विश्व का सबसे बड़ा फूल अमोर्फोफैलस है। ग्रह पर सबसे बदबूदार पौधा अमोर्फोफैलस फूल है। पौधों की देखभाल

ऐसा व्यक्ति खोजना मुश्किल है जो यह नहीं सोचता कि पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई। इस विषय पर बाइबिल और डार्विन से लेकर विकास के आधुनिक सिद्धांत तक बहुत सारे विचार हैं, जो वैज्ञानिकों की नवीनतम खोजों के अनुसार लगातार परिवर्तन के दौर से गुजर रहे हैं।

बेशक, सभी ने डायनासोर के बारे में सुना, उन्हें फिल्मों और संग्रहालयों में देखा, और कुछ उनके ऐतिहासिक अस्तित्व पर विवाद करते हैं।

हालाँकि, 1842 तक, मानवता को इस बात का एहसास भी नहीं था कि ग्रह पर विभिन्न स्थानों पर पाए जाने वाले विशालकाय जानवरों की हड्डियाँ एक ही प्रकार की होती हैं, उन्हें "ड्रेगन" कहा जाता है या ट्रोजन युद्ध में लड़ने वाले टाइटन्स के अवशेषों को जिम्मेदार ठहराया जाता है। इसने उन वैज्ञानिकों की अंतर्दृष्टि ली जिन्होंने डेटा की तुलना की और बाहरी अवशेषों को नाम दिया: डायनासोर। और आज हम अच्छी तरह से जानते हैं कि लाखों साल पहले विलुप्त हो चुकी ये विशालकाय छिपकलियां कैसी दिखती थीं, उनकी कई प्रजातियों का वर्णन किया, और हर बच्चा जानता है कि वे कौन हैं।

तथ्य यह है कि ये विशाल सरीसृप 225-250 मिलियन वर्ष पहले पृथ्वी पर दिखाई दिए और हमारे युग से लगभग 66 मिलियन वर्ष पहले पूरी तरह से मर गए, अधिकांश सामान्य लोगों को झटका नहीं लगता, जो विज्ञान के विवरण में रुचि नहीं रखते हैं। स्वाभाविक रूप से, हम डायनासोर से संबंधित मगरमच्छों को भी याद करते हैं, जो 83 मिलियन वर्ष पहले एक प्रजाति के रूप में उत्पन्न हुए थे और अनादि काल से जीवित रहने में कामयाब रहे हैं। लेकिन ये सभी आंकड़े हमारे दिमाग में पैमाने पर शायद ही कभी सहसंबद्ध होते हैं।

इंसानियत कितनी पुरानी है?

बहुत से लोग होमो सेपियन्स की आधुनिक प्रजातियों की उम्र नहीं जानते हैं, जिसका अर्थ है एक उचित व्यक्ति, जिसका अनुमान वैज्ञानिकों ने केवल 200 हजार वर्षों में लगाया है। अर्थात्, एक प्रजाति के रूप में मानव जाति की आयु उन सरीसृपों के वर्ग की आयु से 1250 गुना कम है, जिनसे डायनासोर संबंधित थे।

यदि हम यह समझना चाहते हैं कि मूल रूप से हमारे ग्रह पर जीवन कैसे प्रकट हुआ, तो चेतना में फिट होना और इन आंकड़ों को व्यवस्थित करना आवश्यक है। और वे लोग खुद कहां से आए, जो आज इस जीवन को समझने की कोशिश कर रहे हैं?

आज वैज्ञानिकों की गुप्त सामग्री सार्वजनिक हो गई है। हाल के वर्षों में प्रयोगों की चौंकाने वाली कहानी जिसने विकासवाद के सिद्धांत को फिर से लिखा है और इस पर प्रकाश डाला है कि हमारे ग्रह पर जीवन कैसे शुरू हुआ, लंबे समय से चली आ रही हठधर्मिता को उड़ा दिया है। आनुवंशिकी के रहस्य, आमतौर पर केवल "आरंभ" के एक संकीर्ण दायरे के लिए सुलभ, डार्विन की धारणा का एक स्पष्ट उत्तर दिया।

होमो सेपियन्स (समझदार आदमी) का दिमाग केवल 200 हजार साल पुराना है। और हमारा ग्रह 4.5 अरब है!

गुप्त सामग्री

कुछ सदियों पहले, इस तरह के विचारों को दांव पर लगाने की उम्मीद की जा सकती थी। जिओर्डानो ब्रूनो को 400 साल पहले, फरवरी 1600 में विधर्म के लिए जला दिया गया था। लेकिन आज, बोल्ड पायनियरों का भूमिगत शोध सार्वजनिक ज्ञान बन गया है।

50 साल पहले भी, अज्ञानी पिता अक्सर दूसरे पुरुषों के बच्चों की परवरिश करते थे, यहाँ तक कि खुद माँ भी हमेशा सच्चाई नहीं जानती थी। आज पितृत्व की स्थापना करना एक सामान्य विश्लेषण है। हम में से प्रत्येक एक डीएनए परीक्षण का आदेश दे सकता है और यह पता लगा सकता है कि उसके पूर्वज कौन थे, जिसका रक्त उसकी रगों में बहता है। आनुवंशिक कोड में पीढ़ियों का निशान हमेशा के लिए अंकित होता है।

यह इस संहिता में है कि मानव जाति के मन में व्याप्त सबसे ज्वलंत प्रश्न का उत्तर निहित है: जीवन की शुरुआत कैसे हुई?

वैज्ञानिकों की गुप्त सामग्री से एकमात्र सही उत्तर खोजने की इच्छा के इतिहास का पता चलता है। यह तप, दृढ़ता और अद्भुत रचनात्मकता की कहानी है, जिसमें आधुनिक विज्ञान की महानतम खोजों को शामिल किया गया है।

जीवन की शुरुआत कैसे हुई, यह समझने की अपनी खोज में, लोग ग्रह के सबसे दूर के कोनों का पता लगाने गए। इन खोजों के दौरान, कुछ वैज्ञानिकों को उनके प्रयोगों के लिए "फ़ाइंड्स" कहा गया, जबकि अन्य को उन्हें अधिनायकवादी शासन की जांच के तहत संचालित करना पड़ा।

पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत कैसे हुई?

शायद यह सभी मौजूदा प्रश्नों में सबसे कठिन है। हजारों वर्षों तक, अधिकांश लोगों ने इसे एक थीसिस के साथ समझाया - "जीवन देवताओं द्वारा बनाया गया था।" अन्य स्पष्टीकरण बस अकल्पनीय थे। लेकिन समय के साथ, स्थिति बदल गई है। पिछली सदी के दौरान, वैज्ञानिक यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि ग्रह पर पहला जीवन कैसे उत्पन्न हुआ, बीबीसी के लिए माइकल मार्शल लिखते हैं।

जीवन की उत्पत्ति का अध्ययन करने वाले अधिकांश आधुनिक वैज्ञानिकों को विश्वास है कि वे सही दिशा में आगे बढ़ रहे हैं - और चल रहे प्रयोग केवल उनके आत्मविश्वास को मजबूत करते हैं। आनुवंशिकी से न्यूटन की खोज ज्ञान की पुस्तक को पहले पृष्ठ से अंतिम तक फिर से लिखती है।

• बहुत पहले नहीं, वैज्ञानिकों ने सबसे प्राचीन मानव पूर्वज की खोज की जो लगभग 540 मिलियन वर्ष पहले ग्रह पर रहते थे। शोधकर्ताओं का कहना है कि इस "दांतेदार बैग" से सभी कशेरुकियों की उत्पत्ति हुई है। सामान्य पूर्वज का आकार केवल एक मिलीमीटर था।
• आधुनिक शोधकर्ताओं ने डीएनए में मूलभूत परिवर्तनों के साथ पहला अर्ध-सिंथेटिक जीव बनाने में भी कामयाबी हासिल की है। हम पहले से ही नए प्रोटीन के संश्लेषण के बहुत करीब हैं, यानी पूरी तरह से कृत्रिम जीवन। कुछ ही शताब्दियों में, मानवता एक नए प्रकार के जीवित जीवों के निर्माण में महारत हासिल करने में सफल रही है।
• हम न केवल नए जीवों का निर्माण करते हैं, बल्कि हम मौजूदा जीवों को भी आत्मविश्वास से संपादित करते हैं। वैज्ञानिकों ने "सॉफ्टवेयर" भी बनाया है जो उन्हें सेलुलर टूल का उपयोग करके डीएनए स्ट्रैंड को संपादित करने की अनुमति देता है। शोधकर्ताओं का कहना है कि वैसे तो केवल 1% डीएनए में ही आनुवंशिक जानकारी होती है। अन्य 99% किसके लिए है?
• डीएनए इतना बहुमुखी है कि यह हार्ड ड्राइव की तरह जानकारी संग्रहीत कर सकता है। वे पहले ही डीएनए पर एक फिल्म रिकॉर्ड कर चुके हैं और बिना किसी समस्या के जानकारी को वापस डाउनलोड करने में कामयाब रहे, क्योंकि वे एक फ्लॉपी डिस्क से फाइलें लेते थे।

क्या आप अपने आप को एक शिक्षित और आधुनिक व्यक्ति मानते हैं? तो आपको बस जानना होगा।

हालांकि डीएनए की खोज 1869 में हुई थी, लेकिन 1986 तक इस ज्ञान का पहली बार फोरेंसिक विज्ञान में उपयोग नहीं किया गया था।

यहाँ पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति की कहानी है

जीवन पुराना है। डायनासोर शायद सभी विलुप्त जीवों में सबसे प्रसिद्ध हैं, लेकिन वे केवल 250 मिलियन वर्ष पहले दिखाई दिए। ग्रह पर पहला जीवन बहुत पहले उत्पन्न हुआ था।

सबसे पुराने जीवाश्म लगभग 3.5 अरब वर्ष पुराने होने का अनुमान है। दूसरे शब्दों में, वे पहले डायनासोर से 14 गुना बड़े हैं!

हालाँकि, यह सीमा नहीं है। उदाहरण के लिए, अगस्त 2016 में जीवाश्म बैक्टीरिया पाए गए जो 3.7 अरब साल पुराने हैं। यह डायनासोर से 15 हजार गुना पुराना है!

पृथ्वी स्वयं इन जीवाणुओं से अधिक पुरानी नहीं है - हमारे ग्रह का निर्माण लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले हुआ था। अर्थात्, पृथ्वी पर पहला जीवन काफी "जल्दी" उत्पन्न हुआ, लगभग 800 मिलियन वर्षों के बाद ग्रह पर बैक्टीरिया मौजूद थे - जीवित जीव, जो वैज्ञानिकों के अनुसार, समय के साथ और अधिक जटिल हो गए और समुद्र में सरल जीवों को जन्म दिया। सबसे पहले, और अंत में समाप्त होता है, और मानव जाति ही।

कनाडा की एक हालिया रिपोर्ट इस डेटा की पुष्टि करती है: सबसे पुराने बैक्टीरिया की उम्र का अनुमान 3.770 से 4.300 बिलियन वर्ष है। यही है, हमारे ग्रह पर जीवन, संभवतः, इसके गठन के 200 मिलियन वर्ष बाद "कुछ" उत्पन्न हुआ। पाए गए सूक्ष्मजीव लोहे पर रहते थे। उनके अवशेष क्वार्ट्ज चट्टानों में पाए गए थे।

यदि हम मान लें कि जीवन की उत्पत्ति पृथ्वी पर हुई है - जो उचित लगता है, यह देखते हुए कि हमने इसे अभी तक अन्य ब्रह्मांडीय पिंडों पर नहीं पाया है, न ही अन्य ग्रहों पर, और न ही अंतरिक्ष से लाए गए उल्कापिंडों के टुकड़ों पर - तो यह उस समय अवधि में होना चाहिए था। जो उस क्षण के बीच एक अरब वर्ष तक फैला हुआ है जब ग्रह का अंतत: निर्माण हुआ था और हमारे समय में पाए जाने वाले जीवाश्मों के प्रकट होने की तिथि।

इसलिए, हाल के शोध के आधार पर, हमारी रुचि के समय की अवधि को कम करके, हम यह मान सकते हैं कि वास्तव में पृथ्वी पर पहला जीवन कैसा था।

वैज्ञानिकों ने खुदाई के दौरान मिले कंकालों से प्रागैतिहासिक दैत्यों के स्वरूप को फिर से बनाया है।

प्रत्येक जीवित जीव कोशिकाओं से बना है (और आप भी हैं)

19वीं शताब्दी में, जीवविज्ञानियों ने स्थापित किया कि सभी जीवित जीव "कोशिकाओं" से बने होते हैं - विभिन्न आकृतियों और आकारों के कार्बनिक पदार्थों के छोटे-छोटे गुच्छे।

कोशिकाओं को पहली बार 17 वीं शताब्दी में खोजा गया था - साथ ही साथ अपेक्षाकृत शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी के आविष्कार के साथ, लेकिन केवल डेढ़ सदी बाद, वैज्ञानिक एक ही निष्कर्ष पर पहुंचे: कोशिकाएं ग्रह पर सभी जीवन का आधार हैं।

बेशक, बाहरी रूप से, एक व्यक्ति मछली या डायनासोर की तरह नहीं दिखता है, लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए बस एक माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखें कि लोग जानवरों की दुनिया के प्रतिनिधियों के रूप में लगभग समान कोशिकाओं से मिलकर बने हैं। इसके अलावा, वही कोशिकाएं पौधों और कवक के नीचे होती हैं।

आप सहित सभी जीव कोशिकाओं से बने हैं।

जीवन का सबसे असंख्य रूप एकल-कोशिका वाले जीवाणु हैं

आज तक, जीवन के सबसे असंख्य रूपों को सुरक्षित रूप से सूक्ष्मजीव कहा जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में केवल एक ही कोशिका होती है।

इस तरह के जीवन का सबसे प्रसिद्ध प्रकार बैक्टीरिया है जो दुनिया में कहीं भी रहता है।

अप्रैल 2016 में, वैज्ञानिकों ने "जीवन के वृक्ष" का एक अद्यतन संस्करण प्रस्तुत किया: जीवित जीवों की प्रत्येक प्रजाति के लिए एक प्रकार का पारिवारिक वृक्ष। इस पेड़ की "शाखाओं" के विशाल बहुमत पर बैक्टीरिया का कब्जा है। इसके अलावा, पेड़ के आकार से पता चलता है कि पृथ्वी पर सभी जीवन का पूर्वज एक जीवाणु था। दूसरे शब्दों में, जीवित जीवों की सभी विविधता (आप सहित) एक ही जीवाणु से आई है।

इस प्रकार, हम जीवन की उत्पत्ति के प्रश्न को अधिक सटीक रूप से समझ सकते हैं। उस पहले सेल को फिर से बनाने के लिए, 3.5 अरब साल पहले ग्रह पर मौजूद परिस्थितियों को यथासंभव सटीक रूप से पुन: बनाना आवश्यक है।

तो कितना मुश्किल है?

एकल-कोशिका वाले जीवाणु पृथ्वी पर जीवन का सबसे सामान्य रूप हैं।

प्रयोगों की शुरुआत

कई सदियों से यह सवाल "जीवन की शुरुआत कैसे हुई?" लगभग कभी गंभीरता से नहीं लिया। आखिरकार, जैसा कि हमें शुरुआत में ही याद था, उत्तर ज्ञात था: जीवन निर्माता द्वारा बनाया गया था।

19वीं शताब्दी तक, अधिकांश लोग "जीवन शक्ति" में विश्वास करते थे। यह शिक्षा इस विचार पर आधारित है कि सभी जीवित प्राणी एक विशेष, अलौकिक शक्ति से संपन्न हैं जो उन्हें निर्जीव वस्तुओं से अलग करती है।

जीवनवाद के विचार अक्सर धार्मिक मान्यताओं को प्रतिध्वनित करते थे। बाइबल कहती है कि ईश्वर ने "जीवन की सांस" की मदद से पहले लोगों को पुनर्जीवित किया, और अमर आत्मा जीवनवाद की अभिव्यक्तियों में से एक है।

लेकिन एक समस्या है। जीवनवाद के विचार मौलिक रूप से गलत हैं।

उन्नीसवीं सदी की शुरुआत तक, वैज्ञानिकों ने कई पदार्थों की खोज की थी जो विशेष रूप से जीवित चीजों में पाए जाते थे। इन पदार्थों में से एक यूरिया था, जो मूत्र में निहित है, और इसे 1799 में प्राप्त करना संभव था।

हालाँकि, यह खोज जीवनवाद की अवधारणा का खंडन नहीं करती थी। यूरिया केवल जीवित जीवों में दिखाई देता है, इसलिए शायद वे एक विशेष जीवन शक्ति से संपन्न थे जिसने उन्हें अद्वितीय बना दिया।

जीवन शक्ति की मृत्यु

लेकिन 1828 में, जर्मन रसायनज्ञ फ्रेडरिक वोहलर एक अकार्बनिक यौगिक, अमोनियम साइनेट से यूरिया को संश्लेषित करने में कामयाब रहे, जिसका जीवित प्राणियों से कोई लेना-देना नहीं था। अन्य वैज्ञानिक अपने प्रयोग को दोहराने में सक्षम थे, और यह जल्द ही स्पष्ट हो गया कि सभी कार्बनिक यौगिकों को सरल - अकार्बनिक से प्राप्त किया जा सकता है।

इसने जीवनवाद के अंत को एक वैज्ञानिक अवधारणा के रूप में चिह्नित किया।

लेकिन लोगों के लिए अपने विश्वासों से छुटकारा पाना काफी मुश्किल था। तथ्य यह है कि कार्बनिक यौगिकों में वास्तव में कुछ भी विशेष नहीं है जो केवल जीवित प्राणियों के लिए विशिष्ट हैं, कई लोगों के लिए, ऐसा लगता है कि जादू के तत्व के जीवन को वंचित कर दिया गया है, लोगों को दिव्य प्राणियों से लगभग मशीनों में बदल दिया गया है। बेशक, यह बाइबल के बिलकुल विपरीत था।

यहाँ तक कि कुछ वैज्ञानिक भी जीवनवाद के लिए संघर्ष करते रहे। 1913 में, अंग्रेजी बायोकेमिस्ट बेंजामिन मूर "जैविक ऊर्जा" के अपने सिद्धांत को बढ़ावा दे रहे थे, जो अनिवार्य रूप से एक ही जीवनवाद था लेकिन एक अलग आवरण के साथ। जीवन शक्ति के विचार ने भावनात्मक स्तर पर मानव आत्मा में काफी मजबूत जड़ें पाई हैं।

आज, इसके प्रतिबिंब सबसे अप्रत्याशित स्थानों में पाए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, कई विज्ञान कथा कहानियों को लें जिनमें एक चरित्र की "जीवन ऊर्जा" को फिर से भरा या सूखा जा सकता है। डॉक्टर हू से टाइम लॉर्ड रेस द्वारा उपयोग की जाने वाली "पुनर्जनन ऊर्जा" के बारे में सोचें। यदि यह समाप्त हो जाए तो इस ऊर्जा को फिर से भरा जा सकता है। हालाँकि यह विचार भविष्यवादी लगता है, यह वास्तव में पुराने जमाने के सिद्धांतों का प्रतिबिंब है।

इस प्रकार, 1828 के बाद, वैज्ञानिकों के पास अंततः जीवन की उत्पत्ति के लिए एक नई व्याख्या की तलाश करने का अच्छा कारण था, इस बार ईश्वरीय हस्तक्षेप के बारे में अटकलों को त्याग दिया।

लेकिन उन्होंने देखना शुरू नहीं किया। ऐसा लगता है कि शोध का विषय खुद ही सुझाया गया था, लेकिन वास्तव में, कई दशकों तक जीवन की उत्पत्ति के रहस्य से संपर्क नहीं किया गया था। शायद हर कोई आगे बढ़ने के लिए अभी भी जीवनवाद से जुड़ा हुआ था।

रसायनज्ञ फ्रेडरिक वोहलर अकार्बनिक पदार्थों से यूरिया - एक कार्बनिक यौगिक - को संश्लेषित करने में सक्षम था।

डार्विन और विकास का सिद्धांत

19वीं शताब्दी में जैविक अनुसंधान में एक प्रमुख सफलता चार्ल्स डार्विन द्वारा विकसित और अन्य वैज्ञानिकों द्वारा जारी विकास का सिद्धांत था।

1859 में ऑन द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़ में स्थापित डार्विन के सिद्धांत ने समझाया कि कैसे जानवरों की दुनिया की पूरी विविधता एक ही पूर्वज से प्रकट हुई।

डार्विन ने तर्क दिया कि ईश्वर ने जीवित प्राणियों की प्रत्येक प्रजाति को अलग-अलग नहीं बनाया है, लेकिन ये सभी प्रजातियां लाखों साल पहले प्रकट हुए एक आदिम जीव से निकली हैं, जिसे अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज भी कहा जाता है।

यह विचार फिर से अत्यंत विवादास्पद निकला, क्योंकि इसने बाइबल की धारणाओं का खंडन किया। डार्विन के सिद्धांत की तीखी आलोचना हुई, विशेषकर नाराज ईसाइयों ने।

लेकिन विकासवाद के सिद्धांत ने इस बारे में एक शब्द भी नहीं कहा कि पहला जीव कैसे प्रकट हुआ।

पहला जीवन कैसे दिखाई दिया?

डार्विन समझ गए थे कि यह एक बुनियादी मुद्दा है, लेकिन (शायद पादरियों के साथ एक और संघर्ष में प्रवेश नहीं करना चाहते थे) उन्होंने इसे केवल 1871 के एक पत्र में छुआ था। पत्र के भावनात्मक स्वर से पता चला कि वैज्ञानिक इस मुद्दे के गहरे अर्थ से अवगत थे:

"... लेकिन अगर अभी [आह, क्या बड़ा है अगर!]पानी के कुछ गर्म शरीर में, जिसमें सभी आवश्यक अमोनियम और फास्फोरस लवण होते हैं और प्रकाश, गर्मी, बिजली आदि के लिए सुलभ होते हैं, एक प्रोटीन रासायनिक रूप से बनता है, जो अधिक से अधिक जटिल परिवर्तनों में सक्षम है ... "

दूसरे शब्दों में: सरल कार्बनिक यौगिकों से भरे और सूर्य के नीचे पानी के एक छोटे से शरीर की कल्पना करें। कुछ यौगिक अच्छी तरह से बातचीत करना शुरू कर सकते हैं, प्रोटीन जैसे अधिक जटिल पदार्थ बना सकते हैं, जो बदले में, बातचीत और विकास भी करेंगे।

विचार बल्कि सतही था। लेकिन, फिर भी, इसने जीवन की उत्पत्ति के बारे में पहली परिकल्पना का आधार बनाया।

डार्विन ने न केवल विकासवाद का सिद्धांत बनाया, बल्कि यह भी सुझाव दिया कि जीवन की उत्पत्ति गर्म पानी में हुई, जो आवश्यक अकार्बनिक यौगिकों से संतृप्त है।

अलेक्जेंडर ओपरिन के क्रांतिकारी विचार

और इस दिशा में पहले कदम बिल्कुल भी नहीं उठाए गए, जहां आप उम्मीद कर सकते हैं। आप सोच सकते हैं कि इस तरह के शोध, जिसका अर्थ है विचार की स्वतंत्रता, यूके या यूएस में किया जाना चाहिए था, उदाहरण के लिए। लेकिन वास्तव में, जीवन की उत्पत्ति के बारे में पहली परिकल्पना स्टालिनवादी यूएसएसआर के मूल विस्तार में एक वैज्ञानिक द्वारा सामने रखी गई थी, जिसका नाम आपने शायद कभी नहीं सुना होगा।

यह ज्ञात है कि स्टालिन ने आनुवंशिकी के क्षेत्र में कई अध्ययनों को बंद कर दिया था। इसके बजाय, उन्होंने कृषिविज्ञानी ट्रोफिम लिसेंको के विचारों को बढ़ावा दिया, जो उन्हें लगा कि कम्युनिस्ट विचारधारा के लिए अधिक उपयुक्त हैं। आनुवंशिकी के क्षेत्र में अनुसंधान करने वाले वैज्ञानिकों को सार्वजनिक रूप से लिसेंको के विचारों का समर्थन करने के लिए बाध्य किया गया था, अन्यथा वे शिविरों में समाप्त होने का जोखिम उठाते थे।

यह इतने तनावपूर्ण माहौल में था कि बायोकेमिस्ट अलेक्जेंडर इवानोविच ओपरिन को अपने प्रयोग करने पड़े। यह संभव था क्योंकि उन्होंने खुद को एक विश्वसनीय कम्युनिस्ट साबित किया: उन्होंने लिसेंको के विचारों का समर्थन किया और यहां तक ​​​​कि ऑर्डर ऑफ लेनिन भी प्राप्त किया, जो उस समय मौजूद सभी का सबसे सम्मानजनक पुरस्कार था।

सोवियत बायोकेमिस्ट अलेक्जेंडर ओपरिन ने सुझाव दिया कि पहले जीवित जीवों का गठन सहकारिता के रूप में हुआ था।

पृथ्वी पर पहले जीवन की उत्पत्ति का एक नया सिद्धांत

ओपेरिन ने बताया कि बनने के बाद पहले दिनों में पृथ्वी कैसी थी। ग्रह की सतह बहुत गर्म थी और छोटे उल्कापिंडों को आकर्षित करती थी। चारों ओर केवल आधे-पिघले हुए पत्थर थे, जिनमें रसायनों की एक विशाल श्रृंखला थी, उनमें से कई कार्बन पर आधारित थे।

आखिरकार पृथ्वी इतनी ठंडी हो गई कि वाष्प पहली बार तरल पानी में बदल गई, इस प्रकार पहली बारिश हुई। कुछ समय बाद, ग्रह पर गर्म महासागर दिखाई दिए, जो कार्बन-आधारित रसायनों से भरपूर थे। आगे की घटनाएं दो परिदृश्यों के अनुसार विकसित हो सकती हैं।

पहले में पदार्थों की परस्पर क्रिया निहित थी, जिसमें अधिक जटिल यौगिक दिखाई देंगे। ओपेरिन ने सुझाव दिया कि जीवित जीवों के लिए महत्वपूर्ण चीनी और अमीनो एसिड ग्रह के जल बेसिन में बन सकते हैं।

दूसरे परिदृश्य में, कुछ पदार्थ, परस्पर क्रिया करने पर, सूक्ष्म संरचनाएं बनाने लगे। जैसा कि आप जानते हैं, कई कार्बनिक यौगिक पानी में नहीं घुलते हैं: उदाहरण के लिए, तेल पानी की सतह पर एक परत बनाता है। लेकिन कुछ पदार्थ, जब पानी के संपर्क में आते हैं, तो 0.01 सेमी (या 0.004 इंच) व्यास तक के गोलाकार ग्लोब्यूल्स या "कोअसर्वेट्स" बनाते हैं।

एक सूक्ष्मदर्शी के नीचे सहसर्वेटों को देखकर, कोई भी जीवित कोशिकाओं के समान उनके समानता को देख सकता है। वे बढ़ते हैं, आकार बदलते हैं, और कभी-कभी दो में विभाजित हो जाते हैं। वे आसपास के यौगिकों के साथ भी बातचीत करते हैं ताकि अन्य पदार्थ उनके भीतर केंद्रित हो सकें। ओपेरिन ने सुझाव दिया कि coacervates आधुनिक कोशिकाओं के पूर्वज थे।

जॉन हाल्डेन का पहला जीवन सिद्धांत

पांच साल बाद, 1929 में, अंग्रेजी जीवविज्ञानी जॉन बर्डन सैंडरसन हाल्डेन ने स्वतंत्र रूप से इसी तरह के विचारों के साथ अपने सिद्धांत को सामने रखा, जो कि रैशनलिस्ट एनुअल में प्रकाशित हुआ था।

उस समय तक, हल्डेन ने पहले ही विकासवाद के सिद्धांत के विकास में बहुत बड़ा योगदान दिया था, और डार्विन के विचारों को आनुवंशिकी के विज्ञान में एकीकृत करने में योगदान दिया था।

और वह एक बहुत ही यादगार व्यक्ति थे। एक बार, एक डीकंप्रेसन कक्ष में एक प्रयोग के दौरान, उन्होंने ईयरड्रम के टूटने का अनुभव किया, जिसके बारे में उन्होंने बाद में निम्नलिखित लिखा: "झिल्ली पहले से ही ठीक हो रही है, और अगर इसमें एक छेद भी रहता है, तो बहरेपन के बावजूद, यह होगा वहां से सोच-समझकर तंबाकू के धुएं के छल्लों को छोड़ना संभव है, जिसे मैं महत्वपूर्ण उपलब्धि मानता हूं।"

ओपरिन की तरह, हल्दाने ने सुझाव दिया कि कार्बनिक यौगिक पानी में कैसे बातचीत कर सकते हैं: "(पहले) पहले महासागर गर्म शोरबा की स्थिरता तक पहुंचे।" इसने "पहले जीवित या अर्ध-जीवित जीवों" की उपस्थिति के लिए स्थितियां बनाईं। उन्हीं परिस्थितियों में, सबसे सरल जीव "तेल फिल्म" के अंदर हो सकते हैं।

ओपेरिन से स्वतंत्र जॉन हाल्डेन ने पहले जीवों की उत्पत्ति के बारे में इसी तरह के विचारों को सामने रखा।

