Chemical mean-fhàs: na h-ìrean agus brìgh

Tha atharrachadh a 'phròiseas a chaidh a thaghadh ann an ceimigeachd saidheans cho-ainm ceimigeach, mean-fhàs, agus puing-tionndaidh a mach na thachair an dèidh pròiseas a chruthachadh ann an 1777 leis na Frangaich-saidheans nàdarra Lavoisier losgaidh teòiridh a' toirt iomradh air dreuchd na ogsaidean. An sin thòisich e air ath-bhreithneachadh a h-uile bun-bheachdan bunaiteach agus prionnsapalan bunaiteach ceimigeachd, air atharrachadh an briathrachas agus ainmean de stuthan.

elementary cùrsa

1789 chunnaic release de leabhar Lavoisier, anns a 'bhad dh'fhàs an key iomraidh airson rannsachaidh agus luchd-cleachdaidh saidheans Rugadh. The "elementary ceimigeachd cùrsa" air a bhith a 'chiad san t-saoghal liosta - Clàr de sìmplidh buidhnean, a' clàradh ainm eileamaidean ceimigeach. Tha a 'bhunait seo Tomé Lavoisier laighe dìreach ocsaidean teòiridh losgaidh, leis am bheil na stuthan ceimigeach a chaidh a stiùireadh le mean-fhàs tur ùr-slighe. Tha a 'phàirt as cudromaiche ann an definition of - eòlas, a tha dè tha ann an saidheans agus a thaghadh a' phrìomh shlat-tomhais, agus a h-uile càil nach eil a dhearbhadh le eòlas, leithid atamach no Mhoileciuilich structar, Lavoisier Cha robh beachdachadh.

Chemical mean-fhàs air a dhol tro na laghan e chèile - an glèidhteachais an aifreann, mu nàdar na feartan choimeasgaidhean, an eadar-dhealachaidhean ann an eileamaideach composition. Bha e an uair sin air a bhith ceimigeachd saidheans fèin, ag ionnsachadh mar a rinneadh de na buidhnean dheuchainn. Cha b'urrainn dhomh a dheanamh as eugmhais an ceimigeach mean-fhàs de reusantachadh a 'chuspair, agus mar sin, daonnachd fhàgail mu dheireadh thall an alchemical a chaidh seachad, mar a beachdan mu nàdar a' chùis agus a feartan atharrachadh mòr agus gu luath. Ach thug orra airson am pròiseas seo a bha a 'frithealadh Lavoisier rannsachadh. A-nis, fiù 's clann-sgoile fios agaibh gu bheil na h-ìrean ceimigeach mean-fhàs (no prebiotic mean-fhàs) Bu chòir beachdachadh air bhon àm a thoiseach a' Chogaidh beatha air an Talamh. Anns an ochdamh linn deug, leithid conceptions an t-saoghal nach 'eil aon a-riamh.

beatha

Chemical mean-fhàs a thòisich air an Talamh dìreach gun de'o phlanaid nuair a tha stuthan organach mean air mhean thòisich a 'nochdadh bho inorganic molecules, a tha gu sònraichte buaidh a thoirt air an lùth agus adhbharan taghaidh. Sgeòil pròiseasan fèin-buidhne, a tha feart fiù 's an ìre mhath toinnte a shiostaman. Mar sin, an carbon a nochd air an Talamh. An àite sin, carbonaceous chiad moileciuil sa chruinne-bunaiteach cudromach chan ann a mhàin airson coltas ach cuideachd airson tuilleadh leasachaidh air na h-uile a 'fuireach chùis.

Chan eil fhios againn gu ruige seo, dè tha brìgh cheimigeach mean-fhàs anns na tràth ìrean beatha. Tha ainm ceimigeachd stuthan sam bith a 'cuingealachadh nam mean phròiseas crìochan aqueous carbon postulate. 'S dòcha, ann an cruinne-cè a tha roghainnean eile gu modh bith -beò a' chùis agus an tùs ar pròtain - Chan eil an t-mhàin "slighe a-mach." Bha thuig gun choimeas measgachadh de polymer seilbhean le carbon depolarizing feartan an aqueous tro mheadhan ann an leaghan ìre. Tha iad sin a bha gu leòr gus tòiseachadh air na stuthan ceimigeach a mean-fhàs de bheatha agus am feum airson leasachadh na h-uile aithnichte dhuinn an seòrsa beatha foirmean.

