A földi élet eredete: elméletek, hipotézisek, fogalmak. A földi élet eredete és fejlődésének kezdeti szakaszai

Önkormányzati oktatási intézmény

45. számú középiskola

Elméletek a földi élet eredetéről

Teljesített : tanuló 11 "B" osztály

Nigmatullina Mária

Proveila : biológia tanár

Trapueva L.S.

Cseljabinszk

2010

Bevezetés

Hipotézisek az élet eredetéről

Genobiózis és holobiózis

Oparin–Haldane elmélet

Az RNS világa, mint a modern élet előfutára

Panspermia

Az élet spontán generációja

Steady State Theory

kreacionizmus

Evolúciós elmélet

Darwini elmélet

Következtetés

Bevezetés

A Föld eredetére és a rajta lévő életre, sőt az egész Univerzumra vonatkozó elméletek sokfélék, és távolról sem megbízhatóak. Az állandósult állapot elmélete szerint az univerzum örökké létezett. Más hipotézisek szerint az Univerzum létrejöhetett egy csomó neutronból az Ősrobbanás következtében, megszülethetett az egyik fekete lyukban, vagy a Teremtő hozta létre. A közkeletű elképzelésekkel ellentétben a tudomány nem cáfolhatja meg a világegyetem isteni teremtésének tézisét, ahogy a teológiai nézetek sem feltétlenül utasítják el azt a lehetőséget, hogy az élet fejlődése során olyan vonásokat szerezzen, amelyek a természet törvényei alapján magyarázhatók. .

Hipotézisek az élet eredetéről

NÁL NÉL más idő A földi élet eredetére vonatkozóan a következő hipotéziseket terjesztették elő:

A biokémiai evolúció hipotézise

Panspermia hipotézis

Stacionárius életállapot hipotézis

A spontán generáció hipotézise

elméletek spontán generációés steady state csak történeti vagy filozófiai érdekességgel bírnak, mivel a tudományos kutatások eredményei ellentmondanak ezen elméletek következtetéseinek.

Elmélet pánspermia nem oldja meg az élet keletkezésének alapvető kérdését, csak áthelyezi az Univerzum még homályosabb múltjába, bár nem zárható ki hipotézisként a földi élet kezdetéről.

Genobiózis és holobiózis

Attól függően, hogy mit tekintünk elsődlegesnek, két módszertani megközelítés létezik az élet eredetének kérdésében:

Genobiózis- az élet eredetének kérdéskörének módszertani megközelítése, amely a molekuláris rendszer elsőbbségébe vetett hiten alapul az elsődleges genetikai kód tulajdonságaival.

holobiózis- az élet eredetének kérdésének módszertani megközelítése, amely az enzimatikus mechanizmus részvételével az elemi anyagcsere képességével felruházott struktúrák elsőbbségére épül.

Oparin–Haldane elmélet

1924-ben a leendő akadémikus, Oparin megjelentette az "Az élet eredete" című cikket, amelyet 1938-ban angolra fordítottak, és felkeltette az érdeklődést a spontán generáció elmélete iránt. Oparin azt javasolta, hogy a makromolekuláris vegyületek oldataiban spontán módon fokozott koncentrációjú zónák alakulnak ki, amelyek viszonylag elkülönülnek a külső környezettől és képesek cserét fenntartani azzal. Felhívta őket Coacervat cseppek, vagy egyszerűen koacervál.

Elmélete szerint a folyamat, amely az élet kialakulásához vezetett a Földön, három szakaszra osztható:

megjelenése szerves anyag

A fehérjék megjelenése

A fehérjetestek megjelenése

A csillagászati ​​tanulmányok azt mutatják, hogy mind a csillagok, mind a bolygórendszerek gázból és porból keletkeztek. A fémekkel és oxidjaikkal együtt hidrogént, ammóniát, vizet és a legegyszerűbb szénhidrogént, a metánt is tartalmazta.

A fehérjeszerkezetek kialakulásának folyamatának megkezdésének feltételei az elsődleges óceán megjelenése óta kialakultak. NÁL NÉL vízi környezet A szénhidrogén származékai összetett kémiai változásokon és átalakulásokon eshetnek át. A molekulák ezen komplikációja következtében összetettebb szerves anyagok, nevezetesen szénhidrátok képződhetnek.

A tudomány bebizonyította, hogy az ultraibolya sugarak használatával nemcsak aminosavakat, hanem más biokémiai anyagokat is lehet mesterségesen szintetizálni. Oparin elmélete szerint a koacervát cseppek kialakulása további lépés lehet a fehérjetestek megjelenése felé. Bizonyos körülmények között a szerves molekulák vizes héja világos határokat kapott, és elválasztotta a molekulát a környező oldattól. A vízhéjjal körülvett molekulák egyesülnek, multimolekuláris komplexeket képezve - koacerválódnak.

A koacervált cseppek különböző polimerek egyszerű keveréséből is keletkezhetnek. Ebben az esetben a polimer molekulák többmolekuláris képződményekké való önszerveződése ment végbe - optikai mikroszkóp alatt látható cseppek.

A cseppek nyílt rendszerek módjára képesek kívülről felszívni az anyagokat. Amikor különféle katalizátorokat (beleértve az enzimeket is) a koacervátumcseppekbe helyezték, különféle reakciók mentek végbe bennük, különösen a környezetből származó monomerek polimerizációja. Emiatt a cseppek térfogata és súlya növekedhet, majd leányképződményekre bomlik. Így a koacervátumok növekedhetnek, szaporodhatnak és anyagcserét végezhetnek.

Hasonló nézeteket fogalmazott meg John Haldane brit biológus is.

Az elméletet Stanley Miller tesztelte 1953-ban a Miller-Urey kísérletben. H 2 O, NH 3, CH 4, CO 2, CO keverékét egy zárt edénybe helyezte (1. ábra), és elektromos kisüléseket kezdett átvezetni rajta. Kiderült, hogy aminosavak keletkeznek. Később más cukrokat és nukleotidokat is nyertek különböző körülmények között. Arra a következtetésre jutott, hogy az evolúció az oldattól fázisszeparált állapotban is végbemehet (koacerválódik). Egy ilyen rendszer azonban nem képes önmagát reprodukálni.

