Elu teke

Elu päritolu uurimise ajalugu

Spontaanne põlvkond

Kuni 19. sajandi alguseni uskusid paljud inimesed elu korrapärasesse spontaansesse tekkimisse mitteelulisest ainest. Seda nimetati spontaanseks põlvnemiseks ja Louis Pasteur lükkas selle ümber. Ta näitas, et ilma spoorideta ei kasva bakterid ega viirused steriilsel materjalil.

Darwin

Kirjas Joseph Dalton Hookerile 11. veebruaril 1871 pakkus Charles Darwin välja loodusliku protsessi elu tekkimiseks.

Ta oletas, et elu algne säde võis alguse saada "soojas väikeses tiigis, kus oli igasugust ammoniaaki ja fosforisoola, valgust, soojust, elektrit jne. Seejärel tekkis keemiliselt valguühend, mis oli valmis läbima veel keerulisemaid muutusi". Ta jätkas selgitades, et "praegusel ajal oleks selline aine koheselt ära söödud või neeldunud, mida ei oleks olnud enne elusolendite tekkimist".

Haldane ja Oparin

Tegelikke edusamme ei tehtud enne 1924. aastat, kui Aleksander Oparin leidis, et õhuhapnik takistab orgaaniliste molekulide sünteesi. Orgaanilised molekulid on elu arenguks vajalikud ehituskivid. Oma teoses "Elu tekkimine" väitis Oparin, et orgaaniliste molekulide "algsupp" võib tekkida hapnikuta atmosfääris päikesevalguse toimel. Need ühenduvad üha keerulisemaks muutuvates vormides, kuni moodustavad tilgakesi. Need tilgakesed "kasvaksid" teiste tilkadega ühinemise teel ja "paljuneksid" tütarpisarateks jagunemise teel, nii et neil oleks primitiivne ainevahetus, milles säiliksid need tegurid, mis soodustavad "raku terviklikkust", ja need, mis ei sureksid välja. Paljud kaasaegsed teooriad elu tekkimise kohta lähtuvad ikka veel Oparini ideedest.

Umbes samal ajal pakkus ka J.B.S. Haldane välja, et Maa biootilise ajastu eelised ookeanid, mis olid väga erinevad praegustest ookeanidest, moodustasid "kuuma lahjendatud suppi". Selles supis oleksid võinud tekkida orgaanilised ühendid, elu ehituskivid. Seda ideed nimetati biopoeesia, mis on protsess, mille käigus elusaine areneb isekordistuvatest, kuid mitteelustuvatest molekulidest.

Aleksander Oparin (paremal) laboris

Elu päritolu uurimise ajalugu

Spontaanne põlvkond

Kuni 19. sajandi alguseni uskusid paljud inimesed elu korrapärasesse spontaansesse tekkimisse mitteelulisest ainest. Seda nimetati spontaanseks põlvnemiseks ja Louis Pasteur lükkas selle ümber. Ta näitas, et ilma spoorideta ei kasva bakterid ega viirused steriilsel materjalil.

Darwin

Kirjas Joseph Dalton Hookerile 11. veebruaril 1871 pakkus Charles Darwin välja loodusliku protsessi elu tekkimiseks.

Ta oletas, et elu algne säde võis alguse saada "soojas väikeses tiigis, kus oli igasugust ammoniaaki ja fosforisoola, valgust, soojust, elektrit jne. Seejärel tekkis keemiliselt valguühend, mis oli valmis läbima veel keerulisemaid muutusi". Ta jätkas selgitades, et "praegusel ajal oleks selline aine koheselt ära söödud või neeldunud, mida ei oleks olnud enne elusolendite tekkimist".

Haldane ja Oparin

Tegelikke edusamme ei tehtud enne 1924. aastat, kui Aleksander Oparin leidis, et õhuhapnik takistab orgaaniliste molekulide sünteesi. Orgaanilised molekulid on elu arenguks vajalikud ehituskivid. Oma teoses "Elu tekkimine" väitis Oparin, et orgaaniliste molekulide "algsupp" võib tekkida hapnikuta atmosfääris päikesevalguse toimel. Need ühenduvad üha keerulisemaks muutuvates vormides, kuni moodustavad tilgakesi. Need tilgakesed "kasvaksid" teiste tilkadega ühinemise teel ja "paljuneksid" tütarpisarateks jagunemise teel, nii et neil oleks primitiivne ainevahetus, milles säiliksid need tegurid, mis soodustavad "raku terviklikkust", ja need, mis ei sureksid välja. Paljud kaasaegsed teooriad elu tekkimise kohta lähtuvad ikka veel Oparini ideedest.

