Vzhled prvních živých organismů na Zemi

První živý organismus – systém sestávající ze souboru prostorově oddělených (nesmísících se) specifických lokálních prostředí, spojených společným mísícím se kapalným médiem a sebereplikující se nízkomolekulární RNA. Autoři teorie vzniku života Nikolaj Petrovič Kolomijcev a Naděžda Jakovlevna Poddubnaja jej nazvali „difuzní organismus“ [1]. Difúzní organismus je ve skutečnosti zdání strukturní a funkční organizace biosyntetického aparátu buňky.

• 1 Hypotézy vzniku života
• 2 Strukturální a funkční organizace
• 3 Dualismus organismus-populace
• 4 Nejjednodušší moderní difúzní organismy
• Poznámky 5

Hypotézy o vzniku života

Otázka vzniku života je již tisíce let předmětem zájmu mnoha vědců. Moderní hypotézy lze rozdělit do několika kategorií: 1) „metabolismus na prvním místě“; 2) „nejdříve replikátor“; 3) „hypotéza dvojího původu“; 4) „rozptýlený organismus“.

Hypotézy první skupiny („metabolism first“) navazují na Oparinovu teorii koacervátů. Spojují přechod od neživého k živému se vznikem primitivního metabolismu a metabolických procesů, které se objevily před replikátory. Síť biosyntetických a metabolických drah je nezbytně obsažena v koacervátových kapičkách, minerálních kompartmentech nebo lipidových nebo proteinových mikrosférách. Předpokládá se, že měli vrozenou schopnost růst, rozmnožovat se a dokonce se vyvíjet. Fragmenty proteinů se tvoří snadněji než nukleotidy. Nejúčinnější známé katalyzátory (enzymy) jsou proteinové povahy. Membrány a stěny by chránily složité molekuly před okolním roztokem. V případě primátu metabolismu je adaptivní evoluce nemožná, což neumožňuje klasifikovat koacerváty jako živé organismy [2]. Kromě toho by bariéry ve formě stěn a membrán v této fázi evoluce bránily volnému pohybu látek rozpustných ve vodě mezi živým systémem a prostředím [1].

Druhá skupina hypotéz je známá jako hypotézy světa RNA. Termín „svět RNA“ poprvé použil Walter Gilbert v roce 1986. Hypotéza naznačuje, že to byla RNA, která fungovala jako replikátor a katalyzátor pro vlastní sestavení a replikaci. Mezi důkazy pro teorii je zmíněn objev katalytických RNA a jejich umělá tvorba [3]. Problémem však zůstává obtížnost syntézy abiotické RNA a její křehkost [1].

Hypotézy třetí skupiny se vracejí k myšlenkám Oparina. Podle tohoto modelu začal život s protobuňkami. Protobuňky byly proteinové systémy, které se reprodukovaly statistickým dělením. Později byly protobuňky „infikovány“ parazitickými nukleovými kyselinami [4]. Experimentálně byla prokázána možnost zachycení makromolekul liposomy. Ale postupný přechod metabolických procesů pod kontrolu informačních molekul se stále zdá nepravděpodobný [1].

Koncept „difuzního organismu“ je podobný modelu „světa RNA“, ale na rozdíl od druhého bere v úvahu řadu skutečností:

• snadnější syntéza polypeptidů než polyribonukleotidů;
• potřeba komplexních katalyzátorů pro tvorbu ribozymů s vysokou katalytickou aktivitou, což by mohly být pouze relativně velké RNA se složitou terciární strukturou;
• schopnost být tvořen spontánně nebo pomocí velmi jednoduchých katalyzátorů pouze velmi malými molekulami RNA;
• nekompatibilita specifických médií nezbytných pro syntézu různých organických sloučenin;
• podobnost strukturní organizace prvních živých systémů se strukturou nejjednodušších moderních živých bytostí [1].

Strukturální a funkční organizace

Vznik prvního živého systému byl spojen se vzácnou shodou náhodných okolností. Stalo se to v nějaké oblasti otevřeného oceánu, v mořské zátoce, v povrchové nebo podzemní nádrži [1].

Vznik života je nepochybně spojen se vznikem docela přesné schopnosti replikovat nukleové kyseliny [2]. Informační částí difuzního organismu byla samoreplikující se nízkomolekulární molekula RNA, která obsahovala informace nutné pro přesnou autoduplikaci [1].

Jako všechny živé organismy měly i difúzní organismy somatickou část. Na druhou stranu objem koacervátu, membránového vezikula nebo drobné dutiny v minerálu nestačí k vytvoření samovyvíjejícího se systému, který je stabilní v průběhu času. Ale celý „rybník“ by také nebyl schopen zajistit existenci řady specifických, nekompatibilních prostředí nezbytných pro syntézu různých organických molekul. Na základě toho se materiálový systém skládal ze specifických lokálních prostředí oddělených v prostoru, spojených společným mísícím prostředím. Absence pevných hranic a rozptýlení částí systému v prostoru sloužily jako základ pro název „difúzní organismus“. Stavební bloky (RNA a proteiny) byly syntetizovány mimo místo replikace. Později se k sobě pravděpodobně přiblížily díky difúzi, nepřetržitému proudění konvekční tekutiny a také vodním tokům vyvolaným větry, přílivem a odlivem a Coriolisovými silami [1].

