Sự phát sinh sự sống (trên trái đất)

Những quan điểm khác nhau về sự phát sinh sự sống Thuyết ngẫu sinh cho rằng sinh vật có thể ngẫu nhiên tự sinh ra từ các chất vô cơ. Ví dụ: Cá phát sinh từ bùn, giun phát sinh từ đất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự phát sinh sự sống (trên trái đất) Sự phát sinh sự sống (trên trái đất)SỰ PHÁT SINH SỰ SỐNG TRÊNTRÁI ĐẤTNhững quan điểm khác nhau về sựphát sinh sự sốngThuyết ngẫu sinh cho rằng sinh vật cóthể ngẫu nhiên tự sinh ra từ các chất vôcơ.Ví dụ: Cá phát sinh từ bùn, giun phátsinh từ đất...Thuyết mầm sống cho rằng sự sống trêntrái đất được truyền từ các hành tinhkhác tới dưới dạng các hạt sống. Nhữnghạt này đi theo các thiên thạch bị hút vềquả đất, hoặc cùng với bụi vũ trụ đẩy vềquả đất dưới áp lực của tin sáng mặt trời.Phản đối hai quan điểm trên, quan điểmthứ 3 cho rằng sự sống trên trái 6d đãđược hình thành từ chính trên trái đất vàlà kết quả vận động của vật chất đã pháttriển đến trình độ nhất định.F. Anghen dựa vào các thành tựu củakhoa học đương thời đã đưa ra tiên đoánnổi tiếng “Sự sống nhất định đã hìnhthành theo phương thức hoá học”.Quan niệm hiện đại về các giai đoạnphát sinh sự sốngVề phương diện hoá học, quan niệm sựphát sinh sự sống là quá trình phức tạphoá các hợp chất của cácbon dẫn tớisự hình thành các đại phân tửprotein và axit nucleic làm thành mộthệ tương tức có khả năng tự nhân đôi, tựđổi mới. Gồm hai giai đoạn chính:a. Tiến hoá hoá họcLà quá trình tiến hoá của các phân tử đơngiản đến các đại phân tử rồi đến hệ đạiphân tử. Giai đoạn này chịu sự chi phốicủa quy luật hoá học. Đây là quá trìnhphức tạp hoá dần các hợp chất hữu cơ từcác chất vô cỡ đơn giản, diễn ra theo conđường tổng hợp tự nhiên do tác dụng trựctiếp và gián tiếp của nhiệt độ, áp suấtcao,...trong giai đoạn đầu của quá trìnhhình thành sự sống. Tiến hoá hoá học làquá trình liên kết các chất đơn phân riênglẻ (monomere) thành các chất phức tạpdần, và cuối cùng hình thành các chất hữu cơ phức tạp, mà bộ khung là các chuỗi phân tử cacbon, như:protein, axit nucleic, lipit, gluxit hoá tantrong nước đại dương nguyên thuỷ cònnóng bỏng.Các phân tử hữu cơ được hình thành từnhững nguyên tố cơ bản là C, H, O, N.Các nguyên tố này cũng như tất cả cácnguyên tốc khác trong vũ trụ đã phát sinhbằng con đường tiến hoá lý học.Theo Canvin (1969), tuổi của quả đấtkhoảng 4,7 tỷ năm thì hai tỷ năm đầudành cho phức tạp hoá các hợp chấtcácbon. Từ các nguyên tốc các nguyên tửC, H, O, N có trong khí quyển nguyênthuỷ đã hình thành các phân tử đơn gian(axit, đường, bazơ, axit amin,nucleotit...), sau đó hình thành các phântử đơn giản phức tạp (lipit, protein, axit,nucleic...). Nguồn năng lượng quan trọngnhất cung cấp cho quá trình trên là các tiatử ngoại trong ánh sáng mặt trời. Nguồnnăng lượng quan trọng thứ hai là do sựphân dã của các nguyên tố phóng xạ trêntrái đất (K40, Ur235, Ur238...). Ngoài ra,hoạt động của núi lửa, các tia sét phóngra trong lớp khí quyển... cũng tạo ra nhiệtđộ và áp suất cao.Theo Oparin (1966), chất hữu cơ đơngiản nhất được tổng hợp bằng con đườnghoá học là