Umbes samal ajal pakkus ka J.B.S. Haldane välja, et Maa biootilise ajastu eelised ookeanid, mis olid väga erinevad praegustest ookeanidest, moodustasid "kuuma lahjendatud suppi". Selles supis oleksid võinud tekkida orgaanilised ühendid, elu ehituskivid. Seda ideed nimetati biopoeesia, mis on protsess, mille käigus elusaine areneb isekordistuvatest, kuid mitteelustuvatest molekulidest.

Varajased tingimused Maal

Enne 3,8 miljardi aasta tagust aega ei ole peaaegu mingeid geoloogilisi andmeid. Hadeuse ajastul eksisteerinud keskkond oli elule vaenulik, kuid kui palju, seda ei ole teada. Ajavahemikus 3,8-4,1 miljardit aastat tagasi oli aeg, mida tuntakse kui hilist rasket pommitamist. See on saanud sellise nime, sest arvatakse, et paljud Kuu kraatrid tekkisid just siis. Olukord teistel planeetidel, näiteks Maal, Veenusel, Merkuuril ja Marsil, pidi olema sarnane. Need kokkupõrked tõenäoliselt steriliseerisid Maa (tapsid kogu elu), kui see sel ajal olemas oli.

Mitmed inimesed on väitnud, et rakus olevad kemikaalid annavad vihjeid selle kohta, millised pidid olema varased mered. Macallum märkis 1926. aastal, et raku tsütosooli anorgaaniline koostis erineb dramaatiliselt tänapäeva merevee omast: "raku... on pärandunud minevikust, mis on peaaegu sama kaugel kui elu tekkimine Maal". Näiteks: "Kõik rakud sisaldavad palju rohkem kaaliumi, fosfaate ja üleminekumetalle kui tänapäeva ... ookeanid, järved või jõed". "Anoksilises, ₂CO-domineeritud ürgses atmosfääris oleks geotermilistel väljadel asuvate siseveekogude keemia [sarnaneb keemiale tänapäeva rakkude sees]".

Temperatuur

Kui elu tekkis ookeani sügavuses, hüdrotermilise avause lähedal, võis see tekkida juba 4-4,2 miljardit aastat tagasi. Kui aga elu tekkis planeedi pinnal, siis on levinud arvamus, et see võis tekkida alles 3,5 kuni 4 miljardit aastat tagasi.

Lazcano ja Miller (1994) oletavad, et molekulaarse evolutsiooni tempot dikteeris ookeani keskosas asuvate vee allveelaevade kaudu ringleva vee kiirus. Täielik ringlus võtab aega 10 miljonit aastat, nii et kõik orgaanilised ühendid, mis selleks ajaks on tekkinud, muutuvad või hävivad temperatuuril, mis ületab 300 °C. Nende hinnangul oleks 100 kilobaasi DNA/proteiini sisaldava primitiivse heterotroofi genoomi arenguks 7000 geeni sisaldavaks filamentaalseks tsüanobakteriks vajanud vaid 7 miljonit aastat.

Maa atmosfääri ajalugu

Algselt ei olnud Maa atmosfääris peaaegu üldse vaba hapnikku. Väga pika aja jooksul muutus see järk-järgult selliseks, nagu ta on praegu (vt Suur hapnikusisaldus). Protsess algas tsüanobakteritega. Nad olid esimesed organismid, mis tegid fotosünteesi teel vaba hapnikku. Enamik organisme vajab tänapäeval oma ainevahetuseks hapnikku; ainult vähesed organismid saavad hingamiseks kasutada muid allikaid.

Seega eeldatakse, et esimesed algorganismid olid kemoautotroofid ja ei kasutanud aeroobset hingamist. Nad olid anaeroobsed.

