Évolusi kimia: tahap sarta panggih

Prosés ngarobah ieu dilakonan Kimia elmu di disebut évolusi kimia, jeung titik balik ti prosés revolusioner lumangsung sanggeus penciptaan dina 1777 ku élmuwan alam Téori durukan Lavoisier Perancis ngajéntrékeun peran oksigén. Lajeng mimiti a review sadaya konsep dasar sarta prinsip dasar kimia, geus robah terminologi jeung tata ngaran zat.

tangtu dasar

Taun 1789 nempo sékrési hiji buku ajar Lavoisier, geura jadi rujukan konci pikeun peneliti sarta praktisi élmu dilahirkeun. The "Dasar Tangtu kimia" geus heula dina daptar dunya - Table of awak basajan, Listing unsur kimiawi nu dipikanyaho. Dasar Tome ieu Lavoisier bohong persis Téori oksigén tina durukan, whereby évolusi kimiawi ieu diarahkeun ku cara lengkep anyar. Unsur pangpentingna dina harti - pangalaman, nu kumaha nu élmuwan tur kapilih kriteria utama, tur sagalana yén henteu dikonfirmasi ku pangalaman, kayaning hiji atom atawa struktur molekul, Lavoisier geus teu dianggap.

évolusi kimiawi geus Isro ngaliwatan hukum anjeunna ngarumuskeun - konservasi massa, ngeunaan sipat sipat sanyawa, béda maranéhanana dina wangunan unsur. Ieu lajeng nu kimia geus jadi élmu ngeunaan diri, diajar komposisi awak sacara ékspériméntal. Abdi teu bisa ngalakukeun tanpa évolusi kimiawi ti rationalization tina subjek, sahingga, manusa tungtungna ditinggalkeun Baheula alchemical, sakumaha gagasan ngeunaan sipat masalah jeung sipat na robah drastis sarta gancang. Tapi impetus keur proses ieu dilayanan panalungtikan Lavoisier. Kiwari, sanajan schoolchildren nyaho yén hambalan évolusi kimiawi (atawa évolusi prebiotic) kudu dianggap ti waktu nu dimimitian mecenghulna kahirupan di Marcapada. Dina abad ka, conceptions misalna tina dunya hiji euweuh geus kantos ngalaman.

kahirupan

évolusi Kimia mimiti di Bumi planét pancen nyawaan nalika zat organik ieu laun mimiti muncul ti molekul anorganik, nu husus mangaruhan energi jeung Pilihan faktor. Unfolding prosés timer organisasi, nu mangrupakeun karakteristik malah sistem kawilang pajeulit. Ku kituna, karbon di Bumi mucunghul. Rada, aya ngandung karbon molekul mimiti pentingna fundamental teu ukur keur pintonan tapi ogé pikeun ngembangkeun salajengna sadaya masalah hirup.

Simkuring teu terang kitu jauh, naon hakekat évolusi kimia nu dina tahap awal kahirupan. Kimia The dipikawanoh zat naon baé watesan proses wates évolusionér dalil karbon cai. Sugan, di jagat raya aya pilihan modeu sejen tina ayana zat hirup sarta asal protein urang - teu hijina "way out". Aya ieu sadar kombinasi unik sipat polimér mibanda sipat karbon depolarizing sahiji médium cai dina fase cair. kaayaan ieu nya cukup pikeun ngamimitian évolusi kimia kahirupan sarta perlu keur ngembangkeun sakabeh dipikawanoh pikeun kami jeung rupa-rupa bentuk kahirupan.

Dimimitian prosés nu

Manusa sanajan tina Lawu sorangan nyaho teu kabeh. Utamana ngeunaan widang dimana jeung iraha ngamimitian tahap évolusi kimia di Bumi. Ieu naon kami, teuing, ngan nebak. Di dieu, kahiji, meureun aya pancen wae.

Lamun anjeun rengse siklus II formasi béntang sabot produk condensed tina ledakan ti supernovas, nu masihan elemen spasi interstellar disebut beurat, anu beurat ngaleuwihan dua puluh genep. Nalika béntang anu di generasi kadua kapanggih sistem planet sorangan, mana unsur beurat diperlukeun geus jumlah kacukupan. Direalisasikeun hakekat évolusi kimiawi bisa iraha wae sanggeus Big Bang dina interval satengah miliar sarta satengah miliar taun.

Dimana hirup mimiti

Dimana manehna bisa geus arisen - ogé hiji sual muka. Nalika nyieun loba peluncuran kimiawi kaayaan ekolyutsii rada dipikaresep bisa lumangsung dina ampir lingkungan mana wae. subsoil Ieu jeung planét, sarta jejero lautan jeung beungeut, sanajan formasi protoplanetary merenah.

Leuwih ti éta, awan gas interstellar ogé bisa ngawula ka salaku springboard pikeun serangan on tinggal urusan nyawaan, sarta eta geus dikonfirmasi therein zat organik kauninga - na alkohol gula, aldehida, asam amino, glisin sarta beuki sanggup ngalayanan sakumaha dimimitian bahan pikeun kahirupan ku cara maké évolusi kimiawi dimimitian.

teori

Kuna Bumi ngajaga Rahasia na, sarta manusa teu acan gaduh informasi dipercaya ngeunaan kaayaan geochemical tina ayana sateuacan mecenghulna hirup. panalungtikan géologis teu nyugemakeun sakabeh patarosan, sarta ku kituna pikeun diajar sacara éksténsif aub astronomi. Ku kituna diwangun hiji teori evolusi kimiawi. Dinten ieu kaayaan Venusian na Martian nu dianggap sarupa jeung Bumi dina hambalan tangtu évolusi kimiawi.

