ชีววิทยา Abiogenesis

Abiogenesisความคิดที่ว่าชีวิตเกิดขึ้นจากชีวิตนอกโลกกว่า 3.5 พันล้านปีก่อนบนโลก Abiogenesis เสนอว่ารูปแบบชีวิตแรกที่สร้างนั้นง่ายมากและผ่านกระบวนการที่ค่อยเป็นค่อยไปกลายเป็นเรื่องที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ไบโอจีเนซิสซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่ได้มาจากการแพร่พันธุ์ของสิ่งมีชีวิตอื่นถูกนำหน้าด้วยอาบีโอเจเนซิสซึ่งเป็นไปไม่ได้เมื่อชั้นบรรยากาศของโลกสันนิษฐานว่าเป็นองค์ประกอบในปัจจุบัน

แม้ว่าจะมีหลายคนที่เท่าเทียมกับทฤษฎีการกำเนิดที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ แต่ความคิดทั้งสองนั้นแตกต่างกันมาก ตามหลังชีวิตที่ซับซ้อน (เช่นหนอนหรือเมาส์) เป็นความคิดที่เกิดขึ้นเองและต่อเนื่องจากเรื่อง nonliving ในขณะที่กระบวนการสมมุติของรุ่นที่เกิดขึ้นเองนั้นถูกพิสูจน์หักล้างตั้งแต่ช่วงต้นศตวรรษที่ 17 และถูกปฏิเสธอย่างเด็ดขาดในศตวรรษที่ 19 การ abiogenesis ไม่ได้รับการพิสูจน์หรือไม่พิสูจน์

ทฤษฎีของ Oparin-Haldane

ในปี ค.ศ. 1920 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ JBS Haldane และนักชีวเคมีชาวรัสเซีย Aleksandr Oparin ได้กำหนดแนวคิดที่คล้ายกันอย่างอิสระเกี่ยวกับเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการกำเนิดชีวิตบนโลก ทั้งสองเชื่อว่าโมเลกุลอินทรีย์สามารถเกิดขึ้นได้จากวัสดุ abiogenic ในที่ที่มีแหล่งพลังงานภายนอก (เช่นรังสีอัลตราไวโอเลต) และบรรยากาศดั้งเดิมลดลง (มีออกซิเจนในปริมาณต่ำมาก) และมีแอมโมเนียและไอน้ำรวมอยู่ด้วย ก๊าซ ทั้งคู่ยังสงสัยว่ารูปแบบสิ่งมีชีวิตแรกปรากฏขึ้นในมหาสมุทรที่อบอุ่นและดั้งเดิมและเป็น heterotrophic (ได้รับสารอาหาร preformed จากสารประกอบที่มีอยู่ในโลกยุคแรก) มากกว่า autotrophic (สร้างอาหารและสารอาหารจากแสงแดดหรือวัสดุอนินทรีย์)

โอปรินเชื่อว่าชีวิตที่พัฒนาจาก coacervates ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เกิดขึ้นเองของโมเลกุลของ lipid ที่เกิดขึ้นพร้อมกันโดยกองกำลังไฟฟ้าสถิตและอาจเป็นบรรพบุรุษของเซลล์ งานของ Oparin กับ coacervates ยืนยันว่าเอนไซม์พื้นฐานสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมีของเมแทบอลิซึมนั้นทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่ออยู่ในทรงกลมที่ยึดด้วยเมมเบรนมากกว่าเมื่อปราศจากสารละลายในน้ำ Haldane ซึ่งไม่คุ้นเคยกับ coacervates ของ Oparin เชื่อว่าโมเลกุลอินทรีย์ที่เรียบง่ายก่อตัวขึ้นก่อนและในที่ที่มีแสงอุลตร้าไวโอเลตกลายเป็นสิ่งที่ซับซ้อนมากขึ้นในที่สุดกลายเป็นเซลล์ในที่สุด ความคิดของ Haldane และ Oparin ก่อให้เกิดรากฐานของการวิจัยเกี่ยวกับ abiogenesis ที่เกิดขึ้นในทศวรรษต่อ ๆ มา

การทดลอง Miller-Urey

ในปี 1953 นักเคมีอเมริกัน Harold C. Urey และ Stanley Miller ทดสอบทฤษฎี Oparin-Haldane และประสบความสำเร็จในการผลิตโมเลกุลอินทรีย์จากส่วนประกอบอนินทรีย์บางส่วนที่คิดว่ามีอยู่บนโลกพรีไบโอติก ในสิ่งที่เป็นที่รู้จักกันในชื่อว่าการทดลองมิลเลอร์ - อูรย์นักวิทยาศาสตร์สองคนได้รวมเอาน้ำอุ่นกับก๊าซสี่ชนิด ได้แก่ ไอน้ำ, มีเธน, แอมโมเนียและไฮโดรเจนโมเลกุล - และกระตุ้น "บรรยากาศ" ด้วยการปล่อยกระแสไฟฟ้า ส่วนประกอบที่แตกต่างกันหมายถึงการจำลองมหาสมุทรดั้งเดิมบรรยากาศพรีไบโอติกและความร้อน (ในรูปของสายฟ้า) ตามลำดับ หนึ่งสัปดาห์ต่อมามิลเลอร์และอูรย์พบว่าโมเลกุลอินทรีย์อย่างง่ายรวมถึงกรดอะมิโน (โครงสร้างของโปรตีน) ได้ก่อตัวขึ้นภายใต้สภาวะจำลองของโลกยุคแรก