محبوب ترین تئوری ها برای منشأ زندگی

یکی از ویژگی های برجسته سیاره ما شیوع زندگی است. اما همه اینها از کجا آغاز شد ، چه زمانی ، و چگونه؟ بیایید دریابیم

زندگی آنقدر روی زمین فراوان است که می توانید بخاطر اینکه آن را به طور کامل مورد بخشش قرار دهید ، بخشیده شوید.
اما تا آنجا که می دانیم ، سیاره ما تنها کسی است که زندگی را در خود جای داده است.
کدام یک از این سؤال را ایجاد می کند ، چگونه شروع شد؟

جدا از زیبایی ظاهری آن ، یکی از ویژگی های برجسته سیاره خانگی ما وجود زندگی است. این همه جا است که نگاه می کنید. اما این همه از کجا شروع شد؟

این سؤال گونه های ما را برای هزاره ها گرفتار کرده است و احتمالاً بخشی از افکار ما را برای هزاره بیشتر مصرف می کند. جدا از تئوری های ایجاد ، بسیاری از تئوری های دیگر برای ابیوژنز (این ایده که زندگی ناشی از غیر زندگی است) از طریق سنین تا درجات مختلف اعتبار ارائه شده است. با این حال ، هیچ یک از این موارد نمی تواند منشأ زندگی روی زمین را به طور کامل توضیح دهد.

بنابراین ، محبوب ترین تئوری ها چه بوده است؟ بیایید دریابیم

نسل خودجوش برای مدت طولانی محبوب بود

این ایده ، در دوران باستان و قرون وسطی رایج است ، اظهار داشت که حشرات ، کرم ها و حتی موش ها می توانند به طور خودجوش از موادی مانند خاک ، گرد و غبار یا مواد غذایی پوسیده بوجود بیایند.

یکی از مشهورترین طرفداران نسل خودجوش ارسطو بود. او معتقد بود که حیوانات خاص می توانند به طور خودجوش از شبنم ، خاک و سایر مواد بی جان بوجود بیایند. با این حال ، این مفهوم در نهایت از طریق آزمایشات ، به ویژه موارد Francesco Redi در قرن هفدهم ، بی اعتبار شد.
او آزمایشاتی را انجام داد که نشان می داد مگسهای موجود در پوسیدگی گوشت به جای ایجاد خودجوش ، از تخم مرغ مگس ناشی می شوند. گفته می شود ، تئوری نسل خودجوش تا قرن نوزدهم کاملاً از بین نرفت ، هنگامی که لوئیس پاستور نشان داد که میکروارگانیسم ها از دیگر میکروارگانیسم ها ناشی می شوند و نه از ماده غیر زنده.

این کشف به برطرف کردن مفهوم تولید خود به خود کمک کرده و پایه و اساس میکروبیولوژی مدرن را ایجاد کرده است. امروزه ، نسل خودجوش یک مغالطه علمی محسوب می شود. با این حال ، به نوعی ، این متفکران اولیه به چیزی بودند …

نظریه سوپ اولیه بسیار تأثیرگذار بوده است

اولین بار در دهه 1920 به طور مستقل توسط الكساندر اوپارین و جان هالدان ارائه شد ، تئوری سوپ اولیه احتمالاً توضیحات علمی اصلی برای منشأ زندگی است كه در مدرسه از آن آگاه شده اید. این تئوری نشان می دهد که ترکیبات اساسی آلی در یک “سوپ” شیمیایی تشکیل شده و در نهایت منجر به تکامل زندگی می شود.
طبق این تئوری ، ورودی های مختلف انرژی (مانند رعد و برق) زنجیره ای از واکنشهای شیمیایی را ایجاد می کنند که مولکول های ارگانیک پیچیده تری را تشکیل می دهند که در نهایت به اولین میکروارگانیسم ها تبدیل شدند. اگرچه نظریه سوپ ابتدایی تأثیر قابل توجهی داشته و توسط برخی از شواهد آزمایشی مانند آزمایش میلر-اری پشتیبانی می شود ، اما از انتقاد و چالش ها مصون نیست.

به عنوان مثال ، برخی از دانشمندان استدلال می كنند كه جو اولیه زمین كاهش نمی یابد (همانطور كه اوپارین و هالدان پیشنهاد كردند) اما در عوض خنثی یا حتی اکسیداسیون بودند ، كه باعث می شد مولكول های آلی از این طریق دشوارتر شود.

