Biogeneza

Biogeneza

Poglądy na powstanie życia

na Ziemi

czyli co było pierwsze

kura czy jajko?

Co wiemy na pewno?

Ziemia istnieje ok. 4,5 – 5 mld lat.
Pierwotnie atmosfera nie zawierała
tlenu
Pierwsze ślady życia - sprzed ok. 3,3 -
3,8 mld lat
Powstawanie życia na ziemi dokonywało
się powoli, z materii martwej i nie było
dziełem przypadku, ani celowym
procesem

Starożytność

od starożytności do XIX w. - wola Boga

Arystoteles - akceptacja możliwość
samorzutnego pojawienia się pewnych
organizmów (np. much z zepsutego
mięsa, pcheł z potu zwierząt, żab z
błota i mułu - samorództwo

XIX wiek

1822-1895 Ludwik

Pasteur seria
eksperymentów
obalających możliwość
samorództwa

Karol Darwin hipoteza –

życie powstało "w małej,
ciepłej kałuży" na wczesnej
Ziemi w warunkach dziś już
nie występujących

3 interpretacje

T. Huxley – nie da się rozwiązać

S. Arrheniusa – panspermia
1908 r.

Oparin – hipoteza samoistnej
biogenezy 1923 r.

Panspermia

materia żywa jest odwieczna, jej zarodki

roznoszone przez promieniowanie świetlne

Wiek ziemi miliony lat – zbyt krótkie na

powstanie życia

Odkrycie w przestrzeniach

międzyplanetarnych promieniowania

ultrafioletowego i kosmicznego zabójczego

nawet dla zarodników zaprzeczyło tej

możliwości

3 interpretacje

T. Huxley – nie da się rozwiązać

S. Arrheniusa – panspermia 1908
r.

Oparin – hipoteza samoistnej
biogenezy 1924 r.

Oparin 1924 r.

Stopniowe przechodzenie od zw. nieorg.,

poprzez zw. org. drobnocząsteczkowe i

wielkocząsteczkowe, do żywych

organizmów.

W pierwszym etapie, reakcja pary

wodnej i związków węgla z metalami,

powstają w wys. temp. węglowodory,

które łącząc się z parą wodną i

amoniakiem dają pierwsze aminokwasy.

Oparin 1924 r.

W drugim (oziębienie się atmosfery
i skroplenie się pary wodnej)
powstały gorące oceany, w których
aminokwasy łączyły się w peptydy,
a następnie w cząsteczki białka.
W trzecim - rozproszone białka
zaczęły skupiać się w układy w
postaci kropel, tzw. koacerwatów

Koacerwaty

Zdolność wychwytywania

rozpuszczonych w wodzie
substancji przez co mogły powiększać

swoją objętość.
Koacerwaty o właściwościach

katalitycznych (czyli te, które przyswajały

substancje działające jak katalizatory),

stawały się tzw. protobiontami,

wymieniającymi substancje z otoczeniem

(forma prymitywnego odżywiania).

Eksperyment Stanleya
Millera i Harold C. Urey
w 1953

Symulacja hipotetycznych
warunków środowiska wczesnej
Ziemi

Sprawdzenie możliwości
zaistnienia ewolucji
chemicznej.

Badania Foxa - układy
polimerów

Fox po podgrzaniu wysuszonych
aminokwasów uzyskał polimery,
tak zwane proteinoidy i dodaniu
do nich wody – mikrosfery
(błony wykazały potencjał
elektryczny i zachodziła osmoza)

Współczesność

Współcześnie najwięcej
zwolenników ma teoria Oparina
Ponad sto modeli na jej podstawie
Najbardziej znane:

•

„Prapizza” Gunter Wachtershauser

•

„Świat RNA” Leslie Orgel i Carl
Woese

„Prapizza”

wiele reakcji chemicznych, istotnych do

procesu biogenezy mogło zachodzić na

powierzchni minerałów ilastych takich jak

piryt
Powierzchnia ta naładowana jest dodatnio,

więc mogła przyciągać jony fosforanowe i

wspomagać też katalizę polimerów

fosfocukrowych.
bardziej wydajne, bo monomerom łatwiej

spotkać się w powierzchni niż w przestrzeni.
Powstaje powłoka złożonych zw. org.

„Świat RNA”

Problem

DNA a białka – co powstało
pierwsze?

nośnikiem informacji genetycznej
jest DNA, a rolę enzymów pełnią
białka.

„Świat RNA”

Problem

białka nie potrafią się same
powielać, a duplikacja DNA nie
zachodzi nigdy samoistnie, a
wymaga wielu enzymów

1991 r. Nagroda Nobla odkrycie
rybozymów (enzymów RNA) –
Thomas Cech i Sidney Altman

„Świat RNA”

matrycą, na bazie której powstają
białka jest RNA nie DNA

RNA może pełnić funkcje nośnika
informacji oraz katalizatora

„Świat RNA”

Początkowa hipotetyczna faza
ewolucji

RNA pojawiło przed DNA i białko

RNA było zarówno nośnikiem
genów, jak i pełniło rolę enzymów.

A co dalej ? Tego nikt nie

wie.

Literatura

A. Kubicz „Tajemnice ewolucji molekularnej”
L. Kuźnicki, A. Urbanek „Zasady nauki o
ewolucji”
J. M. Smith, E. Szathmary „Tajemnice
przełomów w ewolucji”
W. J. H. Kunicki-Goldfinger „Znikąd donikąd”
W. J. H. Kunicki-Goldfinger „Szukanie
możliwości – ewolucja jako gra przypadków i
ograniczeń”

Literatura

http://www.ewolucja.org/
http://mpancz.webpark.pl/bioteolifeori.php
http://www.staff.amu.edu.pl/~insfil/mlodziez/sobcz
ynska.htm
http://www.esciagi.info/poglady-dotyczace-
powstania-zycia-na-ziemi,2567
http://sciaga.onet.pl/12581,57,154,56,0,20098,scia
ga.html
http://www.biotechnolog.pl/artykul-202.htm

Document Outline