Varajased tingimused Maal

Enne 3,8 miljardi aasta tagust aega ei ole peaaegu mingeid geoloogilisi andmeid. Hadeuse ajastul eksisteerinud keskkond oli elule vaenulik, kuid kui palju, seda ei ole teada. Ajavahemikus 3,8-4,1 miljardit aastat tagasi oli aeg, mida tuntakse kui hilist rasket pommitamist. See on saanud sellise nime, sest arvatakse, et paljud Kuu kraatrid tekkisid just siis. Olukord teistel planeetidel, näiteks Maal, Veenusel, Merkuuril ja Marsil, pidi olema sarnane. Need kokkupõrked tõenäoliselt steriliseerisid Maa (tapsid kogu elu), kui see sel ajal olemas oli.

Mitmed inimesed on väitnud, et rakus olevad kemikaalid annavad vihjeid selle kohta, millised pidid olema varased mered. Macallum märkis 1926. aastal, et raku tsütosooli anorgaaniline koostis erineb dramaatiliselt tänapäeva merevee omast: "raku... on pärandunud minevikust, mis on peaaegu sama kaugel kui elu tekkimine Maal". Näiteks: "Kõik rakud sisaldavad palju rohkem kaaliumi, fosfaate ja üleminekumetalle kui tänapäeva ... ookeanid, järved või jõed". "Anoksilise, ₂CO-domineeritud ürgse atmosfääri tingimustes oleks sisemaa basseinide keemia geotermilistel väljadel [samasugune nagu keemia tänapäeva rakkude sees]".

Temperatuur

Kui elu tekkis ookeani sügavuses, hüdrotermilise avause lähedal, võis see tekkida juba 4-4,2 miljardit aastat tagasi. Kui aga elu tekkis planeedi pinnal, siis on levinud arvamus, et see võis tekkida alles 3,5 kuni 4 miljardit aastat tagasi.

Lazcano ja Miller (1994) oletavad, et molekulaarse evolutsiooni tempot dikteeris ookeani keskosas asuvate vee allveelaevade kaudu ringleva vee kiirus. Täielik ringlus võtab aega 10 miljonit aastat, nii et kõik orgaanilised ühendid, mis selleks ajaks on tekkinud, muutuvad või hävivad temperatuuril, mis ületab 300 °C. Nende hinnangul oleks 100 kilobaasi DNA/proteiini sisaldava primitiivse heterotroofi genoomi arenguks 7000 geeni sisaldavaks filamentaalseks tsüanobakteriks vajanud vaid 7 miljonit aastat.

Maa atmosfääri ajalugu

Algselt ei olnud Maa atmosfääris peaaegu üldse vaba hapnikku. Väga pika aja jooksul muutus see järk-järgult selliseks, nagu ta on praegu (vt Suur hapnikusisaldus). Protsess algas tsüanobakteritega. Nad olid esimesed organismid, mis tegid fotosünteesi teel vaba hapnikku. Enamik organisme vajab tänapäeval oma ainevahetuseks hapnikku; ainult vähesed organismid saavad hingamiseks kasutada muid allikaid.

Seega eeldatakse, et esimesed algorganismid olid kemoautotroofid ja ei kasutanud aeroobset hingamist. Nad olid anaeroobsed.

Praegused mudelid

Ei ole olemas mingit "standardmudelit" selle kohta, kuidas elu algas. Enamik tunnustatud mudeleid põhineb molekulaarbioloogial ja rakubioloogial:

1. Kuna on olemas õiged tingimused, tekivad mõned põhilised väikesed molekulid. Neid nimetatakse elu monomeerideks. Aminohapped on üks nende molekulide tüüp. Seda tõestasid Stanley L. Milleri ja Harold C. Urey 1953. aastal Miller-Urey eksperimendiga ning nüüd teame, et need põhilised ehitusplokid on levinud kogu kosmoses. Varajasel Maal oleks need kõik olemas olnud.
2. Fosfolipiidid, mis võivad moodustada lipiidikihti, mis on rakumembraani peamine komponent.
3. Nukleotiidid, mis võivad ühineda juhuslikeks RNA-molekulideks. Selle tulemusena võisid tekkida isekordistuvad ribosüümid (RNA-maailma hüpotees).
4. Konkurents substraatide pärast selekteeriks miniproteiinid ensüümideks. Ribosoom on tänapäeva rakkude valgusünteesi jaoks kriitilise tähtsusega, kuid meil ei ole aimu, kuidas see välja kujunes.
5. Varakult oleksid ribonukleiinhapped olnud katalüsaatorid, kuid hiljem on nukleiinhapped spetsialiseerunud genoomi kasutamiseks.

