www.wikidata.uk-ua.nina.az

Абіогенез Абіогене з дав гр Αβιογένεση а від ємна частина біос життя генезис народження походження або виникнення життя

Абіогенез

Абіогене́з (дав.-гр. Αβιογένεση; а — від'ємна частина + біос — життя + генезис — народження, походження) або виникнення життя — природний процес перетворення неживої матерії в живу. У наш геологічний час абіогенез неможливий через відсутність фізико-хімічних його передумов та неминучого знищення виникаючих форм сучасними живими організмами.

Іншими словами, абіогенез — це утворення органічних сполук, характерних для живої природи, поза організмами і без участі ферментів, у результаті хімічних реакцій між неорганічними речовинами (у звичайних умовах або екстремальних ситуаціях, наприклад, у жерлах вулканів тощо). В ході такої взаємодії можуть виникати складні органічні сполуки, часом дуже токсичні (див. Біогенез).

Хоча деталі цього процесу зараз невідомі, основною науковою гіпотезою є те, що перехід від неживого до живого був не єдиною подією, а поступовим процесом наростаючої складності, що передбачав молекулярне самовідтворення, самозбірку, автокаталіз і виникнення клітинних мембран. Абіогенез є беззаперечним фактом у сучасній науці, однак не існує єдиної, загальноприйнятої моделі походження життя, тому у цій статті наведено декілька основних принципів та гіпотез, щодо того як саме цей процес міг відбуватися.

Дослідники вивчають абіогенез через поєднання молекулярної біології, палеонтології, астробіології, океанографії, біофізики, геохімії та біохімії, а також прагнуть визначити, яким чином хімічні реакції в період до виникнення життя зумовили його появу. Вивчення абіогенезу може бути геофізичним, хімічним або біологічним, а також у поєднанні всіх трьох підходів, оскільки життя виникло в умовах, які разюче відрізнялися від сьогоднішніх на Землі. Життя функціонує завдяки спеціалізованій хімії вуглецю та води і багато в чому будується на чотирьох ключових сімействах хімічних речовин: ліпідах, вуглеводах, амінокислотах і нуклеїнових кислотах. Будь-яка успішна теорія абіогенезу повинна пояснити походження та взаємодії цих класів молекул. Існує багато підходів у вивченні абіогенезу, коли досліджують, як утворилися молекули, що самовідтворюються або їх компоненти. Дослідники загалом вважають, що нинішнє життя на Землі виникло зі світу РНК, хоча життя на основі РНК, можливо, не було першим життям, яке існувало на нашій планеті.

Класичний експеримент Міллера— Юрі 1952 року та подібні дослідження продемонстрували, що більшість амінокислот, хімічні складові білків, що використовуються у всіх живих організмах, можуть бути синтезовані з неорганічних сполук за умов, які схожі на ті, що існували на молодій Землі. Вчені запропонували різні зовнішні джерела енергії, які могли викликати ці реакції, включаючи блискавку і випромінювання. Інші підходи («спочатку метаболізм» гіпотези) зосереджені на розумінні того, як каталіз в хімічних системах на молодій Землі міг би надати прекурсори, необхідні для самостійної реплікації. Органічні молекули зустрічаються в Сонячній системі і в міжзоряному просторі, і ці молекули, можливо, є вихідним матеріалом для розвитку життя на Землі.

Ранні геофізичні умови на Землі Редагувати

Вважають, що Земля Гадейського періоду мала вторинну атмосферу[en], утворену завдяки процесу виділення газів[en] із гірських порід, що накопичилися від планетизмальних уламків, що зіштовхувалися. Спочатку вважали, що Земна атмосфера складалася із сполук водню: метану, аміаку і водяної пари — і що перше життя почалося серед цих умов із проходженням окисно-відновних реакцій, які є сприятливими для утворення органічних молекул. Відповідно до більш пізніх моделей, по вивченню давніх мінералів, атмосфера пізнього Гадейського періоду складалася переважно із водяної пари, азоту і діоксиду вуглецю, із невеликою кількістю сполук монооксиду вуглецю, водня, і сірки. Під час періоду формування, Земля втратила значну частину своєї початкової маси, і ядра важчих елементів гірських порід залишилися у протопланетному диску. Як наслідок, гравітації Землі було недостатньо аби втримати молекулярний водень у атмосфері, і вона його швидко втратила під час Гадейського періоду, разом із значним обсягом початкових інертних газів. Розчин діоксиду вуглецю у воді, як вважають, був причиною того, що моря були злегка окисненими, так що їх рівень pH був близьким до 5.5. Атмосферу того часу можна було характеризувати як «гігантську, продуктивну вуличну хімічну лабораторію.» Вона могла бути подібною до суміші газів, які випускають із себе сучасні вулкани, яка досі містить деякі абіотичні хімічні речовини.

Океани могли з'явитися вперше у Гадейському еоні, за сотню мільйонів років (200 Ma) після утворення Землі, у гарячому 100 °C (212 °F) відновлюючому середовищі, і з рівнем pH близьким до 5.8, що зріс швидко до нейтрального. Цю теорію підтверджує аналіз кристалів циркону віком в 4.404 Ga із видозміненого кварциту з гір Наррієр[en] що в західній Австралії у Джек-Хіллз[en] в регіоні Пілбара, які є доказом того, що океани й континентальна кора існували приблизно в 150 Ma від формування Землі. Не зважаючи на зростаючу вулканічну активність і існування великої кількості менших за розміром тектонічних "плит, " запропоновано теорію, що в період між 4.4 і 4.3 Ga (мільярдів років), Вода вже була водяним світом, із невеликою кількістю, якщо така існувала, континентальної кори, і екстремально турбулентною атмосферою та гідросферою, які піддавалися інтенсивній дії ультрафіолетового (UV) світла, від Сонця що перебувало у стадії T Тельця, космічного випромінення і безперервного падіння болідів.

