Kjemisk evolusjon: stadier og essens

Konverteringsprosessen ble gjennomført vitenskap kjemi i den såkalte kjemiske evolusjon, og vendepunktet i den revolusjonære prosessen skjedde etter etableringen i 1777 av den franske naturvitenskapsmann Lavoisier forbrenning teori som beskriver rollen til oksygen. Deretter begynte en gjennomgang av alle de grunnleggende begreper og grunnleggende prinsipper for kjemi, har endret terminologi og nomenklatur av stoffer.

elementær kurs

1789 så utgivelsen av en lærebok Lavoisier, ble umiddelbart en nøkkelreferanse for forskere og praktikere vitenskap født. Den "elementær kjemi kurs" har vært den første i verden Liste - Table av enkle organer, med en liste over kjente kjemiske elementer. Grunnlaget for denne tome Lavoisier liggende nøyaktig oksygen teori for forbrenning, hvorved det kjemisk utvikling ble ledet av en helt ny måte. Det viktigste element i definisjonen av - erfaring, som er det en vitenskapsmann og valgt hovedkriteriet, og alt som ikke er bekreftet av erfaring, slik som et atom eller molekylstruktur, Lavoisier hadde ikke vurdert.

Kjemisk utvikling har gått gjennom lover han formulert - bevaring av masse, om innholdet av egenskapene til forbindelsene, deres forskjeller i elementsammensetningen. Det var da at kjemien har blitt en vitenskap av selvtillit, studere sammensetningen av likene eksperimentelt. Jeg kunne ikke gjøre uten den kjemiske utviklingen av rasjonalisering av faget, og dermed menneskeheten endelig forlatt alkymistiske iden, som ideer om innholdet av saken og dens egenskaper endres drastisk og raskt. Men drivkraften for denne prosessen servert Lavoisier forskning. Nå, selv skolebarn vet at de stadier av kjemisk evolusjon (eller prebiotisk evolusjon) bør vurderes fra tiden som gikk forut for fremveksten av livet på Jorden. I det attende århundre, slike forestillinger om verden ikke har noen gang hatt.

livet

Kjemisk evolusjon begynte på jorden helt livløs planet når organisk stoff gradvis begynte å dukke opp fra uorganiske molekyler, som spesifikt påvirker energi- og utvalgs faktorer. Unfolding prosesser av selvorganisering, som er karakteristisk for selv relativt komplekse systemer. Dermed karbon på jorda dukket opp. Snarere er det karbon første molekyl av grunnleggende betydning, ikke bare for utseende, men også for den videre utviklingen av alt levende materie.

Vi vet ikke så langt, hva er essensen av kjemiske utviklingen i de tidlige stadier av livet. Den kjente kjemi av et stoff begrenser utviklingsprosess grenser vandig karbon postulat. Kanskje, i universet finnes det alternativer andre modusen for eksistensen av levende materie og opprinnelsen til vår protein - er ikke den eneste "veien ut". Det ble realisert en unik kombinasjon av polymeregenskaper med karbon depolariserende egenskapene til det vandige medium i den flytende fase. Disse forholdene var tilstrekkelig til å starte den kjemiske evolusjon av liv og behovet for utvikling av alle kjente til oss variasjonen av livsformer.

Starter prosessen

Menneskeheten selv av sin egen vugge vet ikke alt. Spesielt om hvor og når du skal starte stadier av kjemisk evolusjon på jorda. Dette er hva vi, også, kan bare gjette. Her, først, det kan være absolutt helst.

Når man er ferdig med den andre syklus av stjernedannelse når de kondenserte produkter av eksplosjon av supernovas, noe som ga rommet mellom elementene kalt tung, med en vekt som overstiger tjueseks. Når stjernene er i andre generasjon fant sine egne planetsystemer, der det kreves tunge elementer har vært en tilstrekkelig mengde. Realisert essensen av den kjemiske evolusjon kan til enhver tid etter Big Bang i et intervall på en halv milliard og en halv milliard år.

Der livet begynte

Hvor hun kunne ha oppstått - også et åpent spørsmål. Når du oppretter mange ganske sannsynlig lansering kjemiske ekolyutsii forhold kan oppstå i nesten alle miljøer. Dette undergrunnen og planeter, og dybden av havet og på overflaten, selv protodannelse egnet.

Videre kan sky interstellar gass også fungere som et spring for angrep på levende materie livløs, og det er bekreftet deri organiske stoffer detekterte - og sukker alkoholer, aldehyder, aminosyrer, glycin og mer i stand til å tjene som utgangsmateriale for liv ved hjelp av kjemisk utvikling begynte.

teori

Ancient Earth holder sine hemmeligheter, og menneskeheten har ennå ikke pålitelig informasjon om geokjemiske betingelsene for sin eksistens før fremveksten av livet. Geologisk forskning kan ikke tilfredsstille alle spørsmålene, og derfor å studere mye involvert astronomi. Så bygde en teori om kjemisk evolusjon. Dagens Venus og Mars forhold anses å være lik Jorden på visse stadier av kjemisk evolusjon.