Põhiliste biomolekulide päritolu ei ole küll lahendatud, kuid see on vähem vastuoluline kui 2. ja 3. etapi tähtsus ja järjekord. Põhilised kemikaalid, millest elu arvatakse tekkinud olevat, on järgmised:

• Metaan (CH ₄),
• Ammoniaak (NH ₃),
• Vesi (H ₂O),
• Vesiniksulfiid (H ₂S),
• süsinikdioksiid (CO₂ ) või süsinikmonooksiid (CO) ja
• Fosfaat (PO ₄^3-).

Molekulaarset hapnikku (O₂ ) ja osooni (O₃ ) esines kas harva või puudus.

Kolm etappi

• 1. etapp: bioloogiliste monomeeride päritolu
• 2. etapp: bioloogiliste polümeeride päritolu
• 3. etapp: evolutsioon molekulidest rakkudeks

Bernal pakkus välja, et evolutsioon võis alata varakult, millalgi 1. ja 2. etapi vahel.

Praegused mudelid

Ei ole olemas mingit "standardmudelit" selle kohta, kuidas elu algas. Enamik tunnustatud mudeleid põhineb molekulaarbioloogial ja rakubioloogial:

1. Kuna on olemas õiged tingimused, tekivad mõned põhilised väikesed molekulid. Neid nimetatakse elu monomeerideks. Aminohapped on üks nende molekulide tüüp. Seda tõestasid Stanley L. Milleri ja Harold C. Urey 1953. aastal Miller-Urey eksperimendiga ning nüüd teame, et need põhilised ehitusplokid on levinud kogu kosmoses. Varajasel Maal oleks need kõik olemas olnud.
2. Fosfolipiidid, mis võivad moodustada lipiidikihti, mis on rakumembraani peamine komponent.
3. Nukleotiidid, mis võivad ühineda juhuslikeks RNA-molekulideks. Selle tulemusena võisid tekkida isekordistuvad ribosüümid (RNA-maailma hüpotees).
4. Konkurents substraatide pärast selekteeriks miniproteiinid ensüümideks. Ribosoom on tänapäeva rakkude valgusünteesi jaoks kriitilise tähtsusega, kuid meil ei ole aimu, kuidas see välja kujunes.
5. Varakult oleksid ribonukleiinhapped olnud katalüsaatorid, kuid hiljem on nukleiinhapped spetsialiseerunud genoomi kasutamiseks.

Põhiliste biomolekulide päritolu ei ole küll lahendatud, kuid see on vähem vastuoluline kui 2. ja 3. etapi tähtsus ja järjekord. Põhilised kemikaalid, millest elu arvatakse tekkinud olevat, on järgmised:

• Metaan (CH ₄),
• Ammoniaak (NH ₃),
• Vesi (H ₂O),
• Vesiniksulfiid (H ₂S),
• süsinikdioksiid (CO₂ ) või süsinikmonooksiid (CO) ja
• Fosfaat (PO ₄^3-).

Molekulaarset hapnikku (O₂ ) ja osooni (O₃ ) esines kas harva või puudus.

Kolm etappi

• 1. etapp: bioloogiliste monomeeride päritolu
• 2. etapp: bioloogiliste polümeeride päritolu
• 3. etapp: evolutsioon molekulidest rakkudeks

Bernal pakkus välja, et evolutsioon võis alata varakult, millalgi 1. ja 2. etapi vahel.

Orgaaniliste molekulide päritolu

Varajase Maa orgaaniliste molekulide allikad on kolm:

1. orgaaniline süntees energiaallikate (näiteks ultraviolettvalguse või elektriliste laengute) abil.
2. maaväliste objektide, näiteks süsinikmeteoriitide (kondriitide) kaudu;
3. orgaaniline süntees, mida ajendavad löögišokid.

Nende allikate hinnangud näitavad, et raske pommitamine enne 3,5 miljardit aastat tagasi tegi kättesaadavaks orgaaniliste ainete kogused, mis on võrreldavad teiste energiaallikate poolt toodetud kogustega.

