معلومة

تجارب على التولد الذاتي في المختبرات


هل أنشأ أي عالم كائنًا حيًا في المختبر باستخدام النوع البدائي من بيئة الأرض ، مثل تلك التي استخدمها ميلر ، وما إلى ذلك؟

قرأت أن البروتوبيونات (الكرات المتساقطة والكرات الدقيقة) قد تم إنشاؤها في المختبر بواسطة ألكسندر أوبارين وسيدني فوكس على التوالي. قرأت أيضًا أن هؤلاء لم يكونوا أحياء بنسبة 100٪.


الآن السؤال الذي لديك مثير جدًا للاهتمام وعميق ولكن الإجابة المختصرة هي أننا ما زلنا لا نعرف ما يكفي لنكون قادرين على اتخاذ القرار

1. بدقة متي تجمع الجزيئات وتفاعلاتها تصبح كائنًا حيًا و

2. ليس لدينا أي فكرة عما "البدائل"بما نعرفه اليوم عن الحياة ، لذلك لا يمكننا أن نكون متأكدين حقًا من أنواع" أشكال الحياة الأخرى الممكنة "التي يمكن إنشاؤها في المختبر وفي الفضاء الخارجي على بعض الكواكب البعيدة.

من أجل معالجة السؤال الأول في العقد الماضي أو 2 ، ظهر علم جديد - مجال البيولوجيا التركيبية الذي يهدف إلى "إعادة إنشاء" الحياة في المختبر من مواد بشكل عام لا تعتبر أغشية الخلايا الحية والحمض النووي وحده. لكنهم يحاولون أيضًا ترقية تقنيتنا الحالية لمعالجة الحمض النووي للكائنات الحية إلى الحد الذي يمكننا فيه حرفياً إنشاء أنواع جديدة في المختبر. فيما يلي بعض المنشورات الجيدة جدًا من قبل أشهر الخبراء في مجال البيولوجيا التركيبية Craig Venter هنا وهنا. هذه أعمال أساسية للبيولوجيا التركيبية ولكن إذا كنت تريد معرفة المزيد ، يمكنك البحث في مجلات كاملة مخصصة فقط إلى البيولوجيا التركيبية - هنا وهنا وهنا. هناك في الواقع المئات من المقالات التي تتعلق بالضبط بإجابة السؤال الذي تطرحه - ما هي التجارب التي أجريناها في المختبر لإعادة الحياة في ظروف خاضعة للرقابة وإلى أي مدى يمكننا "نمذجتها" وفقًا لرغباتنا. حتى إذا قمت فقط بقراءة ملخصات المقالات في هذه المجلات ، فستتمكن من معرفة مدى تقدمنا ​​في من جديد نشأة الحياة وما يمكننا فعله بأحدث تقنياتنا لمحاكاة العملية التي نشأت بها الخلايا الأولى. قد تجد أيضًا عملًا جيدًا يُظهر احتمالات التلاعب بالخلايا الحية الحالية "لتوليف" ما يعتبره العلماء أنواعًا جديدة من البكتيريا "من صنع الإنسان". على الرغم من أننا لسنا هناك تمامًا بعد ، إلا أن الاحتمالات مثيرة على الأقل وتثير الذهن حقًا في أحسن الأحوال. الانضباط (أطلق عليه اسم الانضباط لأنه ليس علمًا "فقط" ولكنه مزيج من تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف ، والتطورات في كيمياء الجزيئات الحيوية الكبيرة ، وعلم الجينوميات المتطورة وعلم البروتينات ، وطرق جديدة للنمذجة الحاسوبية لعملية التمثيل الغذائي وعلم الجينوم والعديد من المزيد من التخصصات مجتمعة في اتجاه واحد) في "بدايتها" فقط ولكن حتى ما يمكننا فعله الآن فقط يكفي لفتح الباب أمام مجموعة جديدة كاملة من التقنيات الحيوية في المستقبل. ومع ذلك ، فإنني أنصحك شخصيًا بالبدء بورقتي Craig Venter التي عرضتها عليك بالفعل وكذلك هذه الورقة ثم الانتقال إلى هذه المجلات.

أود أيضًا أن أوصيك بمشاهدة مراجعات Pier Luigi Luisi حول محاولات إنشاء حويصلات ذاتية التكاثر في المختبر - هنا وهنا وهنا. إنه في رأيي الرجل الأقرب إلى تحقيق فعلي في المختبر لتركيب أنظمة قريبة بدرجة كافية من الحويصلات الدهنية ذاتية التكاثر في الخلية الحية. أعتقد أنه إذا أردنا إعادة الحياة في المختبر ، فهذه هي أقرب لقطة لدينا. قد تكون مهتمًا أيضًا بهذه الورقة هنا وهذا هنا يتعلق بنفس المجال - استخدام الحويصلات الدهنية كطريقة بسيطة لإعادة تكوين أصول الحياة وبناء الخلايا الحية في المختبر.

في الآونة الأخيرة ، هناك أيضًا بحث جديد مثير للاهتمام من هذا العام حول مسألة إنشاء جزيئات وأنظمة جزيئات قادرة على تطوير نفسها إلى جزيئات أكثر تعقيدًا هنا.

الآن فيما يتعلق بالسؤال الثاني - كيفية التعرف على أنواع أشكال الحياة التي يمكن أن توجد في الكون ، هناك أيضًا علم جديد سريع النمو - علم البيولوجيا الفلكية الذي يهدف إلى ابتكار منظور أوسع لماهية الحياة. يمكن أن يكون وكيف يمكن أن ينشأ في السياق الواسع للكون. ليس فقط في سياق معين حدث هنا على الأرض. هناك مجلتان جيدتان تتعلقان بهذا المجال هنا وهنا والتي يمكن أن تمنحك منظورًا جيدًا جدًا لما يدور حوله المجال وكيف يمكنه إلقاء المزيد من الضوء على كل من الحياة بشكل عام في الكون وكيف يمكننا إعادة إنشائها على الأرض . أوصي أيضًا بقراءة مقالات الحياة كما لا نعرفها ، تعريف الحياة ، ما مدى ندرة الحياة المعقدة في درب التبانة؟ وإمكانية اكتشاف "الحياة كما لا نعرفها" من خلال تحليل التعقيد الفركتلي. يجب أن تكون هذه الأوراق "مقدمة" لطيفة لعالم الأحياء الفلكية ، وإذا تابعت تصفح المجلات التي عرضتها للتو ، يمكنك الحصول على فكرة جيدة عما نحن عليه اليوم في سعينا للإجابة على سؤالك.

قد ترغب أيضًا في التفكير في معرفة المزيد عن أصول الحياة. إنه أيضًا حقل مرتبط مباشرة بالسؤال الذي نشرته. مراجعة لطيفة للموضوع هنا ويمكنك أيضًا الاطلاع على هذه المقالة وهذه المقالة هنا. بعد ذلك ، قد ترغب في التحقق من المجلة المخصصة خصيصا للتحقيق في أصول الحياة - أصول الحياة وتطور المحيطات الحيوية ومشاهدة هذه المحاضرة عبر الإنترنت حول هذا الموضوع.

