تکامل شیمیایی

تکامل شیمیایی یا بیوژنز اصطلاحی است که برای توصیف پیدایش موجودات زنده از مواد معدنی و آلی به کار می رود . ^[1] [2] در هادین (تا حدود 4 میلیارد سال پیش)، اولین مرحله پرکامبرین آغاز شد . در دوره ائوآرکئه ، بخش دوم پرکامبرین، تکامل موجودات سلولی آغاز شد. پروکاریوت ها ظهور کردند . از آن زمان، حیات از حیات ( بیوژنز ) شکل گرفته است . مخلوط ناشناخته ای از مواد معدنی که حیات را ممکن ساخته است اغلب به عنوان نامیده می شود Ursuppe ( سوپ اولیه انگلیسی )، Urschleim یا Urschlamm به آن اشاره شده است، اگرچه این ایده بحث برانگیز است.

تکامل شیمیایی با تشکیل خودبخودی ساختارها با کاتالیز خودکار ، از جمله ظهور هموکایرالیته مشخص می شود . تعادل جریان دور از تعادل ترمودینامیکی مورد نیاز است . شیب های حرارتی و شیمیایی ناشی از چشمه های آب گرم در کف دریا به عنوان محرک های احتمالی در نظر گرفته می شوند.

در مورد سیر تکامل شیمیایی فرضیه های مختلفی وجود دارد. آنها عمدتاً توسط آزمایشات مبتنی بر دانش زمین شناسی از ترکیب شیمیایی جو زمین ، هیدروسفر و لیتوسفر در آن زمان و شرایط آب و هوایی پشتیبانی می شوند. اگرچه شکل‌گیری شیمیایی مولکول‌های پیچیده که برای فرآیندهای بیولوژیکی ضروری هستند قبلاً مشاهده شده است، اما هنوز تشکیل یک سیستم زنده مشاهده نشده است. آزمایش‌ها در حال حاضر برای فرمول‌بندی یک نظریه منسجم که بتواند چگونگی پیدایش حیات را توضیح دهد، کافی نیست.

به نظر می رسد مسلم است که تنها یک شکل از حیات، یعنی آن که مبتنی بر اسیدهای نوکلئیک ( RNA و DNA ) است، غالب شده است (اگر دیگران باید وجود داشته باشند یا حتی ممکن است). نشانه‌های ضروری برای این نظریه، هویت بلوک‌های سازنده دو درشت مولکول حیاتی معمولی در تمام اشکال حیات شناخته شده (پنج نوکلئوتید به عنوان بلوک‌های سازنده اسیدهای نوکلئیک و 21 اسید آمینه به عنوان بلوک‌های سازنده پروتئین ) و جهانی است. کد ژنتیکی معتبر

فهرست مطالب

• 1ملاحظات اولیه
  • 1.1زیست مولکول ها
  • 1.2نقش جو زمین
  • 1.3نقش آب در تکامل حیات
• 2فرضیه ها و آزمایشات در مورد تکامل شیمیایی
  • 2.1اولین نظریه ها در مورد مخاط اولیه
  • 2.2فرضیه Oparin-Haldane
  • 2.3آزمایش میلر-اوری
  • 2.4سایر واکنش ها و شبکه های واکنش
  • 2.5مشارکت کانی ها و سنگ ها
  • 2.6دنیای آهن-گوگرد
  • 2.7تکامل شیمیایی در پوسته قاره ای
  • 2.8تشکیل ماکرومولکول ها
  • 2.9تشکیل ساختارهای پری بیوتیک (پیش سازهای سلولی)
    • 2.9.1کواسروات می کند
    • 2.9.2میکروکره ها
    • 2.9.3پروتوسل ها
    • 2.9.4پیش سلول ها – تشکیل سلولی متوالی (سلولی سازی)
  • 2.10جهان RNA
  • 2.11غنی سازی
• 3گزینه های جایگزین در نظر گرفته شده است
  • 3.1مولکول های زیستی از فضا
  • 3.2بیومولکول های حاصل از رویدادهای ضربه ای
  • 3.3شکل های زندگی از فضا
  • 3.4“آنتی ارگانیسم ها”
• 4محققان در زمینه تکامل شیمیایی
• 5انتقاد
• 6همچنین ببینید
• 7ادبیات
• 8لینک های وب
• 9موارد

ملاحظات اولیه

فرضیه های تکامل شیمیایی باید جنبه های مختلفی را توضیح دهند:

1. شکل گیری بیوژنیک مولکول های زیستی، یعنی توسعه آنها از پیش سازهای غیر زنده یا غیر آلی ( کیهان شیمی ).
2. ظهور سیستم‌های اطلاعات شیمیایی خودتکثیر شونده و متغیر، یعنی ظهور سلول‌ها (احتمالاً در تکامل همزمان با ویروس‌ها ).
3. ظهور وابستگی متقابل عملکرد ( آنزیم ها ) و اطلاعات (RNA، DNA).
4. شرایط محیطی زمین 4.5 تا 3.5 میلیارد سال پیش (یا احتمالاً در سایر اجرام آسمانی مشابه در منظومه‌های سیاره‌ای ما یا سایر سیاره‌ها – مانند قمرها، سیارات فراخورشیدی ، ماه‌های بیرونی یا حتی هواپیماها ، اکنون یا قبل از آن).

ایده های قدیمی تر در مورد تولید خود به خودی در سال 1860 توسط آزمایش های لوئی پاستور برای میکروبیولوژی نیز رد شد . ^[4] علوم جدید زیست شناسی سلولی ، ویروس شناسی و بیوشیمی (زیست شناسی مولکولی) توانستند نظریه تکامل را اثبات کنند، اما پیچیدگی عظیم فرآیندهای زندگی را نیز روشن کردند، به طوری که پاسخ به این سوال که چه زمانی آغاز شد به نظر می رسید. ناامید بود و در ابتدا تا حد زیادی نادیده گرفته شد. ^[5]

یک مدل یکپارچه از تکامل شیمیایی هنوز وجود ندارد، احتمالاً به این دلیل که اصول اساسی هنوز کشف نشده است.

بیومولکول ها [ ویرایش | ویرایش منبع ]

تشکیل پری بیوتیک مولکول های آلی پیچیده را می توان به سه مرحله تقسیم کرد:

1. تشکیل مولکول های آلی ساده ( الکل ها ، اسیدها ، هتروسیکل ها مانند پورین ها و پیریمیدین ها ) از مواد معدنی.
2. تشکیل بلوکهای ساختمانی اساسی ( قندهای ساده ، اسیدهای آمینه ، پیرولها ، اسیدهای چرب ، نوکلئوتیدها ) مولکولهای آلی پیچیده از مولکولهای آلی ساده.
3. تشکیل مولکول های آلی پیچیده از بلوک های ساختمانی اساسی.