ओपेरिन-हल्डेन परिकल्पना

इस प्रकार, इस सिद्धांत को सामने रखने वाले पहले जीवविज्ञानी ओपरिन और हल्डेन थे। लेकिन यह विचार कि ईश्वर या यहां तक ​​कि कुछ अमूर्त "जीवन शक्ति" ने जीवित जीवों के निर्माण में भाग नहीं लिया, कट्टरपंथी था। डार्विन के विकासवाद के सिद्धांत की तरह, यह विचार ईसाई धर्म के लिए एक तमाचा था।

यूएसएसआर के अधिकारी इस तथ्य से पूरी तरह संतुष्ट थे। सोवियत शासन के तहत, देश में नास्तिकता का शासन था, और अधिकारियों ने जीवन जैसी जटिल घटनाओं के लिए भौतिकवादी स्पष्टीकरण का खुशी-खुशी समर्थन किया। वैसे हल्दाने एक नास्तिक और साम्यवादी भी थे।

"उन दिनों, इस विचार को पूरी तरह से अपने स्वयं के विश्वासों के चश्मे के माध्यम से देखा जाता था: धार्मिक लोगों ने इसे शत्रुता के साथ माना, कम्युनिस्ट विचारों के समर्थकों के विपरीत," ओस्नाब्रुक विश्वविद्यालय में जीवन की उत्पत्ति के विशेषज्ञ आर्मेन मुल्किदज़ानियन कहते हैं। जर्मनी। "सोवियत संघ में, इस विचार को खुशी के साथ स्वीकार किया गया था, क्योंकि उन्हें भगवान की आवश्यकता नहीं थी। और पश्चिम में, इसे वामपंथी विचारों, कम्युनिस्टों, आदि के सभी समान समर्थकों द्वारा साझा किया गया था।"

कार्बनिक यौगिकों के "प्राथमिक सूप" में जीवन की अवधारणा को कहा जाता है ओपेरिन-हल्दाने परिकल्पना. वह काफी आश्वस्त लग रही थी, लेकिन एक समस्या थी। उस समय एक भी व्यावहारिक प्रयोग ऐसा नहीं था जो इस परिकल्पना की सत्यता को सिद्ध कर सके।

इस तरह के प्रयोग लगभग एक चौथाई सदी के बाद ही शुरू हुए।

जीवन बनाने के लिए पहला प्रयोग "एक परखनली में"

हेरोल्ड उरे, एक प्रसिद्ध वैज्ञानिक, जो पहले ही 1934 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार प्राप्त कर चुके थे और यहाँ तक कि परमाणु बम के निर्माण में भी भाग ले चुके थे, जीवन की उत्पत्ति के प्रश्न में रुचि रखते थे।

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, उरे ने मैनहट्टन प्रोजेक्ट में भाग लिया, एक बम कोर के लिए आवश्यक अस्थिर यूरेनियम -235 एकत्र किया। युद्ध की समाप्ति के बाद, उरे ने परमाणु प्रौद्योगिकी के नागरिक नियंत्रण की वकालत की।

बाहरी अंतरिक्ष में होने वाली रासायनिक घटनाओं में यूरी की दिलचस्पी बढ़ गई। और उसके लिए सबसे बड़ी दिलचस्पी सौर मंडल के निर्माण के दौरान हुई प्रक्रियाओं में थी। अपने एक व्याख्यान में, उन्होंने बताया कि शुरुआती दिनों में पृथ्वी पर ऑक्सीजन नहीं होने की सबसे अधिक संभावना थी। और ये स्थितियां "प्राचीन सूप" के निर्माण के लिए आदर्श थीं, जिसके बारे में ओपेरिन और हल्डेन ने बात की थी, क्योंकि कुछ आवश्यक पदार्थ इतने कमजोर थे कि वे ऑक्सीजन के संपर्क में घुल जाते थे।

व्याख्यान में स्टेनली मिलर नाम के एक डॉक्टरेट छात्र ने भाग लिया, जिन्होंने इस विचार के आधार पर एक प्रयोग करने के प्रस्ताव के साथ उरे से संपर्क किया। यूरी को पहले तो संदेह हुआ, लेकिन बाद में मिलर उसे मनाने में कामयाब रहे।

1952 में, मिलर ने पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति की व्याख्या करने के लिए अब तक का सबसे प्रसिद्ध प्रयोग किया।

हमारे ग्रह पर जीवों की उत्पत्ति का अध्ययन करने के इतिहास में स्टेनली मिलर का प्रयोग सबसे प्रसिद्ध हो गया है।

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति पर सबसे प्रसिद्ध प्रयोग

तैयारी में ज्यादा समय नहीं लगा। मिलर ने ग्लास फ्लास्क की एक श्रृंखला को जोड़ा जो 4 पदार्थों को प्रसारित करता था जो माना जाता है कि प्रारंभिक पृथ्वी पर मौजूद थे: उबलते पानी, हाइड्रोजन, अमोनिया और मीथेन। गैसों को व्यवस्थित स्पार्क डिस्चार्ज के अधीन किया गया था - यह बिजली के हमलों का अनुकरण था, जो प्रारंभिक पृथ्वी पर एक सामान्य घटना थी।

मिलर ने पाया कि "फ्लास्क में पानी पहले दिन के बाद स्पष्ट रूप से गुलाबी हो गया, और पहले सप्ताह के बाद समाधान बादल और गहरा लाल हो गया।" नए रासायनिक यौगिकों का निर्माण स्पष्ट था।

जब मिलर ने घोल की संरचना का विश्लेषण किया, तो उन्होंने पाया कि इसमें दो अमीनो एसिड होते हैं: ग्लाइसिन और ऐलेनिन। जैसा कि आप जानते हैं, अमीनो एसिड को अक्सर जीवन के निर्माण खंड के रूप में वर्णित किया जाता है। इन अमीनो एसिड का उपयोग प्रोटीन के निर्माण में किया जाता है जो हमारे शरीर में अधिकांश जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है। मिलर ने सचमुच खरोंच से जीवित जीव के दो सबसे महत्वपूर्ण घटकों का निर्माण किया।

1953 में, प्रयोग के परिणाम प्रतिष्ठित जर्नल साइंस में प्रकाशित हुए थे। यूरी, एक सम्माननीय, अगर अपनी उम्र के एक वैज्ञानिक की विशेषता नहीं है, तो मिलर को सारी महिमा छोड़कर, शीर्षक से अपना नाम हटा दिया। इसके बावजूद, अध्ययन को आमतौर पर "मिलर-उरे प्रयोग" के रूप में जाना जाता है।

मिलर-उरे प्रयोग का महत्व

कैम्ब्रिज मॉलिक्यूलर बायोलॉजी लेबोरेटरी के वैज्ञानिक जॉन सदरलैंड कहते हैं, "मिलर-उरे प्रयोग का मूल्य यह है कि यह दर्शाता है कि एक साधारण वातावरण में भी कई जैविक अणु बन सकते हैं।"

प्रयोग के सभी विवरण सटीक नहीं थे, जैसा कि बाद में पता चला। वास्तव में, शोध से पता चला है कि प्रारंभिक पृथ्वी के वायुमंडल में अन्य गैसें थीं। लेकिन यह प्रयोग के महत्व को कम नहीं करता है।

सदरलैंड कहते हैं, "यह एक ऐतिहासिक प्रयोग था जिसने कई लोगों की कल्पना पर कब्जा कर लिया, और यही कारण है कि आज भी इसका संदर्भ दिया जाता है।"

मिलर के प्रयोग के आलोक में, कई वैज्ञानिकों ने खरोंच से सरल जैविक अणु बनाने के तरीकों की तलाश शुरू कर दी। "पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत कैसे हुई?" सवाल का जवाब बहुत करीब लग रहा था।

लेकिन फिर यह पता चला कि जीवन आपकी कल्पना से कहीं अधिक जटिल है। जीवित कोशिकाएं, जैसा कि यह निकला, न केवल रासायनिक यौगिकों का एक समूह है, बल्कि जटिल छोटे तंत्र हैं। अचानक, खरोंच से जीवित कोशिकाओं का निर्माण वैज्ञानिकों की अपेक्षा से कहीं अधिक बड़ी समस्या बन गई।

जीन और डीएनए का अध्ययन

20वीं शताब्दी के शुरुआती 50 के दशक तक, वैज्ञानिक पहले से ही इस विचार से दूर हो गए थे कि जीवन देवताओं का एक उपहार है।

इसके बजाय, उन्होंने प्रारंभिक पृथ्वी पर जीवन की एक सहज और प्राकृतिक उत्पत्ति की संभावना का अध्ययन करना शुरू किया - और, स्टेनली मिलर के ऐतिहासिक प्रयोग के लिए धन्यवाद, इस विचार के लिए सबूत दिखाई देने लगे।

जब मिलर खरोंच से जीवन बनाने की कोशिश कर रहे थे, अन्य वैज्ञानिक यह पता लगा रहे थे कि जीन किससे बने होते हैं।

इस बिंदु तक, अधिकांश जैविक अणुओं का पहले ही अध्ययन किया जा चुका था। इनमें चीनी, वसा, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड जैसे "डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड" - उर्फ ​​​​डीएनए शामिल हैं।

आज हर कोई जानता है कि डीएनए में हमारे जीन होते हैं, लेकिन 1950 के दशक में जीवविज्ञानियों के लिए यह एक वास्तविक झटका था।

प्रोटीन की एक अधिक जटिल संरचना थी, यही वजह है कि वैज्ञानिकों का मानना ​​​​था कि उनमें जीन की जानकारी निहित है।

इस सिद्धांत को 1952 में कार्नेगी इंस्टीट्यूशन के वैज्ञानिक अल्फ्रेड हर्शे और मार्था चेज़ ने खारिज कर दिया था। उन्होंने प्रोटीन और डीएनए से बने साधारण वायरस का अध्ययन किया, जो अन्य जीवाणुओं को संक्रमित करके पुन: उत्पन्न होते हैं। वैज्ञानिकों ने पाया है कि वायरल डीएनए, प्रोटीन नहीं, बैक्टीरिया में प्रवेश करता है। इससे यह निष्कर्ष निकला कि डीएनए आनुवंशिक पदार्थ है।

हर्शे और चेज़ की खोज डीएनए की संरचना और यह कैसे काम करती है, इसका अध्ययन करने की दौड़ की शुरुआत थी।

मार्था चेज़ और अल्फ्रेड हर्शे ने पाया कि डीएनए में आनुवंशिक जानकारी होती है।

डीएनए की पेचदार संरचना 20वीं सदी की सबसे महत्वपूर्ण खोजों में से एक है।

कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के फ्रांसिस क्रिक और जेम्स वाटसन एक समाधान के साथ आने वाले पहले व्यक्ति थे, न कि उनके सहयोगी, रोसलिंड फ्रैंकलिन की कम करके आंका गई मदद के बिना। यह हर्षे और चेस के प्रयोगों के एक साल बाद हुआ।

उनकी खोज 20वीं सदी में सबसे महत्वपूर्ण में से एक बन गई। इस खोज ने जीवित कोशिकाओं की अविश्वसनीय रूप से जटिल संरचना का खुलासा करते हुए, जीवन की उत्पत्ति को देखने के तरीके को बदल दिया।

वाटसन और क्रिक ने पाया कि डीएनए एक डबल हेलिक्स (डबल स्क्रू) है जो एक घुमावदार सीढ़ी की तरह दिखता है। इस सीढ़ी के दो "ध्रुवों" में से प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड नामक अणुओं से बना है।

यह संरचना यह स्पष्ट करती है कि कोशिकाएं अपने डीएनए की नकल कैसे करती हैं। दूसरे शब्दों में, यह स्पष्ट हो जाता है कि माता-पिता अपने जीन की प्रतियां बच्चों को कैसे देते हैं।

यह समझना महत्वपूर्ण है कि डबल हेलिक्स "अनटाइड" हो सकता है। यह आनुवंशिक कोड तक पहुंच खोलेगा, जिसमें आनुवंशिक आधार (ए, टी, सी और जी) का एक क्रम होता है, जो आमतौर पर डीएनए सीढ़ी के "रग्स" के भीतर होता है। प्रत्येक स्ट्रैंड को दूसरे की एक प्रति बनाने के लिए टेम्पलेट के रूप में उपयोग किया जाता है।

यह तंत्र जीवन की शुरुआत से ही जीन को विरासत में मिलाने की अनुमति देता है। आपके अपने जीन एक प्राचीन जीवाणु से आते हैं - और उनमें से प्रत्येक को उसी तंत्र का उपयोग करके पारित किया गया था जिसे क्रिक और वाटसन ने खोजा था।

पहली बार, जीवन के सबसे गुप्त रहस्यों में से एक को जनता के सामने प्रकट किया गया।

डीएनए संरचना: 2 रीढ़ (एंटीपैरेलल चेन) और न्यूक्लियोटाइड के जोड़े।

डीएनए चुनौती

जैसा कि यह निकला, डीएनए का केवल एक ही कार्य है। आपका डीएनए आपके शरीर की कोशिकाओं को प्रोटीन (प्रोटीन) बनाने का तरीका बताता है, ऐसे अणु जो कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।

प्रोटीन के बिना, आप अपने भोजन को पचा नहीं पाएंगे, आपका दिल धड़कना बंद कर देगा और आपकी सांस रुक जाएगी।

लेकिन डीएनए के साथ प्रोटीन बनने की प्रक्रिया को फिर से बनाना वास्तव में एक कठिन काम साबित हुआ है। हर कोई जिसने जीवन की उत्पत्ति की व्याख्या करने की कोशिश की, वह यह नहीं समझ सका कि इतनी जटिल चीज अपने आप कैसे प्रकट और विकसित हो सकती है।

प्रत्येक प्रोटीन अनिवार्य रूप से एक विशिष्ट क्रम में एक साथ बुने हुए अमीनो एसिड की एक लंबी श्रृंखला है। यह क्रम प्रोटीन के त्रि-आयामी आकार और इसलिए उसके उद्देश्य को निर्धारित करता है।

यह जानकारी डीएनए बेस अनुक्रम में एन्कोडेड है। इसलिए, जब एक कोशिका को एक विशेष प्रोटीन बनाने की आवश्यकता होती है, तो यह डीएनए में संबंधित जीन को अमीनो एसिड के दिए गए अनुक्रम का निर्माण करने के लिए पढ़ता है।

आरएनए क्या है?

कोशिकाओं द्वारा डीएनए का उपयोग करने की प्रक्रिया में एक चेतावनी है।

• डीएनए कोशिका का सबसे कीमती संसाधन है। इसलिए, कोशिकाएं हर क्रिया के साथ डीएनए को संदर्भित नहीं करना पसंद करती हैं।
• इसके बजाय, कोशिकाएं डीएनए से जानकारी को दूसरे पदार्थ के छोटे अणुओं में कॉपी करती हैं जिन्हें कहा जाता है आरएनए (राइबोन्यूक्लिक एसिड).
• आरएनए डीएनए के समान है, लेकिन इसमें केवल एक स्ट्रैंड होता है।

यदि हम डीएनए और एक पुस्तकालय पुस्तक के बीच एक सादृश्य बनाते हैं, तो यहां आरएनए पुस्तक के सारांश के साथ एक पृष्ठ की तरह दिखेगा।

आरएनए के एक स्ट्रैंड के माध्यम से प्रोटीन में सूचना को परिवर्तित करने की प्रक्रिया राइबोसोम नामक एक बहुत ही जटिल अणु द्वारा पूरी की जाती है।

यह प्रक्रिया हर जीवित कोशिका में होती है, यहाँ तक कि सबसे सरल जीवाणुओं में भी। यह जीवन के लिए उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि भोजन और सांस।

इस प्रकार, जीवन के उद्भव के किसी भी स्पष्टीकरण को यह दिखाना चाहिए कि जटिल तिकड़ी कैसे दिखाई दी और कैसे काम करना शुरू किया, जिसमें शामिल हैं डीएनए, आरएनए और राइबोसोम.

डीएनए और आरएनए के बीच अंतर.

सब कुछ बहुत अधिक जटिल है

ओपरिन और हल्दाने के सिद्धांत अब सरल और सरल लग रहे थे, जबकि मिलर का प्रयोग, जिसने प्रोटीन बनाने के लिए आवश्यक कई अमीनो एसिड का निर्माण किया, शौकिया तौर पर लग रहा था। जीवन के निर्माण की लंबी यात्रा पर, उनका शोध, हालांकि फलदायी था, स्पष्ट रूप से केवल पहला कदम था।

जॉन सदरलैंड कहते हैं, "डीएनए आरएनए को प्रोटीन बनाने का कारण बनता है, सभी रसायनों के बंद बैग में।" "आप इसे देखते हैं और चकित होते हैं कि यह कितना मुश्किल है। हम एक कार्बनिक यौगिक खोजने के लिए क्या कर सकते हैं जो यह सब एक ही बार में कर देगा?"

शायद जीवन की शुरुआत आरएनए से हुई थी?

इस प्रश्न का उत्तर सबसे पहले लेस्ली ऑरगेल नामक एक ब्रिटिश रसायनज्ञ ने दिया था। वह क्रिक और वाटसन द्वारा बनाए गए डीएनए मॉडल को देखने वाले पहले लोगों में से एक थे, और बाद में नासा को वाइकिंग कार्यक्रम में मदद की, जिसके दौरान लैंडर्स को मंगल ग्रह पर भेजा गया था।

Orgel कार्य को सरल बनाने का इरादा रखता है। 1968 में, क्रिक द्वारा समर्थित, उन्होंने प्रस्तावित किया कि पहली जीवित कोशिकाओं में न तो प्रोटीन होता है और न ही डीएनए। इसके विपरीत, वे लगभग पूरी तरह से आरएनए से बने होते हैं। इस मामले में, प्राथमिक आरएनए अणु सार्वभौमिक रहे होंगे। उदाहरण के लिए, उन्हें स्वयं की प्रतियां बनाने की आवश्यकता थी, संभवतः डीएनए के समान युग्मन तंत्र का उपयोग करके।

यह विचार कि जीवन की शुरुआत आरएनए से हुई, का भविष्य के सभी शोधों पर अविश्वसनीय प्रभाव पड़ा। और यह वैज्ञानिक समुदाय में तीखी बहस का कारण बना, जो आज तक थमा नहीं है।

यह मानते हुए कि जीवन आरएनए और किसी अन्य तत्व के साथ शुरू हुआ, ऑर्गेल ने सुझाव दिया कि जीवन के सबसे महत्वपूर्ण पहलुओं में से एक - खुद को पुन: उत्पन्न करने की क्षमता - दूसरों की तुलना में पहले दिखाई दी। हम कह सकते हैं कि वह न केवल इस बारे में सोच रहा था कि जीवन पहली बार कैसे प्रकट हुआ, बल्कि उसने जीवन के सार के बारे में भी बताया।

कई जीवविज्ञानी ऑर्गेल के इस विचार से सहमत थे कि "प्रजनन पहला था"। डार्विन के विकासवाद के सिद्धांत में, पैदा करने की क्षमता सबसे आगे है: जीव के लिए इस दौड़ को "जीतने" का एकमात्र तरीका है - यानी कई बच्चों को पीछे छोड़ना।

लेस्ली ऑर्गेल ने इस विचार को सामने रखा कि पहली कोशिकाएं आरएनए के आधार पर कार्य करती हैं।

3 शिविरों में विभाजन

लेकिन जीवन को अन्य विशेषताओं की भी विशेषता है जो समान रूप से महत्वपूर्ण हैं।

इनमें से सबसे स्पष्ट चयापचय है: पर्यावरणीय ऊर्जा को अवशोषित करने और इसे जीवित रहने के लिए उपयोग करने की क्षमता।

कई जीवविज्ञानियों के लिए, चयापचय जीवन की परिभाषित विशेषता है, प्रजनन क्षमता दूसरे स्थान पर आती है।

इसलिए, 1960 के दशक से, जीवन की उत्पत्ति के रहस्य से जूझ रहे वैज्ञानिकों ने 2 शिविरों में विभाजित करना शुरू कर दिया।

"पहले ने तर्क दिया कि चयापचय आनुवंशिकी से पहले आया था, दूसरा विपरीत राय का था," सदरलैंड बताते हैं।

एक तीसरा समूह था, जिसने तर्क दिया कि पहले मुख्य अणुओं के लिए किसी प्रकार का कंटेनर होना चाहिए जो उन्हें क्षय नहीं होने देगा।

सदरलैंड बताते हैं, "कंपार्टमेंटलाइज़ेशन पहले आना था, क्योंकि इसके बिना, सेल मेटाबॉलिज्म अर्थहीन होगा।"

दूसरे शब्दों में, एक कोशिका जीवन के मूल में रही होगी, क्योंकि ओपरिन और हल्डेन ने कई दशक पहले ही इस पर जोर दिया था, और शायद यह कोशिका साधारण वसा और लिपिड से ढकी रही होगी।

तीन विचारों में से प्रत्येक ने अपने समर्थकों का अधिग्रहण किया और आज तक जीवित रहा। वैज्ञानिक कभी-कभी ठंडे खून वाले व्यावसायिकता के बारे में भूल गए और तीन विचारों में से एक का आँख बंद करके समर्थन किया।

नतीजतन, इस मुद्दे पर वैज्ञानिक सम्मेलन अक्सर घोटालों के साथ होते थे, और इन घटनाओं को कवर करने वाले पत्रकारों ने अक्सर एक शिविर के वैज्ञानिकों से अन्य दो से अपने सहयोगियों के काम के बारे में अपमानजनक टिप्पणियां सुनीं।

ऑर्गेल के लिए धन्यवाद, यह विचार कि जीवन आरएनए के साथ शुरू हुआ है, जनता को पहेली के करीब एक कदम आगे लाया है।

और 1980 के दशक में, एक आश्चर्यजनक खोज हुई जिसने वास्तव में ओरगेल की परिकल्पना की पुष्टि की।

पहले क्या आया: कंटेनर, चयापचय या आनुवंशिकी?

इसलिए, 1960 के दशक के अंत में, ग्रह पर जीवन की उत्पत्ति के रहस्य के उत्तर की तलाश में, वैज्ञानिकों को 3 शिविरों में विभाजित किया गया था।

1. पहले यह सुनिश्चित था कि जीवन जैविक कोशिकाओं के आदिम संस्करणों के गठन के साथ शुरू हुआ था।
2. दूसरे का मानना ​​​​था कि पहला और महत्वपूर्ण कदम चयापचय प्रणाली है।
3. फिर भी अन्य लोगों ने आनुवंशिकी और प्रजनन (प्रतिकृति) के महत्व पर ध्यान केंद्रित किया है।

यह तीसरा शिविर यह पता लगाने की कोशिश कर रहा था कि पहला रेप्लिकेटर कैसा दिखता होगा, इस विचार को ध्यान में रखते हुए कि रेप्लिकेटर आरएनए से बना होना चाहिए।

आरएनए के कई चेहरे

1960 के दशक तक, वैज्ञानिकों के पास यह मानने का पर्याप्त कारण था कि आरएनए सभी जीवन का स्रोत था।

इन कारणों में यह तथ्य भी शामिल था कि आरएनए ऐसे काम कर सकता था जो डीएनए नहीं कर सकता था।

एकल-फंसे अणु होने के कारण, आरएनए विभिन्न आकृतियों में झुक सकता है, जो कठोर दोहरे-फंसे डीएनए के साथ संभव नहीं था।

आरएनए, जो ओरिगेमी की तरह मुड़ा हुआ था, अपने व्यवहार में दृढ़ता से प्रोटीन जैसा दिखता था। आखिरकार, प्रोटीन अनिवार्य रूप से एक ही लंबी श्रृंखला होते हैं, लेकिन अमीनो एसिड से युक्त होते हैं, न्यूक्लियोटाइड नहीं, जो उन्हें अधिक जटिल संरचनाएं बनाने की अनुमति देता है।

यह प्रोटीन की सबसे आश्चर्यजनक क्षमता की कुंजी है। कुछ प्रोटीन रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज या "उत्प्रेरित" कर सकते हैं। इन प्रोटीनों को एंजाइम कहा जाता है।

उदाहरण के लिए, मानव आंतों में कई एंजाइम होते हैं जो जटिल खाद्य अणुओं को सरल (जैसे चीनी) में तोड़ते हैं - यानी, जो आगे हमारी कोशिकाओं द्वारा उपयोग किए जाते हैं। एंजाइमों के बिना जीना असंभव होगा। उदाहरण के लिए, मलेशियाई हवाई अड्डे पर कोरियाई नेता के सौतेले भाई की हाल ही में मृत्यु इस तथ्य के कारण हुई कि उनके शरीर में एक एंजाइम (एंजाइम) ने काम करना बंद कर दिया, जिसकी क्रिया तंत्रिका अभिकर्मक VX को दबा देती है - परिणामस्वरूप, श्वसन तंत्र लकवाग्रस्त हो जाता है और कुछ ही मिनटों में व्यक्ति की मृत्यु हो जाती है। एंजाइम हमारे शरीर के कामकाज के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं।

लेस्ली ऑर्गेल और फ्रांसिस क्रिक ने एक और परिकल्पना सामने रखी। यदि आरएनए प्रोटीन की तरह मोड़ सकता है, तो क्या यह एंजाइम भी बना सकता है?

यदि यह मामला सामने आता है, तो आरएनए मूल और अत्यधिक बहुमुखी-जीवित अणु हो सकता है, जानकारी संग्रहीत कर सकता है (जैसा कि डीएनए करता है) और प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है, जैसा कि कुछ प्रोटीन करते हैं।

यह विचार दिलचस्प था, लेकिन अगले 10 वर्षों में इसका समर्थन करने के लिए सबूत कभी नहीं मिले।

आरएनए एंजाइम

थॉमस चेक का जन्म और पालन-पोषण आयोवा में हुआ था। बचपन में भी उनका जुनून पत्थर और खनिजों का था। और पहले से ही हाई स्कूल में, वह स्थानीय विश्वविद्यालय के भूवैज्ञानिकों के नियमित अतिथि थे, जिन्होंने उन्हें खनिज संरचनाओं के मॉडल दिखाए। वह अंततः आरएनए के अध्ययन पर ध्यान केंद्रित करते हुए एक जैव रसायनज्ञ बन गए।

1980 के दशक की शुरुआत में, बोल्डर में कोलोराडो विश्वविद्यालय में चेक और उनके सहयोगी टेट्राहिमेना थर्मोफाइल नामक एकल-कोशिका वाले जीव का अध्ययन कर रहे थे। इस कोशिकीय जीव के भाग में RNA की किस्में शामिल थीं। चेक ने देखा कि आरएनए खंडों में से एक को कभी-कभी दूसरों से अलग किया जाता है, जैसे कि इसे कैंची से अलग किया गया हो।

जब उनकी टीम ने आणविक कैंची के रूप में कार्य करने वाले सभी एंजाइमों और अन्य अणुओं को समाप्त कर दिया, तब भी आरएनए ने इस खंड को अलग करना जारी रखा। उसी समय, पहले आरएनए एंजाइम की खोज की गई थी: आरएनए का एक छोटा खंड जो उस बड़ी श्रृंखला से स्वतंत्र रूप से अलग हो सकता है जिससे वह जुड़ा हुआ था।

चूंकि दो आरएनए एंजाइम अपेक्षाकृत जल्दी पाए गए थे, वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया कि वास्तव में कई और भी हो सकते हैं। अब ज्यादा से ज्यादा सबूत इस बात के पक्ष में थे कि जीवन की शुरुआत आरएनए से हुई थी।

थॉमस चेक ने पहला आरएनए एंजाइम पाया।

आरएनए दुनिया

वाल्टर गिल्बर्ट ने सबसे पहले इस अवधारणा को नाम दिया था।

एक भौतिक विज्ञानी के रूप में, जो अचानक आणविक जीव विज्ञान में रुचि रखने लगे, गिल्बर्ट मानव जीनोम अनुक्रमण के सिद्धांत का बचाव करने वाले पहले लोगों में से एक थे।

नेचर में 1986 के एक लेख में, गिल्बर्ट ने सुझाव दिया कि जीवन तथाकथित "आरएनए वर्ल्ड" में शुरू हुआ।

गिल्बर्ट के अनुसार, विकास के पहले चरण में "एक प्रक्रिया शामिल थी जिसमें आरएनए अणु उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते थे, खुद को न्यूक्लियोटाइड के सूप में इकट्ठा करते थे।"

विभिन्न आरएनए अंशों को एक सामान्य श्रृंखला में कॉपी और पेस्ट करके, आरएनए अणुओं ने मौजूदा लोगों के आधार पर अधिक उपयोगी श्रृंखलाएं बनाईं। अंत में, वह क्षण आया जब उन्होंने सीखा कि प्रोटीन और प्रोटीन एंजाइम कैसे बनाए जाते हैं जो आरएनए संस्करणों की तुलना में बहुत अधिक उपयोगी साबित हुए, बड़े पैमाने पर उन्हें विस्थापित कर रहे थे और उस जीवन को जन्म दे रहे थे जिसे हम आज देखते हैं।

आरएनए वर्ल्ड खरोंच से जटिल जीवित जीवों को बनाने का एक अच्छा तरीका है।

इस अवधारणा में, "प्राथमिक सूप" में दर्जनों जैविक अणुओं के एक साथ गठन पर भरोसा करने की आवश्यकता नहीं है, यह एक एकल अणु के लिए पर्याप्त होगा जिसके साथ यह सब शुरू हुआ।

सबूत

2000 में, "आरएनए वर्ल्ड" परिकल्पना ने ठोस सबूत प्राप्त किए।

थॉमस स्टिट्ज़ ने जीवित कोशिकाओं में अणुओं की संरचनाओं का अध्ययन करने में 30 साल बिताए। 1990 के दशक में, उन्होंने अपने जीवन का मुख्य अध्ययन शुरू किया: राइबोसोम की संरचना का अध्ययन।

प्रत्येक जीवित कोशिका में एक राइबोसोम होता है। यह बड़ा अणु आरएनए से निर्देश पढ़ता है और प्रोटीन बनाने के लिए अमीनो एसिड को एक साथ रखता है। मानव कोशिकाओं में राइबोसोम शरीर के लगभग हर हिस्से को लाइन करते हैं।

उस समय तक, यह पहले से ही ज्ञात था कि राइबोसोम में आरएनए होता है। लेकिन 2000 में, स्टीट्ज़ की टीम ने राइबोसोम की संरचना का एक विस्तृत मॉडल प्रस्तुत किया, जिसमें आरएनए राइबोसोम के उत्प्रेरक नाभिक के रूप में दिखाई दिया।

यह खोज गंभीर थी, विशेष रूप से यह देखते हुए कि राइबोसोम को जीवन के लिए कितना प्राचीन और मौलिक रूप से महत्वपूर्ण माना जाता था। तथ्य यह है कि इस तरह के एक महत्वपूर्ण तंत्र आरएनए पर आधारित था, वैज्ञानिक मंडलियों में "आरएनए वर्ल्ड" सिद्धांत को और अधिक व्यावहारिक बना दिया। आरएनए विश्व अवधारणा के समर्थकों ने सबसे अधिक आनन्दित किया, और स्टीट्ज़ को 2009 में नोबेल पुरस्कार मिला।

लेकिन इसके बाद वैज्ञानिकों को संदेह होने लगा।

"आरएनए वर्ल्ड" थ्योरी की समस्याएं

आरएनए विश्व सिद्धांत में शुरू में दो समस्याएं थीं।

सबसे पहले, क्या आरएनए वास्तव में सभी महत्वपूर्ण कार्य कर सकता है? और क्या यह प्रारंभिक पृथ्वी की परिस्थितियों में बन सकता था?