هناك مسألة أخرى تتعلق بالسؤال وهي تعريف الحياة ومدى صعوبة صياغتها. إذا أصبحت على دراية بالمسألة ، فستفهم سبب صعوبة معالجة مشكلة كيفية تركيب الحياة ، ومكانها في جميع أنحاء الكون وكيف نشأت هنا على الأرض. أوصيك بهذه 2 المنوي يعمل على تعريف الحياة هنا وهنا. لكني أوصيك أيضًا بقراءة هذا ، وهذا المقال وهذا المقال لإلقاء نظرة أعمق على المشاكل التي نواجهها حتى في تحديد الحياة اليوم. إذا لم نتمكن حتى من الاتفاق على ماهية الحياة ، فكيف تتوقع أن تكون قادرًا على فهم كيفية نشأتها أو كيفية إنشائها؟

هناك اتجاه آخر يمكنك النظر إليه أيضًا وهو محاولتنا لنمذجة ووصف ما يمكن أن نسميه الحياة على جميع المستويات التي يمكن أن تظهر - مجال الحياة الاصطناعية. يمكنك معرفة المزيد عنها في مجلة الحياة الاصطناعية التي تتعامل مع محاولاتنا لنمذجة التعقيد في الأنظمة المجردة القريبة من ديناميكيات الكائنات الحية. محاولة أخرى لفهم ديناميات الكائنات الحية هي مجال علم الأحياء الدقيقة المثير للاهتمام والذي يمكنك قراءة نظرة عامة مختصرة عنه أو التعود عليه أكثر في مجلته هنا. أعتقد أن هذه القائمة أكثر من كافية لتغطية جميع الاتجاهات الرئيسية التي يمكن أن تأخذك إليها اهتماماتك.

ولكن للحصول على "الصورة الأكبر" للسؤال هنا ، عليك القيام بذلك أكثر بكثير من ذلك والمتابعة تقريبًا كل المنشور المتعلق بالتعريف والأصل والتوليف وموقع الحياة في جميع أنحاء المكان والزمان ويمكن أن يكون ذلك شاقة مهمة ، صدقوني ، أفعل ذلك كل يوم منذ سنوات! لكن على الرغم من الكم الهائل من الأوراق والمقالات التي أذهب إليها ، هناك دائمًا أشياء جديدة وأحدث لاكتشافها وبغض النظر عن عدد الساعات التي أخصصها لهذه المهمة ومقدار ما تفي به ، لا تزال هناك فجوات في معرفتي وأتعلم أشياء جديدة حول وجهات نظر مختلفة حول السؤال الكبير - ما هي الحياة؟ طوال الوقت!

لذا ، لإعطائك نصيحة مستمدة من شخصي التجربة - السؤال الذي تتناوله هو حقًا مثير للاهتمام وأساسي للغاية ولكن حتى لو كان يستهلك الكل وقتك وجهودك لن تكون قادرًا على متابعة كل ما يمكن أن يتعلق به ، لذلك نصيحتي هي اتباع نهج أو نهجين فقط مستخدما في أي من الحقول التي وصفتها لك للتو والتركيز فقط على كلماتهم الرئيسية لمتابعة تقدم الناس من ورائهم. خذ شيئًا من البيولوجيا التركيبية ، شيئًا من أصل مجال الحياة أو شيء من علم الأحياء الفلكي وقم بزيارة المجلات التي عرضتها عليك للتو من وقت لآخر للبحث باستخدام هذه الكلمات الرئيسية ومعرفة ما هو جديد. عندها سيكون لديك فكرة جيدة بما يكفي عن مدى قربنا من تخليق الحياة في المختبر ومعرفة المزيد عن طبيعتها وأصولها. هذه هي إجابتي الطويلة وأفضل نصيحة يمكنني أن أقدمها لك.

أتمنى أن يساعد :)


Coacervates عبارة عن قطرات غروانية منفصلة كهربائياً. الغرويات عبارة عن تعليق للجسيمات غير القابلة للذوبان في وسط سائل. اقترح Oparin أن الغرويات العضوية المتأينة يمكن أن تتفاعل بطريقة تؤدي إلى تكوين "عملية التمثيل الغذائي" وبالتالي تكون بمثابة مقدمة للحياة. لم يكن Oparin قادرًا على اختبار أطروحته بأي شكل من الأشكال ، لكن تجربة Urey-Miller كانت إثباتًا جزئيًا ، حيث أظهرت أن الجزيئات العضوية المعقدة اللازمة لأطروحته يمكن أن تتشكل بشكل غير عضوي.

على عكس Oparin ، بنى سيدني فوكس عمله على نتائج تجربة Urey-Miller. تناول المشكلة التالية ، وهي كيف يمكن للجزيئات التي تم تصنيعها في تجربة Miller-Urey أن تتطور إلى خلايا. بحثه في الكرات المجهرية ، والذي أظهر أنه يمكن أن تشكل "خلايا أولية" في عمليات غير عضوية ، وأنها يمكن أن تخضع للانشطار الثنائي ، قاده إلى الاعتقاد بأن الكرات المجهرية من المواد العضوية كانت مقدمة للخلايا.

إذا قمت بدمج الخلايا الدقيقة مع الكواكب ، يمكنك شرح كيفية تطوير الخلية لشكلها والتمثيل الغذائي ، وبالتالي توليد الحياة.

أنا لست في وضع يسمح لي بالحكم على دقة ادعاءاتهم ، ولكن بقدر ما أستطيع أن أقول ، في حين أن هناك نظريات أخرى لكيفية تشكل الحياة ، لم يتم إثبات دحض أوبارين أو فوكس بشكل قاطع. هذا هو القول ، في حين أن هناك العديد من النظريات حول مجموعة محددة من الظروف التي تسببت في التكوين الأولي للحياة ، فإن نظريات coacervates و microspheres هي مكونات حاسمة للعديد من النظريات.

هذه هي الخلفية الخاصة ببحوث التولد الذاتي فيما يتعلق بأوبارين وفوكس (وميلر-أوري). فيما يتعلق بالسؤال المحدد ، "هل قام أي عالم بخلق كائن حي؟" الجواب بالتأكيد لا. تم تكوين الأحماض الأمينية ، ولكن لا يوجد أيض أو أي شيء يمكن أن يفسر على أنه "حياة".


فرانشيسكو ريدي: مؤسس علم الأحياء التجريبي

كان فرانشيسكو ريدي عالمًا طبيعيًا وطبيبًا وشاعرًا إيطاليًا. إلى جانب جاليليو ، كان أحد أهم العلماء الذين تحدوا دراسة أرسطو التقليدية للعلوم. اكتسب ريدي شهرة بسبب تجاربه الخاضعة للرقابة. دحضت مجموعة من التجارب المفهوم الشائع عن التولد التلقائي - وهو الاعتقاد بأن الكائنات الحية يمكن أن تنشأ من مادة غير حية. أُطلق على ريدي لقب "أبو علم الطفيليات الحديث" و "مؤسس علم الأحياء التجريبي".


