ការវិវត្តគីមី: ដំណាក់កាលនេះនិងខ្លឹមសារ

ដំណើរការបម្លែងនេះត្រូវបានសម្រេចគីមីវិទ្យាវិទ្យាសាស្រ្តក្នុងការវិវត្តគីមីដែលគេហៅថានិងចំណុចរបត់នៃដំណើរការបដិវត្តន៍នេះបានកើតឡើងបន្ទាប់ពីការបង្កើត 1777 ដោយអ្នកវិទ្យាសាស្រ្តធម្មជាតិទ្រឹស្តី្រំមហះ Lavoisier បារាំងដែលអធិប្បាយអំពីតួនាទីនៃអុកស៊ីសែន។ បន្ទាប់មកបានចាប់ផ្តើមពិនិត្យឡើងវិញនៃគំនិតជាមូលដ្ឋានទាំងអស់និងគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃគីមីវិទ្យា, បានផ្លាស់ប្តូរវាក្យស័ព្ទនិងនាមវលីនៃសារធាតុ។

ជាការពិតណាស់បឋម

ឆ្នាំ 1789 បានឃើញការចេញផ្សាយសៀវភៅ Lavoisier មួយភ្លាមក្លាយជាឯកសារយោងសំខាន់សម្រាប់ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវនិងអ្នកអនុវត្តនៃវិទ្យាសាស្រ្តកើត។ «ជាការពិតណាស់គីមីសាស្ត្របឋម "នេះបានជាដំបូងក្នុងបញ្ជីពិភពលោក - តារាងនៃសាកសពសាមញ្ញឈ្មោះធាតុគីមីដែលគេស្គាល់ថា។ Tome នេះជាមូលដ្ឋាននៃការនិយាយកុហកការច្បាស់ណាស់ទ្រឹស្តី Lavoisier អុកស៊ីសែននៃការ្រំមហះ, ដែលវិវត្តគីមីត្រូវបានដឹកនាំដោយវិធីថ្មីទាំងស្រុងមួយ។ ធាតុសំខាន់បំផុតនៅក្នុងនិយមន័យនៃការ - បទពិសោធដែលជាអ្វីដែលអ្នកវិទ្យាសាស្រ្តនិងការជាប់ឆ្នោតជាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសំខាន់និងអ្វីគ្រប់យ៉ាងដែលមិនត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយបទពិសោធដូចជាបរមាណូឬ រចនាសម្ព័នម៉ូលេគុល Lavoisier មិនបានពិចារណា។

ការវិវត្តតាមរយៈគីមីបានទៅលោកបានបង្កើតច្បាប់នេះ - ការអភិរក្សនៃម៉ាស, អំពីធម្មជាតិនៃលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសមាសធាតុ, ភាពខុសគ្នារបស់ពួកគេក្នុងការតែងនិពន្ធធាតុនេះ។ ពេលនោះហើយដែលបានក្លាយទៅជាវិទ្យាសាស្រ្តដែលជាសារធាតុគីមីនៃការដោយខ្លួនឯងមួយបានសិក្សាសមាសភាពនៃសាកសពពិសោធន៍។ ខ្ញុំមិនអាចធ្វើការដោយគ្មានការវិវត្តគីមីនៃសនិទាននៃប្រធានបទនេះហើយដូច្នេះ, ទីបំផុតបោះបង់ចោលកន្លងមកមនុស្សជាតិបាន alchemical, ជាគំនិតអំពីធម្មជាតិនៃបញ្ហានិងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វាផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនិងយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ប៉ុន្តែកម្លាំងរុញច្រានសម្រាប់ដំណើរការនេះបានបម្រើការស្រាវជ្រាវ Lavoisier ។ ឥឡូវនេះសូម្បីតែដឹងថាសិស្សសាលាដំណាក់កាលនៃការវិវត្តន៍គីមី (ឬការវិវត្ត prebiotic) គួរត្រូវបានចាត់ទុកពីពេលមុននេះថា ការកើតនៃជីវិតនៅលើផែនដី។ ក្នុងសតវត្សទីដប់ប្រាំបី, គំនិតបែបនៃពិភពលោកដែលគ្មាននរណាម្នាក់ធ្លាប់មាន។

