Chemie

Eine Suche nach dem Leben auf der Erde

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In einfacheren Zeiten war es der Konsens, dass Gott den Menschen schuf. Dann geschah die Wissenschaft, und es gab Fragen über den Ursprung des Lebens, auf die Wissenschaftler seitdem versucht haben, Antworten zu finden.

Es ist eine zwingende Frage. Stellen Sie es in den Kontext der weitgehend abiotischen Natur des bekannten Universums, und das Leben wird zum größten Geheimnis, das den menschlichen Geist fasziniert hat. Trotz all unserer technologischen Fähigkeiten können wir immer noch nicht sicher sein, ob der Ursprung des Lebens ein seltenes Glück ist oder ob es sich um ein heikles Puzzleteil handelt, das sich über die gesamte Galaxie erstreckt.

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Der Fachbegriff für diese Ideen über den Ursprung des Lebens ist Abiogenese. Die wissenschaftliche Gemeinschaft ist der Ansicht, dass das Leben aus einfachen organischen Verbindungen stammt, und es entwickelte sich zu den komplexen Wesen, die wir heute sehen.

Die genaue Mechanik dieses Prozesses kennen wir jedoch nicht. Die Theorie der organischen Verbindungen ist das Ausmaß dessen, worüber sich Wissenschaftler einig sind. Darüber hinaus gibt es viele Theorien, die von verschiedenen Gemeinschaften in der wissenschaftlichen Welt verteidigt werden.

Täglich tauchen neue Beweise und Gegenbeweise auf, die den Ball zwischen den verschiedenen Denkrichtungen hin und her bewegen.

Der Konsens

Das Studium der Abiogenese ist weitgehend interdisziplinär. Es enthält Beiträge von Astrophysikern, Biologen, Geologen und vielen anderen Wissenschaftszweigen.

Es ist jedoch schwierig abzuleiten, wie das Leben auf unserem Planeten entstanden ist. Einer der Gründe, warum eine so große Gemeinschaft diese Frage nicht beantworten konnte, ist, dass sich die Bedingungen auf der Erde heute von den Bedingungen unterscheiden, als das Leben zum ersten Mal auf dem Planeten entstand.

Es gab viele Versuche, die Bedingungen mit einigem Erfolg wiederherzustellen. Das erste davon war das Miller-Urey-Experiment. Obwohl es die sogenannte Ursuppe nicht vollständig imitierte, konnte es aus natürlich vorkommenden Chemikalien einfache Aminosäuren herstellen.

Es ist jedoch noch nicht bekannt, wie diese organischen Verbindungen zu komplexer DNA und RNA kamen. Es ist heute allgemein bekannt, dass dies die Moleküle sind, die für den Transport von Genen vom Elternteil zum Kind verantwortlich sind.

Ebenso sind die Vorstellungen über die Bildung von Zellen meist noch theoretisch.

Derzeit gibt es drei große Denkschulen über den Ursprung des Lebens. Die erste Schule sagt, dass das erste lebensechte Merkmal, das auftauchte, das der Fortpflanzung war.

Diese Theorie basiert auf darwinistischen Ideen und der Tatsache, dass die Reproduktion eines der grundlegenden Merkmale des Lebens ist.

Die Befürworter dieser Theorie akzeptieren, dass die erste Form nur aus RNA anstelle von DNA und Proteinen bestand. Diese Idee wurde von Leslie Orgel vorgeschlagen, der glaubte, dass frühe Lebenszeichen selbstreplizierende RNA hatten.

Es war das erste Mal, dass ein bestimmtes Merkmal, nämlich die Reproduktion, vor anderen auftauchte und den Beginn dieses „Rasenkrieges“ auslöste.

Die zweite Denkrichtung besagt, dass die Lebensform vor der Reproduktion eine Grenze zur Umwelt haben muss. Dieser Vorgang wird als Unterteilung bezeichnet.

Es konzentriert sich auf die Entwicklung von Zellen mit Wänden oder Membranen. Alexander Oparin hat diese Idee populär gemacht.

Er schlug vor, dass Koazervate die Vorfahren moderner Zellen seien. Dies sind mikroskopisch kleine Tröpfchen organischer Moleküle wie Lipide, die durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten werden.

