Phát sinh phi sinh học

Các dạng sống được biết đến sớm nhất là các vi sinh vật giả định hóa thạch, tìm thấy trong các kết tủa thủy nhiệt, có thể đã tồn tại từ 4,28 tỷ năm trước, tương đối sớm sau các đại dương hình thành cách đây 4.41 tỷ năm trước, và không lâu sau hình thành Trái Đất 4.54 tỷ năm trước.[1][2]

Trong sinh học tiến hóa, phát sinh phi sinh học (abiogenesis), hoặc tên không chính thức là nguồn gốc của sự sống (origin of life) viết tắt là OoL,[3][4][5][a] là quá trình tự nhiênsự sống đã phát sinh từ vật chất không sống, chẳng hạn như các hợp chất hữu cơ đơn giản.[4][6][7][8] Mặc dù các chi tiết của quá trình này vẫn chưa được hiểu rõ, giả thuyết khoa học phổ biến về quá trình biến đổi từ các thực thể không sống sang các thực thể sống không phải là một sự kiện đơn lẻ, mà là một quá trình tiến hóa tăng tiến phức tạp liên quan đến phân tử tự nhân bản, tự lắp ráp, tự phân giải, và sự xuất hiện của màng tế bào.[9][10][11] Mặc dù sự xuất hiện của sự sống là sự thật không bàn cãi giữa các nhà khoa học, nhưng các cơ chế khả thi cho quá trình này vẫn chưa được hiểu rõ. Có một số nguyên lý và giả thuyết về việc làm thế nào mà sự sống có thể xuất hiện.[12]

Việc nghiên cứu nguồn gốc sự sống nhằm mục đích xác định xem phản ứng hóa học tiền sự sống đã tạo ra sự sống như thế nào trong những điều kiện hoàn toàn khác với trên Trái Đất ngày nay.[13] Nó chủ yếu sử dụng các công cụ từ sinh học, hóa họcđịa vật lý,[14] với các phương pháp tiếp cận gần đây đang cố gắng tổng hợp cả ba môn khoa học trên:[15] cụ thể là, thiên văn học, sinh hóa, sinh lý, địa hóa học, sinh học phân tử, hải dương họccổ sinh vật học. Sự sống hoạt động thông qua quá trình hoạt hóa chuyên biệt của carbon và nước; phần lớn được xây dựng dựa trên bốn nhóm hóa chất chính: lipid (màng tế bào), carbohydrate (đường, cellulose), amino acid (chuyển hóa protein) và acid nucleic (DNA và RNA). Bất kỳ học thuyết thành công nào về sự phát sinh sự sống đều phải giải thích được nguồn gốc và sự tương tác của các lớp phân tử này.[16] Nhiều phương pháp tiếp cận sự phát sinh sự sống nghiên cứu cách các phân tử tự nhân bản, hoặc các thành phần của chúng đã ra đời như thế nào. Các nhà nghiên cứu thường nghĩ rằng sự sống hiện tại bắt nguồn từ thế giới RNA,[17] mặc dù các phân tử tự nhân bản khác có thể có trước RNA.[18][19]

Thí nghiệm sinh tổng hợp Miller–Urey của các phân tử hữu cơ nhỏ trong hỗn hợp các khí đơn giản được đặt trong một gradien nhiệt bằng cách đun nóng (bên phải) và làm lạnh (bên trái) hỗn hợp cùng một lúc; hỗn hợp cũng chịu phóng điện

Thí nghiệm Miller–Urey cổ điển năm 1952 và các nghiên cứu tương tự đã chứng minh rằng hầu hết các amino acid, thành phần hóa học của protein có mặt trong tất cả các sinh vật sống, có thể được tổng hợp từ các hợp chất vô cơ trong các điều kiện mô phỏng trạng thái của Trái Đất sơ khai. Các nhà khoa học đã đề xuất các nguồn năng lượng khác nhau bên ngoài có thể đã kích hoạt những phản ứng này, bao gồm sétbức xạ. Các phương pháp tiếp cận khác (giả thuyết "chuyển hóa-đầu tiên") tập trung vào việc tìm hiểu cách chất tự xúc tác trong các hệ thống hóa học trên Trái Đất sơ khai có thể đã cung cấp phân tử tiền chất cần thiết cho quá trình tự nhân bản.[20]