تجزیه و تحلیل عنصری این مولکول ها منجر به این سوال می شود که کدام ترکیبات معدنی برای تشکیل آنها ضروری است.

ترکیب مولکول های زیستی

	سی	اچ	O	ن	اس	پ
کربوهیدرات ها	ایکس	ایکس	ایکس
لیپیدها	ایکس	ایکس	ایکس	ایکس		ایکس
پروتئین ها	ایکس	ایکس	ایکس	ایکس	ایکس
نوکلئوتیدها	ایکس	ایکس	ایکس	ایکس		ایکس
پورفیرین ها	ایکس	ایکس	ایکس	ایکس

منبع معدنی احتمالی عناصر

	کاهش	اکسید شده
کربن (C)	متان ( CH4 )	دی اکسید کربن (CO 2 )، مونوکسید کربن (CO)
هیدروژن (H)	هیدروژن ( H2 )	آب ( H2O )
اکسیژن (O)	آب ( H2O )	اکسیژن (O 2 )
نیتروژن (N)	آمونیاک (NH 3 )	نیترات ( NO 3- )
گوگرد (S)	سولفید هیدروژن (H 2 S)	سولفات ها (SO 4 2- )
فسفر (P)	فسفین (PH 3 )	فسفات ها (PO 4 3- )

همه فرضیه ها فرض می کنند که علاوه بر آب و فسفات، در ابتدا فقط اشکال احیا شده ترکیبات شیمیایی که معمولاً امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، به مقدار کافی در دسترس بودند، زیرا جو اولیه به سختی حاوی اکسیژن مولکولی بود.

فرض می شود که اشعه ماوراء بنفش و رعد و برق منابع انرژی هستند . بر اساس برخی از نظریه‌های بسیار قابل توجه اخیر، انرژی لازم برای تشکیل مولکول‌های زیستی می‌تواند از طریق فرآیندهای ردوکس بی‌هوازی _بین گازهای آتشفشانی کاهش‌یافته و کانی‌های سولفیدی مانند پیریت ( FeS2 ) به دست آید.

نقش جو زمین

جو زمین در زمان ابیوژنز خنک بود، به اصطلاح پارادوکس کم نور خورشید جوان را ببینید . این خاصیت کاهنده داشت ، بنابراین تا حد زیادی عاری از اکسیژن مولکولی و بدون لایه ازن بود . بخار آب در دمای بالا در جو جمع می شود. این متراکم شد و آب روی سطح زمین جمع شد.

نقش آب در تکامل حیات

زندگی همانطور که می دانیم (یا تعریف می کنیم) به آب به عنوان حلال جهانی نیاز دارد. دارای خواصی است که بر اساس درک علمی پذیرفته شده، امکان ظهور حیات را فراهم می کند (همچنین به اصل انسان شناسی مراجعه کنید ). این امکان وجود دارد که حیات مستقل از آب بوجود بیاید و وجود داشته باشد، اما بسیاری از دانشمندان بر این باورند که وجود آب مایع (در یک منطقه خاص یا در یک سیاره معین ، مانند مریخ ) نه تنها نوع زندگی ما را قادر می‌سازد، بلکه آن را بسیار می‌سازد. به احتمال زیاد ممکن است

خواص زیر آب برای منشا حیات مرتبط است:

• آب در محدوده دمایی مایع است که مولکول های آلی در آن پایدار هستند.
• آب به ویژه به عنوان یک محیط قطبی برای واکنش های شیمیایی مناسب است ، زیرا اختلاط همگن را ممکن می کند، می تواند پروتون ها را برای کاتالیز فراهم کند و ظرفیت گرمایی بالایی دارد و در نتیجه گرمای اضافی واکنش را جذب می کند.
• ناهنجاری آب از یخ زدن بدنه های آب از پایین جلوگیری می کند و منطقه ای با دمای یکنواخت را فراهم می کند.
• آبی که در آن مواد حل می شود، مانند آب دریا، هنگام یخ زدن ، مناطقی با غلظت های مختلف مواد تشکیل می دهد که توسط غشای یخی احاطه شده اند. بر اساس فرضیه بحث برانگیز فیزیکدان هاوک ترینکس، نه تنها زیست مولکول ها، بلکه حیات نیز از این طریق سرچشمه گرفته است.

فرضیه ها و آزمایشات در مورد تکامل شیمیایی

نظریه های اولیه در مورد لجن اولیه

پس از رد مفاهیم پیشامدرن تولید خود به خود، زیست شناسانی مانند ژان باپتیست دو لامارک با این وجود معتقد بودند که حداقل باید نسل خود به خودی وجود داشته باشد . در سال 1805، لورنز اوکن همچنین از این نظریه حمایت کرد که تمام زندگی از تجمع حباب های کوچک تشکیل شده است (این پیشرو نظریه سلولی بود ) و پر از مخاط اولیه است که از مواد معدنی تشکیل شده است. این اصطلاحات فنی آلمانی توسط اوکن ابداع شد. ^[7]

فرضیه Oparin-Haldane

در دهه 1920، دانشمند بریتانیایی جی بی اس هالدان و بیوشیمیدان شوروی الکساندر اوپارین به طور مستقل یکی از مشهورترین فرضیه های تکامل را منتشر کردند . این تئوری بیان می کند که حتی در آن زمان، شرایط روی زمین به نفع واکنش های شیمیایی خاصی بود. هر دو محقق معتقد بودند که مولکول‌های آلی می‌توانند از مواد زیست‌زا تحت تأثیر یک منبع خارجی انرژی (مانند تابش بسیار شدید فرابنفش ) و جو اولیه حاوی آمونیاک تشکیل شوند.، بخار آب و مقدار کمی اکسیژن آزاد می تواند اثر کاهشی داشته باشد. هر دو همچنین حدس زدند که اولین اشکال حیات در اقیانوس گرم اولیه ظاهر شد و هتروتروف بود تا اتوتروف . ^[۸]

اوپارین بر این باور بود که حیات از کواسروات‌ها – که به‌طور خود به خود تشکیل شده‌اند و توده‌های کروی مولکول‌های لیپیدی – که توسط نیروهای الکترواستاتیکی که ممکن است پیش‌ساز سلول‌ها بوده‌اند، در کنار هم نگه داشته شوند. کار Oparin با coacervates تایید کرد که آنزیم های اساسی برای واکنش های بیوشیمیایی در متابولیسممحصور در یک پوشش غشایی کارآمدتر از شناور آزاد در محلول های آبی کار می کند. هالدن که با کواسروات های Oparin آشنا نبود، معتقد بود که ابتدا مولکول های آلی ساده تشکیل می شوند و با قرار گرفتن در معرض نور فرابنفش به تدریج پیچیده تر می شوند و در نهایت سلول ها را تشکیل می دهند. ایده های هالدن و اوپارین اساس بسیاری از تحقیقات اختصاص داده شده به زیست زایی در چند دهه آینده را تشکیل دادند. ^[۸]

