ABIOGENESIS : 주요 이론 - 생물학

자연 발생은 시간의 경과와 함께, 단량체 시작 블록 불활성 공정과 땅 생후 형태 유래 단계의 수를 의미 하였다 있게 하는 복잡성을 증가시킨다. 이 이론에 비추어 볼 때, 생명은 적절한 조건에서 무생물 분자에서 발생했습니다.

abiogenesis가 단순한 생명 체계를 생성 한 후 생물학적 진화는 오늘날 존재하는 모든 복잡한 생명체를 생성하는 작용을했을 가능성이 있습니다.

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일부 연구자들은 약 40 억 전에 가상의 유기체 LUCA 또는 마지막 보편적 공통 조상 (영어로 된 약어, 마지막 보편적 공통 조상에서 유래)을 발생시키기 위해 지구 역사상 적어도 한 번은 생물 발생 과정이 발생 했어야한다고 생각합니다. 년.

LUCA는 DNA 분자를 기반으로 한 유전 코드를 가지고 있었음에 틀림 없다. DNA 분자는 4 개의 염기가 3 중으로 분류되어 단백질을 구성하는 20 가지 유형의 아미노산을 암호화했다. 생명의 기원을 이해하려는 연구자들은 LUCA를 발생시킨 생물 발생 과정을 연구합니다.

이 질문에 대한 답변은 널리 의문을 제기했으며 종종 미스터리와 불확실성의 안개에 가려져 있습니다. 이러한 이유로 수백 명의 생물 학자들이 원시 수프의 출현부터 이종 생물학 및 우주 생물학과 관련된 설명에 이르는 일련의 이론을 제안했습니다.

무엇으로 구성되어 있습니까?

생물 발생 이론은 생명이없는 선구자로부터 가장 단순한 형태의 생명체가 나오는 화학적 과정에 기초합니다.

운이 좋은 사건에서 갑작스럽게 출현하는 관점과는 달리 생물 신생 과정이 지속적으로 발생했다고 가정합니다. 따라서이 이론은 무생물과 최초의 생명체 사이에 연속체가 존재한다고 가정합니다.

마찬가지로, 무기 분자에서 생명의 시작이 발생할 수있는 일련의 다양한 시나리오가 제안됩니다. 이러한 환경은 일반적으로 극심하고 지구상의 현재 상태와 다릅니다.

이러한 추정되는 프리 바이오 틱 조건은 유명한 Miller 및 Urey 실험과 같은 유기 분자를 생성하기 위해 실험실에서 종종 재현됩니다.

생명의 기원 : 이론

생명의 기원은 아리스토텔레스 시대 이후 과학자와 철학자들에게 가장 논란이 많은 주제 중 하나였습니다. 이 중요한 사상가에 따르면 분해 물질은 자연의 자발적인 행동 덕분에 살아있는 동물로 변형 될 수 있습니다.

아리스토텔레스 사상에 비추어 볼 때 비 생물 발생은 그의 유명한 구절 인 omne vivum ex vivo로 요약 될 수 있는데, 이는 "모든 생명은 생명에서 나온다"를 의미합니다.

그 후, 상당히 많은 모델, 이론 및 추측이 생명의 기원으로 이어진 조건과 과정을 설명하려고 노력했습니다.

최초의 생명체의 기원을 설명하고자하는 역사적, 과학적 관점에서 가장 뛰어난 이론은 다음과 같습니다.

자연 발생 론

17 세기 초에 생명체가 생명이없는 요소에서 나올 수 있다고 가정했습니다. 자연 발생 론은 가톨릭 교회의 지원을 받아 당시 사상가들 사이에서 널리 받아 들여졌다. 따라서 살아있는 존재는 부모와 무생물 모두에서 발아 할 수 있습니다.

이 이론을 뒷받침하는 데 사용 된 가장 유명한 예 중에는 썩어가는 고기에 벌레와 다른 곤충이 나타나는 경우, 진흙에서 나온 개구리, 더러운 옷과 땀에서 나온 쥐가 있습니다.

사실 살아있는 동물의 창조를 약속하는 조리법이있었습니다. 예를 들어, 무생물에서 생쥐를 만들 수 있으려면 밀알을 어두운 환경에서 더러운 옷과 결합해야했고 며칠 동안 살아있는 설치류가 나타납니다.

이 혼합물의 지지자들은 인간의 옷에 묻은 땀과 밀의 발효가 생명 형성의 지시 인자라고 주장했습니다.

자연 발생에 대한 반박

17 세기에는 자연 발생 론의 진술에서 결함과 격차가 발견되기 시작했다. 이탈리아의 물리학 자 프란체스코 레디 (Francesco Redi)가이를 거부하기위한 적절한 실험 설계를 고안 한 것은 1668 년이 되어서야였습니다.

