Химийн хувьсал: үе шат, мөн чанар

Химийн шинжлэх ухааныг хувиргах явцад химийн хувьсал гэж нэрлэгдэх болсон бөгөөд энэхүү хувьсгалын процессын эргэлтийн цэг нь францын байгалийн эрдэмтэн Лавойицерын 1777 онд хүчилтөрөгчийн гүйцэтгэх үүргийг тодорхойлсон шатаалтын онол бий болсоны дараа бий болсон юм. Үүний зэрэгцээ химийн бүх үндсэн ухагдахуун, үндсэн зарчмуудыг шинэчилснээр бодисын нэр томъёо, нэр томъёо өөрчлөгдсөн.

Бага сургууль

1789 онд лабораторийн сурах бичгийг гаргасан нь шинжлэх ухааны онолчид, судлаачдын гол хэрэгсэл болсон юм. "Химийн анхан шатны курс" номонд дэлхийн хамгийн анхны жагсаалтад орсон химийн элементүүдийг жагсаасан энгийн биетүүдийн хүснэгтэнд анх орсон. Лавойицерын энэ номын гол зүрхэнд хүчилтөрөгчийн шаталтын онолыг бий болгож, химийн шинэчлэлийг бүрэн шинэ зам дээр чиглүүлдэг. Элементийг тодорхойлоход хамгийн чухал зүйл бол туршлага бөгөөд эрдэмтэнийг гол шалгуур болгон сонгон авсан бөгөөд туршлагаасаа батлагдаагүй ямар нэгэн зүйл, жишээ нь атом эсвэл молекулын бүтэцтэй байсан гэж Лавоисер үзэж байв.

Химийн хувьсал нь тууний боловсруулсан хуулиудаар, массын хадгалалт, шинж чанаруудын шинж чанар, тэдгээрийн элементуудийн ялгаа зэргээс хамаардаг. Тэр үед химийн шинжлэх ухааны хэлбэрийг бие даасан гэж үздэг байсан ба бие махбодийн бүтцийг туршилтын аргаар судалж байсан. Химийн хувьсал нь объектыг оновчтой болгохгүйгээр хийж чадахгүй байсан тул хүн төрөлхтөн эцэст нь алкемийн өнгөрсөн үеийг орхив. Учир нь материйн мөн чанар, шинж чанаруудын тухай санаа эрс өөрчлөгдөж, маш хурдан өөрчлөгдсөн юм. Энэ үйл явцын түлхэц бол Лаволизерийн судалгаа юм. Одоо хүүхдүүд бүр химийн хувьсал (эсвэл пребиотик хувьсал) үе шатуудыг дэлхий дээр амьдралаа бий болохоос өмнөх үеэс авч үзэх хэрэгтэйг мэддэг . XVIII зууны үед хэн ч дэлхий ертөнцийн талаар иймэрхүү үзэл бодолтой байсангүй.

Амьдрал

Дэлхий дээрх химийн хувьсал нь органик бус молекулуудаас аажмаар үүсч, энерги болон сонгон шалгаруулалтын хүчин зүйлсэд нөлөөлсөн нэн амьд гариг дээрээс эхэлсэн юм. Харьцангуй нарийн төвөгтэй системүүдийн онцлог шинж чанар бүхий бие даасан зохион байгуулалтын процесс нээгдэв. Тиймээс дэлхий дээр нүүрстөрөгч байсан. Харин нүүрстөрөгчийн агууламжтай молекулууд анх үүсч хөгжихөд төдийгүй амьд организмын цаашдын хөгжилд чухал ач холбогдолтой юм.

Амьдралын хөгжлийн эхний үе шатанд химийн хувьслын мөн чанар ямар байдгийг бид мэдэхгүй хэвээр байна. Аливаа бодисын химийн бодисын тухай мэдэх нь ус-карбоны шуудангийн хил хязгаарт хувьслын процессыг хязгаарладаг. Орчлон ертөнцөд амьд организмын өөр өөр аргын хувилбарууд байдаг бөгөөд бидний уургийн гарал үүсэл нь зөвхөн "гарах зам" биш юм. Энд шингэн фазад усан флотометрийн шинж чанар бүхий нүүрстөрөгчийн полимержих чанарыг хослуулсан нь биелсэн. Эдгээр нөхцлүүд нь амьдралын химийн хувьслыг эхлүүлэх, мөн бидний мэддэг амьдралын янз бүрийн хэлбэрийг хөгжүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай байсан.

Үйл явцыг эхлүүлэх

Хүн төрөлхтөний өлгий нутаг бүрийг бүгдийг нь мэддэггүй. Ялангуяа, дэлхий дээр химийн хувьслын үе шат хэзээ, хэзээ эхлэх вэ. Бид үүнийг л тооцож болно. Энд хамгийн түрүүнд ямар ч цаг хугацаа боломжтой.

