Kemikali mageuzi: hatua na kiini

harakati za kubadilika mara kukamilika kemia sayansi katika kinachojulikana kemikali mageuzi, na hatua ya kugeuka ya mchakato wa mapinduzi yalitokea baada ya kuundwa katika 1777 na Kifaransa asili mwanasayansi Lavoisier mwako nadharia kueleza nafasi ya oksijeni. Kisha akaanza ukaguzi wa dhana zote za msingi na kanuni za msingi za kemia, imebadilika istilahi na utaratibu wa majina ya vitu.

msingi shaka

1789 alizindua kiada Lavoisier, mara akawa kumbukumbu muhimu kwa ajili ya watafiti na watendaji wa sayansi kuzaliwa. "Ya msingi kemia shaka" imekuwa ya kwanza katika orodha duniani - Orodha ya miili rahisi, kuorodhesha mambo ya kemikali inayojulikana. msingi wa tome hii Lavoisier amelazwa usahihi oksijeni nadharia ya mwako, ambapo mageuzi ya kemikali Aliambiwa na njia mpya kabisa. kipengele muhimu zaidi katika ufafanuzi wa - uzoefu, ambayo ni nini mwanasayansi na kuchaguliwa kigezo kuu, na kila kitu ambacho si kuthibitishwa na uzoefu, kama vile atomia au Masi ya muundo, Lavoisier walikuwa kuzingatiwa.

Kemikali mageuzi amepitia sheria yeye yaliyoandaliwa - uhifadhi wa habari, juu ya asili ya mali ya misombo, tofauti zao katika utungaji watawala. Hapo ndipo kemia imekuwa sayansi ya binafsi, kusoma muundo wa miili kimajaribio. Siwezi kufanya bila kemikali mageuzi ya ugawaji wa somo, na hivyo, binadamu hatimaye kutelekezwa alchemical siku za nyuma, kama mawazo juu ya asili ya jambo na tabia yake ya kubadilisha kasi na kwa haraka. Lakini msukumo kwa ajili ya mchakato huu aliwahi Lavoisier utafiti. Sasa, hata watoto wa shule kujua kwamba hatua za kemikali mageuzi (au prebiotic mageuzi) yanahitajika kutoka wakati huo kabla ya kuibuka kwa maisha duniani. Katika karne ya kumi na nane, dhana hiyo ya dunia hakuna mtu aliyewahi alikuwa.

maisha

Kemikali mageuzi alianza Duniani kimya kabisa dunia wakati dutu hai ni hatua kwa hatua zilianza kuibuka kutoka molekuli isokaboni, ambayo hasa kuathiri nguvu na uteuzi sababu. Inayojitokeza mchakato wa kujitegemea shirika, ambayo ni tabia ya hata mifumo kiasi tata. Hivyo, carbon duniani alionekana. Badala yake, kuna carbonaceous molekuli kwanza la msingi si tu kwa ajili ya kuonekana lakini pia kwa ajili ya maendeleo zaidi ya jambo hai wote.

Hatujui hadi sasa, ni nini kiini cha kemikali mageuzi katika hatua za mwanzo za maisha. inayojulikana kemia wa dutu yoyote mipaka ya mabadiliko ya mchakato mipaka maji carbon kudai. Pengine, katika ulimwengu kuna chaguzi njia nyingine ya kuwepo wa mambo ya maisha na asili ya protini yetu - siyo tu "njia ya kutokea". Kuna iligunduliwa macho ya kipekee ya mali polymer na dioksidi depolarizing tabia za kati yenye maji katika awamu kioevu. Hali hii ilikuwa ya kutosha kwa kuanza mageuzi ya kemikali ya maisha na haja kwa ajili ya maendeleo ya yote inayojulikana kwetu aina ya aina ya maisha.

kuanza mchakato

Humanity hata ya chimbuko lake mwenyewe kujua si wote. Hasa juu ya mahali na wakati wa kuanza hatua za kemikali mageuzi duniani. Hii ni nini sisi, pia, wanaweza tu kukisia. Hapa, kwanza, kunaweza kuwa na kabisa wakati wowote.