آزمایش میلر-اوری

در سال 1953، این فرضیه توسط شیمیدان استنلی میلر و هارولد سی اوری از طریق آزمایش سوپ اولیه مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش ، آنها نشان دادند که در محیطی مشابه شرایط پری بیوتیک فرضی، ترکیبات آلی پیچیده تری مانند اسیدهای آمینه و اسیدهای کربوکسیلیک و چرب پایین تر از ترکیبات معدنی (آب، آمونیاک و هیدروژن) و متان با افزودن انرژی (رعد و برق) تشکیل می شوند. می تواند. در آزمايش‌هاي بعدي، عمدتاً پيچيده‌تر سوپ اوليه، تمام اجزاي سازنده موجودات زنده [اسيدهاي آمينه، ليپيدها ، پورين‌ها(بازهای نوکلئوتیدی) و قندها]، و همچنین ترکیبات آلی پیچیده پورفیرین ها و ایزوپرن ها .

اگرچه این امکان اساسی تشکیل طبیعی مولکول‌های آلی را نشان می‌دهد، اهمیت این نتیجه برای فرآیند واقعی پیدایش حیات بر روی زمین امروزه اغلب به طور انتقادی نگریسته می‌شود. در آزمایش سوپ اولیه، فرض بر این بود که اتمسفر زمینی از نظر شیمیایی دارای ویژگی کاهشی است که با وضعیت دانش در آن زمان مطابقت دارد. امروزه، از سوی دیگر، اغلب فرض می شود که جو در این زمان فقط اندکی کاهش یا حتی خنثی بوده است، اما این سوال هنوز در نهایت روشن نشده است و ناهمگنی های شیمیایی محلی در شرایط جوی نیز مورد بحث قرار می گیرد، به عنوان مثال در در مجاورت آتشفشان ها آزمایش‌های بعدی توانستند نشان دهند که مولکول‌های آلی نیز تحت چنین شرایط جوی تغییر یافته تشکیل می‌شوند. حتی آنهایی که در آزمایش اصلی به وجود نیامده اند، اما بازده بسیار کاهش می یابد. به همین دلیل، اغلب استدلال می شود که احتمالات دیگر برای منشاء مولکول های آلی باید حداقل نقش اضافی ایفا کرده باشند. منشا مولکول های آلی در فضا و انتقال آنها به زمین توسط شهاب سنگ ها و یا ظهور به اصطلاح در مجاورت معمولا ذکر می شود.سیگاری سیاه .

به عنوان یک استدلال بیشتر علیه منشا مولکول‌های آلی بیولوژیکی طبق آزمایش سوپ اولیه، اغلب بیان می‌شود که راسمات ، یعنی مخلوطی از اسیدهای آمینه L و اسیدهای آمینه D ، در این آزمایش تشکیل شده است. با این حال، بسیاری از اسیدهای آمینه موجود در موجودات زنده دارای پیکربندی L هستند (به کایرالیته بیولوژیکی مراجعه کنید ). بنابراین باید یک فرآیند طبیعی وجود داشته باشد که ترجیحاً مولکول‌های کایرال را انتخاب کند. توسط اختر زیست شناساناشاره می شود که توضیح این موضوع در فضا آسان تر است، زیرا فرآیندهای فتوشیمیایی با تشعشعات قطبی شده دایره ای، مانند آنهایی که توسط تپ اخترها ایجاد می شوند، قادرند تنها مولکول های کایرال با دستی خاص را از بین ببرند. در واقع، مولکول‌های آلی کایرال در شهاب‌سنگ‌ها یافت شده‌اند که فراوانی شکل L تا 9 درصد غالب است. ^[9] با این حال، در سال 2001 نشان داده شد که سیستم‌های پپتیدی خود-تکثیر شونده همچنین می‌توانند به طور موثر محصولات همو کایرال راسمات مادری را تقویت کنند، که این محققان معتقدند که از مفهوم منشأ زمینی دست بودن در مولکول‌های بیولوژیکی پشتیبانی می‌کند. ^[10]

Günter Wächtershäuser تردیدهای اساسی در مورد شرایط آزمایش سوپ اولیه ابراز می کند . مطالعات دیگر نیز به این نتیجه رسیده اند که شرایط اولیه زمین اولیه با شرایط شبیه سازی شده در آزمایش مطابقت ندارد. ^[11]

سایر واکنش ها و شبکه های واکنش

از محصولات میانی فرمالدئید (CH ₂ O) و هیدروژن سیانید (HCN) که در آزمایش میلر-اوری اتفاق می‌افتند، زیست مولکول‌های بیشتری را می‌توان تحت شرایط شبیه‌سازی شده روی زمین در 4.5 میلیارد سال پیش تولید کرد. به این ترتیب خوان اورو در سال 1961 موفق به سنتز آدنین شد:

آموزش می دهد			محصولات
2 CH2 O	HCN	H2O __ _	سرین
5 CH2 O			ریبوز
	5HCN		آدنین

او همچنین تشکیل آدنین و گوانین را با پلیمریزاسیون حرارتی سیانید آمونیوم در محلول آبی نشان داد. ^[12] آدنوزین تری فسفات (ATP) از ریبوز، آدنین و تری فسفات تشکیل می شود که در موجودات به عنوان یک حامل انرژی جهانی و به عنوان بلوک ساختمانی (به عنوان مونوفسفات) اسیدهای ریبونوکلئیک (RNA) استفاده می شود .

نرم افزاری به نام AllChemy ^[13] برای شبکه های واکنش شیمیایی مصنوعی برای تحقیق در زیست زایی می تواند مسیرهای تولید مواد مرتبط بیوشیمیایی را پیش بینی کند، تا حدی به صورت تجربی تایید شده است . ^[14] [15]

علاوه بر این، مدل‌های تحقیقاتی با «شبکه‌های واکنش پیوسته» شیمیایی نیز وجود دارد که در آنها مواد ساده تحت شرایط مدل‌سازی شده در آب تحت تابش واکنش می‌دهند تا مواد اولیه مهم برای RNA را تشکیل دهند. ^[16] [17]

سهم مواد معدنی و سنگها

• مولکول های آلی در برابر اشعه ماوراء بنفش در حفره های کوچک در سنگ ها محافظت می شوند.
• سطوح کریستالی می توانند به عنوان ماتریس برای رشد ماکرومولکول ها عمل کنند. سطوح کریستالی می توانند اشکال مولکولی خاصی را ترجیح دهند. اسیدهای آمینه L و D به مکان های مختلف روی یک کریستال کلسیت متصل می شوند .
• آهارون کاتالسکی ( موسسه ویزمن اسرائیل) توانست با کمک ماده معدنی رسی مونت موریلونیت ، پروتئین هایی با طول زنجیره بیش از 50 اسید آمینه با عملکرد تقریباً 100 درصد در محلول آبی تولید کند .
• یون‌های فلزی می‌توانند به‌عنوان کاتالیزور، به‌عنوان اهداکننده الکترون عمل کنند یا در بیومولکول‌ها گنجانده شوند.
• کانی های رسی اغلب دارای بار الکتریکی هستند که به آنها اجازه می دهد تا مولکول های آلی باردار را جذب و نگه دارند.