Milleri katse ja ürgsupp

1953. aastal viisid üliõpilane Stanley Miller ja tema professor Harold Urey läbi eksperimendi, mis näitas, kuidas orgaanilised molekulid võisid tekkida varajasel Maal anorgaanilistest lähteainetest.

Nüüdseks kuulsaks saanud Miller-Urey eksperimendis kasutati väga redutseeritud gaasisegu - metaani, ammoniaagi ja vesiniku -, et moodustada põhilisi orgaanilisi monomeere, näiteks aminohappeid. Praegu teame, et rohkem kui pool Maa ajaloo esimest poolaega ei olnud selle atmosfääris peaaegu üldse hapnikku.

Foxi eksperimendid

1950. ja 1960. aastatel uuris Sidney W. Fox peptiidide struktuuride spontaanset moodustumist tingimustes, mis võisid eksisteerida Maa ajaloo alguses. Ta näitas, et aminohapped võivad iseenesest moodustada väikeseid peptiide. Need aminohapped ja väikesed peptiidid võisid moodustada suletud kerakujulisi membraane, mida nimetatakse mikrosfäärideks.

Orgaaniliste molekulide päritolu

Varajase Maa orgaaniliste molekulide allikad on kolm:

1. orgaaniline süntees energiaallikate (näiteks ultraviolettvalguse või elektriliste laengute) abil.
2. maaväliste objektide, näiteks süsinikmeteoriitide (kondriitide) kaudu;
3. orgaaniline süntees, mida ajendavad löögišokid.

Nende allikate hinnangud näitavad, et raske pommitamine enne 3,5 miljardit aastat tagasi tegi kättesaadavaks orgaaniliste ainete kogused, mis on võrreldavad teiste energiaallikate poolt toodetud kogustega.

Milleri katse ja ürgsupp

1953. aastal viisid üliõpilane Stanley Miller ja tema professor Harold Urey läbi eksperimendi, mis näitas, kuidas orgaanilised molekulid võisid tekkida varajasel Maal anorgaanilistest lähteainetest.

Nüüdseks kuulsaks saanud Miller-Urey eksperimendis kasutati väga redutseeritud gaasisegu - metaani, ammoniaagi ja vesiniku -, et moodustada põhilisi orgaanilisi monomeere, näiteks aminohappeid. Praegu teame, et rohkem kui pool Maa ajaloo esimest poolaega ei olnud selle atmosfääris peaaegu üldse hapnikku.

Foxi eksperimendid

1950. ja 1960. aastatel uuris Sidney W. Fox peptiidide struktuuride spontaanset moodustumist tingimustes, mis võisid eksisteerida Maa ajaloo alguses. Ta näitas, et aminohapped võivad iseenesest moodustada väikeseid peptiide. Need aminohapped ja väikesed peptiidid võisid moodustada suletud kerakujulisi membraane, mida nimetatakse mikrosfäärideks.

Eritingimused

Mõned teadlased on soovitanud eritingimusi, mis võiksid rakusünteesi lihtsustada.

Savimaailm

A. Graham Cairns-Smith pakkus välja savimudeli elu tekkimise kohta. Savi teooria kohaselt tekkisid keerulised orgaanilised molekulid järk-järgult eelnevalt eksisteerinud mitteorgaanilisel platvormil, nimelt silikaatkristallidel lahuses.

Sügav-kuum biosfääri mudel

1970. aastatel esitas Thomas Gold teooria, et elu ei tekkinud kõigepealt mitte Maa pinnal, vaid mitu kilomeetrit allpool maapinda. Nanobakterite (bakteritest väiksemad, kuid DNA-d sisaldada võivad struktuurid sügavates kivimites) avastamine 1990. aastate lõpus võib Goldi teooriat toetada.

Nüüdseks on küllaltki hästi tõestatud, et Maa madalatel sügavustel (kuni viis kilomeetrit allpool maapinda) leidub rohkesti mikroobset elu ekstreemofiilsete arheaide, mitte paremini tuntud eubaktereid (mis elavad ligipääsetavamates tingimustes).

