Chemische evolutie: de etappes en de essentie

Het omzettingsproces werd uitgevoerd wetenschap chemie in het zogenaamde chemische evolutie en het draaipunt van het revolutionaire proces zich na oprichting in 1777 door de Franse natuurkundige Lavoisier verbranding theorie die de rol van zuurstof. Toen begon een overzicht van alle fundamentele concepten en uitgangspunten van de chemie, heeft de terminologie en nomenclatuur van stoffen veranderd.

basiscursus

Jaar 1789 zag de release van een leerboek Lavoisier, werd meteen een belangrijke referentie voor onderzoekers en beoefenaars van de wetenschap geboren. De "Elementaire Chemie natuurlijk" is de eerste in de wereld lijst - Tabel van eenvoudige lichamen, een opsomming van de bekende chemische elementen. De basis van dit boekdeel Lavoisier liggen precies zuurstof theorie van de verbranding, waarbij de chemische evolutie werd geleid door een volledig nieuwe manier. Het belangrijkste element in de definitie van - ervaring, dat is wat een wetenschapper en verkozen tot het belangrijkste criterium, en alles wat niet wordt bevestigd door de ervaring, zoals een atomaire of moleculaire structuur, had Lavoisier niet beschouwd.

Chemische evolutie is gegaan door de wetten die hij formuleerde - het behoud van massa, over de aard van de eigenschappen van de verbindingen, hun verschillen in de elementaire samenstelling. Het was toen dat de chemie een wetenschap van zichzelf is geworden, het bestuderen van de samenstelling van de lichamen experimenteel. Ik kon niet zonder de chemische evolutie van de rationalisatie van het onderwerp, en dus de mensheid uiteindelijk verlaten de alchemistische verleden, zoals ideeën over de aard van de materie en de eigenschappen ervan drastisch en snel veranderen. Maar de impuls voor dit proces dat wordt gevoerd Lavoisier onderzoek. Nu, zelfs schoolkinderen weten dat de stadia van de chemische evolutie (of prebiotische evolutie) moet worden beschouwd vanaf het moment dat voorafging het ontstaan van leven op aarde. In de achttiende eeuw, zoals opvattingen van de wereld niemand heeft ooit hadden.

leven

Chemische evolutie begon op aarde absoluut levenloze planeet wanneer de organische stof geleidelijk wordt begon te ontstaan uit anorganische moleculen, die specifiek van invloed op de energie en de selectie factoren. Ontvouwen processen van zelforganisatie, die kenmerkend zijn voor zelfs relatief complexe systemen zijn. Zo is de koolstof op aarde verscheen. Integendeel, er koolstofhoudende eerste molecuul van fundamenteel belang, niet alleen voor het uiterlijk, maar ook voor de verdere ontwikkeling van alle levende materie.

We weten het niet zo ver, wat is de essentie van de chemische evolutie in de vroege stadia van het leven. De bekende chemie van stoffen beperkt het evolutieproces grenzen waterige koolstof postulaat. Misschien, in het heelal zijn er opties andere wijze van het bestaan van levende materie en de oorsprong van ons eiwit - is niet de enige "way out". Er werd realiseerde een unieke combinatie van polymeereigenschappen met carbon depolariserende eigenschappen van het waterige medium in de vloeibare fase. Deze voorwaarden waren voldoende om de chemische evolutie van het leven en de noodzaak van de ontwikkeling van alle ons bekende van de verscheidenheid aan levensvormen te beginnen.

Starten van het proces

De mensheid zelfs van zijn eigen wieg weten niet alles. Vooral over waar en wanneer de stadia van de chemische evolutie beginnen op aarde. Dit is wat we ook, kan alleen maar raden. Hier, in de eerste, kan er absoluut geen tijd.

Wanneer u de tweede cyclus van stervorming te beëindigen wanneer de gecondenseerde producten van de explosie van de supernova, die gaf de interstellaire ruimte elementen genoemd zwaar, waarvan het gewicht van meer dan zesentwintig. Wanneer de sterren zijn in de tweede generatie vonden hun eigen planetaire systemen, indien vereist zware elementen voldoende is geweest. Realiseerde de essentie van de chemische evolutie kan op elk gewenst moment na de Big Bang in een interval van een half miljard en een half miljard jaar.

Waar het leven begon

Waar ze kan zijn ontstaan - ook een open vraag. Bij het maken van een groot aantal zeer waarschijnlijk lancering chemische ekolyutsii omstandigheden kunnen optreden in vrijwel elke omgeving. Deze ondergrond en planeten, en de diepte van de oceaan en het oppervlak, zelfs protoplanetaire formatie geschikt.

Bovendien kan cloud interstellaire gas ook dienen als springplank aanval op levende materie levenloze, en wordt bevestigd daarin organische stoffen die worden aangetroffen - en suiker alcoholen, aldehyden, aminozuren, glycine en beter in staat dienen als uitgangsmateriaal voor het leven door chemische ontwikkeling begon.

theorie

Oude Aarde houdt zijn geheimen, en de mensheid heeft nog geen betrouwbare informatie over de geochemische omstandigheden van zijn bestaan voor het ontstaan van leven. Geologisch onderzoek wellicht niet aan alle vragen, en dus om te studeren nauw betrokken astronomie. Dus bouwde een theorie van de chemische evolutie. Today's Venus en Mars voorwaarden worden beschouwd als vergelijkbaar met de Aarde in bepaalde fasen van chemische evolutie te zijn.

