Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

33.2: Omstandigheden op de Vroege Aarde
INHOUDSOPGAVE

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: Omstandigheden op de Vroege Aarde

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.

Ongeveer 4 miljard jaar geleden begonnen oceanen op aarde te condenseren, terwijl vulkaanuitbarstingen stikstof, kooldioxide, methaan, ammoniak en waterstof in de oeratmosfeer vrijkwamen. Organismen met de kenmerken van leven waren echter aanvankelijk niet op aarde aanwezig. Wetenschappers hebben experimenten gebruikt om te bepalen hoe organismen evolueerden die konden groeien, zich voortplanten en een interne omgeving in stand konden houden.

In de jaren twintig stelden de wetenschappers Oparin en Haldane het idee voor dat zich op de vroege aarde eenvoudige biologische verbindingen hadden kunnen vormen. Meer dan 30 jaar later testten Stanley Miller en Harold Urey van de Universiteit van Chicago deze hypothese door de omstandigheden van de vroege atmosfeer en oceanen van de aarde in een laboratoriumapparaat te simuleren. Door elektriciteit als energiebron te gebruiken, genereerde het Miller-Urey-experiment aminozuren en andere organische moleculen, wat aantoont dat de omgeving van de vroege aarde bevorderlijk was voor de vorming van biologische moleculen. Recenterexperimenten hebben vergelijkbare resultaten opgeleverd en suggereren dat aminozuren kunnen zijn gevormd in de buurt van gebieden met vulkanische activiteit of hydrothermale openingen in de oceaan.

Aminozuren en kleine organische moleculen kunnen vervolgens zelf zijn geassembleerd om meer complexe macromoleculen te vormen. Het druppelen van aminozuren of nucleotiden in heet zand kan bijvoorbeeld resulteren in de vorming van respectievelijk de overeenkomstige polymeren, eiwitten en nucleïnezuren. Een klasse van macromoleculen die lipiden worden genoemd, kan dan blaasjes hebben gevormd die een afzonderlijke, interne omgeving vormen. Dit vermogen om de binnenkant van de buitenkant te scheiden is een van de belangrijkste kenmerken van het leven. Een ander kenmerk van het leven is het bezit van genetisch materiaal; RNA was waarschijnlijk de eerste erfelijke genetische informatie. Gespecialiseerde blaasjes, protocellen genaamd, bevatten waarschijnlijk RNA dat zichzelf zou kunnen repliceren. Deze eenvoudige protocellen zouden ook kunnen groeien en evolueren, en zo het toneel vormen voor de vorming van cellulair leven op aarde.


Aanbevolen Lectuur

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

Waiting X
simple hit counter