Оддын формацийн хоѐрдахь мөчлөг нь supernovae- ийн дэлбэрэлтийг хуримтлуулсан үед, масс нь хорин зургаагаас хэтэрч байгаа гэж нэрлэгддэг зай хоорондын элементүүдийг өгдөг. Хоёр дахь үедээ одууд өөрсдийн гаригийн системийг олж авахад шаардлагатай хүнд элементүүд аль хэдийн хангалттай байсан. Химийн хувьслын мөн чанар нь Big Bang-ы дараа хагас тэрбумаас 1/2 тэрбум жилийн зайтай явагдах боломжтой.

Амьдрал төрсөн газар

Үүсч болох газар нь нээлттэй асуулт юм. Олон тооны магадлал бүхий нөхцөлийг бий болгоход химийн экологийг бараг бүх орчинд хийж болно. Энэ бол гарагуудын гүн, далай тэнгисийн гүн, гадаргуу, тэр ч байтугай protoplanetary формаци нь тохиромжтой байдаг.

Үүнээс гадна од хоорондын хийн үүлүүд нь амьд организмын үүлдэр амьтдад дасан зохицох чадвартай байдаг бөгөөд энэ нь органик бодисууд байдаг бөгөөд үүнд согтууруулах ундаа, сахар, альдегид, глюкины амин хүчил болон бусад олон зүйлүүд бий болсон нь химийн хувьсал өөрчлөгдсөнөөр амьдралын эхлэл болох юм.

Онол

Эртний Дэлхий нууцыг хадгалж байдаг бөгөөд хүн төрөлхтөн амьдралын хэв маягийн өмнө оршин байдаг геохимийн нөхцөл байдлын тухай найдвартай мэдээлэл байхгүй байна. Геологийн судалгаа нь шинээр гарч ирж буй бүх асуудлыг шийдэж чадахгүй тул одон орон судлалыг өргөнөөр ашигладаг. Тиймээс химийн хувьслын онолыг бий болгосон. Өнөөдрийн Venusian буюу Ангарагийн нөхцлүүд нь химийн хувьслын тодорхой үе шатанд дэлхийтэй ижил төстэй юм.

Туршилтууд нь загвар дээр тулгуурладаг бөгөөд бидэнд мэдэгдэж байгаа бүх үндсэн өгөгдлүүдийг олж авдаг. Жишээлбэл, янз бүрийн химийн найрлага, уур амьсгал, агаар мандал, гидросфер, литосфер, органик молекулууд зэрэг орно. Туршилтаар шинэ өгөгдлийг олж авах гэдэг нь барилгын доорх онолыг байнга баяжуулдаг. Тиймээс тодорхой механизмууд болон химийн хувьсал өөрчлөлтийн хүчийг шууд өдөөгч олон таамаглал гарсан.

Орос улсад хийсэн судалгаа

Дэлхий дээрх амьдрал нь abiogenesis, өөрөөр хэлбэл амьд организмын гадна орших организмын организмын организмын төрөлт, ферментийн багахан оролцоогүйгээр үүсдэг. Энэ нь амьд амьтан нь амьгүй зүйлээс гарах эхний үе шат юм.

20-р зууны 20-р зууны үед академи Опарангийн таамаглалаар өндөр молекулын нэгдлүүдийн шийдэл нь тэдгээрийн концентраци нэмэгдэх тодорхой бүсүүдийг үүсгэж, гадаад орчиноос тусгаарлах нь тэдгээрийг солилцоход саад болдоггүй. Эдгээр бүсүүдийг coacervates эсвэл coacervate дуслууд гэж нэрлэдэг.

Гадаад улс

1953 онд Stanley Miller хэмээх аминопласттай хүчлийг бусад органик бодисуудтай нэгтгэсэн анхны экзогеник синтезийг 1953 онд хийсэн. Дараа нь, химийн хувьслын процесс дахь амьдралын илэрхийлэлийг тайлбарласнаар, нэг нь нөгөөгөө дагаж каталистик урвалууд оршиж байгаа бөгөөд өмнөх бүтээгдэхүүн нь дараагийн хурдасгуур болж хувирдаг.

2008 онд АНУ-ын биологичид өөх тосны хүчил ба липидийн мембраны тусламжтайгаар хүрээлэн буй орчноос нуклеоотидын монофосфатыг олж авч чадсан анхны "protocell" -ыг бүтээжээ. Эдгээр имидазазолыг идэвхжүүлсэн "тоосго" нь ДНХ-ийн синтезийн хувьд зайлшгүй шаардлагатай. 2011 онд Японд цэврүүнүүд нь ДНХ-ийг хуулбарлаж буй полимерин гинжин хэлхээний хариу урвал байсан тул катион бүрхүүлд ДНХ-ийн элементүүдээр үүссэн байна.