Thiên thạch mầm (Panspermia)[21] thì lại cho rằng những mầm sống đã phát sinh bên ngoài Trái Đất bởi những cơ chế chưa xác định, và được mang đến Trái Đất sơ khai thông qua bụi không gian[22] và các thiên thạch.[23] Người ta biết được các phân tử hữu cơ phức tạp hình thành trong Hệ Mặt trời và trong không gian giữa các vì sao, và những phân tử này có thể đã cung cấp tiền chất cho sự phát sinh sự sống trên Trái Đất.[24][25][26][27]

Trái Đất vẫn là nơi duy nhất trong vũ trụ được biết đến là tồn tại sự sống,[28][29]bằng chứng hóa thạch từ Trái Đất cung cấp thông tin cho hầu hết các nghiên cứu về nguồn gốc sự sống. Tuổi của Trái Đất là 4,54 tỷ năm;[30][31][32] bằng chứng sớm nhất không thể bàn cãi về sự sống trên Trái Đất có niên đại ít nhất là 3,5 tỷ năm trước,[33][34][35] và có thể xuất hiện sớm nhất ở Kỷ Eoarchean (3.6–4.0 tỷ năm trước). Vào năm 2017, các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng khả thi về sự sống sơ khai trên đất liền có niên đại 3,48 tỷ năm trong geyserite và các mỏ khoáng sản khác có liên quan (thường được tìm thấy xung quanh suối nước nóngmạch nước phun) tại Pilbara Craton nằm ở Tây Úc.[36][37][38][39] Tuy nhiên, một số khám phá cho thấy sự sống có thể đã xuất hiện trên Trái Đất sớm hơn. Kể từ năm 2017, vi hóa thạch (vi sinh vật đã hóa thạch) trong kết tủa thủy nhiệt có niên đại từ 3,77 đến 4,28 tỷ năm trong đá ở Quebec, được xem là kỷ lục lâu đời nhất về sự sống trên Trái Đất, cho thấy sự sống bắt đầu ngay sau sự hình thành đại dương 4.4 tỷ năm trước trong kỷ địa chất Hadean.[1][2][40][41][42]

Chiến lược nghiên cứu của NASA về sự phát sinh sự sống phát biểu rằng cần phải xác định các tương tác, cấu trúc và chức năng trung gian; nguồn năng lượng và các yếu tố môi trường góp phần vào sự đa dạng, chọn lọc và nhân rộng của các mô hình đại phân tử có thể tiến hóa.[43] Cần phải tiếp tục nhấn mạnh việc tạo lập một sơ đồ hóa học khái quát của các polymer nguyên thủy tiềm năng có khả năng lưu trữ thông tin. Sự ra đời của các polymer có thể tự nhân bản, lưu trữ thông tin di truyền và thể hiện các đặc điểm để chịu tác động của chọn lọc tự nhiên là một bước quan trọng trong sự xuất hiện của quá trình tiến hóa hóa học tiền sinh học.[43]

Tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]

Ghi chú

  1. ^ Also occasionally called biopoiesis (Bernal, 1960, p. 30)

