ต้นกำเนิดของชีวิตคืออะไร

คิดว่าต้นกำเนิดของชีวิตเกิดขึ้นระหว่าง 4.4 พันล้านปีก่อนเมื่อมหาสมุทรและทวีปเพิ่งเริ่มก่อตัวและ 2.7 พันล้านปีก่อนเมื่อเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าจุลินทรีย์มีอยู่ในจำนวนมหาศาลเนื่องจากอิทธิพลของพวกเขาต่อไอโซโทป อัตราส่วนในชั้นที่เกี่ยวข้อง ที่ซึ่งในช่วง 1.7 พันล้านปีนี้แหล่งกำเนิดของชีวิตที่แท้จริงสามารถพบได้น้อยกว่าแน่นอน กระดาษที่ถกเถียงกันตีพิมพ์ในปี 2002 โดยนักบรรพชีวินวิทยา UCLA William Schopf แย้งว่าการก่อตัวทางธรณีวิทยาของคลื่นที่เรียกว่า stromalites ในความเป็นจริงมีจุลินทรีย์สาหร่ายฟอสซิลอายุ 3.5 พันล้านปี นักบรรพชีวินวิทยาบางคนไม่เห็นด้วยกับข้อสรุปของ Schopf และประเมินชีวิตแรกที่อายุ 3.0 พันล้านปีแทนที่จะเป็น 3.5 พันล้านปี

หลักฐานจากแถบ supercrustal ของ Isua ในเวสเทิร์นกรีนแลนด์ชี้ให้เห็นว่าต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตนั้นมีมาก่อนหน้านี้ - 3.85 พันล้านปีก่อน S. Mojzis ทำการประมาณนี้ตามความเข้มข้นของไอโซโทป เนื่องจากชีวิตมักจะดูดซับไอโซโทปคาร์บอน -12 บริเวณที่มีชีวิตมีอัตราส่วนคาร์บอน -12 สูงกว่าปกติต่อคาร์บอนไอโซโทปที่หนักกว่าคาร์บอน -13 เรื่องนี้เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง แต่การตีความของตะกอนน้อยกว่าและนักบรรพชีวินวิทยามักไม่เห็นด้วยกับข้อสรุปของเพื่อนร่วมงาน

เราไม่ทราบสภาพทางธรณีวิทยาที่แน่นอนของโลกนี้เมื่อ 3 พันล้านปีก่อน แต่เรามีความคิดคร่าวๆและสามารถสร้างเงื่อนไขเหล่านี้ขึ้นใหม่ในห้องปฏิบัติการ สแตนลีย์มิลเลอร์และแฮโรลด์อูรย์สร้างเงื่อนไขเหล่านี้ขึ้นใหม่ในการสอบสวน 2496 ที่มีชื่อเสียงของพวกเขาการทดลองมิลเลอร์ - อูรย์ นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ได้ทำการสังเคราะห์โมโนเมอร์อินทรีย์พื้นฐานเช่นกรดอะมิโนในสภาพแวดล้อมของอนินทรีย์โดยใช้ส่วนผสมของก๊าซเช่นมีเธนแอมโมเนียและไฮโดรเจนที่ลดลงอย่างมาก (ไม่ใช่ออกซิเจน) ตอนนี้กรดอะมิโนอิสระที่ลอยได้กลายเป็นหนทางไกลจากการทำซ้ำจุลินทรีย์ที่เผาผลาญด้วยตนเอง แต่อย่างน้อยพวกเขาก็ให้คำแนะนำว่าสิ่งต่าง ๆ อาจเริ่มต้นขึ้นได้อย่างไร

ในมหาสมุทรอันอบอุ่นขนาดใหญ่ของโลกยุคแรก quintillions ของโมเลกุลเหล่านี้จะสุ่มชนกันและรวมกันในที่สุดทำให้เป็นโปรโต - จีโนมพื้นฐานบางอย่าง อย่างไรก็ตามสมมติฐานนี้สับสนกับความจริงที่ว่าสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้นในการทดลองมิลเลอร์ - อูรย์นั้นมีความเข้มข้นสูงของสารเคมีที่จะป้องกันการก่อตัวของโพลีเมอร์ที่ซับซ้อนจากการสร้างโมโนเมอร์

ในปี 1950 และ 1960 Sidney Fox นักวิจัยอีกคนหนึ่งได้สร้างสภาพแวดล้อมที่เหมือนโลกในห้องทดลองและศึกษาพลวัต เขาสังเกตเห็นการก่อตัวของเปปไทด์ที่เกิดขึ้นเองจากสารตั้งต้นของกรดอะมิโนและเห็นสารเคมีเหล่านี้บางครั้งจัดตัวเองเป็นไมโครสเฟียร์หรือเยื่อเมือกทรงกลมที่ปิดซึ่งเขาแนะนำว่าเป็นโปรโตเซลล์ หากไมโครสเฟียร์บางตัวเกิดขึ้นซึ่งมีความสามารถในการกระตุ้นการเติบโตของไมโครสเฟียร์รอบตัวพวกมันจะเป็นรูปแบบดั้งเดิมของการจำลองตัวเองและในที่สุดวิวัฒนาการของดาร์วินก็เข้ามาแทนที่การสร้างเลียนแบบตัวเอง

โรงเรียนยอดนิยมแห่งความคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต "สมมติฐานโลก RNA" แสดงให้เห็นว่ารูปแบบชีวิตเมื่อโมเลกุลอาร์เอ็นเอดั้งเดิมกลายเป็นความสามารถในการเร่งการจำลองแบบของตัวเอง หลักฐานนี้คือ RNA สามารถเก็บข้อมูลและปฏิกิริยาทางเคมีที่เร่งปฏิกิริยา ความสำคัญพื้นฐานในชีวิตสมัยใหม่ยังชี้ให้เห็นว่าชีวิตวันนี้อาจมีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษ -RNA ทั้งหมด

ต้นกำเนิดของชีวิตยังคงเป็นประเด็นร้อนสำหรับการวิจัยและการเก็งกำไร บางทีวันหนึ่งจะมีหลักฐานเพียงพอหรือมีคนฉลาดพอที่เราจะเรียนรู้ว่ามันเกิดขึ้นจริงได้อย่างไร