Навколишнє середовище Гадейського періоду ймовірно було б дуже ворожим для сучасного життя. Часте зіткнення із великим об'єктами, розмір яких сягав 500 км в діаметрі, були достатніми аби стерилізувати планету і повністю випарувати океан на декілька місяців після удару, так що гаряча пара перемішувалася із парою гірських порід здіймалася у висотні хмари, які могли повністю покрити планету. Після декількох місяців, висота цих хмар могла починати зменшуватися, але основна частина хмар могла б залишатися і летючому стані на наступну тисячу років. Після чого сягнувши малої висоти вона б починала випадати дощем. В період наступних двох тисяч років, дощ поступово б зменшив висоту хмар, при чому океани б повернули свою початкову глибину лише через 3000 років після такої колізії.

Абіогенний етап еволюції життя Редагувати

Матеріальною основою життя є органічні сполуки, і одне з ключових питань виникнення життя зводиться до можливості утворення з простих неорганічних сполук все більш складних органічних аж до полімерних гігантських молекул.

В даний час радіоспектроскопічними методами надійно доведено наявність в космічному просторі (в газопилових хмарах, кометах і метеоритах) досить складних органічних сполук (формальдегід Н2СО, мурашина кислота НСООН, ціаноацетилен НС3N, формамід HCONH2). Тому можна вважати, що вже в процесі формування Землі вона могла містити в своєму складі і органічні сполуки. Деякі вчені відводять таким сполукам космічного походження вирішальну роль у походженні життя. Однак умови, що існували на ранніх етапах еволюції Землі (висока щільність випромінювання, руйнуючого молекули, підвищені температури), повинні були приводити до розпаду органічних молекул, а не сприяти залученню їх до реакції утворення більш складних органічних структур. Тому більшість сучасних теорій включає як необхідний перший етап процеси утворення органічних сполук з неорганічних компонентів атмосфери, що протікають в атмосфері Землі або на її поверхні. Цей хімічний (абіогенний) етап виникнення складних органічних сполук передував біологічному, який розпочався після виникнення клітин.

Хімічний етап прийнято розділяти на два. Спочатку з компонентів первинної атмосфери в результаті фізико-хімічних процесів накопичувалися найпростіші органічні молекули (формальдегід, формамід). Коли на Землі з'явилася досить велика кількість таких молекул і утворилися локальні області з їх підвищеною концентрацією (у водоймах, на поверхні твердих частинок, льоду), виникли умови, в яких за рахунок хімічних реакцій стало можливим утворення більш складних хімічних структур, у тому числі полімерних : полісахаридів, поліпептидів, ліпідів, порфіринів, допфірів.

Найбільш ранні біологічні докази існування життя Редагувати

Найчастіше загальноприйнятим місцем знаходження кореня у дереві життя є між монофілетичним доменом Бактерії і кладою утвореною Археєю і Еукаріотою, і це дерево називають «традиційним деревом життя», що базується на ряді молекулярних досліджень починаючи із C. Woese. Дуже невелика кількість інших досліджень мають інші висновки, зокрема що корінь знаходиться у Домені Бактерії, або у філумі Firmicutes або, що філум Chloroflexi є базовим по відношенню до клади Археї+Еукаріоти і для решти Бактерій, як це запропонував Томас Кавальєр-Сміт[en]. Більш недавно Петер Вард висловив альтернативний погляд, який оснований на абіотичному синтезі РНК, яка перебуває замкнута у капсулі, а потім створює реплікації РНК рибозим. Запропоновано припущення, що потім це перебуває у біфуркації між Dominion Ribosa (Гіпотеза світу РНК) і Dominion Terroa, які після утворення великої клітини у ліпідній оболонці, утворюють ДНК із 20 амінокислот і триплетних кодів, який установлений як такий, що є останнім універсальним спільним предком або LUCA, первісного дерева філогенезу.

Докембрійські строматоліти формації Сієх, Національний парк Глейшер, США. В 2002, в статті наукового журналу Nature опублікували припущення, що ці геологічні утворення віком в 3,5 Ga (мільярдів років) містять скам'янілі рештки мікроорганізмів ціанобактерій. Припускають, що це є свідченням про одну із найдавніших форм життя на Землі.

Найраніші форми життя існували на Землі більш ніж 3,5 мільярдів років тому, в Еоархейську Еру, тоді як достатня кількість земної кори затверділа після розплавленого стану у Гадейському періоді. Найдавніші фізичні докази тому, які було знайдено досить недавно, складаються із мікроскопічних скам'янілих залишків[en] у Поясі Нювувагіттук Грінстоун[en] в північному Квебеку, у складі гірської породи «смугастого заліза[en]», що має вік щонайменше 3,77 мільярди років, або навіть можливо 4,28 мільярди років. Ці знахідки дозволили припустити, що утворення життя відбулося майже миттєво після утворення океанів. Як було відмічено, структура мікробів є дуже подібною до сучасних бактерій, які знаходяться біля гідротермальних джерел, що приводять на підтримку гіпотези, що абіогенез почався біля термальних джерел.

Також варто відмітити біогенний графіт, знайдений у метадосадових породах віком в 3,7 мільярди років, що знаходяться на південному заході від Ґренландії і скам'янілі ціанобактеріальні мати знайдені у пісковику віком в 3,48 мільярди років у Західній Австралії. Свідчення про раннє життя у породі з острова Акілія, що біля пояса Ісуа Грінстоун[en] в південно-західній Ґренландії, як показав аналіз ізотопів біогенного вуглецю, має вік у 3,7 мільярдів років. В інших частинах пояса Ісуа, графітові включення, що потрапили в кристали граната зв'язані із елементами типовими для життя: киснем, азотом, і ймовірно фосфором у формі фосфату, що є ще одним доказом існування життя 3,7 мільярди років тому. У басейні Стреллі, в регіоні Пілбара Західної Австралії, переконливі свідчення раннього життя були знайдені у піритовому пісковику у скам'янілих породах узбережжя, в якому присутні округлі трубчасті клітини, які окиснювали сульфур за допомогою фотосинтезу за відсутності кисню. Подальші дослідження цирконів із Західної Австралії в 2015 призвели до висновку, що життя на Землі існувало що найменш 4,1 мільярди років тому.