गिल्बर्ट ने "आरएनए वर्ल्ड" सिद्धांत को बनाए हुए 30 साल हो चुके हैं, और हमारे पास अभी भी इस बात के निर्णायक सबूत नहीं हैं कि आरएनए वास्तव में सिद्धांत में वर्णित हर चीज के लिए सक्षम है। हां, यह आश्चर्यजनक रूप से कार्यात्मक अणु है, लेकिन क्या एक आरएनए इसके लिए जिम्मेदार सभी कार्यों के लिए पर्याप्त है?

एक असंगति ने मेरी आंख पकड़ ली। यदि जीवन एक आरएनए अणु के साथ शुरू हुआ, तो आरएनए स्वयं की प्रतियां, या प्रतिकृतियां बना सकता है।

लेकिन सभी ज्ञात आरएनए में से किसी में भी यह क्षमता नहीं है। एक आरएनए या डीएनए टुकड़े की एक सटीक प्रतिलिपि बनाने के लिए, कई एंजाइमों और अन्य अणुओं की आवश्यकता होती है।

इसलिए, 80 के दशक के उत्तरार्ध में, जीवविज्ञानियों के एक समूह ने काफी हताश शोध शुरू किया। वे स्व-प्रतिकृति में सक्षम आरएनए बनाने के लिए निकल पड़े।

स्व-प्रतिकृति आरएनए बनाने का प्रयास

हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के जैक ज़ोस्तक इन शोधकर्ताओं में पहले थे। बचपन से ही उन्हें रसायन विज्ञान का इतना शौक था कि उन्होंने अपने तहखाने को भी प्रयोगशाला में बदल दिया। उन्होंने अपनी सुरक्षा का तिरस्कार किया, जिसके कारण एक बार एक विस्फोट हुआ जिसने एक कांच के बल्ब को छत पर गिरा दिया।

1980 के दशक की शुरुआत में, शोस्तक ने दिखाया कि कैसे मानव जीन उम्र बढ़ने की प्रक्रिया से खुद को बचाते हैं। यह प्रारंभिक शोध बाद में उन्हें नोबेल पुरस्कार तक ले गया।

लेकिन वह जल्द ही आरएनए एंजाइमों पर चेक के शोध के प्रति आसक्त हो गए। "मुझे लगता है कि यह एक अविश्वसनीय काम है," शोस्तक कहते हैं। "सिद्धांत रूप में, यह अत्यधिक संभावना है कि आरएनए स्वयं की प्रतियां बनाने के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकता है।"

1988 में, चेक ने एक आरएनए एंजाइम की खोज की जो एक छोटे आरएनए अणु को 10 न्यूक्लियोटाइड लंबा बनाने में सक्षम है।

शोस्तक ने आगे जाकर प्रयोगशाला में नए आरएनए एंजाइम बनाने का फैसला किया। उनकी टीम ने यादृच्छिक अनुक्रमों का एक सेट बनाया और प्रत्येक को कम से कम एक खोजने के लिए परीक्षण किया जिसमें उत्प्रेरक की क्षमता थी। फिर क्रम बदल गया, और परीक्षण जारी रहा।

10 प्रयासों के बाद, शोस्तक एक आरएनए एंजाइम बनाने में कामयाब रहा, जिसने उत्प्रेरक की भूमिका में, प्राकृतिक वातावरण में होने वाली प्रतिक्रिया की तुलना में 7 मिलियन गुना तेजी से प्रतिक्रिया को तेज किया।

शोस्तक की टीम ने साबित कर दिया कि आरएनए एंजाइम बेहद शक्तिशाली हो सकते हैं। लेकिन उनका एंजाइम अपनी प्रतिकृतियां नहीं बना सका। शोस्तक के लिए यह एक मृत अंत था।

एंजाइम R18

2001 में, अगली सफलता शोस्तक के एक पूर्व छात्र, कैम्ब्रिज में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के डेविड बार्थेल द्वारा बनाई गई थी।

बार्टेल ने R18 नामक एक RNA एंजाइम बनाया जो मौजूदा वाले के आधार पर RNA श्रृंखला में नए न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है।

दूसरे शब्दों में, एंजाइम ने न केवल यादृच्छिक न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ा, बल्कि अनुक्रम की बिल्कुल नकल की।

स्व-प्रजनन अणु अभी भी दूर थे, लेकिन दिशा सही थी।

R18 एंजाइम में एक श्रृंखला शामिल थी जिसमें 189 न्यूक्लियोटाइड शामिल थे, और इसमें एक और 11 जोड़ सकते थे - यानी इसकी लंबाई का 6%। शोधकर्ताओं को उम्मीद थी कि कुछ और प्रयोगों के बाद इन 6% को 100% में बदला जा सकता है।

इस क्षेत्र में सबसे सफल कैम्ब्रिज में आणविक जीवविज्ञान की प्रयोगशाला से फिलिप हॉलिगर थे। 2011 में, उनकी टीम ने R18 एंजाइम को संशोधित किया, जिससे tC19Z एंजाइम बनाया, जो 95 न्यूक्लियोटाइड्स के अनुक्रम की नकल कर सकता था। यह इसकी लंबाई का 48% था - R18 से अधिक, लेकिन स्पष्ट रूप से आवश्यक 100% नहीं।

ला जोला में स्क्रिप्स रिसर्च इंस्टीट्यूट के गेराल्ड जॉयस और ट्रेसी लिंकन ने इस मुद्दे पर एक वैकल्पिक दृष्टिकोण प्रस्तुत किया। 2009 में, उन्होंने एक आरएनए एंजाइम बनाया जो अप्रत्यक्ष रूप से अपनी प्रतिकृति बनाता है।

उनका एंजाइम आरएनए के दो छोटे टुकड़ों को जोड़ता है और एक और एंजाइम बनाता है। बदले में, मूल एंजाइम को फिर से बनाने के लिए दो अन्य आरएनए अंशों को जोड़ता है।

कच्चे माल को देखते हुए, यह सरल चक्र अनिश्चित काल तक जारी रह सकता है। लेकिन एंजाइम तभी ठीक से काम करते हैं जब जॉयस और लिंकन द्वारा बनाए गए सही आरएनए स्ट्रैंड जगह में हों।

कई वैज्ञानिकों के लिए जो "आरएनए वर्ल्ड" के विचार के बारे में संदेह रखते हैं, स्वतंत्र आरएनए प्रतिकृति की कमी संदेह का मुख्य कारण है। आरएनए केवल सभी जीवन के निर्माता होने के कार्य तक नहीं है।

खरोंच से आरएनए बनाने के लिए आशावाद और रसायनज्ञों की विफलता को न जोड़ें। और यद्यपि आरएनए डीएनए की तुलना में बहुत सरल अणु है, लेकिन इसे बनाना एक अविश्वसनीय चुनौती साबित हुई है।

पहली कोशिकाओं को विभाजन से गुणा करने की सबसे अधिक संभावना है।

समस्या है शुगर

यह प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में मौजूद चीनी और न्यूक्लियोटाइड की रीढ़ की हड्डी के बारे में है। उन्हें अलग-अलग बनाना संभव है, लेकिन उन्हें एक साथ जोड़ना संभव नहीं है।

1990 के दशक की शुरुआत तक, यह समस्या पहले से ही स्पष्ट थी। उसने कई जीवविज्ञानियों को आश्वस्त किया कि आरएनए विश्व परिकल्पना, चाहे वह कितनी भी आकर्षक क्यों न हो, अभी भी केवल एक परिकल्पना है।

• शायद प्रारंभिक पृथ्वी पर, एक और अणु मूल रूप से अस्तित्व में था: आरएनए की तुलना में सरल, और "प्राथमिक सूप" से इकट्ठा करने में सक्षम, और बाद में खुद को पुन: उत्पन्न करना शुरू कर देता है।
• शायद यह अणु पहले था, और उसके बाद आरएनए, डीएनए और अन्य दिखाई दिए।

पॉलियामाइड न्यूक्लिक एसिड (PNA)

1991 में, डेनमार्क में कोपेनहेगन विश्वविद्यालय में पीटर नीलसन को प्राथमिक प्रतिकृति की भूमिका के लिए एक उपयुक्त उम्मीदवार मिल गया था।

वास्तव में, यह डीएनए का काफी उन्नत संस्करण था। नीलसन ने आधार को अपरिवर्तित छोड़ दिया- मानक ए, टी, सी, और जी- लेकिन चीनी अणुओं के बजाय, उन्होंने पॉलीमाइड्स नामक अणुओं का उपयोग किया।

उन्होंने परिणामी अणु पॉलियामाइड न्यूक्लिक एसिड, या पीएनए कहा। हालांकि, समय के साथ, किसी कारण से संक्षिप्त नाम का डिकोडिंग "पेप्टाइड न्यूक्लिक एसिड" में बदल गया।

PNA प्रकृति में नहीं होता है। लेकिन इसका व्यवहार काफी हद तक डीएनए से मिलता जुलता है। एक पीएनए स्ट्रैंड डीएनए अणु में एक स्ट्रैंड को भी बदल सकता है, और बेस हमेशा की तरह जोड़ी बनाते हैं। इसके अलावा, पीएनए डीएनए की तरह डबल-हेलिक्स कर सकता है।

स्टेनली मिलर चिंतित थे। "आरएनए वर्ल्ड" की अवधारणा के बारे में गहरे संदेह के साथ, उनका मानना ​​​​था कि पीएनए पहले आनुवंशिक सामग्री की भूमिका के लिए बेहतर अनुकूल है।

2000 में, उन्होंने सबूतों के साथ अपनी राय का समर्थन किया। उस समय तक, वह पहले से ही 70 वर्ष का था और कई स्ट्रोक का अनुभव कर चुका था, जिसके बाद वह एक नर्सिंग होम में समाप्त हो सकता था, लेकिन वह हार नहीं मानने वाला था।

मिलर ने पहले वर्णित अपने क्लासिक प्रयोग को दोहराया, इस बार मीथेन, नाइट्रोजन, अमोनिया और पानी का उपयोग करते हुए, और पीएनए की पॉलियामाइड रीढ़ के साथ समाप्त हुआ।

इससे यह पता चला कि प्रारंभिक पृथ्वी पर आरएनए के विपरीत, पीएनए की उपस्थिति के लिए अच्छी तरह से स्थितियां हो सकती थीं।

पीएनए डीएनए की तरह व्यवहार करता है।

थ्रेस न्यूक्लिक एसिड (TNA)

इस बीच, अन्य रसायनज्ञों ने अपने स्वयं के न्यूक्लिक एसिड बनाए हैं।

2000 में, अल्बर्ट एसेनमोजर ने थ्रेओज न्यूक्लिक एसिड (TNA) बनाया।

वास्तव में, यह वही डीएनए था, लेकिन आधार पर एक अलग प्रकार की चीनी के साथ। टीएनसी की श्रृंखला एक डबल हेलिक्स बना सकती है, और जानकारी को आरएनए से टीएनसी में स्थानांतरित किया जा सकता है और इसके विपरीत।

इसके अलावा, टीएनए प्रोटीन के रूप सहित जटिल रूप भी बना सकता है। इसने संकेत दिया कि TNA RNA की तरह ही एक एंजाइम के रूप में कार्य कर सकता है।

ग्लाइकोल न्यूक्लिक एसिड (जीएनए)

2005 में, एरिक मेगर्स ने एक ग्लाइकोल न्यूक्लिक एसिड बनाया जो एक हेलिक्स भी बना सकता है।

इनमें से प्रत्येक न्यूक्लिक एसिड के अपने समर्थक थे: आमतौर पर एसिड के निर्माता स्वयं।

लेकिन प्रकृति में इस तरह के न्यूक्लिक एसिड का कोई निशान नहीं है, इसलिए अगर हम मान लें कि उनका उपयोग पहले जीवन में किया गया था, तो किसी स्तर पर उन्हें आरएनए और डीएनए के पक्ष में छोड़ना पड़ा।

प्रशंसनीय लगता है, लेकिन साक्ष्य द्वारा समर्थित नहीं है।

अवधारणा अच्छी थी, लेकिन ...

इस प्रकार, 21वीं सदी के पहले दशक के मध्य तक, "आरएनए वर्ल्ड" अवधारणा के समर्थकों ने खुद को एक कठिन स्थिति में पाया।

एक ओर, आरएनए एंजाइम प्रकृति में मौजूद थे और इसमें जैविक तंत्र के सबसे महत्वपूर्ण अंशों में से एक - राइबोसोम शामिल था। यह बुरा नहीं है।

लेकिन, दूसरी ओर, प्रकृति में कोई स्व-प्रतिकृति आरएनए नहीं पाया गया है, और कोई भी यह स्पष्ट करने में सक्षम नहीं है कि "प्राथमिक सूप" में आरएनए कैसे बनाया गया था। उत्तरार्द्ध को वैकल्पिक न्यूक्लिक एसिड द्वारा समझाया जा सकता है, लेकिन वे पहले से ही (या कभी नहीं) प्रकृति में मौजूद थे। यह तो बुरा हुआ।

संपूर्ण आरएनए विश्व अवधारणा का निर्णय स्पष्ट था: अवधारणा अच्छी है, लेकिन संपूर्ण नहीं है।

इस बीच, 1980 के दशक के मध्य से, एक और सिद्धांत धीरे-धीरे विकसित हो रहा है। इसके समर्थकों ने दावा किया कि जीवन की शुरुआत आरएनए, डीएनए या किसी अन्य आनुवंशिक पदार्थ से नहीं हुई। उनके अनुसार, जीवन की उत्पत्ति ऊर्जा के उपयोग के एक तंत्र के रूप में हुई है।

ऊर्जा पहले?

इसलिए, वर्षों से, जीवन की उत्पत्ति से निपटने वाले वैज्ञानिक 3 शिविरों में विभाजित हो गए हैं।

पहले के प्रतिनिधियों को विश्वास था कि जीवन एक आरएनए अणु के साथ शुरू हुआ था, लेकिन वे यह पता लगाने में असमर्थ थे कि आरएनए अणु या आरएनए-जैसे अणु प्रारंभिक पृथ्वी पर अनायास कैसे प्रकट हुए और खुद को पुन: उत्पन्न करना शुरू कर दिया। पहले तो वैज्ञानिकों की सफलता की प्रशंसा हुई, लेकिन अंत में, शोधकर्ता एक ठहराव पर आ गए। हालाँकि, जब ये अध्ययन पूरे जोरों पर थे, तब भी पहले से ही ऐसे लोग थे जो आश्वस्त थे कि जीवन की उत्पत्ति काफी अलग तरीके से हुई है।

आरएनए विश्व सिद्धांत एक सरल विचार पर आधारित है: किसी जीव का सबसे महत्वपूर्ण कार्य प्रजनन करने की क्षमता है। अधिकांश जीवविज्ञानी इससे सहमत हैं। बैक्टीरिया से लेकर ब्लू व्हेल तक सभी जीवित चीजें प्रजनन करने का प्रयास करती हैं।

हालांकि, इस मुद्दे के कई शोधकर्ता इस बात से सहमत नहीं हैं कि प्रजनन कार्य पहले आता है। वे कहते हैं कि प्रजनन शुरू होने से पहले जीव को आत्मनिर्भर होना चाहिए। उसे खुद को जिंदा रखने में सक्षम होना चाहिए। आखिरकार, अगर आप पहले मर जाते हैं तो आपके बच्चे नहीं हो सकते।

हम भोजन से जीवन का निर्वाह करते हैं, जबकि पौधे सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा ग्रहण करते हैं।

हां, जो आदमी खुशी-खुशी एक रसदार चॉप खाता है, वह स्पष्ट रूप से एक सदी पुराने ओक की तरह नहीं है, लेकिन वास्तव में, वे दोनों ऊर्जा को अवशोषित करते हैं।

ऊर्जा का अवशोषण जीवन का आधार है।

उपापचय

जीवित प्राणियों की ऊर्जा के बारे में बोलते हुए, हम चयापचय के साथ काम कर रहे हैं।

1. पहला चरण ऊर्जा प्राप्त कर रहा है, उदाहरण के लिए, ऊर्जा युक्त पदार्थों (उदाहरण के लिए, चीनी) से।
2. दूसरा शरीर में उपयोगी कोशिकाओं के निर्माण के लिए ऊर्जा का उपयोग है।

ऊर्जा का उपयोग करने की प्रक्रिया अत्यंत महत्वपूर्ण है, और कई शोधकर्ता मानते हैं कि यह वह था जो जीवन की शुरुआत बन गया।

लेकिन केवल एक चयापचय क्रिया वाले जीव कैसे दिख सकते हैं?

पहला और सबसे प्रभावशाली सुझाव 1980 के दशक के अंत में गुंटर वाचरशॉसर द्वारा दिया गया था। वह पेशे से एक पेटेंट वकील थे, लेकिन उन्हें रसायन विज्ञान का अच्छा ज्ञान था।

वाचरशॉसर ने सुझाव दिया कि पहले जीव "हम जो कुछ भी जानते हैं उससे बहुत अलग थे"। वे कोशिकाओं से नहीं बने थे। उनके पास एंजाइम, डीएनए या आरएनए नहीं थे।

स्पष्टता के लिए, वाचरशॉसर ने ज्वालामुखी से बहने वाले गर्म पानी के प्रवाह का वर्णन किया। पानी अमोनिया जैसे ज्वालामुखीय गैसों से संतृप्त था और ज्वालामुखी के केंद्र से खनिजों के कण शामिल थे।

जिन स्थानों पर धारा चट्टानों के ऊपर से बहती थी, वहाँ रासायनिक प्रतिक्रियाएँ होने लगीं। पानी में निहित धातुओं ने सरल से बड़े कार्बनिक यौगिकों के निर्माण में योगदान दिया।

चयापचय चक्र

पहला चयापचय चक्र का निर्माण महत्वपूर्ण मोड़ था।

इस प्रक्रिया के दौरान, एक रासायनिक पदार्थ कई अन्य में परिवर्तित हो जाता है, और इसी तरह, अंत तक सब कुछ पहले पदार्थ को फिर से बनाने के लिए नीचे आता है।

प्रक्रिया के दौरान, चयापचय में शामिल पूरी प्रणाली ऊर्जा जमा करती है जिसका उपयोग चक्र को फिर से शुरू करने या कुछ नई प्रक्रिया शुरू करने के लिए किया जा सकता है।

बाकी सब कुछ जो आधुनिक जीवों (डीएनए, कोशिकाओं, मस्तिष्क) से संपन्न हैं, बाद में इन रासायनिक चक्रों के आधार पर दिखाई दिए।

चयापचय चक्र जीवन के समान नहीं हैं। इसलिए, वाचरशॉसर ने अपने आविष्कारों को "अग्रदूत जीव" कहा और लिखा कि उन्हें "शायद ही जीवित कहा जा सकता है।"

लेकिन वाचरशॉसर द्वारा वर्णित चयापचय चक्र हमेशा किसी भी जीवित जीव के केंद्र में होते हैं।

आपकी कोशिकाएं वास्तव में सूक्ष्म कारखाने हैं, जो लगातार एक पदार्थ को दूसरे पदार्थ में तोड़ती रहती हैं।

चयापचय चक्र, हालांकि यांत्रिक, जीवन के लिए मौलिक हैं।

20वीं शताब्दी के अंतिम दो दशकों में वाचरशॉसर ने अपने सिद्धांत को समर्पित किया, इसे विस्तार से काम किया। उन्होंने बताया कि कौन से खनिज सबसे उपयुक्त होंगे और कौन से रासायनिक चक्र हो सकते हैं। उनके तर्कों को समर्थक मिलने लगे।

प्रायोगिक पुष्टि

1977 में, ओरेगन विश्वविद्यालय के जैक कॉर्लिस की टीम ने पूर्वी प्रशांत महासागर के पानी में 2.5 किलोमीटर (1.5 मील) की गहराई तक गोता लगाया। वैज्ञानिकों ने गैलापागोस गर्म पानी के झरने का अध्ययन ऐसे स्थान पर किया जहां नीचे से चट्टानों की लकीरें उठती थीं। पर्वतमाला को शुरू में ज्वालामुखी रूप से सक्रिय माना जाता था।

कॉर्लिस ने पाया कि लकीरें व्यावहारिक रूप से गर्म झरनों से बिंदीदार थीं। गर्म और केमिकल युक्त पानी समुद्र के तल से ऊपर उठा और चट्टानों के छिद्रों से बाहर निकल गया।

आश्चर्यजनक रूप से, ये "हाइड्रोथर्मल वेंट" अजीब जीवों से घनी आबादी वाले थे। ये कई प्रकार के विशाल मोलस्क, मसल्स और एनेलिड थे।

पानी भी बैक्टीरिया से भरा हुआ था। ये सभी जीव हाइड्रोथर्मल वेंट से ऊर्जा पर रहते थे।

हाइड्रोथर्मल वेंट की खोज ने कॉर्लिस को एक उत्कृष्ट प्रतिष्ठा दी। इसने उसे सोचने पर भी मजबूर कर दिया।

समुद्र में हाइड्रोथर्मल वेंट आज जीवों के लिए जीवन प्रदान करते हैं। शायद वे इसके प्राथमिक स्रोत बन गए?

जल उष्मा

1981 में, जैक कॉर्लिस ने सुझाव दिया कि इस तरह के वेंट 4 अरब साल पहले पृथ्वी पर मौजूद थे और यह उनके आसपास था कि जीवन की उत्पत्ति हुई। उन्होंने अपना पूरा करियर इस विचार के विकास के लिए समर्पित कर दिया।

कॉर्लिस ने सुझाव दिया कि हाइड्रोथर्मल वेंट रसायनों का मिश्रण बना सकते हैं। प्रत्येक वेंट, उन्होंने तर्क दिया, "प्राथमिक सूप" का एक प्रकार का परमाणु था।

• जैसे ही गर्म पानी चट्टानों से बहता था, गर्मी और दबाव ने सबसे सरल कार्बनिक यौगिकों को अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड और चीनी जैसे अधिक जटिल यौगिकों में मजबूर कर दिया।
• समुद्र से बाहर निकलने के करीब, जहां पानी अब इतना गर्म नहीं था, वे डीएनए जैसे कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और न्यूक्लियोटाइड बनाने, श्रृंखला बनाने लगे।
• फिर, पहले से ही समुद्र में, जहां पानी काफी ठंडा हो गया, ये अणु साधारण कोशिकाओं में इकट्ठे हो गए।

सिद्धांत उचित लग रहा था और ध्यान आकर्षित किया।

लेकिन स्टेनली मिलर, जिनके प्रयोग पर पहले चर्चा की गई थी, ने उत्साह साझा नहीं किया। 1988 में, उन्होंने लिखा कि जीवन के लिए उनमें बनने के लिए वेंट बहुत गर्म थे।

कॉर्लिस का सिद्धांत था कि अत्यधिक तापमान अमीनो एसिड जैसे पदार्थों के निर्माण को गति प्रदान कर सकता है, लेकिन मिलर के प्रयोगों से पता चला कि वे उन्हें नष्ट भी कर सकते हैं।

चीनी जैसे प्रमुख यौगिक अधिकतम कुछ ही सेकंड तक चल सकते हैं।

इसके अलावा, ये सरल अणु शायद ही जंजीर बना पाएंगे, क्योंकि आसपास का पानी उन्हें लगभग तुरंत तोड़ देगा।

गर्म, और भी गर्म ...

इस बिंदु पर भूविज्ञानी माइक रसेल ने चर्चा में प्रवेश किया। उनका मानना ​​​​था कि वेंट सिद्धांत पूर्ववर्ती जीवों के बारे में वाचरशॉसर की धारणाओं के साथ पूरी तरह फिट बैठता है। इन विचारों ने उन्हें जीवन की उत्पत्ति के बारे में सबसे लोकप्रिय सिद्धांतों में से एक बनाने के लिए प्रेरित किया।

रसेल की युवावस्था एस्पिरिन बनाने और मूल्यवान खनिजों का अध्ययन करने में व्यतीत हुई। और 60 के दशक में एक संभावित ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान, उन्होंने बिना किसी अनुभव के एक प्रतिक्रिया योजना का सफलतापूर्वक समन्वय किया। लेकिन उन्हें यह अध्ययन करने में दिलचस्पी थी कि विभिन्न युगों में पृथ्वी की सतह कैसे बदली। एक भूविज्ञानी के दृष्टिकोण से इतिहास को देखने का अवसर मिला और उसने जीवन की उत्पत्ति के बारे में अपना सिद्धांत बनाया।

1980 के दशक में, उन्होंने जीवाश्म पाए जो दिखाते हैं कि प्राचीन काल में हाइड्रोथर्मल वेंट थे जहां तापमान 150 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं था। उन्होंने तर्क दिया कि ये मध्यम तापमान, मिलर के विचार से अणुओं को अधिक समय तक चलने की अनुमति दे सकते हैं।

क्या अधिक है, इन कम गर्म झरोखों के जीवाश्मों में कुछ उत्सुकता है। 1 मिलीमीटर लंबी ट्यूब के रूप में आयरन और सल्फर से मिलकर पाइराइट नामक खनिज।

अपनी प्रयोगशाला में, रसेल ने पाया कि पाइराइट भी गोलाकार बूंदों का निर्माण कर सकता है। उन्होंने सुझाव दिया कि पहले जटिल कार्बनिक अणु पाइराइट की संरचनाओं के ठीक अंदर बने।

लगभग उसी समय, वाचरशॉसर ने अपने सिद्धांतों को प्रकाशित करना शुरू किया, इस तथ्य के आधार पर कि रसायनों में समृद्ध पानी के प्रवाह ने कुछ खनिजों के साथ बातचीत की। उन्होंने यह भी सुझाव दिया कि यह खनिज पाइराइट हो सकता है।

2+2=?

रसेल को केवल 2 और 2 जोड़ना था।

उन्होंने सुझाव दिया कि गहरे समुद्र में गर्म हाइड्रोथर्मल वेंट के अंदर बने वाचरशॉसर के अग्रदूत जीव, जहां पाइराइट संरचनाएं बन सकती थीं। यदि रसेल गलत नहीं था, तो जीवन की उत्पत्ति समुद्र की गहराई में हुई, और चयापचय पहली बार दिखाई दिया।

यह सब मिलर के क्लासिक प्रयोग के 40 साल बाद 1993 में रसेल द्वारा प्रकाशित एक पेपर में रखा गया था।

प्रेस में प्रतिध्वनि बहुत कम उठी, लेकिन यह खोज के महत्व को कम नहीं करता है। रसेल ने दो अलग-अलग विचारों (वाचरशॉसर चयापचय चक्र और कॉर्लिस हाइड्रोथर्मल वेंट) को एक नहीं बल्कि सम्मोहक अवधारणा में जोड़ा।

यह अवधारणा और भी प्रभावशाली हो गई जब रसेल ने अपने विचारों को साझा किया कि कैसे पहले जीवों ने ऊर्जा को अवशोषित किया। दूसरे शब्दों में, उन्होंने समझाया कि उनके चयापचय ने कैसे काम किया होगा। उनका विचार आधुनिक विज्ञान के विस्मृत प्रतिभाओं में से एक के काम पर आधारित था।

मिशेल के "हास्यास्पद" प्रयोग

60 के दशक में, बायोकेमिस्ट पीटर मिशेल को बीमारी के कारण एडिनबर्ग विश्वविद्यालय छोड़ने के लिए मजबूर होना पड़ा।

उन्होंने कॉर्नवाल में एक हवेली को एक निजी प्रयोगशाला में बदल दिया। वैज्ञानिक समुदाय से कटे हुए, उन्होंने अपनी घरेलू गायों का दूध बेचकर अपने काम का वित्त पोषण किया। लेस्ली ऑर्गेल सहित कई जैव रसायनज्ञ, जिनके आरएनए पर शोध पर पहले चर्चा की गई थी, ने सोचा कि मिशेल का काम चरम पर हास्यास्पद था।

लगभग दो दशक बाद, मिशेल ने 1978 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार जीता। वह कभी प्रसिद्ध नहीं हुए, लेकिन उनके विचारों का पता किसी भी जीव विज्ञान की पाठ्यपुस्तक में लगाया जा सकता है।

मिशेल ने अपना जीवन यह अध्ययन करने के लिए समर्पित कर दिया कि जीव भोजन से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग कैसे करते हैं। दूसरे शब्दों में, वह इस बात में रुचि रखता था कि हम दूसरे से दूसरे स्थान पर कैसे जीवित रहें।

ब्रिटिश बायोकेमिस्ट पीटर मिशेल को एटीपी संश्लेषण के तंत्र पर उनके काम के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार मिला।

शरीर ऊर्जा कैसे संग्रहीत करता है

मिशेल को पता था कि सभी कोशिकाएं एक विशिष्ट अणु, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) में ऊर्जा जमा करती हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि एडेनोसाइन से तीन फॉस्फेट की एक श्रृंखला जुड़ी होती है। तीसरे फॉस्फेट को जोड़ने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है, जो बाद में एटीपी में जमा हो जाती है।

जब एक कोशिका को ऊर्जा की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, मांसपेशियों के संकुचन के दौरान), तो यह एटीपी से तीसरे फॉस्फेट को काट देती है। यह एटीपी को एडेनोसाइड डिफॉस्फेट (एडीपी) में परिवर्तित करता है और संग्रहीत ऊर्जा को मुक्त करता है।

मिशेल यह समझना चाहता था कि कोशिकाएं पहली बार में एटीपी कैसे बनाती हैं। उन्होंने एडीपी में तीसरे फॉस्फेट को संलग्न करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा कैसे केंद्रित की?

मिशेल को पता था कि एटीपी बनाने वाला एंजाइम झिल्ली पर स्थित होता है। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि कोशिका झिल्ली में प्रोटॉन नामक आवेशित कणों को पंप कर रही है, और इसलिए एक तरफ कई प्रोटॉन देखे जा सकते हैं, जबकि दूसरी तरफ लगभग कोई नहीं है।

प्रोटॉन फिर झिल्ली में वापस आने की कोशिश करते हैं ताकि प्रत्येक तरफ संतुलन बनाए रखा जा सके, लेकिन वे केवल एंजाइम तक ही पहुंच सकते हैं। प्रोटान को खुरचने का प्रवाह ही एंजाइम को एटीपी बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है।

मिशेल पहली बार 1961 में इस विचार के साथ आए थे। अगले 15 वर्षों तक, उन्होंने भारी सबूतों के बावजूद, हमले से अपने सिद्धांत का बचाव किया।

आज यह ज्ञात है कि मिशेल द्वारा वर्णित प्रक्रिया ग्रह पर प्रत्येक जीवित प्राणी की विशेषता है। यह अभी आपकी कोशिकाओं में हो रहा है। डीएनए की तरह, यह जीवन का एक मूलभूत हिस्सा है जैसा कि हम जानते हैं।

जीवन को प्रोटॉन के प्राकृतिक पृथक्करण की आवश्यकता थी

अपने जीवन के सिद्धांत का निर्माण करते हुए, रसेल ने मिशेल द्वारा दिखाए गए प्रोटॉन के विभाजन पर ध्यान आकर्षित किया: झिल्ली के एक तरफ कई प्रोटॉन और दूसरी तरफ केवल कुछ।

ऊर्जा को स्टोर करने के लिए सभी कोशिकाओं को प्रोटॉन के इस पृथक्करण की आवश्यकता होती है।

आधुनिक कोशिकाएं झिल्ली से प्रोटॉन को पंप करके इस तरह का विभाजन बनाती हैं, लेकिन इसमें जटिल आणविक यांत्रिकी शामिल हैं जो रात भर में नहीं हो सकती हैं।

इसलिए रसेल ने एक और तार्किक निष्कर्ष निकाला: जीवन का निर्माण वहां होता है जहां प्रोटॉन का प्राकृतिक पृथक्करण होता है।

हाइड्रोथर्मल वेंट्स के पास कहीं। लेकिन वेंट एक विशिष्ट प्रकार का होना चाहिए।

प्रारंभिक पृथ्वी में अम्लीय समुद्र थे, और अम्लीय पानी सिर्फ प्रोटॉन से संतृप्त होता है। प्रोटॉन को अलग करने के लिए, हाइड्रोथर्मल वेंट पर पानी प्रोटॉन में खराब होना चाहिए: दूसरे शब्दों में, यह क्षारीय होना चाहिए।

Corliss हाइड्रोथर्मल वेंट इस स्थिति में फिट नहीं थे। वे न केवल बहुत गर्म थे, बल्कि एसिड से भी भरपूर थे।

लेकिन 2000 में, वाशिंगटन विश्वविद्यालय के डेबोरा केली ने पहले क्षारीय हाइड्रोथर्मल वेंट की खोज की।

डॉ डेबोरा केली।

क्षारीय और ठंडा हाइड्रोथर्मल वेंट

केली बड़ी मुश्किल से वैज्ञानिक बनने में कामयाब रहे। जब वह हाई स्कूल में थी, तब उसके पिता का निधन हो गया, और उसे अपनी विश्वविद्यालय की शिक्षा का भुगतान करने के लिए व्याख्यान के बाद काम करना पड़ा।

लेकिन वह सफल रही, और बाद में पानी के नीचे के ज्वालामुखियों और गर्म हाइड्रोथर्मल वेंट का अध्ययन करने के विचार के बारे में उत्साहित हो गई। ज्वालामुखियों और पानी के नीचे के गर्म झरोखों का अध्ययन करने का उनका जुनून उन्हें अटलांटिक महासागर के केंद्र में ले गया है। यह यहाँ था कि गहराई में समुद्र तल से एक राजसी पर्वत श्रृंखला उठ रही थी।

इस रिज पर, केली ने हाइड्रोथर्मल वेंट के एक नेटवर्क की खोज की, जिसे उन्होंने "लॉस्ट सिटी" कहा। वे वैसी नहीं थीं जैसी कॉर्लिस ने पाई थीं।

उनमें से पानी 40-75 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और थोड़ी मात्रा में क्षार के साथ बहता था। इस तरह के पानी से कार्बोनेट खनिज धुएं के स्तंभों के समान सफेद स्तंभ बनते हैं और नीचे से ऑर्गन पाइप की तरह उठते हैं। उनकी डरावनी और "भूतिया" उपस्थिति के बावजूद, ये स्तंभ वास्तव में गर्म पानी के रोगाणुओं के उपनिवेशों के घर थे।

ये क्षारीय वेंट रसेल के सिद्धांत पर पूरी तरह फिट बैठते हैं। वह निश्चित था कि जीवन की शुरुआत लॉस्ट सिटी के समान झरोखों से हुई थी।

लेकिन एक समस्या थी। एक भूविज्ञानी के रूप में, रसेल को अपने सिद्धांत को यथासंभव ठोस बनाने के लिए जैविक कोशिकाओं के बारे में पर्याप्त जानकारी नहीं थी।

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति का सबसे व्यापक सिद्धांत

रसेल ने अपने सीमित ज्ञान की समस्याओं को दूर करने के लिए अमेरिकी जीवविज्ञानी विलियम मार्टिन के साथ मिलकर काम किया। विवादास्पद मार्टिन ने अपना अधिकांश करियर जर्मनी में बिताया।

2003 में, उन्होंने रसेल की प्रारंभिक अवधारणा का एक उन्नत संस्करण पेश किया। और, शायद, पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के बारे में इस सिद्धांत को सभी मौजूदा लोगों में सबसे व्यापक कहा जा सकता है।

केली के लिए धन्यवाद, वे जानते थे कि क्षार छिद्रों की चट्टानें झरझरा थीं: वे पानी से भरे छोटे छिद्रों से युक्त थे। वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि इन छिद्रों ने "कोशिकाओं" की भूमिका निभाई। उनमें से प्रत्येक में महत्वपूर्ण पदार्थ होते हैं, जैसे कि पाइराइट जैसे खनिज। वेंट द्वारा प्रदान किए गए प्रोटॉन के प्राकृतिक विखंडन में फेंको, और आपके पास अपना चयापचय शुरू करने के लिए सही जगह है।

जैसे ही जीवन ने झरोखों से पानी की रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करना शुरू किया, रसेल और मार्टिन ने सुझाव दिया, इसने आरएनए जैसे अणु बनाना शुरू कर दिया। अंत में, उसने अपनी खुद की झिल्ली बनाई, एक वास्तविक कोशिका बन गई, और झरझरा चट्टान को छोड़ दिया, खुले पानी की ओर बढ़ रही थी।

आज यह जीवन की उत्पत्ति के संबंध में प्रमुख परिकल्पनाओं में से एक है।

हाल की खोजें

इस सिद्धांत को जुलाई 2016 में मजबूत समर्थन मिला, जब मार्टिन ने "अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज" (एलसीयू) की कुछ विशेषताओं का पुनर्निर्माण करने वाले अध्ययनों को प्रकाशित किया। यह उस जीव का सशर्त नाम है जो अरबों साल पहले अस्तित्व में था, जिसने आधुनिक जीवन की सभी विविधताओं को जन्म दिया।

हम अब शायद इस जीव के जीवाश्म नहीं खोज पाएंगे, लेकिन सभी उपलब्ध आंकड़ों के आधार पर, हम आधुनिक सूक्ष्मजीवों का अध्ययन करके अनुमान लगा सकते हैं कि यह कैसा दिखता था और इसमें क्या विशेषताएं थीं।

ठीक यही मार्टिन ने किया था। उन्होंने 1930 के आधुनिक सूक्ष्मजीवों के डीएनए का अध्ययन किया और उनमें से लगभग हर एक में मौजूद 355 जीनों की पहचान की।

यह माना जा सकता है कि इन 355 जीनों को पीढ़ी-दर-पीढ़ी पारित किया गया था, क्योंकि इन सभी 1930 रोगाणुओं का एक सामान्य पूर्वज था - संभवतः उस समय से जब PUOP अभी भी मौजूद था।

इन जीनों में वे थे जो प्रोटॉन के विभाजन का उपयोग करने के लिए जिम्मेदार थे, लेकिन इस विभाजन को बनाने के लिए जिम्मेदार नहीं थे - जैसे रसेल और मार्टिन के सिद्धांत में।

क्या अधिक है, ऐसा लगता है कि पीयूओपी ने मीथेन जैसे पदार्थों के लिए अनुकूलित किया है, जो इसके चारों ओर एक ज्वालामुखीय रूप से सक्रिय वातावरण को दर्शाता है। यानी हाइड्रोथर्मल वेंट।

इतना आसान नहीं

हालांकि, आरएनए वर्ल्ड विचार के समर्थकों को रसेल-मार्टिन अवधारणा के साथ दो समस्याएं मिलीं। एक को अभी भी संभावित रूप से ठीक किया जा सकता है, लेकिन दूसरे का मतलब पूरे सिद्धांत का पतन हो सकता है।

पहली समस्या प्रायोगिक साक्ष्य की कमी है कि रसेल और मार्टिन द्वारा वर्णित प्रक्रियाएं वास्तव में हुईं।

हां, वैज्ञानिकों ने सिद्धांत को कदम दर कदम बनाया है, लेकिन प्रयोगशाला में अभी तक किसी भी कदम को पुन: पेश नहीं किया गया है।

"प्राथमिक उपस्थिति के विचार के समर्थक प्रतिकृतिनियमित रूप से परीक्षा परिणाम प्रदान करते हैं, ”आर्मन मुल्किदज़ानियन, जीवन की उत्पत्ति के विशेषज्ञ कहते हैं। "प्राथमिक उपस्थिति के विचार के समर्थक उपापचयवे ऐसा नहीं करते हैं।"

लेकिन यह जल्द ही बदल सकता है, मार्टिन के सहयोगी, यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के निक लेन के लिए धन्यवाद। लेन ने एक "जीवन रिएक्टर की उत्पत्ति" तैयार की जो एक क्षारीय वेंट के अंदर की स्थितियों का अनुकरण करेगी। वह चयापचय चक्र और शायद आरएनए को भी फिर से बनाने की उम्मीद करता है। लेकिन इसके बारे में बात करना जल्दबाजी होगी।

दूसरी समस्या यह है कि वेंट गहरे पानी के नीचे स्थित हैं। जैसा कि मिलर ने 1988 में बताया था, आरएनए और प्रोटीन जैसे लंबी-श्रृंखला के अणु पानी में एंजाइमों के बिना नहीं बन सकते हैं ताकि उन्हें टूटने से बचाया जा सके।

कई शोधकर्ताओं के लिए, यह तर्क निर्णायक बन गया है।

"रसायन विज्ञान में पृष्ठभूमि के साथ, आप गहरे समुद्र में वेंट सिद्धांत में विश्वास नहीं कर सकते क्योंकि आप रसायन शास्त्र जानते हैं और समझते हैं कि ये सभी अणु पानी के साथ असंगत हैं, " मुल्किदज़ानियन कहते हैं।

फिर भी, रसेल और उनके समर्थक अपने विचारों को त्यागने की जल्दी में नहीं हैं।

लेकिन पिछले दशक में, एक तीसरा दृष्टिकोण सामने आया है, जिसमें बेहद उत्सुक प्रयोगों की एक श्रृंखला शामिल है।

"आरएनए वर्ल्ड" सिद्धांतों और हाइड्रोथर्मल वेंट के विपरीत, यह दृष्टिकोण, यदि सफल रहा, तो अकल्पनीय का वादा किया - खरोंच से एक जीवित कोशिका का निर्माण।

सेल कैसे बनाते हैं?

21वीं सदी की शुरुआत तक, जीवन की उत्पत्ति की दो प्रमुख अवधारणाएँ थीं।

1. समर्थकों "आरएनए वर्ल्ड"दावा किया कि जीवन की शुरुआत एक स्व-प्रतिकृति अणु के साथ हुई थी।
2. इसी सिद्धांत के समर्थक " प्राथमिक चयापचय"गहरे समुद्र में हाइड्रोथर्मल वेंट में जीवन की उत्पत्ति कैसे हो सकती है, इसकी विस्तृत समझ बनाई।

हालांकि, एक तीसरा सिद्धांत सामने आया है।

पृथ्वी पर रहने वाला प्रत्येक प्राणी कोशिकाओं से बना है। प्रत्येक कोशिका अनिवार्य रूप से एक कठोर दीवार, या "झिल्ली" के साथ एक नरम गेंद होती है।

कोशिका का कार्य सभी महत्वपूर्ण तत्वों को अंदर रखना है। यदि बाहरी दीवार फटी हुई है, तो अंदर की दीवार बाहर निकल जाएगी, और कोशिका वास्तव में मर जाएगी - एक अविकसित व्यक्ति की तरह।

कोशिका की बाहरी दीवार इतनी महत्वपूर्ण है कि कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि इसे पहले प्रकट होना चाहिए था। उन्हें यकीन है कि "प्राथमिक आनुवंशिकी" का सिद्धांत और "प्राथमिक चयापचय" का सिद्धांत मौलिक रूप से गलत हैं।

उनका विकल्प, "प्राथमिक कंपार्टमेंटलाइज़ेशन", मुख्य रूप से रोम में रोमा ट्रे विश्वविद्यालय के पियर लुइगी लुइसी के काम पर निर्भर करता है।

प्रोटोसेल सिद्धांत

लुइसी के तर्क सरल और ठोस हैं। आप चयापचय या स्व-प्रतिकृति आरएनए की एक प्रक्रिया की कल्पना कैसे कर सकते हैं, जहां आपको एक ही स्थान पर बहुत सारे पदार्थों की आवश्यकता होती है, अगर अभी तक कोई कंटेनर नहीं है जहां अणु सुरक्षित हैं?

इससे निष्कर्ष निम्नलिखित है: जीवन की उत्पत्ति का केवल एक ही संस्करण है।

किसी तरह, प्रारंभिक पृथ्वी की गर्मी और तूफानों के बीच, कुछ कच्चे माल ने आदिम कोशिकाओं, या "प्रोटोकेल्स" का निर्माण किया।

इस सिद्धांत को साबित करने के लिए, प्रयोगशाला में प्रयोग करना आवश्यक है - एक साधारण जीवित कोशिका बनाने का प्रयास करना।

लुइसी के विचारों की जड़ें सोवियत वैज्ञानिक अलेक्जेंडर ओपरिन के कार्यों में वापस चली गईं, जिनकी चर्चा पहले की गई थी। ओपेरिन ने जोर दिया कि कुछ पदार्थ बुलबुले बनाते हैं जिन्हें कहा जाता है एक साथ, जो अन्य पदार्थों को अपने केंद्र में रख सकते हैं।

लुइसी ने सुझाव दिया कि ये सहसंयोजक पहले प्रोटोकल्स थे।

Coacervates पहले प्रोटोकल्स हो सकते हैं।

लिपिड की दुनिया

कोई भी चिकना या तैलीय पदार्थ पानी पर बुलबुले या फिल्म बनाता है। पदार्थों के इस समूह को लिपिड कहा जाता है, और जिस सिद्धांत से उन्होंने जीवन को जन्म दिया, उसे "लिपिड वर्ल्ड" कहा जाता है।

लेकिन केवल बुलबुला बनना ही काफी नहीं है। उन्हें स्थिर होना चाहिए, "बेटी" बुलबुले बनाने के लिए विभाजित करने में सक्षम होना चाहिए, और उनमें से पदार्थों के प्रवाह पर कम से कम कुछ नियंत्रण होना चाहिए - सभी प्रोटीन के बिना जो आधुनिक कोशिकाओं में इन कार्यों के लिए जिम्मेदार हैं।

इसलिए, सही सामग्री से प्रोटोकल्स बनाना आवश्यक था। लुइसी ने कई दशकों तक यही किया, लेकिन कुछ भी आश्वस्त करने वाला नहीं था।

आरएनए के साथ प्रोटोसेल

फिर 1994 में लुइसी ने एक साहसिक सुझाव दिया। उनकी राय में, पहले प्रोटोकल्स में आरएनए होना चाहिए। इसके अलावा, इस आरएनए को प्रोटोकेल के अंदर खुद को पुन: पेश करने में सक्षम होना था।

इस धारणा का मतलब शुद्ध "प्राथमिक कंपार्टमेंटलाइज़ेशन" की अस्वीकृति था, लेकिन लुसी के पास ऐसा करने का अच्छा कारण था।

एक बाहरी दीवार वाली कोशिका लेकिन अंदर कोई जीन नहीं कई कार्यों से रहित था। उसे बेटी कोशिकाओं में विभाजित करने में सक्षम होना था, लेकिन वह अपने बारे में जानकारी अपनी संतानों को हस्तांतरित नहीं कर सकी। एक कोशिका तभी विकसित हो सकती है और अधिक जटिल हो सकती है जब कम से कम कुछ जीन हों।

सिद्धांत को जल्द ही जैक सोज़ोस्तक में एक ठोस समर्थक मिला, जिसका आरएनए विश्व परिकल्पना पर काम पहले चर्चा की गई थी। कई वर्षों तक, ये वैज्ञानिक वैज्ञानिक समुदाय के विभिन्न पक्षों पर थे - लुसी ने "प्राथमिक कंपार्टमेंटलाइज़ेशन" के विचार का समर्थन किया, और शोस्तक - "प्राथमिक आनुवंशिकी"।

"जीवन की उत्पत्ति पर सम्मेलनों में, हम हमेशा इस बारे में लंबी बहस में पड़ते थे कि क्या अधिक महत्वपूर्ण था और क्या पहले आया," शोस्तक याद करते हैं। "अंत में, हमने महसूस किया कि कोशिकाओं को दोनों की आवश्यकता होती है। हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि बिना विभाजन और आनुवंशिक प्रणाली के, पहले जीवन का निर्माण नहीं हो सकता था।"

2001 में, शोस्तक और लुइसी सेना में शामिल हो गए और अपना शोध जारी रखा। नेचर जर्नल में एक लेख में, उन्होंने तर्क दिया कि खरोंच से एक जीवित कोशिका बनाने के लिए, वसा की एक साधारण बूंद में स्वयं-प्रतिकृति आरएनए को रखना आवश्यक है।

विचार साहसिक था, और जल्द ही शोस्तक ने खुद को पूरी तरह से इसके कार्यान्वयन के लिए समर्पित कर दिया। उन्होंने सही ढंग से निर्णय लिया कि "व्यावहारिक साक्ष्य के बिना एक सिद्धांत को चित्रित करना असंभव है," उन्होंने प्रोटोकल्स के साथ प्रयोग शुरू करने का फैसला किया।

पुटिकाओं

दो साल बाद, शोस्तक और दो सहयोगियों ने एक बड़ी वैज्ञानिक सफलता की घोषणा की।

प्रयोग पुटिकाओं पर किए गए: गोलाकार बूँदें जिसमें बाहर की तरफ फैटी एसिड की दो परतें होती हैं और अंदर एक तरल कोर होता है।

पुटिकाओं के निर्माण में तेजी लाने के प्रयास में, वैज्ञानिकों ने मॉन्टमोरिलोनाइट नामक मिट्टी के खनिज के कणों को जोड़ा। इसने पुटिकाओं के निर्माण को 100 गुना तेज कर दिया। मिट्टी की सतह एक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करती है, जो अनिवार्य रूप से एंजाइम का कार्य करती है।

इसके अलावा, पुटिकाएं मॉन्टमोरिलोनाइट कणों और आरएनए श्रृंखला दोनों को मिट्टी की सतह से अवशोषित कर सकती हैं।

मिट्टी के सरल जोड़ के माध्यम से, प्रोटोकल्स समाप्त हो गए जिसमें जीन और उत्प्रेरक दोनों शामिल थे।

मोंटमोरिलोनाइट को जोड़ने का निर्णय अकारण नहीं था। दशकों के शोध से पता चला है कि जीवन की उत्पत्ति में मॉन्टमोरिलोनाइट और अन्य मिट्टी के खनिज बहुत महत्वपूर्ण थे।

मोंटमोरिलोनाइट एक सामान्य मिट्टी है। अब यह व्यापक रूप से रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, बिल्ली कूड़े के लिए भराव के रूप में। यह मौसम की स्थिति के प्रभाव में ज्वालामुखी की राख के टूटने से बनता है। चूंकि प्रारंभिक पृथ्वी पर कई ज्वालामुखी थे, इसलिए यह मानना ​​तर्कसंगत है कि मॉन्टमोरिलोनाइट बहुतायत में था।

1986 में वापस, रसायनज्ञ जेम्स फेरिस ने साबित किया कि मॉन्टमोरिलोनाइट एक उत्प्रेरक है जो कार्बनिक अणुओं के निर्माण को बढ़ावा देता है। बाद में, उन्होंने यह भी पाया कि यह खनिज छोटे आरएनए के गठन को तेज करता है।

इसने फेरिस को यह विश्वास दिलाया कि बेदाग मिट्टी कभी जीवन का जन्मस्थान था। शोस्तक ने इस विचार को अपनाया और प्रोटोकल्स बनाने के लिए मॉन्टमोरिलोनाइट का इस्तेमाल किया।

मिट्टी की भागीदारी से पुटिकाओं का निर्माण सैकड़ों गुना तेजी से हुआ।

प्रोटोकल्स का विकास और विभाजन

एक साल बाद, Szostak की टीम ने पाया कि उनके प्रोटोकल्स अपने आप बढ़ते हैं।

जैसे ही प्रोटोकेल में नए आरएनए अणु जोड़े गए, बाहरी दीवार बढ़ते दबाव में शिथिल हो गई। ऐसा लग रहा था कि प्रोटोकेल ने अपना पेट भर लिया है और फटने ही वाला है।

दबाव की भरपाई करने के लिए, प्रोटोकल्स ने सबसे अधिक फैटी एसिड को चुना और उन्हें दीवार में बनाया ताकि वे बड़े आकार में सुरक्षित रूप से फुला सकें।

लेकिन महत्वपूर्ण बात यह है कि फैटी एसिड कम आरएनए सामग्री वाले अन्य प्रोटोकोल्स से लिए गए थे, जिससे वे सिकुड़ गए। इसका मतलब था कि प्रोटोकल्स ने प्रतिस्पर्धा की, और जिनमें अधिक आरएनए शामिल थे वे जीत गए।

इससे प्रभावशाली निष्कर्ष निकले। यदि प्रोटोकल्स बढ़ सकते हैं, तो क्या वे विभाजित हो सकते हैं? क्या शोस्तक प्रोटोकल्स को अपने दम पर पुन: पेश करने के लिए मजबूर कर पाएगा?

शोस्तक के पहले प्रयोगों ने प्रोटोकल्स को विभाजित करने के तरीकों में से एक दिखाया। जब प्रोटोकल्स को छोटे छिद्रों के माध्यम से धकेला गया, तो वे नलिकाओं के आकार में सिकुड़ गए, जो तब "बेटी" प्रोटोकल्स में विभाजित हो गए।

यह एक अच्छा था, क्योंकि इस प्रक्रिया में कोई सेलुलर तंत्र शामिल नहीं था, केवल सामान्य यांत्रिक दबाव था।

लेकिन इसके नुकसान भी थे, क्योंकि प्रयोग के दौरान प्रोटोकल्स ने अपनी सामग्री का कुछ हिस्सा खो दिया। यह भी पता चला कि पहली कोशिकाएँ केवल बाहरी ताकतों के दबाव में विभाजित हो सकती थीं जो उन्हें संकीर्ण छिद्रों से धकेलती थीं।

पुटिकाओं को विभाजित करने के लिए मजबूर करने के कई तरीके हैं, जैसे पानी की एक शक्तिशाली धारा जोड़ना। लेकिन एक ऐसा तरीका खोजना जरूरी था जिससे प्रोटोकल्स अपनी सामग्री को खोए बिना विभाजित हो जाएं।

बल्ब सिद्धांत

2009 में, शोस्तक और उनके छात्र टिन झू ने एक समाधान खोजा। उन्होंने कई दीवारों के साथ थोड़ा अधिक जटिल प्रोटोकल्स बनाए, एक प्याज की परतों की तरह। स्पष्ट जटिलता के बावजूद, ऐसे प्रोटोकल्स बनाना काफी सरल था।

जैसे ही झू ने उन्हें फैटी एसिड के साथ खिलाया, प्रोटोकल्स बढ़े और आकार बदल गए, लम्बी और एक फिलामेंटस आकार प्राप्त कर लिया। जब एक प्रोटोकेल काफी बड़ा हो गया, तो उसे छोटी बेटी प्रोटोकल्स में तोड़ने के लिए केवल थोड़ी मात्रा में बल लगा।

प्रत्येक बेटी प्रोटोकेल में मूल प्रोटोसेल से आरएनए होता है, और वस्तुतः आरएनए में से कोई भी खो नहीं गया था। इसके अलावा, प्रोटोकल्स इस चक्र को आगे भी जारी रख सकते हैं - बेटी प्रोटोकल्स अपने आप विकसित और विभाजित हो गए।

आगे के प्रयोगों के दौरान, झू और शोस्तक ने प्रोटोकल्स को विभाजित करने के लिए मजबूर करने का एक तरीका खोजा। ऐसा लगता है कि समस्या का एक हिस्सा हल हो गया है।

स्व-प्रतिकृति आरएनए की आवश्यकता

हालाँकि, प्रोटोकल्स अभी भी ठीक से काम नहीं कर रहे थे। लुइसी ने प्रोटोकल्स को स्व-प्रतिकृति आरएनए के वाहक के रूप में देखा, लेकिन अभी तक आरएनए बस अंदर थे और कुछ भी प्रभावित नहीं करते थे।

यह प्रदर्शित करने के लिए कि प्रोटोकल्स वास्तव में पृथ्वी पर पहला जीवन थे, शोस्तक को स्वयं की प्रतियां बनाने के लिए आरएनए प्राप्त करने की आवश्यकता थी।

यह कार्य आसान नहीं था, क्योंकि वैज्ञानिकों के दशकों के प्रयोगों के बारे में, जिनके बारे में हमने पहले लिखा था, स्व-प्रतिकृति आरएनए के निर्माण की ओर नहीं ले गए।

आरएनए वर्ल्ड थ्योरी पर अपने शुरुआती काम के दौरान शोस्तक को खुद भी इसी समस्या का सामना करना पड़ा था। उसके बाद से किसी ने इसका समाधान नहीं निकाला।

Orgel ने 70 और 80 के दशक में RNA स्ट्रैंड की नकल करने के सिद्धांत का अध्ययन किया।

इसका सार सरल है। आपको आरएनए का एक किनारा लेना है और इसे न्यूक्लियोटाइड वाले कंटेनर में रखना है। फिर इन न्यूक्लियोटाइड्स का उपयोग दूसरे आरएनए स्ट्रैंड को बनाने के लिए करें जो पहले पूरक होंगे।

उदाहरण के लिए, "सीजीसी" पैटर्न का आरएनए स्ट्रैंड "जीसीजी" पैटर्न का एक अतिरिक्त स्ट्रैंड बनाएगा। अगली प्रति मूल "सीजीसी" सर्किट को फिर से बनाएगी।

ऑर्गेल ने देखा कि कुछ शर्तों के तहत, एंजाइम की मदद के बिना आरएनए किस्में इस तरह से कॉपी की जाती हैं। यह संभव है कि पहले जीवन ने इस तरह से अपने जीन की नकल की हो।

1987 तक, ऑर्गेल आरएनए स्ट्रैंड्स में अतिरिक्त 14 न्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड बना सकता था, जो कि 14 न्यूक्लियोटाइड्स भी लंबे थे।