Az elmélet beigazolódott, kivéve egy problémát, amely sokáig szemet hunyt az élet keletkezésének területén szinte minden szakértő előtt. Ha spontán módon, véletlenszerű, templátmentes szintézisekkel egy koacervátumban egyetlen sikeres fehérjemolekula-konstrukció keletkezne (például hatékony katalizátorok, amelyek előnyt biztosítanak ennek a koacervátumnak a növekedésben és szaporodásban), akkor hogyan lehetne ezeket lemásolni a koacervátumon belüli eloszlás céljából. , és még inkább a leszármazott koacervátumokra való átvitelre? Az elmélet nem tudott megoldást kínálni az egyedi, véletlenszerűen megjelenő hatékony fehérjestruktúrák pontos szaporodásának - koacervátumon belül és generációkon belül - problémájára. Kimutatták azonban, hogy az első koacervátumok spontán kialakulhatnak az abiogén úton szintetizált lipidekből, és szimbiózisba léphettek az "élő oldatokkal" - önreprodukáló RNS-molekulák kolóniáival, amelyek között megtalálhatók a lipidszintézist katalizáló ribozimek is, és ilyen közösség. már lehetséges.nevezzük organizmusnak.

Alexander Oparin (jobbra) a laboratóriumban

Az RNS világa, mint a modern élet előfutára

A 21. századra a fehérjék kezdeti megjelenését feltételező Oparin-Haldane elmélet gyakorlatilag átadta helyét egy modernebbnek. Fejlődésének lendületét a ribozimek felfedezése adta - RNS-molekulák, amelyek enzimatikus aktivitással rendelkeznek, és ezért képesek olyan funkciók kombinálására, amelyeket a valódi sejtekben főleg a fehérjék és a DNS külön-külön hajtanak végre, azaz biokémiai reakciókat katalizálnak és örökletes információkat tárolnak. Feltételezhető tehát, hogy az első élőlények fehérjék és DNS nélküli RNS-szervezetek voltak, és prototípusuk egy autokatalitikus ciklus lehetett, amelyet éppen a saját másolataik szintézisét katalizálni képes ribozimek alkotnak.

Panspermia

A Panspermia elmélete szerint, amelyet G. Richter német tudós 1865-ben javasolt, és végül Arrhenius svéd tudós fogalmazott meg 1895-ben, életet hozhatnak a Földre az űrből. Földönkívüli eredetű élőlények legvalószínűbb találata meteoritokkal és kozmikus porral. Ez a feltételezés egyes élőlények és spóráik sugárzással, nagy vákuummal, alacsony hőmérséklettel és egyéb hatásokkal szembeni nagy ellenállására vonatkozó adatokon alapul. A meteoritokban talált mikroorganizmusok földönkívüli eredetét azonban továbbra sincsenek megbízható tények. De még ha eljutnának is a Földre, és életet hoznának létre bolygónkon, az élet eredetének kérdése megválaszolatlan maradna.

Francis Crick és Leslie Orgel 1973-ban egy másik lehetőséget javasolt - az ellenőrzött pánspermiát, vagyis a Föld szándékos "fertőzését" (más bolygórendszerekkel együtt) olyan mikroorganizmusokkal, amelyeket egy fejlett idegen civilizáció pilóta nélküli űrrepülőgépre szállított, és amely valószínűleg a globális világgal szembesült. katasztrófa, vagy csak abban a reményben, hogy terraformáljanak más bolygókat a jövőbeli gyarmatosítás érdekében. Elméletük mellett két fő érvet hoztak fel: a genetikai kód univerzalitását (a kód ismert más változatait sokkal ritkábban használják a bioszférában, és alig különböznek az univerzálistól) és a molibdén jelentős szerepét egyes enzimekben. . A molibdén nagyon ritka elem mindenki számára Naprendszer. A szerzők szerint az eredeti civilizáció egy molibdénben dúsított csillag közelében élhetett.

Azzal az ellenvetéssel szemben, hogy a pánspermia elmélete (beleértve a kontrollált is) nem oldja meg az élet keletkezésének kérdését, a következő érvet hozták fel: más, számunkra ismeretlen típusú bolygókon kezdetben sok lehet az élet keletkezésének valószínűsége. magasabb, mint a Földön, például a magas katalitikus aktivitású speciális ásványok jelenléte miatt.

1981-ben F. Crick megírta a "Maga az élet: eredete és természete" című könyvét, amelyben a cikkben szereplőnél részletesebben és népszerű formában írja le a szabályozott pánspermia hipotézisét.

Az élet spontán generációja

Ezt az elméletet az ókori Kínában, Babilonban és az ókori Egyiptomban terjesztették a kreacionizmus alternatívájaként, amellyel együtt élt. Arisztotelész (Kr. e. 384-322), akit gyakran a biológia megalapítójaként emlegetnek, ragaszkodott az élet spontán nemzedékének elméletéhez. E hipotézis szerint az anyag bizonyos "részecskéi" tartalmaznak valamilyen "hatóanyagot", amely megfelelő körülmények között élő szervezetet hozhat létre. Arisztotelésznek igaza volt, amikor azt gondolta, hogy ez a hatóanyag a megtermékenyített tojásban található, de tévesen azt hitte, hogy a napfényben, a sárban és a rothadó húsban is megtalálható.

A kereszténység elterjedésével a spontán életgeneráció elmélete kiesett, de ez a gondolat valahol a háttérben még sok évszázadon át fennmaradt.

A híres tudós, Van Helmont leírt egy kísérletet, amelyben állítólag három hét alatt egereket hozott létre. Ehhez egy koszos ing, egy sötét szekrény és egy marék búza kellett. Van Helmont az emberi verejtéket az egér születésének aktív alkotóelemének tekintette.

Francesco Redi olasz biológus és orvos 1688-ban szigorúbban közelítette meg az élet eredetének problémáját, és megkérdőjelezte a spontán generáció elméletét. Redi megállapította, hogy a rothadó húson megjelenő kis fehér férgek légylárvák. Kísérletsorozat elvégzése után olyan adatokat kapott, amelyek megerősítették azt az elképzelést, hogy élet csak egy előző életből fakadhat (a biogenezis fogalma).

Ezek a kísérletek azonban nem vezettek a spontán generáció gondolatának elutasításához, és bár ez a gondolat némileg háttérbe szorult, továbbra is ez volt az élet keletkezésének fő változata.

Míg Redi kísérletei cáfolni látszottak a legyek spontán nemzedékét, Antonie van Leeuwenhoek korai mikroszkópos vizsgálatai megerősítették ezt az elméletet a mikroorganizmusok esetében. Leeuwenhoek maga nem bocsátkozott vitákba a biogenezis és a spontán generáció hívei között, de mikroszkóp alatti megfigyelései mindkét elmélet számára táplálékot adtak.