Ékspérimén dina model sahingga ménta sadaya data dasar nu dipikawanoh. Contona, maké simulasi rupa komposisi kimiawi jeung kaayaan cuaca di atmosfir, hidrosfir, litosfir molekul organik kompléks nu diala. Akusisi ti data anyar ku percobaan nyaeta salawasna dina konstruksi enriches teori. Ku kituna, éta ieu bieu dina Jumlah hipotesis ngeunaan mékanisme husus sarta gaya langsung nyetir diayakeun évolusi kimiawi.

Panalungtikan di Rusia

Kahirupan di Marcapada ieu kabentuk ngaliwatan abiogenesis, nyaeta, dina kalahiran sanyawa organik anu ayana téh ciri satwa saluareun awak sarta tanpa partisipasi slightest énzim. Ieu tahap munggaran, nalika aya hiji tamu ti nonliving nu.

Ku hipotesa akademik Oparin dina duapuluhan dina abad ka, solusi sanyawa tinggi-molekul nu bisa ngabentuk aréa tangtu dimana konsentrasi maranéhanana ngaronjat, sarta separation ti lingkungan éksternal teu nyegah eta pikeun ngahubung sareng eta. wewengkon kasebut disebut coacervates atawa tetes coacervate.

di luar negeri

Asal sintésis abiotik dilaksanakeun dina bumi primitif spent taun 1953 godu Stanley Gedang, sintésis asam amino jeung zat organik lianna. Salajengna mucunghul Téori hypercycles anu ngécéskeun ayana kahirupan di kursus évolusi kimia ku ayana réaksi katalitis, padeukeut, dimana éta produk saméméhna janten katalis pikeun salajengna.

Ngan kahiji "protocell" dijieun taun 2008 ku biolog Amérika anu ngaliwatan palapah tina asam lemak sarta lipid éta bisa ménta nukléotida monophosphate tina lingkungan. Ieu diaktipkeun imidazole "bata" nu penting pisan pikeun sintésis DNA. Sarta dina 2011 di Jepang dijieun sipatna jeung elemen DNA dina mémbran kationik sakaligus, nu éta bisa ditilik, saperti ieu réaksi ranté polirazmernaya, anu réplikasi DNA.

hipotesis utama

évolusi kimia kahirupan dina hipotesa Bumi ngécéskeun titik dasar handap.

1. Kabutuhan mucunghul di Bumi atawa dina kondisi spasi, nu aya hiji sintésis autocatalytic ugrerodosoderzhaschih molekul, kalawan sintésis nu kudu boga jilid badag sarta rupa-rupa considerable, cukup pikeun ngamimitian prosés évolusi kimiawi.
2. Kajadian struktur protocellular munculna ti molekul ditétélakeun di luhur. Ieu aggregates katutup stabil papisah jeung lingkungan, bursa énergi zat sarta pas aranjeunna selektif. Ku kituna aya struktur protocellular.
3. Hijian dina ngawangun aya hiji kamampuh pikeun timer ngembangkeun - timer réplikasi sarta timer transformasi sadaya informasi tina sistem kimiawi. Ku kituna aya unit dasar tina kode turunan.
4. Tahap hareup - hubungan antara penampilan sarta fungsi énzim sipat protéin kalawan RNA jeung DNA salaku operator data. Ku kituna aya sabenerna kode turunan anu anu diperlukeun pikeun évolusi biologis.

nepungan

Sakumaha didadarkeun di luhur, Alexander Oparin sakumaha mimiti salaku duapuluhan abad panungtungan dibuka coacervates. Salajengna Stanley Gedang na Harold Urey taun 1953, ditétélakeun mecenghulna atmosfir purba di simulating biomolekul basajan tur prosés lumangsungna maranéhanana. Salajengna Sidney Foks ngawartoskeun dunya ngeunaan microspheres of protenoidov. Dina taun 1981, T. sarta S. Ceku Altmane bisa niténan division tina RNA autocatalytic sakumaha ribozim anu bisa ngahijikeun éta informasi sarta katalisis dina molekul, "ukiran kaluar" diri tina ranté jeung ngahubungkeun "tungtung" sésana.

Dina 1986, William Gilbert Cambridge dimekarkeun pamanggih "RNA Dunya", sarta Gunther von Kidrovski ti Jerman dina waktos anu sareng diwakilan sistem timer nyimpen ulangan munggaran dumasar DNA, nu éta hiji kontribusi penting kana pamahaman sistem timer nyimpen ulangan jeung fungsi pertumbuhan maranéhanana. Élmu geus gancang Isro maju arah ieu: Manfred Eigen dibuka hyperframe, évolusi ensembles molekul RNA, sarta Yuliy Rebek dijieun molekul jieunan munggaran nu timer nyimpen ulangan di chloroform.

Spasi & Bumi

Spasi Center hiber tina NASA Dzhon Korlis neuleuman prosés pangiriman ti cinyusu termal tina énergi sagara jeung bahan kimia nu nyieun évolusi kimiawi bebas lingkungan spasi, jeung kiwari aranjeunna keur archaebacteria awal habitat permanén. Di dunya Sulfida beusi, sababaraha hipotesis Gunter Vehterskhoyzera.

Anjeunna digambarkeun munggaran timer nyimpen ulangan métabolisme strukturna disababkeun dina beungeut pirit (sulfida beusi), nu masihan énergi dipikabutuh pikeun exchanging zat. Dina watesan Pilihan tumuwuh sarta buruk kristal pirit bisa tumuwuh sarta baranahan, nyieun rupa-rupa populasi. mineral liat keur penampilan molekul organik geus ogé kungsi neuleuman raket. Sanajan kitu, model hasil ngahijikeun Tatar tina évolusi kimiawi teu acan aya, saprak prinsip dasar tina gerakan prosés ieu téh henteu acan muka.