cacbuahydro. Cacbuahydro cóthể được tạo thành bằng hai cách: Cacbuakim loại do quá trình phóng xạ làm quảđất nóng dần bị đẩy lên gần mặt đất đãtác động với nước tạo cacbuahydro dạngkhí. Cách thứ hai là khử trực tiếp than chìvà cacbon thiên nhiên bằng hydro tự do. Sau đó, cacbuahydro tác dụng với nước đại dương bằng phản ứng o xihoá tạo các dẫn suất rượu, alđehyt,axeton (trong cấu tạo chỉ có C, H, O).những chất này tác dụng với NH3 trongkhí quyển tạo thành hợp chất có 4nguyên tố C, H, O, N trong đó có axitquan, nucleotit. Từ đó tạo nên protein vàaxit nucleic. Các hợp chất hữu cơ tạothành rơi xuống nước biển theo các trạmmưa liên miên hàng vạn năm. Dưới lớpnước sâu của đại dương quá trình hoáhọc vẫn tiếp diễn làm các hợp chất hữucơ đạt trạng thái phức tạp hơn nữa.b. Tiến hoá tiền sinh họcGiai đoạn này hình thành mầm mốngnhững cơ thể đầu tiên, bắt đầu có sự chiphối của quy luật sinh học, gồm 4 sự kiện quan trọng: (l) Sự tạo thành các giọt coasecva; (2) Sự hình thànhmàng; (3) Sự xuất hiện các enzime và (4)Sự xuất hiện cơ chế tự sao chép. Nếu xétvề thời gian diễn ra các sự kiện đó có thểchia làm hai giai đoạn :- Giai đoạn l: Hình thành giọt CoaxecvaTổng hợp Coaxecva bằng thựcnghiệm: Tiến hành trộn các dungdịch keo với nhau. Ví dụ trộn dungdịch gelatin + dung dịch arbic được dungdịch đục. Đưa dung dịch quan sát trênkính hiển vi có những giọt nhỏ ngăn cáchvới môi trường. Đó là các giọt Coaxecva.Theo Oparin, trong đại dương nguyênthuỷ chứa đầy chất hữu cơ hoà tan đã xảyra quá trình hình thành các giọt Coaxecvatương tự như quan sát trong thí nghiệm.Các giọt coaxecva có độ bền vững khácnhau, một số giọt tồn tại thời gian ngắnrồi bị phân huỷ, những giọt khác nhờ traođổi chất với môi trường lớn lên, phức tạphoá cấu trúc đạt kích thước nhất định thìphân chia tạo thành những giọt con. Đãbiết trong sự tạo thành các giọt coasecva,các chất hữu cơ càng phức tạp, có khốilượng phân tử lớn, theo các trận mưa ràoliên tục hàng nghìn năm, hầu hết các chấthữu cơ phức tạp đó hoà tan trong đạidương nguyên thuỷ tạo thành các dungdịch keo coasecva. Các giọt coasecva cókhả năng hấp thụ chất hữu cơ trong dungdịch, nhờ đó chúng có thể lớn lên, biếnđổi cấu trúc bên trong và dưới tác độngcủa các tác nhân vật lý,...chúng bắt đầuphân chia thành các giọt mới.Như vậy, coaxecva là một hệ mở, trongđó diễn ra cả hai quá trình phân giải vàtổng hợp. Tuy coaxecva chưa phải lànhững cơ thể sinh vật, nhưng chúng cónhững dấu hiệu nguyên thuỷ của sựtrao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản.Từ giai đoạn Coaxecva phát sinh tácdụng của một quy luật mới chưa có tronggiới vô cơ: quá trình chọn lọc tự nhiên.Ngay giai đoạn coasecva bắt đầu xuấthiện mầm mống của chọn lọc tự nhiêngiữ lại những giọt coasecva có những đặctính sơ khai về trao đổi chất, sinh trưởngvà sinh sản. Trên cơ sở đó, cấu trúc vàthể thức phát triển (tiến hoá) của cáccoasecva ngày càng hoàn thiện.Sự hình thành màng là yếu tố rất cầnthiết cho sự hình thành giọt coasecva,trong đó lớp màng có vai trò ngăn cáchcoasecva với môi trường, bao gồm nhữngphân tử protei ...