Kemisk evolution: stadier och essens

Omvandlingsprocessen åstadkoms vetenskap kemi i den så kallade kemiska utvecklingen, och vändpunkten av den revolutionära processen inträffade efter skapelse i 1777 av den franska naturliga vetenskapsmannen Lavoisier förbrännings teori som beskriver rollen av syre. Sedan började en genomgång av alla grundläggande begrepp och grundläggande principerna för kemi, har förändrat terminologi och nomenklatur ämnen.

nybörjarkursen

1789 släpptes en lärobok Lavoisier, blev genast en viktig referens för forskare och praktiker inom vetenskap födda. Den "elementära kemi kurs" har varit den första i listan världen - Tabell med enkla organ, som listar de kända grundämnen. Grundval av denna lunta Lavoisier liggande exakt syre teori om förbränning, varigenom den kemiska utvecklingen riktades av ett helt nytt sätt. Det viktigaste inslaget i definitionen av - erfarenhet, vilket är vad forskare och valde det viktigaste kriteriet, och allt som inte bekräftas av erfarenheter, till exempel en atom- eller molekylstruktur, hade Lavoisier inte beaktas.

Kemiska utvecklingen har gått igenom de lagar som han formulerade - bevarande av massa, om vilken typ av egenskaperna hos föreningar, deras skillnader i elementsammansättningen. Det var då som kemi har blivit en vetenskap av sig själv, studerar sammansättningen av kropparna experimentellt. Jag kunde inte göra utan den kemiska utvecklingen av rationalisering av ämnet, och därmed mänskligheten slutligen övergav den alkemiska förflutna, som idéer om vilken typ av material och dess egenskaper förändras drastiskt och snabbt. Men drivkraften för denna process tjänade Lavoisier forskning. Nu, även skolbarn vet att de olika stadierna i kemisk utveckling (eller prebiotiska evolution) bör övervägas från den tidpunkt som föregick uppkomsten av liv på jorden. På sjuttonhundratalet, sådana föreställningar om världen ingen har någonsin haft.

liv

Kemiska utvecklingen började på jorden helt livlösa planet när den organiska substansen gradvis började växa fram från oorganiska molekyler, som särskilt påverkar energi- och urvalsfaktorer. Utspelas processer självorganisering, som är karakteristiska för även relativt komplexa system. Sålunda, kolet på jorden framträdde. Snarare finns kolhaltiga första molekyl av grundläggande betydelse inte bara för utseendet utan också för den fortsatta utvecklingen av all levande materia.

Vi vet inte än så länge, vad är kärnan i kemiska utvecklingen i ett tidigt skede av livet. Den kända kemin för varje substans begränsar den evolutionära processgränser vattenhaltig kol postulat. Kanske i universum finns det alternativ andra existens av levande materia och ursprunget till vår protein - är inte den enda "vägen ut". Det realiserades en unik kombination av polymeregenskaper med kol depolariserande egenskaper hos det vattenhaltiga mediet i vätskefasen. Dessa villkor var tillräckliga för att starta den kemiska utvecklingen av liv och behovet av att utveckla alla kända för oss olika livsformer.

Starta processen

Mänskligheten även av sin egen vagga vet inte allt. Speciellt om var och när du ska börja de olika stadierna i kemisk utveckling på jorden. Detta är vad vi också kan bara gissa. Här först kan det vara helt helst.

När du är klar den andra cykeln av stjärnbildning när de kondenserade produkterna av explosion av supernovor, som gav interstellära rymden element kallas tunga, vars vikt överstiger tjugosex. När stjärnorna är i den andra generationen fann sina egna planetsystem, där så krävs tunga grundämnen har varit en tillräcklig mängd. Insett kärnan i den kemiska utvecklingen kunde när som helst efter Big Bang i ett intervall på en halv miljard och en halv miljard år.

Där livet började

Där hon kunde ha uppstått - även en öppen fråga. När du skapar många ganska troligt lanseringen kemiska ekolyutsii förhållanden kan uppstå i praktiskt taget alla miljöer. Denna alv och planeter, och djupet av havet och ytan, även protobildning lämpliga.

Vidare kan moln interstellär gas också tjäna som en språngbräda för angrepp på levande materia livlöst, och det bekräftas däri organiska substanser upptäckts - och sockeralkoholer, aldehyder, aminosyror, glycin och mer kapabel tjänar som utgångsmaterial för livet med hjälp av kemiska utvecklingen började.

teori

Forntida jord behåller sina hemligheter, och mänskligheten ännu inte har tillförlitlig information om de geokemiska villkoren för dess existens före uppkomsten av livet. Geologisk forskning kan inte tillfredsställa alla frågor, och därför att studera flitigt involverad astronomi. Så byggde en teori om kemiska utveckling. Dagens Venusian och Martian förhållanden anses likna jorden vid vissa stadier av kemiska evolution.

Att experimentera på modellerna och på så sätt få alla kända grunddata. Exempelvis med användning av simulering av olika kemiska sammansättningar och klimatförhållanden i atmosfären, hydrosfären, litosfären komplexa organiska molekyler erhölls. Förvärv av nya data från experiment är alltid under uppbyggnad berikar teorin. Så var det nominerad i ett antal hypoteser om de särskilda mekanismer och direkt drivkrafter höll kemiska utveckling.

Forskning i Ryssland

Livet på jorden bildades genom uralstring, dvs, födelsen av organiska föreningar vars närvaro är karakteristisk djurliv bortom kroppen och utan minsta deltagande enzymer. Detta är det första steget när det finns en levande från icke-levande.

Genom hypotes akademiska Oparin på tjugotalet av det tjugonde århundradet, lösningar av högmolekylära föreningar är i stånd att bilda ett visst område där deras koncentration ökar, och separation från den yttre miljön inte hindrar dem att kommunicera med den. Dessa områden kallas koacervat eller koacervat droppar.

utomlands

Ursprung abiotiska syntes Implemented in en primitiv jord bringade i 1953 godu Stanley Miller, syntetisera aminosyror med andra organiska ämnen. Därefter verkade hypercycles teori som förklarar förekomsten av livet under loppet av den kemiska utvecklingen av närvaron av en katalytisk reaktion, i följd, där den tidigare produkten blir katalysatorn för nästa.

Endast den första "protocell" skapades 2008 av amerikansk biolog som genom manteln av fettsyror och lipider kunde få nukleotidmonofosfat från omgivningen. Dessa aktiverade imidazol "tegelstenar" är väsentliga för syntes av DNA. Och i 2011 i Japan skapades vesiklar med DNA-element under katjoniska membran, som var i stånd att dela sig, vilket var polirazmernaya kedjereaktion, replikation av DNA.

huvudhypoteser

Kemisk utveckling av livet på jorden hypotes förklarar följande grundläggande punkter.

1. Nödvändigheten visas på jorden eller i rymdförhållanden där det finns en autokatalytisk syntes ugrerodosoderzhaschih molekyler med syntesen måste ha stora volymer och en avsevärd mängd, tillräckligt för att starta processen med kemiska utvecklingen.
2. Förekomst protocellular strukturer som kommer ut från de molekyler, som beskrivs ovan. Dessa stabila slutna aggregat isolerat från omgivningen, energi utbyte av ämnen och passerar dem selektivt. Så det protocellular struktur.
3. De bildade enheterna finns en förmåga att självutveckling - självreplikation och själv omvandling av all information om kemiska system. Så det är de grundläggande enheterna i den ärftliga kod.
4. Nästa steg - förhållandet mellan uppträdandet och funktionerna av enzymer egenskaps av proteiner med RNA och DNA som databärarna. Så det är faktiskt ärftlig kod som krävs för biologisk evolution.

upptäckt

Som nämnts ovan, Alexander Oparin redan på tjugotalet av förra seklet öppnade koacervat. Nästa Stanley Miller och Harold Urey 1953, beskrev framväxten av den gamla atmosfären i simulera enkla biomolekyler och processen för deras förekomst. Nästa Sidney Foks berättade för världen om mikrosfärer av protenoidov. I 1981, T. och S. Ceku Altmane kunna observera fördelningen av autokatalytisk RNA såsom ribozymer kan integrera informationen och katalys i molekylen, "lyfta ut" sig från kedjan och ansluta de återstående "ändarna".

År 1986 William Gilbert of Cambridge utvecklade idén om "RNA World", och Gunther von Kidrovski från Tyskland samtidigt presenterades den första självreplikerande system baserat på DNA, vilket var ett viktigt bidrag till förståelsen av självreplikerande system och deras tillväxtfunktioner. Vetenskapen har snabbt gått framåt i denna riktning: Manfred Eigen öppnade hyperramen, utvecklingen av ensembler av RNA-molekyler, och Yuliy Rebek skapade den första artificiella molekyl som självreplikerande i kloroform.

Space & Earth

The Space Flight Center i NASA Dzhon Korlis studerat leveransprocessen av de varma källorna för energi och kemikalier hav som gör den kemiska utvecklingen oberoende av rymdmiljön, och i dag är de för första arkebakterier permanent livsmiljö. I järnsulfider världen, ett antal hypoteser Gunter Vehterskhoyzera.

Han beskrev den första självreplikerande strukturer metabolism orsakas på ytan av pyrit (järnsulfid), vilket gav den energi som är nödvändig för utbyte av ämnen. När det gäller valet växer och ruttnande pyrit kristaller kan växa och föröka sig, vilket skapar en mängd olika populationer. lermineraler för uppkomsten av organiska molekyler har också noga studerats. Men ännu inte existerar en enhetlig modell för den kemiska utvecklingen, eftersom de grundläggande principerna för den fria rörligheten för denna process är ännu inte öppen.