Как живота на Земята

Иля Gulkarov, Чикаго

От нежива материя на първия живот

Появата на живота на Земята - една от най-величествени пъзелите, което вълнува съзнанието на човечеството през цялата ни история разумен. Днес ние сме наясно, когато първият живот на нашата планета. Това се случи на около 4 милиарда долара. Преди, докато камбрийския експлозията, т.е. период на бърз поява на многоклетъчни организми, съответства на времето, преди 540 милиона години. Тъй като животът на Земята усъвършенства за дълго време, поради еволюцията на Дарвин. Огромни промени са настъпили в живота на човечеството и вселената, показва, че дори и нашата еволюция се ускорява. Нашата технология и самият живот стават все по-сложни. Ние се движим напред с голяма ускорение, и ние не знаем днес, че може да са резултат от тези ускорения.

Как първия животът е възникнал на Земята? В книгата Битие се казва, че живота, включително и самия него, е създаден от праха на бога на земята ( "The Бог създаде човека от пръст от земята", Битие). Любопитното е, че, като цяло, това е вярно, въпреки че, разбира се, това не обяснява как всъщност се е случило. Отговорът на този въпрос може да се намери с помощта на науката, чиято задача е да се обясни на естествените процеси в рамките на нашата Вселена. Науката не работи недоказани твърдения. Целта на науката е не само да следвате всички етапи на живота на Земята, но и да се възпроизвеждат тези стъпки в лабораторията, като физика, а не само да се обясни механизма на реакциите синтез във вътрешността на Слънцето, освобождавайки огромна енергия, но също така е създал водородната бомба, която работи на базата на едни и същи принципи. Физиците го наричат ​​малко слънце на Земята. Немски учен Ханс Бете е удостоен с Нобелова награда за неговото обяснение на процесите на синтез във вътрешността на Слънцето

Биолозите са открили метод за образуване на сложни генетични молекули (РНК и ДНК), използвайки прости молекули (О, С, N, P), че съществува в няколко милиарда години ранен етап на развитие на земята преди. Откриването на РНК и ДНК структура ни позволява да разберем ключовата характеристика на биологични молекули - да се копират и да се развива. ДНК - е сложна молекула с молекулно тегло в един трилион, а РНК има молекулно тегло от само 35 000 да напомня, че молекулното тегло на водата е равно на 18 и въглероден 12. Основните елементи на живота на земята, са вода и въглерод. Въглероден е в състояние да влиза в различни химически връзки с други елементи, за да произвеждат сложни органични молекули, включително липиди, въглехидрати, протеини и генетичен ДНК и РНК молекули, които са основни молекули на живот. Ето защо, животът на Земята - е въглерод - въз основа на живота, въпреки че и на други места във Вселената може да има други форми на живот, например, силиций - въз основа на живота.

Известно е, че основните елементи във Вселената са водород и хелий. Внимателният читател може да поиска, как сложните молекули или тежки елементи, различни от водород и хелий, са се появили на нашата планета. Кой са те "доведе" до Земята? Отговорът на този въпрос е добре позната ни от астрономия: така наречените свръхмасивни звезди, произведени в лоното си много от най-известните химичните елементи се дължи на различни термоядрени реакции. След смъртта на звезди те хвърлят тези елементи в галактиката, които да станат част от междузвезден прах и планетите. Всички тежки елементи на Земята - е резултат от експлозията на свръхнови, което в крайна сметка доведе до появата на първия живот на Земята.
живот просто би било невъзможно без тези елементи. Можем дори да се твърди, (може би с гордост!), Които са част от звездния материал ( "Ние сме звезден неща!"). Например, наличието на желязо в тялото ни, което определя цвета на кръвта ни е резултат от производството на желязо в звезди, който се разпространява след смъртта на звездата. Spekralny анализ на въпроса в рамките на звездите и галактиките, показва, че всички тела във Вселената са направени от един и същ набор от елементи, съставляващи периодичната таблица, и всички живи организми, включително и растителен свят, имат общ прародител (общ прародител), т.е. те идват от един и същи корен на дървото на живота. Излишно е дървото на живота се състои от три основни части (еукариотни, архибактерии, бактерии), и само два клона "еукариотни" включват всички растителни и животински светове. Животът на Земята стана веднага, но след почти 10 млрд. Години след Големия взрив, когато са налице всички необходими условия за появата на първия живот. Интересно е, че нашата Вселена също е резултат от гигантска експлозия на един "точка". Тази "точка", което физиците наричат ​​"сингулярност", имаше изключително малки размери и почти безкрайна плътност. Благодарение на инфлацията (бързо разрастване) и ускоряването на нашата вселена се превръща в гигант. Светлината може да премине на Вселената само за 14 милиарда. Години, въпреки че то обхваща разстоянието от Земята до Слънцето в само осем минути.