 

دنیای آهن-گوگرد

شکل ویژه ای از مشارکت مواد معدنی و سنگ ها در سنتز پری بیوتیک مولکول های آلی ممکن است روی سطح کانی های سولفید آهن (” ساندویچ اولیه ” ) اتفاق افتاده باشد . در واقع، نظریه میلر-اوری محدودیت‌های جدی دارد، به‌ویژه با توجه به فقدان توضیحی برای پلیمریزاسیون بلوک‌های سازنده مونومر تشکیل‌شده از مولکول‌های زیستی.

یک سناریوی جایگزین برای تکامل اولیه زندگی بنابراین در اوایل دهه 1980 توسط گونتر وخترشاوزر ایجاد شد، که به سرعت حمایت کارل پوپر فیلسوف را برای نظریه جایگزین خود جلب کرد . بر این اساس، حیات روی زمین از سطح مواد معدنی آهن-گوگرد، یعنی سولفیدها که امروزه نیز از طریق فرآیندهای زمین‌شناسی در آتشفشان‌های اعماق دریا شکل می‌گیرند، در روزهای اولیه زمین بسیار بیشتر رخ داده و احتمالاً نیز وجود داشته است. در بسیاری از سیارات فراخورشیدی ، قمرهای خارجی و هواپیماها باید حضور داشته باشند. همچنین در منظومه شمسی ما، برخی از قمرهای بزرگتر سیارات گازی در زیر لایه یخ ظاهر می شونداقیانوس مشکوک فرازمینی .

مزیت بزرگ این مفهوم در مقایسه با تمام تئوری های دیگر این است که برای اولین بار امکان پیوند تشکیل مولکول های زیستی پیچیده به یک منبع انرژی به طور مداوم در دسترس و قابل اعتماد وجود دارد. انرژی از کاهش گوگرد در مواد معدنی آهن-گوگرد مانند پیریت (FeS ₂ ) با هیدروژن عنصری (H ₂ ) ( طرح واکنش : FeS ₂  + H ₂  ⇌ FeS + H ₂ S ) حاصل می شود و انرژی کافی برای ایجاد یک سنتز آمونیاک پری بیوتیک و همچنین در مورد اندرگونواکنش‌های سنتز را برای بلوک‌های ساختمانی مونومری مولکول‌های زیستی و پلیمریزاسیون آنها تحریک می‌کند. مشابه یون های آهن ، سایر یون های فلزات سنگین نیز با سولفید هیدروژن سولفیدهای نامحلول تشکیل می دهند (به گروه سولفید هیدروژن مراجعه کنید ).

علاوه بر این، پیریت و سایر کانی‌های آهن-گوگرد سطوحی با بار مثبت ایجاد می‌کنند که روی آن‌ها مولکول‌های زیستی با بار منفی غالب (اسیدهای آلی، استرهای فسفات، تیولات‌ها) می‌توانند (اغلب از طریق واکنش‌های تشکیل‌دهنده کمپلکس)، متمرکز شوند و با یکدیگر واکنش نشان دهند . مواد مورد نیاز برای این کار، مانند سولفید هیدروژن، مونوکسید کربن و نمک‌های آهن (II) نیز به سطح این « دنیای آهن – گوگرد » می‌رسند ( ESW)). واخترشاوزر برای نظریه خود از مکانیسم های اساسی متابولیسم استفاده می کند که هنوز وجود دارد و از آنها یک سناریوی ثابت برای سنتز مولکول های آلی پیچیده و بیومولکول ها (اسیدهای آلی، اسیدهای آمینه، قندها، بازهای نوکلئیک، لیپیدها) از مولکول های پیش ساز معدنی ساده استخراج می کند. که در گازهای آتشفشانی (NH ₃ , H ₂ , CO , CO ₂ , CH ₄ , H ₂ S ) یافت می شود.

برخلاف فرضیه میلر-یوری، هیچ نیروی خارجی به شکل رعد و برق یا تشعشع UV مورد نیاز نیست. علاوه بر این، اولین واکنش‌های شیمیایی ساده در دماهای بالا بدون اینکه مانعی برای آنها ایجاد شود (مانند واکنش‌های بیوشیمیایی کاتالیز شده توسط آنزیم) بسیار سریع‌تر انجام می‌شوند. از آنجایی که در آتشفشان های اعماق دریا می توان به دمای 350 درجه سانتی گراد رسید، تصور ظهور حیات در این دماهای بالا آسان است. تنها بعداً، پس از ظهور کاتالیزورهای حساس به دما (ویتامین‌ها، پروتئین‌ها)، تکامل بیشتر باید در سوله‌های سردتر صورت گرفته باشد.

بنابراین، سناریوی Wächtershäuser نیز به خوبی با شرایط مشاهده شده در سیگاری های سیاه در اعماق دریا مطابقت دارد، زیرا چنین طاقچه ای در این سازه ها به دلیل شیب های شدید دما از داخل به خارج به راحتی امکان پذیر است. میکروارگانیسم‌های زنده کنونی که اصلی‌ترین آنها در نظر گرفته می‌شوند، گرما دوست‌ترین با حداکثر دمای (قبلی) برای رشد +113 درجه سانتیگراد هستند. علاوه بر این، مراکز آهن-گوگرد نقش مهمی در بسیاری از آنزیم های فعلی دارند ، به عنوان مثال. ب. زنجیره تنفسی. این می تواند به دخالت اولیه مواد معدنی Fe-S در تکامل حیات اشاره کند، به خصوص که اینها هنوز هم متابولیت های باکتری های بی هوازی هستند.

تز منشأ شیمیائی اتوتروفیک زندگی در سیگاری های سیاه پوست به ویژه توسط محققین ویلیام مارتین و مایکل راسل ارائه شده است. ^[18] اتفاقاً، به دلیل استقلال گسترده از نور یک ستاره مرکزی، ظهور حیات در فاصله بیشتر از آن (یا اصلاً) خارج از منطقه قابل سکونت کلاسیک، قابل تصور است.

