איך מקורם של החיים באמת על פני כדור הארץ?: תיאוריות התפתחות

ישנן תיאוריות האבולוציה השונות ביותר, אך הידועות ביותר הן ככל הנראה אלה של דרווין ולמרק. אך גם ניסוי מילר והמעשנים השחורים מראים אפשרויות אחרות למוצאם של יצורים חיים על פני האדמה. האבולוציה היא התפתחות הפילוגנטית של מיני בעלי חיים וצמחים. היצורים החיים רוצים להסתגל לסביבתם על ידי התפתחות זו. האבולוציה מתרחשת במהלך דורות רבים. כעת נפרט יותר על התיאוריות המעניינות והידועות ביותר:

דרוויניזם

דרוויניזם הוא השם שקיבל צ'ארלס דרווין לתורת האבולוציה (1809 - 1882). זה כרוך באבולוציה על ידי הברירה הטבעית. דרווין טען שהאבולוציה מואצת במיוחד על ידי ההתנהגות התחרותית המתרחשת בטבע, משום שבמאבק על מזון ובתי גידול, רק היצורים המותאמים והחזקים ביותר שורדים. בנוסף, סביר יותר להניח שגם אלה, היצורים המותאמים ביותר, יתרבו. לפיכך, חוזקותיהם מועברות לצאצאיהם. החברים החלשים יותר במין נוטים פחות להתרבות בגלל תחרות, בין היתר - בסופו של דבר הם מתים. לפיכך, על פי דרווין, מינים אינם מתפתחים על פי תוכנית קבועה מראש, אלא מוטציות אקראיות (שינויים בחומר הגנטי) יוצרות גרסאות חדשות למין המחליפות את קודמותיהן החלשות יותר באמצעותן כוח והתאמה לסביבה. אם הצאצאים עם המאפיינים החדשים בסופו של דבר מתרחקים כל כך מאבותיהם או צאצאים אחרים עם מאפיינים חדשים שהם כבר לא יכולים להתרבות איתם, אז נוצר זן חדש. בהמשך דרווין עצמו יישם את התיאוריה שלו על בני אדם.

תורת האבולוציה של למארק

למארק (1744 - 1829), בוטנאי וזואולוג צרפתי, היה אחד הביולוגים החשובים בתחילת המאה ה -19. מחשבתו הייתה שכל יצור חי רוצה לחיות בהרמוניה עם סביבתו. עם זאת, מכיוון שמדובר במצב מתמיד של שינוי, מינים חייבים להשתנות גם כדי לא להיכחד. תורת האבולוציה שלו התבססה על שתי "תצפיות". הראשון היה כי יצורים חיים מאבדים בסופו של דבר את התכונות שאינן זקוקים להם ובמקום זאת מפתחים תכונות שהם זקוקים להם בסביבתם באמצעות שימוש מתמיד באיברים המדוברים. התצפית השנייה של למארק הייתה כי יצורים חיים ירשו את התכונות הנרכשות הללו לצאצאיהם. הדוגמה המפורסמת ביותר לתיאוריה שלו היא הארוכה צוואר של ג'ירפות. עקב בצורת, ניתן היה למצוא אוכל רק על עצים גבוהים. הג'ירפות היו צריכות למתוח את צווארן, מה שהאריך אותן לאורך זמן. זה ארוך יותר צוואר הועבר לצאצאיהם. תורת האבולוציה של למארק הייתה ההסבר המדעי למגוון המינים. עם זאת, לתיאוריית האבולוציה של למארק יש פגם גדול בכך שהיא מניחה שניתן לעבור בירושה יכולות שנרכשו במהלך החיים. כדי שזה יקרה, המידע הגנטי בתאי המין יצטרך להשתנות בהתאם. לפי הידע הנוכחי שלנו, עם זאת, הדבר אינו אפשרי.

ניסוי מילר-אורי

סטנלי מילר והראלד אורי ניסו לשחזר את האטמוספירה הקדומה של כדור הארץ במבחנה בשנת 1952. האטמוספירה הקדומה הייתה מורכבת כביכול מגזים בעלי אנרגיה גבוהה. הידרוגנציה, מתאן, ו אַמוֹנִיָה, שיכולים להגיב באמצעות אנרגיות זמינות ליצירת תרכובות אורגניות. בניסוי, המרכיבים המשוערים באווירה הראשונית נחשפו לפריקות ניצוץ חשמלי. אלה נועדו לדמות מכת ברק. הגזים שהתעבו ב קר לאחר מכן נאספו בבקבוק מלא מַיִם, שהיה אמור לייצג את האוקיאנוס הקדום. על ידי חימום הבקבוקון, גזים אלו הועברו לבסוף חזרה לאווירה הקדמונית ונחשפו שוב למכות הברק. הניסוי המשיך כך למשך שבוע. אחרי יום אחד, מַיִם כבר הוורדרד; בסוף השבוע, המים בבקבוק היו אדומים עמוקים עד שחומים ועננים. נוצרה תערובת מורכבת של תרכובות אורגניות מַיִם, כולל פשוט חומצות שומן, חומצות אמינו וסוכרים. התנאים הטובים ביותר להופעת החיים. הביקורת על הניסוי של מילר ואורי היא, עם זאת, כי לא הוכח אם החומרים המשוערים היו באמת באווירה הקדמונית.

המעשנים השחורים

מעשנים שחורים הם פתחי אוורור הידרותרמיים הממוקמים כ -2000 מטר בקרקעית הים העמוק. הם ארובות בצורת חרוט שנוצרו בתצהיר של מינרלים. מהם יוצאים מים חמים ועשירים במינרלים של 400 מעלות, שמתקררים על ידי פגישה עם 2 מעלות קר מים של הים העמוק, ויוצרים את מינרלים, שבתורם מופקדים על הארובות. באופן זה הארובות מגיעות לגבהים של 20 עד 25 מטר. המעשנים השחורים לגדול למעלה רק במקום בו הפעילות הגעשית עולה לפני השטח. דרך הסדקים בקרום האוקיאני, קר מי ים כך חודר קילומטרים עמוק אל פנים כדור הארץ, מתחמם ומגיב עם סלעי קרקעית האוקיאנוס. ואז, עמוסים בגזים וולקניים, מתכות ו גופרית, הוא חוזר לקרקעית האוקיאנוס וזורם החוצה. בגלל הלחץ הגבוה, המים לא מתחילים לרתוח למרות הטמפרטורה הגבוהה. אך למרות שהתנאים הללו שוררים שם, ארכאיים בקטריה יכולים רק לשגשג שם, כי הם יכולים רק להתחיל לגדול בטמפרטורה של 90 מעלות ויכול גם לסבול טמפרטורות הרבה מעל 100 מעלות. לכן, ההנחה היא שצורות החיים הראשונות חייבות להתפתח בלי חמצן בים העמוק. בכך הם השתמשו הידרוגנציה סולפיד כמקור אנרגיה בסביבה נטולת האור להמרה פַּחמָן דו-חמצני לתרכובות אורגניות.

סיכום

גם כיום, עדיין אין בהירות לגבי מקורם של יצורים חיים על פני כדור הארץ. עם זאת, אנו יכולים לשלול כמה תיאוריות עם הידע הנוכחי שלנו, כמו למשל למארק.