1860-ban Louis Pasteur francia kémikus foglalkozott az élet eredetének problémájával. Kísérleteivel bebizonyította, hogy a baktériumok mindenütt jelen vannak, és az élettelen anyagokat könnyen megfertőzhetik élőlények, ha nincsenek megfelelően sterilizálva. A tudós különféle közegeket forralt fel vízben, amelyekben mikroorganizmusok képződhettek. A további forralás elpusztította a mikroorganizmusokat és spóráikat. Pasteur egy lezárt, szabad végű lombikot erősített az S alakú csőhöz. A mikroorganizmusok spórái egy ívelt csövön telepedtek meg, és nem tudtak behatolni a tápközegbe. A jól felforralt táptalaj steril maradt, életet nem találtak benne, annak ellenére, hogy levegőt biztosítottak.

Pasteur kísérletsorozat eredményeként bebizonyította a biogenezis elméletének érvényességét, és végül megcáfolta a spontán generáció elméletét.

Steady State Theory

Az állandósult állapot elmélete szerint a Föld soha nem jött létre, hanem örökké létezett; mindig is képes volt fenntartani az életet, és ha változott is, akkor nagyon keveset. E változat szerint a fajok szintén soha nem keletkeztek, mindig léteztek, és minden fajnak csak két lehetősége van - vagy számváltozás, vagy kihalás.

Az álló állapot hipotézise azonban alapvetően ellentmond a modern csillagászat azon adatainak, amelyek bármely csillag, és ennek megfelelően a csillagok körüli bolygórendszerek létezésének véges idejét jelzik. A radioaktív bomlási sebességen alapuló modern becslések szerint a Föld, a Nap és a Naprendszer életkora ~4,6 milliárd év. Ezért ezt a hipotézist az akadémiai tudomány általában nem veszi figyelembe.

Ennek az elméletnek a hívei nem ismerik fel, hogy bizonyos fosszilis maradványok jelenléte vagy hiánya egy adott faj megjelenésének vagy kihalásának idejét jelezheti, és példaként említik a lebenyúszójú hal képviselőjét, a coelacanth-ot (coelacanth). Őslénytani adatok szerint a keresztopteránok a kréta kor végén kihaltak. Ezt a következtetést azonban felül kellett vizsgálni, amikor a kereszthalak élő képviselőit találták a Madagaszkár régióban. A steady state elmélet hívei azzal érvelnek, hogy csak az élő fajok tanulmányozásával és a fosszilis maradványokkal való összehasonlításával lehet a kihalásra következtetni, és ebben az esetben nagyon valószínű, hogy ez tévesnek bizonyul. A steady state elmélet alátámasztására őslénytani adatokat felhasználva hívei ökológiai értelemben értelmezik a kövületek megjelenését. Így például egy fosszilis faj hirtelen megjelenése egy adott rétegben a populáció növekedésével vagy a maradványok megőrzése szempontjából kedvező helyekre való mozgásával magyarázható.

kreacionizmus

Kreacionizmus (angol nyelvből. Teremtés- teremtés) - olyan vallási és filozófiai fogalom, amelyen belül a szerves világ, az emberiség, a Föld bolygó, valamint a világ egészének sokféleségét úgy tekintik, mintha valamilyen legfelsőbb lény vagy istenség szándékosan hozta létre. Elmélet kreacionizmus, az élet keletkezésének kérdésére a vallásra (az élet Isten általi teremtésére) utalva a választ Popper kritériuma szerint a tudományos kutatások körén kívül esik (mivel cáfolhatatlan: tudományos módszerekkel nem bizonyítható azt is, hogy nem Isten teremtette az életet, és azt is, hogy Isten teremtette azt). Ráadásul ez az elmélet nem ad kielégítő választ magának a legfelsőbb lény keletkezésének és létezésének okaira, általában egyszerűen csak feltételezi kezdetiségét.

Evolúciós elmélet

Eddig a tudományos és általános oktatási környezetben az evolúció elméletét tekintették a földi élet keletkezésének fő elméletének, annak minden változatosságában. Ez az elmélet a Darwin család munkásságából ered: Erasmus Darwin (1731-1802) orvos, természettudós és költő, aki az 1790-es években javasolta az evolúció elméletét, és különösen unokája, Charles Darwin természettudós (1809-1882). aki 1859-ben kiadta a mostanit híres könyv"A fajok eredetéről a természetes szelekció útján, avagy a kedvelt fajták megőrzéséről az életért folytatott küzdelemben".
Az evolúcióelmélet, amelyet gyakran darwini elméletnek vagy darwinizmusnak neveznek, nem a semmiből jött létre. Darwin idejére Immanuel Kant kozmológiai elmélete általánosan elismertté vált, térben és időben végtelen univerzumával, amely az Isaac Newton által leírt mechanikai törvények hatálya alá tartozik. Ezenkívül Charles Lyell (1797-1875) angol tudós megerősítette az úgynevezett uniformitarizmus elméletét, amelyet a 18. századi tudós Jason Hutton (1726-1797) javasolt, miszerint a Föld évmilliók alatt alakult ki. a ma is tartó lassú és fokozatos folyamatok eredménye. Lyell ezt a következtetést a "Fundamentals of Geology" 3 kötetében támasztotta alá, amely 1830-1833 között jelent meg.
Így jött létre az evolúcióelmélet alapja, amelyre Charles Darwin megalkotta elméletének karcsú építményét a „A fajok eredete”, a „Háziállatok változása” című könyvek kiadásával. termesztett növények"," Az ember eredete és a szexuális szelekció "és mások

Darwini elmélet

Darwin szerint az evolúció, i.e. a Föld szerves világának fejlődéstörténete, három fő tényező: változékonyság, öröklődés és természetes szelekció kölcsönhatása eredményeként valósul meg. Ezen tényezők hatására a fejlődésben lévő élőlények egyre több új adaptív tulajdonságot halmoznak fel, ami végső soron új fajok kialakulásához vezet.
Darwin elméletének alátámasztására azonnal két érvet javasoltak: a nyomszervek és az embrionális rekapituláció elméletét.
Így egy listát állítottak össze 180 emberi rudimentumról - olyan szervekről, amelyek elveszítették céljukat az alacsonyabb formákból való kifejlődés folyamatában, pl. olyan szervek, amelyekre az embernek már nincs szüksége, és eltávolíthatók. Miközben azonban ezeket az alapelemeket (például a függeléket) tanulmányozták, a tudósok szervről szervre áthúzták a listát, amíg mindent át nem húztak. 100 év után a fiziológusok egyetlen emberi szervet sem tekintenek haszontalannak.
Hamarosan hosszú életet adott az embrionális összefoglalás elmélete, amelyet 1868-ban Ernst Haeckel német zoológus, Darwin tanításainak támogatója és propagálója javasolt. Ez az elmélet az emberi és a kutyaembriók 4 hetes korban tapasztalható látszólagos hasonlóságán, valamint az úgynevezett "kopoltyúrés" és "farok" jelenlétén alapul az emberi embrióban.
Valójában kiderült, hogy Haeckel hamisította (retusálta) az illusztrációkat, amiért a jénai egyetem akadémiai tanácsa tudományos csalásban bűnösnek találta Haeckelt, elmélete pedig tarthatatlan. Ám a Szovjetunióban, majdnem összeomlása előtt, a tankönyvek makacsul idéztek embriókról készült képeket, állítólag megerősítve az összefoglalás elméletét, amelyet az embriológusok régóta elutasítottak a világ többi részén.