Baada ya kumaliza mzunguko wa pili wa nyota malezi wakati bidhaa kufupishwa ya mlipuko wa supernova, ambayo ilitoa interstellar nafasi ya vipengele kuitwa nzito, ambaye uzito unazidi ishirini na sita. Wakati nyota katika kizazi cha pili kupatikana mifumo yao ya dunia, inapohitajika mambo mazito imekuwa kiasi cha kutosha. Barabara kiini cha kemikali mageuzi inaweza wakati wowote baada ya Big Bang katika kipindi cha miaka nusu bilioni na bilioni nusu.

Ambapo maisha alianza

Ambako wangeweza limezuka - pia swali wazi. Wakati kujenga wengi uwezekano kabisa uzinduzi kemikali hali ekolyutsii inaweza kutokea katika mazingira ya karibu yoyote. Hii gumu na sayari, na kina cha bahari na uso, hata protoplanetary malezi kufaa.

Zaidi ya hayo, wingu interstellar gesi pia kutumika kama chachu kwa mashambulizi ya kuishi jambo kimya, na ni alithibitisha humo vitu hai wanaona - na alkoholi sukari, aldehidi, asidi amino, glycine na zaidi uwezo kutumika kama kuanzia nyenzo kwa ajili ya maisha kwa njia ya kemikali mageuzi ilianza.

nadharia

Kale Dunia anaendelea siri yake, na binadamu bado haina habari za kuaminika kuhusu hali ya geochemical ya kuwepo kwake kabla ya kuibuka kwa maisha. utafiti wa kijiolojia inaweza kukidhi maswali yote, na kwa hiyo kujifunza sana kushiriki unajimu. Hivyo kujengwa nadharia ya kemikali mageuko. Leo hali ya Venusian na Mars ni kuchukuliwa kuwa sawa na dunia katika hatua fulani ya kemikali mageuko.

Kufanya majaribio juu ya mifano na hivyo kupata data zote zinazojulikana za msingi. Kwa mfano, kwa kutumia masimulizi ya nyimbo mbalimbali kemikali na hali ya hewa katika anga, hydrosphere, lithosphere tata molekiuli ya ogani zilipatikana. Ununuzi wa data mpya kwa jaribio daima chini ya ujenzi kuimarisha nadharia. Kwa hiyo, aliteuliwa kwa idadi ya nadharia kuhusu mbinu maalum na vikosi moja kwa moja kuendesha gari uliofanyika kemikali mageuko.

Utafiti katika Urusi

Maisha duniani ilianzishwa kupitia abiogenesis, yaani, kuzaliwa kwa misombo ya kikaboni ambao mbele ni tabia ya wanyamapori ya zaidi ya mwili na bila ushiriki kidogo ya Enzymes. Hii ni hatua ya kwanza, wakati kuna riziki kutokana nonliving.

By nadharia ya kielimu Oparin katika miaka ya ishirini ya karne ya ishirini, ufumbuzi misombo-Masi uwezo wa kuunda eneo fulani ambapo umakinifu wao ni kuongezeka, na kujitenga kutoka katika mazingira ya nje haina kuzuia watu kuwasiliana na hayo. Maeneo hizi zinaitwa coacervates au matone coacervate.

nje ya nchi

Mwanzo abiotic awali Kutekelezwa katika dunia primitive alitumia mwaka 1953 godu Stanley Miller, synthesizing amino na dutu nyingine kikaboni. Hatimaye alionekana nadharia hypercycles inayoeleza kuwepo kwa maisha katika kipindi cha kemikali mageuzi ya kuwepo kwa majibu kichocheo, mfululizo, ambapo bidhaa uliopita inakuwa kichocheo cha pili.