Chú thích

  1. ^ a b Dodd, Matthew S.; Papineau, Dominic; Grenne, Tor; Slack, John F.; Rittner, Martin; Pirajno, Franco; O'Neil, Jonathan; Little, Crispin T.S. (ngày 1 tháng 3 năm 2017). "Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates". Nature. Quyển 543 số 7643. tr. 60–64. Bibcode:2017Natur.543...60D. doi:10.1038/nature21377. PMID 28252057. Lưu trữ bản gốc ngày 8 tháng 9 năm 2017. Truy cập ngày 2 tháng 3 năm 2017.
  2. ^ a b Zimmer, Carl (ngày 1 tháng 3 năm 2017). "Scientists Say Canadian Bacteria Fossils May Be Earth's Oldest". The New York Times. Lưu trữ bản gốc ngày 2 tháng 3 năm 2017. Truy cập ngày 2 tháng 3 năm 2017.
  3. ^ Oparin, Aleksandr Ivanovich (1938). The Origin of Life. Phoenix Edition Series. Morgulis, Sergius biên dịch (ấn bản thứ 2). Mineola, New York: Courier Corporation (xuất bản 2003). ISBN 978-0486495224. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2018.
  4. ^ a b Peretó, Juli (2005). "Controversies on the origin of life" (PDF). International Microbiology. Quyển 8 số 1. tr. 23–31. PMID 15906258. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 24 tháng 8 năm 2015. Truy cập ngày 1 tháng 6 năm 2015. Ever since the historical contributions by Aleksandr I. Oparin, in the 1920s, the intellectual challenge of the origin of life enigma has unfolded based on the assumption that life originated on Earth through physicochemical processes that can be supposed, comprehended, and simulated; that is, there were neither miracles nor spontaneous generations.
  5. ^ Compare: Scharf, Caleb; và đồng nghiệp (ngày 18 tháng 12 năm 2015). "A Strategy for Origins of Life Research". Astrobiology. Quyển 15 số 12. tr. 1031–1042. Bibcode:2015AsBio..15.1031S. doi:10.1089/ast.2015.1113. PMC 4683543. PMID 26684503. What do we mean by the origins of life (OoL)? [...] Since the early 20th century the phrase OoL has been used to refer to the events that occurred during the transition from non-living to living systems on Earth, i.e., the origin of terrestrial biology (Oparin, 1924; Haldane, 1929). The term has largely replaced earlier concepts such as abiogenesis (Kamminga, 1980; Fry, 2000).
  6. ^ Oparin 1953, tr. vi
  7. ^ Warmflash, David; Warmflash, Benjamin (tháng 11 năm 2005). "Did Life Come from Another World?". Scientific American. Quyển 293 số 5. tr. 64–71. Bibcode:2005SciAm.293e..64W. doi:10.1038/scientificamerican1105-64. PMID 16318028. According to the conventional hypothesis, the earliest living cells emerged as a result of chemical evolution on our planet billions of years ago in a process called abiogenesis.
  8. ^ Yarus 2010, tr. 47
  9. ^ Witzany, Guenther (2016). "Crucial steps to life: From chemical reactions to code using agents" (PDF). BioSystems. Quyển 140. tr. 49–57. doi:10.1016/j.biosystems.2015.12.007. PMID 26723230.
  10. ^ Howell, Elizabeth (ngày 8 tháng 12 năm 2014). "How Did Life Become Complex, And Could It Happen Beyond Earth?". Astrobiology Magazine. Truy cập ngày 14 tháng 2 năm 2018.
  11. ^ Tirard, Stephane (ngày 20 tháng 4 năm 2015). Abiogenesis – Definition. tr. 1. doi:10.1007/978-3-642-27833-4_2-4. ISBN 978-3-642-27833-4. Thomas Huxley (1825–1895) used the term abiogenesis in an important text published in 1870. He strictly made the difference between spontaneous generation, which he did not accept, and the possibility of the evolution of matter from inert to living, without any influence of life. [...] Since the end of the nineteenth century, evolutive abiogenesis means increasing complexity and evolution of matter from inert to living state in the abiotic context of evolution of primitive Earth. {{Chú thích sách}}: Đã bỏ qua |journal= (trợ giúp)
  12. ^ Levinson, Gene (2020). Rethinking evolution: the revolution that's hiding in plain sight. World Scientific. ISBN 978-1786347268. Bản gốc lưu trữ ngày 21 tháng 5 năm 2022. Truy cập ngày 7 tháng 10 năm 2021.
  13. ^ Voet & Voet 2004, tr. 29
  14. ^ Dyson 1999
  15. ^ Davies, Paul (1998). The Fifth Miracle, Search for the origin and meaning of life. Penguin. Bibcode:1998fmso.book.....D.[cần số trang]
  16. ^ Ward, Peter; Kirschvink, Joe (2015). A New History of Life: the radical discoveries about the origins and evolution of life on earth. Bloomsbury Press. tr. 39–40. ISBN 978-1608199105.
  17. ^ Copley, Shelley D.; Smith, Eric; Morowitz, Harold J. (tháng 12 năm 2007). "The origin of the RNA world: Co-evolution of genes and metabolism" (PDF). Bioorganic Chemistry. Quyển 35 số 6. tr. 430–443. doi:10.1016/j.bioorg.2007.08.001. PMID 17897696. Lưu trữ (PDF) bản gốc ngày 5 tháng 9 năm 2013. Truy cập ngày 8 tháng 6 năm 2015. The proposal that life on Earth arose from an RNA world is widely accepted.
  18. ^ Robertson, Michael P.; Joyce, Gerald F. (tháng 5 năm 2012). "The origins of the RNA world". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. Quyển 4 số 5. tr. a003608. doi:10.1101/cshperspect.a003608. PMC 3331698. PMID 20739415.
  19. ^ Cech, Thomas R. (tháng 7 năm 2012). "The RNA Worlds in Context". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. Quyển 4 số 7. tr. a006742. doi:10.1101/cshperspect.a006742. PMC 3385955. PMID 21441585.