Következtetés

Ezen „elméletek” közül sok és az általuk a létező fajdiverzitásra adott magyarázatok ugyanazokat az adatokat használják, de ezek különböző aspektusait hangsúlyozzák. A tudományos elméletek egyrészt szuperfantasztikusak, másrészt szuperszkeptikusak lehetnek. A teológiai megfontolások is helyet kaphatnak ebben a keretben, szerzőik vallási nézeteitől függően. Az egyik fő vitapont még a darwin előtti időkben is a tudományos és a teológiai élettörténeti nézetek kapcsolatának kérdése volt.

(9) élet a föld a történelmi múltban ennek eredményeként ... hatalmas számú különböző hipotézis és elméletek okáról élet a föld egyikük sem...

Ha elemezzük az összes adatot, amelyet a tudósoknak sikerült megszerezniük a különböző tanulmányok során, nyilvánvalóvá válik, hogy a Földön az élet csodálatos. hihetetlen tény. Az univerzumunkban való előfordulásának esélye elhanyagolható. Az élet kialakulásának minden szakasza magában foglalta az események alternatív fejlődésének lehetőségét, amelynek eredményeként a világ egy hideg kozmikus szakadék maradt volna, nem csak az emberi elme, de még a legkisebb mikroba utalása nélkül is. A kreacionisták ezt a hihetetlen eseményt az isteni beavatkozásnak tulajdonítják. Isten létezését azonban nem lehet sem bizonyítani, sem cáfolni, és modern ötletek Az élet eredetéről szóló tanulmányok, mint általában minden tudomány, kísérleti adatokon és elméleti fejleményeken alapulnak, amelyek megkérdőjelezhetők vagy megerősíthetők.

Vitalizmus

Az emberi tudás olyan evolúción megy keresztül, amely fő pontjaiban némileg hasonlít a Darwin által leírt folyamathoz. Az elméletek átmennek és túlélik a legerősebbeket, akiknek sikerült ellenállniuk az ellenérvek támadásának, vagy alkalmazkodni, változni, hogy megfeleljenek azokhoz. Az élet keletkezésére vonatkozó hipotézisek is nagy utat jártak be, amelyeknek a beteljesedését még csak meg sem jelölték, hiszen naponta derülnek ki új tények, amelyek a már kialakult nézeteket korrigálni kényszerítik.

A vitalizmus, az élet állandó spontán nemzedékének elmélete ezen az úton mérföldkővé vált. Rendelkezései szerint az egerek régi rongyokban, férgek - rothadó táplálékmaradványokban jelentek meg. A vitalizmus uralta a tudományt egészen Louis Pasteur 1860-as kísérleteiig, amikor bebizonyította az élő szervezetek spontán nemzedékének lehetetlenségét. Az eredmények paradox eseményeket váltottak ki: megerősítették az isteni princípiumba vetett hitet, és arra kényszerítették a tudósokat, hogy bizonyítékokat keressenek arra vonatkozóan, amit nemrégiben cáfoltak. A tudomány azt próbálta megmagyarázni, hogy az élet önálló keletkezése megtörtént, de nagyon régen, és szakaszosan, több millió évbe telt.

Szének szintézise

A helyzet reménytelennek tűnt, amíg 1864-ben A.M. Butlerov nem tett fontos felfedezést.

Szervetlenből (kísérletében formaldehidből) sikerült (szenet) szereznie. A kapott adatok lerombolták azt az impozáns falat, amely eddig az élő szervezeteket és a holt anyagok világát határolta. Idővel a tudósok képesek voltak a szerves anyagok más változatait is előállítani szervetlen anyagokból. Ettől a pillanattól kezdve kezdtek kialakulni a modern elképzelések az élet eredetéről. Nemcsak biológiából, hanem kozmológiából és fizikából is vettek fel adatokat.

Az ősrobbanás következményei

Az élet keletkezésének elméletei hatalmas korszakot ölelnek fel: a tudósok már az Univerzum születésének korai szakaszában megtalálják az organizmusok jövőbeni kialakulásának első előfeltételeit. A modern fizika a világ létezését az Ősrobbanástól számítja, amikor szinte minden megjelent a semmiből. A gyorsan táguló és lehűlő Univerzumban először atomok és molekulák keletkeztek, majd elkezdtek egyesülni, megalkotva a csillagok első generációját. Ezek lettek a tudomány által ma ismert legtöbb elem kialakulásának helye. A csillagok robbanása után új atomok töltötték be a teret, és az objektumok következő generációjának alapjává váltak, beleértve a Napunkat is. A modern adatok arra utalnak, hogy az első az új csillagokat körülvevő protoplanetáris felhőkben jelenhetett meg. Hamarosan bolygók alakultak ki belőlük. Kiderült, hogy az élet megjelenésének első szakaszai a Földön már a kialakulása előtt lezajlottak.

Autokatalitikus ciklusok

A Kék Bolygón „gyermekkori éveiben” lezajló folyamatokat a belsejét alkotó, az űrből meteoritként érkező anyagok támogatták. Hipotézisek az élet eredetéről A szerves anyagok földi keletkezésének egyik fontos alapja a kémiai reakciók katalizátorai, amelyek ezen „idegenek” töredékeivel kerültek ide. Oda vezettek, hogy a leggyorsabb folyamatok kezdtek elsöprő szerepet játszani az új anyagok kialakulásában a bolygón.

A következő lépés az autokatalitikus ciklus. Az ilyen folyamatokban olyan anyagok képződnek, amelyek növelik a reakció sebességét, valamint megújítják a szubsztrátot - az elemeket, amelyek kölcsönhatásba lépnek. A kör tehát bezárult: a folyamatok felgyorsították magukat, és maguknak „főztek ételt”, vagyis olyan anyagokat, amelyek újra reakcióba léptek, ismét önmagukat katalizálták és újra szubsztrátot képeztek stb.