Походження біологічного метаболізму Редагувати

Цей розділ потребує доповнення. (листопад 2019)

Фізик Джеремі Інгленд із Массачусетського технологічного інституту запропонував гіпотезу, згідно з якою виникнення життя було неуникним з огляду на засади термодинаміки: «… коли група атомів перебуває під впливом зовнішнього джерела енергії (такого як сонце чи хімічне паливо) та оточена тепловою ванною (такою як океан чи атмосфера), вона часто поступово змінюватиме свою структуру для того, аби розсіювати щораз більше енергії. Це може означати, що за певних умов матерія невблаганно набуватиме ключових фізичних атрибутів, пов'язаних із життям.»

Наприкінці 1980-х років Джордж Уезерілл[en] розробив одну з перших програм для чисельного моделювання процесу укрупнення планетезималь.

Див також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. Kasting, James F. (12 лютого 1993). . Science 259 (5097): 920–926. PMID 11536547. doi:10.1126/science.11536547. Архів оригіналу за 10 жовтня 2015. Процитовано 28 липня 2015. 
  2. (Fesenkov, 1959, с. 9)
  3. ↑ Follmann, Hartmut; Brownson, Carol (November 2009). Darwin's warm little pond revisited: from molecules to the origin of life. Naturwissenschaften 96 (11): 1265–1292. Bibcode:2009NW.....96.1265F. PMID 19760276. doi:10.1007/s00114-009-0602-1. (англ.) Наведено за англійською вікіпедією.
  4. Morse, John W.; MacKenzie, Fred T. (1998). Hadean Ocean Carbonate Geochemistry. Aquatic Geochemistry 4 (3–4): 301–319. doi:10.1023/A:1009632230875. 
  5. Wilde, Simon A.; Valley, John W.; Peck, William H.; Graham, Colin M. (11 січня 2001). Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature 409 (6817): 175–178. PMID 11196637. doi:10.1038/35051550. оригіналу за 5 June 2015. Процитовано 3 червня 2015. 
  6. Rosing, Minik T.; Bird, Dennis K.; Sleep, Norman H. та ін. (22 березня 2006). The rise of continents – An essay on the geologic consequences of photosynthesis (PDF). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 232 (2–4): 99–113. doi:10.1016/j.palaeo.2006.01.007. оригіналу за 14 липня 2015. Процитовано 8 червня 2015. 
  7. Sleep, Norman H.; Zahnle, Kevin J.; Kasting, James F. та ін. (9 листопада 1989). Annihilation of ecosystems by large asteroid impacts on early Earth (PDF). Nature 342 (6246): 139–142. Bibcode:1989Natur.342..139S. PMID 11536616. doi:10.1038/342139a0. 
  8. Zahnle K.J. // J. Geophys. Res. D. — 1986. — Vol. 91. — P. 2819—2834
  9. Резанов И. Л.// Земля и Вселенная. — 1995. — № 3. — С. 81-88
  10. Фокс С., Дозе К. Молекулярная эволюция и возникновение жизни. — М.: Мир, 1975. — 374 с.
  11. Симионеску К., Денеш Ф. Происхождение жизни: Химические теории. — М.: Мир, 1986. — 119 с.
  12. Boone, David R.; Castenholz, Richard W.; Garrity, George M., ред. (2001). The Archaea and the Deeply Branching and Phototrophic Bacteria. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Springer. ISBN 978-0-387-21609-6. оригіналу за 25 грудня 2014. [сторінка?]
  13. Valas RE, Bourne PE (2011). The origin of a derived superkingdom: how a gram-positive bacterium crossed the desert to become an archaeon. Biology Direct 6: 16. PMC 3056875. PMID 21356104. doi:10.1186/1745-6150-6-16. 
  14. Cavalier-Smith T (2006). Rooting the tree of life by transition analyses. Biology Direct 1: 19. PMC 1586193. PMID 16834776. doi:10.1186/1745-6150-1-19. 
  15. Ward, Peter Douglas (2005). Life as We Do Not Know it: The NASA Search for (and Synthesis Of) Alien Life. Viking Books. ISBN 9780670034581. 
  16. Schopf, J. William; Kudryavtsev, Anatoliy B.; Czaja, Andrew D.; Tripathi, Abhishek B. (5 жовтня 2007). Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils. Precambrian Research 158 (3–4): 141–155. Bibcode:2007PreR..158..141S. doi:10.1016/j.precamres.2007.04.009. (англ.) Наведено за англійською вікіпедією.
  17. Schopf, J. William (29 червня 2006). Fossil evidence of Archaean life. Philosophical Transactions of the Royal Society B 361 (1470): 869–885. PMC 1578735. PMID 16754604. doi:10.1098/rstb.2006.1834. (англ.) Наведено за англійською вікіпедією.
