Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

33.2: Dünyanın İlk Dönemlerindeki Koşullar
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Conditions on Early Earth
 
TRANSCRIPT

33.2: Conditions on Early Earth

33.2: Dünyanın İlk Dönemlerindeki Koşullar

Around 4 billion years ago, oceans began to condense on earth while volcanic eruptions released nitrogen, carbon dioxide, methane, ammonia, and hydrogen into the primordial atmosphere. However, organisms with the characteristics of life were not initially present on earth. Scientists have used experimentation to determine how organisms evolved that could grow, reproduce, and maintain an internal environment.

In the 1920s, the scientists Oparin and Haldane proposed the idea that simple biological compounds could have formed on the early earth. More than 30 years later, Stanley Miller and Harold Urey at the University of Chicago tested this hypothesis by simulating the conditions of the early earth's atmosphere and oceans in a laboratory apparatus. Using electricity as an energy source, the Miller-Urey experiment generated amino acids and other organic molecules, showing that the environment of early earth was conducive to the formation of biological molecules. More recent experiments have yielded comparable results and suggest that amino acids may have formed near areas of volcanic activity or hydrothermal vents in the ocean.

Amino acids and small organic molecules may then have self-assembled to form more complex macromolecules. For instance, dripping amino acids or nucleotides into hot sand can result in the formation of the corresponding polymers, proteins, and nucleic acids, respectively. A class of macromolecules called lipids may have then formed vesicles providing a separate, internal environment. This ability to separate the inside from the outside is one of the key characteristics of life. Another characteristic of life is the possession of genetic material; RNA was likely the first heritable genetic information. Specialized vesicles, called protocells, probably contained RNA that could replicate itself. These simple protocells could also grow and evolve, setting the stage for the formation of cellular life on earth.

Yaklaşık 4 milyar yıl önce, volkanik patlamalar ilkel atmosfere azot, karbondioksit, metan, amonya ve hidrojen salırken okyanuslar yeryüzünde yoğunlaşmaya başladı. Ancak, yaşam özelliklerine sahip organizmalar başlangıçta yeryüzünde mevcut değildi. Bilim adamları, iç sel ortamı koruyabilen, üreyebilen ve bu organizmaların nasıl evrimleştiğini belirlemek için deneyler kullandılar.

1920'lerde, bilim adamları Oparin ve Haldane basit biyolojik bileşiklerin erken dünya üzerinde oluşmuş olabileceği fikrini önerdiler. 30 yıldan fazla bir süre sonra, Chicago Üniversitesi'nden Stanley Miller ve Harold Urey bu hipotezi bir laboratuvar aygıtında dünya atmosferinin ve okyanusların koşullarını simüle ederek test ettiler. Elektriği bir enerji kaynağı olarak kullanan Miller-Urey deneyi amino asitler ve diğer organik moleküller üreterek erken dünya ortamının biyolojik moleküllerin oluşumuna elverişli olduğunu gösterdi. Daha yeni deneyler karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmiş ve amino asitlerin okyanustaki volkanik aktivite veya hidrotermal bacaların yakınında oluşmuş olabileceğini düşündürmektedir.

Amino asitler ve küçük organik moleküller daha sonra daha karmaşık makromoleküller oluşturmak için kendi kendine biraraya olabilir. Örneğin, amino asitlerin veya nükleotitlerin sıcak kuma damlatılması, sırasıyla ilgili polimerlerin, proteinlerin ve nükleik asitlerin oluşmasına neden olabilir. Lipidler adı verilen bir makromolekül sınıfı daha sonra ayrı bir iç ortam sağlayan veziküller oluşmuş olabilir. İçi dışarıdan ayırma yeteneği hayatın temel özelliklerinden biridir. Yaşamın bir diğer özelliği de genetik materyal bulundurmaktır; RNA muhtemelen ilk kalıtsal genetik bilgiydi. Protocells adı verilen özel veziküller muhtemelen kendini kopyalayabilen RNA içeriyordu. Bu basit ön-hücreler de büyüyüp gelişebilir, yeryüzünde hücresel yaşamın oluşumuna zemin hazırlayabilir.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter