Həyatın mənşəyi ilə bağlı yanılmışıqmı?

NOAA vasitəsilə görüntü.

Şəkil vasitəsiləNOAA.


TərəfindənArunas L Radzvilavicius,UCL

Təxminən doqquz ildir ki, elmin həyatın mənşəyi ilə bağlı ən sevimli izahı 'ilkin şorba' olmuşdur. Həyatın, ildırım vurması və ya ultrabənövşəyi (UV) işığı kimi xarici bir enerji mənbəyi tərəfindən tetiklenen, Yer səthindəki isti bir gölməçədə bir sıra kimyəvi reaksiyalardan başladığı düşüncəsidir. Ancaq son araşdırmalar, həyatın okeanın dərinliklərində isti, qayalı quruluşlar içərisində yarandığı alternativ bir fikrə ağırlıq verirhidrotermal deliklər.


Keçən ay nəşr olunan bir araşdırmaTəbiət Mikrobiologiyasıhavalandırma dəliklərində olduğu kimi, dəmirlə zəngin olan isti bir mühitdə hidrogen qazı ilə qidalanan bütün canlı hüceyrələrin son ortaq atasını təklif edir. Ənənəvi nəzəriyyənin tərəfdarlarışübhə ilə yanaşdılarbu tapıntıların həyatın mənşəyi ilə bağlı düşüncəmizi dəyişdirməsi lazım olduğunu söylədi. Ancaq tez -tez olaraq xarakterizə olunan hidrotermal havalandırma hipoteziekzotik və mübahisəli, canlı hüceyrələrin enerji əldə etmək qabiliyyətini necə inkişaf etdirdiyini izah edir, sadəcə bir şorba içərisində mümkün olmayacaq şəkildə.

Altındaşərti nəzəriyyə, həyat ildırım və ya UV şüalarının sadə molekulların daha kompleks birləşmələrə birləşməsinə səbəb olduğu zaman başladı. Bu, ibtidai hüceyrələrin qoruyucu baloncuklarının içərisində yerləşən öz DNT-yə bənzər məlumat saxlayan molekulların yaradılması ilə nəticələndi. Laboratoriya təcrübələri, molekulyar quruluş bloklarının iz miqdarını təşkil etdiyini təsdiqləyirzülallarməlumat saxlayan molekullarhəqiqətən bu şəraitdə yaradıla bilər. Bir çoxları üçün, ilk çorba ilk canlı hüceyrələrin mənşəyi üçün ən inandırıcı mühit halına gəlmişdir.

Ancaq həyat yalnız DNT -də saxlanılan məlumatları təkrarlamaqdan ibarət deyil. Yaşamaq üçün bütün canlıların çoxalması lazımdır, ancaq DNT -nin təkrarlanması, yeni zülalların yığılması və sıfırdan hüceyrələrin qurulması çox böyük enerji tələb edir. Həyatın təməlində ətraf mühitdən enerji əldə etmək, saxlamaq və davamlı olaraq hüceyrələrin əsas metabolik reaksiyalarına yönləndirmək mexanizmləri dayanır.

Həyat dərin dəniz hidrotermal delikləri ətrafında inkişaf etdi? ABŞ Milli Okean və Atmosfer İdarəsi/Wikimedia Commons vasitəsilə görüntü

Həyat dərin dəniz hidrotermal delikləri ətrafında inkişaf etdi? Şəkil vasitəsiləABŞ Milli Okean və Atmosfer İdarəsi/Wikimedia Commons.




Bu enerjinin haradan qaynaqlandığı və ora necə gəldiyi bizə həyatın təkamülünü və mənşəyini tənzimləyən universal prinsiplər haqqında çox şey deyə bilər. Son tədqiqatlargetdikcə daha çox təklif edirilk çorba, ilk canlı hüceyrələrin enerjisini hərəkətə gətirəcək doğru bir mühit deyildi.

Klassik dərslik bilgisidir ki, yer üzündəki bütün canlılar günəşlə təmin edilən və bitkilər tərəfindən tutulan və ya hidrogen və ya metan kimi sadə birləşmələrdən çıxarılan enerjidən istifadə edir. Bütün həyatın bu enerjini eyni və olduqca özünəməxsus şəkildə istifadə etməsi daha az bilinir.

