3.1.3 Как жизнь появилась на Земле?

С тех пор как Пастор доказал, что самозарождение существовало шаг, тайна происхождения жизни превратилась в загадку: как она началась? Как появились реакции сложные и многочисленные, кто характеризуют жизнь? Несмотря на достижения науки проход минерала живому еще остается большой неизвестная. Всегда спрашиваем себя об обстоятельствах появления жизни на Земле.

Палеонтологи не располагают окаменелостями, датирующимися истоками. Солнечная система образовалась, около 4,6 миллиарда лет но предполагаемые следы первых живых ячеек были найдены в породах 3,45 миллиардов лет. И мало шансов это находя более бывших.

Для биохимиков, вероятная гипотеза состоит в том, чтобы рассматривать что жизнь установилась начиная с химических реакций, которые позволили изготовляя химические структуры химических способных автоматов) собирая другие молекулы чтобы генерировать структуры в им украшать, автокопией. В связи с монтажными ошибками, автоматами способнее воспроизводиться были бы отобраны. Остаток в понимать как они смогли организоваться в качестве живых существ.

1. Первый этап: синтез аминокислот и содержащие азот базы

Различные опыты подтвердили возможность синтезировать органические компоненты начиная с компонентов, предположенных существовать в первоначальная атмосфера. Химики действительно синтезировали, в лаборатории, различные семьи молекул, которые смогли лечь в основу первые живые существа: нуклеиновые кислоты, такие как РНК, протеины, которые руководят химическими реакциями, и phospholipides которые подтверждают сплоченность ячеистых зданий в воде. Таким образом, с 1983, американский Стэнли Миллер восстановил в химическом реакторе теоретическая первоначальная атмосфера H2, CH4, NH3, под которой он имеет вскипяченный водой. Он туда пропустил электрические разряды. В конец нескольких месяцев функционирования, реакций между всеми соединения произвели многочисленные органические молекулы, среди которых аминокислоты, которые обнаруживали в решении в воде. Эти опыты позволили предложить первую связную теорию происхождение жизни: prébiotiques (аминокислоты) молекулы были синтезированные в первоначальной атмосфере Земли, падали в море (что некоторые тогда называли первичный бульон), было поглощено глинами, и polymérisaient чтобы становиться первоначальными ячейками. Этот сценарий был поставлен снова под вопрос быстро. Действительно думаем, что первоначальная атмосфера Земли не содержала никогда много водорода (H2), который является слишком легким газом чтобы быть задержанным наземной тяжестью. Затем, заметили, что CH4 И NH3 были разрушены очень легко солнечными ультрафиолетовыми лучами. Даже если Земля обладала там избыток эти соединения вначале, они исчезли бы быстро.

Открытие гидротермальных источников заставило пускать ростки другие идеи: первостепенные органические молекулы образовались бы сокращением диоксида углерода в соседстве подморских гидротермальных источников, реакцией сероводорода (H2S) на железное сернистое соединение (FeS). В черных курильщиках, действительно окисление вулканического газа так как H2S кислородом, расторгнутым в море. Эта реакция окисление вулканического газа освобождает энергию, использованную одной бактерии и другие сложные организации чтобы расти и синтезировать их органическое вещество (говорим по этому поводу о химиосинтезе). Эта Химическая энергия основой сложных экосистем источников гидротермальные океанические настоящие. Гипотеза интересна, но кажется, что бактерии, которые живут до температур 110 °C в гидротермальных источниках, происходят в действительности бактерии, которые живут в менее высоких температурах и кто были бы недавно приспособленные к этим высоким температурам. Кроме того, 4 Моя, атмосфера и океан не содержали молекулярного кислорода, и реакции, соблюденные в настоящее время, не могли следовательно иметь место настоящие океанические гидротермальные источники следовательно никаких эквивалентов очень бывших гидротермальных экосистем.

Другая гипотеза, гипотеза panspermie, который был выпущен уже В конце XIX-ого века, предпочитает внеземное происхождение. Процессы химики, значительные для происхождения жизни, могли бы иметь место в пространстве, где необходимые молекулы чтобы создавать мембрану ячейки также присутствовали бы, согласно работам НАСА. Около 110 различных молекул идентифицировались в облака газа и пыли межзвездной среды. Аминокислота проще, глициния, идентифицировался там. Опыты в лаборатории в условиях межзвездной среды впрочем позволили синтезировать 6 из 20 протеиновых аминокислот.