  18. (Raven та Johnson, 2002, с. 68)(англ.) Наведено за англійською вікіпедією.
  19. ↑ Dodd, Matthew S.; Papineau, Dominic; Grenne, Tor; Slack, John F.; Rittner, Martin; Pirajno, Franco; O'Neil, Jonathan; Little, Crispin T.S. (1 березня 2017). Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates. Nature 543 (7643): 60–64. Bibcode:2017Natur.543...60D. PMID 28252057. doi:10.1038/nature21377. оригіналу за 8 September 2017. Процитовано 2 березня 2017. (англ.) Наведено за англійською вікіпедією.
  20. Mortillaro, Nicole (1 березня 2017). Oldest traces of life on Earth found in Quebec, dating back roughly 3.8 billion years. CBC News. оригіналу за 1 March 2017. Процитовано 2 березня 2017. 
  21. Dunham, Will (1 березня 2017). Canadian bacteria-like fossils called oldest evidence of life. Reuters. оригіналу за 2 March 2017. Процитовано 1 березня 2017. 
  22. Ohtomo, Yoko; Kakegawa, Takeshi; Ishida, Akizumi та ін. (January 2014). Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks. Nature Geoscience 7 (1): 25–28. Bibcode:2014NatGe...7...25O. doi:10.1038/ngeo2025. 
  23. Borenstein, Seth (13 листопада 2013). Oldest fossil found: Meet your microbial mom. Excite (Yonkers, NY: Mindspark Interactive Network). Associated Press. оригіналу за 29 червня 2015. Процитовано 2 червня 2015. 
  24. Noffke, Nora; Christian, Daniel; Wacey, David; Hazen, Robert M. (16 листопада 2013). Microbially Induced Sedimentary Structures Recording an Ancient Ecosystem in the ca. 3.48 Billion-Year-Old Dresser Formation, Pilbara, Western Australia. Astrobiology[en] 13 (12): 1103–1124. Bibcode:2013AsBio..13.1103N. PMC 3870916. PMID 24205812. doi:10.1089/ast.2013.1030. 
  25. Wade, Nicholas (31 серпня 2016). World's Oldest Fossils Found in Greenland. The New York Times. оригіналу за 31 серпня 2016. Процитовано 31 серпня 2016. 
  26. (Davies, 1999)
  27. Hassenkam, T.; Andersson, M.P.; Dalby, K.N.; Mackenzie, D.M.A.; Rosing, M.T. (2017). . Nature 548 (7665): 78–81. Bibcode:2017Natur.548...78H. PMID 28738409. doi:10.1038/nature23261. Архів оригіналу за 27 березня 2019. Процитовано 11 березня 2019. 
  28. Pearlman, Jonathan (13 листопада 2013). Oldest signs of life on Earth found. The Daily Telegraph (London). оригіналу за 16 грудня 2014. Процитовано 15 грудня 2014. 
  29. O'Donoghue, James (21 серпня 2011). Oldest reliable fossils show early life was a beach. New Scientist. оригіналу за 30 червня 2015. 
  30. Wacey, David; Kilburn, Matt R.; Saunders, Martin та ін. (October 2011). Microfossils of sulphur-metabolizing cells in 3.4-billion-year-old rocks of Western Australia. Nature Geoscience 4 (10): 698–702. Bibcode:2011NatGe...4..698W. doi:10.1038/ngeo1238. 
  31. Borenstein, Seth (19 жовтня 2015). . AP News (Associated Press). Архів оригіналу за 6 квітня 2019. Процитовано 9 жовтня 2018. (англ.) Наведено за англійською вікіпедією.
  32. Bell, Elizabeth A.; Boehnike, Patrick; Harrison, T. Mark та ін. (19 жовтня 2015). Potentially biogenic carbon preserved in a 4.1 billion-year-old zircon. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112 (47): 14518–14521. Bibcode:2015PNAS..11214518B. PMC 4664351. PMID 26483481. doi:10.1073/pnas.1517557112.  Early edition, published online before print.
  33. Wolpert, Stuart (19 жовтня 2015). Life on Earth likely started at least 4.1 billion years ago – much earlier than scientists had thought. ULCA. оригіналу за 20 жовтня 2015. Процитовано 20 жовтня 2015. 
  34. Wolchover, Natalie (22 січня 2014). A New Physics Theory of Life. Quanta Magazine. оригіналу за 13 червня 2015. Процитовано 17 червня 2015. 
  35. England, Jeremy L. (28 вересня 2013). Statistical physics of self-replication. Journal of Chemical Physics 139 (12): 121923. Bibcode:2013JChPh.139l1923E. PMID 24089735. arXiv:1209.1179. doi:10.1063/1.4818538. оригіналу за 4 June 2015. Процитовано 18 червня 2015. hdl:1721.1/90392
  36. Сергеев, Александр. Рожденные из пыли | Публикации | Вокруг Света. www.vokrugsveta.ru (рос.). Процитовано 4 червня 2022. 
  37. Биография Земли: основные этапы геологической истории • Библиотека. «Элементы» (рос.). Процитовано 4 червня 2022. 