그녀의 통제 된 실험에서 Redi는 모슬린으로 싸서 잘게 자른 고기 조각을 멸균 용기에 넣었습니다. 이 항아리는 거즈로 제대로 덮여있어서 고기와 접촉 할 수 없었습니다. 또한 실험에는 뚜껑이 닫히지 않은 또 다른 항아리 세트가 있습니다.

며칠 동안 파리는 자유롭게 들어가 알을 낳을 수 있었기 때문에 뚜껑이없는 항아리에서만 벌레가 관찰되었습니다. 뚜껑을 덮은 항아리의 경우 계란을 거즈 위에 직접 놓았습니다.

마찬가지로, 연구원 Lazzaro Spallanzani는 자연 발생 전제를 거부하는 일련의 실험을 개발했습니다. 이를 위해 그는 일련의 국물을 만들어 그곳에 살게 될 미생물을 파괴하기 위해 장기간 끓였습니다.

그러나 자발적인 생산을지지하는 사람들은 국물이 노출되는 열의 양이 과도하여 "생명력"을 파괴한다고 주장했습니다.

파스퇴르의 기여

나중에 1864 년에 프랑스의 생물 학자이자 화학자 인 루이 파스퇴르는 자발적인 세대의 가정을 종식시키기 시작했습니다.

이 목표를 달성하기 위해 Pasteur는 "구즈넥 플라스크"로 알려진 유리 용기를 제조했습니다. 유리 용기는 길이가 길고 끝이 구부러져있어 미생물의 침입을 방지합니다.

이 용기에서 파스퇴르는 멸균 상태로 남아있는 일련의 국물을 끓였습니다. 그중 하나의 목이 부러지면 오염되어 단시간에 미생물이 증식했습니다.

파스퇴르가 제공 한 증거는 반박 할 수 없었으며 2,500 년 이상 지속 된 이론을 뒤집 었습니다.

범정 자증

1900 년대 초 스웨덴의 화학자 Svante Arrhenius는 "The Creation of Worlds"라는 제목의 책을 썼는데, 여기서 생명체는 극한 조건에 저항하는 포자를 통해 우주에서 왔다고 제안했습니다.

논리적으로, 범 정자 이론은 생명의 기원에 대한 설명을 제공하지 않았다는 것 외에도 많은 논란에 둘러싸여있었습니다.

화학 합성 이론

파스퇴르의 실험을 검토 할 때, 그의 증거에 대한 간접적 인 결론 중 하나는 미생물이 다른 사람 에게서만 발생한다는 것입니다. 즉, 생명체는 생명체에서만 나올 수 있다는 것입니다. 이 현상을 "생체 발생"이라고합니다.

이 관점에 따라 러시아 Alexander Oparin과 영국인 John DS Haldane이 이끄는 화학 진화 이론이 등장합니다.

Oparin – Haldane 화학 합성 이론이라고도하는이 견해는 프리 바이오 틱 환경에서 지구는 산소가없고 수증기, 메탄, 암모니아, 이산화탄소 및 수소가 높은 대기를 가지고있어 고도로 환원성이 높다고 제안합니다.

이 환경에는 방전, 태양 복사 및 방사능과 같은 다른 힘이있었습니다. 이러한 힘은 무기 화합물에 작용하여 더 큰 분자를 생성하여 프리 바이오 틱 화합물로 알려진 유기 분자를 생성합니다.

밀러와 유리 실험

1950 년대 중반 연구원 Stanley L. Miller와 Harold C. Urey는 Oparin – Haldane 이론에 따라 지구 대기의 고대 조건을 시뮬레이션하는 독창적 인 시스템을 만드는 데 성공했습니다.

Stanley와 Urey는 이러한 "원시적"조건에서 단순한 무기 화합물이 아미노산, 지방산, 요소 등과 같이 생명에 필수적인 복잡한 유기 분자를 생성 할 수 있음을 발견했습니다.

폴리머 형성

앞서 언급 한 실험은 살아있는 시스템의 일부인 생체 분자가 기원 한 그럴듯한 방법을 제시하지만 중합 과정과 증가 된 복잡성에 대한 설명은 제시하지 않습니다.

이 질문을 명확히하기위한 몇 가지 모델이 있습니다. 첫 번째는 단단한 미네랄 표면을 포함하며 높은 표면적과 규산염이 탄소 분자의 촉매 역할을 할 수 있습니다.

바다 깊숙한 곳에서 열수 배출구는 철과 니켈과 같은 적절한 촉매 공급원입니다. 실험실 실험에 따르면 이러한 금속은 중합 반응에 참여합니다.

마지막으로, 해구에는 증발 과정으로 인해 단량체의 농도에 유리할 수있는 뜨거운 웅덩이가있어 더 복잡한 분자의 형성을 선호합니다. "원시 수프"가설은이 가정에 기초합니다.

