L'evolució química: les etapes i essència

El procés de conversió es va dur a terme química de la ciència en el denominat evolució química, i el punt d'inflexió del procés revolucionari es va produir després de la creació en 1777 pel científic natural Lavoisier teoria de combustió francès que descriu el paper de l'oxigen. Llavors va començar una revisió de tots els conceptes fonamentals i els principis bàsics de la química, que ha canviat la terminologia i nomenclatura de les substàncies.

curs elemental

1789 va veure el llançament d'un llibre de text Lavoisier, immediatament es va convertir en una referència clau per als investigadors i professionals de la ciència nascuts. El "curs de química elemental" ha estat el primer en la llista mundial - Taula de cossos simples, una llista dels elements químics coneguts. La base d'aquest tom Lavoisier ficat al llit precisament teoria d'oxigen de combustió, de manera que l'evolució química va ser dirigida per una forma completament nova. L'element més important en la definició de - l'experiència, que és el que un científic i va triar el criteri principal, i tot el que no està confirmat per l'experiència, com ara un atòmica o estructura molecular, Lavoisier no havia considerat.

L'evolució química ha passat per les lleis Va formular - la conservació de la massa, sobre la naturalesa de les propietats dels compostos, les seves diferències en la composició elemental. Va ser llavors que la química s'ha convertit en una ciència de si mateix, l'estudi de la composició dels òrgans de forma experimental. No podia prescindir de l'evolució química de la racionalització del subjecte, i per tant, la humanitat finalment va abandonar el passat alquímic, com idees sobre la naturalesa de la matèria i les seves propietats canvien dràsticament i ràpidament. Però l'impuls per a aquest procés va servir investigació Lavoisier. Ara, fins i tot els escolars saben que les etapes de l'evolució química (o l'evolució prebiòtica) han de ser considerats des del moment que va precedir a l'aparició de la vida a la Terra. Al segle XVIII, com concepcions del món ningú ha tingut mai.

vida

L'evolució química va començar a la Terra planeta absolutament sense vida quan la substància orgànica es va començar gradualment a emergir de molècules inorgàniques, que afecten específicament els factors d'energia i de selecció. processos d'auto-organització, que són característics dels sistemes de fins i tot relativament complexos del desplegament. Per tant, el carboni a la Terra va aparèixer. Més aviat, hi ha carbonós primera molècula de fonamental importància no només per l'aparença, sinó també per al desenvolupament futur de tota la matèria viva.

No sabem fins ara, el que és l'essència de l'evolució química en les primeres etapes de la vida. La química coneguda de qualsevol substància limita la límits de processos evolutius postulat de carboni aquós. Potser, en l'univers hi ha opcions d'una altra manera d'existència de la matèria viva i l'origen de la nostra proteïna - no és l'única "sortida". No es va realitzar una combinació única de propietats del polímer amb propietats de despolarització de carboni del medi aquós en la fase líquida. Aquestes condicions van ser suficients per iniciar l'evolució química de la vida i la necessitat per al desenvolupament de tots els coneguts per a nosaltres la varietat de formes de vida.

Inici del procés de

La humanitat, fins i tot de la seva pròpia bressol sap que no tots. Especialment sobre on i quan començar les etapes de l'evolució química a la Terra. Això és el que nosaltres, també, només podem endevinar. Aquí, en primer lloc, pot ser absolutament qualsevol moment.

Quan finalitzi el segon cicle de formació d'estrelles quan els productes condensats d'explosió de supernoves, que van donar elements de l'espai interestel·lar anomenats pesats, el pes excedeix vint. Quan les estrelles són a la segona generació es troben els seus propis sistemes planetaris, on els elements pesats requerida ha estat una quantitat suficient. Realitzada l'essència de l'evolució química podria en qualsevol moment després del Big Bang en un interval de la meitat de mil milions i mig de mil milions d'anys.

Quan va començar la vida

En el que pogués haver sorgit - també una qüestió oberta. En crear moltes condicions bastant probable ekolyutsii químics llançament podria produir-se en pràcticament qualsevol entorn. Aquest subsòl i dels planetes, i la profunditat de l'oceà i la superfície, fins i tot formació protoplanetari adequat.

D'altra banda, núvol de gas interestel·lar també pot servir com un trampolí per a l'atac a la matèria viva sense vida, i es confirma en el mateix substàncies orgàniques detectat - i alcohols de sucres, aldehids, aminoàcids, glicina i més capaç serveixen com a material de partida per a la vida per mitjà de començar l'evolució química.

teoria

Antiga Terra guarda els seus secrets, i la humanitat encara no té informació fiable sobre les condicions geoquímiques de la seva existència abans de l'aparició de la vida. Les investigacions geològiques no pot satisfer totes les preguntes, i per tant per estudiar participa àmpliament l'astronomia. Així construït una teoria de l'evolució química. condicions de Venus i Mart d'avui en dia es considera que són similars a la Terra en certes etapes de l'evolució química.