Үндсэн таамаглалууд

Таамаглалаар Дэлхий дээрх амьдралын химийн хувьсал нь дараахь үндсэн хэсгүүдийг тайлбарладаг.

1. Дэлхий дээр эсвэл Космосын гаднах төрх байдал нь уураг агуулсан молекулын автокаталитик синтезээр үүсэх нөхцөл байдал ба химийн хувьслын процессын эхлэлд их хэмжээний, ихээхэн хэмжээтэй байх ёстой.
2. Дээр тайлбарласан молекулуудаас үүсэх эсийн бүтцийг бий болгох. Эдгээр тогтвортой агрегатууд нь хүрээлэн буй орчиноос тусгаарлагдсан бөгөөд бодисын солилцоо, эрчим хүч нь сонгомол хэлбэрээр дамждаг. Тиймээс эсийн гаралтай бүтэц байдаг.
3. Үр дүнгүүд нь бие даасан хөгжилд хамаарна - бүх мэдээллийн химийн системийн өөрийгөө өөрчилдөг, өөрөө өөрчилдөг чадвартай байдаг. Тиймээс удамшлын кодын нэг хэсэг байдаг.
4. Дараагийн үе шат нь ферментийн функц ба мэдээлэл дамжуулагчийн хувьд РНХ ба ДНХ-ийн уургийн шинж чанаруудын хоорондын харилцан үйлчлэл юм. Ийнхүү биологийн хувьслын талаархи удамшлын код нь өөрөө үүсдэг.

Нээлтүүд

Дээр хэлсэнчлэн Oparin өнгөрсөн зууны 20-аад оны үед coacervates-ийг нээсэн. 1953 онд Stanley Miller, Harold Urey нар энгийн биомолекулууд болон тэдгээрийн илрэлийн эртний уур амьсгалыг дүрслэн тайлбарласан байдаг. Дараа нь, Сиднейн Фокс энхийг сахиулагчдын микроавтобусуудын тухай дэлхийд ярьжээ. 1981 онд T. Cecu, S. Altman нар роботын автокаталитик эсийг ажиглаж, ribozymes нь молекул дахь мэдээлэл, катализаторыг нэгтгэж чаддаг тул "өөрсдийгөө" огтлолтоос салгаж, үлдсэн "төгсгөл" холбож чаддаг байна.

1986 онд Кембрижийн Килбрижер "РНУ-ын ертөнц" гэсэн санаагаа боловсруулжээ. Харин Германаас ирсэн Günter von Kidrowski анхны ДНХ-д суурилсан системийг бий болгосон бөгөөд энэ нь өөрийгөө хувилан олшруулах системүүд болон тэдний өсөлтийг хангахад чухал хувь нэмэр оруулсан юм. Шинжлэх ухаан хурдан урагшилж байна. Манфред Эigen-г RNA молекулын инкубацийн генераци, ЮНЕССЕР РЕСЕКС нь хлороформоор өөрийгөө хувилж буй анхны хиймэл молекулыг бий болгосон.

Space болон Дэлхий

НАСА-гийн Сансрын Нислэгийн Төв дээр Жон Корлис тэнгисийн халуун рашаанаас эрчим хүч, химийн бодис нийлүүлэх үйл явцыг судалж, химийн хувьслыг сансар огторгуйн хүрээлэнгээс хараат бус болгож, өнөөдөр эх газрын аркобобакийн байнгын амьдрах орчныг бүрдүүлж байна. Төмрийн сульфидын ертөнцөд Gunther Wachtershauser-ийн олон таамаглал гарч ирэв.

Тэрбээр пирит (төмрийн сульфид) гадаргуу дээр үүссэн бодис солилцоо бүхий бодис солилцох анхны бодисыг сольж, метаболизмд шаардлагатай эрчим хүчийг өгчээ. Сонгон шалгаруулалтын нөхцөлд пирит талбайн өсөн нэмэгдэж, ялзрах нь олон янзын популяцийг бий болгож өсгөж үржүүлж болно. Шаварлаг эрдсүүд нь мөн органик молекулуудын гадаад төрхийг нягт нямбай судлав. Гэсэн хэдий ч, энэхүү процессын хөдөлгөөний үндсэн зарчим хараахан нээлттэй болоогүй байгаа тул химийн хувьслын нэгдсэн загвар одоогоор байхгүй байна.