Джерела Редагувати

Посилання Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Abiogene z dav gr Abiogenesh a vid yemna chastina bios zhittya genezis narodzhennya pohodzhennya abo viniknennya zhittya prirodnij proces peretvorennya nezhivoyi materiyi v zhivu U nash geologichnij chas abiogenez nemozhlivij cherez vidsutnist fiziko himichnih jogo peredumov ta neminuchogo znishennya vinikayuchih form suchasnimi zhivimi organizmami Inshimi slovami abiogenez ce utvorennya organichnih spoluk harakternih dlya zhivoyi prirodi poza organizmami i bez uchasti fermentiv u rezultati himichnih reakcij mizh neorganichnimi rechovinami u zvichajnih umovah abo ekstremalnih situaciyah napriklad u zherlah vulkaniv tosho V hodi takoyi vzayemodiyi mozhut vinikati skladni organichni spoluki chasom duzhe toksichni div Biogenez Hocha detali cogo procesu zaraz nevidomi osnovnoyu naukovoyu gipotezoyu ye te sho perehid vid nezhivogo do zhivogo buv ne yedinoyu podiyeyu a postupovim procesom narostayuchoyi skladnosti sho peredbachav molekulyarne samovidtvorennya samozbirku avtokataliz i viniknennya klitinnih membran Abiogenez ye bezzaperechnim faktom u suchasnij nauci odnak ne isnuye yedinoyi zagalnoprijnyatoyi modeli pohodzhennya zhittya tomu u cij statti navedeno dekilka osnovnih principiv ta gipotez shodo togo yak same cej proces mig vidbuvatisya Doslidniki vivchayut abiogenez cherez poyednannya molekulyarnoyi biologiyi paleontologiyi astrobiologiyi okeanografiyi biofiziki geohimiyi ta biohimiyi a takozh pragnut viznachiti yakim chinom himichni reakciyi v period do viniknennya zhittya zumovili jogo poyavu Vivchennya abiogenezu mozhe buti geofizichnim himichnim abo biologichnim a takozh u poyednanni vsih troh pidhodiv oskilki zhittya viniklo v umovah yaki razyuche vidriznyalisya vid sogodnishnih na Zemli Zhittya funkcionuye zavdyaki specializovanij himiyi vuglecyu ta vodi i bagato v chomu buduyetsya na chotiroh klyuchovih simejstvah himichnih rechovin lipidah vuglevodah aminokislotah i nukleyinovih kislotah Bud yaka uspishna teoriya abiogenezu povinna poyasniti pohodzhennya ta vzayemodiyi cih klasiv molekul Isnuye bagato pidhodiv u vivchenni abiogenezu koli doslidzhuyut yak utvorilisya molekuli sho samovidtvoryuyutsya abo yih komponenti Doslidniki zagalom vvazhayut sho ninishnye zhittya na Zemli viniklo zi svitu RNK hocha zhittya na osnovi RNK mozhlivo ne bulo pershim zhittyam yake isnuvalo na nashij planeti Klasichnij eksperiment Millera Yuri 1952 roku ta podibni doslidzhennya prodemonstruvali sho bilshist aminokislot himichni skladovi bilkiv sho vikoristovuyutsya u vsih zhivih organizmah mozhut buti sintezovani z neorganichnih spoluk za umov yaki shozhi na ti sho isnuvali na molodij Zemli Vcheni zaproponuvali rizni zovnishni dzherela energiyi yaki mogli viklikati ci reakciyi vklyuchayuchi bliskavku i viprominyuvannya Inshi pidhodi spochatku metabolizm gipotezi zoseredzheni na rozuminni togo yak kataliz v himichnih sistemah na molodij Zemli mig bi nadati prekursori neobhidni dlya samostijnoyi replikaciyi Organichni molekuli zustrichayutsya v Sonyachnij sistemi i v mizhzoryanomu prostori i ci molekuli mozhlivo ye vihidnim materialom dlya rozvitku zhittya na Zemli Zmist 1 Ranni geofizichni umovi na Zemli 2 Abiogennij etap evolyuciyi zhittya 3 Najbilsh ranni biologichni dokazi isnuvannya zhittya 4 Pohodzhennya biologichnogo metabolizmu 5 Div takozh 6 Primitki 7 Dzherela 8 PosilannyaRanni geofizichni umovi na Zemli RedaguvatiDokladnishe Hronologiya evolyuciyiHronologiya zhittyaP O R 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 vodaOdnoklitinnifotosintezYaderniBagatoklitinnichlenistonogi molyuskiNazemne zhittyaRosliniDinozavri SsavciKvitiPtahi Primati pervisna Zemlya poyava vodi pervisne zhittya meteoritne bombarduvannya vilnij kisen atmosfernij kisen kisneva katastrofa stateve rozmnozhennya pershi roslini ediakarska biota kembrijskij vibuh tetrapodi gominidiFanerozojProterozojArhejGadejPongolaGuronZemlya snizhkaAndijskeKaruChetvertinneZledeninnya Masshtab shkali mln rokiv nbsp Divitsya takozh istorichni osi lyudini i prirodi Vvazhayut sho Zemlya Gadejskogo periodu mala vtorinnu atmosferu en utvorenu zavdyaki procesu vidilennya gaziv en iz girskih porid sho nakopichilisya vid planetizmalnih ulamkiv sho zishtovhuvalisya Spochatku vvazhali sho Zemna atmosfera skladalasya iz spoluk vodnyu metanu amiaku i vodyanoyi pari i sho pershe zhittya pochalosya sered cih umov iz prohodzhennyam okisno vidnovnih reakcij yaki ye spriyatlivimi dlya utvorennya organichnih molekul Vidpovidno do bilsh piznih modelej po vivchennyu davnih mineraliv atmosfera piznogo Gadejskogo periodu skladalasya perevazhno iz vodyanoyi pari azotu i dioksidu vuglecyu iz nevelikoyu kilkistyu spoluk monooksidu vuglecyu vodnya i sirki 1 Pid chas periodu formuvannya Zemlya vtratila znachnu chastinu svoyeyi pochatkovoyi masi i yadra vazhchih elementiv girskih porid zalishilisya u protoplanetnomu disku 2 Yak naslidok gravitaciyi Zemli bulo nedostatno abi vtrimati molekulyarnij voden u atmosferi i vona jogo shvidko vtratila pid chas Gadejskogo periodu razom iz znachnim obsyagom pochatkovih inertnih gaziv Rozchin dioksidu vuglecyu u vodi yak vvazhayut buv prichinoyu togo sho morya buli zlegka okisnenimi tak sho yih riven pH buv blizkim do 5 5 Atmosferu togo chasu mozhna bulo harakterizuvati yak gigantsku produktivnu vulichnu himichnu laboratoriyu 3 Vona mogla buti podibnoyu