تطور الكيميائي: المراحل وجوهر

تم إنجاز عملية التحويل الكيمياء العلوم في ما يسمى التطور الكيميائية، ونقطة تحول في العملية الثورية وقع بعد خلق في 1777 من قبل العالم الطبيعي لافوازييه نظرية الاحتراق الفرنسية واصفا دور الأوكسجين. ثم بدأ استعراض جميع المفاهيم الأساسية والمبادئ الأساسية للكيمياء، تغيرت المصطلحات والتسميات من المواد.

بالطبع الابتدائية

شهد 1789 الافراج عن كتاب لافوازييه، وأصبح على الفور مرجعا رئيسيا للباحثين والممارسين للعلوم ولدت. وكانت "مادة الكيمياء الابتدائية" الأولى من نوعها في العالم قائمة - جدول الهيئات بسيطة، يعدد العناصر الكيميائية المعروفة. وبناء على هذا تومي افوازييه الكذب على وجه التحديد نظرية الأكسجين الاحتراق، حيث وجهت تطور الكيميائية التي كتبها وسيلة جديدة تماما. العنصر الأكثر أهمية في تعريف - الخبرة، وهو ما انتخب عالم والمعيار الرئيسي، وكل ما ليس ما تؤكده التجربة، مثل الذري أو التركيب الجزيئي، وكان لافوازييه لا يعتبر.

وقد ذهب تطور الكيميائي من خلال القوانين صاغ - حفظ الكتلة، حول طبيعة خصائص المركبات، والاختلافات في التركيب العنصري. ثم كان أن الكيمياء أصبح علم النفس، ودراسة تشكيل الهيئات تجريبيا. أنا لا يمكن أن تفعل ذلك بدون تطور الكيميائي لترشيد هذا الموضوع، وبالتالي والإنسانية تخلى أخيرا الماضي الخيميائي، والأفكار حول طبيعة المادة وخصائصها تتغير بشكل كبير وبسرعة. ولكن الدافع لهذه العملية خدم البحوث افوازييه. الآن، وحتى أطفال المدارس نعلم أن مراحل تطور الكيميائية (أو تطور تسبق التكوين الجنيني) ينبغي النظر عن الوقت الذي سبق ظهور الحياة على الأرض. في القرن الثامن عشر، ومثل هذه المفاهيم في العالم لا أحد في أي وقت مضى.

حياة

بدأ تطور الكيميائي على كوكب الأرض هامدة تماما عندما بدأ مادة عضوية تدريجيا للخروج من الجزيئات غير العضوية، والتي تؤثر بشكل خاص على عوامل الطاقة والاختيار. تتكشف عمليات التنظيم الذاتي، التي هي سمة من حتى الأنظمة المعقدة نسبيا. وهكذا، يبدو أن الكربون على الأرض. بدلا من ذلك، الكربونية هناك جزيء الأول من الأهمية الأساسية ليس فقط من أجل المظهر ولكن أيضا لمزيد من التنمية في جميع المادة الحية.

نحن لا نعرف حتى الآن، ما هو جوهر التطور الكيميائي في المراحل المبكرة من الحياة. الكيمياء يعرف من أي مضمون يحد من حدود العملية التطورية مسلمة الكربون المائي. ربما، في هذا الكون هناك خيارات وسيلة أخرى من وجود من المادة الحية وأصل البروتين لدينا - ليست هي "مخرجا" فقط. وأدرك هناك مزيجا فريدا من الخصائص البوليمر مع خصائص depolarizing الكربون في الوسط المائي في الطور السائل. وكانت هذه الشروط كافية لبدء تطور الكيميائي للحياة والحاجة إلى تطوير جميع المعروفة لدينا مجموعة متنوعة من أشكال الحياة.

بدء عملية

الإنسانية حتى من له مهد الخاصة تعرف ليس كل شيء. خصوصا حول أين ومتى تبدأ مراحل تطور الكيميائي على الأرض. هذا ما نحن، أيضا، يمكن تخمين فقط. هنا، أولا، قد يكون هناك على الإطلاق أي وقت.