A 'tòiseachadh air a' phròiseas

Humanity fiù 's aige fhèin chreathail nach' eil fhios uile. Gu h-àraidh mu dheidhinn càite agus cuin a 'tòiseachadh na h-ìrean ceimigeach mean-fhàs air an Talamh. 'S e seo na tha sinn, cuideachd, ach a mhàin seansa. An seo, a 'chiad, dh'fhaodadh gum bi dìreach àm sam bith.

Nuair a bhios tu crìoch air an dàrna cuairt de rionnagan a chruthachadh nuair a bha an Co-dhlùthaichte bathar spreadhadh de supernovas, a thug interstellar rùm eileamaidean ris an canar trom, aig a bheil an cuideam nas motha fichead 'sa sia. Nuair a tha na reultan ann an dàrna ginealach lorg aca fhèin planaidean siostaman, far a bheil feum air trom-eileamaidean air a bhith na suim gu leòr. Thuig brìgh na stuthan ceimigeach a b 'urrainn mean-fhàs aig àm sam bith an dèidh a' Big Bang ann an ceada leth billean gu leth billean bliadhna.

Far a bheil beatha a thòisich

Far am faodadh ia tha air nochdadh - cuideachd ceist fhosgailte. Nuair a bhith a 'cruthachadh mòran gu math coltach bhog ceimigeach ekolyutsii h dh'fhaodadh nochdadh ann an cha mhòr sam bith àrainneachd. Tha seo a 'subsoil agus planaidean, agus doimhneachd a' chuain agus air an uachdar, eadhon protoplanetary cruthachadh freagarrach.

Os bàrr, neul interstellar gas dòcha cuideachd a 'frithealadh mar leum airson ionnsaigh air a' fuireach chùis gun de'o, agus tha e air a dhearbhadh ann organach stuthan a lorg - agus siùcar alcohols, aldehydes, amino acids, glycine agus tuilleadh comasach air seirbhis a dheanamh mar a 'tòiseachadh stuth airson beatha tro ceimigeach mean-fhàs thòisich.

teòiridh

Àrsaidh Earth a 'cumail dìomhair, agus an cinne-daonna Chan eil fhathast fiosrachadh earbsach mu na geochemical cumhaichean beò mus nochd na beatha. Geological rannsachadh dòcha nach riaraich na ceistean uile, agus uime sin gu mòr an sàs a 'sgrùdadh reultan. Mar sin thog teòiridh mean-fhàs ceimigeach. An-diugh Venusian agus Martian h thathar a 'meas a bhith coltach ris an Talamh aig ìrean sònraichte ceimigeach mean-fhàs.

Airson fheuchainn air na modailean agus mar sin a 'faighinn a h-uile ainm bunaiteach dàta. Mar eisimpleir, a 'cleachdadh diofar atharrais ceimigeach sgrìobhaidhean agus shuidheachaidhean anns an àile, an hydrosphere, lithosphere iom-fhillte organach molecules bha fhaighinn. Togail dàta ùr le deuchainn tha daonnan fo togail cur ri beartas na teòiridh. Mar sin, chaidh an ainmeachadh ann an àireamh de bheachd-bharail a thaobh dòighean sònraichte agus dìreach a 'dràibheadh feachdan a chumail ceimigeach mean-fhàs.

Rannsachadh anns an Ruis

Beatha air an Talamh a chruthachadh tro abiogenesis, 'se sin, breith organach fhillte aig a bheil làthaireachd samhlachail fiadh-bheatha taobh a-muigh na buidhne agus gun a' com-pàirteachadh lugha de enzymes. 'S e seo a' chiad ìre, nuair a tha beò bho na nonliving.

Le bhith a 'beachd-bharail acadaimigeach Oparin ann an fhicheadan an fhicheadamh linn, fuasglaidhean àrd-Mhoileciuilich fhillte a tha comasach a chruthachadh cuid de sgìre far an dùmhlachd Tha meud, agus sgaradh bhon taobh a-muigh àrainneachd Chan eil bacadh a chur air dhaibh conaltradh ris. Tha na ceàrnaidhean sin ghairm coacervates no coacervate Drops.

thall thairis

Origin abiotic tuigseach sàs ann prìomhadail talamh a chosg ann an 1953 godu Stanlaidh Miller, 'Co-chur ri tachartasan shearbhagan amino le stuthan organach eile. Mar sin nochd hypercycles teòiridh a 'mìneachadh na th' ann de bheatha anns a 'chùrsa de na stuthan ceimigeach a mean-fhàs de làthaireachd a catalytic-bhualadh, an dèidh a chèile, far a bheil an roimhe bhathar a' fàs an-saoraidh airson na h-ath.

