한국   대만   중국   일본 
Pochodzenie ?ycia ? Wikipedia, wolna encyklopedia Przejd? do zawarto?ci

Pochodzenie ?ycia

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Stromatolity w prekambryjskiej formacji Siyeh z Parku Narodowego Glacier w USA .
W 2002 roku William Schopf z UCLA ze wspołpracownikami opublikował kontrowersyjn? prac? w czasopi?mie naukowym ? Nature ”, w ktorej dowodzili, ?e w kopalnych matach mikrobialnych mo?na znale?? mikroskamieniało?ci sprzed 3,375 i 3,465 miliarda lat [1] .

Pochodzenie ?ycia , biogeneza ( gr. bios ‘?ycie’, genesis ‘pochodzenie’), biopoeza [2] ? zagadnienie pochodzenia ?ycia b?d?ce przedmiotem bada? naukowych oraz rozwa?a? religijnych i filozoficznych .

Historia [ edytuj | edytuj kod ]

Od czasow staro?ytno?ci do XIX wieku powszechnie wierzono w mo?liwo?? samorodnego powstawania pewnych organizmow (np. robakow z zepsutego mi?sa). W latach 70. XIX wieku do?wiadczenia Ludwika Pasteura wykazały, ?e samorodztwo nie istnieje nawet w przypadku bakterii . Otworzyło to drog? dla bada? nad zagadnieniem pochodzenia ?ycia, ktore stanowi? ?jedno z najtrudniejszych i nie w pełni rozwikłanych zagadnie? biologii” [3] .

Charles Darwin w dziele O powstawaniu gatunkow unikał dyskusji na temat pochodzenia ?ycia, jednak w korespondencji z przyjaciołmi wyraził przekonanie, ?e ?ycie mogło powsta? w efekcie zachodzenia naturalnych reakcji chemicznych. W li?cie do Josepha Daltona Hookera z 1 lutego 1871 napisał o mo?liwo?ci powstania ?ycia w ciepłej małej sadzawce, w warunkach obecnie niewyst?puj?cych. Sformułowanie z listu stało si? słynne i dało pocz?tek wspołczesnym hipotezom dotycz?cym powstania ?ycia [4] .

Do lat 60. XIX wieku rozwa?ania nad powstaniem ?ycia na Ziemi były głownie przedmiotem docieka? filozoficznych i religijnych. Teoria opublikowana przez Darwina oraz prace Pasteura wykluczaj?ce powstawanie organizmow we wspołcze?nie panuj?cych warunkach doprowadziły do powstania kontrowersji oraz o?ywionego zainteresowania ludzi nauki problemem powstania ?ycia. Zacz?ła rozwija? si? koncepcja ewolucji chemicznej . Na pocz?tku XX wieku wykształciły si? dwa nurty rozwa?a? nad powstaniem ?ycia. Pierwszy z nich koncentrował si? na metabolizmie jako kryterium ?ycia, a drugi na zdolno?ci do replikacji. Teorie biochemiczne (metaboliczne) oraz genetyczne (molekularna) były rozwijane przez naukowcow przez pierwsz? połow? XX wieku [5] . Oparin i Haldane , rozwijaj?c nurt metaboliczny, koncentrowali si? na mo?liwo?ci samoistnego powstania minimalnej komorki , w ktorej mogłyby zachodzi? procesy warunkuj?ce ?ycie. Troland oraz Muller koncentrowali si? na wyja?nieniu funkcji enzymow oraz genow, jako cz?stek decyduj?cych o istnieniu ?ycia [6] . W kolejnych latach stało si? mo?liwe przeprowadzanie do?wiadcze? weryfikuj?cych przedstawione teorie [5] .

Hipotezy [ edytuj | edytuj kod ]

Powstanie ?ycia z materii nieo?ywionej [ edytuj | edytuj kod ]

Istnieje wiele hipotez dotycz?cych powstania ?ycia. Grupa hipotez okre?lana jako konwencjonalne zakłada, ?e pierwsze komorki powstały w wyniku ewolucji chemicznej zachodz?cej na Ziemi. Naukowcy zgodnie uznaj?, ?e pierwszym organizmem była komorka prokariotyczna o budowie zbli?onej do wspołcze?nie wyst?puj?cych bakterii [7] . Najstarsze ?lady komorek w postaci mikroskamieniało?ci stwierdzono w skałach pochodz?cych z połnocno-zachodniego wybrze?a Australii, ktorych wiek oznaczono na 3,465 mld lat [1] . Opisano tak?e starsze ?lady o charakterze izotopowym, pochodz?ce ze skał z wyspy Akilia w pobli?u Grenlandii . Wiek tych skał okre?lono na 3,86 mld lat. Jedna komorka lub populacja organizmow wymieniaj?ca si? genami w procesie horyzontalnego transferu genow okre?lana jest przez naukowcow jako ostatni uniwersalny wspolny przodek , od ktorego pochodz? wszystkie organizmy na Ziemi [7] .