Om te experimenteren op de modellen en dus alle bekende basisgegevens te verkrijgen. Bijvoorbeeld met behulp simulatie van verschillende chemische samenstellingen en klimatologische omstandigheden in de atmosfeer, hydrosfeer, lithosfeer complexe organische moleculen werden verkregen. Acquisitie van nieuwe gegevens door experiment is altijd in aanbouw verrijkt de theorie. Dus werd het genomineerd in een aantal hypothesen over de specifieke mechanismen en direct drijvende krachten gehouden chemische evolutie.

Onderzoek in Rusland

Leven op aarde werd gevormd door middel abiogenesis, dat wil zeggen het ontstaan van organische verbindingen waarvan de aanwezigheid kenmerkende dieren buiten het lichaam en zonder enige participatie van enzymen. Dit is de eerste fase, als er een levende uit de niet-levende.

Door hypothese academische Oparin in de jaren twintig van de twintigste eeuw, oplossingen van hoogmoleculaire verbindingen kunnen een bepaald gebied waar de concentratie wordt verhoogd, en scheiding van de buitenomgeving vormen niet verhindert hen communiceren. Deze gebieden zijn coacervaten of coacervaat druppels genoemd.

overzee

Oorspronkelijke abiotische synthese geïmplementeerd binnen een primitieve aarde doorgebracht in 1953 GODU Stanley Miller, synthetiseren van aminozuren met andere organische stoffen. Vervolgens bleek hypercycles theorie die het bestaan van leven in de loop van de chemische evolutie van de aanwezigheid van een katalytische reactie, opeenvolgende, waarbij het vorige product wordt de katalysator voor de volgende uitgelegd.

Alleen de eerste "protocel" werd opgericht in 2008 door de Amerikaanse bioloog die door de mantel van vetzuren en lipiden waren in staat om nucleotidemonofosfaat te verkrijgen van het milieu. Deze geactiveerde imidazool "stenen" zijn essentieel voor de synthese van DNA. En 2011 in Japan vesicles zijn gemaakt met DNA elementen die door kationische membraan dat konden delen, zoals polirazmernaya kettingreactie, de replicatie van DNA was.

belangrijkste hypotheses

Chemische evolutie van het leven op aarde hypothese verklaart de volgende fundamentele punten.

1. Noodzaak verschijnt op aarde en in de ruimte omstandigheden, waarbij er een autokatalytische synthese ugrerodosoderzhaschih moleculen, de synthese grote volumes en een aanzienlijke variatie, genoeg om het proces van chemische evolutie beginnen moet hebben.
2. Optreden protocellular structuren die uit de hierboven beschreven moleculen. Deze stabiele gesloten aggregaten van de omgeving geïsoleerd, energie-uitwisseling van stoffen en geeft deze selectief. Dus er protocellular structuur.
3. De gevormde eenheden er een vermogen tot zelfontwikkeling - zelf-replicatie en zelftransformatie van de gegevens van chemische systemen. Zo zijn er de basiseenheden van de erfelijke code.
4. De volgende fase - de verhouding tussen het uiterlijk en de functies van enzymen die de eigenschappen van eiwitten met RNA en DNA als gegevensdragers. Dus er is eigenlijk erfelijke code die nodig is voor de biologische evolutie.

ontdekking

Zoals hierboven vermeld, Alexander Oparin al in de jaren twintig van de vorige eeuw geopend coacervaten. Volgende Stanley Miller en Harold Urey in 1953, beschreef de opkomst van de oude sfeer in het simuleren van eenvoudige biomoleculen en het proces van hun optreden. Volgende Sidney Foks vertelde de wereld over de microbolletjes van protenoidov. 1981, T. en S. Ceku Altmane kunnen de verdeling van autokatalytische RNA observeren terwijl ribozymen kunnen de informatie en katalyse in het molecuul te integreren, "carving" zich van de ketting en het verbinden van de overblijvende "einden".

In 1986, William Gilbert van Cambridge ontwikkelde het idee van de "RNA World", en Gunther von Kidrovski uit Duitsland op hetzelfde moment werd gepresenteerd de eerste zelfreplicerende systeem op basis van DNA, dat een belangrijke bijdrage aan het begrip van zelfreplicerende systemen en hun groei functies was. Wetenschap heeft snel vooruit gegaan in deze richting: Manfred Eigen geopend hyperframe, de evolutie van ensembles RNA moleculen en Yuliy Rebek creëerde de eerste kunstmatige molecuul dat zelf-replicerend in chloroform.

Space & Aarde

De Space Flight Center van NASA Dzhon Korlis bestudeerde het leveringsproces van de thermale bronnen van de zeeën energie en chemicaliën die de chemische evolutie onafhankelijk van de ruimte milieu, en vandaag zijn ze voor de eerste archeobacteriën permanent habitat. In de ijzersulfiden wereld, een aantal hypothesen Gunter Vehterskhoyzera.

Hij beschreef de eerste zelf-replicerende structuren metabolisme veroorzaakt op het oppervlak van pyriet (ijzersulfide), waarbij de energie die nodig is voor de uitwisseling van stoffen gaf. In termen van de selectie groeit en rottend pyrietkristallen kunnen groeien en te reproduceren, het creëren van een verscheidenheid van de bevolking. kleimineralen voor het verschijnen van organische moleculen zijn ook nauwkeurig bestudeerd. Echter, een uniform model van de chemische evolutie nog niet bestaat, omdat de basisprincipes van de beweging van dit proces is nog niet open.