Gold väitis, et ellujäämiseks on vaja sügavast, kättesaamatust allikast pärit toitu, sest orgaanilise materjali lombis tekkinud elu tarbib tõenäoliselt kogu oma toidu ära ja sureb välja. Goldi teooria oli, et toiduvool on tingitud ürgse metaani väljavoolust Maa mantlist.

Eneseorganiseerumine ja replikatsioon

Eneseorganiseerumine ja isereplikatsioon on elusate süsteemide tunnusjooned. Mitteelavatel molekulidel on neid omadusi mõnikord ka sobivatel tingimustel. Näiteks näitasid Martin ja Russel, et rakumembraanid, mis eraldavad raku sisu keskkonnast, ja isetekkeliste redoksreaktsioonide iseorganiseerumine on elusolendite kõige enam säilinud tunnused. Nad väidavad, et selline anorgaaniline aine oleks kõige tõenäolisemalt elu viimane ühine esivanem.

Eritingimused

Mõned teadlased on soovitanud eritingimusi, mis võiksid rakusünteesi lihtsustada.

Savimaailm

A. Graham Cairns-Smith pakkus välja savimudeli elu tekkimise kohta. Savi teooria kohaselt tekkisid keerulised orgaanilised molekulid järk-järgult eelnevalt eksisteerinud mitteorgaanilisel platvormil, nimelt silikaatkristallidel lahuses.

Sügav-kuum biosfääri mudel

1970. aastatel esitas Thomas Gold teooria, et elu ei tekkinud kõigepealt mitte Maa pinnal, vaid mitu kilomeetrit allpool maapinda. Nanobakterite (bakteritest väiksemad, kuid DNA-d sisaldada võivad struktuurid sügavates kivimites) avastamine 1990. aastate lõpus võib Goldi teooriat toetada.

Nüüdseks on küllaltki hästi tõestatud, et Maa madalatel sügavustel (kuni viis kilomeetrit allpool maapinda) leidub rohkesti mikroobset elu ekstreemofiilsete arheaide, mitte paremini tuntud eubaktereid (mis elavad ligipääsetavamates tingimustes).

Gold väitis, et ellujäämiseks on vaja sügavast, kättesaamatust allikast pärit toitu, sest orgaanilise materjali lombis tekkinud elu tarbib tõenäoliselt kogu oma toidu ära ja sureb välja. Goldi teooria oli, et toiduvool on tingitud ürgse metaani väljavoolust Maa mantlist.

Eneseorganiseerumine ja replikatsioon

Eneseorganiseerumine ja isereplikatsioon on elusate süsteemide tunnusjooned. Mitteelavatel molekulidel on neid omadusi mõnikord ka sobivatel tingimustel. Näiteks näitasid Martin ja Russel, et rakumembraanid, mis eraldavad raku sisu keskkonnast, ja isetekkeliste redoksreaktsioonide iseorganiseerumine on elusolendite kõige enam säilinud tunnused. Nad väidavad, et selline anorgaaniline aine oleks kõige tõenäolisemalt elu viimane ühine esivanem.

Teooriad

RNA maailma hüpotees

Selles hüpoteesis öeldakse, et RNA töötab nii ensüümina kui ka geenide konteinerina. Hiljem võttis DNA oma geneetilise rolli üle.

RNA-maailma hüpoteesi kohaselt on ribonukleiinhappel (RNA) põhinev elu eelnenud praegusele desoksüribonukleiinhappel (DNA), RNA-l ja valkudel põhinevale elule. RNA suudab nii geneetilist teavet salvestada, nagu DNA, kui ka katalüüsida keemilisi reaktsioone, nagu ensüüm. See võis toetada rakulise elu-eelset elu ja olla oluline samm rakulise elu suunas.

On mõned tõendid, mis toetavad seda ideed:

1. On olemas mõned RNAd, mis töötavad ensüümidena.
2. Mõned viirused kasutavad pärilikkuseks RNA-d.
3. Paljud raku kõige põhilisemad osad (need, mis arenevad kõige aeglasemalt) vajavad RNA-d.

Ainevahetus ja valgud

See idee viitab sellele, et valgud töötasid esmalt ensüümidena, tekitades ainevahetust. Pärast seda hakkasid DNA ja RNA töötama geenide konteineritena.

Seda ideed toetavad ka mõned tõendid.

