Mis on keemiline evolutsioon?

Mõistet "keemiline evolutsioon" võib sõltuvalt sõnade kontekstist kasutada mitmel erineval viisil. Kui räägite astronoomiga, siis võib see olla arutelu selle üle, kuidas uued elemendid moodustuvad supernoovad. Keemikud võivad uskuda, et keemiline areng on seotud hapniku või vesiniku gaaside "väljaarenemisega" teatud tüüpi keemiliste reaktsioonide käigus. Teisest küljest on evolutsioonibioloogias enamasti kasutatud terminit "keemiline evolutsioon" kirjeldage hüpoteesi, et anorgaaniliste molekulide saabumisel loodi elu orgaanilised ehitusplokid koos. Mõnikord nimetatakse seda abiogeneesiks, keemiline evolutsioon võib olla see, kuidas elu Maal alguse sai.

Maa keskkond selle moodustamise ajal oli väga erinev kui praegu. Maa oli elu suhtes mõnevõrra vaenulik ja seetõttu ei tulnud Maale elu loomine miljardeid aastaid pärast Maa moodustamist. Ideaalse kauguse tõttu Päikesest on Maa meie päikesesüsteemis ainus planeet, millel on planeedi orbiitidel vedelat vett. See oli esimene samm keemilises evolutsioonis Maale elu loomiseks.

instagram viewer

Varasel Maal ei olnud ka seda ümbritsevat atmosfääri, et blokeerida ultraviolettkiirgus, mis võib olla surmav rakkudele, mis moodustavad kogu elu. Lõpuks usuvad teadlased primitiivset atmosfääri, mis on täis kasvuhoonegaase, näiteks süsinikdioksiidi ja võib-olla ka metaani ja ammoniaaki, kuid puudub hapnik. See sai oluliseks hilisemas Maa evolutsioonis fotosünteesi ja kemosünteetiline organismid kasutasid neid aineid energia saamiseks.

Kuidas aga toimus abiogenees või keemiline evolutsioon? Keegi pole täiesti kindel, kuid hüpoteese on palju. On tõsi, et mittesünteetiliste elementide uusi aatomeid saab luua ainult äärmiselt suurte tähtede supernoovade kaudu. Kõik muud elementide aatomid võetakse ringlusse erinevate biogeokeemiliste tsüklite kaudu. Nii et kas need elemendid olid juba moodustumisel Maal (arvatavasti kosmosetolmu kogumisest rauasüdamiku ümber) või jõudsid nad Maale pideva meteoriit lööb mis olid tavalised enne kaitsekeskkonna moodustumist.

Kui anorgaanilised elemendid olid Maa peal, nõustuvad enamus hüpoteesidega, et elu orgaaniliste ehitusplokkide keemiline evolutsioon algas ookeanid. Suurema osa Maast katavad ookeanid. See ei ole venitamine, et anorgaanilised molekulid, mis läbiksid keemilise evolutsiooni, hõljuksid ookeanides ringi. Jääb vaid küsimus, kuidas need kemikaalid arenesid orgaanilisteks elu alustaladeks.

Siin hargnevad erinevad hüpoteesid üksteisest. Üks populaarsemaid hüpoteese ütleb, et orgaanilised molekulid loodi juhuslikult, kuna anorgaanilised elemendid põrkasid kokku ja liitusid ookeanides. Sellegipoolest kohtub see alati vastupanuga, sest statistiliselt on selle juhtumise tõenäosus väga väike. Teised on proovinud taastada varajase Maa olusid ja teha orgaanilisi molekule. Üks selline eksperiment, mida tavaliselt nimetatakse Ürgne supp Katse oli edukas orgaaniliste molekulide loomisel anorgaanilistest elementidest labori keskkonnas. Muinasmaa kohta rohkem teada saades leidsime aga, et mitte kõik molekulid, mida nad kasutasid, polnud selle aja jooksul tegelikult olemas.

Otsitakse edasi keemilise evolutsiooni ja selle kohta, kuidas see võis Maal elu alustada. Regulaarselt tehakse uusi avastusi, mis aitavad teadlastel mõista, mis oli saadaval ja kuidas selles protsessis asjad võisid juhtuda. Loodetavasti suudavad teadlased ühel päeval täpselt kindlaks teha, kuidas keemiline evolutsioon toimus, ja selgem pilt sellest, kuidas elu Maal alguse sai.

instagram story viewer