زندگی ممکن است در کنار دریچه های گرمابی آغاز شده باشد

تئوری محبوب دیگر امروزه نظریه دریچه هیدروترمال یا نظریه دریچه های عمیق برای منشأ زندگی است. این دریچه ها که در اعماق اقیانوس نزدیک به مرزهای صفحه تکتونیکی سازنده واقع شده است ، آب فوق العاده گرم و غنی از مواد معدنی را پمپ می کند.
به غیر از علاقه آنها به عنوان منبع بالقوه مواد معدنی نادر ، این منافذ ممکن است به گفته برخی نیز محل منشاء زندگی باشد. این ایده می رود که کربن ، هیدروژن و نیتروژن محلول در گره ها در ساختارهای دریچه ای در اعماق دریا به دام افتاده و متمرکز می شوند.

سایر مواد معدنی و مواد شیمیایی کاتالیزورهای واکنش را ارائه می دهند که در نهایت منجر به یک فرآیند مشابه برای نظریه سوپ اولیه شد. حتی امروز ، این دریچه ها برای اکوسیستم های عمیق دریا پناهگاه هستند.

و این تئوری می تواند “دندان” داشته باشد. در سال 2019 ، محققان کالج دانشگاه لندن پروتکل هایی ، ساختارهای غیر زنده تولید کردند که به دانشمندان کمک می کند تا منشأ زندگی را تحت شرایط گرم و قلیایی مشابه آنچه در اطراف دریچه های هیدروترمال یافت می شود ، مطالعه کنند. با توجه به زمان کافی ، چنین ساختارهایی می توانستند به شکل های اولیه زندگی خود تکثیر شوند.

آیا می توان زندگی توسط خاک رس ساخته شد؟

نظریه جالب دیگر در مورد منشأ زندگی روی زمین شامل خاک رس است. طبق نظریه ای که توسط شیمیدان آلی الكساندر گراهام كیرنس اسمیت ارائه شده است ، اولین مولكول های آلی پیچیده می توانند از خاک رس به عنوان داربست برای ایجاد الگویی استفاده كنند. این ایده از این واقعیت ناشی می شود که کریستال های رس ساختار خود را در هنگام رشد و چسبیدن به هم حفظ می کنند ، که می تواند مولکول های دیگر را وارد کند.

طبق گفته های Cairns-Smith ، کریستال های معدنی موجود در خاک رس می توانند مولکول های آلی را به الگوهای ساختاری سفارش دهند. سرانجام ، مولکول های ارگانیک این کار را به عهده گرفتند و خود را سازماندهی کردند. اگرچه نظریه Cairns-Smith در دهه 1980 به دانشمندان غذا می داد ، اما هنوز فاقد پذیرش گسترده ای توسط جامعه علمی است.

اتفاقاً ، این روش نیز برای وجود چیزی به نام کایرالیت در مولکول های ارگانیک پیچیده در موجودات زنده مطرح شده است. بیشتر DNA ، RNA و بلوک های ساختمانی آنها دست راست است ، در حالی که بیشتر اسیدهای آمینه و پروتئین ها چپ دست هستند. به یک دلیل یا دلیل دیگر ، تسلط عجیبی بر “دست چپ” یا “دست راست” در مولکول ها وجود دارد ، و ممکن است موادی مانند خاک رس دلیل داشته باشد.
شاید به این نقل از کتاب مقدس چیزی برای این نقل قول وجود داشته باشد ، “ای پروردگار ، شما پدر ما هستید. ما خاک رس هستیم و شما سفال هستید. “اشعیا 64: 8 ، کتاب مقدس.

یخ برای زندگی است ، نه فقط برای کریسمس

یکی دیگر از نظریه های محبوب این است که ICE نقش مهمی در روزهای سازنده زندگی ایفا کرد. این تئوریزه شده است که حدود سه میلیارد سال پیش ، مقادیر زیادی یخ می توانست به محافظت از مولکول های آلی اولیه از تخریب توسط نور ماوراء بنفش کمک کند. در عین حال ، همچنین به تمرکز آنها در بدن آب کمک کرد.