do sumishi gaziv yaki vipuskayut iz sebe suchasni vulkani yaka dosi mistit deyaki abiotichni himichni rechovini 3 Okeani mogli z yavitisya vpershe u Gadejskomu eoni za sotnyu miljoniv rokiv 200 Ma pislya utvorennya Zemli u garyachomu 100 C 212 F vidnovlyuyuchomu seredovishi i z rivnem pH blizkim do 5 8 sho zris shvidko do nejtralnogo 4 Cyu teoriyu pidtverdzhuye analiz kristaliv cirkonu vikom v 4 404 Ga iz vidozminenogo kvarcitu z gir Narriyer en sho v zahidnij Avstraliyi u Dzhek Hillz en v regioni Pilbara yaki ye dokazom togo sho okeani j kontinentalna kora isnuvali priblizno v 150 Ma vid formuvannya Zemli 5 Ne zvazhayuchi na zrostayuchu vulkanichnu aktivnist i isnuvannya velikoyi kilkosti menshih za rozmirom tektonichnih plit zaproponovano teoriyu sho v period mizh 4 4 i 4 3 Ga milyardiv rokiv Voda vzhe bula vodyanim svitom iz nevelikoyu kilkistyu yaksho taka isnuvala kontinentalnoyi kori i ekstremalno turbulentnoyu atmosferoyu ta gidrosferoyu yaki piddavalisya intensivnij diyi ultrafioletovogo UV svitla vid Soncya sho perebuvalo u stadiyi T Telcya kosmichnogo viprominennya i bezperervnogo padinnya bolidiv 6 Navkolishnye seredovishe Gadejskogo periodu jmovirno bulo b duzhe vorozhim dlya suchasnogo zhittya Chaste zitknennya iz velikim ob yektami rozmir yakih syagav 500 km v diametri buli dostatnimi abi sterilizuvati planetu i povnistyu viparuvati okean na dekilka misyaciv pislya udaru tak sho garyacha para peremishuvalasya iz paroyu girskih porid zdijmalasya u visotni hmari yaki mogli povnistyu pokriti planetu Pislya dekilkoh misyaciv visota cih hmar mogla pochinati zmenshuvatisya ale osnovna chastina hmar mogla b zalishatisya i letyuchomu stani na nastupnu tisyachu rokiv Pislya chogo syagnuvshi maloyi visoti vona b pochinala vipadati doshem V period nastupnih dvoh tisyach rokiv dosh postupovo b zmenshiv visotu hmar pri chomu okeani b povernuli svoyu pochatkovu glibinu lishe cherez 3000 rokiv pislya takoyi koliziyi 7 Abiogennij etap evolyuciyi zhittya RedaguvatiMaterialnoyu osnovoyu zhittya ye organichni spoluki i odne z klyuchovih pitan viniknennya zhittya zvoditsya do mozhlivosti utvorennya z prostih neorganichnih spoluk vse bilsh skladnih organichnih azh do polimernih gigantskih molekul V danij chas radiospektroskopichnimi metodami nadijno dovedeno nayavnist v kosmichnomu prostori v gazopilovih hmarah kometah i meteoritah dosit skladnih organichnih spoluk formaldegid N2SO murashina kislota NSOON cianoacetilen NS3N formamid HCONH2 Tomu mozhna vvazhati sho vzhe v procesi formuvannya Zemli vona mogla mistiti v svoyemu skladi i organichni spoluki Deyaki vcheni vidvodyat takim spolukam kosmichnogo pohodzhennya virishalnu rol u pohodzhenni zhittya Odnak umovi sho isnuvali na rannih etapah evolyuciyi Zemli visoka shilnist viprominyuvannya rujnuyuchogo molekuli pidvisheni temperaturi povinni buli privoditi do rozpadu organichnih molekul a ne spriyati zaluchennyu yih do reakciyi utvorennya bilsh skladnih organichnih struktur Tomu bilshist suchasnih teorij vklyuchaye yak neobhidnij pershij etap procesi utvorennya organichnih spoluk z neorganichnih komponentiv atmosferi sho protikayut v atmosferi Zemli abo na yiyi poverhni Cej himichnij abiogennij etap viniknennya skladnih organichnih spoluk pereduvav biologichnomu yakij rozpochavsya pislya viniknennya klitin Himichnij etap prijnyato rozdilyati na dva Spochatku z komponentiv pervinnoyi atmosferi v rezultati fiziko himichnih procesiv nakopichuvalisya najprostishi organichni molekuli formaldegid formamid Koli na Zemli z yavilasya dosit velika kilkist takih molekul i utvorilisya lokalni oblasti z yih pidvishenoyu koncentraciyeyu u vodojmah na poverhni tverdih chastinok lodu vinikli umovi v yakih za rahunok himichnih reakcij stalo mozhlivim utvorennya bilsh skladnih himichnih struktur u tomu chisli polimernih polisaharidiv polipeptidiv lipidiv porfiriniv dopfiriv 8 9 10 11 Najbilsh ranni biologichni dokazi isnuvannya zhittya RedaguvatiDokladnishe Najpershi vidomi formi zhittyaNajchastishe zagalnoprijnyatim miscem znahodzhennya korenya u derevi zhittya ye mizh monofiletichnim domenom Bakteriyi i kladoyu utvorenoyu Arheyeyu i Eukariotoyu i ce derevo nazivayut tradicijnim derevom zhittya sho bazuyetsya na ryadi molekulyarnih doslidzhen pochinayuchi iz C Woese 12 Duzhe nevelika kilkist inshih doslidzhen mayut inshi visnovki zokrema sho korin znahoditsya u Domeni Bakteriyi abo u filumi Firmicutes 13 abo sho filum Chloroflexi ye bazovim po vidnoshennyu do kladi Arheyi Eukarioti i dlya reshti Bakterij yak ce zaproponuvav Tomas Kavalyer Smit en 14 Bilsh nedavno Peter Vard visloviv alternativnij poglyad yakij osnovanij na abiotichnomu sintezi RNK yaka perebuvaye zamknuta u kapsuli a potim stvoryuye replikaciyi RNK ribozim Zaproponovano pripushennya sho potim ce perebuvaye u bifurkaciyi mizh Dominion Ribosa Gipoteza svitu RNK i Dominion Terroa yaki pislya utvorennya velikoyi klitini u lipidnij obolonci utvoryuyut DNK iz 20 aminokislot i tripletnih kodiv yakij ustanovlenij yak takij sho ye ostannim universalnim spilnim predkom abo LUCA pervisnogo dereva filogenezu 15 nbsp Dokembrijski stromatoliti formaciyi Siyeh Nacionalnij park Glejsher SShA V 2002 v statti naukovogo zhurnalu Nature opublikuvali pripushennya sho ci geologichni utvorennya vikom v 3 5 Ga milyardiv rokiv mistyat skam yanili reshtki mikroorganizmiv cianobakterij Pripuskayut sho ce ye svidchennyam pro odnu