดำเนินการคือ ในมวลของหยด coacervate การเลือก coacervates ที่ทนต่อสภาวะแวดล้อมที่กำหนดได้มากที่สุด กระบวนการคัดเลือกดำเนินมาเป็นเวลาหลายล้านปี coacervate ที่รอดตายมีความสามารถในการเมแทบอลิซึมเบื้องต้นซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของชีวิต ในเวลาเดียวกัน เมื่อถึงขนาดที่กำหนด การดรอประดับบนสุดก็แยกออกเป็นหยดย่อยที่คงคุณลักษณะของโครงสร้างหลักไว้ ดังนั้น เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการได้มาโดย coacervates ของคุณสมบัติของการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง - หนึ่งใน คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดชีวิต. ในความเป็นจริง ในขั้นตอนนี้ coacervates ได้กลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุด วิวัฒนาการเพิ่มเติมของโครงสร้างก่อนชีวภาพเหล่านี้เป็นไปได้เฉพาะกับความซับซ้อนของกระบวนการเมตาบอลิซึมภายใน coacervate

สภาพแวดล้อมภายในของ coacervate จำเป็นต้องได้รับการปกป้องจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ดังนั้นรอบๆ coacervates ที่อุดมไปด้วยสารประกอบอินทรีย์ ชั้นของ lipids จึงเกิดขึ้น แยก coacervates ออกจากบริเวณโดยรอบ สิ่งแวดล้อมทางน้ำ. ระหว่างวิวัฒนาการ ลิพิดถูกแปรสภาพเป็น เยื่อหุ้มชั้นนอกซึ่งเพิ่มความมีชีวิตและความต้านทานของสิ่งมีชีวิตอย่างมีนัยสำคัญ การปรากฏตัวของเมมเบรนกำหนดทิศทางของวิวัฒนาการทางชีวภาพต่อไปตามเส้นทางของการควบคุมอัตโนมัติที่สมบูรณ์แบบมากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเซลล์หลัก - อาร์เคเซลล์ เซลล์เป็นหน่วยทางชีววิทยาเบื้องต้น ซึ่งเป็นพื้นฐานทางโครงสร้างและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด เซลล์ดำเนินการเมแทบอลิซึมที่เป็นอิสระ มีความสามารถในการแบ่งตัวและควบคุมตนเองได้ กล่าวคือ มีคุณสมบัติทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต การก่อตัวของเซลล์ใหม่จากวัสดุที่ไม่ใช่เซลล์เป็นไปไม่ได้ การสืบพันธุ์ของเซลล์เกิดขึ้นเนื่องจากการแตกตัวเท่านั้น การพัฒนาอินทรีย์ถือเป็นกระบวนการสร้างเซลล์ที่เป็นสากล

โครงสร้างของเซลล์ประกอบด้วย: เมมเบรนที่แยกเนื้อหาของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก ไซโตพลาสซึมซึ่งเป็นน้ำเกลือที่มีเอนไซม์ที่ละลายน้ำได้และแขวนลอยและโมเลกุลอาร์เอ็นเอ นิวเคลียสที่มีโครโมโซมประกอบด้วยโมเลกุลดีเอ็นเอและโปรตีนที่ติดอยู่กับพวกมัน

ดังนั้นการเริ่มต้นชีวิตจึงควรถือได้ว่าเป็นการเจริญพันธุ์อย่างมั่นคง ระบบอินทรีย์(เซลล์) ที่มีลำดับนิวคลีโอไทด์คงที่ หลังจากการเกิดขึ้นของระบบดังกล่าวเราสามารถพูดถึงจุดเริ่มต้นของวิวัฒนาการทางชีววิทยาได้

การเปลี่ยนแปลงจากสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีชีวิตเกิดขึ้นหลังจากพื้นฐานของสองระบบชีวิตพื้นฐานเกิดขึ้นและพัฒนาบนพื้นฐานของรุ่นก่อน: ระบบเมแทบอลิซึมและระบบการสืบพันธุ์ของฐานวัสดุของเซลล์ที่มีชีวิต

ความน่าจะเป็นที่ โมเลกุลโปรตีนซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโน 100 ชนิด 20 ชนิด จะถูกสร้างแบบสุ่มตามรูปแบบที่แน่นอนและเท่ากับ 1/20 100 ≈1/10 130 เซลล์ที่มีชีวิต- คอมเพล็กซ์ของโปรตีน ลิปิด และนิวคลีโอไทด์ที่มีปฏิสัมพันธ์กันซึ่งก่อตัวขึ้น รหัสพันธุกรรม. เซลล์ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยเอนไซม์มากกว่า 2,000 ตัว ความน่าจะเป็นของการก่อตัวแบบสุ่มของโครงสร้างที่ซับซ้อนดังกล่าวมีน้อย

ความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์ทางชีวภาพของพอลิเมอร์ชีวภาพได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ในปี 1953 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน S. Miller ได้จำลองบรรยากาศเบื้องต้นของโลกและสังเคราะห์อะซิติกและ กรดฟอร์มิก, กรดยูเรีย และ กรดอะมิโน โดยการส่งประจุไฟฟ้าผ่านส่วนผสมของก๊าซ (น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจน ไนโตรเจน มีเทน) ดังนั้นจึงแสดงให้เห็นว่าการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนเป็นไปได้อย่างไรภายใต้การกระทำของปัจจัย abiogenic

แม้จะมีความถูกต้องตามทฤษฎีและเชิงทดลองก็ตาม แนวความคิดของ Oparin มีทั้งความแข็งแกร่งและ ด้านที่อ่อนแอ. จุดแข็งแนวความคิดเป็นเครื่องพิสูจน์เชิงทดลองที่ถูกต้องแม่นยำของวิวัฒนาการทางเคมี โดยที่ต้นกำเนิดของชีวิตเป็นผลตามธรรมชาติของวิวัฒนาการก่อนชีวภาพของสสาร อาร์กิวเมนต์ที่น่าเชื่อถือสนับสนุนแนวคิดนี้ก็คือความเป็นไปได้ของการตรวจสอบทดลองของบทบัญญัติหลัก ด้านที่อ่อนแอของแนวคิดนี้คือความเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายช่วงเวลาของการกระโดดจากสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนไปสู่สิ่งมีชีวิต

หนึ่งในเวอร์ชันของการเปลี่ยนแปลงจากวิวัฒนาการก่อนชีววิทยาเป็นวิวัฒนาการทางชีววิทยานำเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน M. ไอเกน. ตามสมมติฐานของเขา ต้นกำเนิดของชีวิตอธิบายได้จากปฏิกิริยาของกรดนิวคลีอิกและโปรตีน กรดนิวคลีอิกเป็นตัวพา ข้อมูลทางพันธุกรรมและโปรตีนทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาเคมี กรดนิวคลีอิกสืบพันธุ์และส่งข้อมูลไปยังโปรตีน ห่วงโซ่ปิดปรากฏขึ้น - ไฮเปอร์ไซเคิลซึ่งกระบวนการของปฏิกิริยาเคมีนั้นเร่งตัวเองได้เนื่องจากมีตัวเร่งปฏิกิริยา ในไฮเปอร์ไซเคิล ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาจะทำหน้าที่เป็นทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวทำปฏิกิริยาเริ่มต้นพร้อมกัน ปฏิกิริยาดังกล่าวเรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ

อีกทฤษฎีหนึ่งที่สามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงจากวิวัฒนาการทางชีววิทยาไปสู่วิวัฒนาการทางชีววิทยาได้คือ การทำงานร่วมกัน . รูปแบบที่ค้นพบโดยซินเนอร์เจติกส์ทำให้สามารถชี้แจงกลไกการเกิดขึ้นของอินทรียวัตถุจากสสารอนินทรีย์ในแง่ของการจัดการตนเองผ่านการเกิดขึ้นเองของโครงสร้างใหม่ในระหว่างการโต้ตอบของระบบเปิดกับ สิ่งแวดล้อม.

มีสมมติฐานเกี่ยวกับการนำแบคทีเรีย จุลินทรีย์ และสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอื่นๆ เข้ามาผ่านบทนำ เทห์ฟากฟ้า. สิ่งมีชีวิตพัฒนาขึ้นและเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว ชีวิตจึงค่อยๆ ปรากฏขึ้นบนโลก สมมติฐานนี้พิจารณาถึงสิ่งมีชีวิตที่สามารถทำงานได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นพิษและที่อุณหภูมิสูงหรือต่ำอย่างผิดปกติ

เนื่องจากการปรากฏตัวของแบคทีเรียอพยพบนดาวเคราะห์น้อยและอุกกาบาต ซึ่งเป็นชิ้นส่วนจากการชนกันของดาวเคราะห์หรือวัตถุอื่นๆ เนื่องจากการปรากฏตัวของเปลือกนอกที่ทนต่อการสึกหรอรวมทั้งเนื่องจากความสามารถในการชะลอกระบวนการชีวิตทั้งหมด (บางครั้งกลายเป็นสปอร์) ชีวิตประเภทนี้สามารถเคลื่อนไหวได้เป็นเวลานานและยาวนานมาก ระยะทาง

เมื่อเข้าสู่สภาวะเอื้ออาทรมากขึ้น “นักเดินทางข้ามกาแล็กซี่” จะเปิดใช้งานฟังก์ชั่นหลักในการช่วยชีวิต และโดยที่ไม่รู้ตัว เมื่อเวลาผ่านไป พวกมันก็ก่อตัวเป็นชีวิตบนโลก

อาศัยจากสิ่งไม่มีชีวิต

ความจริงของการมีอยู่ของสารสังเคราะห์และสารอินทรีย์ในปัจจุบันไม่อาจปฏิเสธได้ ยิ่งไปกว่านั้น ย้อนกลับไปในศตวรรษที่สิบเก้า นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ฟรีดริช วอห์เลอร์ สังเคราะห์สารอินทรีย์ (ยูเรีย) จากสารอนินทรีย์ (แอมโมเนียมไซยาเนต) จากนั้นจึงสังเคราะห์ไฮโดรคาร์บอน ดังนั้น สิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์โลกน่าจะเกิดจากการสังเคราะห์จากสารอนินทรีย์ ทฤษฎีการกำเนิดของชีวิตได้รับการหยิบยกขึ้นมาโดยผ่านกระบวนการทางชีวภาพ

เนื่องจากกรดอะมิโนมีบทบาทหลักในโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ มันจะมีเหตุผลที่จะสมมติว่าพวกเขามีส่วนร่วมในการตั้งถิ่นฐานของโลกด้วยชีวิต เกี่ยวกับข้อมูลที่ได้จากการทดลองของ Stanley Miller และ Harold Urey (การก่อตัวของกรดอะมิโนข้าม ค่าไฟฟ้าผ่านก๊าซ) เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการก่อตัวของกรดอะมิโน ท้ายที่สุด กรดอะมิโนเป็นหน่วยการสร้างที่สร้างระบบที่ซับซ้อนของร่างกายและสิ่งมีชีวิตใดๆ ตามลำดับ

สมมติฐานจักรวาลวิทยา

น่าจะเป็นการตีความที่นิยมมากที่สุดซึ่งนักเรียนทุกคนรู้ ทฤษฎีบิ๊กแบงเป็นประเด็นร้อนของการอภิปราย บิ๊กแบงมาจากการสะสมพลังงานจุดเดียว อันเป็นผลมาจากการที่จักรวาลขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญ ร่างกายของจักรวาลถูกสร้างขึ้น แม้จะมีความสอดคล้องกัน แต่ทฤษฎีบิ๊กแบงไม่ได้อธิบายการก่อตัวของเอกภพเอง ตามความเป็นจริงไม่มีสมมติฐานที่มีอยู่สามารถอธิบายได้

Symbiosis ของออร์แกเนลล์ของสิ่งมีชีวิตนิวเคลียร์

ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกรุ่นนี้เรียกอีกอย่างว่าเอนโดซิมไบโอซิส บทบัญญัติที่ชัดเจนของระบบนี้จัดทำขึ้นโดยนักพฤกษศาสตร์และนักสัตววิทยาชาวรัสเซีย K. S. Merezhkovsky สาระสำคัญของแนวคิดนี้อยู่ที่การอยู่ร่วมกันที่เป็นประโยชน์ร่วมกันของออร์แกเนลล์กับเซลล์ ซึ่งในทางกลับกันแนะนำ endosymbiosis เป็น symbiosis ที่เป็นประโยชน์สำหรับทั้งสองฝ่ายด้วยการก่อตัวของเซลล์ยูคาริโอต (เซลล์ที่มีนิวเคลียสอยู่) จากนั้นด้วยความช่วยเหลือของการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างแบคทีเรียการพัฒนาและการเพิ่มจำนวนประชากรได้ดำเนินการ ตามเวอร์ชั่นนี้ทั้งหมด พัฒนาต่อไปชีวิตและ รูปแบบชีวิตเป็นหนี้บุญคุณบรรพบุรุษของสายพันธุ์สมัยใหม่

รุ่นที่เกิดขึ้นเอง

คำพูดแบบนี้ในศตวรรษที่สิบเก้าไม่สามารถนำไปใช้ได้หากไม่มีความสงสัย การปรากฏขึ้นอย่างกะทันหันของสปีชีส์ กล่าวคือ การก่อตัวของชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิต ดูเหมือนเป็นจินตนาการสำหรับคนในสมัยนั้น ในเวลาเดียวกัน heterogenesis (วิธีการสืบพันธุ์อันเป็นผลมาจากการที่บุคคลเกิดมาซึ่งแตกต่างจากพ่อแม่มาก) ได้รับการยอมรับว่าเป็นคำอธิบายที่สมเหตุสมผลของชีวิต ตัวอย่างง่ายๆจะมีการก่อตัวของระบบการทำงานที่ซับซ้อนของสารที่เน่าเปื่อย