عند الانتهاء من المرحلة الثانية من تكون النجوم عندما المنتجات المكثفة للانفجار من السوبرنوفا، الذي أعطى عناصر الفضاء بين النجوم تسمى الثقيلة، والذين يكون وزنهم يتجاوز ستة وعشرين. عندما تكون النجوم هي في الجيل الثاني وجدت الأنظمة الكوكبية الخاصة بها، حيث تم العناصر الثقيلة المطلوبة كمية كافية. أدركت جوهر التطور الكيميائي يمكن في أي وقت بعد الانفجار الكبير في فاصل من نصف مليار ونصف مليار سنة.

حيث بدأت الحياة

حيث انها يمكن ان نشأت - أيضا سؤال مفتوح. عندما يمكن أن يحدث وخلق العديد من الظروف ekolyutsii إطلاق الكيميائية المرجح جدا في أي بيئة. هذا باطن الأرض والكواكب، وعمق المحيط والسطح، حتى تشكيل الكواكب الأولية مناسبة.

وعلاوة على ذلك، سحابة الغاز بين النجوم أيضا بمثابة نقطة انطلاق للهجوم على الذين يعيشون حياة فيه المسألة، وأكد في هذا المجلس المواد العضوية الكشف - وكحول السكر، والألدهيدات، والأحماض الأمينية، والجلايسين وأكثر قدرة بمثابة بدءا مادة للحياة عن طريق بدأ تطور الكيميائي.

نظرية

الأرض القديمة تحافظ على أسرارها، والإنسانية ليس لديها معلومات موثوق بها عن الشروط الجيوكيميائية من وجودها قبل ظهور الحياة حتى الان. البحوث الجيولوجية قد لا يرضي جميع الأسئلة، وبالتالي شملت الدراسة على نطاق واسع علم الفلك. لذلك بناء نظرية التطور الكيميائي. وتعتبر الظروف الزهرة والمريخ اليوم لتكون مشابهة إلى الأرض في مراحل معينة من التطور الكيميائي.

لهذه التجربة على نماذج وبالتالي الحصول على جميع البيانات الأساسية المعروفة. على سبيل المثال، استخدام المحاكاة لمختلف التراكيب الكيميائية والظروف المناخية في الغلاف الجوي، الغلاف المائي، الغلاف الصخري تم الحصول على الجزيئات العضوية المعقدة. الحصول على بيانات جديدة عن طريق التجربة هو دائما تحت الإنشاء يثري النظرية. لذلك، ورشح في عدد من الفرضيات حول آليات محددة وعقدت القوى الدافعة مباشرة تطور الكيميائية.

البحوث في روسيا

تم تشكيل الحياة على الأرض من خلال التولد التلقائي، وهذا هو، ولادة من المركبات العضوية وجودها هو سمة الحياة البرية خارج الجسم، ودون أدنى مشاركة من الانزيمات. هذه هي المرحلة الأولى، عندما يكون هناك لقمة العيش من غير الحية.

بواسطة فرضية اوبارين الأكاديمي في العشرينات من القرن العشرين، والحلول للمركبات عالية الجزيئية قادرة على تشكيل منطقة معينة حيث يتم زيادة تركيزهم، والانفصال عن البيئة الخارجية لا يمنعهم من التواصل معها. وتسمى هذه المناطق coacervates أو قطرات قوصرة.

ما وراء البحار

أصل التوليف اللاأحيائي نفذت في الأرض البدائية قضى في عام 1953 godu ستانلي ميلر، توليف الأحماض الأمينية مع المواد العضوية الأخرى. ظهر لاحقا نظرية hypercycles هذا ما يفسر وجود حياة في مسار التطور الكيميائي للوجود تفاعل محفز، على التوالي، حيث يصبح المنتج السابق المحفز لالمقبل.