تکامل شیمیایی در پوسته قاره [ ویرایش | ویرایش منبع ]

اولریش شرایبر زمین‌شناس و کریستین مایر شیمی‌دان فیزیک از دانشگاه دویسبورگ-اسن با مدلی که بر پوسته زمین به‌عنوان محیط واکنش متمرکز است، رویکردی کاملاً متفاوت را برای تکامل شیمیایی و منشأ حیات دنبال می‌کنند. ^[19]بنابراین، آنها فضای واکنشی را شامل می شوند که قبلاً در نظر گرفته نشده است: مناطق شکستگی حامل آب و گاز (مناطق گسل زمین ساختی) در اولین مجتمع های پوسته قاره ای (کراتون ها). پوسته قاره ای ضخیم تر و خنک تر از اقیانوسی است و بسیار ناهمگن تر است. تنش‌های درون پوسته منجر به ایجاد مناطق گسلی می‌شوند که به گوشته زمین گسترش می‌یابند، که از طریق آن گازهای گوشته بالا می‌روند. تمام پیش سازهای لازم برای شیمی آلی حیات در نواحی گسلی باز به وفور یافت می شود. فسفات از آپاتیت های محلول، CO، H ₂ ، CO ₂ ، N ₂ ، NH ₃HCN، ترکیبات گوگرد و بور، تمام فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، سولفیدهای آهن و کلیه کاتالیزورهای فلزی. واکنش‌های CO و H2 _، قابل مقایسه با سنتز فیشر/تروپش، منجر به ایجاد مولکول‌های زنجیره بلند در تمام سطوح زیرزمینی با مقادیر pH، شرایط فشار و دما متفاوت می‌شود که اساس اجزای سلول را تشکیل می‌دهند. علاوه بر این، شیمی هیدروترمال اسیدهای آمینه، بازهای آلی و قندها را فراهم می کند.

علاوه بر تمام مواد اولیه لازم، مزایای تعیین کننده دیگری برای محل تشکیل پوسته قاره ای وجود دارد. از تابش اشعه ماوراء بنفش و جریان ذرات باد خورشیدی که در فاز اولیه به آن برخورد می کرد محافظت می شد. برخورد شهاب‌سنگ‌های دیررس هرگز کل پوسته قاره‌ای را تحت تأثیر قرار نداد. گازهایی که هنوز در موفت ها (چاه های معدنی، آبفشان های آب سرد) روی سطح زمین خارج می شوند، از عمق 800 تا 1000 متری (بسته به فشار و ترکیب) فوق بحرانی هستند. این به این معنی است که آنها یک حالت میانی بین مایع و گاز را نشان می دهند. برای مثال بسیار مهم است که دی اکسید کربن در این حالت فاز مانند یک حلال آلی عمل کند. که در آن مواد آلی آبگریز حل می شوند و می توانند با یکدیگر واکنش دهند (و همچنین با اجزای آب دوست در سطح مشترک آب). سطوح گسل دارای گوشه ها و برآمدگی های بی شماری هستند که در آن گازهای فوق بحرانی به دام افتاده اند. این امر میکرو اتوکلاوهای بی‌شماری را ایجاد می‌کند که در آن واکنش‌هایی که در سطح امکان‌پذیر نیست و با طول عمر منطقه گسل میلیون‌ها سال می‌توانند انجام شوند.

جالب ترین منطقه در عمق حدود 1000 متری یافت می شود، جایی که می توان انتقال فاز از دی اکسید کربن فوق بحرانی به زیر بحرانی را انتظار داشت. مواد آلی غیر قطبی در اینجا متمرکز می شوند، زیرا دی اکسید کربن خاصیت حلال خود را از دست می دهد. این مواد آلی را می توان در کریستال های کوارتز که در این محیط رشد می کنند، شناسایی کرد. ^[20] نوسانات فشار ( جزر و مد زمین یا آبفشان های آب سرد ناشی از CO _{2 ) همچنین منجر به انتقال فاز دوره ای می شود که منجر به تشکیل و از هم پاشیدگی وزیکول ها می شود.} ^[21]وزیکول‌ها اجزای آلی را در غلظت بالا محصور می‌کنند و مواد آمفی‌فیلیک (مانند پیش‌سازهای لیپیدها یا پپتیدهای آمفی‌فیلیک) را در غشاهای خود انباشته می‌کنند. ^[22] همچنین نشان داده شد که تکامل مولکولی کارآمد در این شرایط امکان پذیر است. ^[23]

مرزهای نواحی گسلی بسیار ناهمگن است. علاوه بر کانی های رسی تازه تشکیل شده و ریزترک های تازه ناشی از زلزله در انواع کانی ها، کاغذ دیواری هایی از کانی های سولفید آهن و فلزات سنگین نمایان می شود. بنابراین، مدل‌های ذکر شده در بالا، برای مثال مدل‌های دنیای آهن-گوگرد، می‌توانند به راحتی یکپارچه یا به هم متصل شوند.

تشکیل ماکرومولکول ها [ ویرایش | ویرایش منبع ]

بیوماکرومولکول ها پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک هستند . طولانی شدن زنجیره های مولکولی ( پلیمریزاسیون ) نیاز به انرژی دارد و با حذف آب صورت می گیرد ( واکنش تراکم ). برعکس، تقسیم ماکرومولکول ها ( هیدرولیز ) انرژی را فراهم می کند. از آنجایی که تعادل شیمیایی تا حد زیادی در کنار مونومرها قرار دارد، این واکنش ها از نظر ترمودینامیکی برگشت ناپذیر هستند.در جهت هیدرولیز پلیمر اجرا شود، بدون یک سیستم تولید انرژی روی خط، هیچ سنتز پلیمری وجود ندارد. این مشکل با ساختارهای کمکی نظری، مانند تبخیر آب، افزودن نمک (حذف آب) یا رسوب محصولات فقط اندکی تغییر می کند. بنابراین، ظهور حیات به احتمال زیاد با جفت شدن به یک منبع انرژی قابل اعتماد که می تواند برای سنتز پلیمر استفاده شود، مرتبط است.