Таким образом, кометы и метеориты могли бы принести количества значительные органических предшественников: зерна кометы Галлей например, снова запирают 14 % органического углерода, и восемь двадцать аминокислот, которые входят в конституцию протеинов, имеют Будучи найденный в метеорите Murchinson. Космическая пыль, которая постоянно достигает нашей планеты, смогла транспортировать органические молекулы, идентичные тем из метеоритов. Химия межзвездная среда и открытие экстрасолнечных планет позволяют рассматривая, что жизнь существует, или смогла существовать на других небесных телах обладая жидкой водой. Гипотеза, которую необходима разумеется всерьез высаживаясь и объективность.

b) Второй этап: происхождение макромолекул (протеины, нуклеиновые кислоты)?

Изготовлять макромолекулы протеинов и/или нуклеиновые кислоты очень легок теоретически. Достаточно взять мономатерей, ( 20 аминокислот протеинов и 4 содержащие азот базы нуклеиновых кислот), и polymériser.

Когда мономатери в решении, сконцентрированном в воде, полимеризация довольно спонтанная, и просит только мало энергии. Некоторые вещества как сернистые соединения (в особенности pyrite), и главным образом глины, могут катализировать полимеризацию. Но для пусть макромолекула будет функциональной, нужно, чтобы мономатери были привязаны в точном порядке. Главная проблема остается тогда: как полимеризация мономатерей произвелась в некотором порядке и как она создала макромолекулу функциональная?

Открытие в начале 1980 г молекулы РНК (ribozymes) способные катализировать химические реакции in vivo, на они сами и на других молекулярных наличных, позволил представить первоначальные молекулы РНК, способные нести информацию генетика и катализируя их собственную репликацию в отсутствие протеинов. Эти РНК выполняют таким образом им одним функции, которые есть сегодня те ДНК и протеины, а именно, передавать генетическая информация и катализировать их собственную репликацию в отсутствии протеина. Откуда гипотеза « мира в РНК » которая предшествовала якобы появление ДНК. Недавние работы подтвердили, что РНК Был ответственен за монтаж аминокислот в протеинах в рибосома, ячеистый organite, специализированный в этой функции. ARNribosomique была бы таким образом РНК-ЭНЗИМ, след рибосомы первостепенный.

Действительно кажется, что мир РНК создал одну Эпизод в истории жизни. Наиболее сильный аргумент в пользу эта гипотеза, что превращение предшественников РНК, ribonucléotides, в качестве предшественников ДНК, désoxyribonucléotides, сложная химическая реакция, катализированная названными совершенствованными протеинами-энзимами, ribonucléotides-réductases. ДНК там несколько род РНК измененная, которая специализировалась якобы на сохранении генетической информации, так как молекула ДНК химически более устойчивый чем та РНК, так, чтобы сохранение генетическое послание вернее.

Недавнее открытие Mimivirus в ДНК, обладающем макровирусе гены, общие для всех организаций трех отраслей живого (eucaryotes, бактерии и archea) приходит подкреплять идея мира РНК дедовский. Оставаться теперь понимать образование, prébiotique РНК, которая не нашла, до сего дня, никакого убедительного объяснения.

2. Третий этап: изготовлять ячейку?Раз во владении кирпичей, как строить здание?

Когда, как и почему макромолекулы снова объединились? Как, исходя из протеинов и/или нуклеиновых кислот уже подарки, "изготовлять" ячейку? Сейчас не могли никогда воспроизводить явление в лаборатории.

Теоретики эволюции продвигают сценарии. Универсальность генетический код предлагает, что все известные живые существа, типового ячеистый, имеют общее происхождение. Они спускаются вероятно той же и единственной ячейки, окрещенной акронимом, ЛУКАА: Last Universal Common Ancestor или " более бывший общий предок ". Один предок, у которого было бы более 3,8 миллиардов лет! Но внимание, ЛУКАА это не уподобляемый в основе жизни и не также самая первая ячейка! Он - уже результат длинной истории развивающаяся.