- نظرية التخليق الكيميائي: كيف نشأت الحياة على الأرض؟
- أول مركبات عضوية
- بروتوبيونتس
- مساهمة ميلر وأوري
- حدود الاختبار
- مواضيع ذات أهمية
- المراجع
تعتمد نظرية التخليق الكيميائي ، المعروفة أيضًا باسم نظرية التخليق الحيوي أو النظرية الفيزيائية الكيميائية لأصل الحياة ، على فرضية أن الحياة على كوكبنا نشأت من تجميع (تخليق) جزيئات بدائية جدًا في أصل الزمن. وكان ذلك أكثر تعقيدًا حتى تشكلت الخلايا الأولى.
تم تطوير هذه النظرية في نفس الوقت تقريبًا - بين عامي 1924 و 1928 - ولكن بشكل منفصل من قبل العلماء ألكسندر آي أوبارين (عالم الكيمياء الحيوية الروسي) وجون بي إس هالدين (عالم الأحياء الإنجليزي) ، مما يؤكد نظرية الانفجار الكبير ويقلب نظرية جيل عفوي ، اعتقاد سائد منذ العصور القديمة.
من بين المساهمات في عمل هذين العالمين ، تبرز مشاركة الصيدلاني المكسيكي ألفونسو لويس هيريرا ، الذي أجرى دراسات حول أصل وتطور الحياة على الأرض والذي يعتبر مبتكر البلازما ، وهو العلم الذي يدرس أصل البروتوبلازم ، أي أصل الحياة.
نُشرت دراساته في الخارج وشكلت أساسًا لـ Oparin و Haldane لتطوير نظريتهما ، والتي تغذت أيضًا من الدراسات الجيولوجية والحفريات والكيمياء الحيوية.
في الوقت الحاضر ، تعتبر نظرية التخليق الكيميائي هي الأكثر قبولًا من قبل العلماء. في ذلك ، يتم تفسير أصل الحياة من التطور الكيميائي والظواهر الفيزيائية للمادة.
نظرية التخليق الكيميائي: كيف نشأت الحياة على الأرض؟
وفقًا لنظرية الانفجار العظيم ، نشأت الأرض منذ حوالي 5 مليارات سنة من سحابة من غاز الهيدروجين. في الوقت نفسه ، نشأت الشمس والكواكب الأخرى في النظام الشمسي.
في البداية ، كانت درجة حرارة الأرض مرتفعة للغاية ، لكنها بردت شيئًا فشيئًا وبدأت المحيطات البدائية في التكون.
في ذلك الوقت ، كان الجو مختلفًا تمامًا عن اليوم. يسود بخار الماء والميثان والأمونيا وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين.
على عكس ما يحدث في أيامنا هذه ، في تلك المرحلة الأولية لم تكن هناك طبقة أوزون ، لذلك وصلت جميع أنواع الإشعاع إلى سطح الأرض ، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك الكثير من الطاقة الناتجة عن الانفجارات البركانية المستمرة والبرق والبرق.
أول مركبات عضوية
في ظل هذا السيناريو ، من المحتمل جدًا أن تكون المركبات العضوية الأولى في هذه المحيطات البدائية ، بما في ذلك الكربوهيدرات والدهون وبعض الأحماض الأمينية ، قد تشكلت ودمرت مرارًا وتكرارًا حتى وجدت أخيرًا بعض الاستقرار لتتطور.
خلال ملايين السنين ، كانت هذه المواد تتحد كيميائيًا مع بعضها البعض ، مكونة مواد معقدة بشكل متزايد تم تحديدها بواسطة غشاء.
بروتوبيونتس
دعا Oparin هذه المواد protobionts. استمر وجودهم لملايين السنين ، ومع مرور الوقت ، اكتسبوا خصائص الكائنات الحية ، وأداء وظائف مثل التغذية والإفراز. بدأوا أيضًا في التكاثر ، مما يعني ظهور الأحماض النووية التي تحمل المعلومات الجينية.
