Կենսաքիմիական էվոլյուցիայի տեսություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search

Կենսաքիմիական էվոլյուցիայի տեսություն, կյանքի ծագման վարկածներից է։ Ըստ այս վարկածի, կյանքն առաջ է եկել քիմիական և ֆիզիկական օրինաչափ գործընթացների արդյունքում։ Կյանքի ծագման կենսասքիմիական վարկածի մանրամասն նկարագրությունները ներառված են Ա. Ի. Օպարինի վարկածում։ Ըստ Օպարինի վարկածի կյանքը ծագել է անօրգանական նյութերից՝ աստիճանաբար։

Համաձայն այդ վարկածի Երկիր մոլորակն առաջանալուց հետո, սկզբում եղել է սառը տիեզերական մարմին։ Հետագայում իր մեջ պարունակվող ռադիոակտիվ տարրերի տրոհման արդյունքում սկսել է տաքանալ։ Նրա ընդերքում ջերմաստիճանը հասել է 1000 °C։ Այդպիսի պայմաններում կարծր ապարները հալվում էին և բաշխվում տարբեր խորություններում ըստ իրենց զանգվածի և խտության։ Արդյունքում տեղի ունեցավ երկաթի համաձուլվածքների և օքսիդների հոսք դեպի երկրի միջուկ, այդպիսով ձևավորվեց Երկրի ամուր միջուկը։ Այդ ռեակցիաների արդյունքում անջատված գազերը մեծ ճնշման տակ ժայթքում և դուրս էին գալիս Երկրի մակերևույթ։ Թեթև գազերը՝ թթվածինը, հելիումը, ազոտը, արգոնը և այլ գազեր դուրս էին գալիս մթնոլորտից, քանի որ երիտասարդ Երկրի ձգողական դաշտը բավարար չէր դրանք պահելու համար։ Մինչդեռ այս և այլ տարրեր պարունակող պարզ միացությունները մնում էին Երկրի վրա. դրանց թվում էին՝ ջուրը, ամոնիակը, ածխածնի երկօքսիդը, մեթանը և այլն։ Ըստ երևույթին այսպես առաջացավ երիտասարդ Երկրի առաջնային մթնոլորտը` կազմված գազային միացություններից, որի բաղադրության մեջ հավանաբար մտնում էին ջրային գոլորշիներ, ածխածնի օքսիդ, ածխածնի երկօքսիդ, մեթան, ծծմբաջրածին, ամոնիակ և այլն։ Մոլեկուլյար թթվածինը մթնոլորտում բացակայում էր։

Այնուհետև Երկրի մակերևույթին ջերմաստիճանն աստիճանաբար իջնում էր, որի հետևանքով Երկրագունդը սկսում է սառել, և քիմիական տարրերը վերադասավորվում են. թեթևները` վերևում, ծանրերը՝ ընդերքում։ Ածխածինը և դժվարահալ մետաղները սառելուն զուգընթաց խտացել են կազմելով երկրակեղևը։

Երկրի կեղևը սկզբում շատ անկայուն էր, և նրա անդադար տեղաշարժումներն առաջացնում էին ճեղքեր և ծալքեր։ Այդ ճեղքերից դուրս էր հոսում Երկրի հրահեղուկ զանգվածը առաջացնելով խորդուբորդություններ։ Երկրագնդի ջերմաստիճանի իջնելուն զուգընթաց ջրային գոլորշիները թափվելով Երկրի մակերևույթ առաջացրել են առաջնային օվկիանոսը, որտեղ լուծված էին մթնոլորտում գտնվող նյութերը և Երկրի մակերևույթին գտնվող հանքային աղերը։ Մթնոլորտում օզոնային շերտի բացակայությամբ պայմանավորված ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները մեծ քանակությամբ թափանցում էին Երկիր, մեծ էր նաև կայծակների հաճախականութունը։ Նման հզոր էլեկտրական պարպումների և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ազդեցությամբ ենթադրաբար առաջնային օվկիանոսում ընթացել են ռեակցիաներ, որոնց ընթացքում կարող էին առաջանալ օրգանական միացություններ։