Wiek Ziemi oznaczany jest na 4,6 mld lat. Pomi?dzy pocz?tkiem istnienia Ziemi a okresem, kiedy istniały ju? pierwsze komorki, musiało doj?? do powstania ?ycia, przy zało?eniu, ?e powstało ono na Ziemi. W latach 20. XX wieku Oparin w Rosji i Haldane w Anglii, rozwijaj?c ide? samorodztwa, zaproponowali model, w ktorym zwi?zki organiczne niezb?dne do wytworzenia organizmu powstały w pierwotnej atmosferze Ziemi przy udziale ?wiatła słonecznego. Obaj przyj?li, ?e pierwotny skład ziemskiej atmosfery był zbli?ony do składu atmosfery zewn?trznych planet Układu Słonecznego. Atmosfera taka zawierała znaczne ilo?ci wodoru, amoniaku oraz metanu a niewiele tlenu. W efekcie licznych reakcji syntezy oceany zawierały znaczne ilo?ci zwi?zkow organicznych, co Oparin okre?lił jako zupa pierwotna . Pomysł Oparina i Haldana zweryfikowali w do?wiadczeniu Stanley Miller i Harold Urey w 1953 roku. Badacze składniki potencjalnej pierwotnej atmosfery Ziemi poddali działaniu ?wiatła oraz wyładowa? elektrycznych, a nast?pnie zbadali skład roztworu wodnego, b?d?cego odpowiednikiem praoceanu [7] . W prostej symulacji warunkow panuj?cych na Ziemi 4?5 mld lat temu w pierwszych do?wiadczeniach Miller uzyskał przynajmniej 5 aminokwasow, a w kolejnych do?wiadczeniach uzyskano ich ponad 20 [8] .

Eksperyment Millera i Ureya wykazał, ?e zwi?zki organiczne, z ktorych składaj? si? istniej?ce organizmy, mogły powsta? na Ziemi spontanicznie. Nie jest to jednak dowod na powstanie form ?ycia z istniej?cych nieo?ywionych organicznych monomerow. Obalona ostatecznie przez Pasteura koncepcja samorodztwa nie jest wspierana przez opisane do?wiadczenie. Do?? powszechny w?rod biologow jest pogl?d, ?e ze zwi?zkow chemicznych prakomorka mogła powsta? jedynie etapowo z wieloma formami po?rednimi. Jedn? z wa?nych hipotez dotycz?cych wczesnych etapow ewolucji na etapie prebiotycznym jest hipoteza ?wiata RNA . Zgodnie z ni? RNA mogł powsta? z pierwotnej zupy nukleotydow, a dzi?ki zdolno?ci do katalizy cz?steczki RNA stały si? pierwszymi samoreplikuj?cymi si? elementami podlegaj?cymi zasadom ewolucji biologicznej . Puryny i pirymidyny powstaj? w układzie do?wiadczalnym stworzonym przez Millera i Ureya. Hipoteza RNA jako pierwszego molekularnego no?nika informacji genetycznej została przedstawiona przez Orgela i Cricka w 1968 roku. Kolejnym wa?nym argumentem za istnieniem ?wiata RNA było odkrycie w latach 80. XX wieku rybozymow ? cz?steczek RNA maj?cych wła?ciwo?ci enzymow . We wspołcze?nie ?yj?cych organizmach informacja genetyczna przechowywana jest w postaci DNA. Do syntezy DNA niezb?dne s? cz?steczki białka, a zarazem synteza białek wymaga istnienia DNA. Hipoteza ?wiata RNA pozwala wyj?? z dylematu, co było pierwsze: jajko (DNA) czy kura (białka) [7] . Słabym punktem hipotezy był fakt, ?e ryboza jest zwi?zkiem nietrwałym, a wi?c nie mogła ulega? akumulacji w pierwotnym oceanie [9] . Rozwi?zanie problemu, a zarazem wzmocnienie hipotezy ?wiata RNA, zaproponował Ricardo i wsp. w 2004 roku. Stwierdzili oni, ?e ryboza staje si? stabilna w kompleksie z boranami . Borany za? powstaj? podczas krystalizacji skał i powinny wyst?powa? na powierzchni młodych planet [10] .

