Биохимическая эволюция - процесс, посредством которого популяции организмов приобретают и передают новые черты из поколения в поколение. Его действие в течение больших промежутков времени объясняет происхождение новых видов и, в конечном счете, огромное разнообразие биологического мира.
Теория: Ученые считают, что химические вещества в первобытном супе ранней земли объединились таким образом, что образовались строительные блоки жизни.
Защита
В отличие от таких теорий, как Божье творение или панспермию, существуют доказательства, которые могут помочь доказать эту теорию. С другими теориями невозможно сказать, какой была жизнь на других планетах, таким образом исключив панспермию, и многие люди будут утверждать, что нет никаких доказательств существования высшего существа, таким образом исключив специальную теорию творения. Многие люди также сказали бы, что было бы разумно, чтобы естественное событие, используя вещества, которые уже были найдены на земле, образовало что-то новое, а не принесло его откуда-то.
Одна Точная Теория...
Считается, что жизнь была первоначально начата молнией, ударившей в смесь химических веществ, которые содержали аммиак и метан, которые затем смешались вместе, чтобы создать первые аминокислоты, таким образом создавая первые белки, строительные блоки жизни
Считалось, что молния и тепло от ядра Земли создают либо "электрическую активность, либо каталитический металлический ион, который приводит к созданию аминокислоты"
Что Это Значит?
Эта точная теория является одной из тех, которые ученые считают, что аминокислоты-это то, что было создано путем смешивания химических веществ на ранней земле
Он считал, что при попадании молнии на поверхность земли химические вещества объединяются и создают определенный строительный блок жизни, в данном случае аминокислоты.
Что было первым, курица или яйцо?
Подобно вышеприведенному вопросу, ученые размышляли над тем, что появилось первым-нуклеиновая кислота или белок.
Было обнаружено новое свойство РНК: некоторые нити РНК могут катализировать химические реакции, "а это значит, что РНК может хранить генетическую информацию и использовать химическую реакцию, необходимую ей для копирования самой себя", поэтому нуклеиновые кислоты появились первыми.
("Происхождение и биохимические данные")
Что Это Значит?
Это означает, что, хотя это может не иметь прямого отношения к аминокислотам, являющимся первым творением, это означает, что использование химических веществ, объединяющихся для создания строительных блоков жизни, является точным.
В этом случае предполагается, что были созданы нуклеиновые кислоты, которые затем привели к созданию РНК, а затем свойства РНК взяли на себя хранение генетической информации и копирование себя для создания все большего и большего количества материала.
Создание этих нуклеиновых кислот, которые, как говорят, были сделаны в этой реакции, создают раннюю форму нитей РНК, которые позже формируются для создания примитивной ДНК.
Неожиданные события
Можно также сказать, что точные условия ранней земли были настолько непредсказуемы, что любой из строительных блоков жизни мог быть создан неожиданными событиями
На земле была гораздо более высокая температура, чем сейчас, и химические вещества, которые были в атмосфере в то время, часто вызывали грозы.
Что Это Значит?
Это означает, что на "суп" химических веществ могли повлиять как интенсивная температура, так и грозовые бури, которые происходили, и могло быть создано любое количество комбинаций. Сахариды, аминокислоты и нуклеотиды-все это возможные продукты этих реакций.
Многие люди имеют разные представления о том, какие именно мономеры были созданы с помощью первичного супа и молниеносной реакции, однако органические строительные блоки говорят нам, что любой из созданных мономеров в конечном итоге эволюционирует в ранние формы жизни.
Тот факт, что строительные блоки, изначально необходимые организмам, были доступны, свободны в использовании, в молекулярном саду Эдема, помогает поддержать веру в биохимическую эволюцию. Если бы первые организмы на Земле имели легкий доступ к необходимым строительным блокам, рост организмов быстро увеличивался бы. С уменьшением запасов строительных блоков организмы постепенно эволюционировали бы, чтобы синтезировать необходимые материалы самостоятельно.