Per experimentar amb els models i així obtenir totes les dades bàsiques coneguts. Per exemple, utilitzant la simulació de diverses composicions químiques i les condicions climàtiques en l'atmosfera, la hidrosfera, la litosfera es van obtenir molècules orgàniques complexes. Adquisició de noves dades per l'experiment està sempre en construcció enriqueix la teoria. Per tant, va ser nominat en una sèrie d'hipòtesis sobre els mecanismes específics i les forces que impulsen directament va dur a terme l'evolució química.

Recerca a Rússia

La vida a la Terra es va formar a través d'abiogenesis, és a dir, el naixement de compostos orgànics amb una presència fauna característica més enllà del cos i sense la menor participació d'enzims. Aquesta és la primera etapa, quan hi ha un saló del que no viu.

Per hipòtesi Oparin acadèmic en els anys vint del segle XX, les solucions de compostos d'alt pes molecular són capaços de formar una certa zona en la qual s'augmenta la seva concentració, i la separació de l'ambient exterior no impedeix que es comuniquin amb ell. Aquestes àrees es denominen coacervats o gotes de coacervat.

a ultramar

Origen síntesi abiòtica Implementat en una terra primitiva gastat en 1953 godu Stanley Miller, síntesi d'aminoàcids amb altres substàncies orgàniques. Posteriorment va aparèixer la teoria hyperciclos que explica l'existència de vida en el curs de l'evolució química de la presència d'una reacció catalítica, consecutiva, en què el producte anterior es converteix en el catalitzador per a la propera.

Només el primer "protocélula" va ser creat el 2008 pel biòleg nord-americà que a través de la beina dels àcids grassos i lípids van ser capaços d'obtenir el monofosfat de nucleòtid del medi ambient. Aquests imidazol "maons" activats són essencials per a la síntesi d'ADN. I el 2011 al Japó van ser creats vesícules amb elements d'ADN sota membrana catiònica, que eren capaços de dividir-se, com era reacció en cadena de polirazmernaya, la replicació de l'ADN.

principals hipòtesis

L'evolució química de la vida a la Terra hipòtesi s'expliquen els següents punts bàsics.

1. La necessitat apareix a la Terra o en condicions d'espai, en el qual hi ha una síntesi de molècules autocatalític ugrerodosoderzhaschih, amb la síntesi ha de tenir grans volums i una varietat considerable, suficient per iniciar el procés d'evolució química.
2. estructures protocellular Occurrence que surten de les molècules descrites anteriorment. Aquests agregats tancats estables aïllats del medi ambient, l'intercanvi d'energia de les substàncies i els passa selectivament. Així que hi ha estructura protocellular.
3. Les unitats formades hi ha una capacitat d'auto-desenvolupament - auto-replicació i auto-transformació de tota la informació de sistemes químics. Pel que no són les unitats bàsiques del codi hereditari.
4. La següent etapa - la relació entre l'aparença i funcions dels enzims les propietats de les proteïnes amb ARN i ADN com els suports de dades. Així que en realitat hi ha codi hereditari que es requereix per a l'evolució biològica.

descobriment

Com es va esmentar anteriorment, Alexander Oparin ja en els anys vint del segle passat va obrir coacervats. Següent Stanley Miller i Harold Urey el 1953, van descriure l'aparició de l'atmosfera antiga en la simulació de biomolècules simples i el procés de la seva ocurrència. Següent Sidney Foks dir al món sobre les microesferes de protenoidov. El 1981, T. i S. Çeku Altmane capaç d'observar la divisió d'ARN autocatalític com ribozims són capaços d'integrar la informació i la catàlisi en la molècula, "tallant" a si mateixos de la cadena i la connexió dels restants "extrems".

El 1986, William Gilbert de Cambridge va desenvolupar la idea del "món d'ARN", i Gunther von Kidrovski d'Alemanya, al mateix temps es va presentar el primer sistema d'auto-replicants basada en ADN, que va ser una contribució important a la comprensió dels sistemes auto-replicants i les seves funcions de creixement. La ciència ha anat ràpidament endavant en aquesta direcció: Manfred Eigen obrir hipertrama, l'evolució de conjunts de molècules d'ARN, i Yuliy Rebek creat la primera molècula artificial que l'auto-replicant en cloroform.

L'espai i la Terra

El Centre de Vol Espacial de la NASA Dzhon Korlis va estudiar el procés de lliurament de les fonts termals de l'energia dels mars i els productes químics que fan que l'evolució química independent de l'entorn espacial, i avui dia són d'arqueobacteris inicials hàbitat permanent. En el món de sulfurs de ferro, una sèrie d'hipòtesis Gunter Vehterskhoyzera.

Ell va descriure la primera auto-replicant metabolisme estructures causat sobre la superfície de la pirita (sulfur de ferro), que va donar l'energia necessària per a l'intercanvi de substàncies. Quant a la selecció cada vegada més gran i en descomposició cristalls de pirita pot créixer i reproduir-se, creant una varietat de poblacions. minerals d'argila per a l'aparició de molècules orgàniques també s'han estudiat de prop. No obstant això, un model unificat de l'evolució química encara no existeix, ja que els principis bàsics del moviment d'aquest procés encara no està oberta.