ตัวอย่างเช่น ในอียิปต์เดียวกัน อักษรอียิปต์โบราณรายงานการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายจากน้ำ ทราย ซากพืชที่เน่าเปื่อยและเน่าเปื่อย ข่าวนี้คงไม่แปลกใจนักปรัชญากรีกโบราณ ที่นั่น ความเชื่อเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตจากคนไม่มีชีวิตถูกมองว่าเป็นข้อเท็จจริงที่ไม่ต้องการการพิสูจน์ อริสโตเติล นักปรัชญาชาวกรีกผู้ยิ่งใหญ่กล่าวถึงความจริงที่มองเห็นได้ดังนี้ “เพลี้ยเกิดจากอาหารที่เน่าเสีย จระเข้เป็นผลจากกระบวนการในท่อนซุงที่เน่าเปื่อยใต้น้ำ” ลึกลับ แต่ถึงแม้จะมีการกดขี่ข่มเหงจากคริสตจักรทุกประเภท ความเชื่อมั่นภายใต้อ้อมอกของความลึกลับยังคงมีอยู่เป็นเวลาหนึ่งศตวรรษ

การอภิปรายเกี่ยวกับชีวิตบนโลกไม่สามารถดำเนินต่อไปได้ตลอดไป นั่นคือเหตุผลที่เมื่อปลายศตวรรษที่สิบเก้า Louis Pasteur นักจุลชีววิทยาและนักเคมีชาวฝรั่งเศสได้ทำการวิเคราะห์ของเขา การวิจัยของเขาเป็นวิทยาศาสตร์อย่างเคร่งครัด การทดลองดำเนินการในปี พ.ศ. 2403-2405 ต้องขอบคุณการขจัดข้อพิพาทออกจากสภาวะง่วงนอน ปาสเตอร์จึงสามารถแก้ปัญหาของการกำเนิดชีวิตที่เกิดขึ้นเองได้ (ซึ่งเขาได้รับรางวัลจาก French Academy of Sciences)

กำเนิดจากดินเหนียวธรรมดา

ดูเหมือนบ้า แต่ในความเป็นจริงหัวข้อนี้มีสิทธิ์ที่จะมีชีวิต ท้ายที่สุด มันไม่ไร้ประโยชน์ที่นักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อต A.J. Cairns-Smith หยิบยกทฤษฎีโปรตีนเกี่ยวกับชีวิตขึ้นมา เขาได้พูดถึงการทำงานร่วมกันในระดับโมเลกุลระหว่างส่วนประกอบอินทรีย์และดินเหนียวอย่างง่าย เพื่อสร้างพื้นฐานของการศึกษาที่คล้ายคลึงกันอย่างมาก ... ภายใต้อิทธิพลของมัน ส่วนประกอบต่างๆ จึงก่อตัวระบบที่เสถียรซึ่งการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในโครงสร้างของส่วนประกอบทั้งสอง จากนั้น การก่อตัวของชีวิตที่ยั่งยืน Kearns-Smith อธิบายจุดยืนของเขาด้วยวิธีที่ไม่เหมือนใครและเป็นต้นฉบับ ผลึกดินเหนียวที่มีการรวมตัวทางชีวภาพทำให้เกิดชีวิตร่วมกันหลังจากนั้น "ความร่วมมือ" ของพวกเขาก็สิ้นสุดลง

ทฤษฎีความหายนะถาวร

ตามแนวคิดที่พัฒนาโดย Georges Cuvier โลกที่คุณมองเห็นได้ในตอนนี้ไม่ใช่โลกหลักเลย และสิ่งที่เขาเป็น ดังนั้นมันจึงเป็นอีกลิงค์หนึ่งในห่วงโซ่ที่ขาดอย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่าเราอยู่ในโลกที่จะสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในที่สุด ในเวลาเดียวกัน ไม่ใช่ทุกสิ่งบนโลกที่ถูกทำลายล้าง (เช่น น้ำท่วม) บางสปีชีส์สามารถอยู่รอดได้ในระหว่างการปรับตัวดังนั้นจึงมีประชากรอาศัยอยู่บนโลก โครงสร้างของสายพันธุ์และชีวิตตาม Georges Cuvier ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

สสารในฐานะความเป็นจริงตามวัตถุประสงค์

หัวข้อหลักของการสอนคือขอบเขตและขอบเขตต่างๆ ที่ทำให้เข้าใจวิวัฒนาการมากขึ้น จากมุมมองของวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน (วัตถุนิยมเป็นโลกทัศน์ในปรัชญาที่เปิดเผยเหตุปัจจัย ปรากฏการณ์ และปัจจัยแห่งความเป็นจริงทั้งหมด กฎใช้ได้กับมนุษย์ สังคม โลก) ทฤษฎีนี้นำเสนอโดยกลุ่มผู้สนับสนุนวัตถุนิยมที่มีชื่อเสียง ซึ่งเชื่อว่าชีวิตบนโลกมีต้นกำเนิดมาจากการเปลี่ยนแปลงในระดับเคมี ยิ่งกว่านั้นมันเกิดขึ้นเมื่อเกือบ 4 พันล้านปีก่อน คำอธิบายของชีวิตมีความเชื่อมโยงโดยตรงกับ DNA (deoxy กรดไรโบนิวคลีอิก) RNA (กรดไรโบนิวคลีอิก) เช่นเดียวกับ IUD บางตัว (สารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง in กรณีนี้- โปรตีน.)

แนวคิดนี้เกิดขึ้นจากการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยเผยให้เห็นถึงแก่นแท้ของอณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์ พันธุศาสตร์ แหล่งข้อมูลมีความน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงความเยาว์วัย ท้ายที่สุด การศึกษาสมมติฐานเกี่ยวกับโลกของอาร์เอ็นเอเริ่มดำเนินการเมื่อปลายศตวรรษที่ยี่สิบ Carl Richard Woese มีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อทฤษฎีนี้

คำสอนของชาร์ลส์ ดาร์วิน

เมื่อพูดถึงต้นกำเนิดของสปีชีส์ เป็นไปไม่ได้ที่จะไม่พูดถึงบุคคลที่ยอดเยี่ยมอย่างแท้จริงอย่างชาร์ลส์ ดาร์วิน งานในชีวิตของเขา การคัดเลือกโดยธรรมชาติ ได้วางรากฐานสำหรับการเคลื่อนไหวของกลุ่มผู้ไม่เชื่อในพระเจ้า ในทางกลับกัน มันให้แรงผลักดันอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนแก่วิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นพื้นฐานที่ไม่สิ้นสุดสำหรับการวิจัยและการทดลอง สาระสำคัญของหลักคำสอนคือการอยู่รอดของสายพันธุ์ตลอดประวัติศาสตร์ โดยการปรับสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสภาพท้องถิ่น การก่อตัวของลักษณะใหม่ที่ช่วยในสภาพแวดล้อมการแข่งขัน