iz najdavnishih form zhittya na Zemli Najranishi formi zhittya isnuvali na Zemli bilsh nizh 3 5 milyardiv rokiv tomu 16 17 18 v Eoarhejsku Eru todi yak dostatnya kilkist zemnoyi kori zatverdila pislya rozplavlenogo stanu u Gadejskomu periodi Najdavnishi fizichni dokazi tomu yaki bulo znajdeno dosit nedavno skladayutsya iz mikroskopichnih skam yanilih zalishkiv en u Poyasi Nyuvuvagittuk Grinstoun en v pivnichnomu Kvebeku u skladi girskoyi porodi smugastogo zaliza en sho maye vik shonajmenshe 3 77 milyardi rokiv abo navit mozhlivo 4 28 milyardi rokiv 19 20 Ci znahidki dozvolili pripustiti sho utvorennya zhittya vidbulosya majzhe mittyevo pislya utvorennya okeaniv Yak bulo vidmicheno struktura mikrobiv ye duzhe podibnoyu do suchasnih bakterij yaki znahodyatsya bilya gidrotermalnih dzherel sho privodyat na pidtrimku gipotezi sho abiogenez pochavsya bilya termalnih dzherel 21 19 Takozh varto vidmititi biogennij grafit znajdenij u metadosadovih porodah vikom v 3 7 milyardi rokiv sho znahodyatsya na pivdennomu zahodi vid Grenlandiyi 22 i skam yanili cianobakterialni mati znajdeni u piskoviku vikom v 3 48 milyardi rokiv u Zahidnij Avstraliyi 23 24 Svidchennya pro rannye zhittya u porodi z ostrova Akiliya sho bilya poyasa Isua Grinstoun en v pivdenno zahidnij Grenlandiyi yak pokazav analiz izotopiv biogennogo vuglecyu maye vik u 3 7 milyardiv rokiv 25 26 V inshih chastinah poyasa Isua grafitovi vklyuchennya sho potrapili v kristali granata zv yazani iz elementami tipovimi dlya zhittya kisnem azotom i jmovirno fosforom u formi fosfatu sho ye she odnim dokazom isnuvannya zhittya 3 7 milyardi rokiv tomu 27 U basejni Strelli v regioni Pilbara Zahidnoyi Avstraliyi perekonlivi svidchennya rannogo zhittya buli znajdeni u piritovomu piskoviku u skam yanilih porodah uzberezhzhya v yakomu prisutni okrugli trubchasti klitini yaki okisnyuvali sulfur za dopomogoyu fotosintezu za vidsutnosti kisnyu 28 29 30 Podalshi doslidzhennya cirkoniv iz Zahidnoyi Avstraliyi v 2015 prizveli do visnovku sho zhittya na Zemli isnuvalo sho najmensh 4 1 milyardi rokiv tomu 31 32 33 Pohodzhennya biologichnogo metabolizmu RedaguvatiCej rozdil potrebuye dopovnennya listopad 2019 Fizik Dzheremi Inglend iz Massachusetskogo tehnologichnogo institutu zaproponuvav gipotezu zgidno z yakoyu viniknennya zhittya bulo neuniknim z oglyadu na zasadi termodinamiki koli grupa atomiv perebuvaye pid vplivom zovnishnogo dzherela energiyi takogo yak sonce chi himichne palivo ta otochena teplovoyu vannoyu takoyu yak okean chi atmosfera vona chasto postupovo zminyuvatime svoyu strukturu dlya togo abi rozsiyuvati shoraz bilshe energiyi Ce mozhe oznachati sho za pevnih umov materiya nevblaganno nabuvatime klyuchovih fizichnih atributiv pov yazanih iz zhittyam 34 35 Naprikinci 1980 h rokiv Dzhordzh Uezerill en rozrobiv odnu z pershih program dlya chiselnogo modelyuvannya procesu ukrupnennya planetezimal 36 37 Div takozh RedaguvatiKosmogoniya Formuvannya ta evolyuciya Sonyachnoyi sistemi Planetologiya Planetozimal Pohodzhennya Misyacya Piznye vazhke bombarduvannya Biogenez Gipoteza svitu RNK Najpershi vidomi formi zhittyaPrimitki Redaguvati Kasting James F 12 lyutogo 1993 Earth s Early Atmosphere Science 259 5097 920 926 PMID 11536547 doi 10 1126 science 11536547 Arhiv originalu za 10 zhovtnya 2015 Procitovano 28 lipnya 2015 Fesenkov 1959 s 9 a b Follmann Hartmut Brownson Carol November 2009 Darwin s warm little pond revisited from molecules to the origin of life Naturwissenschaften 96 11 1265 1292 Bibcode 2009NW 96 1265F PMID 19760276 doi 10 1007 s00114 009 0602 1 angl Navedeno za anglijskoyu vikipediyeyu Morse John W MacKenzie Fred T 1998 Hadean Ocean Carbonate Geochemistry Aquatic Geochemistry 4 3 4 301 319 doi 10 1023 A 1009632230875 Wilde Simon A Valley John W Peck William H Graham Colin M 11 sichnya 2001 Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4 4 Gyr ago Nature 409 6817 175 178 PMID 11196637 doi 10 1038 35051550 Arhiv originalu za 5 June 2015 Procitovano 3 chervnya 2015 Rosing Minik T Bird Dennis K Sleep Norman H ta in 22 bereznya 2006 The rise of continents An essay on the geologic consequences of photosynthesis PDF Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology 232 2 4 99 113 doi 10 1016 j palaeo 2006 01 007 Arhiv originalu za 14 lipnya 2015 Procitovano 8 chervnya 2015 Sleep Norman H Zahnle Kevin J Kasting James F ta in 9 listopada 1989 Annihilation of ecosystems by large asteroid impacts on early Earth PDF Nature 342 6246 139 142 Bibcode 1989Natur 342 139S PMID 11536616 doi 10 1038 342139a0 Zahnle K J J Geophys Res D 1986 Vol 91 P 2819 2834 Rezanov I L Zemlya i Vselennaya 1995 3 S 81 88 Foks S Doze K Molekulyarnaya evolyuciya i vozniknovenie zhizni M Mir 1975 374 s Simionesku K Denesh F Proishozhdenie zhizni Himicheskie teorii M Mir 1986 119 s Boone David R Castenholz Richard W Garrity George M red 2001 TheArchaeaand the Deeply Branching and PhototrophicBacteria Bergey s Manual of Systematic Bacteriology Springer ISBN 978 0 387 21609 6 Arhiv originalu za 25 grudnya 2014 storinka Valas RE Bourne PE 2011 The origin of a derived superkingdom how a gram positive bacterium crossed the desert to become an archaeon Biology Direct 6 16 PMC 3056875 PMID 21356104 doi 10 1186 1745 6150 6 16 Cavalier Smith T 2006 Rooting the tree of life by transition analyses Biology Direct 1 19 PMC 1586193 PMID 16834776 doi 10 1186 1745 6150 1 19 Ward Peter