Kétségek

Modern elképzelések az élet eredetéről hosszú ideje ellentmondó véleményeket tartalmazott. A buktató a tyúk-tojás probléma. Ami először keletkezett: fehérjék, amelyek a sejtben minden folyamatot végrehajtanak, vagy DNS, amely meghatározza e fehérjék szerkezetét, és tárolja az összes örökletes információt. Az előbbiek szükségesek a szervezet számára, mivel hozzájárulnak a rendszer önfenntartásához, amelyek nélkül az élet lehetetlen. A DNS tartalmazza a sejt szerkezetének feljegyzését, amely meghatározza az életképességet is. A tudósok véleménye megoszlott, és a kérdésre nem volt válasz egészen addig a pillanatig, amikor kiderült, hogy nem a DNS, hanem az RNS, a szerves vegyületek harmadik osztálya, amelyet általában csak másodlagos szerepet tulajdonítottak az eredetelméletben. élet, a vírusok örökletes információinak tárházaként működik.

RNS világ

Fokozatosan a tények halmozódni kezdtek, és a múlt század 80-as éveiben olyan adatok jelentek meg, amelyek megdöntötték az élő anyag kialakulásának kezdeti szakaszairól szóló elképzeléseket. Ribozimokat, RNS-molekulákat fedeztek fel, amelyek különösen a fehérjék képesek katalizálni a reakciókat. Az élet első formái tehát fehérjék és DNS részvétele nélkül is létrejöhettek volna. Ezeknek a funkciójuk az információ tárolása, valamint minden belső munka RNS készítette. A földi élet ma protoorganizmusoktól származik, amelyek önreplikálódó ribozimekből álló autokatalitikus ciklusok. Az elméletet "RNA World"-nek hívták.

koacervál

Ma nehéz elképzelni annak az időszaknak az életét, hiszen nem volt ilyen fontos jellemzője- héjak vagy szegélyek. Valójában ez egy RNS-ből származó autokatalitikus ciklusokat tartalmazó oldat volt. A folyamatok helyes lebonyolításához szükséges határok hiányának problémáját improvizált módszerekkel oldották meg. A protoorganizmusok a zeolit ​​ásványok közelében találtak menedéket, amelyeknek a kristályrács hálózatos szerkezete volt. Felületük képes volt katalizálni az RNS-láncok kialakulását, és bizonyos konfigurációt adni nekik.

Tovább - tovább: koacervátumok vagy víz-lipid cseppek jelennek meg a színpadon. Mind a közelmúlt, mind a modernitás hipotézisei nagyrészt az A.I. elméletén alapulnak. Oparin, aki tanulmányozta az ilyen képződmények tulajdonságait. A koacervátumok zsírok (lipidek) héjába zárt oldatcseppek. Membránjukra az is jellemző, hogy képesek az anyagcserére. Némelyikük nyilvánvalóan önreplikáló RNS-láncokkal kombinálódott, beleértve azokat is, amelyek maguk a lipidek szintézisét katalizálták. Így az élet új formái jelentek meg, legyőzve a preorganizációs szintről a megfelelő szervezeti szintre vezető utat. Az ilyen formációk lehetőségét a közelmúltban erősítették meg: a tudósok kísérletileg megerősítették az RNS kalciumionokkal kombinált azon képességét, hogy a lipidmembránokhoz kapcsolódjanak és szabályozzák azok permeabilitását.

Szakképzett Segítők

Az élet eredete a következő szakaszban a létrejövő organizmusok funkcióinak javításának folyamata volt. Az RNS megszerezte azt a képességet, hogy katalizálja az aminosav polimerek szintézisét, kezdetben meglehetősen egyszerű. Az új mechanizmus megkoronázása a fehérjeszintézis képessége volt. Az így létrejövő képződmények többszörösen hatékonyabban birkóztak meg a biológiai folyamatokkal, mint a ribozimek.

Kezdetben a peptidek szintézise nem volt elrendelt. A folyamat "véletlenül" ment végbe, az új láncok aminosav-szekvenciájának irányát a véletlenre bízva. Idővel a pontos másolás beépült, mivel ez járult hozzá az egész rendszer nagyobb stabilitásához. Így jelent meg, lehetővé téve bizonyos fehérjék szintetizálását a szükséges funkciókkal.

Tökéletesség

A szintetizáló képesség fejlesztése a megfelelő fehérjéket fokozatosan elmúlt. Az első lépés egy speciális RNS-típus megjelenése volt, amely képes összekapcsolni az aminosavakat. A következő fázist a peptidmolekulák képződési folyamatának felépítése kísérte meghatározott sorrendben sorba rendezett bázisok segítségével. A szekvenciát az RNS-templát állította be. Az informatív RNS „utasításának” és a jövőbeli fehérjék elemeinek korrelációját vette fel új típusú RNS, az úgynevezett transzport. Amellett, hogy információs, a mai napig fontos része a peptidszintézisnek.

DNS

Az élőlények szövődményei tovább követték az információtárolási módok fejlesztésének útját. Úgy gondolják, hogy a DNS eredetileg az egyik fázis volt életciklus RNS kolóniák. Stabilabb szerkezete volt. Információvédettségi foka egy nagyságrenddel magasabb volt, így hosszú idő után a DNS lett a genetikai kód fő tárháza.

Az új képződmény egyik tulajdonsága, amely egy időben nem tette lehetővé, hogy a DNS-t az élet keletkezésének elméletének élére állják, az, hogy nem akció. Ez egyfajta fizetés lett az információtárolás továbbfejlesztett funkcióiért. Minden „munka” a fehérjékre és az RNS-re volt bízva.

Szimbiózis

Az élet eredetére vonatkozó modern elképzelések nem vezetnek le ősként egy olyan szervezetet, amely el van zárva és el van zárva a többiektől. A tudósok inkább azt a feltételezést támogatják, hogy a korai szakaszban a sejtek mikroszkopikus hasonlóságaiból álló közösségek léteztek, amelyek különböző funkciókat láttak el. Ilyen szimbiózist ma már nem nehéz megtalálni a természetben. A legegyszerűbb példa- cianobaktérium szőnyegek, amelyek egyszerre a mikroorganizmusok közössége és egyetlen egész élőlény.

Fejlődésének jelenlegi szakaszában a biológia olyan folyamatot lát, amelyet nem állandó küzdelem és versengés jellemez, hanem bizonyos változatos struktúrák egyre erősödő összegyűlése, ami végül egy élő sejt megjelenéséhez vezetett, ahogyan azt ma elképzeljük.