วิวัฒนาการหมายถึงกระบวนการบางอย่างที่มุ่งเปลี่ยนชีวิตของสิ่งมีชีวิตและตัวสิ่งมีชีวิตเองเมื่อเวลาผ่านไป ภายใต้ลักษณะทางพันธุกรรม หมายถึง การถ่ายโอนข้อมูลทางพฤติกรรม พันธุกรรม หรือข้อมูลประเภทอื่น (การถ่ายทอดจากมารดาสู่เด็ก)

ตามที่ดาร์วินกล่าวว่ากองกำลังหลักของการเคลื่อนไหวของวิวัฒนาการคือการต่อสู้เพื่อสิทธิในการดำรงอยู่ผ่านการคัดเลือกและความแปรปรวนของสายพันธุ์ ภายใต้อิทธิพลของความคิดของดาร์วิน ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 การวิจัยได้ดำเนินการอย่างแข็งขันในแง่ของนิเวศวิทยาตลอดจนพันธุศาสตร์ การสอนวิชาสัตววิทยาเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง

การสร้างพระเจ้า

ผู้คนมากมายจากทั่วทุกสารทิศ โลกยังคงแสดงศรัทธาในพระเจ้า Creationism คือการตีความการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตบนโลก การตีความประกอบด้วยระบบข้อความตามพระคัมภีร์และถือว่าชีวิตเป็นสิ่งที่สร้างขึ้นโดยพระเจ้าผู้สร้าง ข้อมูลนำมาจาก พันธสัญญาเดิม”, “พระกิตติคุณ” และงานเขียนศักดิ์สิทธิ์อื่นๆ

การตีความการสร้างชีวิต ต่างศาสนาค่อนข้างคล้ายกัน ตามพระคัมภีร์ โลกถูกสร้างขึ้นในเจ็ดวัน ท้องฟ้า เทห์ฟากฟ้า น้ำ และสิ่งที่คล้ายคลึงกัน ถูกสร้างขึ้นในห้าวัน วันที่หก พระเจ้าสร้างอาดัมจากดินเหนียว เมื่อเห็นชายคนหนึ่งที่เบื่อและโดดเดี่ยว พระเจ้าจึงตัดสินใจสร้างปาฏิหาริย์อีกครั้ง ด้วยซี่โครงของอดัม เขาสร้างอีฟ วันที่เจ็ดถือเป็นวันหยุด

อาดัมและเอวาอยู่ได้โดยไม่มีปัญหา จนกระทั่งมารร้ายในรูปงูตัดสินใจล่อลวงอีฟ ท้ายที่สุดแล้ว ในกลางสวรรค์มีต้นไม้แห่งความรู้ดีและชั่วยืนขึ้น มารดาคนแรกเชิญอาดัมให้ร่วมรับประทานอาหาร มอบให้กับพระเจ้า(เขาห้ามแตะต้องผลไม้ต้องห้าม)

มนุษย์กลุ่มแรกถูกขับไล่เข้าสู่โลกของเรา ดังนั้นจึงเริ่มต้นประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

การขยายและสรุปความรู้ของนักเรียนเกี่ยวกับมุมมองต่างๆ เกี่ยวกับกำเนิดชีวิตบนโลก

การสร้างสภาพแวดล้อมการพัฒนาที่เน้นปัญหาเป็นเงื่อนไขสำหรับการเปิดเผยศักยภาพทางปัญญาของบุคลิกภาพบัณฑิตระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย

อุปกรณ์:

ภาพเหมือนของนักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญาที่มีชื่อเสียงในอดีต

การนำเสนอ: "การสร้างสรรค์", "การพัฒนาความคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต";

บัตรสำหรับการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ: "การวิเคราะห์และประเมินสมมติฐานต่าง ๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต";

การ์ด " พจนานุกรมกระชับเงื่อนไข”;

คอมพิวเตอร์ โปรเจ็กเตอร์ จอภาพ

ระหว่างเรียน

1. การทำให้เป็นจริงของความรู้

ความแตกต่างระหว่างการมีชีวิตและไม่มีชีวิตและคำจำกัดความของแนวคิดเรื่อง "ชีวิต" (บทสนทนาสั้นๆ).

2. สุนทรพจน์เบื้องต้นของอาจารย์

ชีวิตมีอยู่บนโลกมา 4.5 พันล้านปี มันเติมเต็มทุกมุมโลกของเรา ทะเลสาบ แม่น้ำ ทะเล มหาสมุทร ภูเขา ที่ราบ ทะเลทราย แม้แต่อากาศก็เป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต สันนิษฐานว่าตลอดประวัติศาสตร์ของชีวิตบนโลกมีสัตว์และพืชประมาณ 4.5 พันล้านสายพันธุ์

ชีวิตเกิดขึ้นและพัฒนาบนโลกของเราอย่างไร? ปัญหาการกำเนิดของชีวิตมาแต่โบราณกาลได้ตอกย้ำ ความคิดของมนุษย์. ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบัน มีการเสนอสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก แต่จนถึงวันนี้ยังไม่มีคำตอบที่แน่ชัด การสำรวจประวัติความเป็นมาของการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต เราทำความคุ้นเคยกับทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น โดยมีผลการวิจัยเกี่ยวกับประเด็นนี้

ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบัน มีการเสนอสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก อย่างไรก็ตาม ความหลากหลายทั้งหมดนั้นมาจากมุมมองที่แตกต่างกันสองประการ

ผู้เสนอทฤษฎี biogenesis (จากภาษากรีก bio - ชีวิตและกำเนิด - กำเนิด) เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น ฝ่ายตรงข้ามของพวกเขาปกป้องทฤษฎีของ abiogenesis ซึ่งถือว่าเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตจะมาจากสิ่งที่ไม่มีชีวิตนั่นคือระดับหนึ่งหรืออย่างอื่นที่พวกเขาอนุญาตให้สร้างชีวิตโดยธรรมชาติ

เราสามารถสังเกตองค์ประกอบของมุมมองเชิงวัตถุและอุดมคติที่แทรกซึมประวัติศาสตร์ทั้งหมดของการก่อตัวของมุมมองเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบัน

กำเนิดโลก

จากมุมมอง วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์เกิดขึ้นพร้อมกันจากสสารระหว่างดวงดาว - อนุภาคฝุ่นและก๊าซ สารเย็นนี้ค่อยๆ ควบแน่น บีบอัด และแตกออกเป็นก้อนที่ไม่เท่ากันหลายก้อน หนึ่งในนั้นที่ใหญ่ที่สุดก่อให้เกิดดวงอาทิตย์ สสารของมันหดตัว อุ่นขึ้นเรื่อยๆ ก๊าซหมุนวนและเมฆฝุ่นก่อตัวขึ้นรอบๆ ซึ่งมีรูปร่างเหมือนดิสก์ จากกลุ่มก้อนที่หนาแน่นของเมฆก้อนนี้ ดาวเคราะห์ก็เกิดขึ้น โลกก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน นักวิทยาศาสตร์กำหนดสิ่งนี้ตามอายุของหินที่เก่าแก่ที่สุด