[مOnOمترهدرسته]n+(n-1)اچ2O→nمOnOمترهدرسته+دبلیوآ¨درستمتره

ولی

Enهدرستجیمنه+nمOnOمترهدرسته→[مOnOمترهدرسته]n+(n-1)اچ2O

در بیوشیمی ، ATP منبع اصلی انرژی است که امروزه استفاده می شوداستفاده می شود، که تشکیل آن، با این حال، در حال حاضر نیاز به حضور آنزیم دارد. از سوی دیگر، در شرایط پروتو-زمین می‌توان انرژی‌دهی به سنتز پلیمر را با برش هیدرولیتیکی پلی فسفات تصور کرد، که امروزه هنوز توسط برخی آنزیم‌ها به جای ATP استفاده می‌شود. با این حال، تصور اینکه پلی فسفات ها نیز به مقدار لازم در دسترس باشند، دشوار است، زیرا می توانند به طور خود به خود در هنگام تبخیر محلول های حاوی فسفات تشکیل شوند، اما همچنین زمانی که به محلول برمی گردند، به طور خود به خود هیدرولیز می شوند. بر اساس این ملاحظات، باید یک خلیج دریایی کم عمق را به عنوان محل پیدایش حیات طلب کرد که مرتباً خشک می شود و دوباره زیر آب می رود. با این حال، این نیز به طور مکرر تمام فرآیندهای وابسته به آب را قطع می کند و حداقل ظهور حیات را تا حد زیادی به تاخیر می اندازد. در نهایت، می‌توان سیستم کاملاً متفاوتی را نیز تصور کرد که در آن هم سنتز بلوک‌های ساختمانی و هم تشکیل وابسته به انرژی پلیمرها به‌عنوان یک فرآیند پیوسته در جفت شدن بدون وقفه به یک منبع انرژی قابل اعتماد، یعنی واکنش‌های ردوکس بی‌هوازی با سولفیدهای فلزی انجام می‌شود. اینها هنوز هم در مقادیر زیادی در کف اقیانوس ها توسط فعالیت های آتشفشانی آزاد می شوند، جایی که ساختارهایی مانند که در آن هر دو سنتز بلوک های ساختمانی و تشکیل پلیمرها وابسته به انرژی به عنوان یک فرآیند پیوسته در جفت شدن بدون وقفه به یک منبع انرژی قابل اعتماد، یعنی واکنش های ردوکس بی هوازی با سولفیدهای فلزی، صورت می گیرد. اینها هنوز هم در مقادیر زیادی در کف اقیانوس ها توسط فعالیت های آتشفشانی آزاد می شوند، جایی که ساختارهایی مانند که در آن هر دو سنتز بلوک های ساختمانی و تشکیل پلیمرها وابسته به انرژی به عنوان یک فرآیند پیوسته در جفت شدن بدون وقفه به یک منبع انرژی قابل اعتماد، یعنی واکنش های ردوکس بی هوازی با سولفیدهای فلزی، صورت می گیرد. اینها هنوز هم در مقادیر زیادی در کف اقیانوس ها توسط فعالیت های آتشفشانی آزاد می شوند، جایی که ساختارهایی مانندآموزش سیگاری های سیاه پوست ، که به طور متراکم توسط میکروارگانیسم های مختلف و حیوانات بالاتر پر جمعیت هستند.

تعادل سنتز پلیمر به نفع تشکیل پلیمرها با افزایش غلظت بلوک های ساختمانی (مونومر) و با کم آبی محصولات تغییر می کند . لازمه این امر، تقسیم بندی است، یعنی تعیین حدود فضاهای واکنش از یکدیگر که فقط تبادل محدودی از مواد با محیط دارند. در تئوری مرسوم، این در توده‌های کم عمق و کوچک آب (برکه‌ها) با نرخ تبخیر بالا مستقر می‌شد که به عنوان یک ایده اولیه به چارلز داروین بازمی‌گردد. با این حال، سولفیدهای فلزی هنوز به شکل غارهای کوچک در ساختارهای بزرگ سیگاری های سیاه در مناطق آتشفشانی اعماق دریا رسوب می کنند.مشاهده شده، که همچنین یک سناریوی جذاب از محیطی را ارائه می‌کند که در آن همه واکنش‌ها از سنتز مونومر تا غلظت مونومر و پلیمریزاسیون می‌توانند با یک سیستم ذخیره انرژی “تداخلی” انجام شوند.

روش‌های دیگری نیز در نظر گرفته شده‌اند، اما همگی دارای محدودیت‌های شدید هستند و به خوبی با شرایط اولیه زمین سازگار نیستند. در بیشتر موارد، حذف آب برای یک یا چند مرحله مورد نیاز است، که در آزمایشگاه شیمی آسان است اما در زمین اولیه دشوارتر است. یکی از این سیستم ها پلیمریزاسیون کربودییمیدها (R–N=C=N–R) یا سیانوژن (N≡C–C≡N) در محیط بی آب است. در اینجا تراکم بلوک های ساختمانی با واکنش کربودییمید همراه می شود که در نتیجه انرژی لازم تولید می شود:

[اچ-ایکس-Oاچ]+[اچ-ایکس-Oاچ]+Enهدرستجیمنه ⇋ [ایکس-ایکس]+اچ2O

(HX-OH = مونومر، به عنوان مثال اسید آمینه یا ریبوز)

[آر-ن=سی=ن-آر]+اچ2O → [آر-ناچ-سیO-ناچ-آر]+Enهدرستجیمنه

(وقتی R = H، اوره در اینجا تشکیل می شود )

اگرچه سیانوژن از سیانید هیدروژن تحت قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش تشکیل می شود ، مولکول فرار نیز در حوضچه های خشک از بین می رود.

هنگامی که مخلوط خشک اسیدهای آمینه در دمای 130 درجه سانتیگراد برای چند ساعت حرارت داده می شود، ماکرومولکول های پروتئین مانند تشکیل می شوند. در صورت وجود پلی فسفات، دمای 60 درجه سانتی گراد کافی است. این شرایط زمانی ایجاد می شود که آب حاوی اسیدهای آمینه محلول با خاکستر آتشفشانی داغ تماس پیدا کند.

اگر مخلوط نوکلئوتیدی در حضور پلی‌فسفات‌ها تا دمای 55 درجه سانتی‌گراد گرم شود، پلی‌نوکلئوتیدها تشکیل می‌شوند ، اما پیوند از طریق اتم‌های کربن 5′ و 2′ ریبوز انجام می‌شود ، زیرا آسان‌تر از اتم‌های کربن 5′ موجود رخ می‌دهد. در همه موجودات. پیوند -3. مارپیچ های دوتایی از هر دو نوع پلی نوکلئوتید تشکیل می شوند (ساختار DNA را مقایسه کنید ). با این حال، مارپیچ دوگانه 5′-3′ پایدارتر از مارپیچ 5′-2′ است.

اگر گروه هیدروکسی در اتم 2′-C ریبوز وجود نداشته باشد ، دئوکسی ریبوز وجود دارد. اکنون فقط اتصالات 5′-3’، معمولی DNA، می توانند تشکیل شوند.

تشکیل ساختارهای پری بیوتیک (پیش سازهای سلولی) [ ویرایش | ویرایش منبع ]

سلول ها عملکرد خود را با تشکیل چندین فضای واکنش (محفظه) حفظ می کنند که در آن فرآیندهای متابولیک به طور جداگانه انجام می شود و می توان از واکنش های ناخواسته جلوگیری کرد. در همان زمان، گرادیان های غلظت را می توان ایجاد کرد. چندین فرضیه وجود دارد که برای استنتاج اینکه چنین ساختارهایی می توانند قبل از تشکیل سلول ها شکل بگیرند، استفاده شده است.