Идея эксперимента Миллера
Идея эксперимента Миллера была простой: в полуподвальной лаборатории он воспроизвел атмосферу древнейшей Земли, какой она была по мнению ученых, и со стороны наблюдал за тем, что происходит. При поддержке Юри он собрал простой аппарат из стеклянной сферической колбы и трубок, в котором испарявшиеся вещества циркулировали по замкнутому контуру, охлаждались и вновь поступали в колбу. Миллер заполнил колбу газами, которые, по мнению Юри и русского биохимика Александра Опарина (1894–1980), присутствовали в атмосфере на заре формирования Земли, — водяным паром, водородом, метаном и аммиаком. Чтобы сымитировать солнечное тепло, Миллер нагревал колбу на бунзеновской горелке, а чтобы получить аналог вспышек молний — вставил в стеклянную трубку два электрода. По его замыслу, материал, испаряясь из колбы, должен был поступать в трубку и подвергаться воздействию электрического искрового разряда. После этого материал должен был охлаждаться и возвращаться в колбу, где весь цикл начинался вновь. После двух недель работы системы жидкость в колбе стала приобретать темный красно-коричневый оттенок. Миллер провел анализ этой жидкости и обнаружил в ней аминокислоты — основные структурные единицы белков. Так у ученых появилась возможность изучать происхождение жизни с точки зрения основных химических процессов. Начиная с 1953 года с помощью усложненных вариантов эксперимента Миллера—Юри, как стали его с тех пор называть, были получены все виды биологических молекул — включая сложные белки, необходимые для клеточного метаболизма, и жировые молекулы, называемые липидами и образующие мембраны клетки. По-видимому, тот же результат мог бы быть получен и при использовании вместо электрических разрядов других источников энергии — например, тепла и ультрафиолетового излучения. Так что почти не остается сомнений в том, что все компоненты, необходимые для сборки клетки, могли быть получены в химических реакциях, происходивших на Земле в древнейшие времена. Ценность эксперимента Миллера—Юри состоит в том, что он показал, что вспышки молний в атмосфере древней Земли за несколько сот миллионов лет могли вызвать образование органических молекул, попадавших вместе с дождем в «первичный бульон»
3 стадии биохимической эволюции
1) Абиогенное образование простых органических соединений из неорганических. Начальный этап существования Земли отличался интенсивными термоядерными процессами, высокой температурой и химической активностью. Образовавшиеся при этом газы (NH3 , CH4 , CO2 ) и водяной пар под огромным давлением извергались на поверхность и создавали первичную (бескислородную) атмосферу Земли.
2) Возникновение сложных органических соединений – биополимеров. В водах первичного океана в бескислородных условиях при высокой температуре, за счет энергии электрических разрядов гроз, ультрафиолетовых излучений и вулканической деятельности (с учетом большой площади поверхности Земли и масштабов времени) произошло образование концентрированного «органического бульона». Из растворенных в горячей воде неорганических веществ абиогенным путем возникли различные простые органические соединения (сахара, аминокислоты, азотистые основания и др.). Взаимодействуя друг с другом, органические вещества образовывали биополимеры – сложные органические вещества – углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.
3) Формирование мембранных структур и первичных организмов.
Химическая эволюция в дальнейшем шла по пути образования мономолекулярных комплексов – коацерватов (белковых скоплений). Происходили процессы концентрации, смешивания и объединения белковых молекул в океане в мелкие обособленные структуры раствора – коацерваты – коллоидные сгустки, отделенные от водной среды. Коацерваты имели сложную организацию и обладали свойствами простейших живых систем. В коацерватах протекали следующие биологические процессы:
· Поглощение веществ из окружающей среды, накопление веществ и рост (коацерваты имели примитивные биомембраны – агрегаты белков и липидов, ограничивающие вещество от среды и придающие прочность упаковки молекул, стабильность, избирательное поглощение веществ).
· Распад веществ и выделение продуктов обмена в среду;
· Фрагментация и развитие.