ทฤษฎีสถานะคงที่ (คงที่)

ตามทฤษฎีสภาวะคงตัว โลกไม่เคยเกิดขึ้น แต่ดำรงอยู่ตลอดไป สภาพแวดล้อมสามารถค้ำจุนชีวิตได้เสมอ และหากสิ่งเหล่านั้นเปลี่ยนแปลงไป ก็ไม่มากนัก ตามเวอร์ชันนี้ ชนิดของสิ่งมีชีวิตไม่เคยเกิดขึ้น พวกมันมีอยู่เสมอ และแต่ละสปีชีส์มีความเป็นจริงที่เป็นไปได้เพียงสองอย่างเท่านั้น - ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงของจำนวนหรือการสูญพันธุ์ แต่สมมติฐานของสภาวะนิ่งโดยพื้นฐานนั้นขัดแย้งกับข้อมูลของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดาราศาสตร์ ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้การดำรงอยู่อย่างจำกัดของอายุขัยของดาวฤกษ์ใดๆ และด้วยเหตุนี้ ระบบดาวเคราะห์รอบดวงดาราเหล่านี้ ตามการประมาณการสมัยใหม่ตามอัตราการสลายกัมมันตภาพรังสี อายุของโลก ดวงอาทิตย์ และระบบสุริยะอยู่ที่ประมาณ 4.6 พันล้านปี ดังนั้นสมมติฐานนี้จึงมักไม่พิจารณาโดยวิทยาศาสตร์เชิงวิชาการ

ผู้เสนอทฤษฎีนี้ปฏิเสธที่จะยอมรับว่าการมีอยู่หรือไม่มีซากดึกดำบรรพ์บางส่วน (ซาก) สามารถมุ่งความสนใจไปที่เวลาที่เกิดหรือการสูญพันธุ์ของแต่ละสายพันธุ์ และยกตัวอย่างตัวอย่างของปลาครีบครีบ - ปลาซีลาแคนท์ (ซีลาแคนท์).

ทฤษฎีการสร้างชีวิตโดยธรรมชาติ

ทฤษฎีการเกิดโดยธรรมชาติมีต้นกำเนิดมาจากจีนโบราณ บาบิโลน และกรีซ เป็นทางเลือกหนึ่งแทนการทรงสร้างโลกซึ่งอยู่ร่วมกัน อริสโตเติลยังเป็นผู้สนับสนุนทฤษฎีนี้ด้วย ผู้ติดตามเชื่อว่าสารบางชนิดมี "หลักการที่ใช้งานได้" ซึ่งภายใต้สภาวะที่เหมาะสมสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตได้

ในบรรดานักเดินเรือมีความเห็นเกี่ยวกับการปรากฏตัวของห่านเบอร์นาเคล ห่านตัวนี้เติบโตบนเศษไม้สนที่วิ่งผ่านส่วนลึกของทะเล ตอนแรกดูเหมือนเม็ดเรซิน มันเกาะติดกับต้นไม้ด้วยจงอยปากของมันและปล่อยเปลือกแข็งเพื่อความปลอดภัยซึ่งมันอาศัยอยู่อย่างสงบและไร้กังวล หลังจากนั้นไม่นาน ห่านก็จะงอกขึ้นเป็นขน และจากนั้นมันก็ตกลงมาจากเปลือกไม้ลงไปในน้ำแล้วเริ่มว่าย และวันหนึ่งมันกระพือปีกบินหนีไป

ในระหว่าง นานหลายศตวรรษผู้คนยังเชื่อมั่นอย่างแรงกล้าว่าชีวิตเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติอย่างต่อเนื่อง แม้แต่อริสโตเติลนักปรัชญาชาวกรีกโบราณยังเขียนว่าไม่เพียงแต่พืช หนอน แมลง แต่แม้กระทั่งปลา กบ และหนูสามารถเกิดจากดินเปียกหรือตะกอนที่เน่าเปื่อย Jan Van Helmont นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ในศตวรรษที่ 17 เล่าประสบการณ์ของเขา โดยอ้างว่าหนูที่มีชีวิตถูกกล่าวหาว่ามาจากผ้าสกปรกและข้าวสาลีจำนวนหนึ่งถูกขังอยู่ในตู้เสื้อผ้า นักธรรมชาติวิทยาอีกคนหนึ่งชื่อ Grindel von Ach พูดถึงกบมีชีวิตที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติซึ่งเขาถูกกล่าวหาว่าสังเกตเห็นว่า: “ฉันต้องการอธิบายการกำเนิดของกบ ซึ่งฉันสามารถสังเกตได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ อยู่มาวันหนึ่งฉันหยดน้ำค้างของเดือนพฤษภาคมและสังเกตอย่างระมัดระวังภายใต้กล้องจุลทรรศน์สังเกตว่ามีสิ่งมีชีวิตบางชนิดก่อตัวในตัวฉัน สังเกตอย่างขยันขันแข็งในวันที่สองฉันสังเกตเห็นว่าลำตัวปรากฏขึ้นแล้ว แต่ศีรษะยังไม่ปรากฏชัดเจน จากการสังเกตของฉันต่อไปในวันที่สาม ฉันเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตที่ฉันสังเกตเห็นนั้นเป็นเพียงกบที่มีหัวและขาเท่านั้น ภาพวาดที่แนบมาอธิบายทุกอย่าง

“สิ่งเหล่านี้คือข้อเท็จจริง” อริสโตเติลเขียนไว้ในผลงานของเขา “สิ่งมีชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียงเป็นผลมาจากการผสมพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังเป็นผลมาจากการสลายตัวของดินการสร้างตัวเองภายใต้อิทธิพลของกองกำลัง ของธรรมชาติจากดินที่เน่าเปื่อย”

4. ความเห็นของอาจารย์ เกี่ยวกับการประเมินการศึกษาปัญหาการกำเนิดของชีวิตในศตวรรษที่ 18-19

วิธีการแก้ปัญหาต้นกำเนิดของชีวิตนี้ถูกต่อต้านโดยนักธรรมชาติวิทยาชาวอิตาลี Francesco Redi “ความเชื่อมั่นจะไร้ผล” เขาเขียน “หากการทดลองไม่สามารถยืนยันได้ ฉันก็เลยเอาเรือ 2 ลำ ใส่ปลาไหลลงไป เรือลำหนึ่งปิด อีกลำยังคงเปิด จะเห็นได้ว่าตัวอ่อนแมลงวันปรากฏเฉพาะในภาชนะเปิดเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าตัวอ่อนจะไม่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ แต่มาจากไข่ที่แมลงวันวางไข่”

