експерименти Милър

Първите експерименти, които симулират изначалния атмосферата на Земята, са доставени през 1953 г. от американския учен Stenli Millerom (б. През 1930 година). монтаж му беше колба, във вътрешността на който е създаден електрически разряди. Колбата беше вода и различни газове, вероятно включени в първоначалния атмосферата (водород, метан, амоняк и др.) Свободен кислород отсъства в системата. При нагряване в инсталацията е постоянна циркулация на водна пара и газове. След няколко дни в експеримента колба се образуват прости органични съединения: аминокиселини (градивните елементи на протеини), азотни основи (компоненти на нуклеинови киселини) и някои други вещества. Тяхната концентрация се увеличава с намаляване на началните съставки.

След експерименти Милър бяха последвани от други експерименти. Вари състава на първоначалната смес, енергийни източници, по време на експериментите, се прилагат различни катализатори. Показано е, че подобни реакции възникват дори при нормално отопление, средата може да бъде или воден или безводен.

Разнообразие от експерименти показват, че неорганичната синтез на органични съединения могат да бъдат доста често в миналото на нашата планета. Тук, както и първоначалната среда за такива различни процеси разглеждат природните системи. По този начин, Академик Опарин, че тези реакции възникват в морета и океани, и се придружава от увеличаване на концентрацията на органични вещества се образуват, водната среда се превръща в "първичен бульон", способен на по-нататъшното развитие.

Въпреки това, образуването на органични молекули и тяхното полимеризацията са само началото в дълга верига на еволюцията, което доведе до появата на първите живите клетки, като взети поотделно протеин все още притежават специфични свойства, присъщи на тялото като цяло. Ето защо, за да замени химически еволюцията беше дошъл с биологичната.

Процесът на възникването и еволюцията на живите системи се нарича биогенезис.

Горният неорганичен синтез на органични съединения е първоначален етап биогенезата.

Следващите етапи на еволюцията

Според хипотеза A. I. Oparina на, предшественици на тези клетки са protocellular структура, способна на прост обмен с околната среда. Те са образувани чрез натрупване в първоначалната среда на органични молекули. Този процес се нарича коасервация, т.е. комбиниране на малки комплекси, наречени коацервати (от латински coacervus - съсирек). механизъм коацервация включва молекулно polarisability много органични вещества. Взаимодействие няколко такива молекули води до сближаването на своите полярни краища и образуването на "Сливащата капчици."

Възникващите коацервати притежават значително по-голям капацитет, отколкото отделните молекули, тъй като те може да поеме от заобикалящата среда други вещества. Ако веществото е вредно коацерват изгнили, и ако то се научава коацерват увеличаване на размера и промяна на нейната структура. Това се улеснява от появата на примитивна мембрана, която играе ролята на липид-подобни съединения. Те включват повърхностно активни вещества, които по силата на своята полярност молекули са склонни да образуват мономолекулярна филм на повърхността между две среди. Мембрана не само има защитна функция, но също така са допринесли за по-нататъшното изолацията на коацервати на околната среда и опазването на постоянството на вътрешната си структура.

В хода на химична еволюция коацервати чрез увеличаване на техния размер е придобил способността да се разделят на по капчици дъщерни дружества, които запазват характеристиките и химичния състав на майка комплекс. Успоредно беше диференциация свойства на молекулите в коацервати: протеини са способни да регулират процеса на химически реакции, водещи до появата на нови органични вещества, и нуклеотидната верига постепенно придобити от принцип възможността за двойно допълнение. Освен това отделянето на тези важни свойства е довело до появата на наследствен генетичен код, който носи информация за структурата на протеиновите молекули. По този начин развитието на коацервати доведе до първите примитивни прокариотни клетки. Това се е случило преди повече от 4 млрд. Години.

Прокариотни kletki разположени примитивни клетки, които нямат клетка ядро, генетичен материал (ДНК), който е разположен в цитоплазмата.

Тези клетки са типични за организми - прокариоти, които понастоящем включват някои бактерии и синьо-зелени водорасли.

Прокариоти са хетеротрофни, т.е. като енергиен източник се използва органичен първичен бульон вещество. Те са съществували в атмосфера на кислород-свободен, така че техния метаболизъм е анаеробно.

Metabolizm- анаеробен метаболизъм и енергия, протичащ в отсъствието на кислород от въздуха.

Постепенно на склад органични вещества от съществено значение за хранене, изчерпани, и в някои клетки има способността да се използва слънчева енергия за синтезиране на органични вещества от неорганични въглеродни съединения. Така че има autotrophs - организми, способни да фотосинтеза.

Fotosintez- процес на превръщане на слънчевата енергия в химическата енергия на органична материя.

Източникът на въглерод, представляващо органичните молекули е въглероден диоксид. Като източник на водород зелени растения използват вода, разлагане на което кислород се освобождава в атмосферата.

Първо фотосинтезата е без образуване на молекулен кислород. В хода на по-нататъшна еволюция на организмите са осигуряване на кислород. Това се случи на около 4 милиарда долара. Преди години.

Безплатна кислородно обогатяване на атмосферата е довело в крайна сметка до образуването на озона, която поглъща късовълнова ултравиолетова радиация опасно за живите организми. Освен това, метод възниква аеробната метаболизъм - дишане, в която разцепване на органични вещества се осъществява с участието на кислород. Тя е типична за повечето съвременни растения, животни и микроорганизми. Добивът на енергия на такива реакции са няколко пъти повече, отколкото в реакции на ферментация (например, разцепване на глюкоза по време на ферментацията осигурява енергия 50 кал / мол и по време на дишане - 686 кал / мол).

В бъдеще, има усложнение на клетъчната структура и около 2 млрд. Преди години се появиха първите еукариотни клетки.

Еукариотните клетки kletki комплекс със сърцевина и множество вътреклетъчни структури (митохондрии, хлоропласти, и т.н.).

Еукариотните клетки са характерни за организмите - еукариоти, които включват най-модерните форми на живот.

механизъм на възникване на еукариоти е предложено въз основа на симбиоза хетеротрофни анаеробни клетки и клетки, способни на дишането. След това, на повърхността на клетката в момента е zhgutikopodobnaya бактерия, което води до по-голяма мобилност на тялото, прародител на flagellated протозои. Това е първият животински клетки.

На следващата еволюционна стъпка в развитието на организмите, е появата на многоклетъчни форми на живот около 1,3 млрд. Преди години. Според известния български биолог I. I. Mechnikova (1845 - 1916), първите многоклетъчни колонии са слезли от най-простите - flagellated. В някои такива колонии реализира примитивни функционално разделяне клетки (клетки, които абсорбират добива и клетките, отговорни за възпроизвеждане), но всяка клетка е индивиди. В хода на своето развитие, някои видове колонии от едноклетъчни протозои се превърнаха в един примитивен, но на целия организъм.