लापता तत्व

अदमाला और सोज़ोस्तक ने पाया कि प्रतिक्रिया के लिए मैग्नीशियम की आवश्यकता थी। यह समस्याग्रस्त था क्योंकि मैग्नीशियम ने प्रोटोकल्स को नष्ट कर दिया था। लेकिन एक रास्ता था: साइट्रेट का उपयोग करें, जो लगभग नींबू और संतरे में पाए जाने वाले साइट्रिक एसिड के समान है, और जो किसी भी जीवित कोशिका में मौजूद है।

2013 में प्रकाशित एक पेपर में, अदमाला और सोज़ोस्टक ने एक अध्ययन का वर्णन किया जिसमें साइट्रेट को प्रोटोकल्स में जोड़ा गया था, मैग्नीशियम के साथ ओवरलैपिंग और चेन कॉपी में हस्तक्षेप किए बिना प्रोटोकल्स की रक्षा करना।

दूसरे शब्दों में, उन्होंने वह हासिल किया जिसके बारे में लुइसी ने 1994 में बात की थी। "हमने फैटी एसिड पुटिकाओं के अंदर आरएनए की आत्म-प्रतिकृति को ट्रिगर किया," सोज़ोस्तक कहते हैं।

केवल दस वर्षों के शोध में, शोस्तक की टीम ने अविश्वसनीय परिणाम प्राप्त किए हैं।

• वैज्ञानिकों ने प्रोटोकल्स बनाए हैं जो पर्यावरण से लाभकारी अणुओं को अवशोषित करते हुए अपने जीन को बनाए रखते हैं।
• प्रोटोकल्स बढ़ सकते हैं और विभाजित हो सकते हैं और यहां तक ​​कि एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा भी कर सकते हैं।
• उनमें आरएनए होते हैं जो खुद को दोहराते हैं।
• सभी प्रकार से, प्रयोगशाला द्वारा निर्मित प्रोटोकल्स उल्लेखनीय रूप से जीवन से मिलते जुलते हैं।

वे लचीला भी थे। 2008 में, Szostak की टीम ने पाया कि प्रोटोकल्स 100 डिग्री सेल्सियस तक तापमान में जीवित रह सकते हैं, जिस तापमान पर अधिकांश आधुनिक कोशिकाएं मर जाती हैं। इसने केवल इस विश्वास को मजबूत किया कि प्रोटोकल्स पहले जीवन के समान हैं, जिन्हें लगातार उल्का वर्षा की स्थितियों में किसी तरह जीवित रहना था।

"शोस्तक की सफलताएँ प्रभावशाली हैं," अर्मेन मुल्किदज़ान्या कहते हैं।

हालाँकि, पहली नज़र में, शोस्तक का दृष्टिकोण जीवन की उत्पत्ति के अन्य अध्ययनों से बहुत अलग है जो पिछले 40 वर्षों से चल रहे हैं। "प्राथमिक स्व-प्रजनन" या "प्राथमिक कंपार्टमेंटलाइज़ेशन" पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय, उन्होंने इन सिद्धांतों को संयोजित करने का एक तरीका खोजा।

यह पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के प्रश्न के अध्ययन के लिए एक नए एकीकृत दृष्टिकोण के निर्माण का कारण था।

इस दृष्टिकोण का तात्पर्य है कि पहले जीवन में कोई विशेषता नहीं थी जो दूसरों के सामने प्रकट हुई। "विशेषताओं के प्राथमिक सेट" के विचार में पहले से ही बहुत सारे व्यावहारिक सबूत हैं और मौजूदा सिद्धांतों की सभी समस्याओं को काल्पनिक रूप से हल कर सकते हैं।

भव्य एकीकरण

जीवन की उत्पत्ति के प्रश्न के उत्तर की तलाश में 20वीं सदी के वैज्ञानिक 3 शिविरों में बंटे हुए थे। प्रत्येक अपनी-अपनी परिकल्पनाओं पर अडिग रहा और अन्य दो के कार्यों की बहुत प्रशंसा की। यह दृष्टिकोण निश्चित रूप से प्रभावी था, लेकिन प्रत्येक शिविर को अंततः कठिन समस्याओं का सामना करना पड़ा। इसलिए, हमारे दिनों में, कई वैज्ञानिकों ने इस समस्या के लिए एक एकीकृत दृष्टिकोण का प्रयास करने का निर्णय लिया है।

एकीकरण के विचार की जड़ें हाल की एक खोज में हैं जो "आरएनए वर्ल्ड" के "प्राथमिक आत्म-प्रतिकृति" के पारंपरिक सिद्धांत को साबित करती है, लेकिन केवल पहली नज़र में।

2009 में, "आरएनए वर्ल्ड" सिद्धांत के समर्थकों को एक बड़ी समस्या का सामना करना पड़ा। वे न्यूक्लियोटाइड नहीं बना सके, आरएनए के निर्माण खंड, इस तरह से कि वे पृथ्वी की प्रारंभिक परिस्थितियों में स्वयं-निर्मित हो सकें।

जैसा कि हमने पहले देखा, इसने कई शोधकर्ताओं को यह विश्वास दिलाया कि पहला जीवन आरएनए पर बिल्कुल भी आधारित नहीं था।

जॉन सदरलैंड 1980 के दशक से इस बारे में सोच रहे हैं। "यह बहुत अच्छा होगा अगर कोई यह प्रदर्शित कर सके कि आरएनए अपने आप कैसे इकट्ठा होता है," वे कहते हैं।

सौभाग्य से सदरलैंड के लिए, उन्होंने कैम्ब्रिज आण्विक जीवविज्ञान प्रयोगशाला (एलएमबी) में काम किया। अधिकांश शोध संस्थान अपने कर्मचारियों को नई खोजों के इंतजार में व्यस्त रखते हैं, लेकिन एलएमबी ने कर्मचारियों को समस्या पर गंभीरता से काम करने की अनुमति दी। इसलिए सदरलैंड शांति से सोचने में सक्षम थे कि आरएनए न्यूक्लियोटाइड बनाना इतना मुश्किल क्यों था, और कई वर्षों के दौरान उन्होंने एक वैकल्पिक दृष्टिकोण विकसित किया।

नतीजतन, सदरलैंड जीवन की उत्पत्ति के बारे में एक पूरी तरह से नया दृष्टिकोण लेकर आया, जिसमें यह तथ्य शामिल था कि जीवन के सभी प्रमुख घटक एक ही समय में बन सकते थे।

आणविक जीवविज्ञान के कैम्ब्रिज प्रयोगशाला की मामूली इमारत।

अणुओं और परिस्थितियों का सुखद संयोग

"आरएनए रसायन विज्ञान के कई प्रमुख पहलू एक साथ काम नहीं करते थे," सदरलैंड बताते हैं। प्रत्येक आरएनए न्यूक्लियोटाइड एक चीनी, एक आधार और एक फॉस्फेट से बना होता है। लेकिन व्यवहार में, चीनी और क्षार को परस्पर क्रिया करने के लिए बाध्य करना असंभव था। अणु बस सही आकार नहीं थे।

इसलिए सदरलैंड ने अन्य पदार्थों के साथ प्रयोग करना शुरू किया। नतीजतन, उनकी टीम ने 5 सरल अणुओं का निर्माण किया, जिसमें एक अलग प्रकार की चीनी और साइनामाइड शामिल थे, जैसा कि नाम से पता चलता है, साइनाइड से संबंधित है। इन पदार्थों को रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से पारित किया गया था, जिसके कारण अंततः चार में से दो न्यूक्लियोटाइड का निर्माण हुआ।

निस्संदेह, यह एक ऐसी सफलता थी जिसने तुरंत सदरलैंड की प्रतिष्ठा को बढ़ा दिया।

कई पर्यवेक्षकों को यह लग रहा था कि यह "आरएनए वर्ल्ड" सिद्धांत के पक्ष में एक और सबूत था। लेकिन सदरलैंड ने खुद इसे अलग तरह से देखा।

"आरएनए वर्ल्ड" की "क्लासिक" परिकल्पना इस तथ्य पर केंद्रित थी कि पहले जीवों में आरएनए सभी जीवन कार्यों के लिए जिम्मेदार था। लेकिन सदरलैंड इस दावे को "निराशाजनक रूप से आशावादी" कहते हैं। उनका मानना ​​​​है कि आरएनए ने उनमें भाग लिया, लेकिन व्यवहार्यता के लिए महत्वपूर्ण एकमात्र घटक नहीं था।

सदरलैंड जैक सोज़ोस्टक के नवीनतम काम से प्रेरित थे, जिन्होंने "आरएनए वर्ल्ड" की "प्राथमिक आत्म-प्रतिकृति" अवधारणा को पियर लुइगी लुइसी के "प्राथमिक कंपार्टमेंटलाइज़ेशन" के विचारों के साथ जोड़ा।

खरोंच से एक जीवित कोशिका कैसे बनाएं

सदरलैंड का ध्यान न्यूक्लियोटाइड के संश्लेषण में एक जिज्ञासु विवरण की ओर आकर्षित हुआ, जो पहली बार में आकस्मिक लग रहा था।

सदरलैंड के प्रयोगों का अंतिम चरण हमेशा न्यूक्लियोटाइड में फॉस्फेट को जोड़ना था। लेकिन बाद में उन्होंने महसूस किया कि इसे जोड़ा जाना चाहिए एकदम शुरू सेक्योंकि फॉस्फेट प्रारंभिक अवस्था में प्रतिक्रियाओं को गति देता है।

फॉस्फेट का प्रारंभिक जोड़ केवल प्रतिक्रिया की यादृच्छिकता को बढ़ाता था, लेकिन सदरलैंड यह समझने में सक्षम था कि यह यादृच्छिकता फायदेमंद है।

इससे उसे लगा कि मिश्रण यादृच्छिक होना चाहिए. प्रारंभिक पृथ्वी पर, सबसे अधिक संभावना है, एक पोखर में बहुत सारे रसायन तैरते थे। बेशक, मिश्रण दलदली पानी जैसा नहीं होना चाहिए, क्योंकि आपको यादृच्छिकता का इष्टतम स्तर खोजने की आवश्यकता है।

1950 में निर्मित, स्टेनली मिलर के मिश्रण, जिनका पहले उल्लेख किया गया था, सदरलैंड के मिश्रण की तुलना में बहुत अधिक अव्यवस्थित थे। उनमें जैविक अणु थे, लेकिन, जैसा कि सदरलैंड कहते हैं, "उनमें से कुछ थे, और उनके साथ गैर-जैविक यौगिकों की एक बड़ी संख्या थी।"

सदरलैंड ने महसूस किया कि मिलर के प्रयोग की स्थितियाँ पर्याप्त स्वच्छ नहीं थीं। मिश्रण बहुत अराजक था, जिसके कारण आवश्यक पदार्थ बस उसमें खो गए थे।

इसलिए सदरलैंड ने "गोल्डीलॉक्स केमिस्ट्री" को लेने का फैसला किया: विभिन्न पदार्थों से इतना अधिक नहीं कि बेकार हो जाए, लेकिन इतना सरल भी नहीं कि यह अपनी संभावनाओं में सीमित हो।

एक जटिल मिश्रण बनाना आवश्यक था जिसमें जीवन के सभी घटक एक साथ बन सकें और फिर एक हो सकें।

आदिम तालाब और चंद मिनटों में जीवन का निर्माण

सीधे शब्दों में कहें तो कल्पना कीजिए कि 4 अरब साल पहले पृथ्वी पर एक छोटा सा तालाब था। कई वर्षों तक, इसमें आवश्यक पदार्थ बनते रहे, जब तक कि मिश्रण ने उस रासायनिक संरचना को प्राप्त नहीं कर लिया जो प्रक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक है। और फिर पहली सेल बन गई, शायद कुछ ही मिनटों में।

मध्ययुगीन रसायनज्ञों के दावों की तरह यह शानदार लग सकता है। लेकिन सदरलैंड के पास सबूत होने लगे।

2009 से, वह प्रदर्शित कर रहा है कि उन्हीं पदार्थों का उपयोग किया जा सकता है जिनसे उनके पहले दो आरएनए न्यूक्लियोटाइड बने थे, अन्य अणुओं को बनाने के लिए उपयोग किया जा सकता है जो किसी भी जीवित जीव के लिए महत्वपूर्ण हैं।

स्पष्ट अगला कदम अन्य आरएनए न्यूक्लियोटाइड बनाना था। इसके साथ, सदरलैंड ने अभी तक मुकाबला नहीं किया है, लेकिन 2010 में उन्होंने इसके करीब अणुओं का प्रदर्शन किया, जो संभावित रूप से न्यूक्लियोटाइड में बदल सकते हैं।

और 2013 में, उन्होंने अमीनो एसिड अग्रदूत एकत्र किए। इस बार उन्होंने आवश्यक प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए कॉपर साइनाइड मिलाया।

कई प्रयोगों में साइनाइड आधारित पदार्थ मौजूद थे और 2015 में सदरलैंड ने उनका फिर से इस्तेमाल किया। उन्होंने दिखाया कि पदार्थों के एक ही सेट के साथ लिपिड अग्रदूत बनाना संभव है - अणु जो कोशिका की दीवारों को बनाते हैं। प्रतिक्रिया पराबैंगनी प्रकाश के प्रभाव में हुई, और सल्फर और तांबे ने इसमें भाग लिया, जिससे प्रक्रिया को तेज करने में मदद मिली।

Szostak बताते हैं, "रासायनिक प्रतिक्रियाओं के एक सामान्य कोर से सभी बिल्डिंग ब्लॉक [गठन]।"

यदि सदरलैंड सही है, तो जीवन की उत्पत्ति के बारे में हमारा दृष्टिकोण पिछले 40 वर्षों से मौलिक रूप से गलत रहा है।

जिस क्षण से वैज्ञानिकों ने देखा कि एक कोशिका का निर्माण कितना जटिल है, हर कोई इस विचार पर केंद्रित था कि पहली कोशिकाओं को एक साथ इकट्ठा किया गया था। धीरे-धीरे, तत्व द्वारा तत्व.

जब से लेस्ली ऑर्गेल इस विचार के साथ आए कि आरएनए पहले आया, शोधकर्ता "एक तत्व लेने की कोशिश कर रहे हैं और फिर इसे बाकी बना सकते हैं," सदरलैंड कहते हैं। वह खुद मानते हैं कि बनाना जरूरी है यकायक.

अराजकता जीवन के लिए एक आवश्यक शर्त है

सदरलैंड कहते हैं, "हमने इस विचार को चुनौती दी कि एक सेल एक बार में उभरने के लिए बहुत जटिल है।" "जैसा कि आप देख सकते हैं, आप एक ही समय में सभी प्रणालियों के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स बना सकते हैं।"

शोस्तक को यह भी संदेह है कि जीवन के अणुओं को बनाने और उन्हें जीवित कोशिकाओं में इकट्ठा करने के अधिकांश प्रयास उसी कारण से विफल रहे हैं: बहुत बाँझ प्रयोगात्मक स्थितियां।

वैज्ञानिकों ने आवश्यक पदार्थ ले लिए और उन लोगों के बारे में पूरी तरह से भूल गए जो प्रारंभिक पृथ्वी पर भी मौजूद हो सकते हैं। लेकिन सदरलैंड के काम से पता चलता है कि मिश्रण में नए पदार्थ मिलाने से अधिक जटिल यौगिक बनते हैं।

शोस्तक ने खुद 2005 में इसका सामना किया था जब उन्होंने अपने प्रोटोकल्स में आरएनए एंजाइम को पेश करने की कोशिश की थी। एंजाइम को मैग्नीशियम की आवश्यकता थी, जिसने प्रोटोकल्स की झिल्ली को नष्ट कर दिया।

समाधान सुरुचिपूर्ण था। सिर्फ एक फैटी एसिड से पुटिका बनाने के बजाय, उन्हें दो एसिड के मिश्रण से बनाएं। परिणामी पुटिकाएं मैग्नीशियम के साथ सामना कर सकती हैं, जिसका अर्थ है कि वे आरएनए एंजाइमों के लिए "वाहक" के रूप में काम कर सकते हैं।

इसके अलावा, Szostak का कहना है कि पहले जीन शायद स्वाभाविक रूप से यादृच्छिक थे।

आधुनिक जीव जीनों को पारित करने के लिए शुद्ध डीएनए का उपयोग करते हैं, लेकिन यह संभावना है कि शुरुआत में शुद्ध डीएनए मौजूद नहीं था। इसकी जगह आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स और डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स का मिश्रण हो सकता है।

2012 में, Szostak ने दिखाया कि ऐसा मिश्रण "मोज़ेक" अणुओं में इकट्ठा हो सकता है जो शुद्ध आरएनए की तरह दिखते और व्यवहार करते हैं। और यह साबित करता है कि मिश्रित आरएनए और डीएनए अणुओं के सिद्धांत को अस्तित्व का अधिकार है।

इन प्रयोगों ने निम्नलिखित की बात की - इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि पहले जीवों में शुद्ध आरएनए हो सकता है या शुद्ध डीएनए।

"मैं वास्तव में इस विचार पर वापस गया कि पहला बहुलक आरएनए के समान था, लेकिन थोड़ा अधिक अराजक लग रहा था," सोज़ोस्तक कहते हैं।

आरएनए विकल्प

यह संभव है कि पहले से मौजूद टीएनसी और पीएनए के अलावा आरएनए के और भी विकल्प हो सकते हैं, जिन पर पहले चर्चा की गई थी। हम नहीं जानते कि क्या वे प्रारंभिक पृथ्वी पर मौजूद थे, लेकिन अगर उन्होंने किया भी, तो हो सकता है कि पहले जीवों ने आरएनए के साथ उनका इस्तेमाल किया हो।

यह अब "आरएनए की दुनिया" नहीं थी, बल्कि "कुछ-कुछ की दुनिया-केवल-नहीं है।"

इस सब से निम्नलिखित सबक लिया जा सकता है - पहली जीवित कोशिका का स्व-निर्माण उतना कठिन नहीं था जितना पहले हमें लगता था। हाँ, कोशिकाएँ जटिल मशीनें हैं। लेकिन, जैसा कि यह निकला, वे काम करेंगे, भले ही पूरी तरह से नहीं, भले ही वे तात्कालिक सामग्री से "यादृच्छिक रूप से अंधा" हों।

कोशिका की संरचना के मामले में इतनी खुरदरी दिखाई देने पर, ऐसा प्रतीत होता है कि उनके पास प्रारंभिक पृथ्वी पर जीवित रहने की बहुत कम संभावना थी। दूसरी ओर, उनके पास कोई प्रतिस्पर्धा नहीं थी, उन्हें किसी भी शिकारियों से खतरा नहीं था, इसलिए कई मायनों में आदिम पृथ्वी पर जीवन अब की तुलना में आसान था।

लेकिन एक "लेकिन" है

लेकिन एक समस्या है जिसे न तो सदरलैंड और न ही शोस्तक हल कर सकते हैं, और यह काफी गंभीर है।

पहले जीव में चयापचय का कोई न कोई रूप अवश्य रहा होगा। जीवन में शुरू से ही ऊर्जा प्राप्त करने की क्षमता होनी चाहिए, नहीं तो यह जीवन नष्ट हो जाता।

इस बिंदु पर, सदरलैंड माइक रसेल, बिल मार्टिन और अन्य "प्राथमिक चयापचय" समर्थकों के विचारों से सहमत थे।

"आरएनए दुनिया" और "प्राथमिक चयापचय" के सिद्धांतों के समर्थकों ने व्यर्थ में एक दूसरे के साथ तर्क दिया। दोनों पक्षों के बीच अच्छे तर्क थे, ”सदरलैंड बताते हैं।

"चयापचय किसी तरह कहीं शुरू हुआ," शोस्तक लिखते हैं। "लेकिन रासायनिक ऊर्जा का स्रोत क्या बना यह एक बड़ा सवाल है।"

भले ही मार्टिन और रसेल गलत हैं कि जीवन की शुरुआत गहरे समुद्र में हुई थी, उनके सिद्धांत के कई हिस्से सच्चाई के करीब हैं। प्रथम जीवन की उत्पत्ति में धातुओं की महत्वपूर्ण भूमिका है।

प्रकृति में कई एंजाइमों के नाभिक में एक धातु परमाणु होता है। यह आमतौर पर एंजाइम का "सक्रिय" हिस्सा होता है, जबकि शेष अणु सहायक संरचना होती है।

पहले जीवन में, जटिल एंजाइम मौजूद नहीं हो सकते थे, इसलिए यह सबसे अधिक संभावना "नंगे" धातुओं को उत्प्रेरक के रूप में इस्तेमाल करता था।

उत्प्रेरक और एंजाइम

गुंथर वाचटेनशॉसर ने भी उसी के बारे में बात की जब उन्होंने सुझाव दिया कि जीवन लोहे के पाइराइट पर बनता है। रसेल इस बात पर भी जोर देते हैं कि हाइड्रोथर्मल वेंट में पानी धातुओं में समृद्ध है जो उत्प्रेरक हो सकते हैं, और आधुनिक बैक्टीरिया में अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज पर मार्टिन का शोध इसमें कई लौह-आधारित एंजाइमों की उपस्थिति को इंगित करता है।

यह सब बताता है कि सदरलैंड की कई रासायनिक प्रतिक्रियाएं केवल तांबे (और सल्फर, जैसा कि वाचरशॉसर ने जोर दिया) की कीमत पर सफलतापूर्वक आगे बढ़ीं, और शोस्तक के प्रोटोकल्स में आरएनए को मैग्नीशियम की आवश्यकता होती है।

यह अच्छी तरह से पता चल सकता है कि जीवन के निर्माण के लिए हाइड्रोथर्मल वेंट भी महत्वपूर्ण हैं।

"यदि आप आधुनिक चयापचय को देखते हैं, तो आप ऐसे तत्वों को देख सकते हैं जो स्वयं के लिए बोलते हैं, जैसे लोहे और सल्फर के समूह," शोस्तक बताते हैं। "यह इस विचार के साथ फिट बैठता है कि जीवन की उत्पत्ति एक वेंट में या उसके पास हुई जहां पानी लोहे और सल्फर से संतृप्त होता है।"

इसके साथ ही, जोड़ने के लिए केवल एक ही चीज है। अगर सदरलैंड और शोस्तक सही रास्ते पर हैं, तो वेंट थ्योरी का एक पहलू निश्चित रूप से भ्रामक है: जीवन की शुरुआत समुद्र की गहराई में नहीं हो सकती थी।

सदरलैंड कहते हैं, "हमने जिन रासायनिक प्रक्रियाओं की खोज की है, वे पराबैंगनी विकिरण पर अत्यधिक निर्भर हैं।"

इस तरह के विकिरण का एकमात्र स्रोत सूर्य है, इसलिए प्रतिक्रियाएं सीधे इसकी किरणों के नीचे होनी चाहिए। यह गहरे समुद्र के वेंट के साथ संस्करण को पार करता है।

शोस्तक इस बात से सहमत हैं कि समुद्र की गहराई को जीवन का पालना नहीं माना जा सकता है। "सबसे बुरी बात यह है कि वे वातावरण के साथ बातचीत से अलग-थलग हैं, जो साइनाइड जैसी ऊर्जा-समृद्ध स्रोत सामग्री का स्रोत है।"

लेकिन ये सभी समस्याएं हाइड्रोथर्मल वेंट के सिद्धांत को बेकार नहीं बनाती हैं। शायद ये वेंट उथले पानी में स्थित थे, जहां उनकी पहुंच सूर्य के प्रकाश और साइनाइड तक थी।

जीवन की उत्पत्ति समुद्र में नहीं, बल्कि भूमि पर हुई है

अर्मेन मुल्किदज़ानयन ने एक विकल्प सुझाया। क्या होगा अगर जीवन की उत्पत्ति पानी में हुई, लेकिन समुद्र में नहीं, बल्कि जमीन पर हुई? अर्थात् - एक ज्वालामुखी तालाब में।

Mulkidzhanian ने कोशिकाओं की रासायनिक संरचना पर ध्यान आकर्षित किया: विशेष रूप से, वे कौन से पदार्थ स्वीकार करते हैं और जिन्हें वे अस्वीकार करते हैं। यह पता चला कि किसी भी जीव की कोशिकाओं में सोडियम के अपवाद के साथ बहुत अधिक फॉस्फेट, पोटेशियम और अन्य धातुएं होती हैं।

आधुनिक कोशिकाएं धातुओं को पर्यावरण से बाहर पंप करके संतुलन बनाए रखती हैं, लेकिन पहली कोशिकाओं में ऐसा अवसर नहीं था - पंपिंग तंत्र अभी तक विकसित नहीं हुआ था। इसलिए, मुल्किदज़ानियन ने सुझाव दिया कि पहली कोशिकाएँ प्रकट हुईं जहाँ आज की कोशिकाओं को बनाने वाले पदार्थों का एक अनुमानित समूह था।

यह जीवन के संभावित पालने की सूची से तुरंत समुद्र को पार कर जाता है। जीवित कोशिकाओं में समुद्र की तुलना में बहुत अधिक पोटेशियम और फॉस्फेट और बहुत कम सोडियम होता है।

इस सिद्धांत के तहत ज्वालामुखियों के निकट भूतापीय स्रोत अधिक उपयुक्त होते हैं। इन तालाबों में पिंजरों के समान धातुओं का मिश्रण होता है।

शोस्तक इस विचार का गर्मजोशी से समर्थन करता है। "मुझे ऐसा लगता है कि सभी परिस्थितियों के लिए आदर्श स्थान भूतापीय रूप से सक्रिय क्षेत्र में एक उथली झील या तालाब होगा," वह पुष्टि करता है। "हमें हाइड्रोथर्मल वेंट की आवश्यकता है, लेकिन गहरे पानी की नहीं, बल्कि येलोस्टोन जैसे ज्वालामुखी सक्रिय क्षेत्रों में पाए जाने वाले समान हैं।"

ऐसी जगह पर सदरलैंड की रासायनिक प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं। स्प्रिंग्स में पदार्थों का आवश्यक सेट होता है, जल स्तर में उतार-चढ़ाव होता है जिससे कुछ क्षेत्र समय-समय पर सूख जाते हैं, और सौर पराबैंगनी किरणों की कोई कमी नहीं होती है।

इसके अलावा, शोस्तक का कहना है कि ऐसे तालाब उसके प्रोटोकल्स के लिए महान हैं।

"प्रोटोकल्स आमतौर पर कम तापमान रखते हैं, जो आरएनए नकल और अन्य प्रकार के सरल चयापचय के लिए अच्छा है," सोज़ोस्तक कहते हैं। "लेकिन हर बार थोड़ी देर में वे थोड़ी देर गर्म हो जाते हैं, जो आरएनए स्ट्रैंड को अलग करने में मदद करता है और उन्हें आगे आत्म-प्रतिकृति के लिए तैयार करता है।" ठंडे या गर्म पानी का प्रवाह भी प्रोटोकल्स को विभाजित करने में मदद कर सकता है।

ज्वालामुखियों के पास भूतापीय झरने जीवन का जन्मस्थान बन सकते हैं।

उल्कापिंड जीवन में मदद कर सकते हैं

सभी मौजूदा तर्कों के आधार पर, सदरलैंड एक तीसरा विकल्प भी प्रस्तुत करता है - वह स्थान जहाँ उल्कापिंड गिरा था।

अस्तित्व के पहले 500 मिलियन वर्षों में पृथ्वी नियमित रूप से उल्का वर्षा के अधीन थी - वे आज तक गिरती हैं, लेकिन बहुत कम बार। एक सभ्य आकार का उल्कापिंड प्रभाव स्थल उन तालाबों के समान स्थिति पैदा कर सकता है जिनके बारे में मुल्किदज़ानियन ने बात की थी।

सबसे पहले, उल्कापिंड ज्यादातर धातु से बने होते हैं। और जिन जगहों पर ये गिरते हैं वे अक्सर लोहे और सल्फर जैसी धातुओं से भरपूर होते हैं। और, सबसे महत्वपूर्ण बात, उन जगहों पर जहां उल्कापिंड गिरता है, पृथ्वी की पपड़ी को दबाया जाता है, जिससे भूतापीय गतिविधि और गर्म पानी की उपस्थिति होती है।

सदरलैंड छोटी नदियों और नदियों का वर्णन करता है जो नवगठित क्रेटरों के किनारों से नीचे बहती हैं जो चट्टानों से साइनाइड-आधारित पदार्थ खींचते हैं, सभी पराबैंगनी किरणों के प्रभाव में। प्रत्येक नाले में पदार्थों का थोड़ा अलग मिश्रण होता है, जिससे अंततः विभिन्न प्रतिक्रियाएं होती हैं और कई कार्बनिक पदार्थ उत्पन्न होते हैं।

अंत में, धाराएँ गड्ढा के तल पर एक ज्वालामुखी तालाब में मिल जाती हैं। शायद यह ऐसे तालाब में था कि सभी आवश्यक पदार्थ एक समय में एकत्र किए गए थे, जिससे पहले प्रोटोकल्स बने थे।

"यह घटनाओं का एक बहुत विशिष्ट पाठ्यक्रम है," सदरलैंड सहमत हैं। लेकिन वह पाया गया रासायनिक प्रतिक्रियाओं के आधार पर इसकी ओर झुकता है: "यह घटनाओं का एकमात्र कोर्स है जहां मेरे प्रयोगों में दिखाई गई सभी प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं।"

शोस्तक अभी भी इसके बारे में पूरी तरह से निश्चित नहीं है, लेकिन वह इस बात से सहमत हैं कि सदरलैंड के विचारों पर ध्यान देने योग्य है: “मुझे ऐसा लगता है कि ये घटनाएँ उल्कापिंड के गिरने के स्थान पर हो सकती हैं। लेकिन मुझे ज्वालामुखी प्रणालियों का विचार भी पसंद है। दोनों संस्करणों के पक्ष में मजबूत तर्क हैं।

हमें इस प्रश्न का उत्तर कब मिलेगा: जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई?

