Primitive jordforhold og begynnelsen av livet

De Primitivt land Det er et begrep som ble brukt til å referere til hva planeten vår var i løpet av de første 1.000 millioner års eksistens. Denne perioden omfatter Hácic Eon (4.600-4.000 ma) og den eoarcaiske tiden (4.000-3.600 ma) av den arkaiske eon (4.000-2.500 ma). I geologi, forkortelsen MA (fra latin, Mega år) betyr millioner av år før nåtid.

Hácico, Archaic og Proterozoic Eons (2500-542 Ma) utgjør den prekambriske, og refererer til bergartene som ble dannet før den kambriske perioden. Precambrian underavdelinger er ikke formelle stratigrafiske enheter og er rent kronometrisk definert.

Kilde: Pixabay.com

[TOC]

Primitiv jorddannelse

Den mest aksepterte forklaringen på universets opprinnelse er teorien om Big Bang, hvor universet utvidet seg fra et innledende volum lik null (alt emnet konsentrert på et sted på et øyeblikk, som kalles "singularitet") inntil det når et stort volum for 13,7 milliarder år siden.

Universet var allerede nesten 9 milliarder år gammel da for 4 siden 4.567 millioner år, solsystemet vårt og det primitive landet dannet. Dette nøyaktige estimatet er basert på den radiometriske dateringen av meteoritter som har solsystemets alder.

Solen ble dannet av sammenbruddet av en region med gass fra det interstellare mediet. Komprimering av materie er årsaken til dens høye temperaturer. Støvskiven for gass og rotasjon dannet en primitiv solnebula, hvorfra solsystemkomponentene kommer.

Primitiv jordens formasjon kan forklares med "Standard Planetary Training Model".

Kosmisk støv akkumuleres ved en prosess med økte kollisjoner, først mellom små himmellegemer, deretter mellom embryonale planeter opp til 4.000 kilometer i diameter, til slutt mellom et lite antall store planetariske kropper.

Primitive jordforhold

Under den langvarige historien gjennomgikk det primitive landet enorme endringer i miljøforholdene.

De første forholdene, kvalifiserbare som infernal, var helt fiendtlige mot alle livsformer. Temperaturene som gjorde at alle landsmaterialene var en del av et hav av magma, bombardementet av meteoritter, asteroider og små planeter, og tilstedeværelsen av dødelige ioniserte partikler brakt av solvinden av vinden.

Kan tjene deg: Hva er menneskets livssyklus?

Deretter er den primitive landkjøling, som tillater utseendet til jordskorpen, flytende vann, atmosfære og fysisk -kjemiske forhold gunstig for utseendet til de første organiske molekylene og til slutt til opprinnelse og bevaring av livet.

Hácical Eon

Kunnskapen om Faile eon kommer fra analysen av et lite antall prøver av terrestriske bergarter (dannet mellom 4.031 og 4.0 ma), komplementert med slutninger basert på studiet av meteoritter og andre himmelske materialer.

Kort tid etter at jorden dannet seg, allerede i den mislykkede Eon, skjedde en siste stor økt kollisjon med en himmelsk kropp av størrelsen på Mars. Effektenes energi smeltet eller fordampet mye av jorden.

Koalescence for kjøling og akkresjon av dampen dannet månen. Det smeltede materialet som forble på jorden dannet et magmahav.

Jordens kjerne, som er laget av flytende metall, kommer fra det dypeste av magmahavet. Den smeltede silikaen som oppsto jordskorpen var det øvre laget av nevnte hav. Den store dynamikken i dette stadiet førte til differensiering av kjernen, mantelen, jordskorpen, en protocéano og en atmosfære.

Mellom 4.568 og 4.4 ma, jorden var fiendtlig mot livet. Det var ingen kontinenter eller flytende vann, det var bare ett magmahav bombardert intenst av meteoritter. I denne perioden begynte imidlertid de nødvendige kjemiske miljøforholdene å utvikle seg for fremveksten av livet.

Det var eoarcaic

Det antas generelt at livet har sin opprinnelse på et tidspunkt i overgangen mellom den háciske eon og den eoarcaiske epoken, selv om mikrofossiler ikke er kjent som kan bevise det.

Den eoarcaiske epoken var en periode med dannelse og ødeleggelse av jordskorpen. Den eldste bergformasjonen som er kjent, som ligger i Grønland, dukket opp 3.800 millioner år. Vaalbará, det første superkontinentet som hadde jorden, dannet 3.600 millioner år.

I løpet av den eoarcaiske tiden, mellom 3950 og 3870 ma, led jorden og månen en intens ekstrem bombing som endte med en periode med ro som hadde vart i 400 millioner år. Lunar Craters (ca. 1700 med en diameter større enn 20 km; 15 med en diameter på 300-1200 km) er det mest synlige resultatet av denne bombingen.

Det kan tjene deg: Utviklingsbiologi: Historie, hvilke studier, applikasjoner

På jorden ødela denne bombingen det meste av jordas skorpe og koker havene, og eliminerte alle livsformer, bortsett fra, sannsynligvis, visse bakterier, sannsynligvis ekstremofile tilpasset høye temperaturer. Jordens liv var i ferd med å slukke.