Általánosítás

Összegezve röviden felsorolhatjuk az élet kialakulásának valamennyi szakaszát, amely a keretein belül megjelenik modern elméletek a legtöbb valószínű változataélőlények megjelenése és fejlődése a Földön:

Primer szerves vegyületek képződése protoplanetáris felhőkben.

Az öngyorsító reakciók és az autokatalitikus ciklusok fokozatos előtérbe kerülése.

RNS-ből álló autokatalitikus ciklusok kialakulása.

RNS és lipid membránok egyesülése.

Az RNS fehérjeszintetizáló képességének megszerzése.

A DNS megjelenése és megalakulása az információ fő tárházaként.

Az első egysejtű szervezetek kialakulása szimbiózison alapul.

Az élet kialakulásához vezető folyamatok megértése még mindig tökéletlen. A tudósoknak sok kérdésük maradt. Nem ismert pontosan, hogyan keletkezett az RNS, sok köztes fázis csak elméleti marad. Azonban minden nap új kísérleteket állítanak fel, tényeket és hipotéziseket tesztelnek. Nyugodtan kijelenthetjük, hogy századunk sokkal több, a történelem előtti korszakhoz kapcsolódó felfedezést fog adni a világnak.

Az élet a Földön hárommilliárd éve kezdődött. Azóta az evolúció az elemi egysejtű organizmusokat a manapság látható változatos formájú, színű, méretű és funkciójú szervezetekké alakította át. De hogyan is keletkezett az élet az őslevesben – a sekély forrásokban lévő, aminosavakkal és nukleotidokkal telített vízben?

A villámcsapástól a kozmikus testig számos elméleti válasz létezik arra a kérdésre, hogy mi okozta pontosan az élet kialakulását. Ezek közül csak néhányat mutatunk be.

elektromosság szikrája

Ugyanez a metaforikus életszikra lehet egy teljesen szó szerinti szikra vagy sok szikra, amelyek forrása a villám volt. A vízbe hulló elektromos szikrák aminosavak és glükóz képződését idézhetik elő, amelyek a metánban, vízben, hidrogénben és ammóniában gazdag légkörből alakíthatják át azokat. Ezt az elméletet 1953-ban még kísérletileg is megerősítették, bebizonyítva, hogy a villámlás nagyon is lehet az oka az élet első formáinak kialakulásához szükséges alapelemek kialakulásának.

A kísérlet elvégzése után a tudósoknak sikerült bebizonyítaniuk, hogy bolygónk korai légköre nem tartalmazhat elegendő hidrogént, de a Föld felszínét borító vulkáni felhők minden szükséges elemet és ennek megfelelően elegendő elektront tartalmazhatnak a villámláshoz.

Víz alatti hidrotermikus szellőzők

A viszonylag erős mélyvízi szellőzőnyílások szükséges hidrogénforrássá válhatnak az első élő szervezetek kialakulásához sziklás felszínükön. Még ma is változatos ökoszisztémák alakulnak ki a hidrotermális szellőzőnyílások körül, még nagy mélységben is.

Agyag

Az első szerves molekulák agyagfelületen találkozhattak. Az agyag mindig tartalmaz elegendő mennyiségű szerves komponenst, ráadásul ezeknek a komponenseknek egyfajta szervezőjévé válhat bonyolultabb és hatékonyabb DNS-szerű struktúrákká.

Valójában a DNS az aminosavak egyfajta térképe, amely pontosan jelzi, hogyan kell az összetett zsírsejtekben szerveződni. A skóciai Glasgow Egyetem biológusainak egy csoportja azzal érvel, hogy az agyag a legegyszerűbb polimerek és zsírok térképe lehet, amennyiben nem tanulnak meg „önszerveződni”.

Panspermia

Ez az elmélet kérdéseket vet fel az élet kozmikus eredetének lehetőségével kapcsolatban. Vagyis posztulátumai szerint az élet nem a Földön keletkezett, hanem csak egy meteorit segítségével került ide, például a Marsról. Elegendő töredéket találtak a földön, amelyek állítólag a vörös bolygóról érkeztek hozzánk. Az ismeretlen életformák „űrtaxijának” másik módja az üstökösök, amelyek képesek a csillagrendszerek között közlekedni.

Még ha ez igaz is, a pánspermia még mindig nem tud válaszolni arra a kérdésre, hogy pontosan hogyan keletkezett az élet onnan, ahonnan a Földre hozták.

A jég alatt

Nagyon valószínű, hogy hárommilliárd éve vastag jégréteg borította az óceánokat és a kontinenseket, mert a Nap nem sütött olyan fényesen, mint ma. A jég védőréteggé válhat a törékeny szerves molekulák számára, megakadályozva ultraibolya sugarakés tértestek a felszínnek ütközve károsítja az első és leggyengébb életformákat. Ezenkívül az alacsonyabb hőmérséklet az első molekulák erősebb és tartósabb molekulákká való fejlődését okozhatja.

RNS világ

Az RNS-világelmélet a tojás és a csirke filozófiai kérdésén alapul. A tény az, hogy a DNS kialakulásához (megkettőzéséhez) fehérjékre van szükség, és a fehérjék nem képesek reprodukálni magukat a DNS-be ágyazott térkép nélkül. Tehát hogyan jött létre az élet, ha az egyik nem jöhet létre a másik nélkül, de mindkettő gyönyörűen létezik a jelenben? A válasz az RNS - ribonukleinsav lehet, amely képes olyan információkat tárolni, mint a DNS, és fehérje enzimként szolgál. Az RNS alapján tökéletesebb DNS jött létre, majd a hatékonyabb fehérjék teljesen felváltották az RNS-t.

Manapság az RNS létezik és több funkciót is ellát összetett szervezetekben, például egyes gének működéséért felelős. Ez az elmélet meglehetősen logikus, de nem ad választ arra a kérdésre, hogy mi szolgált katalizátorként magának a ribonukleinsavnak a képződésében. Azt a feltevést, hogy ez önmagában is megjelenhetett volna, a legtöbb tudós elutasítja. Az elméleti magyarázat a legegyszerűbb savak, PNA és TNA képződése, amelyek aztán RNS-vé fejlődtek.

A legegyszerűbb kezdés

Ezt az elméletet holobiózisnak hívják, és abból az elképzelésből ered, hogy az élet nem összetett RNS-molekulákból és az elsődleges genetikai kódból indult ki, hanem a legegyszerűbb részecskék, amelyek egymással kölcsönhatásba léptek az anyagcsere érdekében. Talán ezek a részecskék végül egy membránhoz hasonló védőburkot alakítottak ki, majd egy összetettebb szervezetté fejlődtek. Ezt a modellt „az anyagcsere enzimmodelljének”, míg az RNS-világ elméletét „primer genetikai kódmodellnek” nevezik.