Å eksperimentere på modellene og dermed få alle de kjente grunnlagsdata. For eksempel, ved hjelp av simulering av forskjellige kjemiske sammensetninger og klimatiske forhold i atmosfæren, hydrosfæren, skorpen komplekse organiske molekyler ble oppnådd. Oppkjøp av nye data fra eksperimentet er alltid under konstruksjon beriker teorien. Så ble det nominert i en rekke hypoteser om de spesifikke mekanismene og direkte drivkrefter holdt kjemisk evolusjon.

Forskning i Russland

Livet på Jorden ble dannet gjennom abiogenese, det vil si, fødselen av organiske forbindelser hvis nærvær er karakteristisk dyreliv utenfor kroppen og uten den minste deltakelse av enzymer. Dette er den første fasen, når det er en levende fra nonliving.

Ved hypotese akademisk Oparin i tyveårene i det tyvende århundre, oppløsninger av høymolekylære forbindelser som er i stand til å danne et visst område hvor deres konsentrasjonen økes, og adskillelse fra det ytre miljø ikke forhindrer dem til å kommunisere med den. Disse områdene kalles coacervates eller stille coacervatsystemet dråper.

utenlands

Opprinnelse abiotisk syntese Implementert i et primitivt jord brukt i 1953 godu Stanley Miller, syntese av aminosyrer med andre organiske stoffer. Deretter viste hypercycles teori for å forklare eksistensen av liv i løpet av kjemisk utvikling av nærvær av en katalytisk reaksjon, etter hverandre, hvor det foregående produkt blir katalysatoren for den neste.

Bare den første "protocell" ble opprettet i 2008 av amerikanske biologen som gjennom kappe av fettsyrer og lipider var i stand til å skaffe nukleotid monofosfat fra omgivelsene. Disse aktiverte imidazol "klosser" er avgjørende for syntese av DNA. Og i 2011 i Japan er laget vesikler med DNA-elementer under kationisk membran, som var i stand til å dele, som var polirazmernaya kjedereaksjon, replikasjon av DNA.

hovedhypoteser

Kjemisk utviklingen av livet på jorden hypotesen forklarer følgende grunnleggende punkter.

1. Nødvendigheten vises på jorden eller i plassforhold, hvor det er en autokatalytisk syntese ugrerodosoderzhaschih molekyler, med syntesen må ha stort volum og en betydelig variasjon, nok til å starte prosessen med kjemisk utvikling.
2. Forekomst protocellular strukturer strømmer ut av de molekylene som er beskrevet ovenfor. Disse stabile lukkede aggregater isolert fra omgivelsene, energi utveksling av stoffer og sender dem selektivt. Så det protocellular struktur.
3. De dannede enheter er det en evne til selv-utvikling - selv-replikasjon og selv-transformasjon av all informasjon i kjemiske systemer. Så det er de grunnleggende enheter av arvelig kode.
4. Den neste fasen - forholdet mellom utseende og funksjon av enzymer egenskaper har proteiner med RNA og DNA som databærere. Så det er faktisk arvelig kode som er nødvendig for biologisk evolusjon.

oppdagelse

Som nevnt ovenfor, Alexander Oparin så tidlig som tjueårene av forrige århundre åpnet coacervates. Neste Stanley Miller og Harold Urey i 1953, beskrives fremveksten av den gamle atmosfæren ved simulering av enkle biomolekyler og prosessen med å inntreffe. Neste Sidney Foks fortalte verden om sfærer av protenoidov. I 1981, og T. S. Ceku Altmane i stand til å observere delingen av autokatalytiske RNA som ribozymer er i stand til å integrere informasjon og katalyse i molekylet, "skar ut" seg fra kjeden, og som forbinder de gjenværende "ender".

I 1986 William Gilbert of Cambridge utviklet ideen om "RNA World", og Gunther von Kidrovski fra Tyskland på samme tid ble presentert første selvreproduserende system basert på DNA, som var et viktig bidrag til forståelsen av selvreproduserende systemer og deres vekst funksjoner. Vitenskapen har gått raskt fremover i denne retning: Manfred Eigen åpnet hyperramme, utviklingen av ensembler av RNA-molekyler, og Yuliy Rebek opprettet den første kunstige molekylet som selvreplikerende i kloroform.

Space & Earth

Den Space Flight Center av NASA Dzhon Korlis studert leveringen av de termiske kildene i den hav energi og kjemikalier som gjør den kjemisk utvikling uavhengig av den plass miljø, og i dag er de for første archaebacteria blivende voksested. I jern sulfider verden, en rekke hypoteser Gunter Vehterskhoyzera.

Han beskrev den første selvreproduserende strukturer metabolisme forårsaket på overflaten av pyritt (jernsulfid), noe som ga den energi som er nødvendig for utveksling av stoffer. Når det gjelder utvalget vokser og råtnende svovelkis krystaller kan vokse og formere seg, og skaper en rekke bestander. leiremineraler for tilsynekomst av organiske molekyler har også blitt nøye studert. Men en enhetlig modell av den kjemiske evolusjon ikke eksisterer ennå, siden de grunnleggende prinsippene for bevegelsen av denne prosessen er ennå ikke åpne.