کواسروتس [ ویرایش | ویرایش منبع ]

مهمتر از همه، الکساندر ایوانوویچ اوپارین (1894-1980) به امکان متابولیسم در کواسروات ها (از لاتین coacervatio : تجمع) پرداخت. او توانست نشان دهد که فضاهای محدود با یک متابولیسم ساده، اصولاً می توانند از طریق خود سازماندهی ایجاد شوند، مشروط بر اینکه کاتالیزورهایی با ویژگی های خاص در دسترس باشند. از آنجایی که مواد مورد استفاده از مجموعه موجودات زنده امروزی به دست می آیند، کواسروات های Oparin را نمی توان به عنوان پیش ساز سلول ها، بلکه به عنوان مدل های آنالوگ برای توسعه سلول های پیش ساز در نظر گرفت.

اگر نمک به محلول های کلوئیدی بیوماکرومولکول ها اضافه شود، قطرات کوچکی با قطر بین 1 تا 500 میکرومتر تشکیل می شود که حاوی پلیمرها در غلظت های بالایی است.

Oparin مخلوطی از پروتئین ها ( هیستون و آلبومین )، پروتئین ها و کربوهیدرات ها (هیستون و صمغ عربی ) و پروتئین ها و پلی نوکلئوتیدها (هیستون یا کلوپئین و DNA یا RNA) را مورد مطالعه قرار داد.

اگر قطرات هیستون و صمغ عربی حاوی آنزیم فسفوریلاز باشند ، این قطرات می توانند گلوکز-1-فسفات را از محیط گرفته، به نشاسته تبدیل کرده و ذخیره کنند. فسفات آزاد شده به بیرون پخش می شود . قطره با افزایش قدرت، اندازه آن افزایش می‌یابد تا زمانی که به قطرات کوچک‌تری تجزیه شود، که ممکن است دوباره حاوی فسفوریلاز باشد، اما کمتر از قطره اولیه. این نیز متابولیسم را کند می کند. در اینجا مشخص می شود که برای حفظ خواص یک سلول، بازسازی تجهیزات آنزیمی پس از تقسیم ضروری است.

اگر آنزیم تجزیه کننده نشاسته آمیلاز نیز اضافه شود، با یک متابولیسم دو مرحله‌ای منعقد می‌شود:

1. جذب گلوکز-1-فسفات → تجمع نشاسته.
2. آزادسازی فسفات ← شکافتن نشاسته و آزادسازی مالتوز .

میکروکره ها [ ویرایش | ویرایش منبع ]

در سال 1970، سیدنی فاکس توانست ثابت کند که محصولات پروتئینی ( پروتئینوئیدها ) که هنگام گرم شدن مخلوط اسیدهای آمینه خشک تشکیل می شوند (به بالا مراجعه کنید ) همچنین می توانند منجر به رشد قطرات خود تجمعی شوند که به اصطلاح میکروسفرها نامیده می شوند . آنها توسط یک غشای نیمه تراوا از محیط اطراف خود جدا می شوند و مواد پروتئینی بیشتری را از محیط اطراف خود جذب می کنند. در نتیجه، آنها به رشد خود ادامه می دهند و دوباره به قطرات کوچکتر تجزیه می شوند. علاوه بر این، فاکس دریافت که این سیستم ها دارای خواص آنزیمی هستند، گلوکز را تجزیه می کنند یا مانند استرازها یا پراکسیدازها عمل می کنند.بدون افزودن آنزیم از بیرون رفتار کنید. ^[24]

پروتوسل ها [ ویرایش | ویرایش منبع ]

در سال 2008، جک زوستاک و همکارانش در بیمارستان عمومی ماساچوست، بوستون، توانستند در آزمایش‌های مدلی نشان دهند که به اصطلاح «پروتوسل‌ها» (یعنی وزیکول‌های متشکل از اسیدهای چرب ساده ، الکل‌های چرب و استرهای اسید چرب گلیسرول ) ویژگی‌های زیر را نشان می‌دهند. در ترکیب): آنها در دمای 0 تا 100 درجه سانتیگراد پایدار هستند. آنها می توانند پلیمرهای DNA و RNA را درون خود به دام بیاندازند. آنها اجازه دناتوره شدن (جداسازی) رشته های پلی نوکلئوتیدی را در دمای بالا بدون از دست دادن تک رشته ها از پروتوسل می دهند. آنها می توانند غیر اختصاصی (یعنی بدون سیستم های انتقال غشایی، به عنوان مثال، پروتئین ها) و مولکول های دارای بار بسیار سریع مانند نوکلئوتیدها باشند.برای ثبت. ^[25]

چنین وزیکول هایی نیز به طور خود به خود تحت تأثیر نوسانات فشار دوره ای در پوسته زمین تشکیل می شوند. این فرآیندها را می توان در یک سلول فشار تحت شرایط طبیعی تکثیر کرد، که در آن وزیکول های غشایی تک لایه و چند لایه تشکیل شدند. ^[21] در حضور اسیدهای آمینه، تشکیل دوره‌ای وزیکول‌ها منجر به تکامل مولکولی پپتیدها می‌شود که وزیکول‌ها را تثبیت می‌کنند و در نتیجه باعث طول عمر آنها می‌شوند. ^[22] [23] چنین وزیکول‌هایی قبلاً می‌توانند عملکردهای ساده‌ای ایجاد کنند که منجر به متابولیسم اولیه می‌شود. ^[23]در نهایت، آنها می توانند از طریق جابجایی فاز سیال به سطح برسند، جایی که تحت شرایط مرزی تغییر یافته در معرض تکامل بعدی قرار دارند.

پیش سلول ها – تشکیل سلولی متوالی (سلولی سازی) [ ویرایش | ویرایش منبع ]

طبق گفته اتو کاندلر ^{[26] [27] [28]} هیچ “سلول اول” (یا اولین سلول اجدادی منفرد) به عنوان جد سه حوزه حیات ( Carl Woese et al. 1990 ^[29] ) وجود نداشت، بلکه سلولی بود. شکل‌گیری (سلول‌سازی) فرآیندی متوالی از پیشرفت‌های تکاملی.

تکامل اولیه حیات پس از منشأ شیمیایی آن (جهان آهن-گوگرد طبق گفته گونتر وخترشاوزر ^[30] ، نگاه کنید به بالا) از طریق فرآیندهای متابولیکی ساده و همانندسازی منجر به تنوع اولیه حیات از طریق توسعه یک جمعیت چند فنوتیپی از پیش سلول‌ها شد. پیش سلول ها)، یعنی. اچ. واحدهای نامشخص و در حال تکامل اشکال اولیه زندگی با ویژگی های متمایز و تبادل ژنتیکی گسترده ( انتقال افقی ژن ). سپس «گروه‌های بنیان‌گذار» A، B، C از جمعیت این پیش سلول‌ها و از آن‌ها سلول‌های پیش‌ساز (که در اینجا سلول‌های اولیه نامیده می‌شوند) سه حوزه حیات ایجاد شدند.