ऐसा लगता है कि बहस जल्द ही बंद नहीं होगी, और वैज्ञानिक तुरंत एक आम राय में नहीं आएंगे। निर्णय रासायनिक प्रतिक्रियाओं और प्रोटोकल्स के प्रयोगों के आधार पर किया जाएगा। यदि यह पता चलता है कि विकल्पों में से एक में एक प्रमुख पदार्थ की कमी है, या प्रोटोकल्स को नष्ट करने वाले पदार्थ का उपयोग किया जाता है, तो इसे गलत माना जाता है।

इसका मतलब है कि इतिहास में पहली बार, हम जीवन की शुरुआत कैसे हुई, इसकी पूरी व्याख्या करने के कगार पर हैं।

"लक्ष्य अब असंभव नहीं लगते," सदरलैंड आशावादी रूप से कहते हैं।

अब तक, शोस्तक और सदरलैंड द्वारा "सभी एक बार" दृष्टिकोण केवल एक मोटा स्केच है। लेकिन इस दृष्टिकोण के प्रत्येक तर्क दशकों के प्रयोगों से सिद्ध हुए हैं।

यह अवधारणा उन सभी दृष्टिकोणों पर आधारित है जो पहले मौजूद थे। यह सभी सफल विकासों को जोड़ती है, साथ ही साथ प्रत्येक दृष्टिकोण की व्यक्तिगत समस्याओं को हल करती है।

उदाहरण के लिए, वह रसेल के हाइड्रोथर्मल वेंट के सिद्धांत का खंडन नहीं करता है, लेकिन इसके सबसे सफल तत्वों का उपयोग करता है।

4 अरब साल पहले क्या हुआ था

हम निश्चित रूप से नहीं जानते कि 4 अरब साल पहले क्या हुआ था।

"यहां तक ​​​​कि अगर आप एक रिएक्टर बनाते हैं जिससे ई। कोलाई बाहर निकल जाएगा ... आप यह नहीं कह सकते कि यह उसी पहले जीवन का पुनरुत्पादन है," मार्टिन कहते हैं।

हम जो सबसे अच्छा कर सकते हैं, वह है घटनाओं के क्रम की कल्पना करना, साक्ष्य के साथ हमारी दृष्टि का समर्थन करना: रसायन विज्ञान में प्रयोग, प्रारंभिक पृथ्वी के बारे में सभी ज्ञान, और वह सब कुछ जो जीव विज्ञान प्रारंभिक जीवन रूपों के बारे में कहता है।

अंत में, सदियों के गहन प्रयास के बाद, हम देखेंगे कि कैसे घटनाओं के वास्तविक पाठ्यक्रम की कहानी उभरने लगती है।

इसका मतलब है कि हम मानव जाति के इतिहास में सबसे बड़े विभाजन के करीब पहुंच रहे हैं: उन लोगों में विभाजन जो जीवन की उत्पत्ति के इतिहास को जानते हैं, और जो इस क्षण तक नहीं जीते हैं, और इसलिए इसे कभी नहीं जान पाएंगे।

वे सभी जो 1859 में डार्विन की ऑन द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़ के प्रकाशन को देखने के लिए जीवित नहीं रहे, वे मनुष्य की उत्पत्ति के बारे में जरा भी विचार किए बिना मर गए, क्योंकि वे विकासवाद के बारे में कुछ नहीं जानते थे। लेकिन आज हर कोई, कुछ अलग-थलग समुदायों को छोड़कर, जानवरों की दुनिया के अन्य प्रतिनिधियों के साथ हमारे संबंधों के बारे में सच्चाई जान सकता है।

उसी तरह, यूरी गगारिन के पृथ्वी की कक्षा में प्रवेश करने के बाद पैदा हुए सभी लोग एक ऐसे समाज के सदस्य बन गए जो दूसरी दुनिया की यात्रा करने में सक्षम है। और भले ही ग्रह के प्रत्येक निवासी ने दौरा नहीं किया हो, अंतरिक्ष यात्रा पहले से ही एक आधुनिक वास्तविकता बन गई है।

नई वास्तविकता

ये तथ्य दुनिया के बारे में हमारी धारणा को स्पष्ट रूप से बदल देते हैं। वे हमें समझदार बनाते हैं। विकास हमें किसी भी जीवित प्राणी की सराहना करना सिखाता है, क्योंकि हम सभी को रिश्तेदार माना जा सकता है, भले ही वे दूर के हों। अंतरिक्ष यात्रा हमें अपने गृह ग्रह को बाहर से देखना सिखाती है ताकि यह समझ सके कि यह कितना अनूठा और नाजुक है।

अब रहने वाले कुछ लोग जल्द ही इतिहास में पहले व्यक्ति होंगे जो अपने मूल के बारे में बता पाएंगे। वे अपने सामान्य पूर्वज के बारे में जानेंगे और वह कहाँ रहता था।

यह ज्ञान हमें बदल देगा। विशुद्ध रूप से वैज्ञानिक दृष्टिकोण से, यह हमें ब्रह्मांड में जीवन की उत्पत्ति की संभावनाओं का एक विचार देगा और इसे कहां देखना है। यह हमें जीवन के सार को भी प्रकट करेगा।

लेकिन हम केवल अनुमान लगा सकते हैं कि जिस समय जीवन की उत्पत्ति का रहस्य सामने आएगा, उस समय हमारे सामने कौन सा ज्ञान प्रकट होगा। हर महीने और साल के साथ हम अपने ग्रह पर जीवन की उत्पत्ति के महान रहस्य को जानने के करीब हैं। इन पंक्तियों को पढ़कर अभी नई खोजें हो रही हैं।

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इस लेख का हिस्सा

क्या जीवन विकास या सृजन का परिणाम है? यह दुविधा वैज्ञानिकों की एक से अधिक पीढ़ी के दिमाग को परेशान करती है। इस स्कोर पर अंतहीन विवाद अधिक से अधिक जिज्ञासु सिद्धांतों को जन्म देते हैं।

आदेश बनाम अराजकता

ऊष्मप्रवैगिकी (एन्ट्रॉपी) का दूसरा नियम कहता है कि ब्रह्मांड के सभी तत्व एक क्रम से अराजकता की ओर बढ़ते हैं। यह नासा के वैज्ञानिक रॉबर्ट डेस्ट्रॉय द्वारा इंगित किया गया है, जो दावा करते हैं कि "ब्रह्मांड एक घड़ी की तरह रुक जाता है।" रचनावादी विकासवादियों के दृष्टिकोण की असंगति को साबित करने के लिए एन्ट्रापी के नियम पर भरोसा करते हैं, जो आसपास के दुनिया के सभी तत्वों के सहज विकास और जटिलता को मानता है।

19वीं सदी के धर्मशास्त्री विलियम पेले ने निम्नलिखित सादृश्य बनाया। हम जानते हैं कि पॉकेट घड़ियाँ अपने आप अस्तित्व में नहीं आईं, बल्कि मनुष्य द्वारा बनाई गईं: यह इस प्रकार है कि मानव शरीर जैसी जटिल संरचना भी सृष्टि का परिणाम है।

चार्ल्स डार्विन ने प्राकृतिक चयन की शक्ति के अपने सिद्धांत के साथ इस दृष्टिकोण का विरोध किया, जो लंबे विकास की प्रक्रिया में वंशानुगत परिवर्तनशीलता के आधार पर सबसे जटिल कार्बनिक संरचनाओं को बनाने में सक्षम है।

"लेकिन जैविक जीवन निर्जीव पदार्थ से उत्पन्न नहीं हो सकता था," रचनाकारों ने डार्विन के सिद्धांत में कमजोर स्थान की ओर इशारा किया।

यह केवल अपेक्षाकृत हाल ही में है कि रसायनज्ञ स्टेनली मिलर और हेरोल्ड उरे के अध्ययन ने विकासवाद के सिद्धांत के बचाव में तर्क प्राप्त करना संभव बना दिया है।

अमेरिकी वैज्ञानिकों के प्रयोग ने इस परिकल्पना की पुष्टि की कि आदिम पृथ्वी पर ऐसी स्थितियां थीं जिन्होंने अकार्बनिक पदार्थों से जैविक अणुओं के उद्भव में योगदान दिया। उनके निष्कर्षों के अनुसार, सामान्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप वातावरण में अणुओं का निर्माण हुआ और फिर, बारिश के साथ समुद्र में गिरने से पहली कोशिका का जन्म हुआ।

पृथ्वी कितनी पुरानी है?

2010 में, अमेरिकी बायोकेमिस्ट डगलस थियोबाल्ड ने यह साबित करने की कोशिश की कि पृथ्वी पर सभी जीवन का एक सामान्य पूर्वज है। उन्होंने गणितीय रूप से सबसे आम प्रोटीन के अनुक्रमों का विश्लेषण किया और पाया कि मनुष्यों, मक्खियों, पौधों और जीवाणुओं में चयनित अणु होते हैं। वैज्ञानिक की गणना के अनुसार, एक सामान्य पूर्वज की संभावना 102860 थी।

विकासवाद के सिद्धांत के अनुसार, सबसे सरल से उच्चतम जीवों में संक्रमण की प्रक्रिया में अरबों वर्ष लगते हैं। लेकिन सृजनवादियों का दावा है कि यह असंभव है, क्योंकि पृथ्वी की आयु कई दसियों हज़ार वर्षों से अधिक नहीं होती है।

जानवरों और पौधों की सभी प्रजातियां, उनकी राय में, लगभग एक साथ और एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से प्रकट हुईं - जिस रूप में हम उन्हें अब देख सकते हैं।

आधुनिक विज्ञान, स्थलीय नमूनों और उल्कापिंड पदार्थों के रेडियोआइसोटोप विश्लेषण के आंकड़ों पर भरोसा करते हुए, पृथ्वी की आयु 4.54 अरब वर्ष निर्धारित करता है। हालांकि, जैसा कि कुछ प्रयोगों ने दिखाया है, इस तरह की डेटिंग पद्धति में बहुत गंभीर त्रुटियां हो सकती हैं।

1968 में, अमेरिकन जर्नल ऑफ जियोग्राफिकल रिसर्च ने 1800 में हुए ज्वालामुखी विस्फोट के परिणामस्वरूप हवाई में बनी ज्वालामुखीय चट्टानों का रेडियोआइसोटोप विश्लेषण प्रकाशित किया। चट्टानों की आयु 22 मिलियन से 2 बिलियन वर्ष के बीच निर्धारित की गई थी।

रेडियोकार्बन विश्लेषण भी कई सवाल छोड़ता है, जिसकी मदद से जैविक अवशेषों की डेटिंग की जाती है। यह विधि 10 कार्बन-14 अर्ध-जीवन वाले नमूनों के लिए 60,000 वर्ष की आयु सीमा की अनुमति देती है। लेकिन इस तथ्य की व्याख्या कैसे करें कि "जुरासिक लकड़ी" के नमूनों में कार्बन -14 पाया जाता है? "केवल इसलिए कि पृथ्वी की उम्र अनुचित रूप से वृद्ध हो गई है," रचनाकार जोर देते हैं।

पेलियोन्टोलॉजिस्ट हेरोल्ड कॉफिन ने नोट किया कि तलछटी चट्टानों का निर्माण असमान रूप से हुआ और उनसे हमारे ग्रह की सही उम्र का निर्धारण करना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, कनाडा के जोगिन्स के पास जीवाश्म पेड़ के जीवाश्म, 3 मीटर या उससे अधिक के लिए पृथ्वी की एक परत को लंबवत रूप से भेदते हुए, संकेत देते हैं कि विनाशकारी घटनाओं के परिणामस्वरूप पौधे बहुत कम समय में चट्टान की परत के नीचे दब गए थे।

तेजी से विकास

यह मानते हुए कि पृथ्वी इतनी प्राचीन नहीं है, क्या विकास के लिए अधिक संकुचित समय सीमा में "फिट" होना संभव है? 1988 में, रिचर्ड लेन्स्की के नेतृत्व में अमेरिकी जीवविज्ञानियों की एक टीम ने एक दीर्घकालिक प्रयोग करने का निर्णय लिया जिसने ई. कोलाई बैक्टीरिया के उदाहरण का उपयोग करके प्रयोगशाला में विकास प्रक्रिया का अनुकरण किया।

बैक्टीरिया की 12 कॉलोनियों को एक समान माध्यम में रखा गया था, जहां केवल ग्लूकोज पोषण के स्रोत के रूप में मौजूद था, साथ ही साइट्रेट, जो ऑक्सीजन की उपस्थिति में बैक्टीरिया द्वारा अवशोषित नहीं किया जा सकता था।

वैज्ञानिकों ने ई. कोलाई को 20 वर्षों तक देखा है, इस दौरान 44 हजार से अधिक बैक्टीरिया की पीढ़ियां बदली हैं। सभी उपनिवेशों के विशिष्ट बैक्टीरिया के आकार में परिवर्तन के अलावा, वैज्ञानिकों ने केवल एक कॉलोनी में निहित एक दिलचस्प विशेषता की खोज की: इसमें, 31 वीं और 32 वीं हजार पीढ़ियों के बीच के बैक्टीरिया ने साइट्रेट को अवशोषित करने की क्षमता दिखाई।

1971 में, इतालवी वैज्ञानिक दीवार छिपकली के 5 व्यक्तियों को एड्रियाटिक सागर में स्थित पॉड मार्कारा द्वीप पर ले आए। पिछले आवास के विपरीत, द्वीप में कुछ कीड़े थे जिन्हें छिपकलियां खिलाती थीं, लेकिन बहुत सारी घास। वैज्ञानिकों ने 2004 में ही अपने प्रयोग के परिणामों की जाँच की। उन्होनें क्या देखा?

छिपकली एक असामान्य वातावरण के अनुकूल हो गई है: उनकी आबादी 5,000 व्यक्तियों तक पहुंच गई है, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि सरीसृपों में आंतरिक अंगों की उपस्थिति और संरचना बदल गई है। विशेष रूप से, बड़ी पत्तियों से निपटने के लिए सिर और काटने की शक्ति बढ़ गई, और पाचन तंत्र में एक नया खंड दिखाई दिया - किण्वन कक्ष, जिसने छिपकलियों की आंतों को सख्त सेलूलोज़ को पचाने की अनुमति दी। तो, केवल 33 वर्षों में, दीवार छिपकली शिकारियों से शाकाहारी बन गई!

कमज़ोर कड़ी

यदि विज्ञान प्रयोगात्मक रूप से अंतर-विशिष्ट परिवर्तनों की पुष्टि करने में सक्षम है, तो विकास के दौरान एक नई प्रजाति के प्रकट होने की संभावना अभी भी सिद्धांत में विशेष रूप से बनी हुई है। सृजनवाद के समर्थक न केवल विकासवादियों को जीवित जीवों के मध्यवर्ती रूपों की अनुपस्थिति की ओर इशारा करते हैं, बल्कि प्रजातियों की उत्पत्ति के विकासवादी सिद्धांत की विफलता की वैज्ञानिक रूप से पुष्टि करने का भी प्रयास करते हैं।

स्पैनिश आनुवंशिकीविद् स्वंते पाबो ने निएंडरथल कशेरुका के एक टुकड़े से डीएनए निकालने में कामयाबी हासिल की, जो माना जाता है कि लगभग 50,000 साल पहले रहता था। आधुनिक मनुष्यों और निएंडरथल के डीएनए के तुलनात्मक विश्लेषण से पता चला है कि निएंडरथल हमारे पूर्वज नहीं हैं।

अमेरिकी आनुवंशिकीविद् एलन विल्सन, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए पद्धति का उपयोग करते हुए, संभवतः यह बताने में सक्षम थे कि "ईव" पृथ्वी पर कब दिखाई दिया। उनके शोध ने 150-200 हजार वर्ष की आयु दी। जापानी वैज्ञानिक सतोशी होराई भी इसी तरह के आंकड़े देते हैं। उनकी राय में, आधुनिक मनुष्य लगभग 200 हजार साल पहले अफ्रीका में दिखाई दिया था, और वहां से यूरेशिया चले गए, जहां उन्होंने निएंडरथल को जल्दी से बदल दिया।

जीवाश्म रिकॉर्ड से डेटा पर आकर्षित, जीवविज्ञानी जोनाथन वेल्स कहते हैं: "यह बिल्कुल स्पष्ट है कि, राज्यों, फ़ाइला और वर्गों के स्तर पर, संशोधन के माध्यम से सामान्य पूर्वजों से वंश एक निर्विवाद तथ्य नहीं माना जा सकता है।"

संपर्क के बिंदु

जीवन की उत्पत्ति पर विकासवादी और सृजनवादी विचारों के अनुयायी हमेशा कार्डिनल असहमति नहीं रखते हैं। इस प्रकार, कई सृजन वैज्ञानिक पृथ्वी के प्राचीन युग के समर्थक हैं, और धर्मशास्त्रियों के बीच शाब्दिक सृजनवाद के कई आलोचक हैं।

उदाहरण के लिए, प्रोटोडेकॉन आंद्रेई कुरेव निम्नलिखित लिखते हैं: "रूढ़िवाद में, विकासवाद को खारिज करने के लिए न तो पाठ्य और न ही सैद्धांतिक आधार है ... रूढ़िवादी, बुतपरस्ती के विपरीत, जो पदार्थ को प्रदर्शित करता है, और प्रोटेस्टेंटवाद, जो सह-निर्माण के अधिकार से निर्मित दुनिया को वंचित करता है, थीसिस को अस्वीकार करने का कोई आधार नहीं है, जिसके अनुसार निर्माता ने अच्छे विकास के लिए सक्षम पदार्थ बनाया।

रूसी गणितज्ञ और दार्शनिक जूलियस श्रोएडर ने नोट किया कि हम नहीं जानते कि छह दिनों की अवधि को कैसे मापना है जिसमें भगवान ने दुनिया को हमारे लिए ज्ञात पैमाने पर बनाया है, क्योंकि समय उसी दिनों में बनाया गया था। "सृजन का क्रम आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान के विचारों के अनुरूप है," वैज्ञानिक नोट करते हैं।

डॉक्टर ऑफ बायोलॉजिकल साइंसेज यूरी सिमाकोव एक व्यक्ति को जेनेटिक इंजीनियरिंग का उत्पाद मानते हैं। उनका सुझाव है कि प्रयोग दो प्रजातियों - निएंडरथल और होमो सेपियन्स के जंक्शन पर किया गया था। जीवविज्ञानी के अनुसार, "मन का एक जटिल और जानबूझकर हस्तक्षेप है, जो हमारे से बेहतर परिमाण का क्रम होना चाहिए।"

सेंट लुइस चिड़ियाघर के इवोल्यूशन हॉल के कर्मचारियों ने मजाक में दो सिद्धांतों को समेटने का फैसला किया। प्रवेश द्वार पर, उन्होंने एक संकेत लगाया जिसमें लिखा था: "यह बिल्कुल भी दावा नहीं किया जा सकता है कि जीवन की दुनिया तुरंत नहीं बनाई जा सकती - ऐसा लगता है कि यह एक लंबे विकास के परिणामस्वरूप प्रकट हुआ।"

आरआईए नोवोस्तीक के लिए सिर प्रत्यारोपण के लिए पहले उम्मीदवार वालेरी स्पिरिडोनोव

कई वर्षों से, मानव जाति हमारे ग्रह पर जीवन की उपस्थिति के वास्तविक कारण और इतिहास को जानने की कोशिश कर रही है। सौ साल से थोड़ा अधिक पहले, लगभग सभी देशों में, लोगों ने दैवीय हस्तक्षेप के सिद्धांत और एक उच्च आध्यात्मिक व्यक्ति द्वारा दुनिया के निर्माण पर सवाल उठाने के बारे में सोचा भी नहीं था।

नवंबर 1859 में चार्ल्स डार्विन की सबसे बड़ी कृति के प्रकाशन के बाद स्थिति बदल गई, और अब इस विषय पर बहुत विवाद है। पिछले दशक के अंत के आंकड़ों के अनुसार यूरोप और एशिया में विकास के डार्विनियन सिद्धांत के समर्थकों की संख्या 60-70% से अधिक है, संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 20% और रूस में लगभग 19% है।

कई देशों में आज डार्विन के काम को स्कूली पाठ्यक्रम से बाहर करने या कम से कम अन्य प्रशंसनीय सिद्धांतों के समान अध्ययन करने का आह्वान किया जाता है। धार्मिक संस्करण के अलावा, जिसके लिए दुनिया की अधिकांश आबादी का झुकाव है, आज जीवन की उत्पत्ति और विकास के कई मुख्य सिद्धांत हैं, जो विभिन्न चरणों में इसके विकास का वर्णन करते हैं।

पैन्सपर्मिया

पैनस्पर्मिया के विचार के समर्थकों का मानना ​​​​है कि पहले सूक्ष्मजीवों को बाहरी अंतरिक्ष से पृथ्वी पर लाया गया था। तो सोचा था कि प्रसिद्ध जर्मन वैज्ञानिक-विश्वकोश हर्मन हेल्महोल्ट्ज़, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी केल्विन, रूसी वैज्ञानिक व्लादिमीर वर्नाडस्की और स्वीडिश रसायनज्ञ स्वंते अरहेनियस, जिन्हें आज इस सिद्धांत का संस्थापक माना जाता है।

यह वैज्ञानिक रूप से पुष्टि की गई है कि मंगल और अन्य ग्रहों के उल्कापिंड पृथ्वी पर बार-बार पाए गए हैं, संभवतः धूमकेतु से जो कि विदेशी स्टार सिस्टम से भी आ सकते हैं। इस पर आज किसी को संदेह नहीं है, लेकिन यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि अन्य लोकों पर जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई होगी। वास्तव में, विदेशी सभ्यताओं के साथ जो हो रहा है, उसके लिए पैनस्पर्मिया माफी देने वाले "जिम्मेदारी" को स्थानांतरित करते हैं।

आदिम सूप सिद्धांत

इस परिकल्पना के जन्म को 1950 के दशक में किए गए हेरोल्ड उरे और स्टेनली मिलर के प्रयोगों द्वारा सुगम बनाया गया था। वे लगभग उन्हीं स्थितियों को फिर से बनाने में सक्षम थे जो जीवन की उत्पत्ति से पहले हमारे ग्रह की सतह पर मौजूद थीं। आणविक हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड और मीथेन के मिश्रण के माध्यम से, छोटे विद्युत निर्वहन और पराबैंगनी प्रकाश पारित किए गए थे।

नतीजतन, मीथेन और अन्य आदिम अणु जटिल कार्बनिक पदार्थों में बदल गए, जिनमें दर्जनों अमीनो एसिड, चीनी, लिपिड और यहां तक ​​​​कि न्यूक्लिक एसिड के मूल तत्व भी शामिल हैं।

अपेक्षाकृत हाल ही में, मार्च 2015 में, जॉन सदरलैंड के नेतृत्व में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने दिखाया कि आरएनए, प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट सहित सभी प्रकार के "जीवन के अणु", समान प्रतिक्रियाओं के दौरान प्राप्त किए जा सकते हैं, जिसमें सरल अकार्बनिक कार्बन शामिल होगा। यौगिक, हाइड्रोजन सल्फाइड, धातु लवण और फॉस्फेट।

जीवन की मिट्टी की सांस

जीवन के विकास के पिछले संस्करण की मुख्य समस्याओं में से एक यह है कि कई कार्बनिक अणु, जिनमें शर्करा, डीएनए और आरएनए शामिल हैं, पृथ्वी के आदिम महासागर के पानी में पर्याप्त मात्रा में जमा होने के लिए बहुत नाजुक हैं, जहां, जैसा कि पहले माना जाता था। विकासवादी, पहले जीवित प्राणी उत्पन्न हुए।

वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि लोगों के सबसे प्राचीन पूर्वज किस वातावरण में रहते थे?ओल्डुवई कण्ठ में बड़े पैमाने पर उत्खनन ने जीवाश्म विज्ञानियों को यह पता लगाने में मदद की कि हमारे पहले पूर्वज हथेलियों और बबूल के पेड़ों में रहते थे, जिसकी छाया में वे जिराफ, मृग और अन्य ungulate के शवों को कसाई कर सकते थे जो उन्होंने अफ्रीकी सवाना से मारे थे।

ब्रिटिश रसायनज्ञ अलेक्जेंडर केर्न्स-स्मिथ का मानना ​​​​है कि जीवन में "मिट्टी" है और पानी की उत्पत्ति नहीं है - जटिल कार्बनिक अणुओं के संचय और जटिलता के लिए इष्टतम वातावरण मिट्टी के खनिजों में छिद्रों और क्रिस्टल के अंदर पाया जा सकता है, न कि डार्विन के "प्राथमिक" में। तालाब" या मिलर-उरे सिद्धांतों का महासागर।

वास्तव में, विकास क्रिस्टल के स्तर पर शुरू हुआ, और केवल तभी, जब यौगिक पर्याप्त रूप से जटिल और स्थिर हो गए, क्या पहले जीवित जीव पृथ्वी के प्राथमिक महासागर में "खुली तैराकी" में चले गए।

समुद्र के तल पर जीवन

यह विचार आज लोकप्रिय विचार के साथ प्रतिस्पर्धा करता है कि जीवन की उत्पत्ति समुद्र की सतह पर नहीं हुई, बल्कि इसके तल के सबसे गहरे क्षेत्रों में, "काले धूम्रपान करने वालों", पानी के नीचे के गीजर और अन्य भू-तापीय स्रोतों के आसपास हुई।

उनका उत्सर्जन हाइड्रोजन और अन्य पदार्थों में समृद्ध है, जो वैज्ञानिकों के अनुसार, चट्टानों की ढलानों पर जमा हो सकता है और पहला जीवन सभी आवश्यक खाद्य संसाधन और प्रतिक्रिया उत्प्रेरक दे सकता है।

इसका प्रमाण आधुनिक पारिस्थितिक तंत्र के रूप में पहचाना जा सकता है जो पृथ्वी के सभी महासागरों के तल पर ऐसे स्रोतों के आसपास मौजूद हैं - इनमें न केवल रोगाणु शामिल हैं, बल्कि बहुकोशिकीय जीव भी शामिल हैं।

आरएनए ब्रह्मांड

द्वंद्वात्मक भौतिकवाद का सिद्धांत सिद्धांतों की एक जोड़ी की एक साथ एकता और अंतहीन संघर्ष पर आधारित है। हम सूचना की आनुवंशिकता और संरचनात्मक जैव रासायनिक परिवर्तनों के बारे में बात कर रहे हैं। जीवन की उत्पत्ति का संस्करण, जिसमें आरएनए एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, 1960 के दशक में अपनी स्थापना के बाद से 1980 के दशक के अंत तक, जब इसने अपनी आधुनिक विशेषताओं को हासिल कर लिया, एक लंबा सफर तय किया है।

एक ओर, आरएनए अणु डीएनए के रूप में जानकारी संग्रहीत करने में उतने कुशल नहीं हैं, लेकिन वे एक साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने और स्वयं की प्रतियां इकट्ठा करने में सक्षम हैं। उसी समय, यह समझना चाहिए कि वैज्ञानिक अभी तक यह नहीं दिखा पाए हैं कि आरएनए जीवन के विकास की पूरी श्रृंखला कैसे काम करती है, और इसलिए इस सिद्धांत को अभी तक सार्वभौमिक मान्यता नहीं मिली है।

प्रारंभिक कोशिकाओं

जीवन के विकास में एक और महत्वपूर्ण प्रश्न यह रहस्य है कि कैसे आरएनए या डीएनए और प्रोटीन के ऐसे अणु बाहरी दुनिया से "बंद" हो गए और पहली पृथक कोशिकाओं में बदल गए, जिनमें से सामग्री एक लचीली झिल्ली या अर्ध-पारगम्य कठोर द्वारा संरक्षित है। सीप।

एक प्रसिद्ध सोवियत रसायनज्ञ अलेक्जेंडर ओपरिन इस क्षेत्र में अग्रणी बन गए, यह दिखाते हुए कि वसा अणुओं की दोहरी परत से घिरी पानी की बूंदों में समान गुण हो सकते हैं।

उनके विचारों को कनाडा के जीवविज्ञानी जैक स्ज़ोस्तक के नेतृत्व में जीवन में लाए, जो फिजियोलॉजी या मेडिसिन में 2009 के नोबेल पुरस्कार के विजेता थे। उनकी टीम पहले "प्रोटोकेल" के अंदर मैग्नीशियम आयनों और साइट्रिक एसिड को जोड़कर फैटी अणुओं की एक झिल्ली में स्व-प्रतिकृति आरएनए अणुओं के सबसे सरल सेट को "पैक" करने में सक्षम थी।

एंडोसिम्बायोसिस

जीवन के विकास का एक और रहस्य यह है कि बहुकोशिकीय जीव कैसे उत्पन्न हुए और मनुष्यों, जानवरों और पौधों की कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट जैसे विशेष शरीर क्यों शामिल हैं, जिनकी असामान्य रूप से जटिल संरचना है।

मनुष्यों और चिंपैंजी के पूर्वजों का आहार 3 मिलियन वर्ष पहले "विचलित" होता हैपैलियोन्टोलॉजिस्ट्स ने ऑस्ट्रेलोपिथेकस टूथ इनेमल में कार्बन समस्थानिकों के अनुपात की तुलना की है और पाया है कि मनुष्यों और चिंपैंजी के पूर्वजों ने पहले के विचार से 1.5 मिलियन वर्ष पहले, 3 मिलियन वर्ष पहले अलग-अलग आहार पर स्विच किया था।

पहली बार, जर्मन वनस्पतिशास्त्री एंड्रियास शिम्पर ने इस समस्या के बारे में सोचा, यह सुझाव देते हुए कि अतीत में क्लोरोप्लास्ट सायनोबैक्टीरिया के समान स्वतंत्र जीव थे, जो पौधों के पूर्वजों की कोशिकाओं के साथ "दोस्त बने" और उनके अंदर रहने लगे।

यह विचार बाद में रूसी वनस्पतिशास्त्री कॉन्स्टेंटिन मेरेज़कोवस्की और अमेरिकी विकासवादी लिन मार्गुलिस द्वारा विकसित किया गया था, जिन्होंने दिखाया कि माइटोकॉन्ड्रिया और संभावित रूप से हमारी कोशिकाओं के अन्य सभी जटिल जीवों की उत्पत्ति समान है।
जैसा कि "आरएनए दुनिया" और जीवन के "मिट्टी" के विकास के सिद्धांतों के मामले में, एंडोसिम्बायोसिस के विचार ने शुरू में अधिकांश वैज्ञानिकों की बहुत आलोचना की, लेकिन आज लगभग सभी विकासवादी इसकी शुद्धता पर संदेह नहीं करते हैं।

कौन सही है और कौन गलत है?