Կյանքի ծագումն ըստ Ա. Ի. Օպարինի[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Օպարինը գտնում էր, որ Երկրի վրա կյանքի ծագման ճանապարհին առաջին քայլը եղել է անօրգանական նյութերից օրգանական մոլեկուլների ոչ կենսաբանական (աբիոգեն) սինթեզը։ Համաձայն այդ վարկածի կյանքն առաջացել է երկրի վրա էվոլյուցիայի փուլերից մեկում անօրգանական՝ այսինքն անկենդան մատերիայից։

Կոացերվատային վարկած[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ըստ Օպարինի Երկրի վրա կյանքի առաջացման գործընթացը կազմված է 3 փուլից՝

  • Օրգանական նյութերի առաջացում,
  • Կենսապոլիմերների (սպիտակուցներ, նուկլեինաթթուներ, պոլիսախարիդներ և այլն) կազմավորում առավել պարզ օրգանական նյութերից,
  • Պարզագույն ինքնավերարտադրվող օրգանիզմների առաջացում։

Զարգացման գործընթացն ըստ առաջարկված տեսութան (տեսականորեն)[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Նախ առաջանում էին օրգանական նյութեր, ապա դրանք կուտակվում էին նախնական օվկիանոսի ջրերում։ Սկզբում դրանք գտնվում էին այնտեղ նոսր լուծույթի ձևով, այնուհետև խտանում, կենտրոնանում էին և առաջացնում կոացերվատներ։ Համաձայն Օպարինի վարկածի, օրգանական նյութերի կենտրոնացումը կոացերվատների ձևով, Երկրի վրա կյանքի ծագման երկրորդ փուլն է։

Կոացերվատը թափահարելիս վերածվում է մանր կաթիլների։ Նախնական օվկիանոսի ջրերում կոացերվատներն օժտված էին պարզագույն կազմավորվածությամբ։ Այդ կաթիլներում նյութերի խտությունը ավելի մեծ էր, քան շրջապատող լուծույթում։ Կոացեվատներն ունեն ավելի բարձր խտություն, և մոլեկուկներն ավելի սերտ են դասավորված, ինչը մեծացնում է դրանց փոխազդեցության հնարավորությունը։

Կոացերվատները ենթադրաբար ունեին թաղանթային կառուցվածք(լիպիդ–սպիտակուց–լիպիդ), արտաքինից պատված էին լիպիդներով։ Լիպիդների հիդրոֆիլ մասերը՝ սպիրտային գլխիկները ուղղված են դեպի ջրային (արտաքին և ներքին) միջավայրեր։ Այս թաղանքի շնորհիվ կոացերվատն օժտվում է ընտրողական թափանցելիությամբ։

Ա. Ի. Օպարինը նշում է, որ կոացերվատի կաթիլներն արտաքուստ ունեին կենդանի համակարգ հիշեցնող մի շարք հատկություններ.

  • շրջապատող լուծույթից կլանել զանազան նյութեր,
  • մեծանալ չափսերով,
  • շրջապատող միջավայր արտազատել ռեակցիայի արգասիքները։

Սրանք մնան են սնման, աճման, արտազատման, նյութափոխանակության գործընթացներին։ Արտաքին միջավայրից նյութեր կլանելով ու մեծանալով հաճախ տրոհվում էին դուստր կոացերվատների, որոնք վերջ ի վերջո նմանվում էին ելակերային ձևին։ Սա հիշեցնում էր վերարտադրողական գործընթաց, ինչը բնութագրական է միայն կենդանի բջիջներին։ Օպարինը կյանքի ծագման 3–րդ փուլը համարում է կոացերվատների մոլեկուլների ինքնավերարտադրման գործընթացի առաջացումը։

Ինքնավերարտադրման հատկությունը կապված է նուկլերնաթթուների առկայության և դրանց կրկնապատկման ընդունակության հետ։ Հնարավոր է, որ առաջին ինքնավերարտադրվող կոացերվատում ի հայտ է եկել կենդանի համակարգերի համար այնքան բնորոշ կաղապարային՝ մատրիցային սինթեզի ծագումը։

Մատրիցային սինթեզի ռեակցիաներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Բջջում հայտնի է մատրիցային կամ կաղապարային սինթեզի 3 ռեակցիա։ Դրանք են.

