ต้นกำเนิดของชีวิตโลกเริ่มมากกว่า 3 พันล้านปีก่อนการพัฒนาจากจุลินทรีย์พื้นฐานที่สุดไปสู่ความซับซ้อนที่น่าตื่นตาเมื่อเวลาผ่านไป แต่สิ่งมีชีวิตแรกในบ้านที่รู้จักเพียงอย่างเดียวของชีวิตในจักรวาลพัฒนาจากซุปดึกดำบรรพ์?
วิทยาศาสตร์ยังคงไม่แน่ใจและขัดแย้งกับต้นกำเนิดที่แน่นอนของชีวิตหรือที่รู้จักกันในชื่อ abiogenesis แม้แต่คำจำกัดความของชีวิตก็ยังมีการโต้แย้งและเขียนใหม่โดยมีการศึกษาหนึ่งที่ตีพิมพ์ใน Jเรามีโครงสร้างและพลวัตทางชีวโมเลกุลของเราแนะนำการเปิดเผยคำจำกัดความที่เผยแพร่ที่แตกต่างกัน 123 ฉบับ
แม้ว่าวิทยาศาสตร์จะยังคงไม่แน่ใจ แต่นี่คือทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันมากมายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก
มันเริ่มต้นด้วยประกายไฟฟ้า
สายฟ้าอาจให้ประกายไฟที่จำเป็นสำหรับชีวิตเพื่อเริ่มต้นประกายไฟไฟฟ้าสามารถสร้างกรดอะมิโนและน้ำตาลจากชั้นบรรยากาศที่เต็มไปด้วยน้ำมีเธนแอมโมเนียและไฮโดรเจนดังที่แสดงในการทดลองมิลเลอร์-ยูดีที่มีชื่อเสียงในปี 2495 ตามนักวิทยาศาสตร์อเมริกัน- การค้นพบของการทดลองชี้ให้เห็นว่าฟ้าผ่าอาจช่วยสร้างการสร้างบล็อกที่สำคัญของชีวิตบนโลกในยุคแรก ๆ กว่าล้านปีโมเลกุลขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้นอาจเกิดขึ้นได้
แม้ว่าการวิจัยตั้งแต่นั้นมาได้เปิดเผยว่าบรรยากาศแรกของโลกนั้นเป็นไฮโดรเจนที่ไม่ดีนัก แต่นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำว่าเมฆภูเขาไฟในบรรยากาศตอนต้นอาจมีมีเธนแอมโมเนียและไฮโดรเจนและเต็มไปด้วยฟ้าผ่าเช่นกันมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
โมเลกุลของชีวิตพบกันบนดินเหนียว
โมเลกุลแรกของชีวิตอาจได้พบกับดินเหนียวตามความคิดที่อธิบายโดยนักเคมีอินทรีย์อเล็กซานเดอร์เกรแฮมแครนส์-สมิ ธ ที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ในสกอตแลนด์ Cairns-Smith เสนอในหนังสือแย้งปี 1985 ของเขา”เจ็ดเบาะแสถึงต้นกำเนิดของชีวิต ''คริสตัลดินเหนียวนั้นรักษาโครงสร้างของพวกเขาเมื่อพวกเขาเติบโตและเกาะติดกันเพื่อสร้างพื้นที่ที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและดักจับโมเลกุลอื่น ๆ ไปตามทางและจัดระเบียบพวกเขาเป็นรูปแบบเหมือนยีนของเราทำตอนนี้
บทบาทหลักของดีเอ็นเอคือการจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการจัดโมเลกุลอื่น ๆ ลำดับทางพันธุกรรมใน DNA เป็นคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการจัดกรดอะมิโนในโปรตีน Cairns-Smith แสดงให้เห็นว่าผลึกแร่ในดินเหนียวสามารถจัดโมเลกุลอินทรีย์เป็นรูปแบบการจัดระเบียบ หลังจากนั้นไม่นานโมเลกุลอินทรีย์ก็เข้ามาทำงานนี้และจัดระเบียบตัวเอง