Prebiotiske prosesser

I det andre tiåret av det tjuende århundre foreslo den russiske biokjemikeren Aleksandr Oparin at livet har sin opprinnelse i et miljø som den primitive jorden gjennom en prosess med kjemisk evolusjon som opprinnelig førte til utseendet til enkle organiske molekyler.

Atmosfæren ville vært sammensatt av gasser (vanndamp, hydrogen, ammoniakk, metan) som ville ha dissosiert i radikaler ved virkningen av UV -lys.

Rekombinasjonen av disse radikaler ville ha gitt et regn av organiske forbindelser, og dannet en primær buljong der kjemiske reaksjoner ville ha produsert molekyler som var i stand til å replikere.

I 1957 demonstrerte Stanley Miller og Harold Urey, gjennom en enhet som inneholder varmt vann og Oparin -gassblandingen, underlagt elektrisk gnist, at den kjemiske evolusjonen kunne ha skjedd.

Dette eksperimentet produserte enkle forbindelser til stede i levende vesener, inkludert nukleinsyrebaser, aminosyrer og sukkerarter.

I neste trinn i kjemisk evolusjon, som også har opplevd eksperimentelt, ville de tidligere forbindelsene ha sluttet seg til å danne polymerer som ville ha lagt til for å danne protobionter. Disse klarer ikke å gjenskape, men de har semipermeable og spennende membraner som de fra levende celler.

Livets opprinnelse

Protobiontesene ville ha forvandlet seg til levende vesener ved å tilegne seg evnen til å reprodusere, og overføre deres genetiske informasjon til følgende generasjon.

På laboratoriet er det mulig å kjemisk syntetisere korte RNA -polymerer. Blant polymerene som er til stede i protobiontene, må det være ARN.

Da magmaen ble størknet, og startet dannelsen av cortex av den primitive jorden, produserte de erosive prosessene til bergartene leire. Dette mineralet kan adsorbere korte RNA -polymerer på sine hydratiserte overflater, og tjene som en form for dannelse av større RNA -molekyler.

På laboratoriet har det også blitt vist at RNA -polymerer kan fungere som enzymer, og katalysere sin egen replikasjon. Dette viser at RNA -molekyler kunne vært replikert i protobionter, og til slutt forårsake celler, uten behov for enzymer.

Det kan tjene deg: Flora og Fauna de Aridoamérica

Tilfeldige endringer (mutasjoner) i RNA -molekylene til protobiontene ville ha skapt variasjon som naturlig seleksjon kunne ha operert. Dette ville vært begynnelsen på evolusjonsprosessen som oppsto alle jordens livsformer, fra prokaryotene til plantene og virveldyrene.

Referanser

1. Lekter, l. M. 2018. Omsatte planetariske miljøer i opprinnelsen til livsstudier. Nature Communications, doi: 10.1038/S41467-018-07493-3.
2. Djokic, t., Van Kranendonk, m. J., Campbell, k. TIL., Walter, m. R., Ward, c. R. 2017. Tidligste tegn på liv på land bevart i CA. 3.5 GA varme fjærforekomster. Nature Communications, doi: 10.1038/NCOMMS15263.
3. Fowler, c. M. R., Ebinger, ca. J., Hawkesworth, ca. J. (Eds). 2002. Den tidlige jorden: fysisk, kjemisk og biologisk utvikling. Geological Society, Special Publications 199, London.
4. Gargaud, m., Martin, h., López-García, p., Montmerle, t., Pascal, r. 2012. Ung sol, tidlig jord og livets opprinnelse: leksjoner for astrobiologi. Springer, Heidelberg.
5. Hedman, m. 2007. Alderen på alt - hvordan vitenskapen utstiller fortiden. University of Chicago Press, Chicago.
6. Jortner, J. 2006. Kondisjoner for fremveksten av livet på den tidlige jorden: Sammendrag og refleksjoner. Filosofiske transaksjoner av Royal Society B, 361, 1877-1891.
7. Kesler, s.OG., Ohmoto, h. (Eds.). 2006. Evolusjon av den tidlige atmosfæren, hydrosfæren og biosfæren: begrensninger fra malmforekomster. Geological Society of America, Boulder, Memoir 198.
8. Lunine, J. Yo. 2006. Fysiske forhold på den tidlige jorden. Filosofiske transaksjoner av Royal Society B, 361, 1721-1731.
9. Ogg, J. G., Ogg, g., Gradstein, f. M. 2008. Den konsise geologiske tidsskalaen. Cambridge, New York.
10. Rollinson, h. R. 2007. Early Earth Systems: En geokjemisk tilnærming. Blackwell, Malden.
11. Shaw, g. H. 2016. Jordens tidlige atmosfære og hav, og livets opprinnelse. Springer, Cham.
12. Teerikorpi, p., Valtonen, m., Lehto, k., Lehto, h., Byrd, g., Chernin, a. 2009. Evolvering -universet og livets opprinnelse - søket etter våre kosmiske røtter. Springer, New York.
13. Wacey, d. 2009. Tidlig liv på jorden: en praktisk guide. Springer, New York.
14. Wick Ramsinghe, J., Wick Ramsinghe, c., Napier, w. 2010. Kometer og livets opprinnelse. World Scientific, New Jersey.