10生命の起源の理論 - 生物学 - 2024

生命の起源の理論は、生物の起源を説明しようとしています。私たちが知っているように生命がどのように発生したかは、多くの哲学者、神学者、科学者が長年にわたって求めてきた問題であり、実際には、ほぼ人間が人間だったからと言えます。

異なる科学的記録によると、地球は約45〜50億年前に形成され、西オーストラリアで発見されたシアノバクテリアの残骸に対応する最も古い既知の化石は、少なくとも35億年前のものです。

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化石の記録や古い地質学的証拠はありませんが、多くの科学者は他の生命体が以前に存在した可能性があることに同意しますが、化石は熱と多くの岩の形状変化によって破壊された可能性があることを同意します先カンブリア時代。

地球の起源と最初の化石の発生から経過したほぼ20億年の間に何が起こりましたか？生命を可能にしたのはその時に起こった生物学的出来事であり、今日科学界で非常に議論されている出来事です。

次に、最初の生物の起源を説明するためにさまざまな著者が提唱した主要な仮想理論のいくつかを見つけます。そこから、最も「高度な」生命体が進化したと考えられています。

生命が生まれる前の地球はどうでしたか？

地球上で最も早く知られている生命体は、熱水噴出孔で発見された推定の化石微生物です。彼らは42億8000万年前に住んでいたと推定されています。

一部の科学者は、「最初の」地球はさまざまな種類の天体の影響を受け、この惑星の温度は非常に高いため、水は液体ではなく気体の形であると提案しています。

しかし、多くの人が、先カンブリア時代の土地の温度が今日の土地と同じくらいだった可能性があることに同意しています。

一方、当時の地球の大気は非常に減少していると考えられており（遊離酸素がゼロまたはほとんどないため）、さまざまな形のエネルギーにさらされた後、最初の有機化合物が形成された可能性があります。

生命の起源の主な理論

-自然発生による生活

自然発生の先駆者であるアリストテレス

ギリシャ人から19世紀半ばの多くの科学者に至るまで、「非生物」の問題から他の親生物なしに生物が自然に発生する可能性があるという提案が受け入れられました。

したがって、何世紀にもわたって、さまざまな思想家が、昆虫、ワーム、カエル、その他の害虫が泥や分解物に自然に形成されると確信していました。

これらの理論は、たとえば、Francesco Redi（1668）とLouis Pasteur（1861）によって行われた実験によって、複数回にわたって信用を失った。

フランチェスコレディの肖像（出典：Valérie75、Wikimmedia Commons経由）

Rediは、成虫が肉片の上に卵を産まない限り、幼虫は自然には現れないことを証明しました。一方、パスツールは後に、微生物は既存の微生物からしか得られないことを示した。

さらに、異なる歴史的文脈において「自然発生」は2つのまったく異なる概念を参照したため、この理論も無視されたと言わなければなりません。

- 生物発生：無機物からの生命の起源の概念と

- 異質性：虫が腐った肉に「現れた」のと同じように、生命は死んだ有機物から生まれたという考え。

ダーウィンとウォレスは、少し前の1858年に自然選択による進化論を独自に発表しました。これにより、最も複雑な生物がより「単純な」単細胞生物から進化できることが明らかになりました。

このように、自然発生の理論はシーンから姿を消し、科学界は、進化論者が語ったそれらの「より単純な単細胞生物」がどのように出現したのか疑問に思い始めました。

-一次培養液の理論と段階的な化学進化

研究室のアレクサンダーオパリン（右）。

1920年に、科学者A.オパリンとJ.ハルデンは、別々に、地球上の生命の起源についての仮説を提案しました。この仮説は、今日彼らの名前を持ち、それによって彼らは地球上の生命が生まれた可能性があることを立証しました。段階的「非生物から「化学進化」まで」

イエローストーンのグランドプリズムスプリング。この高温環境は、地球の海の原生環境に似ていると考えられています。ソース：

どちらの研究者も、「最初の」地球は還元雰囲気（酸素が少なく、すべての分子が電子を供与する傾向があった）があったに違いないことを示唆しました。

-いくつかの無機分子が互いに反応して、生物の有機構造の「ブロック」を形成すること、そのプロセスは、電気エネルギー（光線から）または光（太陽から）によって指示され、その生成物は海に蓄積して「一次ブロス」を形成します。 。

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-その後、その有機分子が組み合わされて、タンパク質や核酸などのより単純な分子（ポリマー）の断片によって形成された、より複雑な分子を組み立てます。

-上記のポリマーは、代謝グループ（Oparinの提案）または「細胞のような」構造を形成した膜の内部（Haldaneの提案）のいずれかで、自己複製可能なユニットに組み立てられていた。

-パンスペルミア

彗星上のバクテリアのイラスト。出典：Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）

1908年に、オーガストアレニウスという名前の科学者は、「生命の種」が宇宙空間全体に散らばっており、条件が良好なときに惑星に落ちて「発芽」すると提案しました。

この理論はパンスペルミアの理論としても知られています（ギリシャ語のパンは「すべて」を意味し、精子は「種子」を意味します）はさまざまな科学者によって支持されており、一部のテキストでは「地球外起源」と呼ばれていることもあります。生活"。

-電気による生活

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後に、科学界の一部は、オパリンとハルデンによって提案された生命の起源は、地球からの基本的な有機化合物の「組織化」に必要なエネルギーを提供する電気的な「火花」のおかげで地球上で始まる可能性があることを示唆しました無機化合物（生物発生の一形態）の。