डार्विनियन परिकल्पना के पक्ष में, कई वैज्ञानिक कार्य और विशेष अध्ययन पाए गए हैं, विशेष रूप से "संक्रमणकालीन रूपों" के क्षेत्र में। वैज्ञानिक कार्यों की पुष्टि के लिए डार्विन के हाथों में आवश्यक संख्या में पुरातात्विक कलाकृतियाँ नहीं थीं, क्योंकि अधिकांश भाग के लिए उन्हें व्यक्तिगत अनुमानों द्वारा निर्देशित किया गया था।

उदाहरण के लिए, पिछले दस वर्षों में, वैज्ञानिकों ने विकास की कई ऐसी "खोई हुई कड़ियों" के अवशेष पाए हैं, जैसे टिकटालिक (टिकतालिक) और इंडोहियस (इंडोहियस), जो हमें भूमि जानवरों और मछलियों के बीच एक रेखा खींचने की अनुमति देते हैं, और व्हेल और दरियाई घोड़े।
दूसरी ओर, संशयवादी अक्सर तर्क देते हैं कि ऐसी पशु प्रजातियां वास्तविक संक्रमणकालीन रूप नहीं हैं, जो डार्विनवाद के समर्थकों और उनके विरोधियों के बीच निरंतर अंतहीन विवादों को जन्म देती हैं।

दूसरी ओर, साधारण एस्चेरिचिया कोलाई और विभिन्न बहुकोशिकीय जीवों पर प्रयोग स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि विकास वास्तविक है, और यह कि जानवर जल्दी से नई जीवन स्थितियों के अनुकूल हो सकते हैं, नई सुविधाओं को प्राप्त कर सकते हैं जो उनके पूर्वजों के पास 100-200 पीढ़ियों पहले नहीं थे।

उसी समय, यह याद रखने योग्य है कि आधुनिक समाज का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अभी भी एक उच्च दिव्य मन या अलौकिक सभ्यताओं के अस्तित्व में विश्वास करने के लिए इच्छुक है जिसने पृथ्वी पर जीवन की स्थापना की। अब तक, एकमात्र सच्चा सिद्धांत मौजूद नहीं है, और मानवता को भविष्य में इस प्रश्न का उत्तर देना अभी बाकी है।

पृथ्वी पर जीवन कब प्रकट हुआ, इस सवाल ने न केवल वैज्ञानिकों को बल्कि सभी लोगों को हमेशा चिंतित किया है। इसके जवाब

लगभग सभी धर्म। यद्यपि अभी भी इसका कोई सटीक वैज्ञानिक उत्तर नहीं है, कुछ तथ्य हमें कमोबेश अच्छी तरह से स्थापित परिकल्पना बनाने की अनुमति देते हैं। ग्रीनलैंड में, शोधकर्ताओं ने एक चट्टान का नमूना पाया है

कार्बन के छोटे समावेशन के साथ। नमूने की आयु 3.8 अरब वर्ष से अधिक है। कार्बन का स्रोत, सबसे अधिक संभावना है, किसी प्रकार का कार्बनिक पदार्थ था - ऐसे समय में इसने अपनी संरचना को पूरी तरह से खो दिया। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि कार्बन का यह झुरमुट पृथ्वी पर जीवन का सबसे पुराना निशान हो सकता है।

आदिम पृथ्वी कैसी दिखती थी?

4 अरब साल पहले तेजी से आगे बढ़ा। वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन नहीं है, यह केवल ऑक्साइड की संरचना में है। हवा की सीटी, लावा के साथ फूटने वाले पानी और पृथ्वी की सतह पर उल्कापिंडों के प्रभाव के अलावा लगभग कोई आवाज नहीं है। कोई पौधे नहीं, कोई जानवर नहीं, कोई बैक्टीरिया नहीं। हो सकता है कि जब इस पर जीवन दिखाई दे तो पृथ्वी ऐसी दिखती थी? हालाँकि यह समस्या कई शोधकर्ताओं के लिए लंबे समय से चिंता का विषय रही है, लेकिन इस मामले पर उनकी राय बहुत भिन्न है। उस समय की पृथ्वी पर स्थितियों का प्रमाण चट्टानों से हो सकता है, लेकिन भूगर्भीय प्रक्रियाओं और पृथ्वी की पपड़ी के आंदोलनों के परिणामस्वरूप वे लंबे समय से नष्ट हो गए हैं।

इस लेख में, हम आधुनिक वैज्ञानिक विचारों को दर्शाते हुए जीवन की उत्पत्ति के लिए कई परिकल्पनाओं के बारे में संक्षेप में बात करेंगे। जीवन की उत्पत्ति के क्षेत्र में एक प्रसिद्ध विशेषज्ञ स्टेनली मिलर के अनुसार, जीवन की उत्पत्ति और इसके विकास की शुरुआत के बारे में उस क्षण से बात की जा सकती है जब कार्बनिक अणु संरचनाओं में स्व-संगठित होते हैं जो स्वयं को पुन: उत्पन्न कर सकते हैं। लेकिन इससे दूसरे सवाल भी उठते हैं: ये अणु कैसे आए; क्यों वे खुद को पुन: उत्पन्न कर सकते हैं और उन संरचनाओं में इकट्ठा हो सकते हैं जिन्होंने जीवित जीवों को जन्म दिया; इसके लिए क्या शर्तें हैं?

एक परिकल्पना के अनुसार, जीवन की शुरुआत बर्फ के एक टुकड़े में हुई थी। हालांकि कई वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति ने ग्रीनहाउस स्थितियों को बनाए रखा है, अन्य मानते हैं कि सर्दी पृथ्वी पर हावी है। कम तापमान पर, सभी रासायनिक यौगिक अधिक स्थिर होते हैं और इसलिए उच्च तापमान की तुलना में अधिक मात्रा में जमा हो सकते हैं। उल्कापिंडों के अंतरिक्ष-जनित टुकड़े, हाइड्रोथर्मल वेंट से उत्सर्जन, और वातावरण में विद्युत निर्वहन के दौरान होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं अमोनिया और कार्बनिक यौगिकों जैसे फॉर्मलाडेहाइड और साइनाइड के स्रोत थे। महासागरों के पानी में उतरकर, वे उसके साथ जम गए। बर्फ की परत में, कार्बनिक पदार्थों के अणु एक-दूसरे के निकट आते हैं और परस्पर क्रिया में प्रवेश करते हैं जिससे ग्लाइसिन और अन्य अमीनो एसिड का निर्माण होता है। समुद्र बर्फ से ढका हुआ था, जिसने नवगठित यौगिकों को पराबैंगनी विकिरण द्वारा विनाश से बचाया। यह बर्फ की दुनिया पिघल सकती है, उदाहरण के लिए, जब एक विशाल उल्कापिंड ग्रह पर गिर गया (चित्र 1)।

चार्ल्स डार्विन और उनके समकालीनों का मानना ​​​​था कि जीवन की उत्पत्ति पानी के शरीर में हो सकती है। यह दृष्टिकोण अभी भी कई विद्वानों द्वारा आयोजित किया जाता है। पानी के एक बंद और अपेक्षाकृत छोटे शरीर में, उसमें बहने वाले पानी द्वारा लाए गए कार्बनिक पदार्थ आवश्यक मात्रा में जमा हो सकते हैं। फिर इन यौगिकों को स्तरित खनिजों की आंतरिक सतहों पर केंद्रित किया गया, जो प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, फॉस्फेल्डिहाइड के दो अणु जो एक खनिज की सतह पर मिलते हैं, एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करके एक फॉस्फोराइलेटेड कार्बोहाइड्रेट अणु बनाते हैं, जो राइबोन्यूक्लिक एसिड का एक संभावित अग्रदूत है (चित्र 2)।

या शायद जीवन ज्वालामुखी गतिविधि के क्षेत्रों में उत्पन्न हुआ? इसके गठन के तुरंत बाद, पृथ्वी मैग्मा की एक अग्नि-श्वास गेंद थी। ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान और पिघले हुए मैग्मा से निकलने वाली गैसों के साथ, कार्बनिक अणुओं के संश्लेषण के लिए आवश्यक विभिन्न प्रकार के रसायन पृथ्वी की सतह पर लाए गए। इस प्रकार, कार्बन मोनोऑक्साइड अणु, पाइराइट खनिज की सतह पर होने के कारण, जिसमें उत्प्रेरक गुण होते हैं, उन यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं जिनमें मिथाइल समूह होते हैं और एसिटिक एसिड बनाते हैं, जिससे अन्य कार्बनिक यौगिकों को तब संश्लेषित किया जाता था (चित्र 3)।

पहली बार, अमेरिकी वैज्ञानिक स्टेनली मिलर ने 1952 में आदिम पृथ्वी पर रहने वाले लोगों की नकल करते हुए कार्बनिक अणुओं - अमीनो एसिड - को प्राप्त करने में कामयाबी हासिल की। ​​तब ये प्रयोग एक सनसनी बन गए, और उनके लेखक ने दुनिया भर में ख्याति प्राप्त की। वह वर्तमान में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में प्रीबायोटिक (पूर्व-जीवन) रसायन विज्ञान में शोध करना जारी रखता है। जिस स्थापना पर पहला प्रयोग किया गया था वह फ्लास्क की एक प्रणाली थी, जिसमें से एक में 100,000 वी के वोल्टेज पर एक शक्तिशाली विद्युत निर्वहन प्राप्त करना संभव था।

मिलर ने इस फ्लास्क को प्राकृतिक गैसों - मीथेन, हाइड्रोजन और अमोनिया से भर दिया, जो आदिम पृथ्वी के वातावरण में मौजूद थे। नीचे दिए गए फ्लास्क में समुद्र का अनुकरण करते हुए पानी की एक छोटी मात्रा थी। एक विद्युत निर्वहन शक्ति में बिजली के करीब था, और मिलर ने उम्मीद की थी कि इसकी कार्रवाई के तहत रासायनिक यौगिकों का गठन किया गया था, जो तब पानी में प्रवेश कर चुके थे, एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करेंगे और अधिक जटिल अणुओं का निर्माण करेंगे।

परिणाम सभी अपेक्षाओं को पार कर गया। शाम को इंस्टालेशन बंद करके और अगली सुबह लौटने पर, मिलर ने पाया कि फ्लास्क में पानी का रंग पीला हो गया था। जो बनाया गया वह अमीनो एसिड का शोरबा था, जो प्रोटीन के निर्माण खंड थे। इस प्रकार इस प्रयोग से पता चला कि जीवन के प्राथमिक तत्व कितनी आसानी से बन सकते हैं। बस जरूरत थी गैसों के मिश्रण, एक छोटे से महासागर और एक छोटे से बिजली के बोल्ट की।

अन्य वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि पृथ्वी का प्राचीन वातावरण मिलर के मॉडल से अलग था, और सबसे अधिक संभावना कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन से बनी थी। इस गैस मिश्रण और मिलर के प्रायोगिक सेटअप का उपयोग करके, रसायनज्ञों ने कार्बनिक यौगिक बनाने की कोशिश की। हालाँकि, पानी में उनकी सांद्रता उतनी ही नगण्य थी जैसे कि एक स्विमिंग पूल में खाने के रंग की एक बूंद घुल गई हो। स्वाभाविक रूप से यह कल्पना करना कठिन है कि इतने तनु विलयन में जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई होगी।

यदि वास्तव में प्राथमिक कार्बनिक पदार्थों के भंडार के निर्माण में स्थलीय प्रक्रियाओं का योगदान इतना महत्वहीन था, तो यह कहाँ से आया? शायद अंतरिक्ष से? क्षुद्रग्रह, धूमकेतु, उल्कापिंड और यहां तक ​​कि ग्रहों के बीच धूल के कण अमीनो एसिड सहित कार्बनिक यौगिकों को ले जा सकते हैं। ये अलौकिक वस्तुएं जीवन की उत्पत्ति के लिए प्राथमिक महासागर या पानी के एक छोटे से शरीर में प्रवेश करने के लिए पर्याप्त कार्बनिक यौगिक प्रदान कर सकती हैं।

घटनाओं का क्रम और समय अंतराल, प्राथमिक कार्बनिक पदार्थों के निर्माण से शुरू होकर और जीवन की उपस्थिति के साथ समाप्त होता है, और शायद हमेशा के लिए एक रहस्य बना रहेगा जो कई शोधकर्ताओं को चिंतित करता है, साथ ही साथ क्या का सवाल है। वास्तव में, जीवन पर विचार करें।

वर्तमान में, जीवन की कई वैज्ञानिक परिभाषाएँ हैं, लेकिन वे सभी सटीक नहीं हैं। उनमें से कुछ इतने चौड़े हैं कि उनके नीचे निर्जीव वस्तुएं जैसे आग या खनिज क्रिस्टल गिर जाते हैं। अन्य बहुत संकीर्ण हैं, और उनके अनुसार, संतान पैदा नहीं करने वाले खच्चरों को जीवित नहीं माना जाता है।

सबसे सफल में से एक जीवन को एक आत्मनिर्भर रासायनिक प्रणाली के रूप में परिभाषित करता है जो डार्विन के विकास के नियमों के अनुसार व्यवहार करने में सक्षम है। इसका मतलब यह है कि, सबसे पहले, जीवित व्यक्तियों के एक समूह को अपने समान वंश पैदा करना चाहिए, जो अपने माता-पिता की विशेषताओं को विरासत में लेते हैं। दूसरे, वंश की पीढ़ियों में, उत्परिवर्तन के परिणाम प्रकट होने चाहिए - आनुवंशिक परिवर्तन जो बाद की पीढ़ियों द्वारा विरासत में मिले हैं और जनसंख्या परिवर्तनशीलता का कारण बनते हैं। और तीसरा, यह आवश्यक है कि प्राकृतिक चयन की एक प्रणाली संचालित हो, जिसके परिणामस्वरूप कुछ व्यक्ति दूसरों पर लाभ प्राप्त करते हैं और बदली हुई परिस्थितियों में जीवित रहते हैं, संतान देते हैं।

एक जीवित जीव की विशेषताओं के लिए प्रणाली के कौन से तत्व आवश्यक थे? बड़ी संख्या में बायोकेमिस्ट और आणविक जीवविज्ञानी मानते हैं कि आरएनए अणुओं में आवश्यक गुण होते हैं। आरएनए - राइबोन्यूक्लिक एसिड - विशेष अणु हैं। उनमें से कुछ दोहरा सकते हैं, उत्परिवर्तित कर सकते हैं, इस प्रकार सूचना प्रसारित कर सकते हैं, और इसलिए, वे प्राकृतिक चयन में भाग ले सकते हैं। सच है, वे स्वयं प्रतिकृति प्रक्रिया को उत्प्रेरित करने में सक्षम नहीं हैं, हालांकि वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि निकट भविष्य में इस तरह के एक समारोह के साथ एक आरएनए टुकड़ा मिलेगा। अन्य आरएनए अणु आनुवंशिक जानकारी को "पढ़ने" और इसे राइबोसोम में स्थानांतरित करने में शामिल होते हैं, जहां प्रोटीन अणुओं का संश्लेषण होता है, जिसमें तीसरे प्रकार के आरएनए अणु भाग लेते हैं।

इस प्रकार, सबसे आदिम जीवित प्रणाली को आरएनए अणुओं द्वारा दर्शाया जा सकता है जो दोगुना, उत्परिवर्तित और प्राकृतिक चयन के अधीन थे। विकास के क्रम में, आरएनए के आधार पर, विशेष डीएनए अणु उत्पन्न हुए - आनुवंशिक जानकारी के रखवाले - और कोई कम विशिष्ट प्रोटीन अणु नहीं, जो वर्तमान में ज्ञात सभी जैविक अणुओं के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक के कार्यों को ग्रहण करते हैं।

किसी समय, डीएनए, आरएनए और प्रोटीन की एक "जीवित प्रणाली" ने लिपिड झिल्ली द्वारा गठित एक थैली के अंदर आश्रय पाया, और यह संरचना, बाहरी प्रभावों से अधिक सुरक्षित, सबसे पहले कोशिकाओं के लिए प्रोटोटाइप के रूप में कार्य करती थी जिसने जन्म दिया जीवन की तीन मुख्य शाखाओं तक, जो आधुनिक दुनिया में बैक्टीरिया, आर्किया और यूकेरियोट्स द्वारा दर्शायी जाती हैं। ऐसी प्राथमिक कोशिकाओं की उपस्थिति की तारीख और अनुक्रम के लिए, यह एक रहस्य बना हुआ है। इसके अलावा, सरल संभाव्य अनुमानों के अनुसार, कार्बनिक अणुओं से पहले जीवों में विकासवादी संक्रमण के लिए पर्याप्त समय नहीं है - पहले सरल जीव भी अचानक प्रकट हुए।

कई वर्षों तक, वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि जिस अवधि में पृथ्वी लगातार बड़े धूमकेतुओं और उल्कापिंडों से टकराती थी, उस अवधि के दौरान जीवन शायद ही उत्पन्न और विकसित हो सकता था, और यह अवधि लगभग 3.8 बिलियन वर्ष पहले समाप्त हो गई थी। हालाँकि, हाल ही में, दक्षिण-पश्चिमी ग्रीनलैंड में पाए जाने वाले पृथ्वी पर सबसे पुराने तलछटी चट्टानों में, जटिल सेलुलर संरचनाओं के निशान पाए गए जो कम से कम 3.86 बिलियन वर्ष पुराने हैं। इसका मतलब है कि हमारे ग्रह पर बड़े ब्रह्मांडीय पिंडों द्वारा बमबारी बंद होने से लाखों साल पहले जीवन के पहले रूप उत्पन्न हो सकते थे। लेकिन तब एक पूरी तरह से अलग परिदृश्य संभव है (चित्र 4)।

पृथ्वी पर गिरने वाली अंतरिक्ष वस्तुएं हमारे ग्रह पर जीवन के उद्भव में एक केंद्रीय भूमिका निभा सकती हैं, क्योंकि कुछ शोधकर्ताओं के अनुसार, बैक्टीरिया जैसी कोशिकाएं दूसरे ग्रह से उत्पन्न हो सकती हैं और फिर क्षुद्रग्रहों के साथ पृथ्वी पर पहुंच सकती हैं। जीवन की अलौकिक उत्पत्ति के पक्ष में साक्ष्य के टुकड़ों में से एक ALH84001 नामक आलू के आकार के उल्कापिंड के अंदर पाया गया था। प्रारंभ में, यह उल्कापिंड मंगल ग्रह की पपड़ी का एक टुकड़ा था, जिसे तब एक विस्फोट के परिणामस्वरूप अंतरिक्ष में निकाल दिया गया था जब एक विशाल क्षुद्रग्रह मंगल की सतह से टकरा गया था, जो लगभग 16 मिलियन वर्ष पहले हुआ था। और 13 हजार साल पहले, सौर मंडल के भीतर एक लंबी यात्रा के बाद, उल्कापिंड के रूप में मंगल ग्रह की चट्टान का यह टुकड़ा अंटार्कटिका में उतरा, जहां इसे हाल ही में खोजा गया था। इसके अंदर उल्कापिंड के एक विस्तृत अध्ययन से पता चला कि छड़ के आकार की संरचनाएं आकार में जीवाश्म बैक्टीरिया से मिलती-जुलती हैं, जिसने मंगल ग्रह की पपड़ी की गहराई में जीवन की संभावना के बारे में गर्म वैज्ञानिक बहस को जन्म दिया। 2005 तक इन विवादों को सुलझाना संभव नहीं होगा, जब यूएस नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन मंगल ग्रह पर मंगल ग्रह की परत के नमूने लेने और पृथ्वी पर नमूने पहुंचाने के लिए एक अंतरग्रहीय अंतरिक्ष यान मिशन को लागू करेगा। और अगर वैज्ञानिक यह साबित करने का प्रबंधन करते हैं कि सूक्ष्मजीव एक बार मंगल पर रहते थे, तो जीवन की अलौकिक उत्पत्ति और अंतरिक्ष से जीवन लाने की संभावना के बारे में अधिक निश्चितता के साथ बोलना संभव होगा (चित्र 5)।

चावल। 5. हमारी उत्पत्ति रोगाणुओं से हुई है।

हमें प्राचीन जीवन रूपों से क्या विरासत में मिला है? मानव कोशिकाओं के साथ एककोशिकीय जीवों की निम्नलिखित तुलना से कई समानताएँ सामने आती हैं।

1. यौन प्रजनन शैवाल की दो विशिष्ट प्रजनन कोशिकाएं - युग्मक - संभोग, एक कोशिका बनाती हैं जो माता-पिता दोनों से आनुवंशिक सामग्री लेती है। यह आश्चर्यजनक रूप से एक शुक्राणु द्वारा मानव अंडे के निषेचन जैसा दिखता है।

2. पलकें एकल-कोशिका वाले पैरामीशियम की सतह पर पतले सिलिया छोटे ओअर्स की तरह लहराते हैं और भोजन की तलाश में इसे गति प्रदान करते हैं। इसी तरह के सिलिया मानव श्वसन पथ को कवर करते हैं, बलगम का स्राव करते हैं और विदेशी कणों को फंसाते हैं।

3. अन्य कोशिकाओं को कैप्चर करना अमीबा भोजन को अवशोषित करता है, इसके चारों ओर स्यूडोपोडिया होता है, जो कोशिका के हिस्से के विस्तार और बढ़ाव से बनता है। एक जानवर या मानव शरीर में, अमीबिड रक्त कोशिकाएं इसी तरह खतरनाक बैक्टीरिया को घेरने के लिए स्यूडोपोडियम का विस्तार करती हैं। इस प्रक्रिया को फागोसाइटोसिस कहा जाता है।

4. माइटोकॉन्ड्रिया पहली यूकेरियोटिक कोशिकाएं तब उत्पन्न हुईं जब अमीबा ने एरोबिक बैक्टीरिया की प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं पर कब्जा कर लिया, जो माइटोकॉन्ड्रिया में बदल गई। और यद्यपि एक कोशिका (अग्न्याशय) के बैक्टीरिया और माइटोकॉन्ड्रिया बहुत समान नहीं हैं, उनका एक कार्य है - भोजन के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में ऊर्जा का उत्पादन करना।

5. फ्लैगेला मानव शुक्राणु की लंबी कशाभिका इसे तेज गति से चलने की अनुमति देती है। बैक्टीरिया और प्रोटोजोआ यूकेरियोट्स में भी एक समान आंतरिक संरचना के साथ फ्लैगेला होता है। इसमें नौ अन्य से घिरे सूक्ष्मनलिकाएं की एक जोड़ी होती है।

पृथ्वी पर जीवन का विकास: सरल से जटिल तक

वर्तमान में, और शायद भविष्य में, विज्ञान इस सवाल का जवाब नहीं दे पाएगा कि पृथ्वी पर दिखाई देने वाला पहला जीव कैसा दिखता था - वह पूर्वज जिससे जीवन के पेड़ की तीन मुख्य शाखाएँ निकलती हैं। शाखाओं में से एक यूकेरियोट्स है, जिनकी कोशिकाओं में आनुवंशिक सामग्री युक्त एक गठित नाभिक होता है, और विशेष अंग: माइटोकॉन्ड्रिया जो ऊर्जा, रिक्तिकाएं आदि उत्पन्न करते हैं। यूकेरियोटिक जीवों में शैवाल, कवक, पौधे, जानवर और मनुष्य शामिल हैं।

दूसरी शाखा बैक्टीरिया है - प्रोकैरियोटिक (पूर्व-परमाणु) एककोशिकीय जीव जिनमें एक स्पष्ट नाभिक और अंग नहीं होते हैं। और अंत में, तीसरी शाखा एककोशिकीय जीव है जिसे आर्किया, या आर्कबैक्टीरिया कहा जाता है, जिनकी कोशिकाओं में प्रोकैरियोट्स के समान संरचना होती है, लेकिन लिपिड की एक पूरी तरह से अलग रासायनिक संरचना होती है।

कई आर्कबैक्टीरिया अत्यंत प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीवित रहने में सक्षम हैं। उनमें से कुछ थर्मोफाइल हैं और केवल 90 डिग्री सेल्सियस और उससे भी अधिक तापमान वाले गर्म झरनों में रहते हैं, जहां अन्य जीव आसानी से मर जाते हैं। ऐसी स्थितियों में बहुत अच्छा लग रहा है, ये एकल-कोशिका वाले जीव लोहे और सल्फर युक्त पदार्थों के साथ-साथ कई रासायनिक यौगिकों का उपभोग करते हैं जो अन्य जीवन रूपों के लिए जहरीले होते हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, पाए गए थर्मोफिलिक आर्कबैक्टीरिया अत्यंत आदिम जीव हैं और, विकासवादी शब्दों में, पृथ्वी पर जीवन के सबसे प्राचीन रूपों के करीबी रिश्तेदार हैं।

दिलचस्प बात यह है कि जीवन की तीनों शाखाओं के आधुनिक प्रतिनिधि, जो अपने पूर्वजों के समान हैं, अभी भी उच्च तापमान वाले स्थानों में रहते हैं। इसके आधार पर, कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि, सबसे अधिक संभावना है, लगभग 4 अरब साल पहले, गर्म झरनों के पास समुद्र के तल पर, धातुओं और उच्च ऊर्जा वाले पदार्थों में समृद्ध धाराओं को उगलते हुए जीवन पैदा हुआ था। एक दूसरे के साथ और तत्कालीन बाँझ महासागर के पानी के साथ बातचीत करते हुए, विभिन्न प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हुए, इन यौगिकों ने मौलिक रूप से नए अणुओं को जन्म दिया। तो, इस "रासायनिक रसोई" में लाखों वर्षों से सबसे बड़ा व्यंजन तैयार किया गया था - जीवन। और लगभग 4.5 अरब साल पहले, पृथ्वी पर एकल-कोशिका वाले जीव दिखाई दिए, जिसका एकाकी अस्तित्व पूरे प्रीकैम्ब्रियन काल में जारी रहा।

बहुकोशिकीय जीवों को जन्म देने वाले विकास का विस्फोट बहुत बाद में हुआ, आधा अरब साल पहले। यद्यपि सूक्ष्मजीवों का आकार इतना छोटा है कि पानी की एक बूंद में अरबों समा सकते हैं, उनके काम का पैमाना बहुत बड़ा है।

ऐसा माना जाता है कि शुरू में पृथ्वी के वायुमंडल और विश्व महासागर में कोई मुक्त ऑक्सीजन नहीं थी, और इन परिस्थितियों में केवल अवायवीय सूक्ष्मजीव रहते थे और विकसित होते थे। जीवित चीजों के विकास में एक विशेष कदम प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया का उदय था, जो प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोहाइड्रेट यौगिकों में परिवर्तित करता है जो अन्य सूक्ष्मजीवों के लिए भोजन के रूप में काम करते हैं। यदि पहले प्रकाश संश्लेषक ने मीथेन या हाइड्रोजन सल्फाइड का उत्सर्जन किया, तो एक बार दिखाई देने वाले उत्परिवर्ती प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में ऑक्सीजन का उत्पादन करने लगे। वातावरण और पानी में ऑक्सीजन के संचय के साथ, एनारोबिक बैक्टीरिया, जिसके लिए यह विनाशकारी है, एनोक्सिक निचे पर कब्जा कर लिया।

