Происхождение жизни на Земле остается загадкой, но гипотезы, которые, возможно, позволяют нам начать разгадывать эти загадки и, по крайней мере, предлагают многообещающие направления исследований, все же были выдвинуты. Последний основан на новом видении химии океана более 4 миллиардов лет назад, предполагая, среди прочего, наличие самоорганизующихся минеральных структур, имитирующих первые клетки.
Вам также будет интересно
[EN VIDÉO] Биоразнообразие на Земле: история понятий и происхождение жизни Что такое биоразнообразие? Биолог Жиль Бёф объясняет нам эту концепцию и показывает, как она помогает нам понять сложность жизни на Земле. Из изолированных клеток, зародившихся четыре миллиарда лет назад, он превратился в самые разные формы и появился из океана. Подвиг для таких организмов, как мы, которые в основном состоят из воды …
В письме своему другу великий ботаник и британский исследователь Джозеф Далтон Хукер, Дарвин вкратце вспоминает 1871 г. о месте и возможном сценарии этого происхождения: «Qнебольшой теплый бассейн, в наличии все видыаммиак и D ‘кислота фосфорный свет, из высокая температура, электричество и др. “, или же “Соединение белок был химически сформирован, готов к еще более сложным изменениям ».
Вариант этого сценария будет рассмотрен в XX.е первого века с теорией примитивного горячего супа, предложенной биохимики Александр Опарин (1894-1980) и Джон Холдейн (1892-1964) в 1920-х годах, затем с известными Миллер эксперимент в 1953 г.
С тех пор проблема появления первых живых клеток оставалась заведомо сложной, и прогресс был незначительным. Однако прорыв был сделан в том же году, когда Крик и Ватсон обнаружили структуруДНК. Но нужно было быстро столкнуться с проблемой типа яйца и курицы, чтобы объяснить происхождение яйца. метаболизм и система генетический.
Эксперимент Миллера подчеркивает химическое происхождение появления жизни, как объясняется в этом отрывке из девятого номера журнала Cassiopée, Мы одни во вселенной? (France Supervision, 1996) с текстом и закадровым голосом Жан-Пьера Люмине. На сайте франкоязычного мультиплатформенного проекта по современной космологии «От Большого взрыва к живым» можно найти и другие похожие видео. © Жан-Пьер Люмине
Метаболизм, генетическая система и мембрана в коэволюции
Вспомните то, что Futura уже объяснял в предыдущей статье. Метаболизм – это набор процессов, которые позволяют живому существу производить (анаболизм) или уничтожить (катаболизм) его составляющие (сахара, белки, липиды…) из прекурсоров, которые также обеспечивают сбор или производствоэнергия.
Генетическая система основана наДНК который содержит информацию, позволяющую синтезировать живые белки. Проблема: некоторые из этих белков, ферменты, необходимы для дублированияДНК по их владению катализаторы.
Однако было обнаружено, чтоРНК, который играет ключевую роль в строительство белки из информации, полученной из ДНК, могут обладать автокаталитическими свойствами, позволяющими вести себя так же, как ферменты. Это наблюдение привело к постулату, что « Мир РНК »Возможно, наРассвет жизни, предшествовало ДНК и белкам.
Кроме одного генетическая система и механизмов метаболизма недостаточно для жизни. Также понадобятся отсеки, в которых метаболизм и генетическая система. Другими словами, возникает проблема происхождения клеточные мембраны на липидной основе.
Ученые с тех пор столкнулись с настоящим узел Гордиан касается происхождения метаболизма, генетической системы и, наконец, разделения жизни. В каком порядке и как появились эти три компонента? Мы пытаемся разрубить этот узел, исходя из предположения, что они должны эволюционировать совместно, становясь более сложными. Но как происходила эта коэволюция?
В каком геохимическом контексте возникла жизнь?
Тем не менее, чтобы попытаться увидеть это более ясно, исследования должны продвигаться по нескольким направлениям, и повороты и повороты в отношении гипотез, которые когда-то были благоприятными или неблагоприятными, неизбежны. Окончательный аватар этой диалектики можно найти, обратившись к публикации в декабрьском номере журнала. Обзоры физики жизни. Это результат большого исследования, в котором три исследователя из Университета Граната, Института физический земного шара в Париже (Парижский университет, IPGP, CNRS) и Бременский университет предлагают новый сценарий, касающийся геохимических условий, преобладающих на поверхности земной шар примитивныйHadean, так по крайней мере 4 миллиарда лет назад.