Tu ya kwanza "protocell" iliundwa 2008 na mwanabiolojia wa Marekani ambaye kwa njia ala ya fatty kali na lipids walikuwa na uwezo wa kupata nyukleotidi fosfeti kutokana na mazingira. Hizi ulioamilishwa imidazoli "matofali" ni muhimu kwa ajili ya awali ya DNA. Na mwaka 2011 nchini Japan viliumbwa vilengelenge na mambo DNA chini ya utando cationic, ambao walikuwa na uwezo wa kugawanya, kama ilivyokuwa polirazmernaya mlolongo mmenyuko, kuiga ya DNA.

nadharia kuu

Kemikali mageuzi ya maisha duniani nadharia anaelezea zifuatazo pointi msingi.

1. Umuhimu inaonekana duniani au katika hali ya nafasi, ambapo kuna autocatalytic awali ugrerodosoderzhaschih molekuli, pamoja na tathmini lazima kiasi kikubwa na aina makubwa, kutosha kuanza mchakato wa kemikali mageuko.
2. Matukio miundo protocellular zinazojitokeza kutoka molekuli ilivyoelezwa hapo juu. Hizi imara mkusanyiko imefungwa pekee kutoka mazingira, kubadilishana nishati ya vitu na hupita yao selectively. Hivyo kuna muundo protocellular.
3. vitengo sumu kuna uwezo wa kujitegemea maendeleo - binafsi kuiga na binafsi mabadiliko ya taarifa zote ya mifumo ya kemikali. Hivyo kuna vitengo msingi ya kanuni hereditary.
4. hatua ya pili - uhusiano kati ya kuonekana na utendaji wa Enzymes mali ya protini na RNA na DNA kama flygbolag data. Hivyo kuna kweli hereditary kificho kwamba inahitajika kwa ajili ya mageuzi ya kibiolojia.

ugunduzi

Kama ilivyoelezwa hapo juu, Alexander Oparin mapema miaka ya ishirini ya karne iliyopita kufunguliwa coacervates. Next Stanley Miller na Harold Urey mwaka 1953, alielezea kuibuka kwa hali kale katika uigizaji biomolecules rahisi na mchakato wa tukio yao. Next Sidney Foks aliiambia dunia kuhusu microspheres ya protenoidov. Mwaka 1981, T. na S. Ceku Altmane uwezo wa kuchunguza mgawanyo wa RNA autocatalytic kama ribozymes uwezo wa kuunganisha taarifa na kichocheo katika molekuli, "kuchora nje" tangu mnyororo na kuunganisha iliyobaki "mwisho".

Mwaka 1986, William Gilbert cha Cambridge maendeleo wazo la "RNA Dunia", na Gunther von Kidrovski kutoka Ujerumani kwa wakati mmoja iliwasilishwa kwanza binafsi kujinakilisha mfumo wa msingi juu ya DNA, ambayo ilikuwa mchango muhimu katika ufahamu wa mifumo binafsi kujinakilisha na kazi zao ukuaji. Sayansi ina haraka, akaenda mbele katika mwelekeo huu: Manfred Eigen kufunguliwa hyperframe, mabadiliko ya ensembles ya molekuli ya RNA, na Yuliy Rebek kuundwa kwanza bandia molekuli ambayo binafsi kujinakilisha katika klorofomu.

Nafasi na duniani

Nafasi Flight Centre of NASA Dzhon Korlis alisoma utoaji mchakato wa mafuta chemchem wa bahari nishati na kemikali kwamba kufanya kemikali mageuzi huru ya mazingira nafasi, na leo hii ni kwa Akeabakteria awali makazi ya kudumu. Katika dunia ya chuma salfaidi, idadi ya nadharia Gunter Vehterskhoyzera.

Alieleza kwanza binafsi kujinakilisha miundo kimetaboliki unasababishwa juu ya uso wa pyrite (chuma sulfidi), ambayo alitoa nishati muhimu kwa ajili ya kubadilishana vitu. Kwa upande wa ongezeko la uchaguzi na kuoza fuwele pyrite unaweza kukua na kuzaliana, kujenga aina ya watu. udongo madini kwa muonekano wa molekiuli ya ogani na pia kwa karibu alisoma. Hata hivyo, mfano wa umoja wa kemikali mageuzi haitambulikani, kwa kuwa kanuni ya msingi ya harakati ya mchakato huu bado wazi.