Но ще се върне към основната точка на тази статия - как е направил първия живот на Земята. Двама видни учени от университета в Чикаго L.Miller и H.Urey все още провеждат интересен експеримент, който показа, че животът може да са се образували по естествен път от набор от различни молекули (H2. H2O, CH4, NH3) през 1950, съществуващ на ранната Земя, както и поредица от химически реакции. Експериментът показва, че най-големите молекули на живот - аминокиселини (протеини) и нуклеинови киселини (РНК и ДНК бази) - могат лесно да бъдат получени от молекули, които съществуват в първичния земята атмосферата рано. Те се поставят в стъклена тръба вода, водород, метан и амоняк, и се пропуска през силен електрически ток, който е подобен на мълния в природата. След една седмица в тръбата, се откриват различни органични молекули, включващи протеини. Последно отговорен за всички сложни метаболитни функции на живата клетка. Въпреки това, тези експерименти, обаче, и са били важна първа стъпка по пътя от нежива материя на първия живот, те не биха могли да обяснят много други процеси, включително прехода от аминокиселини (протеини) на първия живот и по-специално как примитивна клетка може да се възпроизвежда еволюира, т.е. тъй като това е довело до появата на нов живот.

Така, в един първи етап и проста органична молекула и различни химични реакции води до образуването на нуклеотиди. Три компоненти нуклеотидни - захарни фосфати и нуклеобази - формира спонтанно от прости молекули. След нуклеотиди свързващи довели до първия генетичен молекулата - РНК, и след това, на по-късен етап на развитие, ДНК молекулата. Нуклеинови киселини, представляващи съвкупност от нуклеотидите съдържат генетична информация. На следващия етап - образуването на примитивни клетки с генома на РНК, включваща мембраната и способни на само-репликация чрез разделяне. Протоклетките започват да се развиват. Метаболизъм, съдържаща серия от химични реакции протоклетката оставя да се получи енергия от околната среда. На следващия етап - образуването на ДНК и появата на нова клетка с ДНК геном, който играе ролята на първичен генетичен молекулата. РНК сега изпълнява ролята на междинен между ДНК и белтък. Налице е първа бактерия с ДНК геном и мембраната. Той е способен да се копира и да се развива. Ако преди РНК е отговорен за образуването на протеини, протеини са сега поемат функцията на РНК в изпълнението на самостоятелно копиране клетки и метаболитни процеси. Интересното е, че старата парадокс - което дойде първо, "кокошката или яйцето" - се основава на тези процеси просто обяснение: първата е пилето (нуклеинови киселини), а след това имаше едно яйце (белтък). След протеини (яйце) се началото на образуването на нуклеинови киселини (пилешки).

Животът - химическа система, способна самостоятелно репликация и еволюцията на Дарвин. Е. Шрьодингер, един от основателите на квантовата механика, в книгата си "Животът с физика изглед" даде следното определение на живота: "живите системи е да се самоорганизира срещу склонността на природата към разстройство, или ентропия".