Douglas 2005 Life as We Do Not Know it The NASA Search for and Synthesis Of Alien Life Viking Books ISBN 9780670034581 Schopf J William Kudryavtsev Anatoliy B Czaja Andrew D Tripathi Abhishek B 5 zhovtnya 2007 Evidence of Archean life Stromatolites and microfossils Precambrian Research 158 3 4 141 155 Bibcode 2007PreR 158 141S doi 10 1016 j precamres 2007 04 009 angl Navedeno za anglijskoyu vikipediyeyu Schopf J William 29 chervnya 2006 Fossil evidence of Archaean life Philosophical Transactions of the Royal Society B 361 1470 869 885 PMC 1578735 PMID 16754604 doi 10 1098 rstb 2006 1834 angl Navedeno za anglijskoyu vikipediyeyu Raven ta Johnson 2002 s 68 angl Navedeno za anglijskoyu vikipediyeyu a b Dodd Matthew S Papineau Dominic Grenne Tor Slack John F Rittner Martin Pirajno Franco O Neil Jonathan Little Crispin T S 1 bereznya 2017 Evidence for early life in Earth s oldest hydrothermal vent precipitates Nature 543 7643 60 64 Bibcode 2017Natur 543 60D PMID 28252057 doi 10 1038 nature21377 Arhiv originalu za 8 September 2017 Procitovano 2 bereznya 2017 angl Navedeno za anglijskoyu vikipediyeyu Mortillaro Nicole 1 bereznya 2017 Oldest traces of life on Earth found in Quebec dating back roughly 3 8 billion years CBC News Arhiv originalu za 1 March 2017 Procitovano 2 bereznya 2017 Dunham Will 1 bereznya 2017 Canadian bacteria like fossils called oldest evidence of life Reuters Arhiv originalu za 2 March 2017 Procitovano 1 bereznya 2017 Ohtomo Yoko Kakegawa Takeshi Ishida Akizumi ta in January 2014 Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks Nature Geoscience 7 1 25 28 Bibcode 2014NatGe 7 25O doi 10 1038 ngeo2025 Borenstein Seth 13 listopada 2013 Oldest fossil found Meet your microbial mom Excite Yonkers NY Mindspark Interactive Network Associated Press Arhiv originalu za 29 chervnya 2015 Procitovano 2 chervnya 2015 Noffke Nora Christian Daniel Wacey David Hazen Robert M 16 listopada 2013 Microbially Induced Sedimentary Structures Recording an Ancient Ecosystem in the ca 3 48 Billion Year Old Dresser Formation Pilbara Western Australia Astrobiology en 13 12 1103 1124 Bibcode 2013AsBio 13 1103N PMC 3870916 PMID 24205812 doi 10 1089 ast 2013 1030 Wade Nicholas 31 serpnya 2016 World s Oldest Fossils Found in Greenland The New York Times Arhiv originalu za 31 serpnya 2016 Procitovano 31 serpnya 2016 Davies 1999 Hassenkam T Andersson M P Dalby K N Mackenzie D M A Rosing M T 2017 Elements of Eoarchean life trapped in mineral inclusions Nature 548 7665 78 81 Bibcode 2017Natur 548 78H PMID 28738409 doi 10 1038 nature23261 Arhiv originalu za 27 bereznya 2019 Procitovano 11 bereznya 2019 Pearlman Jonathan 13 listopada 2013 Oldest signs of life on Earth found The Daily Telegraph London Arhiv originalu za 16 grudnya 2014 Procitovano 15 grudnya 2014 O Donoghue James 21 serpnya 2011 Oldest reliable fossils show early life was a beach New Scientist Arhiv originalu za 30 chervnya 2015 Wacey David Kilburn Matt R Saunders Martin ta in October 2011 Microfossils of sulphur metabolizing cells in 3 4 billion year old rocks of Western Australia Nature Geoscience 4 10 698 702 Bibcode 2011NatGe 4 698W doi 10 1038 ngeo1238 Borenstein Seth 19 zhovtnya 2015 Hints of life on what was thought to be desolate early Earth AP News Associated Press Arhiv originalu za 6 kvitnya 2019 Procitovano 9 zhovtnya 2018 angl Navedeno za anglijskoyu vikipediyeyu Bell Elizabeth A Boehnike Patrick Harrison T Mark ta in 19 zhovtnya 2015 Potentially biogenic carbon preserved in a 4 1 billion year old zircon Proc Natl Acad Sci U S A 112 47 14518 14521 Bibcode 2015PNAS 11214518B PMC 4664351 PMID 26483481 doi 10 1073 pnas 1517557112 Early edition published online before print Wolpert Stuart 19 zhovtnya 2015 Life on Earth likely started at least 4 1 billion years ago much earlier than scientists had thought ULCA Arhiv originalu za 20 zhovtnya 2015 Procitovano 20 zhovtnya 2015 Wolchover Natalie 22 sichnya 2014 A New Physics Theory of Life Quanta Magazine Arhiv originalu za 13 chervnya 2015 Procitovano 17 chervnya 2015 England Jeremy L 28 veresnya 2013 Statistical physics of self replication Journal of Chemical Physics 139 12 121923 Bibcode 2013JChPh 139l1923E PMID 24089735 arXiv 1209 1179 doi 10 1063 1 4818538 Arhiv originalu za 4 June 2015 Procitovano 18 chervnya 2015 hdl 1721 1 90392 Sergeev Aleksandr Rozhdennye iz pyli Publikacii Vokrug Sveta www vokrugsveta ru ros Procitovano 4 chervnya 2022 Biografiya Zemli osnovnye etapy geologicheskoj istorii Biblioteka Elementy ros Procitovano 4 chervnya 2022 Dzherela RedaguvatiAbiogenez Enciklopediya suchasnoyi ukrayini Arhivovano 29 zhovtnya 2019 u Wayback Machine Posilannya RedaguvatiAbiogenez Arhivovano 25 lyutogo 2022 u Wayback Machine Velika ukrayinska enciklopediya u 30 t prof A M Kiridon vidp red ta in 2016 T 1 A Akc 592 s ISBN 978 617 7238 39 2 Abiogenez Slovnik dovidnik z ekologiyi navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 4 Rejmers N F Osnovni biologichni ponyattya ta termini Moskva Prosvita 1988 Muckermann Herman Biogenesis and Abiogenesis Arhivovano 15 serpnya 2018 u Wayback Machine The Catholic Encyclopedia Vol 2 New York Robert Appleton Company 1907 Zlobin A E 2013 Tunguska similar impacts and origin of life Modern scientific researches and innovations No 12 Arhivovano 17 grudnya 2013 u Wayback Machine Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Abiogenez amp oldid 40227805