الأولى فقط تم إنشاؤه في عام 2008 من قبل عالم الأحياء الأمريكي الذي عبر غمد من الأحماض الدهنية والدهون تمكنوا من الحصول على النوكليوتيدات الأدينوزين من البيئة "protocell". هذه ايميدازول "الطوب" تنشيط ضرورية لتركيب DNA. وفي عام 2011 تم إنشاؤها في اليابان الحويصلات مع عناصر DNA تحت غشاء الموجبة، والتي كانت قادرة على الانقسام، كما كان سلسلة من ردود الفعل polirazmernaya، تكرار الحمض النووي.

الفرضيات الرئيسية

تطور الكيميائي للحياة على الأرض فرضية يشرح النقاط الأساسية التالية.

1. يظهر ضرورة على الأرض أو في ظروف الفضاء، حيث هناك التوليف بالحفز ugrerodosoderzhaschih الجزيئات، يجب أن يكون مع تجميع كميات كبيرة ومتنوعة كبيرة، بما يكفي لبدء عملية التطور الكيميائي.
2. حدوث الهياكل protocellular الناشئة من الجزيئات المذكورة أعلاه. هذه المجاميع المغلقة مستقرة معزولة عن البيئة، وتبادل الطاقة من المواد ويمر منها بشكل انتقائي. لذلك هناك هيكل protocellular.
3. وحدات مشكلة وجود القدرة على التطوير الذاتي - توالد الذاتي والتحول الذاتي من جميع المعلومات من النظم الكيميائية. لذلك هناك الوحدات الأساسية للقانون وراثي.
4. المرحلة المقبلة - العلاقة بين المظهر وظائف الانزيمات خصائص البروتينات مع RNA والحمض النووي مثل ناقلات البيانات. لذلك هو في الواقع هناك قانون وراثي ما هو مطلوب للتطور البيولوجي.

اكتشاف

كما ذكر أعلاه، الكسندر أوبارين في وقت مبكر من العشرينات من القرن الماضي فتحت coacervates. وصف القادم ستانلي ميلر وهارولد أوري في عام 1953، وظهور من الغلاف الجوي القديم في محاكاة الجزيئات الحيوية بسيطة وعملية وقوعها. وقال المقبل سيدني فوكس العالم حول المجهرية من protenoidov. في عام 1981، T. وS سيكو Altmane قادرة على مراقبة تقسيم RNA بالحفز كما الريبوزيمات قادرة على دمج المعلومات والحفز في الجزيء، "نحت" أنفسهم من السلسلة والذي يربط بين "طرفي" المتبقية.

في عام 1986، وضعت ويليام جيلبرت كامبريدج فكرة "RNA العالم"، وغونتر فون Kidrovski من ألمانيا في الوقت نفسه قدم النظام الذاتي تكرار الأول على أساس الحمض النووي، التي كانت مساهمة هامة لفهم النظم الذاتي تكرار وظائف نموها. العلم قد ذهب بسرعة إلى الأمام في هذا الاتجاه: مانفريد إيجين فتح hyperframe، وتطور الفرق من جزيئات الحمض النووي الريبي، وخلق يولي ريبيك جزيء اصطناعي الأولى التي تكرار الذات في الكلوروفورم.

الفضاء والأرض

درس مركز رحلات الفضاء التابع لناسا دزون كورليس عملية التسليم من الينابيع الحرارية للطاقة البحار والمواد الكيميائية التي تجعل من التطور الكيميائي مستقلة عن البيئة الفضائية، واليوم هم لالعتائق الأولية موطن دائم. في العالم كبريتيد الحديد، عددا من الفرضيات غونتر Vehterskhoyzera.

ووصف أول الذاتي تكرار عملية التمثيل الغذائي الهياكل تسبب على سطح البيريت (كبريتيد الحديد)، والذي أعطى الطاقة اللازمة لتبادل المواد. من حيث اختيار تنمو والمتحللة بلورات البيريت يمكن أن تنمو وتتكاثر، وخلق مجموعة متنوعة من السكان. كما تم دراستها عن كثب معادن الطين لظهور الجزيئات العضوية. ومع ذلك، وهذا نموذج موحد لتطور الكيميائية غير موجود بعد، لأن المبادئ الأساسية للحركة من هذه العملية ليست مفتوحة حتى الان.