این مدل با نام “یخبندان eutectic-thaw” نامیده می شود که زندگی در محیط های یخی سرچشمه گرفته است که چرخه های آن در یخ زدگی می توانند ترکیبات آلی متمرکز را در مراحل eutectic متمرکز کنند و شرایط شیمیایی لازم را برای شکل گیری زندگی تسهیل می کنند. مولکول های آلی همچنین در دماهای پایین پایدارتر هستند ، بنابراین پایداری و غلظت طولانی مدت آنها ممکن است یک واکنش زنجیره ای را آغاز کند که در نهایت منجر به شکل های اولیه زندگی می شود.

همه اینها با RNA شروع شد

نظریه دیگر ، هرچند که تا حدودی مربوط به دیگران است که قبلاً ذکر شد ، این است که زندگی با تشکیل اسید ریبونوکلئیک (RNA) آغاز شد.

در نظریه ای به نام “فرضیه جهان RNA” ، RNA نقش دوگانه در ذخیره سازی ژنتیکی و کاتالیز قبل از اسید deoxyribonucleic (DNA) و پروتئین ها می تواند ایجاد کند. RNA ، که از ستون فقرات قند و چهار پایه نوکلئوتیدی تشکیل شده است ، می تواند اطلاعات ژنتیکی مانند DNA را ذخیره کند.

برخی از مجتمع های RNA ، یعنی ریبوزیم ها ، همچنین می توانند به عنوان کاتالیزور عمل کنند و بر واکنشهای شیمیایی تأثیر بگذارند ، که معمولاً نقش پروتئین ها است. این فرضیه حاکی از آن است که در دنیای ابتدایی ، قبل از زندگی ، رشته های اولیه RNA می توانند تکثیر خود را کاتالیز کنند ، در نهایت پایه های زندگی را همانطور که می دانیم (جیم) قرار می دهند.

براساس این تئوری ، مولکول های RNA تحت عنوان تکثیر ، تحت نوعی “انتخاب طبیعی” قرار گرفتند ، و در نتیجه توالی هایی انجام می شد که با کارآیی بیشتری تکرار می شوند و رایج تر می شوند. سرانجام ، نقش های دوگانه RNA از ذخیره سازی ژنتیکی و کاتالیز تقسیم شد که DNA به دلیل داشتن آرایه متنوع اسیدهای آمینه ، مولکول ذخیره سازی ژنتیکی با ثبات تر می شود. این امر به خصوص با توجه به نقش های مهم RNA در بسیاری از کارکردهای زندگی امروز ، حس زیادی می کند.
با این حال ، این تئوری توضیح نمی دهد که چگونه RNA در وهله اول شکل می گیرد ، اما ترکیبی از نظریه های قبلاً ذکر شده ، شاید ، ممکن است اولین RNA را ایجاد کند.

من نمی گویم این بیگانگان بود ، اما بیگانگان بود!

آیا همه ما بیگانگان هستیم؟ طبق نظریه رایج دیگر در مورد منشأ زندگی به نام Panspermia ، Life یا بلوک های اصلی ساختمانی آن ، ممکن است از جای دیگر جهان آمده باشد.

براساس این نظریه ، مسافران کیهانی ، مانند شهاب سنگ ها یا دنباله دارها ، می توانستند میکروب ها را به اوایل زمین بیاورند ، و به طور موثری سیاره را با زندگی “بذر” می کنند ، شاید از منابعی مانند مریخ اولیه باشد. برخی از دانشمندان حتی پیشنهاد کرده اند که زندگی ممکن است از سایر سیستم های ستاره ای دچار دنباله دار شود.

با این حال ، به همان اندازه که این تئوری جالب است ، انتقاد اصلی آن از دیدگاه ابزوژنز این است که به سوال منشأ زندگی پاسخ نمی دهد. این فقط بازه زمانی و منبع را به مکان دیگری سوق می دهد. اگر دوست دارید یک پلیس خارج از کشور.

و این چیز شما برای امروز است.

ما به احتمال زیاد هرگز ریشه های زندگی در سیاره خود را نمی دانیم ، اما در سالهای اخیر آشکار شده است که به اصطلاح “بلوک های ساختمانی” زندگی رایج تر از زمانی است که در جهان تصور می شود. اینکه چگونه این مواد در ابتدا خود سازماندهی شده و خود تکثیر شده بودند ، برای بحث و گفتگو آماده است. با این وجود ، در حقیقت ، واقعیت احتمالاً ترکیبی از همه موارد فوق است یا مکانیسم هنوز کشف نشده است.

در نهایت ، بسیار محتمل است که این سؤال برای قرن ها و هزاره های دیگر گونه های ما را تحریک کند.