ما هو أصل الحياة على الأرض؟

في حين أن التجارب التي أجراها ستانلي ميلر وآخرون ممن استندوا إلى عمله تُظهر أن الحياة ربما نشأت من حساء بدائي ، فإن هذا الاحتمال يظل نظريًا. لا يوجد دليل على وجود حياة ما قبل الخلوية على الأرض ، ما هو أكثر من ذلك ، يشير منتقدو فرضية العالم للحمض النووي الريبي إلى أن التجارب التي تدعم المفاهيم أجريت باستخدام الحمض النووي الريبي المنشأ بيولوجيًا. يمكن أن يعمل الحمض النووي الريبي كقالب للتكرار الذاتي وإنزيم لتنفيذ هذه العملية ، ولكن تم تنفيذ هذه النتائج في تجارب معملية مضبوطة. هذا لا يثبت بالضرورة أن مثل هذه الإجراءات الدقيقة يمكن أن تحدث في بحار الأرض القديمة.

لأسباب مثل هذه ، تم التخلي عن فرضية عالم الحمض النووي الريبي إلى حد كبير من قبل مؤيدي النشوء التلقائي لصالح فرضيات أخرى ، مثل التطوير المتزامن لكل من البروتينات والقوالب الجينية أو تطوير الحياة حول الفتحات الموجودة تحت سطح البحر المشابهة لتلك التي يسكنها حاليًا المتطرفون اليوم. ولكن هناك نقد واحد تجده صعوبة في التغلب على فرضية النشوء الذاتي: الوقت. يُعتقد أن الحياة القائمة على الحمض النووي قد تطورت على الأرض منذ حوالي 3.8 مليار سنة ، مما يعطي أشكالًا للحياة ما قبل الخلوية حوالي مليار سنة لتنفيذ عمليات عشوائية لتشفير البروتينات المفيدة وتجميعها في سلائف الحياة الخلوية [المصدر: الاكتشاف أخبار]. يقول منتقدو النشوء التلقائي إنه ببساطة لا يوجد وقت كافٍ لكي تصبح المادة غير العضوية هي الحياة الخلوية المفترضة. يشير أحد التقديرات إلى أن الأمر سيستغرق 10 ^ 450 (10 أس 450 عامًا) حتى يتم تكوين بروتين مفيد واحد بشكل عشوائي [المصدر: Klyce].

هذه إحدى العقبات التي تجعل من البانسبيرميا تفسيرًا جذابًا: فهو لا يفسر أصل الحياة ، بل فقط أصل الحياة على الأرض. لا تتعارض فرضيات Panspermia بالضرورة مع النشوء الذاتي ، فهي مجرد تحوّل في الأصل إلى مكان آخر. ومع ذلك ، لا تزال هيئة المحلفين خارج نطاق العديد من العوامل المهمة التي يجب أن تكون في مكانها حتى يكون البانسبيرميا صحيحًا. هل من الممكن ، على سبيل المثال ، أن تعيش الحياة الميكروبية خلال الظروف القاسية الموجودة في الرحلة عبر الفضاء ، ومدخل الغلاف الجوي للأرض والتأثير على سطح الأرض؟

تشير بعض الفرضيات الحديثة إلى أنه لا داعي للبقاء على قيد الحياة. يفترض أحد الباحثين أن قصاصات ميتة من الحمض النووي يمكن أن تكون قد وصلت إلى الأرض عن طريق البانسبيرميا الباليستية وتم تكرارها من خلال عملية انطلاق مشابهة لعالم الحمض النووي الريبي [المصدر: غروسمان]. يهدف باحثون آخرون إلى البحث في المريخ عن الحياة الأحفورية ومقارنة أي مادة جينية بتلك الموجودة عالميًا على الأرض لتحديد العلاقة [المصدر: تشاندلر].

ومع ذلك ، إذا بدأت الحياة على الأرض في مكان آخر وانتقلت إلى كوكبنا ، فلا يزال السؤال قائمًا: ما هو أصل الحياة؟


تجارب على التولد الذاتي في المختبرات - علم الأحياء

ظلت نظرية الحساء البدائية عن أصول الحياة على الأرض في حالة من البرد لسنوات. ربما ، الآن ، الجو بارد جدًا بحيث لا يمكن إعادة تسخينه.

التولد الذاتي ، أو دراسة كيفية نشأة الحياة من الأرض (والكون) ، يربط بين علوم الأرض والحياة ، بالنسبة لي.

ركز فريق بحثي من الكلية الجامعية بلندن أبحاثهم الجديدة على أصول الحياة على الأرض في فتحات أعماق البحار ، حيث يمكن للتدرجات الجيوكيميائية عبر الكهوف المجهرية أن تكون بمثابة خلايا محفزة ، مما ينتج عنه استقلاب الكربون والطاقة الموجود في جميع الكائنات الحية ، وخلصوا إلى أن أول خلايا حية حقيقية حرة الطفو استوعبت.

يقدم الكاتب العلمي المستقل ريتشارد روبنسون ملخصًا شاملاً ومباشرًا وشرحًا لنظريات التولد الذاتي السابقة والحالية في PLoS Biology ، "Jump-Start a Cellular World: Investigating the Origin of Life، from Soup to Networks" ، تم نشره في 15 نوفمبر 2005.


منظر من فوق حقل مدخنة ، يُظهر المداخن (دوائر سوداء مستديرة) والفقاعات التي تحتوي على حجرات. الجسم الموضوع للمقياس هو 2 سم عرضًا. تشكلت هذه المداخن الأحفورية بعد نشأة الحياة بشكل جيد ، ولكنها قد تكون مماثلة لتلك التي ، وفقًا لفرضية واحدة ، بدأ التمثيل الغذائي لأول مرة (بواسطة ريتشارد روبنسون في PLoS ، نوفمبر 2005 ، عبر ويكيميديا ​​كومنز).

ما هو الخطأ في الحساء؟

ابتكرها الكيميائي الروسي ألكسندر إيفانوفيتش أوبارين وعالم الأحياء البريطاني جيه.بي.إس. هالدين ، سيناريو مرجل الحساء يحوم الميثان الغازي والهيدروجين والأمونيا مع بخار الماء فوق الأرض التي يبلغ عمرها 3.5-3.8 مليار سنة (عندما كان لا يزال هناك القليل من الأكسجين أو لا يوجد أكسجين في الغلاف الجوي). كانت مصادر الطاقة ، مثل البرق أو الأشعة فوق البنفسجية أو الطاقة البركانية ، قد أثارت تفاعلات كيميائية ، مما أدى إلى إنتاج جزيئات عضوية معقدة سقطت مع المطر وانجرفت في البامبو البريبيوتيك من المكونات الأساسية للحياة (مثل الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات والدهون) ، والتي تنضج. تطور كيميائي تدريجي للحياة إلى الوجود.

في عام 1953 ، أظهرت تجربة Miller-Urey أن المحاكاة المختبرية لظروف الأرض المبكرة ، كما افترض في تلك الأيام - قطب كهربائي شرارات ودورات تسخين وتبريد مطبقة على الميثان (CH4) والأمونيا (NH3) والهيدروجين (H2) والماء - ينتج مجموعة من المركبات العضوية المعقدة ، عندما تُترك لتعمل بشكل مستمر. اشتدت نظرية الحساء البدائي بعد نشر هذه الدراسة الرائدة.

منذ ميلر وأوري ، أجرى العلماء تجارب على ظروف وسيناريوهات بداية بديلة لأيام ما قبل الحياة على الأرض ، كما أن بعض تلك المحاكاة أنتجت جزيئات عضوية معقدة أيضًا.