تنها مرزبندی از محیط توسط پوسته های محافظ (مثلاً غشاء ، دیوارها) امکان ایجاد اشکال پایدارتر را فراهم می کند. z وجود داشت. به عنوان مثال، تشکیل دیواره‌های سلولی جامد (صلب) از طریق اختراع پپتیدوگلیکان در باکتری‌ها ( دامنه باکتری‌ها ) احتمالاً پیش‌نیاز بقای موفقیت‌آمیز آنها، گسترش آنها و استعمار عملاً همه زیستگاه‌ها در ژئوسفر و هیدروسفر است (Kandler 1998 ^{[28] . ]} ).

«گروه‌های بنیان‌گذار» سه حوزه به‌طور متوالی از جمعیت پیش سلولی، ابتدا باکتری‌ها ، سپس آرکیا و در نهایت یوکاریا پدید آمدند . توزیع شبه تصادفی خواص تکاملی مهم در سه حوزه و حضور همزمان ویژگی های اساسی (مانند کد ژنتیکی ، اسیدهای آمینه تشکیل دهنده پروتئین و غیره، “واحد حیات”) در هر سه حوزه را می توان به این ترتیب توضیح داد. ، همانطور که می تواند رابطه نزدیک بین Archaea و Eukarya.

یک نمایش گرافیکی خلاصه از سناریوی تکامل اولیه بر اساس نظریه پیش سلولی کندلر را می توان در شکل مجاور ^[28] یافت (اعداد نشان دهنده مراحل توسعه فردی یا پیشرفت های تکاملی هستند و با جزئیات بیشتر در زیر “جزئیات بیشتر” توضیح داده شده اند).

جهان RNA [ ویرایش | ویرایش منبع ]

فرضیه جهان RNA به نتایج آزمایش میلر-اوری برمی گردد. اولین بار توسط کارل ووز در سال 1967 فرموله شد . ^[31] بیان می‌کند که زندگی اولیه تنها به اسیدهای ریبونوکلئیک (RNA) برای ذخیره اطلاعات و کاتالیز واکنش‌های شیمیایی متکی بود. امروزه، این کارکردها توسط دی‌ان‌ای محیط ذخیره‌سازی اطلاعات پایدارتر یا پروتئین‌های انعطاف‌پذیرتر از نظر شیمیایی انجام می‌شوند. طبق فرضیه جهان RNA، اولین اشکال حیات سلولی ریبوسیت ها بودند . ریبوزوم ها و RNA ریبوزومی فعال کاتالیزوری که بقایای تکاملی هستند ( شیمیایی وفسیل های مولکولی ) این دوره می تواند نشان دهنده. ^[32]

غنی سازی [ ویرایش | ویرایش منبع ]

تعادل واکنش بین مونومرها و دایمرها (RNA یا سایر مولکول های آلی) در کنار مونومرها در غلظت های پایین آن در اقیانوس باز است. اتوکاتالیز و در نتیجه ظهور حیات در آنجا غیرممکن است. مکانیزمی برای تجمع ضروری است. ترکیبی از همرفت حرارتی و ترموفورز در کانی های متخلخل چشمه های آب گرم ^[33] و تشکیل چرخه شبنم و تبخیر پیشنهاد شده است. ^[34]

احتمالات در نظر گرفته شده جایگزین [ ویرایش | ویرایش منبع ]

مولکول‌های زیستی از فضای بیرونی [ ویرایش | ویرایش منبع ]

ضربه گیرهای نسبتاً کوچک بیشتر انرژی جنبشی خود را در اتمسفر پراکنده می کنند و با سرعت چند کیلومتر بر ثانیه برخورد می کنند که مولکول های زیستی می توانند زنده بمانند. ^[35] مولکول‌های آلی ساده، از جمله اسیدهای آمینه و پیش‌سازهای مولکول‌های قند، در تعدادی از شهاب‌سنگ‌ها شناسایی شده‌اند و مکانیسم‌هایی برای تشکیل آنها در شرایط فضایی پیشنهاد و شبیه‌سازی شده‌اند. ^{[36] [37] [38]} اخترفیزیکدان سوئیسی کاترین آلتوگ توانست اسیدهای آمینه را در دنباله دار چوریوموف-گراسیمنکو به عنوان بخشی از پروژه فرعی روزتا ROSINA شناسایی کند . ^[39]با این حال، عرضه از فضا تنها در صورتی می تواند به میزان قابل توجهی در غلظت چنین مولکول هایی کمک کند که طول عمر آنها در بیوسفر به طور غیرمعمول طولانی باشد. اینطور نیست. کانی‌های موجود در شهاب‌سنگ‌ها به‌ویژه از نظر کاتالیزوری فعال هستند و بنابراین نه‌تنها تجمع، بلکه تجزیه مولکول‌های پیچیده را در مقیاس زمانی چند ساعته افزایش می‌دهند. ^[40]

با در نظر گرفتن هموکایرال بودن مولکول های زیستی زمینی (اسیدهای آمینه L و قندهای D)، یک توضیح احتمالی ممکن است این باشد که آمینو اسیدها از فضا می آیند، زیرا برخی از این اسیدهای آمینه شهاب سنگی تا بیش از بیش از نوع L بیش از حد دارند. 9 درصد ثابت شده است. ^[9] با این حال، این توزیع را می توان با کاتالیزورهای جامد معدنی روی زمین نیز توضیح داد. ^[41]

بیومولکول های حاصل از رویدادهای ضربه [ ویرایش | ویرایش منبع ]

برای ضربه‌گیرهای بزرگ‌تر، بحث می‌شود که مولکول‌های زیستی در موج ضربه‌ای از اجزای اصلی جو اولیه، CO2 _و N2 _تشکیل شده‌اند . ^[42]

اشکال حیات از فضای بیرونی [ ویرایش | ویرایش منبع ]

حتی فرضیه‌ی گمانه‌زنی‌تر پانسپرمیا بیان می‌کند که اولین موجودات زنده با «بذر کردن» زمین با اشکال زندگی پایین‌تر و شبیه باکتری‌ها از فضا به زمین آمدند. اما این فقط منشأ زندگی را به مکان دیگری منتقل می کند و هیچ توضیحی برای منشا خود زندگی نیست.

“مواد ارگانیسم ها” [ ویرایش | ویرایش منبع ]

در سال 2023، محققان پیچیدگی این تز را مطرح کردند که می‌توانست پیش از متابولیسم، تعاملات رفتاری ایجاد شود . بر این اساس، سیستم‌های معدنی قبلاً به شیوه‌ای شبیه به زندگی تعامل داشته‌اند که به تدریج منجر به موجودات زنده شد. ^[43]