  • ԴՆԹ–ի 1 շղթայի վրա ԴՆԹ–ի 2–րդ շղթայի սինթեզը (սա դիտվում է ԴՆԹ–ի կրկնապատկման գործընթացի ժամանակ),
  • ԴՆԹ–ի 1 շղթայի վրա Ի–ՌՆԹ–ի սինթեզը (սա դիտվում է տրանսկրիպցիայի ժամանակ),
  • Ի–ՌՆԹ–ի վրա սպիտակուցի սինթեզը (սա դիտվում է տրանսլյացիայի գործընթացի ժամանակ)։

Ստենլի Միլլերի գիտափորձը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ամերիկացի գիտնական Ստենլի Միլլերը զբաղվում էր կյանքի առաջացման վարկածների փորձարարական ստուգմամբ։ 1955 թվականին Ս. Միլլերը նախագծեց մի սարք, որի օգնությամբ հնարավոր էր վերաստեղծել միլիարդավոր տարիներ առաջ Երկրի վրա գոյություն ունեցող պայմանները։ Այդ սարքի մեջ որպես «առաջնային մթնոլորտ» ծառայում էր ամոնիակի, ջրածնի և մեթանի խառնուրդը, իսկ ջուրը «նախնական օվկիանոսն» էր, որտեղ լուծված էին այն նյութերը, որոնք կարող էին գոյություն ունենալ նախնական օվկիանոսում։ Մթնոլորտային խցիկում տեղադրված էր 2 էլեկտրոդ, որոնց միջոցով հնարավոր էր առաջացնել 60.000 վոլտ հզորությամբ էլեկտրական լիցքային պարպումներ։ Երբ սովորական ջուրը տաքացվում և էր սկսում էր եռալ, առաջացած ջրային գոլորշիներն անցնում էին մթնոլորտային խցիկ, որտեղ 1 շաբաթ շարունակ ենթարկվում էին էլեկտրական պարպումների։ Սարքում կար սառնարան, որտեղ ջրային գոլորշիները խտանում էին, և ջուրը հետ էր հոսում «օվկիանոսային» խցիկ։ Սարքը հերմետիկ փակված էր և բազմաթիվ ժամերի ընթացքում անընդհատ աշխատում էր։ Միլլերը փորձի առաջին իսկ օրերին նկատեց, որ «օվկիանոսային» խցիկում ջուրը փոխում էր իր գույնը՝ դառնալով դեղին կամ շագանակագույն։ Արդյունքում, խցիկում առաջանում էին շատ կարևոր կենսաբանական նյութեր՝ օրգանական միացություններ, մասնավորապես ամինաթթուներ։ Վերջիններիս հետագա հետազոտությունները սակայն ցույց տվեցին, որ դրանք պարունակում են աջադարձ և ձախադարձ ամինաթթուների 50։50 հարաբերակցություն, որն անհամատեղելի է կյանքի հետ, քանի որ բոլոր կենդանի օրգանիզմներում աջադարձ ձևեր գրեթե չեն հանդիպում[1]: Այսպիսով Միլլերին չհաջողվեց լիարժեք իրականացնել Օպարինի առաջարկած «դրամայի» նույնիսկ 1–ին փուլը։

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Է. Ս. Գևորգյան, Ֆ. Դ. Դանիելյան, Ա. Հ. Եսայան, Գ. Գ. Սևոյան–Կենսաբանույուն 11, «Աստղիկ գրատուն», 2010, 239

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]