في مايو من عام 2009 ، أعلن العلماء في جامعة مانشستر أنهم قد صنعوا اثنين من اللبنات الأساسية الأربعة للحمض النووي الريبي من مواد كيميائية كان من الممكن أن تكون موجودة على الأرض قبل أربعة مليارات سنة. نُشر بحثهم في عدد 14 مايو 2009 من مجلة Nature.

لكن مرجلًا بدائيًا - أو نظامًا معقدًا - من الجزيئات الضخمة العضوية ذاتية التحفيز والتكاثر الذاتي لا يمكن أن تتطور كيميائيًا إلى الكائنات الحية الأولى بدون مصدر طاقة مستدام.

يمكن أن تنفث المياه الحرارية حياة الولادة؟

نظرًا لأن الجزيئات العضوية غير مستقرة في درجات الحرارة المرتفعة ، فقد كان يُعتقد في السابق أن حقول التهوية الحرارية المائية - حيث ترتفع الصهارة بين ألواح القشرة الأرضية المنتشرة وتوفر حرارة الأرض غير المتغيرة طاقة ثابتة - كانت بيئة شديدة الحرارة ومظلمة وقاسية للحياة ، ناهيك عن تنشأ. لكن الباحثين في الغوص تحت الماء في تسعينيات القرن الماضي اكتشفوا العديد من موائل الفتحات الحرارية المائية المزدهرة ، والزحف (والسباحة) بأنواع متكيفة بشكل فريد.

في بعض سيناريوهات الفتحات الحرارية المائية ، لا تتشكل السلائف العضوية غير المستقرة للحياة في مياه الفتحات من 300 درجة مئوية إلى 400 درجة مئوية ، ولكنها تنشأ ضمن تدرج درجة الحرارة بين مياه الفتحة الحرارية المائية ، والمياه الباردة المحيطة.

لا تزال هناك العديد من نظريات النشوء التلقائي على موقد مختبرات العلوم في جميع أنحاء العالم - حتى شطيرة الميكا.


التولد: أصل الكذب

للحصول على الحياة من الجزيئات الطائشة ، كذب قليلاً. تجاهل الفرصة. اجعل الأمر يبدو سهلاً. اطفى الاضواء. أخبر قصة. يتصور.

فوق صورة عملاقة لخلية ، تعد بي بي سي نيوز قرائها بسر: & # 8220السر عن كيف بدأت الحياة على الأرض. & # 8221 مايكل مارشال يخفت الأضواء ويتحدث بصوت خافت. & # 8220 اليوم غزت الحياة كل بوصة مربعة من الأرض ، ولكن عندما تشكل الكوكب كان صخرة ميتة. كيف بدأت الحياة؟

تقاطع Illustra Media جلسة الاستماع وتضيء الأنوار. الحصول على بروتين قصير بالصدفة ، فيلمه الجديد أصل يظهر ، لديه فرصة واحدة من 10 إلى القوة 164. لن يحدث ذلك ، على الأرض ، في أي مكان في الكون ، في تاريخ الكون بأكمله. ليس عن طريق تسديدة طويلة.

لكن الدعاة لا يريدون أن تضيء الأضواء. تظاهروا بأن شيئاً لم يحدث ، ولبسوا عصابات عيونهم. يواصل مارشال نسج قصته عن الجزيئات المبكرة ، والوسائط الخيالية ، والمراجل السحرية في أعماق البحار التي تطبخ الجزيئات ، والأفكار المبهمة حول ما حدث & # 8220might & # 8221. كلمته المفضلة & # 8220might ، & # 8221 مستخدمة 26 مرة ، ليس بمعنى وجود حجة قوية. بدلاً من ذلك ، يستخدم قوة الإيحاء. قد حدثت هذه الخطوة أو تلك & # 8220might. & # 8221 ولكن & # 8220might & # 8221 هي كلمة احتمالية ، وقد استبعدت Illustra الفرصة كخيار. & # 8217s لن يحدث. كم عدد متوقفي العرض الذي يستغرقه إيقاف العرض؟

لكن العرض يستمر على أي حال. يدعم مارشال القصة باستعراض أبطال أصل الحياة: داروين وأوبارين وميلر. على أكتافهم ، يتولى القادمون الجدد مثل Sutherland و Russell و Szostak عباءة سرد القصص ، مستحضرًا عوالم غريبة يسميها RNA World ، و Lipid World ، و (صدق أو لا تصدق) Hodge-Podge World. يعترف مارشال بأن النظريات تتعارض مع بعضها البعض ولكل منها مشاكل عديدة. لكن أي شيء أفضل من البديل.

كيف بدأت الحياة؟ بالكاد يمكن أن يكون هناك سؤال أكبر. بالنسبة للكثير من تاريخ البشرية ، اعتقد الجميع تقريبًا أن هناك نسخة من & # 8220 الآلهة فعلتها & # 8221. كان أي تفسير آخر لا يمكن تصوره.

هذا لم يعد صحيحا. على مدى القرن الماضي ، حاول عدد قليل من العلماء معرفة كيفية الحياة الأولى ربما ظهرت. لقد حاولوا حتى إعادة إنشاء هذا لحظة التكوين في مختبراتهم: لخلق حياة جديدة تمامًا من الصفر.

حتى الآن لم ينجح أحد في ذلك ، لكننا قطعنا شوطًا طويلاً. اليوم ، العديد من العلماء الذين يدرسون أصل الحياة واثقون من أنهم يسيرون على الطريق الصحيح - ولديهم تجارب لدعم ثقتهم.

ألا تشعر بتحسن الآن؟ ثقة! من المؤسف أن & # 8220 تجارب & # 8221 لا علاقة لها بالمشكلة. ما يفعله المصممون الأذكياء في المختبر لا يمكن أن يتحدث عن قوى القوانين الطبيعية غير الموجهة التي تعمل بشكل أعمى بالصدفة. ولكن مع الإلحاد الحديث ، يعلن ، أن فكرة life & # 8220sprung up & # 8221 لم تعد & # 8220 لا يمكن تصوره. & # 8221 صحيح ، لم يقم أحد & # 8220 بإدارتها ، & # 8221 ولكن يمكننا ذلك يتصور هو - هي.

يفتح مارشال شاشة التصور الخاصة به أمام تجربة تفريغ الشرارة الأيقونية من ستانلي ميلر & # 8217s (انظر 5/02/03). يعترف بأن حقائق الكيمياء لا تدعمها ، لكن ماذا في ذلك؟ كان لها قيمة دعائية.

تبين أن التفاصيل خاطئة ، حيث أظهرت الدراسات اللاحقة أن الغلاف الجوي المبكر للأرض كان يحتوي على مزيج مختلف من الغازات. لكن هذا يكاد يكون خارج الموضوع.

& # 8220 لقد كان على نطاق واسع مبدع، حفز الخيال العام و # 8217s و لا يزال يستشهد بها على نطاق واسع، & # 8221 يقول ساذرلاند.

في أعقاب تجربة Miller & # 8217s ، بدأ علماء آخرون في إيجاد طرق لصنع جزيئات بيولوجية بسيطة من الصفر. حل لغز أصل الحياة بدا قريبًا.