これらのアイデアは、スタンレーミラーとハロルドウレイという2人の北米の研究者によって実験的にサポートされました。

彼らの実験を通じて、両方の科学者は無機物質から、そしていくつかの特別な大気条件下で、放電がアミノ酸や炭水化物などの有機分子を形成できることを示しました。

したがって、この理論は、時間の経過とともに、今日の生命体を特徴付ける最も複雑な分子が形成される可能性があることを提案しました。これが、数年前にオパリンとハルデンの「原始ストック」理論を非常に支持していた理由です。

-氷の下での生活

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別の理論では、おそらくあまり知られておらず、受け入れられていましたが、生命は深海の水で生じたと提案しています。その表面はおそらく厚い氷の層で覆われていると考えられます。今のように表面。

この理論は、氷は海で発生した生物学的現象を保護し、最初の生物を生み出したさまざまな化合物の相互作用を可能にした可能性があると提案しています。

-有機ポリマーからの生活

タンパク質

実験室で特定の条件下でアミノ酸などの有機化合物が無機物から形成されることが実証された後、科学者たちは有機化合物の重合プロセスがどのように発生したのか疑問に思い始めました。

細胞は大きくて複雑なタイプのポリマーで構成されていることを思い出してください：タンパク質（アミノ酸のポリマー）、炭水化物（糖のポリマー）、核酸（窒素塩基のポリマー）など。

シドニーフォックス

1950年、生化学者であるシドニーフォックスと彼のワークグループは、実験条件下で、アミノ酸のセットが水の不在下で加熱されると、それらが結合してポリマー、つまりタンパク質を形成できることを発見しました。

これらの発見により、フォックスは、オパリンとハルデンによって提案された「プリミティブブロス」では、アミノ酸が形成され、高温の表面と接触すると、水の蒸発を促進してタンパク質を形成する可能性があると示唆しました。

リボ核酸と粘土での生活

有機化学者のアレクサンダーケアンズスミスは後に、生命を可能にした最初の分子を粘土の表面に見つけることができると提案しました。これは、それらを濃縮するのに役立つだけでなく、定義されたパターンへの組織化を促進しました。

1990年代に明らかになったこれらのアイデアは、粘土がRNA（リボ核酸）ポリマーの形成における「触媒」として機能し、触媒担体として機能する可能性があることを確認しました。

-「遺伝子第一」仮説

本質的な有機ポリマーの「自発的」形成の考えを考慮に入れて、何人かの著者は、最初の生命体が単にDNA（デオキシリボ核酸）のような自己複製する核酸である可能性を想像しようと試みました。 RNA。

したがって、代謝ネットワークや膜形成などの他の重要な要素を、たとえば「原始」システムに後で追加することが提案されました。

RNAの反応特性を考えると、多くの科学者は、最初の自己触媒構造がこの核酸（リボザイムとして明らか）によって形成されたという仮説を「RNAの世界」として知られているという仮説を支持します。

したがって、RNAはそれ自身の複製を可能にする反応を触媒し、世代から世代へ、さらには進化して遺伝情報を伝達することができる可能性があります。

-「代謝第一」仮説

一方で、生命は「タンパク質のような」有機分子で最初に起こるという考えを支持する研究者が多かったため、生命の初期の形態は、核酸の前の「自己維持型」の代謝ネットワークで構成されていた可能性があります。

仮説は、「代謝ネットワーク」が化学前駆体の継続的な供給を維持した熱水噴出孔の近くの領域で形成された可能性があることを示唆しています。

したがって、以前のより単純な経路では、より複雑な分子の形成の触媒として機能する分子が生成され、最終的に代謝ネットワークは、核酸や大きなタンパク質など、さらに複雑な分子を形成できる可能性があります。

最後に、これらの自立システムは、膜の内側に「カプセル化」され、最初の細胞生物を形成することができました。

-「必要性」による生命の起源

マサチューセッツ工科大学（MIT、USA）に所属する一部の研究者は、「自然の法則に従う」ではなく「必然性」によって最初の生物の起源を説明する理論の形成に貢献しました「チャンス」または「チャンス」。

この理論によれば、生命の出現は避けられない問題でした。問題は一般に、外部エネルギー源によって導かれ、熱に囲まれ、消散においてより効率的な「システム」で発達することが確立されたためです。エネルギー。

この理論に関連する実験は、ランダム原子の集団がエネルギー源にさらされると、エネルギーをより効率的に散逸させるように組織化することを示しており、この「リモデリング」により最終的に生命の形成が終了することを示唆しています。 。

他の可能性が完全に排除されているわけではありませんが、代替エネルギー源は簡単に太陽であった可能性があります。

-創造論

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創造論は、今日の社会の重要な部分、主に信仰の行為によってサポートされる理論の1つです。この思考の流れによると、宇宙とその中にあるすべての生命体は、神によって「何もない」ことから生まれました。

これは、神や他の「神の力」を必要とせずに、そして単に「チャンス」を必要とせずに、生物の多様性の起源を説明しようとする現代の進化論とは興味深い対立理論です。 」。

創造論者には2つのタイプがあります：聖書と「古い地球」です。前者は聖書の創世記の章に述べられているすべてが文字通り真実であると信じていますが、後者は創造者が存在するすべてのものを作ったと考えていますが、創世記の物語が文字通りの物語であることを確認していません。

ただし、どちらの種類の創造論者も、生物の変化は種の変化を意味する可能性があると信じており、たとえば、負の突然変異などの「下方」の変化も信じています。

しかし、彼らはこれらの変化が「より低い」種から「より高い」またははるかに複雑な種への進化につながった可能性があるとは考えていません。

創造論と進化論は、最初の進化論の発表以来、議論と論争の対象となっており、今日でも、両方の見方は相互に排他的であるようです。

参考文献

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