  20. ^ Keller, Markus A.; Turchyn, Alexandra V.; Ralser, Markus (ngày 25 tháng 3 năm 2014). "Non‐enzymatic glycolysis and pentose phosphate pathway‐like reactions in a plausible Archean ocean". Molecular Systems Biology. Quyển 10 số 725. tr. 725. doi:10.1002/msb.20145228. PMC 4023395. PMID 24771084.
  21. ^ Rampelotto, Pabulo Henrique (ngày 26 tháng 4 năm 2010). Panspermia: A Promising Field of Research (PDF). Astrobiology Science Conference 2010. Houston, TX: Lunar and Planetary Institute. tr. 5224. Bibcode:2010LPICo1538.5224R. Lưu trữ (PDF) bản gốc ngày 27 tháng 3 năm 2016. Truy cập ngày 3 tháng 12 năm 2014. Conference held at League City, TX
  22. ^ Berera, Arjun (ngày 6 tháng 11 năm 2017). "Space dust collisions as a planetary escape mechanism". Astrobiology. Quyển 17 số 12. tr. 1274–1282. arXiv:1711.01895. Bibcode:2017AsBio..17.1274B. doi:10.1089/ast.2017.1662. PMID 29148823. S2CID 126012488.
  23. ^ Chan, Queenie H.S. (ngày 10 tháng 1 năm 2018). "Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals". Science Advances. Quyển 4 số 1, eaao3521. tr. eaao3521. Bibcode:2018SciA....4O3521C. doi:10.1126/sciadv.aao3521. PMC 5770164. PMID 29349297.
  24. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên Ehrenfreund20103
  25. ^ Perkins, Sid (ngày 8 tháng 4 năm 2015). "Organic molecules found circling nearby star". Science (News). Washington, DC: American Association for the Advancement of Science. Truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2015.
  26. ^ King, Anthony (ngày 14 tháng 4 năm 2015). "Chemicals formed on meteorites may have started life on Earth". Chemistry World (News). London: Royal Society of Chemistry. Lưu trữ bản gốc ngày 17 tháng 4 năm 2015. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2015.
  27. ^ Saladino, Raffaele; Carota, Eleonora; Botta, Giorgia; và đồng nghiệp (ngày 13 tháng 4 năm 2015). "Meteorite-catalyzed syntheses of nucleosides and of other prebiotic compounds from formamide under proton irradiation". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Quyển 112 số 21. tr. E2746 – E2755. Bibcode:2015PNAS..112E2746S. doi:10.1073/pnas.1422225112. PMC 4450408. PMID 25870268.
  28. ^ Graham, Robert W. (tháng 2 năm 1990). "Extraterrestrial Life in the Universe" (PDF) (NASA Technical Memorandum 102363). Lewis Research Center, Cleveland, Ohio: NASA. Lưu trữ (PDF) bản gốc ngày 3 tháng 9 năm 2014. Truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2015.
  29. ^ Altermann 2009, tr. xvii
  30. ^ "Age of the Earth". United States Geological Survey. ngày 9 tháng 7 năm 2007. Lưu trữ bản gốc ngày 23 tháng 12 năm 2005. Truy cập ngày 10 tháng 1 năm 2006.
  31. ^ Dalrymple 2001, tr. 205–221
  32. ^ Manhesa, Gérard; Allègre, Claude J.; Dupréa, Bernard; Hamelin, Bruno (tháng 5 năm 1980). "Lead isotope study of basic-ultrabasic layered complexes: Speculations about the age of the earth and primitive mantle characteristics". Earth and Planetary Science Letters. Quyển 47 số 3. tr. 370–382. Bibcode:1980E&PSL..47..370M. doi:10.1016/0012-821X(80)90024-2.
  33. ^ Schopf, J. William; Kudryavtsev, Anatoliy B.; Czaja, Andrew D.; Tripathi, Abhishek B. (ngày 5 tháng 10 năm 2007). "Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils". Precambrian Research. Quyển 158 số 3–4. tr. 141–155. Bibcode:2007PreR..158..141S. doi:10.1016/j.precamres.2007.04.009.
  34. ^ Schopf, J. William (ngày 29 tháng 6 năm 2006). "Fossil evidence of Archaean life". Philosophical Transactions of the Royal Society B. Quyển 361 số 1470. tr. 869–885. doi:10.1098/rstb.2006.1834. PMC 1578735. PMID 16754604.
  35. ^ Raven & Johnson 2002, tr. 68
  36. ^ Staff (ngày 9 tháng 5 năm 2017). "Oldest evidence of life on land found in 3.48-billion-year-old Australian rocks". Phys.org. Lưu trữ bản gốc ngày 10 tháng 5 năm 2017. Truy cập ngày 13 tháng 5 năm 2017.
  37. ^ Djokic, Tara; Van Kranendonk, Martin J.; Campbell, Kathleen A.; Walter, Malcolm R.; Ward, Colin R. (ngày 9 tháng 5 năm 2017). "Earliest signs of life on land preserved in ca. 3.5 Gao hot spring deposits". Nature Communications. Quyển 8. tr. 15263. Bibcode:2017NatCo...815263D. doi:10.1038/ncomms15263. PMC 5436104. PMID 28486437.
  38. ^ Schopf, J. William; Kitajima, Kouki; Spicuzza, Michael J.; Kudryavtsev, Anatolly B.; Valley, John W. (2017). "SIMS analyses of the oldest known assemblage of microfossils document their taxon-correlated carbon isotope compositions". PNAS. Quyển 115 số 1. tr. 53–58. Bibcode:2018PNAS..115...53S. doi:10.1073/pnas.1718063115. PMC 5776830. PMID 29255053.
  39. ^ Tyrell, Kelly April (ngày 18 tháng 12 năm 2017). "Oldest fossils ever found show life on Earth began before 3.5 billion years ago". University of Wisconsin-Madison. Truy cập ngày 18 tháng 12 năm 2017.
  40. ^ Ghosh, Pallab (ngày 1 tháng 3 năm 2017). "Earliest evidence of life on Earth found". BBC News. Lưu trữ bản gốc ngày 2 tháng 3 năm 2017. Truy cập ngày 2 tháng 3 năm 2017.
  41. ^ Dunham, Will (ngày 1 tháng 3 năm 2017). "Canadian bacteria-like fossils called oldest evidence of life". Reuters. Lưu trữ bản gốc ngày 2 tháng 3 năm 2017. Truy cập ngày 1 tháng 3 năm 2017.
  42. ^ "Researchers uncover 'direct evidence' of life on Earth 4 billion years ago". Deutsche Welle. Truy cập ngày 5 tháng 3 năm 2017.
  43. ^ a b "NASA Astrobiology Strategy" (PDF). NASA. 2015. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 22 tháng 12 năm 2016. Truy cập ngày 24 tháng 9 năm 2017.