1. Valgud kui ensüümid on tänapäeva elus hädavajalikud.
2. Mõned aminohapped moodustuvad Miller-Urey eksperimendis põhilisematest kemikaalidest. Mõned eitavad seda ideed, sest valgud ei saa ennast kopeerida.

Lipiidid

Selles skeemis tekivad varakult lipiidikihist valmistatud membraanid. Kui orgaanilised kemikaalid on suletud, on seejärel võimalik keerulisem biokeemia.

Teooriad

RNA maailma hüpotees

Selles hüpoteesis öeldakse, et RNA töötab nii ensüümina kui ka geenide konteinerina. Hiljem võttis DNA oma geneetilise rolli üle.

RNA-maailma hüpoteesi kohaselt on ribonukleiinhappel (RNA) põhinev elu eelnenud praegusele desoksüribonukleiinhappel (DNA), RNA-l ja valkudel põhinevale elule. RNA suudab nii geneetilist teavet salvestada, nagu DNA, kui ka katalüüsida keemilisi reaktsioone, nagu ensüüm. See võis toetada rakulise elu-eelset elu ja olla oluline samm rakulise elu suunas.

On mõned tõendid, mis toetavad seda ideed:

1. On olemas mõned RNAd, mis töötavad ensüümidena.
2. Mõned viirused kasutavad pärilikkuseks RNA-d.
3. Paljud raku kõige põhilisemad osad (need, mis arenevad kõige aeglasemalt) vajavad RNA-d.

Ainevahetus ja valgud

See idee viitab sellele, et valgud töötasid esmalt ensüümidena, tekitades ainevahetust. Pärast seda hakkasid DNA ja RNA töötama geenide konteineritena.

Seda ideed toetavad ka mõned tõendid.

1. Valgud kui ensüümid on tänapäeva elus hädavajalikud.
2. Mõned aminohapped moodustuvad Miller-Urey eksperimendis põhilisematest kemikaalidest. Mõned eitavad seda ideed, sest valgud ei saa ennast kopeerida.

Lipiidid

Selles skeemis tekivad varakult lipiidikihist valmistatud membraanid. Kui orgaanilised kemikaalid on suletud, on seejärel võimalik keerulisem biokeemia.

Panspermia

See on Arrheniuse poolt välja pakutud ja Fred Hoyle'i poolt edasi arendatud idee, et elu arenes mujal universumis ja jõudis Maale spooride kujul. See ei ole teooria selle kohta, kuidas elu tekkis, vaid teooria selle kohta, kuidas see võis levida. See võis levida näiteks meteoriitide kaudu.

Mõned arvavad, et varajane Marss oli elu alustamiseks parem koht kui varajane Maa. Molekulid, mis ühinesid geneetilise materjali moodustamiseks, on keerulisemad kui neli miljardit aastat tagasi Maal eksisteerinud orgaaniliste (süsinikupõhiste) kemikaalide "algsupp". Kui RNA oli esimene geneetiline materjal, siis võisid selle moodustumisele kaasa aidata boori ja molübdeeni sisaldavad mineraalid. Need mineraalid olid Marsil palju levinumad kui Maal.

Panspermia

See on Arrheniuse poolt välja pakutud ja Fred Hoyle'i poolt edasi arendatud idee, et elu arenes mujal universumis ja jõudis Maale spooride kujul. See ei ole teooria selle kohta, kuidas elu tekkis, vaid teooria selle kohta, kuidas see võis levida. See võis levida näiteks meteoriitide kaudu.

Mõned arvavad, et varajane Marss oli elu alustamiseks parem koht kui varajane Maa. Molekulid, mis ühinesid geneetilise materjali moodustamiseks, on keerulisemad kui neli miljardit aastat tagasi Maal eksisteerinud orgaaniliste (süsinikupõhiste) kemikaalide "algsupp". Kui RNA oli esimene geneetiline materjal, siis võisid selle moodustumisele kaasa aidata boori ja molübdeeni sisaldavad mineraalid. Need mineraalid olid Marsil palju levinumad kui Maal.

Seotud leheküljed

• Astrobioloogia
• Varaseimad teadaolevad eluvormid

Seotud leheküljed

• Astrobioloogia
• Varaseimad teadaolevad eluvormid