Samodzielne istnienie RNA jako pierwotnego materiału genetycznego wi??e si? jednak z wieloma teoretycznymi problemami. Potencjalnym rozwi?zaniem mo?e by? istnienie innego materiału genetycznego poprzedzaj?cego RNA. Jednym z hipotetycznych, poprzedzaj?cych ?wiat RNA, jest PNA . Zwi?zek o zbli?onych do DNA wła?ciwo?ciach mo?e zosta? wytworzony w warunkach laboratoryjnych. Do?wiadczenia potwierdzaj? tak?e powstawanie monomerow w warunkach hipotetycznego praoceanu [11] . W hipotezach ?wiata pre-RNA rozwa?ane s? tak?e TNA [12] oraz GNA [13] .

Po ustanowieniu si? ?wiata RNA , cz?steczki kwasow nukleinowych musiały zyska? mo?liwo?? syntezy peptydow i białek . Jest to wymog wiod?cy do powstania ?ycia , jakie znamy. Okres ten jest nazywany ?wiatem RNP [14] [15] [16] .

Panspermia [ edytuj | edytuj kod ]

  Osobny artykuł: panspermia .

Alternatyw? dla hipotez zakładaj?cych powstanie ?ycia na Ziemi z materii nieo?ywionej jest koncepcja panspermii. Opiera si? ona na przekonaniu, ?e ??ycie pochodzi z ?ycia” i jest rozpowszechnione we Wszech?wiecie . Koncepcja kosmicznego pochodzenia ?ycia jest obecna ju? w staro?ytnych tekstach wedyjskich i buddyjskich oraz została rozwini?ta przez greckiego filozofa Anaksagorasa ?yj?cego około 500 lat p.n.e. Wspołcze?nie promował koncepcj? panspermii Svante Arrhenius na pocz?tku XX wieku. Hipoteza jest traktowana jako realna ze wzgl?du na mo?liwo?? przetrwania ekstremofilnych bakterii lub ich zarodnikow poza Ziemi?. Komety , chondryty w?gliste , pył kosmiczny i asteroidy mogły mie? znaczenie w dostarczaniu na Ziemi? substancji organicznych w pocz?tkowym okresie istnienia planety. Zwolennicy koncepcji panspermii Fred Hoyle i Chandra Wickramasinghe uznaj?, ?e materiał organiczny pochodz?cy z kosmosu jest odpowiedzialny za epidemie , powstawanie nowych chorob oraz innowacje genetyczne na poziomie mikroewolucji [7] .

?ycie poza Ziemi? [ edytuj | edytuj kod ]

Nie wiadomo, czy ?ycie istnieje na innych planetach ni? Ziemia. Proby znalezienia ?ycia w Układzie Słonecznym podj?to w ramach misji Viking w 1976 roku. Astrobiolodzy ze wzgl?du na znajomo?? warunkow do rozwoju ?ycia jako potencjalne miejsca jego wyst?powania poza Ziemi? wytypowali Marsa oraz ksi??yc Jowisza ? Europ? . Wykonane badania nie pozwoliły na stwierdzenie ?ladow metabolizmu mikrobiologicznego, ktorych poszukiwano [17] .

Zobacz te? [ edytuj | edytuj kod ]

Przypisy [ edytuj | edytuj kod ]