Miller와 Pasteur 결과의 조정

이전 섹션에서 논의 된 아이디어의 순서에 따라 Pasteur의 실험에서 생명은 불활성 물질에서 발생하지 않는 반면 Miller와 Urey의 증거는 분자 수준에서 발생한다는 것을 나타냅니다.

두 결과를 조화시키기 위해서는 오늘날 지구 대기의 구성이 프리 바이오 틱 대기와 완전히 다르다는 것을 명심해야합니다.

현재 대기에 존재하는 산소는 형성되는 분자의 "파괴자"로 작동합니다. 유기 분자의 형성을 주도한 것으로 추정되는 에너지 원이 더 이상 프리 바이오 틱 환경의 빈도와 강도로 존재하지 않는다는 점도 고려해야합니다.

지구상에 존재하는 모든 형태의 생명체는 일련의 구조적 블록과 단백질, 핵산 및 지질이라고하는 큰 생체 분자로 구성됩니다. 그들과 함께 당신은 현재 생활의 기초 인 세포를 "무장"할 수 있습니다.

세포의 생명은 영속되며,이 원칙에 근거하여 파스퇴르는 모든 생명체가 이미 존재하는 또 다른 생명체로부터 나와야 함을 확언합니다.

RNA 세계

생물 생성 과정에서자가 촉매 작용의 역할이 중요하기 때문에 생명의 기원에 대한 가장 유명한 가설 중 하나는자가 복제 능력을 가진 단일 사슬 분자에서 시작을 가정하는 RNA 세계의 가설입니다.

이러한 RNA 개념은 최초의 생물 촉매가 단백질 성질의 분자가 아니라 오히려 촉매 작용을하는 능력을 가진 RNA 분자 (또는 이와 유사한 중합체)라는 것을 암시합니다.

이 가정은 펩타이드, 에스테르 및 글리코 시드 결합의 형성을 촉진하는 것 외에도 공정을 지시하는 어닐링을 사용하여 짧은 단편을 합성하는 RNA의 특성을 기반으로합니다.

이 이론에 따르면 조상 RNA는 금속, 피리 미딘 및 아미노산과 같은 일부 보조 인자와 관련이 있습니다. 신진 대사의 발전과 복잡성이 증가함에 따라 폴리펩티드를 합성하는 능력이 생깁니다.

진화 과정에서 RNA는 더 화학적으로 안정된 분자 인 DNA로 대체되었습니다.

생명의 기원에 대한 현재 개념

현재 생명체는 온도가 250 ° C에 도달하고 대기압이 300 기압을 초과하는 화산 분출구 근처의 해양 지역과 같은 극단적 인 시나리오에서 비롯된 것으로 의심됩니다.

이러한 의혹은 이러한 적대적인 지역에서 발견되는 다양한 생명체에서 발생하며이 원리는 "뜨거운 세계 이론"으로 알려져 있습니다.

이러한 환경은 극한 환경에서 성장, 발달 및 번식 할 수있는 생물 인 고세균에 의해 식민지화되었으며, 아마도 프리 바이오 틱 조건 (낮은 산소 농도 및 높은 CO ₂ 수준 포함 ) 과 매우 유사합니다 .

이러한 환경의 열적 안정성, 갑작스러운 변화에 대한 보호 및 지속적인 가스 흐름은 해저와 화산 분출구를 생명의 기원에 적합한 환경으로 만드는 긍정적 인 속성 중 일부입니다.

생물 발생 및 생물 발생 용어

1974 년에 유명한 연구원 칼 세이건은 생물 발생과 생물 발생이라는 용어의 사용을 명확히하는 기사를 발표했습니다. Sagan에 따르면 두 용어는 최초의 살아있는 형태의 기원에 대한 설명과 관련된 기사에서 잘못 사용되었습니다.

이러한 오류 중에는 biogenesis라는 용어가 자체 반의어로 사용됩니다. 즉, 생물 발생은 다른 생명체에서 시작하는 생명의 기원을 설명하는 데 사용되는 반면, 비 생물 발생은 무생물에서 나오는 생명의 기원을 나타냅니다.

이러한 의미에서 현대의 생화학 적 경로는 생물학적 경로로 간주되고 prebiological 대사 경로는 비 생물 적 경로로 간주됩니다. 따라서 두 용어의 사용에 특별한주의를 기울일 필요가 있습니다.

참고 문헌

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Sagan, C. (1974). 용어 '생체 발생'과 '비 발생'. 생명의 기원과 생물권의 진화, 5 (3), 529–529.
Schmidt, M. (2010). 이종 생물학 : 궁극적 인 생물 안전 도구로서 새로운 형태의 생명체. Bioessays, 32 (4), 322–331.
Serafino, L. (2016). 이론적 도전으로서의 무생물 발생 : 일부 반성. 이론 생물학 저널, 402, 18–20.

ABIOGENESIS : 주요 이론 - 생물학 - 2026