Charakteristickým rysem strukturní a funkční organizace difuzního organismu je jednostranná závislost informační části na části somatické. Somatická část působí jako součást prostředí pro replikátory. Můžeme hovořit o parazitismu informační části ve vztahu k části somatické [1].

Difúzní organismus zahrnuje mnoho přesných replikátorů, které se reprodukují nezávisle na sobě. Během tohoto procesu molekuly RNA soutěžily o zdroje v somatickém kompartmentu. Došlo tak k intraorganismální (intermolekulární) selekci. Jednotkami selekce byly ribonukleové kyseliny (v pozdější fázi evoluce – spolu s translačními produkty) s vysokou přesností sebereplikace. Difuzní organismus je populační systém, ve kterém dochází k biologické selekci [2].

Různé další nukleové kyseliny a jejich translační produkty, samouspořádající se polypeptidy, chemické nosiče energie a další molekuly přítomné v difúzním organismu přitom ve svých evolučních změnách na replikátorech nezávisí. Zajišťují však přežití a úspěšnou sebereprodukci přesných replikátorů a v kombinaci s nimi plní funkce organismů [1].

Nejjednodušší moderní difúzní organismy

Dnes jsou systémy velmi podobné prvnímu difúznímu organismu viroidy. Vlastnosti struktury a fungování jejich RNA ukazují na starobylost viroidních útvarů [1].

Informační část moderních viroidů představuje také molekula RNA. Viroidní RNA se skládá z 246-401 nukleotidů (první difúzní organismus měl pravděpodobně RNA ne delší než 200 nukleotidů). Za druhé, při infikování rostlinného organismu nemají difúzní viroidní organismy, stejně jako jejich předci, pevné hranice. Mohou tedy zabírat část objemu buňky; několik sousedních buněk procházejících mezibuněčnými kontakty; celý rostlinný organismus nebo jeho část, procházející kanály cévního systému [1].

Jediným problematickým aspektem konceptu difuzního organismu v tuto chvíli zůstává nedostatek údajů o jeho nezávislé/neparazitické existenci v přírodě [1].

1. ↑ 1,001,011,021,031,041,051,061,071,081,091,101,111,12Kolomiytsev N. P, Poddubnaya NYDifuzní organismus jako první biologický systém(angl.) // Biologická teorie: časopis. — 2010. — 22. března (roč. 5, č. 1). – S. 67-78.
2. ↑ 2,02,12,2Kolomiytsev N.P., Poddubnaya N.Ya.Vznik života v důsledku změny evolučního mechanismu(angl.) // Rivista di Biologia: časopis. — 2007. — Leden (roč. 100, č. 1). – S. 11-16.
3. ↑Gilbert W.Původ života: Svět RNA(angl.) // Příroda: časopis. – 1986. – 20. února (roč. 319). – str. 618.
4. ↑Dyson F.Počátky života. – Cambridge: Cambridge University Press.

Tento článek má stav „připraveno“. To sice nevypovídá o kvalitě článku, ale hlavní téma už dostatečně pokryl. Pokud chcete článek vylepšit, klidně jej upravte!

Přihlaste se prostřednictvím jakékoli sociální sítě

Kliknutím na tlačítko souhlasíte se zpracováním vašich osobních údajů. Smlouva o zpracování osobních údajů.

MENU Navigační nabídka

• • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
    Dnes pracujeme od 10:00 do 18:00
    Podrobnosti

  Nezapomeňte si uschovat vstupenku.

  Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách starosty Moskvy www.mos.ru lze vrátit prostřednictvím platformy RUSSPASS nebo e-mailem na adrese [email protected]

  

  • JAK SE TAM DOSTAT?!
  • prázdniny
  • Dění
  • Výstavy
  • KINO
  • STŘECHA MUZEA
  • Muzejní akce
  • Novinky MOS.RU
  • NAROZENINY
  • Pro děti
  • Výstavní programy
  • Interaktivní programy
  • Hlavní třídy
  • Přednášky
  • Soutěže
  • • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
      Dnes pracujeme od 10:00 do 18:00
      Podrobnosti

    Nezapomeňte si uschovat vstupenku.

    Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách starosty Moskvy www.mos.ru lze vrátit prostřednictvím platformy RUSSPASS nebo e-mailem na adrese [email protected]

    

    • NEZTRATE SE V MUZEU
    • VYSTAVENÍ
    • “Květinářství” na VDNKh
    • Interaktivní centrum
    • Interaktivní výstava
    • KINO
    • Prázdniny v roce 2025
    • Výstavy 2025
    • Všechny výstavy 2025
    • MODERNÍ UMĚNÍ
    • SKLENÍK
    • STŘECHA MUZEA
    • MOSKVA. Místo výskytu
    • EcoMoskva
    • EKO stezka
    • Paleopark
    • Živá výstava
    • Sbírka online
    • Environmentální programy
    • DOTAZY
    • Muzeum pro mládež
    • Večer v Muzeu
    • Projekt “Hlas severu”
    • Seznamte se s přírodními rezervacemi!
    • Laboratoře
    • vyšetřování DNA
    • Představení a projekce
    • Přístupné muzeum
    • Hlavní třídy
    • Projekt “Muzea pro děti”
    • Koncerty
    • Předškolní akademie
    • Narozeniny v muzeu
    • Dětská promoce
    • třídy IVF
    • Život pod mikroskopem
    • Muzejní lekce
    • Biokruh
    • Umělecké studio
    • Pravidla
    • Předmět a cena
    • Průvodci výstavou
    • Muzeum pro učitele
    • Víkendové výlety
    • Pro návštěvníky s handicapem
    • • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
        Dnes pracujeme od 10:00 do 18:00
        Podrobnosti

      Nezapomeňte si uschovat vstupenku.

      Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách starosty Moskvy www.mos.ru lze vrátit prostřednictvím platformy RUSSPASS nebo e-mailem na adrese [email protected]

      

      • YouTube | náš video kanál
      • Sketchfab | kolekce ve 3D
      • Videa našich dobrovolníků
      • ZOOM třídy pro děti
      • kdo co jí?
      • Kdo žije ve skořápce?
      • Rexik vyšetřuje
      • nebojím se tě
      • Video
      • expozice
      • Sbírky
      • exkurze
      • Muzejní akce
      • O muzeu
      • • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
          Dnes pracujeme od 10:00 do 18:00
          Podrobnosti

        Nezapomeňte si uschovat vstupenku.

        Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách starosty Moskvy www.mos.ru lze vrátit prostřednictvím platformy RUSSPASS nebo e-mailem na adrese [email protected]

        

        • jak se k nám dostat
        • jestli máš hlad
        • jak si výstavu nejlépe prohlédnout
        • pomoc v nouzi
        • Muzejní publikace
        • Edice pro děti
        • Vědecké sbírky
        • Výroční zprávy
        • Документация
        • Přístupné muzeum
        • Vývoj muzea
        • Dárci
        • Partneři muzea
        • Vaše akce je s námi
        • Nezávislé posouzení
        • Bezpečnost v přírodě
        • finanční zajištění
        • Požární bezpečnost
        • Protikorupční
        • Vzdělávací aktivity
        • Pracovníci muzea
        • Dobrovolnictví
        • Jobs
        • Klub přátel muzea
        • Pro média
        • Akreditace novinářů
        • Média o nás
        • Vytvoření muzea. Zakladatelé
        • 1964-1988
        • 1988–2000
        • Výstavba muzea
        • Vyznamenání
        • • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
            Dnes pracujeme od 10:00 do 18:00
            Podrobnosti

          Nezapomeňte si uschovat vstupenku.

          Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách starosty Moskvy www.mos.ru lze vrátit prostřednictvím platformy RUSSPASS nebo e-mailem na adrese [email protected]

          

          • Konference 2024
          • Konference 2023
          • Kurzy 2025
          • Archiv událostí
          • Další vzdělávání
          • Vaše akce je s námi
          • Muzejní publikace
          • Výroční zprávy
          • Články
          • Vzdělávací filmy
          • Sborník muzea
          • Statistika
          • Historie sbírek
          • Popis sbírek
          • Skladové sbírky
          • Databáze
          • Strážci říkají
          • 3D muzejní sbírka
          • Putovní výstavy
          • Pro cestovní kanceláře
          • Muzeum pro učitele
          • Klub učitelů
          • Archiv zřizovatele muzea
          • • 117292, Moskva, Vavilova ul., 57
              Muzeum je otevřeno každý den v roce kromě:
              Každé pondělí
              Běžná otevírací doba je od 10.00:6.00 do XNUMX:XNUMX
              vice
              Mapa umístění ↓

            

            • VÝSTAVY
            • Mapa muzea
            • Zvukový průvodce
            • Přístupnost
            • Stravování a pití
            • Návštěva s dětmi
            • V případech nouze
            • Soutěž
            • Eco Moskva
            • Environmentální cesta
            • Každoroční veřejné festivaly
            • DEN ZEMĚ 2020
            • Fotografické soutěže
            • PALEOPARK
            • Přiblížení pozadí
            • AR-QUEST
            • Muzejní sbírky
            • Pravidla přístupu ke sbírkám
            • Pro profesionální použití
            • Historie sbírek
            • Putovní výstavy
            • Příběhy muzejních sbírek
            • Obecná informace
            • Výroční zprávy
            • Kontakty
            • Vybrané novinky