ជីវិត

ការវិវត្តគីមីលើភពផែនដីភពផែនដីបានចាប់ផ្តើមគ្មានជីវិតពិតនៅពេលសារធាតុសរីរាង្គត្រូវបានចាប់ផ្តើមជាបណ្តើរចេញពីម៉ូលេគុលដដែលជាពិសេសប៉ះពាល់ដល់កត្តាថាមពលនិងការជ្រើសរើស។ ដំណើរការលាតត្រដាងរបស់អង្គការដោយខ្លួនឯង, ដែលជាលក្ខណៈនៃប្រព័ន្ធស្មុគ្រស្មាញទាក់ទងសូម្បីតែ។ ដូច្នេះកាបូននៅលើផែនដីបានបង្ហាញខ្លួន។ ផ្ទុយទៅវិញមាន carbonaceous ម៉ូលេគុលដំបូងនៃសារៈសំខាន់ជាមូលដ្ឋានមិនត្រឹមតែសម្រាប់រូបរាងប៉ុន្តែផងដែរសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍបន្ថែមទៀតនៃបញ្ហាដែលរស់នៅទាំងអស់។

យើងមិនដឹងថាមកទល់ពេលនេះអ្វីដែលជាសារៈសំខាន់នៃការវិវត្តន៍គីមីនៅក្នុងដំណាក់កាលដំបូងនៃជីវិត។ នេះគីមីវិទ្យាបានគេស្គាល់ថាសារធាតុណាមួយកំណត់ព្រំដែនដំណើរការវិវត្ត postulate កាបូនដែល aqueous ។ ប្រហែលជាក្នុងសកលលោកនេះមានជម្រើសផ្សេងទៀតនៃអត្ថិភាពរបៀប នៃបញ្ហាការរស់នៅ និងប្រភពដើមនៃប្រូតេអ៊ីនរបស់យើង - គឺមិនមែនជា«ផ្លូវចេញ»តែប៉ុណ្ណោះ។ នៅទីនោះត្រូវបានគេដឹងថាជាការបន្សំតែមួយគត់នៃលក្ខណៈសម្បត្តិវត្ថុធាតុ polymer ជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកកាបូន depolarizing នេះដែល aqueous ក្នុងដំណាក់កាលរាវ។ លក្ខខណ្ឌទាំងនេះត្រូវបានចាប់ផ្តើមធ្វើការគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីការវិវត្តគីមីនៃជីវិតនិងតម្រូវការសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃការទាំងអស់យើងស្គាល់ភាពខុសគ្នានៃទម្រង់បែបបទជីវិតនេះ។

ការចាប់ផ្តើមដំណើរការនេះ

សូម្បីតែការលំយោលមនុស្សជាតិរបស់គាត់ដឹងថាមិនផ្ទាល់ទាំងអស់។ ជាពិសេសអំពីកន្លែងដែលត្រូវចាប់ផ្តើមហើយពេលនៃការវិវត្តន៍របស់ដំណាក់កាលគីមីនៅលើផែនដី។ នេះគឺជាអ្វីដែលយើងផងដែរអាចទាយបានតែប៉ុណ្ណោះ។ នៅទីនេះដំបូងវាអាចនឹងមានពិតពេលណាមួយ។

នៅពេលដែលអ្នកបញ្ចប់វដ្តទីពីរនៃការបង្កើតផលិតផលតារាពេលនៃការផ្ទុះកំណ នៃ supernova, ដែលបានផ្ដល់ធាតុចន្លោះ interstellar គេហៅថាធ្ងន់ដែលមានទម្ងន់លើសពីម្ភៃប្រាំមួយ។ នៅពេលដែលផ្កាយមាននៅក្នុងជំនាន់ទីពីរនេះបានរកឃើញប្រព័ន្ធភពផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ពួកគេ, ដែលជាកន្លែងដែលធាតុធ្ងន់ត្រូវបានទាមទារបាននូវចំនួនទឹកប្រាក់គ្រប់គ្រាន់។ បានដឹងថាសារៈសំខាន់នៃការវិវត្តគីមីដែលអាចធ្វើបាននៅពេលណាមួយបន្ទាប់ពីក្រុម Big Bang នៅចន្លោះពេលនៃពាក់កណ្តាលមួយពាន់លានកន្លះពាន់លានឆ្នាំ។