แต่ฝ่ายตรงข้ามของ Redi ซึ่งเรียกว่าผู้มีชีวิต (จากภาษาละติน vitas - ชีวิต) - ผู้สนับสนุนพลังชีวิตที่แผ่ซ่านไปทั่ว - แย้งว่าอากาศไม่สามารถเข้าไปในหม้อที่ปิดได้และด้วย "พลังชีวิต" ดังนั้นตัวอ่อน ของแมลงวันในภาชนะปิดไม่ปรากฏ

จากนั้น Redi ได้ทำการทดลองที่ยอดเยี่ยมในความเรียบง่าย เขาวางงูที่ตายลงในภาชนะ 2 ลำ อันหนึ่งเปิด อีกอันปิดด้วยผ้ามัสลิน หลังจากนั้นไม่นาน ตัวอ่อนของแมลงวันก็ปรากฏขึ้นในภาชนะเปิดเท่านั้น ประสบการณ์ที่เชื่อว่าพืชและสัตว์เกิดขึ้นจากเมล็ดหรือไข่ที่เกิดจากพ่อแม่เท่านั้น แต่ไม่สามารถเกิดขึ้นจากธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตได้ แต่จุลินทรีย์ล่ะ? การอภิปรายระหว่างผู้เสนอ biogenesis และ abiogenesis ยังคงดำเนินต่อไป

ในปี พ.ศ. 2402 สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสได้มอบรางวัลให้กับผู้ที่ยุติการโต้วาทีเกี่ยวกับการกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติ ในปี พ.ศ. 2405 หลุยส์ ปาสเตอร์ได้รับรางวัล เขาทำการทดลองที่เทียบได้กับ Redi ในความเรียบง่าย ในขวดเขาต้มน้ำซุปเนื้อซึ่งจุลินทรีย์สามารถพัฒนาได้ เมื่อต้มแล้ว พวกมันและสปอร์ของพวกมันก็ตาย ปาสเตอร์ติดหลอดโค้งเข้ากับขวด สปอร์ของจุลินทรีย์จับตัวอยู่ในนั้นและไม่สามารถเจาะเข้าไปในสารอาหารได้ และให้การเข้าถึง "พลังชีวิต" ที่มีชื่อเสียง สารอาหารยังคงเป็นหมัน แต่ทันทีที่หลอดแตก ตัวกลางจะเน่าเสีย ต่อจากนั้นบนพื้นฐานของประสบการณ์ของปาสเตอร์ได้มีการสร้างวิธีการ: การพาสเจอร์ไรส์, การเก็บรักษา, หลักคำสอนเรื่อง asepsis และ antisepsis นั่นคือผลลัพธ์เชิงปฏิบัติของข้อพิพาทเชิงทฤษฎี

5. การนำเสนอโดยนักเรียนเกี่ยวกับการวิเคราะห์สมมติฐานอื่น ๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก

สมมติฐานของชีวิตนิรันดร์ในจักรวาล Panspermia

การพิสูจน์ทฤษฎีการกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติของแอล. ปาสเตอร์มีบทบาทสองประการ ในอีกด้านหนึ่ง ตัวแทนของปรัชญาอุดมคติเห็นในการทดลองของเขาเพียงหลักฐานโดยตรงของความเป็นไปไม่ได้พื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงจากสสารอนินทรีย์ไปเป็นสิ่งมีชีวิตอันเป็นผลมาจากการกระทำของพลังธรรมชาติของธรรมชาติเท่านั้น นี่เป็นข้อตกลงอย่างเต็มที่กับความเห็นของพวกเขาว่าการเกิดขึ้นของชีวิตต้องการการแทรกแซงของหลักการที่ไม่มีตัวตน - ผู้สร้าง ในทางกลับกัน นักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่คิดวัตถุนิยมบางคนได้สูญเสียโอกาสที่จะใช้ปรากฏการณ์การกำเนิดชีวิตโดยธรรมชาติเป็นข้อพิสูจน์หลักในความคิดเห็นของพวกเขา ความคิดเรื่องความเป็นนิรันดร์ของชีวิตในจักรวาลเกิดขึ้น นี่คือลักษณะที่สมมติฐานของ panspermia ปรากฏขึ้นซึ่งเสนอโดยนักเคมีชาวเยอรมัน J. Liebig (1803 - 1873)

ตามสมมติฐานของ panspermia ชีวิตมีอยู่ตลอดไปและถูกขนส่งจากดาวเคราะห์หนึ่งไปยังอีกโลกหนึ่งโดยอุกกาบาต สิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดหรือสปอร์ของพวกมัน ("เมล็ดพันธุ์แห่งชีวิต") ตกลงมา ดาวเคราะห์ดวงใหม่และเมื่อพบเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยที่นี่ พวกมันก็ทวีคูณขึ้น ทำให้เกิดวิวัฒนาการจากรูปแบบที่ง่ายที่สุดไปสู่รูปแบบที่ซับซ้อน ผู้สนับสนุนสมมติฐานของ panspermia คือนักธรรมชาติวิทยาชาวรัสเซียที่โดดเด่น V.I. เวอร์นาดสกี (1863 - 1945)

นักเคมีกายภาพชาวสวีเดน S. Arrhenius (1859-1927) มีบทบาทอย่างมากในการพัฒนาทฤษฎีของ panspermia ในการทดลองของนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย P.N. Lebedev (1866-1912) ผู้ค้นพบความกดดันของฟลักซ์แสง S. Arrhenius เห็นหลักฐานของความเป็นไปได้ในการถ่ายโอนสปอร์ของจุลินทรีย์จากดาวเคราะห์หนึ่งไปยังอีกโลกหนึ่ง เขาแนะนำว่าชีวิตไม่ได้อยู่ในรูปแบบของจุลินทรีย์บนอุกกาบาตซึ่งถูกทำให้ร้อนเมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น - สปอร์เองก็สามารถเคลื่อนที่ได้ในอวกาศโลกซึ่งได้รับแรงหนุนจากแสงแดด!