ولكن بعد ذلك أصبح من الواضح أن الحياة كانت أكثر تعقيدًا مما كان يعتقده أي شخص. اتضح أن الخلايا الحية لم تكن مجرد أكياس من المواد الكيميائية: لقد كانت آلات صغيرة معقدة. فجأة ، بدأ صنع واحدة من الصفر يبدو وكأنه تحدٍ أكبر بكثير مما توقعه العلماء.

التوتر متصاعد! اعترف مارشال للتو بما قاله بول نيلسون في فيلم Illustra. بعد التمرين على إرث داروين وأوبارين وميلر ، يقول نيلسون ، & # 8220 الحياة تتطلب آلات جزيئية ، والكثير منها. & # 8221 كيف سينجو مارشال من الفخ الذي وضعته فيه الكيمياء الحيوية الحديثة؟

حل Marshall & # 8217s هو تجاهل المشكلة. لم يذكر الصدفة أبدا. لم يذكر الاحتمال ابدا. بدلاً من ذلك ، ينطلق في مسارات جانبية غير ذات صلة حول اكتشاف الحمض النووي ، كما لو كان ذلك سيساعد. يعترف أن البروتينات مشفرة بواسطة الحمض النووي ، وأن الجينوم يشبه مكتبة المعلومات. وهو يصف & # 8220 بشكل كبير & # 8221 الريبوسوم الذي يترجم الحمض النووي الريبي المرسال إلى بروتينات. ألا يحفر حفرة عميقة؟

فجأة ، بدت أفكار Oparin و Haldane & # 8217 بسيطة بشكل ساذج ، بينما تجربة Miller & # 8217s، التي أنتجت فقط عددًا قليلاً من الأحماض الأمينية المستخدمة لبناء البروتينات ، بدا هواة. بعيدًا عن أخذنا معظم الطريق إلى خلق الحياة ، كانت دراسته الأساسية من الواضح أنها مجرد خطوة أولى على طريق طويل.

يمكن أن تكون الخطوة الأولى على طريق طويل بلا معنى ، إذا كنت لا تعرف طول الطريق. ماذا لو كان الطريق يبلغ قطر الكون بأكمله الذي يمكن رؤيته بملايين المرات؟ أصل يظهر أيضًا حماقة هذا النوع من الأمل.

تصف بقية مقالة بي بي سي مختلف & # 8220worlds & # 8221 من الحمض النووي الريبي ، والدهون ، والفتحات الحرارية المائية وأبطالها. يقدم مارشال سلائف أسطورية للحمض النووي ، مثل TNA و PNA. يصور مكررات خيالية & # 8220 قد تكون & # 8221 قد بدأت في التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي. لكنه لم يعالج أبدًا المشكلة المركزية: من أين أتت المعلومات لبناء آلية الحياة المعقدة؟ إذا كانت مجموعة أدواتك مقتصرة على الذرات والقوانين الطبيعية والمصادفة ، فكيف ظهرت معلومات محددة معقدة؟ حتى أكثر أشكال الحياة بدائية التي نعرفها تحتوي على أكثر من 300 نوع مختلف من البروتينات ، بالإضافة إلى شبكات التمثيل الغذائي ، والجينومات التي يمكنها تكرار نفسها بدقة ، والأغشية التي يمكن أن تسمح للمواد بالدخول والخروج بشكل انتقائي. هذه المتطلبات هي & # 8220 تشخيص لما يعنيه أن تكون على قيد الحياة ، & # 8221 يشرح نيلسون.

في أصل، تشير آن غوغر إلى حماقة توقع أن تتجمع المواد الكيميائية المهملة معًا في خلية حية. & # 8220 إذا قمت بوضعه أحماض أمينية في أنبوب اختبار في مختبري ، حتى لو أضفت الحرارة وقمت بهزها جيدًا ، واستمريت في فعل ذلك لمدة 100 عام ، أو ألف عام ، أو 10000 عام ، أو مليون عام ، لن يحدث شيء. & # 8221 جميع الأدبيات العلمانية عن أصل الحياة يتم ضخها إذا تم اكتشاف الأحماض الأمينية أو الدهون أو بعض & # 8220 كتل بناء أخرى من الحياة & # 8221 في مكان ما ، في النيازك أو سحب الغبار النجمية. يقدم بول نيلسون فحصًا للواقع:

الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات والدهون - في حد ذاتها ، لا تمثل الحياة. هم & # 8217re خامل. هم & # 8217re لا يتكاثرون. هم & # 8217re لا يخزنون المعلومات. بمعنى ما ، إنهم أغبياء. لم & # 8217t يستيقظون في صباح أحد الأيام ويقولون ، & # 8216 مهلاً ، دعوا & # 8217s يجتمعون معًا ويبنون خلية يمكنها تكرار نفسها. & # 8217 لم يحدث & # 8217. الكيمياء غير مبالية بما إذا كان أي شيء حيًا أم ميتًا أم لا.

يُظهر فيلم Illustra & # 8217s أيضًا كيف أن التنظيم الذاتي والانتقاء الطبيعي خارج حدود أصل الحياة. يتطلب الانتقاء الطبيعي تكرارًا دقيقًا. التنظيم الذاتي ، مثل التبلور ، هو النوع الخاطئ من العمليات لبناء هياكل غنية بالمعلومات مثل البروتينات والجينات. ماذا & # 8217s المتبقية؟ يتعلق الأمر بالصدفة وحدها. لكن الصدفة ميؤوس منها تمامًا للحصول على بروتين بسيط واحد يظهر مرة واحدة في تاريخ الأرض أو الكون بأكمله.

يُظهر الفيلم أن الحصول على بروتين واحد أصغر من المتوسط ​​بعيد جدًا عن متناول الصدفة. يأخذها الدكتور تيموثي ستانديش من هناك ، ويفركها بمزيد من الاعتبارات حول اليأس من الصدفة.

إذا تمكنا من تقدير مدى صعوبة إنتاج آلة جزيئية واحدة باستخدام لا شيء سوى الذرات والطاقة ، يمكننا أن نرى أن هناك مشكلة عميقة.

لأنه بمجرد أن يكون لديك آلة جزيئية واحدة ، فلن يكون لديك شيء حي. تحتاج هذه الآلات الجزيئية إلى آلات جزيئية أخرى. وحتى لو كانت الطبيعة قادرة على إنتاج جميع الآلات الجزيئية اللازمة ، فلن يكون ذلك كافياً. يجب أن يكونوا جميعًا معًا ، كل ذلك في هذا الفضاء الصغير المحدود بالغشاء الذي نسميه ، خلية.

يصبح احتمال حصولك عليها في نفس المكان في نفس الوقت أمرًا لا يمكن تصوره. واحتمال حصولك عليها داخل حاوية غشائية (مثل الخلية) هو ثاني أفضل شيء مستحيل.

إذا كان ضوء الشمس هو أفضل مطهر ، فالظلام هو أفضل مكان للأكاذيب المعدية. في الظلام ، يمكن للمعلم أن يعد القراء ذوي المعلومات المنخفضة بأن العلم العلماني يحرز تقدمًا. هنا & # 8217s كيف يجذبون غير المطلعين: & # 8216 هؤلاء الناس يطالبون بإضاءة الأنوار؟ تجاهلهم. إنهم لا يعرفون أي شيء. هم & # 8217re مجرد جنون ديني. اغلق عينيك. لا ترى & # 8217t؟ صورة تظهر أصل الحياة! & # 8217

هذا يعني أننا نقترب من واحدة من أكبر الانقسامات في تاريخ البشرية: الفجوة بين أولئك الذين يعرفون بداية قصة الحياة وأولئك الذين لم يتمكنوا من ذلك.