แม้ว่าทฤษฎีของ Cairns-Smith จะให้อาหารนักวิทยาศาสตร์สำหรับความคิดในปี 1980 แต่ก็ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากชุมชนวิทยาศาสตร์
ชีวิตเริ่มต้นขึ้นที่ช่องระบายอากาศทะเลลึก
ทฤษฎีช่องระบายอากาศในทะเลลึกแสดงให้เห็นว่าชีวิตอาจเริ่มต้นที่ช่องระบายความร้อนใต้น้ำในเรือคาร์บอนและไฮโดรเจน-ตามวารสารรีวิวธรรมชาติจุลชีววิทยา-
ช่องระบายอากาศไฮโดรเทอร์มอลสามารถพบได้ในระดับความลึกที่มืดที่สุดของพื้นมหาสมุทรพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ- ช่องระบายอากาศเหล่านี้ปะทุของเหลวซึ่งร้อนแรงด้วยแกนกลางของโลกเมื่อมันผ่านเปลือกโลกก่อนที่จะถูกไล่ออกที่สัตวแพทย์ ในระหว่างการเดินทางผ่านเปลือกโลกมันจะรวบรวมก๊าซและแร่ธาตุที่ละลายเช่นคาร์บอนและไฮโดรเจน
ซอกหินของพวกเขานั้นสามารถรวมโมเลกุลเหล่านี้เข้าด้วยกันและจัดหาตัวเร่งปฏิกิริยาแร่สำหรับปฏิกิริยาที่สำคัญ แม้ตอนนี้ช่องระบายอากาศเหล่านี้อุดมไปด้วยพลังงานทางเคมีและความร้อนยังคงรักษาระบบนิเวศที่มีชีวิตชีวา
Abiogenesis โดยวิธีการของช่องระบายความร้อนใต้พิภพยังคงถูกตรวจสอบเป็นสาเหตุที่น่าเชื่อถือของชีวิตบนโลก ในปี 2562 นักวิทยาศาสตร์ที่University College Londonประสบความสำเร็จในการสร้างโปรโตเชล (โครงสร้างที่ไม่มีชีวิตที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจต้นกำเนิดของชีวิต) ภายใต้สภาพแวดล้อมที่ร้อนแรงและเป็นด่างที่คล้ายกันกับช่องระบายความร้อน
ชีวิตเริ่มต้นด้วยอากาศหนาวเย็น
น้ำแข็งอาจครอบคลุมมหาสมุทรเมื่อ 3 พันล้านปีก่อนและอำนวยความสะดวกในการเกิดของชีวิต "สารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญคิดว่ามีความสำคัญในต้นกำเนิดของชีวิตมีความเสถียรมากขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่า"เจฟฟรีย์ทะเลที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียบอกนักวิทยาศาสตร์ใหม่- ที่อุณหภูมิปกติสารประกอบเหล่านี้เช่นชุดกรดอะมิโนง่าย ๆ มีประชากรเบาบางอยู่ในน้ำ แต่เมื่อแช่แข็งจะเข้มข้นและอำนวยความสะดวกในการเกิดขึ้นของชีวิตตามงานของ Bada ที่ตีพิมพ์ในวารสารฉันที่รัก-
น้ำแข็งอาจมีสารประกอบอินทรีย์ที่เปราะบางในน้ำด้านล่างจากแสงอัลตราไวโอเลตและการทำลายล้างจากผลกระทบของจักรวาล ความหนาวเย็นอาจช่วยให้โมเลกุลเหล่านี้อยู่รอดได้นานขึ้นทำให้เกิดปฏิกิริยาที่สำคัญ
คำตอบอยู่ที่การทำความเข้าใจการก่อตัวของดีเอ็นเอ
ทุกวันนี้ความต้องการ DNAโปรตีนเพื่อที่จะก่อตัวและโปรตีนต้องการให้ดีเอ็นเอในรูปแบบดังนั้นสิ่งเหล่านี้จะเกิดขึ้นได้อย่างไรหากไม่มีกันและกัน? คำตอบอาจเป็นRNAซึ่งสามารถเก็บข้อมูลเช่น DNA ทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ชอบโปรตีนและช่วยสร้างทั้ง DNA และโปรตีนตามวารสารชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์- หลังจากนั้น DNA และโปรตีนก็ประสบความสำเร็จใน "RNA World" เพราะพวกเขามีประสิทธิภาพมากขึ้น