ដែលជាកន្លែងដែលជីវិតចាប់ផ្តើម

ដែលជាកន្លែងដែលនាងអាចលេចឡើង - ផងដែរជាសំណួរបើកចំហ។ នៅពេលដែលការបង្កើតលក្ខខណ្ឌ ekolyutsii គីមីការចាប់ផ្តើមការពិតជាច្រើនអាចទំនងជាកើតឡើងនៅក្នុងស្ទើរតែបរិស្ថានណាមួយ។ subsoil នេះនិងភពនិងជម្រៅនៃសមុទ្រនិងផ្ទៃ, សូម្បីតែការបង្កើត protoplanetary សមរម្យ។

លើសពីនេះទៅទៀតពពកឧស្ម័នរវាងដួងតារាអាចបម្រើជាឈ្នាន់មួយសម្រាប់ការវាយប្រហារលើការរស់នៅគ្មានជីវិតបញ្ហាហើយវាត្រូវបានបញ្ជាក់នៅទីនេះសារធាតុសរីរាង្គដែលបានរកឃើញ - និងការសេពគ្រឿងស្រវឹងស្ករ, Aldehydes អាស៊ីតអាមីណូ, glycine និងមានសមត្ថភាពកាន់តែច្រើនបម្រើជាការចាប់ផ្តើមសម្ភារៈសម្រាប់ជីវិតដោយមធ្យោបាយនៃការវិវត្តគីមីចាប់ផ្ដើម។

ទ្រឹស្តី

ផែនដីសម័យបុរាណរក្សាការសំងាត់របស់ខ្លួននិងមនុស្សជាតិមិនទាន់មានព័អាចទុកចិត្តបានអំពីលក្ខខណ្ឌ geochemical នៃអត្ថិភាពរបស់ខ្លួនមុនពេលការកើតនៃជីវិត។ ការស្រាវជ្រាវភូមិសាស្ត្រអាចមិនបំពេញសំណួរទាំងអស់នេះហើយដូច្នេះដើម្បីសិក្សាពាក់ព័ន្ធនឹងវិស័យតារាសាស្ត្រយ៉ាងទូលំទូលាយ។ ដូច្នេះបានកសាងឡើងទ្រឹស្តីនៃការវិវត្តន៍គីមី។ លក្ខខណ្ឌ Venusian និងអង្គារនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាស្រដៀងគ្នាទៅនឹងផែនដីនៅដំណាក់កាលជាក់លាក់នៃការវិវត្តគីមី។

ដើម្បីដកពិសោធន៍នៅលើម៉ូដែលហើយដូច្នេះទទួលបានទិន្នន័យទាំងអស់ដែលបានគេស្គាល់ថាជាមូលដ្ឋាន។ ឧទាហរណ៍, ការប្រើប្រាស់សារធាតុគីមីនៃសមាសភាពក្លែងនានានិងលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុនៅក្នុងបរិយាកាស, hydrosphere នេះ, lithosphere ម៉ូលេគុលសរីរាង្គស្មុគស្មាញត្រូវបានគេទទួលបាន។ ការទិញយកទិន្នន័យថ្មីដោយការពិសោធន៍គឺតែងតែនៅក្រោមការសាងសង់ enriches ទ្រឹស្តីនេះ។ ដូច្នេះវាត្រូវបានគេតែងតាំងនៅក្នុងចំនួននៃសម្មតិកម្មទាក់ទងនឹងយន្តការជាក់លាក់មួយនិងកងកម្លាំងបើកបរដោយផ្ទាល់បានប្រារព្ធធ្វើការវិវត្តន៍គីមី។

ការស្រាវជ្រាវនៅក្នុងប្រទេសរុស្ស៊ី

ជីវិតនៅលើផែនដីត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមរយៈការ abiogenesis ដែលជាកំណើតនៃសមាសធាតុសរីរាង្គដែលមានវត្តមានជាការសត្វព្រៃលក្ខណៈលើសពីរាងកាយនិងដោយគ្មានការចូលរួមសម្បីតែបន្តិចនៃអង់ស៊ីមនេះ។ នេះជាដំណាក់កាលដំបូងនៅពេលដែលមានជីវិតរស់ពី nonliving នេះ។