Ach a 'chiad "protocell" a chruthachadh ann an 2008 le American bith-eòlaiche a tha a' tro na truaill de geir acids lipids agus bha e comasach fhaighinn nucleotide monophosphate às an àrainneachd. Tha iad seo a chur an gnìomh imidazole "breigichean" tha riatanach airson an amalachadh de DNA. Agus ann an 2011 ann an Iapan a chruthachadh vesicles le DNA eileamaidean fo cationic meamran, a bha comasach air a roinn, mar a bha polirazmernaya slabhraidh reaction, solar nan DNA.

prìomh bheachd-bharail

Chemical mean-fhàs de beatha air an Talamh a 'mìneachadh beachd-bharail a leanas bunaiteach puingean.

1. Nì a 'nochdadh air an Talamh no ann an àite a h-ann a tha autocatalytic tuigseach ugrerodosoderzhaschih molecules, le tuigseach Feumaidh meudan mòra agus mòr caochladh, gu leòr airson tòiseachadh air a' phròiseas ceimigeach mean-fhàs.
2. Buidheann protocellular structaran a 'tighinn am bàrr bho na molecules a mhìneachadh gu h-àrd. Tha iad sin a stàball dùinte morghan a sgaradh bho àrainneachd, lùth iomlaid de stuthan agus a 'dol seachad orra roghnach. Mar sin protocellular structar.
3. Tha a 'chruth-aonadan a tha an comas air fèin-leasachadh - fèin-samhlachadh agus fèin-atharrachadh a h-uile fiosrachadh ceimigeach siostaman. Mar sin tha an aonadan bunaiteach na oighreachail còd.
4. Tha an ath ìre - an dàimh eadar an coltas agus gnìomhan enzymes feartan pròtainean le RNA agus DNA mar an dàta a giùlan. Mar sin tha an da-rìribh oighreachail air a 'chòd a tha a dhìth airson bith-eòlasach mean-fhàs.

lorg

Mar a chaidh ainmeachadh gu h-àrd, Alasdair Oparin cho tràth ri fhicheadan an linn mu dheireadh, dh'fhosgail coacervates. An ath Stanlaidh Miller agus Harold Urey ann an 1953, air a mhìneachadh nochd an seann àile ann simulating sìmplidh biomolecules agus a 'phròiseas aca nàdarra. An ath Sidney Foks dh'innis an t-saoghal mu dheidhinn na microspheres de protenoidov. Ann an 1981, T. agus S. Ceku Altmane comasach air sùil a 'roinn an autocatalytic RNA ribozymes mar a tha comasach air a bhith gus fhilleadh am fiosrachadh agus ann an catalysis moileciuil sa chruinne, "snaidheadh a-mach" fhèin bhon t-slabhraidh agus a' ceangal an fhàgail "cinn."

Ann an 1986, Uilleam Gilbert Chambridge leasachadh an smuain de "RNA World", agus Gunther von Kidrovski às a 'Ghearmailt aig an aon àm a thoirt a' chiad fèin-replicating siostam stèidhichte air DNA, a bha cudromach a 'cur ri an tuigse air fèin-replicating siostaman agus am fàs a choileanadh. Saidheans air a dhol air adhart gu luath ann an stiùireadh seo: Manfred Eigen fhosgladh hyperframe, a 'mean-fhàs de cheòltairean de RNA molecules, agus Yuliy Rebek a chruthachadh a' chiad fuadain moileciuil sa chruinne fèin-replicating ann chloroform.

Space & Earth

Tha Space Flight Center of NASA Dzhon Korlis sgrùdadh phròiseas lìbhrigidh na tearmach fuarain na mara lùth agus ceimigean a dhèanamh ceimigeach an mean-fhàs neo-eisimeileach den rùm àrainneachd, agus an-diugh tha iad airson a 'chiad archaebacteria maireannach àrainn. Anns an t-iarann sulfides t-saoghal, an àireamh de bheachd-bharail Gunter Vehterskhoyzera.

Thug e iomradh air a 'chiad fèin-replicating structaran metabolism adhbharachadh air uachdar pyrite (iarann sulfide), a thug an lùth a dh'fheumar airson iomlaid a stuthan. A thaobh taghadh a 'fàs agus a' crìonadh pyrite criostalan a 'fàs agus a' gintinn, a 'cruthachadh caochladh àireamhan. crèadha mèinnirean airson an coltas organach molecules cuideachd air a bhith gu dlùth sgrùdadh. Ach, aonaichte mhodail de na stuthan ceimigeach a mean-fhàs Chan eil fathast ann, bho na prionnsapalan bunaiteach a 'gluasad a' phròiseas seo chan eil e fhathast fosgailte.