RNA ยังคงมีอยู่และทำหน้าที่หลายอย่างในสิ่งมีชีวิตรวมถึงทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิดปิดสำหรับยีนบางตัว คำถามยังคงเป็นวิธีที่ RNA มาถึงที่นี่ตั้งแต่แรก นักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าโมเลกุลอาจเกิดขึ้นได้อย่างเป็นธรรมชาติบนโลกในขณะที่คนอื่นบอกว่ามันไม่น่าเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้น
ชีวิตมีจุดเริ่มต้นง่ายๆ
แทนที่จะพัฒนาจากโมเลกุลที่ซับซ้อนเช่น RNA ชีวิตอาจเริ่มต้นด้วยโมเลกุลขนาดเล็กที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันในวงจรของปฏิกิริยา สิ่งเหล่านี้อาจมีอยู่ในแคปซูลอย่างง่ายคล้ายกับเยื่อหุ้มเซลล์และเมื่อเวลาผ่านไปโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งทำปฏิกิริยาเหล่านี้ได้ดีกว่ารุ่นที่เล็กกว่าอาจมีวิวัฒนาการมาก่อน
ชีวิตถูกนำมาที่นี่จากที่อื่นในอวกาศ
บางทีชีวิตอาจไม่ได้เริ่มต้นบนโลกเลย แต่ถูกนำมาจากที่อื่นในอวกาศซึ่งเป็นแนวคิดที่เรียกว่า panspermia ตามนาซ่า- ตัวอย่างเช่นหินถูกทำลายอย่างสม่ำเสมอจากดาวอังคารโดยผลกระทบของจักรวาลและมีอุกกาบาตดาวอังคารจำนวนหนึ่งพบบนโลกที่นักวิจัยบางคนแนะนำให้นำจุลินทรีย์มาที่นี่ นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ แนะนำว่าชีวิตอาจโบกมือให้กับดาวหางจากระบบดาวดวงอื่น อย่างไรก็ตามแม้ว่าแนวคิดนี้จะเป็นจริงคำถามที่ว่าชีวิตเริ่มต้นขึ้นบนโลกจะเปลี่ยนไปได้อย่างไรว่าชีวิตเริ่มต้นที่อื่นในอวกาศอย่างไร
ทรัพยากรเพิ่มเติม
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับทฤษฎีของต้นกำเนิดของชีวิตลองดู "บันไดสู่ชีวิต: การตรวจสอบความเป็นจริงที่มาของชีวิต” โดยเปลี่ยน Laura Tan และ“ความลึกลับของต้นกำเนิดของชีวิต” โดย Charles B. Thaxton และคณะ
บรรณานุกรม
Matthew Levy et al,“ การสังเคราะห์ prebiotic ของ adenine และกรดอะมิโนภายใต้สภาวะที่คล้ายกับยูโรปา”, อิคารัส, เล่มที่ 145, มิถุนายน 2000,https://doi.org/10.1006/icar.2000.6365
วิลเลียมมาร์ติน“ ช่องระบายอากาศไฮโดรเทอร์มอลและต้นกำเนิดของชีวิต”, ความคิดเห็นเกี่ยวกับธรรมชาติ, เล่ม 6, กันยายน 2551,https://doi.org/10.1038/nrmicro1991
Ka Dill และ L. Agozzino,“ แรงผลักดันในต้นกำเนิดของชีวิต”, ชีววิทยาแบบเปิด, เล่มที่ 11, กุมภาพันธ์ 2021,ttps: //doi.org/10.1098/rsob.200324
Ben Kd Pearce et al,“ ต้นกำเนิดของโลก RNA: ชะตากรรมของนิวเคลียสในบ่อเล็ก ๆ ที่อบอุ่น”, PNAs, เล่มที่ 114, ตุลาคม 2017,https://doi.org/10.1073/pnas.1710339114