ต่อมามุมมองนี้ถูกปฏิเสธ ภายใต้เงื่อนไขของอวกาศ การเริ่มต้นของชีวิตในรูปแบบที่เรารู้จักบนโลกนั้นไม่สามารถดำรงอยู่ได้ และความพยายามทั้งหมดที่จะตรวจจับสิ่งมีชีวิตในอวกาศก็ยังไม่ได้ผลในเชิงบวก อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่บางคนกำลังตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับ ต้นกำเนิดจากต่างดาวชีวิต. ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน F. Crick และ L. Orgel เชื่อว่าโลกถูก "หว่าน" โดยสิ่งมีชีวิตที่ฉลาดบางประเภท ที่อาศัยอยู่ในระบบดาวเคราะห์เหล่านั้น การพัฒนาของสิ่งมีชีวิตที่แซงหน้าระบบสุริยะของเราไปหลายพันล้านปี เมื่อติดตั้งจรวดและวางภาชนะที่มีสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดในนั้นแล้วพวกเขาก็ปล่อยมันสู่โลกโดยก่อนหน้านี้ได้พิสูจน์แล้วว่ามี เงื่อนไขที่จำเป็นเพื่อชีวิต. แน่นอนว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะพิสูจน์สิ่งนี้และปฏิเสธอย่างเด็ดขาดว่าเป็นไปไม่ได้

หลักฐานหนึ่งที่สนับสนุนสมมติฐานของการกำเนิดสิ่งมีชีวิตนอกโลกคือการค้นพบภายในอุกกาบาตชื่อ ALH 84001 ซึ่งมีรูปร่างคล้ายแท่งคล้ายแบคทีเรียที่มีรูปร่างคล้ายฟอสซิล อุกกาบาตนั้นเป็นชิ้นส่วนของเปลือกดาวอังคารที่ถูกผลักออกสู่อวกาศเมื่อ 16 ล้านปีก่อนอันเป็นผลมาจากการระเบิดบนโลกใบนี้ และเมื่อ 13,000 ปีก่อน มันตกลงสู่พื้นโลก ในทวีปแอนตาร์กติกา ซึ่งเพิ่งค้นพบเมื่อไม่นานมานี้ สุดท้ายตอบคำถาม "มีสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารหรือไม่" จะประสบความสำเร็จในอนาคตอันใกล้นี้เมื่อรายงานของ American National Aeronautics Administration และ การวิจัยอวกาศนาซ่า. องค์กรนี้เปิดตัวดาวเทียมไปยังดาวอังคารเพื่อเก็บตัวอย่างดินของดาวอังคารและขณะนี้กำลังดำเนินการกับวัสดุ หากการศึกษาพบว่าจุลินทรีย์อาศัยอยู่บนดาวอังคาร จะสามารถพูดได้อย่างมั่นใจมากขึ้นเกี่ยวกับการกำเนิดชีวิตจากอวกาศ

ทฤษฎี panspermia นำเราออกจากคำถามเรื่องต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก: หากชีวิตไม่ได้เกิดขึ้นบนโลกแล้วสิ่งมีชีวิตนั้นกำเนิดมาจากภายนอกได้อย่างไร? ทฤษฎีนี้ไม่ได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์หลายคน (ไม่ได้อธิบายที่มาของชีวิต)

สมมติฐานการสร้าง

สมมติฐานการทรงสร้างเป็นมุมมองของต้นกำเนิดของชีวิตจากมุมมองของผู้เชื่อ ตามสมมติฐานนี้ ชีวิตเกิดขึ้นจากเหตุการณ์เหนือธรรมชาติบางอย่างในอดีต ตามด้วยผู้ติดตามสัมปทานทางศาสนาทั้งหมดของโลก - อิสลาม คริสต์ พุทธ ยิว จากมุมมองของศาสนาเหล่านี้ จักรวาลประกอบด้วยวัตถุและองค์ประกอบทางจิตวิญญาณ สิ่งมีชีวิต กล่าวคือ สัตว์ ผักโลกและมนุษย์ก็ถือกำเนิดมาจากองค์ประกอบทางจิตวิญญาณ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ พระเจ้า ผู้สนับสนุนสมมติฐานนี้ให้ตัวอย่างลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ และจากมุมมองของศาสนา แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของจิตใจสูงสุด ตัวอย่างเช่น ไวรัสประกอบด้วยเปลือกโปรตีนและดีเอ็นเอ ในเซลล์เจ้าบ้าน ไวรัสจำเป็นต้องเพิ่มโมเลกุลดีเอ็นเอเป็นสองเท่าเพื่อสืบพันธุ์ แต่สิ่งนี้ต้องการพลังงานมหาศาล ใครเป็นผู้ริเริ่มกระบวนการนี้ ภายในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ คำถามยังไม่ได้รับคำตอบ

นี่หมายความว่ามุมมองโปรเฟสเซอร์ที่มีอยู่ในหลาย ๆ คนว่าวิทยาศาสตร์และศาสนาขัดแย้งกันโดยเนื้อแท้หรือไม่? นักวิจัยหลายคนเชื่อว่าวิทยาศาสตร์และศาสนาเป็นวิธีรู้ใจทั้งสองฝ่าย สหโลก- วัตถุและความเป็นจริงทางจิตวิญญาณ ในทางปฏิบัติไม่ควรต่อต้าน แต่ส่งเสริมและสนับสนุนซึ่งกันและกัน นั่นเป็นเหตุผลที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์กล่าวว่า: "วิทยาศาสตร์ที่ปราศจากศาสนานั้นมีข้อบกพร่อง ศาสนาที่ปราศจากวิทยาศาสตร์ก็ตาบอด" การนำเสนอ 2

สมมติฐานวิวัฒนาการทางชีวเคมี

ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมีมีจำนวนผู้สนับสนุนมากที่สุดในหมู่นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ โลกเกิดขึ้นเมื่อประมาณห้าพันล้านปีก่อน ในขั้นต้น อุณหภูมิพื้นผิวสูงมาก เมื่อเย็นตัวลง จะเกิดพื้นผิวแข็ง (ธรณีภาค) ขึ้น ชั้นบรรยากาศซึ่งเดิมประกอบด้วยก๊าซเบา (ไฮโดรเจน ฮีเลียม) ไม่สามารถคงไว้ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยโลกที่มีความหนาแน่นไม่เพียงพอ และก๊าซเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยก๊าซที่หนักกว่า: ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์แอมโมเนียและมีเทน เมื่ออุณหภูมิของโลกลดลงต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส ไอน้ำก็เริ่มควบแน่นกลายเป็นมหาสมุทรของโลก ในเวลานี้ สารอินทรีย์ที่ซับซ้อนถูกสร้างขึ้นจากสารประกอบปฐมภูมิ พลังงานสำหรับปฏิกิริยาฟิวชันมาจากการปล่อยฟ้าผ่าและรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง การสะสมของสารได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการขาดสิ่งมีชีวิต - ผู้บริโภคสารอินทรีย์ - และตัวออกซิไดซ์หลัก - ออกซิเจน