Es ist bekannt als die Oparin-Haldane-Hypothese nach Oparin und J. B. S. Haldane, die unabhängig voneinander ein ähnliches Modell vorgeschlagen haben.

Der dritte ist der Stoffwechsel. Das Leben verbraucht, speichert und nutzt Energie für alle Prozesse. Die Theorie argumentiert daher, dass die Fähigkeit zur Durchführung des Stoffwechsels an erster Stelle stehen muss.

Wächtershäuser und Michael Russell befürworteten unter anderem diese Idee, die argumentierten, dass alle Lebensprozesse Energie erfordern würden. Und deshalb muss in den ursprünglichen Lebensformen irgendeine Form des Stoffwechsels existiert haben.

Die Debatte

Alle drei Lehren haben bis heute mit Beweisen aus jeder der Gruppen überlebt. Die moderne Technologie ermöglichte eine weitere Analyse dieser Ideen und wird mit neuem Interesse verfolgt.

Die ehrgeizigste der aktuellen Ideen ist eine All-Inclusive-Theorie. Alles tauchte zuerst auf. Das Argument ist, dass anstelle von isolierten Schritten, an die klassisch gedacht wurde, das Leben geschah, wobei alle drei Phänomene gleichzeitig stattfanden.

John Sutherland schlug diese radikal neue Idee vor, die auf seiner Arbeit am Labor für Molekularbiologie (LMB) in Cambridge, Großbritannien, basiert.

Die erste RNA-Gruppe arbeitete an der Herausforderung zu demonstrieren, wie sich Nukleotide auf natürliche Weise auf der Erde gebildet hätten. Sunderlands Team setzte fünf einfache Moleküle durch eine Reihe von Reaktionen zusammen, die zwei RNA-Nukleotide ohne Zucker oder Basen produzierten.

Während einige dies als Erfolg für die RNA-Gruppe betrachteten, glaubte Sunderland selbst, dass mehr dahinter steckt. Er ließ sich von Jack Szostak inspirieren, der als erster eine Kombination aus Replikations- und Kompartimentierungsideen vorschlug.

Die Experimente zur Replikation des Ursprungsprozesses kontrollierten bis zu diesem Zeitpunkt die Bedingungen und das chemische Gemisch auf die Dinge, die zur Synthese einer bestimmten Substanz erforderlich sind. Sunderland argumentiert, dass es die Kombination all dieser Faktoren - der unordentliche Schlamm von Chemikalien - war, die zur Entstehung von Leben geführt hat.

Das Unbekannte

In diesem Jahr gab es Entdeckungen und Studien, die viele widersprüchliche Ideen stützten. Einige sagen, dass das Leben am Grund des Ozeans entstanden ist.

Andere vermuten, dass sie aus dem Weltraum stammen könnten. Ein anderer sagt, dass es in kleinen Teichen auf der Erdoberfläche entstanden ist.

Bei jeder Entdeckung fühlen wir uns der Antwort nahe, aber wenn wir genauer hinschauen, stellen wir fest, dass wir weit davon entfernt sind. Es entstehen viele neue Ideen, die frühere unterstützen, aber es gab keinen einzigen erfolgreichen Versuch, das Leben neu zu erschaffen.

Möglicherweise können wir einen Prozess unter Laborbedingungen demonstrieren, aber das bedeutet nicht unbedingt, dass dies so geschehen ist.

Das Problem ist, dass es viele Theorien und nicht genügend experimentelle Beweise gibt, um sie zu stützen. Die Wahrheit ist, wir werden vielleicht nie erfahren, wie das Leben passiert ist.

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Trotzdem sind die Auswirkungen dieser Studie enorm und nicht nur auf wissenschaftlicher Ebene.

Als Darwin zum ersten Mal vorschlug, dass sich Tiere von einem gemeinsamen Vorfahren entwickelten, wurde er verspottet und seine Ideen verworfen und verspottet. Doch heute wird seine Arbeit mehr oder weniger als Tatsache angesehen.

Die heutige Welt ist offener für Ideen, und dennoch sind Fragen wie diese auf vielen Ebenen oft eine Herausforderung.

Zu wissen, dass sich der Komplex, der Mensch genannt wird, über Milliarden von Jahren aus einfachen Chemikalien entwickelt hat, macht ihn nicht weniger zu einem Wunder.


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