Probléma a földi élet eredete régóta érdekli és foglalkoztatja az embert. Számos hipotézis létezik az élet eredetéről bolygónkon:

az életet Isten teremtette;
az életet a Földön kívülről hozzák;
a bolygó élőlényei ismételten spontán módon nem élő dolgokból keletkeztek;
élet mindig is létezett;
az élet a biokémiai forradalom következményeként keletkezett.

A különféle hipotézisek sokfélesége két egymást kizáró nézőpontra vezethető vissza. A biogenezis elméletének hívei úgy vélték, hogy minden élőlény csak élőlényekből származik. Ellenfeleik az abiogenezis elméletét védték – lehetségesnek tartották, hogy az élő az élettelenből származzon.

Sok tudós elismerte az élet spontán keletkezésének lehetőségét. Az élet spontán nemzedékének lehetetlenségét Louis Pasteur bebizonyította.

A második szakasz a fehérjék, zsírok, szénhidrátok, nukleinsavak képződése egyszerű szerves vegyületekből az elsődleges óceán vizeiben. Ezeknek a vegyületeknek a különböző molekulái koncentrálódtak, és koacervátumokat képeztek, amelyek nyílt rendszerként működtek, amelyek képesek anyagcserére környezetés a növekedés.

A harmadik szakasz - a koacervátumok kölcsönhatásának eredményeként nukleinsavak létrejöttek az első élőlények - probionok, amelyek a növekedés és az anyagcsere mellett képesek önreprodukcióra.

A földi élet keletkezése a természettudomány egyik legfontosabb problémája. Már az ókorban is kérdéseket tettek fel maguknak az emberek, hogy hol a Élő természet hogyan jelent meg az élet a Földön, hol van az élettelenből az életbe való átmenet vonala stb. Az évszázadok során az élet problémájával kapcsolatos nézetek változtak, különféle elképzelések, hipotézisek és koncepciók fogalmazódtak meg. Ez a kérdés a mai napig aggasztja az emberiséget.

Néhány ötlet és hipotézis az élet eredetéről kapott széleskörű felhasználás a természettudományok fejlődéstörténetének különböző korszakaiban. Jelenleg öt hipotézis létezik az élet eredetére vonatkozóan:

A kreacionizmus az a hipotézis, amely szerint az életet egy természetfeletti lény teremtette a teremtési aktus eredményeként, vagyis Isten.

A Steady State hipotézis, amely szerint élet mindig is létezett.

Az élet spontán keletkezésének hipotézise, ​​amely az életnek az élettelen anyagból való ismételt felbukkanásának gondolatán alapul.

A pánspermia hipotézis, amely szerint életet hoztak a Földre a világűrből.

Hipotézis történelmi eredetélet a biokémiai evolúción keresztül.

Alapján kreacionista hipotézis, amelyikben a legtöbb van hosszú történelem, az élet teremtése az isteni teremtés aktusa. Ennek bizonyítéka egy különleges erő, a „lélek” jelenléte az élő szervezetekben, amely minden életfolyamatot irányít. A kreacionizmus hipotézisét vallási hiedelmek ihlették, és semmi köze a tudományhoz.

Alapján steady state hipotézis,élet soha nem keletkezett, hanem örökké létezett a Földdel együtt, amelyet az élőlények sokfélesége jellemez. A földi életkörülmények megváltozásával a fajok változása is bekövetkezett: egyesek eltűntek, mások megjelentek. Ez a hipotézis főként őslénytani kutatásokon alapul. Ez a hipotézis lényegében nem vonatkozik az élet keletkezésének fogalmaira, mivel alapvetően nem érinti az élet keletkezésének kérdését.

Az élet spontán keletkezésének hipotézise előterjesztették ősi Kínaés India a kreacionizmus alternatívájaként. Ennek a hipotézisnek az elképzeléseit az ókori Görögország gondolkodói (Platón, Arisztotelész), valamint a modern kor tudósai (Galileo, Descartes, Lamarck) támogatták. E hipotézis szerint az élő szervezetek (alacsonyabbak) spontán keletkezéssel jelenhetnek meg valamilyen „hatóanyagot” tartalmazó élettelen anyagból. Így például Arisztotelész szerint a rovarok és a békák bizonyos körülmények között kiindulhatnak iszapban, nedves talajban; férgek és algák az állóvízben, de légy lárvák a rothadt húsban, amikor az rothad.

Azonban már tól eleje XVII ban ben. az élet eredetének ezt a megértését kezdték megkérdőjelezni. Erre a hipotézisre kézzelfogható csapást mért F. Redi (1626–1698) olasz természettudós és orvos, aki 1688-ban feltárta az élet rothadó húsban való megjelenésének lényegét. F. Redi megfogalmazta elvét: „Minden élő dolog élőlényekből van”, és ő lett a biogenezis koncepciójának megalapítója, amely szerint élet csak egy előző életből keletkezhet.

A francia mikrobiológus, L. Pasteur (1822-1895) víruskísérleteivel végül bebizonyította az élet spontán spontán létrejöttének elképzelésének következetlenségét. Ezt a hipotézist megcáfolva azonban nem ajánlotta fel a magáét, nem világított rá az élet keletkezésének kérdésére.

Ennek ellenére L. Pasteur kísérletei nagy jelentőséggel bírtak abban, hogy gazdag empirikus anyagot szerezzenek kora mikrobiológiájának területén.

Panspermia hipotézis- az élet földöntúli eredetéről az "élet csíráinak" az űrből a Földre hozásával - fogalmazott először G. Richter német biológus és orvos ban. késő XIX ban ben. A pánspermia fogalma (a görög. Pán- összes, sperma- mag) lehetővé teszi az élet különböző időpontokban történő keletkezésének lehetőségét az Univerzum különböző részein, és különféle módokon a Földre történő átvitelét (meteoritok, aszteroidák, kozmikus por).

Valójában jelenleg is érkeztek olyan adatok, amelyek arra utalnak, hogy űrviszonyok között szerves anyagok kémiai úton keletkezhetnek. Így 1975-ben aminosav-prekurzorokat találtak a Hold talajában. A legegyszerűbb szénvegyületeket, köztük az aminosavakhoz közel állókat is a csillagközi felhőkben találták meg. A meteoritok összetételében találtak aldehideket, vizet, alkoholokat, ciánhidrogént stb.