  1. ↑ a b J. William Schopf, Anatoliy B. Kudryavtsev, David G. Agresti, Thomas J. Wdowiak i inni. Laser?Raman imagery of Earth’s earliest fossils . ?Nature”. 416 (6876), s. 73?76, 2002. DOI : 10.1038/416073a . ISSN   0028-0836 . ( ang. ) .  
  2. ↑ Marzena   Popielarska , Robert   Konieczny , Grzegorz   Goralski , Słownik szkolny. Biologia , Krakow: Wydawnictwo Zielona Sowa , 2008, s. 33, ISBN  978-83-7435-692-3 .
  3. ↑ biogeneza , [w:] Encyklopedia PWN [dost?p 2015-05-16] .
  4. ↑ Juli Pereto, Jeffrey L. Bada, Antonio Lazcano. Charles Darwin and the Origin of Life . ?Origins of Life and Evolution of Biospheres”. 39 (5), s. 395?406, 2009. DOI : 10.1007/s11084-009-9172-7 . ISSN   0169-6149 . ( ang. ) .  
  5. ↑ a b Harmke Kamminga. Historical perspective: The problem of the origin of life in the context of developments in biology . ?Origins of Life and Evolution of the Biosphere”. 18 (1?2), s. 1?11, 1988. DOI : 10.1007/BF01808777 . ISSN   0169-6149 . ( ang. ) .  
  6. ↑ Gail Raney Fleischaker. Origins of life: An operational definition . ?Origins of Life and Evolution of the Biosphere”. 20 (2), s. 127?137, 1990. DOI : 10.1007/BF01808273 . ISSN   0169-6149 . ( ang. ) .  
  7. ↑ a b c d e Ashwini Kumar Lal. Origin of Life . ?Astrophysics and Space Science”. 317 (3?4), s. 267?278, 2008. DOI : 10.1007/s10509-008-9876-6 . ISSN   0004-640X . ( ang. ) .  
  8. ↑ Stanley L. Miller. Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions . [dost?p 2016-07-08]. [zarchiwizowane z tego adresu (2009-03-18)]. ? Science ”. 117 (3046), s. 528, 1953. DOI : 10.1126/science.117.3046.528 . PMID : 13056598 .
  9. ↑ R. Larralde, M.P. Robertson, S.L. Miller. Rates of decomposition of ribose and other sugars: implications for chemical evolution . ?Proceedings of the National Academy of Sciences”. 92 (18), s. 8158?8160, 1995. DOI : 10.1073/pnas.92.18.8158 . ISSN   0027-8424 . ( ang. ) .  
  10. ↑ A. Ricardo. Borate Minerals Stabilize Ribose . ?Science”. 303 (5655), s. 196?196, 2004. DOI : 10.1126/science.1092464 . ISSN   0036-8075 . ( ang. ) .  
  11. ↑ K.E. Nelson, M. Levy, S.L. Miller. Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule . ?Proceedings of the National Academy of Sciences”. 97 (8), s. 3868?3871, 2000. DOI : 10.1073/pnas.97.8.3868 . ISSN   0027-8424 . ( ang. ) .  
  12. ↑ L. Orgel. ORIGIN OF LIFE: Enhanced: A Simpler Nucleic Acid . ?Science”. 290 (5495), s. 1306?1307, 2000. DOI : 10.1126/science.290.5495.1306 . ISSN   0036-8075 . ( ang. ) .  
  13. ↑ Lilu Zhang, Adam Peritz, Eric Meggers. A Simple Glycol Nucleic Acid . ?Journal of the American Chemical Society”. 127 (12), s. 4174?4175, 2005. DOI : 10.1021/ja042564z . ISSN   0002-7863 . ( ang. ) .  
  14. ↑ Thomas R.   Cech , The RNA worlds in context , ?Cold Spring Harbor Perspectives in Biology”, 4 (7), 2012 , a006742, DOI :  10.1101/cshperspect.a006742 , ISSN 1943-0264 , PMID :  21441585 , PMCID :  PMC3385955 [dost?p 2022-12-21] .
  15. ↑ Paul   Schimmel , The RNP bridge between two worlds , ?Nature Reviews. Molecular Cell Biology”, 12 (3), 2011 , s. 135, DOI :  10.1038/nrm3061 , ISSN 1471-0080 , PMID :  21285979 [dost?p 2022-12-21] .
  16. ↑ Thomas R.   Cech , Crawling out of the RNA world , ? Cell ”, 136 (4), 2009 , s. 599?602, DOI :  10.1016/j.cell.2009.02.002 , ISSN 1097-4172 , PMID :  19239881 [dost?p 2022-12-21] .
  17. ↑ Carol E. Cleland, Christopher F. Chyba. ?Origins of Life and Evolution of the Biosphere”. 32 (4), s. 387?393, 2002. DOI : 10.1023/A:1020503324273 . ISSN   0169-6149 . ( ang. ) .  

Linki zewn?trzne [ edytuj | edytuj kod ]

?rodło: ? https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Pochodzenie_?ycia&oldid=71745887 ”