Đọc thêm

[sửa | sửa mã nguồn]
  • "Minerals and the Emergence of Life, pp 135-157 in "Metals, Microbes and Minerals: The Biogeochemical Side of Life" (2021) pp xiv + 341. Walter de Gruyter, Berlin. Authors Duval, Simon; Authors Zuchan, Kilian; Baymann, Frauke; Schoepp-Cothenet, Barbara; Branscomb, Elbert; Russell, Michael, J.; Nitschke, Wolfgang; Editors Kroneck, Peter M.H. and Sosa Torres, Martha. DOI 10.1515/9783110589771-005
  • Tim Flannery, "In the Soup" (review of Michael Marshall, The Genesis Quest: The Geniuses and Eccentrics on a Journey to Uncover the Origins of Life on Earth, University of Chicago Press, 360 pp.), The New York Review of Books, vol. LXVII, no. 19 (3 December 2020), pp. 37–38.

Liên kết ngoài

[sửa | sửa mã nguồn]
Nghe bài viết này
(4 parts, 1 giờ and 38 phút)
Icon Wikipedia được đọc ra
Các tệp âm thanh này được tạo từ bản phiên bản sửa đổi bài viết ngày 13 tháng 6 năm 2012 (2012-06-13) và không phản ánh các chỉnh sửa tiếp theo.
Chúng tôi bán
Bài viết liên quan
Nền kinh tế tư nhân của Triều Tiên
Nền kinh tế tư nhân của Triều Tiên
Triều Tiên, một trong những nước có nền kinh tế “đóng” nhất trên thế giới, đang có những bước phát triển mạnh mẽ.
Sự thật về Biểu tượng Ông Công, Ông Táo
Sự thật về Biểu tượng Ông Công, Ông Táo
Cứ mỗi năm nhằm ngày 23 tháng Chạp, những người con Việt lại sửa soạn mâm cơm "cúng ông Công, ông Táo"
Tổng hợp các shop quần áo TAOBAO đã cập bến trên Shopee
Tổng hợp các shop quần áo TAOBAO đã cập bến trên Shopee
Không cần đặt hàng qua trung gian cầu kỳ lại hay trôi nổi lạc hàng, lưu ngay 6 tọa độ đồ nam Taobao cực xịn trên shopee
Đàn ông có để ý đến việc phụ nữ bị béo không?
Đàn ông có để ý đến việc phụ nữ bị béo không?
Cùng xem các bạn nam có quan tâm đến cân nặng không nhé