كل شخص مات قبل داروين النشر أصل الأنواع في عام 1859 كانوا يجهلون أصول الإنسانية ، لأنهم لم يعرفوا شيئًا عن التطور. لكن الجميع على قيد الحياة الآن ، باستثناء المجموعات المعزولةيمكن أن تعرف حقيقة عن قرابتنا مع الحيوانات الأخرى.

في الظلام ، يمكنك أن تشعر بالرضا. اشعر بالحكمة التي تكتسح عليك. أطفئ الأنوار وتخيل نفسك تسافر عبر الفضاء. تخيل الحكمة.

هذه الحقائق تغير الرؤية الكونية بطرق خفية. يمكن القول ، تجعلنا أكثر حكمة. التطور يعلم علينا أن نعتز بكل كائن حي آخر ، لأنهم أبناء عمومتنا. يسمح لنا السفر عبر الفضاء برؤية عالمنا من مسافة بعيدة ، وكشف مدى تميزه وهشاشته.

بعض الناس على قيد الحياة اليوم سيصبحون أول من يقول بصدق أنهم يعرفون من أين أتوا. سيعرفون كيف كان شكل أسلافهم وأين عاش.

هذه المعرفة ستغيرنا. على المستوى العلمي البحت ، سيخبرنا عن مدى احتمالية تشكل الحياة في الكون ، وأين نبحث عنها. وسيخبرنا شيئًا عن الطبيعة الأساسية للحياة. لكن بعد ذلك ، لا يمكننا بعد معرفة الحكمة التي سيكشفها أصل الحياة.

تشكل الأفكار التي روج لها مايكل مارشال وبي بي سي نيوز أسطورة خلق ثقافتنا العلمانية الحديثة. يحصل رواة القصص على ملايين الدولارات للترويج للأسطورة. ناسا & # 8217s مجلة علم الأحياء الفلكي تروج بانتظام لهذا الجزيء أو ذاك باعتباره & # 8220 كتلة بناء من الحياة & # 8221 (على سبيل المثال ، أحدث اختراع RNA من Jack Szostak). تأتي اللبنات الأساسية Life & # 8217s من ضوء النجوم ، كما تقترح مقالة أخرى في مجلة علم الأحياء الفضائية. ويرافق العمل الفني الخاص بـ Primordial Soup العديد من القصص ، حتى لو كانت البيانات التجريبية الوحيدة تتعلق ببعض أشكال الزلاجة القطرانية التي أعدها بعض الباحثين في ظروف معملية (انظر البيان الصحفي ETH-Zurich). ومرة أخرى ، تستخدم مجلة Astrobiology العبارة الموحية & # 8220 كتل الحياة ، & # 8221 فقط هذه المرة ، إنها & # 8217s حول & # 8220 كتل بناء الحياة & # 8217s & # 8221 - أي الكربون المؤين. لماذا تتوقف عند هذا الحد؟ لماذا لا تستدعي البروتونات & # 8220 كتل الحياة & # 8221؟ أو الكواركات؟ شيء واحد يجب أن يكون واضحًا: لا نرى أبدًا لبنات بناء تشكل مبنى وظيفيًا معقدًا من تلقاء نفسها ، بدون أيدي توجيه الذكاء والعقل.

بالنسبة للماديين العلميين ، الحقائق لا تهم. اشعر بالحكمة تتزايد مع توسع خيالك. إنه & # 8217s مثل تعاطي المخدرات. رائع.

لقد قرأت الكثير من المقالات عن أصل الحياة ، لكن مارشال وكاد أن يجعلني أتقيأ. إنه يعرف جيدًا تعقيد الحياة. حتى أنه يعرض مقطع فيديو لـ ATP synthase! ومع ذلك ، فهو يهاجم المتشككين في داروين ، ويروج لرواة القصص في DODO على أنهم الحكماء الذين تغلبوا على خرافات العصور الماضية. العكس هو الصحيح.

هذا هو سبب إنتاج شركة Illustra Media أصل. يقع المشروع الدارويني المادي برمته عند نقطة التحول تلك. يُظهر هذا المقال الدعائي لـ BBC News أن رسالة Illustra & # 8217s يجب سماعها. يمكنك شراء نسخ بكميات وبأسعار مخفضة لتوزيعها على ضحايا الدعاية القادمة من الماديين العلميين. & # 8217s تشغيل الأضواء!


التولد التلقائي ، ويعرف أيضًا باسم الجيل العفوي

رسم توضيحي لتجربة قارورة برقبة بجعة استخدمها لويس باستور لاختبار فرضية التوليد التلقائي.

هل حصلت على دراسة عن لويس باستور حتى الآن؟ إلى جانب عمله على منع الجراثيم من إفساد حليبك (البسترة) والتحصين ، فقد اشتهر بإثبات أن التكاثر التلقائي أمر مستحيل ، فما هو التكاثر التلقائي ، وماذا يقول التطور والخلق حيال ذلك؟

التوليد التلقائي هو فكرة أن الحياة تأتي من اللا حياة. منذ زمن الإغريق ، اعتقد الناس أن شيئًا كهذا يجب أن يحدث لصنع ثعابين المياه العذبة لأنهم لم يروا أبدًا أي بيض. كان لدى الناس في القرن التاسع عشر فكرة أن الديدان ظهرت للتو على قطع لحم من العدم. أجرى باستير تجارب أظهرت أن الديدان تأتي من البيض الذي يرقده الذباب. بدون الذباب ليس لديك ديدان.

لم يسبق للعلماء أن رأوا نباتًا أو حيوانًا لم يكن له أحد الوالدين.

تقول نظرية الخلق أن الله هو الوحيد الذي لم يظهر إلى الوجود منذ ذلك الحين ، والوقت نفسه هو أحد مخططات الله. هذا يعني أن الله يسير إلى الوراء والأمام بلا حدود في الزمن والجوانب (إنه في كل مكان مرة واحدة). لذا ، فإن كل سلالات الكائنات الحية تضع الله في نهاية قائمة الأجداد العظماء والأجداد. يقول لوقا هذا بوضوح عن الناس في لوقا 3:38. الله هو "الأب" المطلق ونحن جميعًا نسله (أعمال 17:28).

يجب أن يقول التطور أن الحياة أتت من اللا حياة الطائشة. يجب أن يؤمنوا بالتوليد التلقائي. This makes evolutionists very uncomfortable, so they’ve renamed this process “abiogenic origin” [life from non-life]. Sounds so much smarter doesn’t it? But does this idea hold water? If your eyes can handle crossing, check this page out: The people at Clermont College, U. of Cincinnati were nice enough to highlight the phrase that matters at the bottom of the page–

“Note that while بعض of these steps have been demonstrated in a lab, NOBODY HAS EVER MADE A LIVING CELL IN A LAB. While people have demonstrated bits and pieces of this process, the whole process has never been done in a lab. Rather, this is a theory of how things might have happened.”