Нека да обобщим. Life започва след химически молекули на ранните образувани Земята нуклеотиди, РНК елементи важни. След протоклетка образувани с РНК геном, в следващия етап, образуван от ДНК и първата бактерия с ДНК геном. Бактериите остават непроменени в продължение на милиарди години и започва да се развива в по-сложни организми, когато ерата, наречена камбрийския експлозията, когато животинското царство еволюира от малки и примитивни организми в многоклетъчни организми. В същото време, на базата на еволюцията на Дарвин има огромно разнообразие от флора и около 5 млн. Преди години, първите човекоподобни същества хоминиди. Наскоро бе открит хоминид Арди, което е 4,4 млн. години и който може да бъде първата фаза в еволюцията на човека. Съвременният човек е хомо сапиенс се появили преди около 50,000-100,000 години в южната част на Африка и по-късно се разпространява по целия свят. преди повече от 5000 години, тя е построена египетските пирамиди. Преди около двеста години, имаме технологичната цивилизация, когато електричеството е открито, имаше парни двигатели и самолети. Ако този път е в сравнение с възрастта на нашата Вселена (14 млрд. Години), то е само 0.00001% от това време, т.е. Ние сме млада цивилизация, въпреки че до голяма степен успя. Друго сравнение се основава на използването на външния календар. Ако приемем, че цялата история на Вселената е равен на една година, първите съвременни хора се появиха само две минути, преди 11 секунди, египетските пирамиди са построени, преди една секунда, Галилей и Кеплер доказа, че Слънчевата система е хелиоцентрична, и само преди половин секунда, имаме технологична цивилизация ,

Интересното е, че е едва наскоро открих, ускоряването на Вселената. Дали има някаква връзка между ускоряването на вселената и ускоряването на развитието ни? За да се обясни причината за ускоряване на Вселената, физиците предполагат съществуването на тъмна енергия, т.е. специално отблъскване сила (а отблъскваща сила), което води до ускоряване на вселената. Днес ние знаем малко за същността на тази сила, независимо от факта, че стотици учени от цял ​​свят се опитват да разкрият неговата структура.

Време - най-основните характеристики на вселената, и тя е отговорна за всички промени в нашия свят. Причината за промените в света, може би, е, че температурата на място се е променила драстично. - За 14 милиарда години от 1032K в момента на Големия взрив (тази температура е един трилион трилиона пъти по-висока от температурата в центъра на най-горещите звезди), за да 3К днес (-270S) , Тази температура се измерва с оставащото пространство на радиация спектър, който изпълва цялото нашата вселена и което е ясно доказателство за реалността на Големия взрив и факта, че това е началото на света. Такъв рязък спад в температурата на пространството е свързана с разширение (надуване). Разбира се, това разширение и температурата на рецесията може да не се отрази на скоростта на всички процеси в рамките на вселената, което води до промени не само Вселената, но също така се отрази на темпото на нашата еволюция, която ще продължи вечно, докато съществува нашата Вселена и се променя с времето. Ако температурата на място пада до нула, нашата вселена ще умре, това ще означава край на еволюцията на самия живот. Любопитно е, че четирите сценария на развитието на нашия свят, които се обсъждат в астрономията, има доказателства, че нашият свят е в крайна сметка умират в резултат на необуздан разширение и спад на температурата до абсолютна нула. Това заключение се основава на анализ на данни нахлува така наречените "бели джуджета» (бяло джудже експлозия на свръхнова).

Тогава друг Големия взрив постави началото на една нова вселена и един нов свят. Тази нова вселена ще вземе съвсем друг път на развитие, а има и други закони на физиката с други фундаментални константи като скоростта на светлината, масата електрон, на гравитационната константа и т.н. и, разбира се, по-различен живот. Днес учените обсъждат вероятността за съществуването на други вселени (мултивърсни), които също могат да бъдат живота, но въз основа на други принципи и други закони на природата.