สารอินทรีย์เบื้องต้น (โปรตีน) สามารถสร้างขึ้นจากสารอนินทรีย์ภายใต้สภาวะธรรมชาติที่ลดลงของบรรยากาศอันเนื่องมาจากพลังงานของการปล่อยไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ โครงสร้างโปรตีน (protobionts ตามคำศัพท์ของ Oparin) เนื่องจากแอมโฟเทอริซิตี้ทำให้เกิดคอมเพล็กซ์คอลลอยด์ที่ชอบน้ำ (ดึงดูดโมเลกุลของน้ำให้กับตัวเอง) ด้วยเปลือกน้ำทั่วไป สารเชิงซ้อนเหล่านี้สามารถแยกออกจากมวลน้ำทั้งหมดและรวมเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดหยด coacervate (coacervate คือการแยกตัวของสารละลายโพลีเมอร์ในน้ำออกเป็นเฟสที่มีความเข้มข้นต่างกัน) ใน coacervates สารเข้าสู่ปฏิกิริยาทางเคมีเพิ่มเติม (มีการดูดซับไอออนของโลหะและการก่อตัวของเอนไซม์) ความซับซ้อนของโปรโตบิออนทำได้โดยการเลือกหยด coacervate ดังกล่าวซึ่งมีข้อได้เปรียบในการใช้สารและพลังงานของสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้น บนพรมแดนระหว่าง coacervates และ สภาพแวดล้อมภายนอกเยื่อดั้งเดิมถูกสร้างขึ้นจากไขมันซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของเซลล์แรก

วิทยาศาสตร์สมัยใหม่พิจารณาถึงต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก โดยพิจารณาจากทฤษฎีนี้ว่าน่าจะเป็นไปได้มากที่สุด Abiogenesis ประกอบด้วยสามขั้นตอนหลักในการพัฒนาชีวิต:

1. การเกิด Abiogenic ของโมโนเมอร์ทางชีวภาพ

2. การก่อตัวของพอลิเมอร์ชีวภาพ

3. การก่อตัวของโครงสร้างเมมเบรนและสิ่งมีชีวิตปฐมภูมิ (probionts)

ปัจจุบันปัญหาการกำเนิดชีวิตยังไม่ได้รับการแก้ไข นักวิทยาศาสตร์ยังคงมองหาวิธีแก้ปัญหาต่อไป

7. ปฏิบัติการห้องปฏิบัติการ

งานห้องปฏิบัติการ
“วิเคราะห์และประเมินสมมติฐานต่าง ๆ ในการกำเนิดชีวิต”

วัตถุประสงค์ของการศึกษาเพื่ออธิบายลักษณะความคิดในตำนานของนักวิทยาศาสตร์โบราณ ความพยายามทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกในการอธิบายสาระสำคัญและกระบวนการของการกำเนิดของชีวิต เพื่ออธิบายลักษณะหลักฐานการทดลองของสมมติฐาน: การทดลองของ F. Redi มุมมองของ V. Harvey การทดลองของ L. ปาสเตอร์ ทฤษฎีเกี่ยวกับความเป็นนิรันดร์ของชีวิต แนวคิดเชิงวัตถุเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก เพื่อทำความคุ้นเคยกับคำกล่าวของผู้สนับสนุน panspermia สมมติฐานของความเป็นนิรันดร์ของชีวิตในจักรวาล อธิบายว่าเหตุใดนักวิทยาศาสตร์หลายคนจึงไม่ยอมรับทฤษฎีเหล่านี้

สมมติฐานที่นำเสนอมีพื้นฐานมาจากหลักฐานหรือไม่? พวกเขาอนุญาตให้มีการพัฒนาวิวัฒนาการของธรรมชาติหรือไม่? สมมติฐานเหล่านี้สามารถถือเป็นวิทยาศาสตร์ได้หรือไม่? ระบุด้วย (+) หรือ (-) เครื่องหมาย

	ที่มาของสมมติฐานชีวิต	หลักฐานของสมมติฐาน	การพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ	สมมติฐานทางวิทยาศาสตร์
1	เนรมิต
2	Vitalism - ทฤษฎีการสร้างชีวิตโดยธรรมชาติ
3	ทฤษฎี Panspermia
4	ทฤษฎีสภาวะคงที่
5	ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวเคมี

จากการวิเคราะห์ที่ทำขึ้น ให้สรุปว่าสมมติฐานใดเกี่ยวกับการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกที่มีแนวโน้มมากกว่า

พจนานุกรมศัพท์

ชีวิตเป็นรูปแบบหนึ่งของการดำรงอยู่ของสสารซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติภายใต้เงื่อนไขบางประการในกระบวนการพัฒนา สิ่งมีชีวิตแตกต่างจากวัตถุที่ไม่มีชีวิตในการเผาผลาญ, ความหงุดหงิด, ความสามารถในการสืบพันธุ์, เติบโต, พัฒนา, ควบคุมองค์ประกอบและหน้าที่, กับรูปแบบต่าง ๆ ของการเคลื่อนไหว, การปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม ฯลฯ

Abiogenesis เป็นทฤษฎีที่ว่าชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้จากสิ่งไม่มีชีวิต

ในความหมายกว้างๆ การเกิด abiogenesis คือความพยายามที่จะจินตนาการถึงการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิต

Biogenesis เป็นทฤษฎีที่ว่าชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้จากชีวิตเท่านั้น

พลังชีวิตเป็นทฤษฎีตามที่มี "พลังชีวิต" อยู่ทุกหนทุกแห่งซึ่งเพียงพอที่จะ "หายใจ" และผู้ที่ไม่มีชีวิตจะมีชีวิตอยู่

Creationism - ทฤษฎีที่ว่าชีวิตเกิดขึ้นจากเหตุการณ์เหนือธรรมชาติบางอย่างในอดีต ซึ่งส่วนใหญ่มักหมายถึงการสร้างจากสวรรค์

Panspermia เป็นทฤษฎีที่นำ "เมล็ดพันธุ์แห่งชีวิต" มาสู่โลกจากอวกาศพร้อมกับอุกกาบาตหรือฝุ่นจักรวาล

Coacervates เป็นโปรตีนเชิงซ้อนที่แยกได้จากมวลของน้ำ สามารถแลกเปลี่ยนสารกับสิ่งแวดล้อมและสะสมสารประกอบต่างๆ อย่างเลือกสรร

Probionts เป็นสิ่งมีชีวิต heterotrophic ดั้งเดิมที่เกิดขึ้นใน "ซุปดึกดำบรรพ์"

8. สรุป

ชีวิตเป็นเพียงประกายไฟในความมืดที่ไม่มีที่สิ้นสุด มันจะปรากฏขึ้น สั่นไหว และหายไปตลอดกาล

เมื่อเทียบกับความอนันต์ของเวลา ระยะเวลาของชีวิตมนุษย์เป็นเพียงช่วงเวลาสั้นๆ ที่หายไป แต่นั่นคือทั้งหมดที่เราได้รับที่นี่

ดังนั้น เราจึงต้องดำเนินชีวิตตามความสว่างแห่งนิรันดร และใช้เวลาและพรสวรรค์ในการทำงานที่มีคุณค่านิรันดร์

การบ้าน. ทำการนำเสนอเพื่อตอบคำถามต่อไปนี้:

1. คุณค่าของชีวิตคืออะไร?

2. ความหมายของชีวิตมนุษย์คืออะไร?

3. เหตุใดจึงจำเป็นต้องช่วยชีวิต?