A pánspermia fogalmát a 19. század végének és a 20. század elején a legnagyobb tudósok osztották: J. Liebig német kémikus és agronómus, W. Thomson angol fizikus, G. Helmholtz német természettudós és S. Arrhenius svéd fizikai kémikus. . S. Arrhenius 1907-ben még azt is leírta írásaiban, hogy az élőlények spórái hogyan távoznak porrészecskékkel a világűrbe más bolygókról. Az űr hatalmas kiterjedésében a csillagfény nyomása alatt bolyongva a bolygókra estek, és ott, ahol kedvező körülmények voltak (a Földön is), elkezdődtek új élet. A pánspermia gondolatait néhány orosz tudós is támogatta: P. Lazarev geofizikus, L. Berg biológus, S. Kosztycsev talajbiológus.

A földi élet eredetéről szinte a kialakulás pillanatától fogva van elképzelés. Mint tudják, a Föld körülbelül 5 milliárd évvel ezelőtt keletkezett. Ez azt jelenti, hogy az élet a Naprendszer kialakulása során keletkezhetett, vagyis az űrben. Mivel a Föld evolúciójának időtartama és a rajta lévő élet kissé eltér, van egy olyan változat, amely szerint a földi élet az örökkévaló létezésének folytatása. Ez az álláspont közel áll az élet örökkévaló létezésének elméletéhez az Univerzumban. A globális evolúciós folyamat léptékében feltételezhető, hogy az élet megjelenése a Földön nyilvánvalóan egybeeshet az anyag kialakulásával és létezésével. V. Vernadsky akadémikus az élet örökkévalóságának gondolatát nem a térben való újraelosztás összefüggésében, hanem az anyag és az élet folytonosságának és összekapcsolódásának értelmében osztotta. Azt írta, hogy "az élet és az anyag elválaszthatatlanok, összekapcsolódnak egymással, és nincs közöttük időbeli sorrend". Az orosz biológus és genetikus Timofejev-Reszovszkij (1900-1982) ugyanezt a gondolatot emeli ki. Az evolúcióelméletről szóló rövid esszéjében (1977) szellemesen megjegyezte: „Mindannyian olyan materialisták vagyunk, hogy mindannyian őrülten aggódunk amiatt, hogyan kezdődött az élet. Ugyanakkor szinte mindegy, hogyan keletkezett az anyag. Itt minden egyszerű. Az anyag örök, elvégre mindig is az volt, és nincs szükség kérdésre. Mindig is volt. De látod, az életnek szükségszerűen meg kell születnie. Vagy talán mindig is az volt. És nincs szükség kérdésekre, ez mindig is így volt, és ennyi."

A pánspermia igazolására a népszerű tudományos irodalomban „tényeket” közölnek azonosítatlan repülő tárgyakról, idegenek érkezéséről a Földre, sziklatopológiai rajzokat.

Ennek az elképzelésnek azonban nincs komoly bizonyítéka, és sok érv ellenzi. Ismeretes, hogy az élőlények létezéséhez szükséges életfeltételek köre meglehetősen szűk. Ezért nem valószínű, hogy élő szervezetek túlélnének az űrben ultraibolya sugarak, röntgensugarak és kozmikus sugárzás hatására. De nem kizárt annak a lehetősége, hogy az élet bizonyos előfeltételeit bolygónkra a világűrből hozzuk. Megjegyzendő, hogy ennek nincs alapvető jelentősége, mivel a pánspermia fogalma alapvetően nem oldja meg az élet eredetének problémáját, hanem csak átviszi a Földön túlra, anélkül, hogy feltárná kialakulásának mechanizmusát.

Így e négy hipotézis egyikét sem erősítették meg eddig megbízható kísérleti vizsgálatok.

A modern tudomány szempontjából a legmeggyőzőbb az ötödik hipotézis - az élet keletkezésének hipotézise a történelmi múltban a biokémiai evolúció eredményeként. Szerzői A. Oparin akadémikus orosz biokémikus (1923) és S. Haldane angol fiziológus (1929). Ezt a hipotézist a következő részben részletesen tárgyaljuk.

Az élet keletkezésének hipotézise a történelmi múltban a biokémiai evolúció eredményeként A. I. Oparina

A. Oparin hipotézisének szemszögéből éppúgy, mint a nézőpontból modern tudomány az élet élettelen anyagból való megjelenése az Univerzumban zajló természetes folyamatok eredményeként következett be az anyag hosszú fejlődése során. Az élet az anyag olyan tulajdonsága, amely történelmének egy bizonyos pillanatában jelent meg a Földön. Ez az Univerzum léptékében először sok milliárd évig, majd a Földön több százmillió évig lezajló folyamatok eredménye.

A. Oparin a biokémiai evolúció több szakaszát azonosította, amelyek végső célja egy primitív élő sejt volt. Az evolúció a következő séma szerint zajlott:

A Föld bolygó geokémiai evolúciója, a legegyszerűbb vegyületek szintézise, ​​mint a CO 2,1 h[H 3, H 2 0 stb., a víz gőzből folyékony állapotba való átalakulása a víz fokozatos lehűlése következtében. a Föld. A légkör és a hidroszféra fejlődése.

Szerves anyagok - aminosavak - szervetlen vegyületeiből képződése és felhalmozódása az elsődleges óceánban a Nap elektromágneses hatása, a kozmikus sugárzás és az elektromos kisülések következtében.

A szerves vegyületek fokozatos komplikációja és a fehérjeszerkezetek kialakulása.

Fehérjeszerkezetek izolálása a tápközegből, vízkomplexek kialakítása és vizes héj létrehozása a fehérjék körül.

Az ilyen komplexek fúziója és koacervátumok képződése (a lat. coacervus- alvadék, kupac, felhalmozódás), képes anyag- és energiacserére a környezettel.

Fémek abszorpciója koacervátumokkal, ami a biokémiai folyamatokat felgyorsító enzimek képződéséhez vezetett.

Hidrofób lipidhatárok kialakulása a koacervátumok és a külső környezet között, ami féligáteresztő membránok kialakulásához vezetett, ami biztosította a koacervátum működésének stabilitását.

Fejlődés az evolúció során az önszabályozási és önreprodukciós folyamatok e képződményeiben.

Tehát A. Oparin hipotézise szerint megjelent az élő anyag primitív formája. Véleménye szerint ilyen az anyag prebiológiai evolúciója.

V. Vernadsky akadémikus az élet felbukkanását egy erőteljes ugrással társította, amely megszakította a földkéreg élettelen fejlődését. Ez az ugrás (bifurkáció) annyi ellentmondást vezetett be az evolúcióba, hogy megteremtette az élet keletkezésének feltételeit.