تطوريًا ، سبقت الخلايا البدائية الخلايا البسيطة والمباشرة الأولى التي ظهرت بعد آلاف السنين. يُعتقد أن الكائنات الحية الأولى التي ظهرت على الأرض كانت مشابهة جدًا للبكتيريا.
تطورت هذه الكائنات البدائية البسيطة للغاية وأصبحت أكثر تعقيدًا حتى أصبحت كائنات متعددة الخلايا.
مساهمة ميلر وأوري
في عام 1953 ، حاول الكيميائيون الأمريكيون ستانلي إل ميلر وهارولد كلايتون أوري إعادة إنتاج الظروف التي اقترحها أوبارين وهالدين في نظريتهم في المختبر. ابتكر ميلر وأوري جهازًا أعادوا فيه إنتاج ظروف الأرض البدائية التي فرضتها نظرية التخليق الكيميائي.
يتكون الجهاز من عدة حاويات متصلة ببعضها البعض. من أجل إعادة خلق ظروف الغلاف الجوي المبكر للأرض ، وضع هؤلاء العلماء قطبين كهربائيين ، الماء والميثان والأمونيا والهيدروجين ، في الحاويات.
من خلال الأقطاب الكهربائية أنتجوا تفريغات كهربائية أحدثت شرارات مشابهة لتلك الناتجة عن البرق.
المياه التي كانت تحاكي المحيطات البدائية وصلت إلى نقطة الغليان. تم إدخال العديد من الجزيئات غير العضوية فيه والتي يجب أن تتكون منها كائنات حية بسيطة وبسيطة.
استمرت التجربة عدة أسابيع ، لاحظ العلماء في نهايتها تراكم بعض المواد في الماء وعلى جدران الحاويات.
عند تحليلها ، أدرك ميلر وأوري أنها كانت عدة مركبات عضوية ، بما في ذلك أربعة أحماض أمينية مختلفة ، والتي تشارك في تكوين البروتينات.
من خلال تجربتهم ، تمكن العلماء الأمريكيون من التحقق من أن المركبات العضوية تشكلت من مركبات غير عضوية.
بهذه الطريقة فتحوا الطريق لإثبات أن التطور ما قبل البيولوجي ، كما اقترحه Oparin و Haldane ، كان ممكنًا.
منذ ذلك الحين ، تم إجراء تجارب مماثلة لتلك التي قام بها ميلر وأوري ، ولكن تم تغيير كميات وأنواع الغازات. أيضًا ، في بعض التجارب ، تم استخدام مصادر مختلفة للطاقة مثل الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.
حصلت معظم هذه التجارب على تنوع كبير في المركبات العضوية التي تشكل جزءًا من الكائنات الحية.
بهذه الطريقة ، تم إثبات نظرية التخليق الكيميائي جزئيًا.
حدود الاختبار
نجحت التجارب التي أجريت للتحقق من نظرية التخليق الكيميائي في إثبات أنه من الممكن أن يكون أصل الحياة كما وصفه أوبارين وهالدين. ومع ذلك ، لا يمكن تجاهل حقيقة أن هذا حدث على مدى مليارات السنين.
بسبب هذه الفترة الطويلة من الزمن ، والتي شملت عملية نشوء الحياة على الأرض ، من المستحيل إعادة إنتاجها بالكامل وبإخلاص داخل المختبرات.
لقد وضعت عقبة الزمن العلماء أمام سيناريو صعب ، لأنه قد لا يكون من الممكن أبدًا معرفة بالضبط كيف تكونت الكائنات الحية الأولى التي سكنت الكوكب.
على الرغم من هذا العيب ، جعلت نظرية التخليق الكيميائي من الممكن رسم صورة قريبة جدًا مما قد يكون نشأة الحياة على الأرض.
مواضيع ذات أهمية
نظريات أصل الحياة.
الخلق.
بانسبيرميا.
نظرية أوبارين هالدين.
نظرية التوليد التلقائي.
المراجع
- بولا أندريا جيرالدو. نظرية التخليق الكيميائي لأصل الحياة. تعافى من es.calameo.com.
- النظرية الفيزيائية والكيميائية لأصل الحياة. تعافى من Academia.edu.