Напомним, чтогеологическая эпоха у Хадеса есть веские основания носить его имя, поскольку Аид – греческий бог подземного мира. Сразу после столкновения, вызвавшего Луна, скорее всего, менее чем через 100 миллионов лет после рождения около 4,56 миллиарда лет назад ранней Земли, она была покрыта океаном магма иатмосфера должен был состоять в основном из газ углекислый с небольшим количествомазот и водяной пар, достигающий давление порядка 70 атмосфер. Достаточно сказать, что наша будущая Голубая планета напоминала нынешний венерианский ад. Однако есть указания в пользу довольно быстрого похолодания и даже существования океанов уже более 4 миллиардов лет назад.
Но споры о состоянии атмосферы и океанов в конце Хадея еще далеки от завершения. Геологическая память о Земле, относящаяся к этому периоду, была в значительной степени разрушена тектонические плиты, открывая и закрывая океаны, разрывая и прилипая к континентам. Поэтому трудно найти камни, датируемые хадейским периодом, тем более что информация, которую они могут содержать, была зашифрована, деградирована или даже стерта метаморфизм и земная геодинамика.
Однако в работе, опубликованной исследователями, выдвигаются аргументы, предполагающие, что 4 миллиарда лет назад атмосфера, богатая метаном, и основные океаны, богатые кремнезем существовал. Мы были склонны думать перед этой работой, основываясь на более молодых породах, датируемыхАрхейский, геологическая эра, которая следует за Хадей и заканчивается примерно 2,5 миллиарда лет назад (до Великое окисление), что океаны позднего Хадея в основном состояли изугольная кислота формулы H2CO3.
Если за последние пятьдесят лет мы стали свидетелями большого научного прогресса в вопросе появления жизни на Земле, этот вопрос все еще интересует ученых. Какие инструменты у них есть? Мы действительно из звездной пыли? Что еще предстоит открыть? © CNRS
Но, по мнению геохимиков, как Магматические породы, вулканические породы Хадея, вероятно, и особенно породы, называемые ультраосновными, характерными для этого периода (хорошо известным примером является лава что мы называем Коматииты), химические реакции с океанской водой сделало бы это скорее щелочной, производяводород и синтез углеродных соединений, как описано в пресс-релизе IPGP. Эти реакции известны как реакции, ведущие к серпентинизация и известные как Фишера-Тропша. Очень быстро эти реакции помогли бы перекачать CO2 атмосферы молодой Земли и синтез метана.
В том же пресс-релизе также объясняется, что месторождения, богатые кремнеземом, обнаружены на редких остатках древнего морского дна, сохранившегося благодаря тектонике плит в скалистых континентальных ядрах, которые кратоны, чтобы использовать жаргон геологи, датируемые археем. Мы также находим породы, особенно богатые кремнеземом, также в этих кратонах и в знаменитых зеленокаменные пояса.
Все это полностью согласуется с выдвинутой исследователями идеей об океанах, которые стали щелочными и которые быстро производили кремнезем во время Хадея. Однако, по их словам, эти условия были тогда идеальными для нового синтеза – синтеза самоорганизованных минеральных структур (или Misos для минеральные самоорганизованные структуры) на основе кремнезема, углеродных элементов и оксидов металлов.
Вариант гипотезы AHV?
Невозможно не подумать с этой новой теорией о теории Майкла Рассела, известного на английском языке под названием Щелочной гидротермальный вентиль / серпентинизация (AHV) гипотеза.
Давайте сделаем краткое изложение, уже представленное Futura. Под океаническая кора, мы находим родственные породы ультраосновных пород, называемых перидотиты. На уровне позвоночника, где Пальто неглубокие, эти скалы пропитаны морской водой, что приводит к тому, что они становятся еще одной скалой, называемой серпентинит. Действующие химические реакции – это как раз те, о которых мы говорили ранее, то есть с термином серпентинизация. Затем они производят, в частности, дигидроген (H2), источник