ऑस्ट्रेलिया में पाए जाने वाले प्राचीन जीवाश्मों में, जो 3.46 अरब वर्ष पुराने हैं, संरचनाओं की खोज की गई है, जिन्हें सायनोबैक्टीरिया के अवशेष माना जाता है - पहला प्रकाश संश्लेषक सूक्ष्मजीव। अवायवीय सूक्ष्मजीवों और सायनोबैक्टीरिया के पूर्व प्रभुत्व का प्रमाण अदूषित खारे जल निकायों के उथले तटीय जल में पाए जाने वाले स्ट्रोमेटोलाइट्स द्वारा दिया गया है। आकार में, वे बड़े शिलाखंडों से मिलते जुलते हैं और चूना पत्थर या डोलोमाइट चट्टानों में रहने वाले सूक्ष्मजीवों के एक दिलचस्प समुदाय का प्रतिनिधित्व करते हैं जो उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप बनते हैं। सतह से कई सेंटीमीटर की गहराई तक, स्ट्रोमेटोलाइट्स सूक्ष्मजीवों से संतृप्त होते हैं: प्रकाश संश्लेषक साइनोबैक्टीरिया जो ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं, ऊपर की परत में रहते हैं; बैक्टीरिया अधिक गहरे पाए जाते हैं, जो एक निश्चित सीमा तक ऑक्सीजन के प्रति सहनशील होते हैं और उन्हें प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती है; निचली परत में बैक्टीरिया होते हैं जो केवल ऑक्सीजन के अभाव में ही जीवित रह सकते हैं। विभिन्न परतों में स्थित, ये सूक्ष्मजीव उनके बीच जटिल संबंधों से एकजुट होकर एक प्रणाली बनाते हैं, जिसमें भोजन भी शामिल है। माइक्रोबियल फिल्म के पीछे, एक चट्टान पाई जाती है, जो पानी में घुले कैल्शियम कार्बोनेट के साथ मृत सूक्ष्मजीवों के अवशेषों की बातचीत के परिणामस्वरूप बनती है। वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि जब आदिम पृथ्वी पर कोई महाद्वीप नहीं थे और केवल ज्वालामुखियों के द्वीपसमूह समुद्र की सतह से ऊपर उठे थे, उथले पानी में स्ट्रोमेटोलाइट्स की प्रचुरता थी।

प्रकाश संश्लेषक सायनोबैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप, समुद्र में ऑक्सीजन दिखाई दी, और उसके लगभग 1 अरब साल बाद, यह वातावरण में जमा होने लगी। सबसे पहले, गठित ऑक्सीजन ने पानी में घुले लोहे के साथ बातचीत की, जिससे लोहे के आक्साइड दिखाई दिए, जो धीरे-धीरे नीचे तक बस गए। इसलिए लाखों वर्षों के दौरान, सूक्ष्मजीवों की भागीदारी के साथ, लौह अयस्क के विशाल भंडार उत्पन्न हुए, जिनसे आज स्टील को गलाया जाता है।

फिर, जब महासागरों में लोहे की मुख्य मात्रा ऑक्सीकृत हो गई और अब ऑक्सीजन को बांध नहीं सका, तो यह गैसीय रूप में वातावरण में भाग गया।

प्रकाश संश्लेषक साइनोबैक्टीरिया ने कार्बन डाइऑक्साइड से ऊर्जा युक्त कार्बनिक पदार्थों की एक निश्चित आपूर्ति की और ऑक्सीजन के साथ पृथ्वी के वातावरण को समृद्ध किया, नए बैक्टीरिया पैदा हुए - एरोबेस, जो केवल ऑक्सीजन की उपस्थिति में मौजूद हो सकते हैं। उन्हें कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण (जलने) के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, और इस मामले में प्राप्त ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जैविक रूप से उपलब्ध रूप - एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) में परिवर्तित हो जाता है। यह प्रक्रिया ऊर्जावान रूप से बहुत अनुकूल है: एक ग्लूकोज अणु के अपघटन के दौरान, एनारोबिक बैक्टीरिया केवल 2 एटीपी अणु प्राप्त करते हैं, और एरोबिक बैक्टीरिया जो ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं 36 एटीपी अणु प्राप्त करते हैं।

एरोबिक जीवन शैली के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन के आगमन के साथ, यूकेरियोटिक कोशिकाओं ने भी शुरुआत की, जिसमें बैक्टीरिया के विपरीत, एक नाभिक और ऑर्गेनेल जैसे माइटोकॉन्ड्रिया, लाइसोसोम और शैवाल और उच्च पौधों, क्लोरोप्लास्ट में होते हैं, जहां प्रकाश संश्लेषक प्रतिक्रियाएं होती हैं। यूकेरियोट्स के उद्भव और विकास के संबंध में, एक दिलचस्प और अच्छी तरह से स्थापित परिकल्पना है, जिसे लगभग 30 साल पहले अमेरिकी शोधकर्ता एल। मार्गुलिस ने व्यक्त किया था। इस परिकल्पना के अनुसार, यूकेरियोटिक कोशिका में ऊर्जा कारखानों के रूप में कार्य करने वाले माइटोकॉन्ड्रिया एरोबिक बैक्टीरिया होते हैं, और पौधों की कोशिकाओं के क्लोरोप्लास्ट जिनमें प्रकाश संश्लेषण होता है, वे साइनोबैक्टीरिया होते हैं, जो संभवतः लगभग 2 अरब साल पहले आदिम अमीबा द्वारा अवशोषित होते थे। पारस्परिक रूप से लाभकारी बातचीत के परिणामस्वरूप, अवशोषित बैक्टीरिया आंतरिक सहजीवन बन गए और उन्हें अवशोषित करने वाली कोशिका के साथ एक स्थिर प्रणाली, यूकेरियोटिक कोशिका का गठन किया।

विभिन्न भूवैज्ञानिक युगों की चट्टानों में जीवों के जीवाश्म अवशेषों के अध्ययन से पता चला है कि यूकेरियोटिक जीवन रूपों के उद्भव के बाद सैकड़ों लाखों वर्षों तक सूक्ष्म गोलाकार एककोशिकीय जीवों, जैसे कि खमीर द्वारा प्रतिनिधित्व किया गया था, और उनका विकासवादी विकास बहुत धीमी गति से आगे बढ़ा . लेकिन 1 अरब साल पहले, कई नई यूकेरियोटिक प्रजातियां पैदा हुईं, जिन्होंने जीवन के विकास में एक तेज छलांग लगाई।

सबसे पहले, यह यौन प्रजनन की उपस्थिति के कारण था। और अगर बैक्टीरिया और एककोशिकीय यूकेरियोट्स पुन: उत्पन्न होते हैं, जो स्वयं की आनुवंशिक रूप से समान प्रतियां बनाते हैं और यौन साथी की आवश्यकता नहीं होती है, तो अधिक उच्च संगठित यूकेरियोटिक जीवों में यौन प्रजनन निम्नानुसार होता है। दो अगुणित, गुणसूत्रों का एक सेट होने, माता-पिता की रोगाणु कोशिकाएं, विलय, एक ज़ीगोट बनाती हैं जिसमें दोनों भागीदारों के जीन के साथ गुणसूत्रों का दोहरा सेट होता है, जो नए जीन संयोजनों के अवसर पैदा करता है। यौन प्रजनन के उद्भव से नए जीवों का उदय हुआ, जो विकास के क्षेत्र में प्रवेश कर गए।

पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व के पूरे समय के तीन चौथाई के लिए, यह विशेष रूप से सूक्ष्मजीवों द्वारा प्रतिनिधित्व किया गया था, जब तक कि विकास में गुणात्मक छलांग नहीं हुई, जिससे मनुष्यों सहित उच्च संगठित जीवों का उदय हुआ। आइए हम पृथ्वी पर जीवन के इतिहास में मुख्य मील के पत्थर को एक अवरोही रेखा में देखें।

1.2 अरब साल पहले यौन प्रजनन की उपस्थिति के कारण विकास का एक विस्फोट हुआ था और जीवन के अत्यधिक संगठित रूपों - पौधों और जानवरों के उद्भव द्वारा चिह्नित किया गया था।

मिश्रित जीनोटाइप में नई विविधताओं का गठन जो यौन प्रजनन के दौरान होता है, स्वयं को नए जीवन रूपों की जैव विविधता के रूप में प्रकट करता है।

जटिल रूप से संगठित यूकेरियोटिक कोशिकाएं 2 अरब साल पहले दिखाई दीं, जब एककोशिकीय जीवों ने अन्य प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं को अवशोषित करके अपनी संरचना को जटिल बना दिया। उनमें से कुछ - एरोबिक बैक्टीरिया - माइटोकॉन्ड्रिया में बदल गए - ऑक्सीजन श्वसन के ऊर्जा स्टेशन। अन्य - प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया - ने मेजबान कोशिका के अंदर प्रकाश संश्लेषण करना शुरू कर दिया और शैवाल और पौधों की कोशिकाओं में क्लोरोप्लास्ट बन गए। इन जीवों के साथ यूकेरियोटिक कोशिकाएं और आनुवंशिक सामग्री सहित एक अच्छी तरह से परिभाषित नाभिक, जीवन के सभी आधुनिक जटिल रूपों को बनाते हैं - मोल्ड से मनुष्यों तक।

3.9 अरब साल पहले, एककोशिकीय जीव दिखाई दिए, जो शायद आधुनिक बैक्टीरिया और आर्कबैक्टीरिया की तरह दिखते थे। प्राचीन और आधुनिक दोनों प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं संरचना में अपेक्षाकृत सरल हैं: उनके पास एक गठित नाभिक और विशेष अंग नहीं होते हैं, उनके जेली जैसे साइटोप्लाज्म में डीएनए मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं - आनुवंशिक जानकारी के वाहक, और राइबोसोम जिस पर प्रोटीन संश्लेषण होता है, और ऊर्जा का उत्पादन होता है कोशिका के चारों ओर साइटोप्लाज्मिक झिल्ली।

4 अरब साल पहले रहस्यमय तरीके से आरएनए का उदय हुआ था। यह संभव है कि यह आदिम पृथ्वी पर दिखाई देने वाले सरल कार्बनिक अणुओं से बना हो। यह माना जाता है कि प्राचीन आरएनए अणुओं में आनुवंशिक जानकारी और उत्प्रेरक प्रोटीन के वाहक के कार्य थे, वे प्रतिकृति (स्व-दोहरी) करने में सक्षम थे, उत्परिवर्तित और प्राकृतिक चयन के अधीन थे। आधुनिक कोशिकाओं में, आरएनए इन गुणों को प्रदर्शित नहीं करता है या नहीं करता है, लेकिन डीएनए से राइबोसोम में आनुवंशिक जानकारी के हस्तांतरण में एक मध्यस्थ के रूप में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिसमें प्रोटीन संश्लेषण होता है।

ए.एल. प्रोखोरोव
रिचर्ड मोनास्टर्स्की के एक लेख पर आधारित
नेशनल ज्योग्राफिक पत्रिका में 1998 #3

विज्ञान अभी भी लगभग नहीं कह सकता, यहां तक ​​कि लाखों वर्षों की त्रुटि के साथ भी। यह केवल निर्विवाद है कि पर्यावरणीय परिस्थितियों, जीवों के अस्तित्व की स्थितियों के आधार पर, पृथ्वी के जीवन के करोड़ों वर्षों में जीवित पदार्थ बदल गए हैं।

पौधे और पशु जीवों का विकास

की तुलना पौधे और पशु जीव, उनमें गहरा अंतर पाया जा सकता है। तथापि, यदि हम उच्चतर रूपों से निम्नतर रूपों की ओर बढ़ते हैं, अधिक उच्च संगठित से कम संगठित रूपों की ओर बढ़ते हैं, तो ये अंतर धीरे-धीरे समाप्त हो जाते हैं। जानवरों और पौधों के सबसे सरल प्रतिनिधि एक दूसरे के इतने करीब हैं कि उनका विभाजन सशर्त है और यहां एक तेज सीमा स्थापित करना संभव नहीं है। यह मात्रा के बारे में बोलता है जीवन की एकता. जीवन धीरे-धीरे विकसित और बेहतर हुआ। निरंतर परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, नए पौधे और पशु जीव प्रकट हुए हैं जो नए पर्यावरण के लिए बेहतर रूप से अनुकूलित हैं। हमारे परिचित पौधे और जानवरों की दुनिया जीवन के विकास की समय प्रक्रिया में उस भव्यता के चरणों में से एक है, जो बहुत पहले शुरू हुई थी।

पृथ्वी की पपड़ी की परतों में पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति का इतिहास

पृथ्वी के अतीत के बारे मेंवाक्पटु बोलो पृथ्वी की पपड़ी की परतेंउनमें संरक्षित विभिन्न जीवों के अवशेषों के साथ, चट्टानें जो परतें बनाती हैं, उनका स्थान और अन्य विशेषताएं, (अधिक विवरण :)। ये परतें एक विशेष पुस्तक के पन्नों की तरह हैं, पृथ्वी के जीवन के बारे में एक आकर्षक पुस्तक। आपको बस इसके जीर्ण-शीर्ण, कभी-कभी बहुत बिखरे हुए पृष्ठों को पढ़ने में सक्षम होने की आवश्यकता है। पृथ्वी की परतें। एक गहरी घाटी में या एक नदी के किनारे पर, आप ऐसे गोले पा सकते हैं जो दिखने और आकार में असामान्य हैं, पत्थरों पर पौधों और जानवरों के निशान, पत्थर जो छत्ते या छोटे राम के सींग की तरह दिखते हैं, साथ ही एक पर इंगित पत्थर की नलियां भी हैं। पक्ष, आकार और मोटाई में भिन्न। । वे कुछ हद तक पत्थर की उंगलियों के टुकड़े से मिलते जुलते हैं। इस समानता के लिए, उन्हें बोलचाल की भाषा में "लानत उँगलियाँ" कहा जाता है।
लानत है उंगली। आप भी भाग्यशाली हो सकते हैं कि असामान्य आकार के दांत, हड्डियों और यहां तक ​​​​कि पूरे कंकाल, प्रिंट, कभी-कभी विशाल, जानवरों के पहले कभी नहीं देखे गए।
पुरातात्विक खोज। पृथ्वी की पपड़ी के स्तर को बनाने वाली चट्टानें जीवों के उन जीवाश्म अवशेषों से कम उल्लेखनीय नहीं हैं जो उनमें पाए जाते हैं। कुछ स्थानों पर नीली, लाल और काली मिट्टी हमारा ध्यान आकर्षित करती है, अन्य में - काली, लाल और हरी बलुआ पत्थर, सफेद और हरी रेत, चूना पत्थर, कभी-कभी विभिन्न जीवों के अवशेषों के साथ बहते हुए।
चूना पत्थर विभिन्न जीवों के अवशेषों से भरा है। प्रकृति के शोधकर्ताओं ने लंबे समय से ध्यान दिया है कि विभिन्न परतों में विभिन्न जीवों के अवशेष होते हैं। कुछ परतों में, उदाहरण के लिए, सेंट पीटर्सबर्ग के पास, छोटे फ्लैट गोले की एक बहुतायत हड़ताली है - "ओबोलस", लगभग दो-कोपेक सिक्के का आकार (ग्रीक में "ओबोलोस" एक छोटी सौदेबाजी चिप - ओबोल है), में अन्य परतें, उदाहरण के लिए, मास्को के पास, "लानत उंगलियों" की बहुतायत है।
परतों में "लानत उंगलियों" की एक बहुतायत। इसलिए, निष्कर्ष निकाला गया कि इन परतों का गठन विभिन्न भूवैज्ञानिक समय पर हुआ था, जब इन जीवों को समुद्री जलाशयों में महत्वपूर्ण वितरण प्राप्त हुआ था। ओबोलस प्राचीन सिलुरियन सागर में बसा हुआ था, जो लगभग 360 मिलियन वर्ष पूर्व भूवैज्ञानिकों के अनुसार उभरा और 40 मिलियन वर्षों तक अस्तित्व में रहा। इस समुद्र ने पश्चिमी यूरोप की पूर्वी सीमाओं से लेकर पूर्व में अराल सागर तक और उत्तर में तुला शहर के अक्षांश से लेकर दक्षिण में काकेशस पर्वत तक लगभग एक विशाल क्षेत्र पर कब्जा कर लिया। आधुनिक समुद्र, जैसे काला सागर, भी सभी प्रकार के गोले के विशाल द्रव्यमान को फेंकते हैं। Evpatoria "गोल्डन" समुद्र तट पर, आप गोले की प्रचुरता से चकित होंगे। स्थानीय शिल्पकार कुशलता से अपने सरल स्मृति चिन्ह - बक्से, फोटो फ्रेम और विभिन्न शूरवीरों से सजाते हैं। कलात्मक उद्देश्य के साथ-साथ रेलवे ट्रैक के लिए गिट्टी रेत के बजाय खोल का अच्छी तरह से उपयोग किया जाता है। ब्लैक सी शेल के स्तर ने शैल रॉक की परतों के निर्माण के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में कार्य किया - एक उत्कृष्ट निर्माण सामग्री जो प्रसंस्करण के लिए अच्छी तरह से उधार देती है।
शैल रॉक एक उत्कृष्ट निर्माण सामग्री है। "शैतान की उंगली" की भी उतनी ही दिलचस्प कहानी है। शैतान को यहाँ केवल अज्ञानता के कारण याद किया जाता है: यह लगभग 185 मिलियन वर्ष पहले दूर मेसोज़ोइक युग में रहने वाले एक प्राचीन बेलेमनाइट सेफलोपॉड मोलस्क के आंतरिक खोल के टुकड़ों से ज्यादा कुछ नहीं है। जानवर का नाम प्राचीन ग्रीक शब्द "बेलेमोनन" से आया है - एक तीर, जिसकी नोक, सामान्य रूप से, "शैतान की उंगली" की तरह दिखती थी।

बेलेमनाइट्स के वंशज

बेलेमनाइट्स के कुछ वंशज - कटलफिश और विशाल राक्षस - ऑक्टोपस, या ऑक्टोपस, आधुनिक समुद्रों में पाए जाते हैं, दोनों ठंडे और गर्म, दोनों तट के पास और बड़ी गहराई पर (3500 मीटर तक)। अधिकांश सेफलोपोड शिकारी होते हैं; कभी-कभी वे 17 मीटर तक पहुंच जाते हैं, जिनमें से 6 मीटर जानवर के शरीर पर गिरते हैं, बाकी - तम्बू पर - "पैर", संख्या में दस तक।
विशालकाय ऑक्टोपस। सेफेलोपोड्स एक विशेष तरीके से तैरते हैं: अपने शरीर की मांसपेशियों के मजबूत संकुचन से, वे मुंह के उद्घाटन से पानी की एक धारा को बाहर निकालते हैं। इस धक्का से जानवर टारपीडो की तरह तेजी से भागता है। आप सोच सकते हैं कि यह पीछे की ओर तैरता है। खतरे के मामले में, कुछ सेफलोपोड्स एक विशेष स्याही बैग की सामग्री को छोड़ देते हैं और एक मैला घूंघट के पीछे दुश्मन के लिए अदृश्य हो जाते हैं। प्रसिद्ध चीनी स्याही और भूरे रंग के सीपिया पेंट स्याही बैग की सामग्री से बनाए जाते हैं। कई सेफलोपोड्स, विशेष रूप से कटलफिश, (चीन में) ताजा और सूखे दोनों तरह से खाए जाते हैं। बहुत "शैतान की उंगली" जानवर की पूंछ में थी और शिकारी को गति की गति प्रदान करती थी।

प्राचीन समुद्र

प्राचीन सेफलोपोड्स बहुतायत में पाए जाते थे क्रेटेशियस सागर, जो क्रेटेशियस काल की पहली छमाही में यूराल रेंज के साथ एक विस्तृत पट्टी में बाढ़ आ गई, पश्चिम में एक गहरी खाड़ी में तेवर-कलुगा मेरिडियन तक जा रही थी, और दूसरी छमाही में इसने यूरोपीय भाग के लगभग पूरे दक्षिणी हिस्से पर कब्जा कर लिया था। रूस की तुर्की और ईरान के साथ दक्षिणी सीमा तक। क्रेटेशियस सागर के इस दक्षिणी क्षेत्र में, मुख्य कोकेशियान रेंज को पहले से ही एक चट्टानी द्वीप के रूप में पहचाना जा चुका है।

पृथ्वी की परतों के निर्माण का अध्ययन

मैं फ़िन पृथ्वी की परतेंएक दूसरे से दूर, उदाहरण के लिए, मास्को के पास और उल्यानोवस्क के पास, "शैतान की उंगलियां" या किसी अन्य समान कार्बनिक अवशेष बहुतायत में पाए जाते हैं - यह निश्चित रूप से बताता है कि ये परतें एक ही भूवैज्ञानिक समय पर बनाई गई थीं, अन्यथा - एक ही भूवैज्ञानिक में अवधि, युग, सदी, आदि।

चतुर्धातुक काल में पृथ्वी की पपड़ी की परतों का अध्ययन

दिलचस्प सामग्री हमें पृथ्वी की पपड़ी की परतों का अध्ययन दे सकती है, जो हमारे लिए निकटतम मिलियन वर्षों में बनी है। यह भूगर्भीय काल, जो वर्तमान तक जारी है, चतुर्धातुक काल कहलाता है। निचले और मध्य वोल्गा क्षेत्रों की सबसे ऊपरी परतों में, उदाहरण के लिए, अस्त्रखान, वोल्गोग्राड, सेराटोव और कुइबिशेव क्षेत्रों में, विशेष रूप से ट्रांस-वोल्गा क्षेत्र में, गोले उन लोगों के समान पाए जाते हैं जो अभी भी कैस्पियन सागर में रहते हैं।
जीवाश्म प्राचीन खोल। इन गोले की खोज के आधार पर, एक बार मौजूद विशाल की सीमाओं को स्थापित करना संभव था अरल-कैस्पियन सागर. वोल्गोग्राड और सेराटोव अब इसके मूल किनारे पर स्थित हैं। शोधकर्ता यह भी सटीक रूप से स्थापित कर सकते हैं कि समुद्र की उत्तरी संकरी खाड़ी काम के उच्च दाहिने किनारे के साथ-साथ उत्तर-पूर्व तक जाती थी। यह समुद्र लगभग 100 हजार साल पहले ऐसा ही था, जब रूस का अधिकांश यूरोपीय क्षेत्र महान हिमनद की आड़ में था और बर्फ की मोटाई दो किलोमीटर तक पहुंच गई थी, जैसा कि भूवैज्ञानिकों का मानना ​​​​है। गहरी परतों में, वोल्गा क्षेत्र में, बाइसन बैल, जंगली घोड़े, विशाल ऊंट, एक विशाल, एक विशाल हिरण, एक बालों वाले गैंडे, एक गुफा शेर और अन्य अब गायब हो चुके जानवरों की हड्डियाँ पाई जाती हैं। जितनी गहराई से हम परतों में प्रवेश करते हैं, उतनी ही बार हम जानवरों की हड्डियों से मिलेंगे, जानवरों की दुनिया के आधुनिक प्रतिनिधियों से अधिक से अधिक अलग।
जानवरों के जीवाश्म अवशेष। पिछले युगों के जीवन के क्षुद्र अवशेषों का अध्ययन करते हुए, भूवैज्ञानिक प्रकृति की महान पुस्तक के पत्थर के पन्नों को पलटते हुए प्रतीत होते हैं। हालांकि, यह अक्सर एक संपूर्ण उत्तर नहीं देता है: कई पृष्ठ गायब हैं, क्योंकि हमारे ग्रह के जीवन के पिछले युगों में मौजूद सभी जीवों ने पत्थर पर अपनी छाप नहीं छापी।
पत्थर के कीड़े की छाप। जीवन की लंबी शृंखला से लेकर सजीव पदार्थ के उद्भव से लेकर सबसे उत्तम रूप-मनुष्य तक, केवल पृथक-पृथक अंशों को ही संरक्षित किया गया है, इस श्रृंखला की अनेक कड़ियाँ गायब हैं। पृथ्वी की पपड़ी की सबसे प्राचीन परतें, जो इसके गठन की प्रक्रिया में बहुत बदल गई हैं, में जैविक जीवन के लगभग कोई संकेत नहीं हैं।

जीवाश्म जीवों का निर्माण

उन चट्टानों में जीवों के अधिक विशिष्ट निशान दिखाई देने लगते हैं जो प्राचीन जलाशयों के तलछट से बने थे। इन तलछटों में दबे जीव और उनके कंकाल धीरे-धीरे अनुकूल परिस्थितियों में पत्थर में बदल गए, दूसरे शब्दों में, वे खनिज हो गए।
खनिजयुक्त पाता है। उनके कार्बनिक पदार्थ को खनिज पदार्थ, जैसे चूना कार्बोनेट, सिलिका और अन्य पदार्थों के समाधान से बदल दिया गया था। इस प्रकार विभिन्न जीवाश्मयुक्त गोले, हड्डियाँ, लकड़ी के टुकड़े और यहाँ तक कि पूरे पेड़ के तने भी बने।
सख्त लकड़ी। यदि हम एक पतली पारदर्शी प्लेट (कागज की एक शीट की तुलना में पतली), तथाकथित पतले खंड को पेट्रिफाइड लकड़ी के टुकड़े से पीसते हैं, तो एक माइक्रोस्कोप के तहत हम प्राचीन लकड़ी की आंतरिक संरचना को स्पष्ट रूप से देखेंगे। कभी-कभी गोले स्वयं नहीं, पौधे के हिस्से आदि संरक्षित होते हैं, लेकिन केवल उनके निशान, उदाहरण के लिए, पौधे के पत्तों के निशान।
पत्ता प्रिंट। उस सामग्री से भी डाली जाती है जो खोल को भरती है और बाद में कठोर हो जाती है। इस प्रकार "आंतरिक कोर", जैसा कि भूवैज्ञानिक उन्हें कहते हैं, प्राप्त होते हैं। वे एक निश्चित आकार में धातु की ढलाई से मिलते जुलते हैं। जब खोल स्वयं घुल जाता है, तो इसके बाहरी रूप, या "बाहरी कोर" का एक कास्ट प्राप्त होता है। जिस वातावरण में जानवरों के अवशेषों को संरक्षित किया गया था, उन्होंने उनकी सुरक्षा निर्धारित की: मोटे अनाज वाली रेत में, जानवरों के अवशेष पानी को घुमाकर भंग कर दिए गए, मिट्टी में उन्हें कुचल दिया गया, और कायापलट चट्टानों में वे पूरी तरह से गायब हो गए। केवल महीन दाने वाली सिल्टी तलछट, पीट, प्राकृतिक डामर और विशेष रूप से शंकुधारी पेड़ों की राल ने जैविक अवशेषों के असाधारण संरक्षण को निर्धारित किया। उदाहरण के लिए, कीड़े, और फूल जो लाखों साल पहले तरल पेड़ की राल में मिल गए थे, उन्हें बिना किसी मामूली बदलाव के पूरी तरह से संरक्षित किया गया था, जैसे कि वे जीवित थे। इसे कैसे समझाया जा सकता है? तथ्य यह है कि राल धीरे-धीरे कठोर, पेट्रीफाइड, एम्बर में बदल जाता है - एक अर्ध-कीमती सुनहरा पत्थर, अक्सर पूरी तरह से पारदर्शी। एम्बर से बीड्स, माउथपीस, ब्रोच आदि बनाए जाते हैं एम्बर में विभिन्न कीड़े, विशेष रूप से चींटियां अक्सर पाई जाती हैं।
एम्बर में चींटी। लोमोनोसोव ने लगभग 260 साल पहले इन जिज्ञासाओं के बारे में क्या लिखा था:

चिनार की छांव में चलते हुए चींटी अपने पैर से चिपचिपी राल में फंस गई। यद्यपि वह अपने जीवन में लोगों के बीच नीच था: मृत्यु के बाद, वे एम्बर में कीमती हो गए।

हमेशा नहीं, विशेष रूप से पुराने दिनों में, भूवैज्ञानिक खोजों को सही परिभाषा और उद्देश्य प्राप्त हुआ। अविस्मरणीय जिज्ञासाएँ भी थीं। एक में, उदाहरण के लिए, 17 वीं शताब्दी में स्पेनिश कैथेड्रल, एक विशाल के दाढ़ के दांत को एक संत के निस्संदेह दांत के रूप में सम्मानित किया गया था। दांत दर्द से पीड़ित लोगों ने खुद को मैमथ के दांत पर लगाया और आम तौर पर "पवित्र पिता" को अच्छी आय दी। ध्यान दें कि एक विशाल दांत के अनुमानित आयाम हैं: जड़ की लंबाई 12 सेंटीमीटर है, चबाने वाली सतह की लंबाई 14 सेंटीमीटर है, और इसकी चौड़ाई 7 सेंटीमीटर है। माना जाता है कि प्रत्येक व्यक्ति के बत्तीस दांत होते हैं (उनमें से एक पूरा सेट के साथ)। तीर्थ के निर्विवाद आंकड़ों को देखते हुए संत का मुंह किस आकार का था।
प्राचीन जानवरों की खुदाई। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दिग्गजों के बारे में किंवदंतियां, जो एक आदमी से बीस गुना लंबे थे, उस समय के प्राचीन, "वैज्ञानिक" ग्रंथों में भी पाए गए थे। भूवैज्ञानिक खोजों के साथ और भी गंभीर मामले थे। एक प्राचीन छिपकली के कंकाल की छाप को मान्यता दी गई थी, उदाहरण के लिए, 18 वीं शताब्दी की पहली तिमाही के "शिक्षित पुरुषों" के आशीर्वाद से, "बाढ़" के दौरान डूबने वाले व्यक्ति के कंकाल के लिए। रहस्य का कोहरा धीरे-धीरे विभिन्न चमत्कारी खोजों से कम हो गया, और उसी 18 वीं शताब्दी के अंत में, वैज्ञानिकों ने जानवरों के जीव की संरचना का सावधानीपूर्वक अध्ययन किया, "बाढ़ के गवाह" को खारिज कर दिया, इसमें एक छिपकली के लिए एक निस्संदेह समानता की खोज की। जीवाश्मों और छापों के अलावा, प्राचीन जीवन या प्राकृतिक घटनाओं के पत्थर पर अक्सर प्रत्यक्ष निशान पाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, सबसे प्राचीन जानवरों के अंगों के निशान, रेंगने वाले कीड़ों के निशान, बारिश की बूंदों के निशान, लहर-कट के निशान आदि हैं।
प्राचीन जानवरों के जीवाश्म पैरों के निशान। प्रारंभ में, उन्हें नरम जमीन पर छापा गया, फिर धीरे-धीरे कठोर और पेट्रीफाइड किया गया।