TIẾN HÓA HÓA HỌC pot

TIẾN HÓA HÓA HỌC Trong giai đoạn này có sự tổng hợp những chất hữu cơ từ chất vô cơ theo phương thức hoá học. Thoạt tiên hình thành những phân tử hữu cơ đơn giản đến những phân tử phức tạp hơn, rồi đến những đại phân tử và những hệ đại phân tử. 1. Trong khí quyển nguyên thuỷ của quả đất đã có các khí như mêtan (CH 4 ), amôniac (NH 3 ), xianôgen (C 2 N 2 ), cacbon ôxit (CO) hơi nước (H 2 O); lúc đó chưa có O 2 , N 2 . Do tác động của nhiều nguồn năng lượng tự nhiên (bức xạ nhiệt của mặt trời, tia tử ngoại, sự phóng điện trong khí quyển, hoạt động của núi lửa, sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ ) từ các chất vô cơ đã hình thành những hợp chất hữu cơ đơn giản gồm 2 nguyên tố C và H (cacbua hyđrô) rồi đến những hợp chất gồm 3 nguyên tố C, H, O như saccarit, lipit. Sau đó đến những hợp chất có 4 nguyên tố C, H, O, N như axit amin, nuclêôtit. Từ các axit amin hình thành nên các prôtêin đơn giản rồi đến prôtêin phức tạp, từ nuclêôtit hình thành nên các axit nuclêic. Càng trở nên phức tạp các hợp chất hữu cơ càng nặng, chúng theo những trận mưa ròng rã hàng ngàn năm thuở đó mà rơi xuống biển. Nước đại dương nguyên thuỷ chứa đầy các loại chất hữu cơ hoà tan. 2. Quá trình hình thành các chất hữu cơ bằng con đường hoá học đã được chứng minh bằng nhiều công trình thực nghiệm trong những năm 50 và 60 của thế kỷ này. Ví dụ cho 1 tia điện cao thế phóng qua 1 hỗn hợp hơi nước, CO 2 , CH 4 , NH 3 người ta đã thu được một số loại axit amin. Cho tia tử ngoại chiếu qua 1 hỗn hợp hơi nước, mêtan, amôniac, cacbon ôxit người ta cũng đã thu được những axit amin. Được đun nóng từ 150 o C đến180 o C, 1 số hỗn hợp axit amin đã tạo thành những mạch pôlipeptit. Trong hàng loạt thí nghiệm, với những điều kiện hoá học và năng lượng tương tự các điều kiện giả thiết như trên quả đất nguyên thuỷ, các nhà khoa học đã tổng hợp được những chất hữu cơ phức tạp, kể cả 1 số pôlipeptit, pôlinuclêôtit. TIẾN HÓA TIỀN SINH HỌC Đây là giai đoạn hình thành mầm mống những cơ thể đầu tiên, có 4 sự kiện nổi bạt: 1. Sự tạo thành các Côaxecva. Các chất hữu cơ cao phân tử hoà tan trong nước tạo ra những dung dịch keo. Trong phòng thí nghiệm người ta đã chứng minh hỗn hợp hai dung dịch keo khác nhau sẽ tạo ra hiện tượng đông tụ thành những giọt rất nhỏ gọi là Côaxecva. Nghiên cứu dưới kính hiển vi có thể thấy các Côaxecva hấp thụ các chất hữu cơ trong dung dịch, nhờ đó lớn dần lên, biến đổi cấu trúc nội tại của chúng và dưới tác động cơ giới chúng có thể phân chia thành những giọt mới. Có thể nói côaxecva đã có những dấu hiệu sơ khai của các đặc tính trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản. Trong nước đại dương nguyên thuỷ đầy những loại chất hữu cơ cao phân tử hoà tan cũng đã hình thành những côaxecva như vậy. Dưới tác động của qui luật chọn lọc tự nhiên, cấu trúc và thể thức phát triển của côaxecva ngày càng được hoàn thiện. 2. Sự hình thành lớp màng phân biệt côaxecva với môi trường. Lớp màng này gồm những phân tử prôtêin và lipit sắp xếp theo trật tự xác định. Thông qua màng, côaxecva thực hiện sự trao đổi chất với môi trường. Trong phòng thí nghiệm đã tạo được những côaxecva có màng bán thấm. 3. Sự xuất hiện các enzim đóng vai trò xúc tác, làm cho quá trình tổng hợp và phân giải các chất hữu cơ diễn ra nhanh hơn. Tiền thân của các enzim có thể là những chất hữu cơ phân tử lượng thấp kết hợp với các iôn kim loại và liên kết với các pôlipeptit. 4. Sự xuất hiện cơ chế tự sao chép. Đây là bước tiến bộ quan trọng, nhờ đó các dạng sống đã sản sinh ra những dạng giống chúng, di truyền đặc điểm của chúng cho các thế hệ sau. Khi sự tiến hoá hoá học đã đạt tới mức độ nhất định thì có thể đã hình thành nhiều hệ tương tác giữa các loại đại phân tử như prôtêin – lipit, prôtêin – saccarit, prôtêin – prôtêin Qua chọn lọc tự nhiên, chỉ hệ prôtêin – axit nuclêic có thể phát triển thành các cơ thể sinh vật có khả năng tự nhân đôi, tự đổi mới. Qua quá trình rất lâu dài, từ các côaxecva đã hình thành các dạng sống chưa có cấu tạo tế bào rồi đến cơ thể đơn bào và sau đó là cơ thể đa bào. Quá trình phát sinh sự sống là 1 lịch sử rất dài. Nếu quả đất được hình thành cách đây 4,7 tỉ năm thì khoảng 2 tỉ năm đầu là các giai đoạn tiến hoá hoá học và tiền sinh học (từ những hợp chất hữu cơ đơn giản đến sinh vật đầu tiên), hơn 2 tỉ năm tiếp theo là giai đoạn tiến hoá sinh học (từ những sinh vật đầu tiên đến toàn bộ sinh giới hiện nay). Ngày nay không còn khả năng sự sống tiếp tục hình thành từ chất vô cơ theo phương thức hoá học vì thiếu những điều kiện lịch sử cần thiết. Hơn nữa, nếu tại một nơi nào đó có chất hữu cơ được tạo thành ngoài cơ thể sống thì nó lập tức bị các vi khuẩn phân huỷ. Bây giờ đây trong thiên nhiên chất hữu cơ chỉ được tổng hợp theo phương thức sinh học trong các cơ thể sống. . TIẾN HÓA HÓA HỌC Trong giai đoạn này có sự tổng hợp những chất hữu cơ từ chất vô cơ theo phương thức hoá học. Thoạt tiên hình thành những phân tử. năm đầu là các giai đoạn tiến hoá hoá học và tiền sinh học (từ những hợp chất hữu cơ đơn giản đến sinh vật đầu tiên), hơn 2 tỉ năm tiếp theo là giai đoạn tiến hoá sinh học (từ những sinh vật. học và năng lượng tương tự các điều kiện giả thiết như trên quả đất nguyên thuỷ, các nhà khoa học đã tổng hợp được những chất hữu cơ phức tạp, kể cả 1 số pôlipeptit, pôlinuclêôtit. TIẾN HÓA