ដោយសម្មតិកម្មក្មេងស្រីសិក្សា Oparin នៃសតវត្សទី twentieth នេះ, ដំណោះស្រាយនៃសមាសធាតុខ្ពស់ម៉ូលេគុលគឺអាចបង្កើតជាតំបន់ដែលជាកន្លែងដែលការផ្តោតអារម្មណ៍ជាក់លាក់មួយត្រូវបានបង្កើនការរបស់ពួកគេនិងការបំបែកពីបរិស្ថានខាងក្រៅមិនបានរារាំងពួកគេក្នុងការប្រាស្រ័យទាក់ទងជាមួយវា។ តំបន់ទាំងនេះត្រូវបានគេហៅ coacervates ឬដំណក់ coacervate ។

នៅក្រៅប្រទេស

ប្រភពដើមសំយោគសគ្មានជីវិតនៅផែនដីអនុវត្តបានចំណាយក្នុងឆ្នាំ 1953 បុព្វកាល Godus Stanley បានរោងម៉ាស៊ីនកិនស្រូវ, សំយោគអាស៊ីដអាមីណូជាមួយសារធាតុសរីរាង្គផ្សេងទៀត។ បានបង្ហាញខ្លួនជាបន្តបន្ទាប់ដែលបានពន្យល់ទ្រឹស្តី hypercycles អត្ថិភាពនៃជីវិតនៅក្នុងវគ្គសិក្សានៃការវិវត្តគីមីនៃវត្តមានរបស់ប្រតិកម្មកាតាលីករ, ជាប់គ្នា, ដែលជាកន្លែងដែលផលិតផលមុនក្លាយជាកាតាលីករសម្រាប់ក្រោយនេះ។

មានតែការលើកដំបូង "protocell" ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 2008 ដោយជីវវិទូជនជាតិអាមេរិកម្នាក់ដែលតាមរយៈស្រោមរបស់អាស៊ីតខ្លាញ់និងជាតិខ្លាញ់នេះគឺអាចទទួលបាន monophosphate nucleotides ពីបរិស្ថាន។ imidazole "ឥដ្ឋ" ទាំងនេះបានធ្វើឱ្យសកម្មមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការសំយោគនៃ DNA ។ ហើយនៅក្នុងឆ្នាំ 2011 នៅក្នុងប្រទេសជប៉ុនត្រូវបានបង្កើត vesicles ជាមួយធាតុ DNA ដែលនៅក្រោមភ្នាសបញ្ជាក់ដែលអាចចែកជាប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ polirazmernaya, ការចម្លង DNA ។

សម្មតិកម្មសំខាន់

ការវិវត្តគីមីនៃជីវិតនៅលើផែនដីពន្យល់អំពីសម្មតិកម្មបានពិន្ទុមូលដ្ឋានដូចខាងក្រោម។

1. លេចឡើងនៅលើផែនដីចាំបាច់ក្នុងលក្ខខណ្ឌអវកាសឬដែលនៅក្នុងនោះមានការសំយោគ autocatalytic ugrerodosoderzhaschih ម៉ូលេគុលដោយមានការសំយោគត្រូវមានបរិមាណធំនិងពពួកសន្ធឹកសន្ធាប់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីចាប់ផ្តើមដំណើរនៃការវិវត្តន៍គីមី។
2. ការកើតឡើងរចនាសម្ព័ន្ធ protocellular ផុសឡើងពីម៉ូលេគុលដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ។ កម្មវិធីប្រមូលផ្ដុំបិទជិតដែលមានស្ថេរភាពទាំងនេះបានដាច់ឆ្ងាយពីបរិស្ថាន, ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលនៃសារធាតុនិងឆ្លងកាត់ពួកគេបានជ្រើស។ ដូច្នេះរចនាសម្ព័ protocellular ទីនោះ។
3. នេះជាគ្រឿងបានបង្កើតឡើងមានសមត្ថភាពដើម្បីអភិវឌ្ឍខ្លួនឯង - ដោយខ្លួនឯងដោយខ្លួនឯងនិងថតចម្លងការផ្លាស់ប្តូរនៃពទាំងអស់នៃប្រព័ន្ធគីមី។ ដូច្នេះមានមូលដ្ឋាននៃគ្រឿងនេះគឺជាកូដតំណពូជ។
4. ដំណាក់កាលបន្ទាប់ - ទំនាក់ទំនងរវាងរូបរាងនិងមុខងាររបស់អង់ស៊ីមប្រូតេអ៊ីនជាមួយលក្ខណៈសម្បត្តិនិង DNA ដែលជាការ RNA នាវាផ្ទុកទិន្នន័យនេះ។ ដូច្នេះគឺពិតជាមានលេខកូដតំណពូជដែលត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការវិវត្តជីវសាស្រ្ត។