Bu proses bir az işləyirhidroelektrik bənd kimi. Hüceyrələr əsas metabolik reaksiyalarını birbaşa gücləndirmək əvəzinə, qida enerjisini istifadə edərək protonları (müsbət yüklü hidrogen atomlarını) bioloji membranın arxasındakı bir su anbarına ötürürlər. Bu, membranın bir tərəfində digərindən daha çox proton konsentrasiyası olan 'konsentrasiya qradiyenti' olaraq bilinən şeyi yaradır. Protonlar daha sonra membrana daxil olan molekulyar turbinlər vasitəsilə, bir bənddən axan su kimi geri axır. Bu, hüceyrənin qalan fəaliyyətini gücləndirmək üçün istifadə olunan yüksək enerjili birləşmələr yaradır.

Həyat, istilikdən və ya elektrik boşalmalarından təbii radioaktiv filizlərə qədər yer üzündə mövcud olan saysız -hesabsız enerji mənbələrindən istifadə etmək üçün inkişaf edə bilərdi. Bunun əvəzinə, bütün həyat formaları hüceyrə membranlarında proton konsentrasiyası fərqləri ilə idarə olunur. Bu, ən erkən canlı hüceyrələrin eyni şəkildə enerji topladığını və həyatın özü proton qradiyentlərinin olduğu bir mühitdə meydana gəldiyini göstərir.ən əlçatan enerji mənbəyidir.


Vent hipotezi

İlk canlı hüceyrələrdə mövcud olma ehtimalı olan gen dəstlərinə əsaslanan son araşdırmalar, həyatın mənşəyini izləyir.dərin dəniz hidrotermal deliklər. Bunlar bərk qaya və su arasında kimyəvi reaksiyalar nəticəsində əmələ gələn məsaməli geoloji quruluşlardır. Yer qabığından gələn qələvi mayelər, daha turşulu okean suyuna doğru axaraq, bütün canlı hüceyrələrə enerji verənlərə bənzər dərəcədə təbii proton konsentrasiyası fərqləri yaradır.

Araşdırmalar, həyatın təkamülünün ilk mərhələlərində, primitiv hüceyrələrdəki kimyəvi reaksiyaların, ehtimal ki, bu bioloji olmayan proton qradiyentlərindən qaynaqlandığını göstərir. Hüceyrələr daha sonra öz qradiyentlərini necə istehsal edəcəyini öyrəndi və okeanın qalan hissəsini və nəticədə planetin kolonizasiyası üçün havalandırma deliklərindən qaçdı.

İlk çorba nəzəriyyəsinin tərəfdarları elektrostatik boşalmaların və ya Günəşin olduğunu iddia edirlərultrabənövşəyi şüalanma getdiHəyatın ilk kimyəvi reaksiyaları, müasir həyat bu uçucu enerji mənbələrinin heç biri ilə təmin edilmir. Bunun əvəzinə, həyatın enerji istehsalının əsasını bioloji membranlardakı ion qradiyentləri təşkil edir. Yer səthindəki ilkin bulyonun isti gölməçələrində uzaqdan bənzər heç bir şey ortaya çıxa bilməzdi. Bu mühitlərdə, kimyəvi birləşmələr və yüklü hissəciklər, belə olan gradientlər və ya qeyri-tarazlıq vəziyyətləri yaratmaq əvəzinə bərabər şəkildə seyreltilməyə meyllidirlər.həyatın mərkəzidir.


Dərin dəniz hidrotermal delikləri təmsil edirməlum olan yeganə mühitmüasir hüceyrələr kimi eyni növ enerji istifadə edən maşınlarla kompleks üzvi molekullar yarada bilərdi. Həyatın mənşəyini ibtidai şorbada axtarmaq, həyat enerjisinin universal prinsipləri haqqında çox az şey məlum olanda məntiqli idi. Ancaq biliklərimiz genişləndikcə, ilk biokimyəvi reaksiyalara səbəb olan enerji axınının əhəmiyyətini qəbul edən alternativ hipotezləri qəbul etməyin vaxtı gəldi. Bu nəzəriyyələr canlı hüceyrələrin enerjisi ilə canlı olmayan molekullar arasındakı uçurumu sorunsuz şəkildə aradan qaldırır.

Söhbət & apos; src = & apos; img/earth/78/həyat-s-mənşəyi haqqında-səhv-səhv etmişik.gif

Arunas L Radzvilavicius,,UCL

Bu məqalə əvvəlcə nəşr olunduSöhbət. Oxuyunorijinal məqalə.