Especially notice the fuzzy phrase, نظرية of how things قد have happened.

Because this whole idea is so impossible, evolutionists try to avoid discussions about where the first life came from altogether. Check this debate intro from Creation Today:

“[The guy on the evolution side] defended the evolution worldview and even admitted that he pretended to believe in God to avoid answering the question of abiogenesis…. It took until near the end of the debate for him to admit he really was an atheist. We believe that his invention of a god for that evening was purely to avoid the issue of where life came from as he stated several times he was just discussing common descent and that abiotic origin was not evolution.”

That’s because it DIDN’T happen that way.

God is so great, so smart that He made even the ‘simplest’ living things so complicated no one could miss that they were created.

God that made the world and all things therein, seeing that he is Lord of heaven and earth, dwelleth not in temples made with hands Neither is worshipped with men’s hands, as though he needed any thing, seeing he giveth to all life, and breath, and all things Acts 17:24,25

And every creature which is in heaven, and on the earth, and under the earth, and such as are in the sea, and all that are in them, heard I saying, Blessing, and honour, and glory, and power, be unto him that sitteth upon the throne, and unto the Lamb for ever and ever. Revelation 5:13


Tales of Biomedical Science

AIM: Establishment of a self perpetuating creation

  • 1 formless void
  • 1 infinitely dense point singularity
  • 6 physical constant adjustment tools
  • 1 Stirrer

Fix your void securely behind the safety screen. Ensure your void is thoroughly formless as any contaminants will invalidate your results. A suitable singularity can be obtained by collapsing an existing universe for recycling. Using the safety equipment provided, carefully place the singularity at the centre. Stay well back. Do not approach the singularity, even if it looks like it hasn’t gone off.

Adjust the gravitational constant to make the universe expand and collapse back into a point.

Adjust all the physical constants towards one of the numerous settings that will allow spontaneous abiogenesis or similar replicatory elements. It may be necessary to adjust some of the constants during the initial expansion to introduce asymmetries but please use the provided stirrer, not your finger.

Hint: do not adjust your universe further once evolutionary activity has begun. These are spare universes available from last semester for those students in social anthropology, sadism and media studies classes to play around with afterwards.

If you have chosen your settings correctly, your universe may evolve to the point where some of its inhabitants create a point singularity and create further universes, beginning a cycle. Using the Drake equation, estimate the chance of your universe becoming self-perpetuating in this manner.

For extra credit: use the hyper scope to listen to the thoughts of any intelligences in your universe. Grant some of their wishes. To what extent can you alter the chance of your universe becoming self-perpetuating?

ملحوظة. If any scientists in your universe detect your presence and are able to measure the effect accurately enough to identify your location and launch an attack on this lab class you will receive an automatic fail and be barred from further practicals. لقد تم تحذيرك!

Lab reports are to be completed by the end of the week. Show your workings. Do not collapse your universes until they have been graded by one of the supervisors. A.I.s may not be used during this practical unless created within your universe. You may NOT use any of your creations to write your report for you.

There is a small trophy for the creator of the intelligence capable, in principle of creating a singularity whilst having the most naive, implausible or comical beliefs about their own existence. (Current holder: Yahweh minor, class 3C)


Miller-Urey Experiment Apparatus and Procedure

The groundbreaking experiment used a sterile glass flask of 5 liters attached with a pair of electrodes, to hold water (H2O), methane (CH4), ammonia (NH3) and hydrogen (H2), the major components of primitive Earth. This was connected to another glass flask of 500 ml capacity half filled with water. On heating it, the water vaporized to fill the larger container with water vapor. The electrodes induced continuous electrical sparks in the gas mixture to simulate lightning. When the gas was cooled, the condensed water made its way into a U-shaped trap at the base of the apparatus.

After electrical sparking had continued for a day, the solution in the trap turned pink in color. At the end of a week, the boiling flask was removed, and mercuric chloride added to prevent microbial contamination. After stopping the chemical reaction, the scientist duo examined the cooled water collected to find that 10-15% of the carbon present in the system was in the form of organic compounds. 2% of carbon went into the formation of various amino acids, including 13 of the 22 amino acids essential to make proteins in living cells, glycine being the most abundant.

Though the result was the production of only simple organic molecules and not a complete living biochemical system, still the simple prebiotic experiment could, to a considerable extent, prove the primordial soup hypothesis.


محتويات

Primordial soup

In 1936 Aleksandr Ivanovich Oparin, in his "The Origin of Life on Earth", suggested that organic molecules could be created in an oxygen-less atmosphere, through the action of sunlight. These molecules, he suggested, combine in ever-more complex fashion until they are dissolved into a coacervate droplet. These droplets could then fuse with other droplets and break apart into two replicas of the original. This could be viewed as a primitive form of reproduction and metabolism. Favorable attributes such as increased durability in the structure would survive more often than nonfavorable attributes.

Around the same time J. B. S. Haldane suggested that the earth's pre-biotic oceans - very different from their modern counterparts - would have formed a "hot dilute soup" in which organic compounds, the building blocks of life, could have formed. This idea was called biopoiesis or biopoesis, the process of living matter evolving from self-replicating but nonliving molecules.

In 1953, taking their cue from Oparin and Haldane, the chemist Stanley L. Miller working under Harold C. Urey carried out the famous Miller-Urey experiment on the "primeval soup". Within two weeks a racemic mixture, containing 13 of the 21 amino acids used to synthesize proteins in cells, had formed from the highly reduced mixture of methane, ammonia, water vapor and hydrogen. While Miller and Urey did not actually create life, they demonstrated that more complex molecules could emerge spontaneously from simpler chemicals. The environment simulated atmospheric conditions as the researchers understood them to have been on the primeval earth, including an external energy source in the form of a spark, representing lightning, and an atmosphere largely devoid of oxygen. Since that time there have been other experiments that continue to look into possible ways for life to have formed from non-living chemicals, e.g. the experiments conducted by Joan Oró in 1961.

Spontaneous generation

Classical notions of abiogenesis, now more precisely known as spontaneous generation, held that complex, living organisms are generated by decaying organic substances, e.g. that mice spontaneously appear in stored grain or maggots spontaneously appear in meat.

According to Aristotle it was a readily observable truth that aphids arise from the dew which falls on plants, fleas from putrid matter, mice from dirty hay, alligators and crocodiles from rotting logs at the bottom of bodies of water, and so forth. In the 17th century such assumptions started to be questioned such as that by Sir Thomas Browne in his Pseudodoxia Epidemica, subtitled Enquiries into Very many Received Tenets, and Commonly Presumed Truths, of 1646, an attack on false beliefs and "vulgar errors." His conclusions were not widely accepted, e.g. his contemporary, Alexander Ross wrote: "To question this (i.e., spontaneous generation) is to question reason, sense and experience. If he doubts of this let him go to Egypt, and there he will find the fields swarming with mice, begot of the mud of Nylus, to the great calamity of the inhabitants."

In 1546 the physician Girolamo Fracastoro theorized that epidemic diseases were caused by tiny, invisible particles or "spores", which might not be living creatures, but this was not widely accepted. Next, Robert Hooke published the first drawings of a microorganism in 1665. He is also credited for naming the cell which he discovered while observing cork samples.