ការរកឃើញ

ដូចបានរៀបរាប់ខាងលើលោក Alexander Oparin ជាដំបូងនៅវ័យម្ភៃឆ្នាំនៃសតវត្សទីចុងក្រោយនេះបានបើក coacervates ។ Stanley បន្ទាប់ Miller និងហារ៉ូល Urey នៅឆ្នាំ 1953 បានរៀបរាប់ពីការកើតមាននៃបរិយាកាសបុរាណនៅក្នុងគ្លិ biomolecules សាមញ្ញនិងដំណើរការនៃការកើតឡើងរបស់ពួកគេ។ ស៊ីដនី Foks បន្ទាប់ប្រាប់ពិភពលោកអំពី microspheres នៃ protenoidov នេះ។ ក្នុងឆ្នាំ 1981 ធីនិងអេស Ceku Altman អាចឃ្លាំមើលការបែងចែក RNA autocatalytic ដែលជា ribozymes អាចរួមបញ្ចូលពនិង Catalysis ក្នុងម៉ូលេគុលនេះ "ឆ្លាក់ចេញ" ខ្លួនពីខ្សែសង្វាក់និងការតភ្ជាប់ "ចុង" ដែលនៅសល់។

នៅឆ្នាំ 1986 លោក William លោក Gilbert នៃ Cambridge បានបង្កើតគំនិតនៃ "RNA ពិភពលោក", និងលោក Gunther វ៉ុ Kidrovski មកពីប្រទេសអាល្លឺម៉ង់ក្នុងពេលតែមួយត្រូវបានបង្ហាញប្រព័ន្ធបំបែកខ្លួនជាលើកដំបូងដោយផ្អែកលើការឌីអិនអេដែលជាការចូលរួមចំណែកសំខាន់ដល់ការយល់ដឹងនៃប្រព័ន្ធបំបែកខ្លួននិងមុខងារកំណើនសេដ្ឋកិច្ចរបស់ខ្លួន។ វិទ្យាសាស្រ្តបានទៅបានយ៉ាងលឿនទៅមុខក្នុងទិសដៅនេះ: លោក Manfred Eigen បានបើក hyperframe ការវិវត្តន៍នៃម៉ូលេគុលវង់នេះ RNA និង Yuliy Rebek បង្កើតម៉ូលេគុលសិប្បនិម្មិតដំបូងដែលចម្លងដោយខ្លួនឯងនៅក្នុង chloroform ។

អវកាសនិងផែនដី

មជ្ឈមណ្ឌលជើងហោះហើរអវកាសរបស់ NASA Dzhon Korlis សិក្សាពីដំណើរការចែកចាយនៃប្រភពកំដៅនៃថាមពលសមុទ្រនិងសារធាតុគីមីដែលធ្វើឱ្យការវិវត្តគីមីឯករាជ្យនៃបរិស្ថានអវកាសហើយថ្ងៃនេះពួកគេគឺសម្រាប់បុរាណដំបូងជម្រកអចិន្ត្រៃយ៍។ នៅក្នុងពិភពដែកស៊ុលហ្វីតចំនួននៃការសម្មតិកម្ម Gunter Vehterskhoyzera មួយ។

គាត់បានរៀបរាប់ជាលើកដំបូងរំលាយអាហារបំបែកខ្លួនរចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាលមកពីនៅលើផ្ទៃនៃ pyrite (sulfide ជាតិដែក) ដែលបានផ្ដល់ឱ្យថាមពលចាំបាច់សម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរសារធាតុ។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការជ្រើសរើសការបំបែកគ្រីស្តាល់លូតលាស់និងអាចរីកចម្រើននិង pyrite ការផលិត, ការបង្កើតភាពខុសគ្នានៃប្រជាជនមួយ។ ការជីកយករ៉ែដីឥដ្ឋសម្រាប់រូបរាងនៃម៉ូលេគុលសរីរាង្គនេះត្រូវបានបានសិក្សាយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។ ទោះជាយ៉ាងណាតារាម៉ូដែលឯកភាពនៃការវិវត្តន៍គីមីមិនទាន់មានទេ, ចាប់តាំងពីគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃការចលនានៃដំណើរការនេះគឺជាការមិនទាន់បានបើកចំហ។