Question

Когда и как появилась первая клетка? Кто являлся первым организмом на нашей планете?

Answer 1

Как появилась первая клетка, в связи с давностью лет ещё окончательно не ясно, но примерный процесс был такой.

1) В начале под действием различных природных факторов (тепло, ультрафиолетовое излучение, электрические разряды) появились первые органические соединения, которые послужили материалом для построения живых клеток.

2) Ключевым моментом в истории развития жизни видимо стало появление первых молекул-репликаторов. Репликатор – это своеобразная молекула, которая является катализатором для синтеза своих собственных копий или матриц, что является примитивным аналогом размножения в животном мире. Из наиболее распространённых в настоящее время молекул, репликаторами являются ДНК и РНК. Например, молекула ДНК, помещённая в стакан с необходимыми компонентами, самопроизвольно начинает создавать свои собственные копии (хотя и значительно медленнее, чем в клетке под действием специальных ферментов) .

3) Появление молекул-репликаторов запустило механизм химической (добиологической) эволюции. Первым субъектом эволюции были скорее всего примитивные, состоящие всего из нескольких нуклеотидов, молекулы РНК. Для этой стадии характерны (хотя и в очень примитивизированном виде) все основные черты биологической эволюции: размножение (репликация) , мутации (ошибки при создании копий) , смерть (химическая или физическая деструкция молекулы) , борьба за выживание и естественный отбор (устойчивость к внешним физическим и химическим факторам) .

4) Химической эволюции способствовал тот факт, что РНК является универсальной молекулой. Кроме того, что она является репликатором (т. е. носителем наследственной информации) , она может выполнять функции ферментов (например, ферментов, ускоряющих репликацию, или ферментов, разлагающих конкурирующие молекулы) .

5) В какой-то момент эволюции возникли РНК-ферменты, катализирующие синтез молекул липидов (т. е. жиров) . Молекулы липидов обладают одним замечательным свойством: они полярны и имеют линейную структуру, причём толщина одного из концов молекулы больше, чем у другого. Поэтому молекулы липидов во взвеси самопроизвольно собираются в оболочки, близкие по форме к сферическим. Так что РНК, синтезирующие липиды, получили возможность окружать себя липидной оболочкой, значительно улучшившую устойчивость РНК к внешним факторам.

6) Постепенное увеличение длины РНК приводило к появлению многофункциональных РНК, отдельные фрагменты которых выполняли различные функции.

7) Первые деления клеток происходили, видимо, под действием внешних факторов. Синтез липидов внтутри клетки приводил к увеличению её размеров и к потере прочности, так что большая аморфная оболочка разделялась на части под действием механических воздействий. В дальнейшем возник фермент, регулирующий этот процесс.

Как РНК предало функции хранения генетической информации ДНК, как возникла временная синхронизация процессов в клетке, на какой стадии был запущен синтез белков – можно только догадываться, так что на этом экскурс в историю возникновения жизни я заканчиваю.

Answer 2

Вопрос о происхождении первой клетки и первого организма является одним из ключевых вопросов в науке, изучающей происхождение жизни, называемой абиогенезом или оригином жизни. Несмотря на многочисленные исследования и теории, точные даты и обстоятельства появления первой клетки и первого организма остаются предметом дебатов и спекуляций. Пожалуйста, имейте в виду, что мои ответы основаны на знаниях до сентября 2021 года, и впоследствии могли появиться новые открытия и исследования.

По научным теориям, первая клетка возникла около 3,5 - 4 миллиардов лет назад на Земле. Это произошло после длительного процесса химической эволюции, который включал образование органических молекул (таких как аминокислоты и нуклеотиды) из простых неорганических веществ в условиях молодой Земли.

Одной из гипотез, объясняющих происхождение жизни, является гипотеза о протобионтах. Протобионты - это комплексы химических веществ, обладающие некоторыми свойствами жизни, но не являющиеся полноценными клетками. Они могли быть образованы из липидных молекул, формируя липосомы или микросферы, которые могли обособиться от окружающей среды и иметь некоторую степень метаболизма.

Также существует гипотеза, что жизнь на Земле могла возникнуть благодаря панспермии - процессу, при котором жизнеспособные организмы или прекурсоры жизни (например, бактерии или органические молекулы) пришли на Землю из космического пространства, перенесенные на метеоритах или кометах.

Что касается первого организма, то также нет однозначного ответа на этот вопрос. Считается, что самыми первыми организмами были прокариоты - простейшие одноклеточные организмы без ядра. Они были анаэробами, то есть не требовали кислорода для своего обмена веществ.

Однако точное определение первого организма сложно из-за отсутствия сохранившихся ископаемых данных из такого далекого прошлого. Большинство первобытных форм жизни были мягкотканными организмами, что делает их ископаемые остатки менее вероятными. Поэтому мы опираемся на генетические и молекулярные данные для изучения эволюции жизни на Земле.

Помните, что эти темы продолжают активно исследоваться учеными, и в будущем мы можем получить более точные ответы на эти фундаментальные вопросы.