Then in 1676 Anthony van Leeuwenhoek discovered microorganisms that, based on his drawings and descriptions are thought to have been protozoa and bacteria. This sparked a renewal in interest in the microscopic world.

The first step was taken by the Italian Francesco Redi, who, in 1688, proved that no maggots appeared in meat when flies were prevented from laying eggs. From the seventeenth century onwards it was gradually shown that, at least in the case of all the higher and readily visible organisms, the previous sentiment regarding spontaneous generation was false. The alternative seemed to be omne vivum ex ovo: that every living thing came from a pre-existing living thing (literally, from an egg).

In 1768 Lazzaro Spallanzani proved that microbes came from the air, and could be killed by boiling. Yet it was not until 1861 that Louis Pasteur performed a series of careful experiments which proved that organisms such as bacteria and fungi do not appear in nutrient rich media of their own accord in non-living material, and which supported cell theory.

Three years earlier, Darwin's On the Origin of Species by Means of Natural Selection (published in 1859), had presented an argument that modern organisms had evolved, over immense periods of time, from simpler ancestral forms, and that species changed over time in accordance with cell theory. Darwin himself declined to speculate on some implications of his theory - that at some point there may have existed an ur-organism with no prior ancestor and that such an organism may have come into existence, formed from non-living molecules.

Although Pasteur had demonstrated that modern organisms do not generate spontaneously in nonliving nutrients, his experiments were limited to a smaller system, and for a shorter time, than the open surface of the planet over millions or billions of years. The ur-organism implied by Darwin's theories would have occurred in the deep geological past, 3.87 billion years ago, and it had a billion years from the beginning of the planet to be formed.

Panspermia

Panspermia, a hypothesis that allows life on Earth to have originated elsewhere in the universe, is viewed by some as an alternative to abiogenesis. All forms of the theory posit that life has spread through space to Earth, perhaps from other star systems. In its strongest form, Panspermia says that life has always existed. More common forms, however, simply transfer the origin problem elsewhere, and as such have no contention with abiogenesis indeed they mitigate the potential problem of time constraints on abiogenesis occurring on Earth.

Clay hypothesis

Clay hypothesis (sometimes called clay theory) has been presented by Graham Cairns-Smith as a possible solution of the problem of origin of life from inorganic non-living matter. It is based on the assumption that original living organisms were low-complexity "naked genes", whose shape and chemical properties influenced their survival chances the transition from inorganic lifeforms to DNA-based organisms was a "genetic takeover".

Cairns-Smith suggests crystals as original naked genes, and in particular clays. Clays can also include other atoms and molecules in their structures, and perhaps evolved including more and more complex structures, until DNA-related molecules would have taken control of the organism, becoming the genetic driver of its life. [1]


How can life emerge from nonliving matter? UNC scientists find new evidence.

Researchers say new findings could help answer questions about life’s chemical origins.

A recipe for the perfect, life-yielding, primordial soup has eluded science for decades. But a team of biochemists say they now have a key ingredient.

Charles Carter and Richard Wolfenden, both of the University of North Carolina, have uncovered new evidence of abiogenesis, the process by which life arises from non-living chemical matter. Their study, published Thursday in the Journal of Biological Chemistry, suggests that a single ancient gene may have used each of its opposite DNA strands to code for different chemical catalysts. Those separate catalysts would have both activated amino acids, which then formed proteins – essential to the production of living cells.

Where does life come from? Despite years of research, scientists still rack their brains over this most existential question. If the universe did begin with a rapid expansion, per the Big Bang theory, then life as we know it sprung from nonliving matter. How this process, known as abiogenesis, could have occurred is a source of much scientific debate.

In the early 20th century, the “primordial soup” model of abiogenesis started to gain traction. It proposes that in Earth’s prebiotic history, simple organic matter was exposed to energy in the form of volcanoes and electrical storms. That energy would have catalyzed chemical reactions that, in the span of a few hundred million years, could have produced self-replicating molecules.

In 1952, Stanley Miller and Harold Urey tested that hypothesis. They combined water, methane, ammonia, and hydrogen in sealed vials in attempt to replicate Earth’s original atmosphere. They bombarded the vials with heat and continuous electrode sparks to simulate volcanic activity and lightening. Eventually, the reaction produced a number of amino acids – the building blocks of proteins and, by extension, life itself.

As Kamala Harris’ portfolio grows, so does the scrutiny

Today, the Miller-Urey experiment is contested for a number of reasons, including the possibility that Earth’s original atmosphere may have had a different composition. Still, the production of organic compounds from inorganic “precursors” laid a strong foundation for the primordial soup hypothesis. And new findings support that hypothesis, Dr. Carter says.

“Our work furnishes a likely explanation for how nature overcame one of the main obstacles in turning the building blocks, demonstrated by Miller, into genetic coding and inheritance,” Carter explains.

The obstacle Carter refers to is the fact that certain chemical reactions, essential to spontaneous protein assembly, occur very slowly. Unless they are sped up and regulated, the prospect of life becomes all but impossible. In modern living cells, that reaction is catalyzed by enzymes called aminoacyl-tRNA synthetases. These complex molecules belong to two separate families, or classes. Class I synthetases activate 10 of the 20 amino acids that form proteins. Class II synthetases activate the other 10.

In their experiments, Carter and colleagues took modern synthetases and stripped away all but their essential and universal components. They found that the remaining structure, which they call “Urzymes,” were actually functional. These Urzymes probably resemble the ancestral molecules which eventually gave way to life, Carter says.

“We discovered Urzymes within the elaborate modern aminoacyl-tRNA synthetases by ignoring all the bells and whistles created by evolution,” Carter says. “We showed that what was left was fully capable of translating the code.”

According to Carter, the genetic code itself is strangely organized. One coding strand forms the outer surface of the protein, while the other forms the core. In other words, the two strands rely on “inside-out” interpretations of the same genetic information.

“We devised a way to show experimentally that the two families are related to each other, despite all evidence to the contrary,” Carter says. “Our experiment shows that the ancestral Class II protozyme was built from exactly the same blueprint as the ancestral Class I protozyme, only the blueprint behaved as if it were written on glass and interpreted from the opposite side. The stunning thing is that both interpretations work equally well in the test tube.”

In other words, nature solved the protein production problem by evolving a single gene to do two separate jobs. And while Carter and Dr. Wolfenden’s study leaves many questions unanswered, it does provide a “new set of tools” with which to move forward. Carter says his work could inform new experiments to “fill the gaps” in prebiotic chemistry.

Existential implications aside, there is another motivation for answering the abiogenesis question. If we fully understand which materials and conditions are necessary to the production of life, we can narrow our search for life elsewhere in the cosmos. In other words, a primordial soup recipe could revolutionize the study of astrobiology.

Get the Monitor Stories you care about delivered to your inbox.

Carter, however, isn’t as interested in his work’s extraterrestrial applications.

“I myself am an inveterate ‘terrestrial chauvinist,’” Carter says. “I believe that life as we know it involves so many enchanting coincidences that it is both unique and inevitable, given appropriate environments. My point of view is probably an outlier, but it is based on my life trying to understand what makes biochemistry tick and discovering just how well-suited so many of nature’s choices really are.”


شاهد الفيديو: علم و علماء. العالم لويس باستور (كانون الثاني 2022).