Pin1WhatsAppRedditUlashishElektron pochtaTvitlash1 ta ulashish
Bir qarashda bu aniq bo'lmasligi mumkin, ammo uglerod Yer yuzidagi hayotning asosiy elementidir. DNK va RNK ugleroddan iborat. Va, albatta, nafaqat uglerod, balki uglerod hayot uchun zarur bo'lgan uzun zanjirlarni hosil qilish uchun boshqa molekulalar bilan bog'lanishi mumkin. Va nafaqat inson hayoti, balki barcha hayot - o'simliklar va zamburug'lardan tortib sutemizuvchilar, hasharotlar va boshqalargacha. Sayyoramizdagi barcha hayot uglerodga asoslangan.
Texnik jihatdan, har qanday joyda hayot uglerodga asoslangan bo'lishi kerak. Hayotning qurilish bloklarini tashkil etuvchi molekulyar zanjirlarning shakllanishida uglerod o'rnini boshqa element egallashi mumkin, ammo bularning barchasi nazariy jihatdan. Biz ilgari hech qachon uglerodga asoslangan bo'lmagan hayot shakllarini ko'rmaganmiz; biz ularni asosan ilmiy fantastikaga aylantiramiz va ularni juda g'alati ko'rinishga keltiramiz.
Agar barcha hayot chindan ham uglerodga asoslangan bo'lsa, unda savol tug'iladi: nima uchun? Uglerodni hayot uchun ideal elementga aylantiradigan narsa nima? Va boshqa elementlar haqidagi nazariyalar qanchalik ishonchli? Qaysi elementlar hayotning shakllanishiga hissa qo'shishi mumkin va biz buni qanday bilamiz? Keling, bilib olaylik!
Uglerodning hayot hosil bo'lishiga nima imkon beradi?
Vodorod koinotdagi eng ko'p uchraydigan element bo'lsa-da va kislorod hayot uchun zarur bo'lsa-da, aynan uglerod hayotning asosi va bu tenglamadagi eng muhim element hisoblanadi. Bu uglerodning boshqa ko'plab elementlarda mavjud bo'lmagan noyob xususiyatlari bilan bog'liq. Xususan, uglerod ajoyib jamoaviy o'yinchi bo'lib, boshqa elementlar bilan osongina mustahkam aloqalar hosil qiladi.
Uglerod bog'lanishlarining mustahkamligi juda murakkab molekulalarning hosil bo'lishiga imkon beradi. Masalan, DNK juda murakkab molekuladir. Ammo uning vazifasi uglerod bog'lanishlari uni bir-biriga bog'lab turishiga asoslangan. U osongina uzun polimer zanjirlarini hosil qiladi, bu esa DNK va oqsillarning mavjud bo'lishiga imkon beradi, chunki ular juda uzun uzunliklarga yetishi mumkin.
DNKning molekulyar formulasi C15H31N3O13P2. Ko'rib turganingizdek, uglerod molekulada asosiy rol o'ynaydi. Bu yerda u vodorod, azot, kislorod va fosfor bilan bog'lanadi. Bular hayotning asosiy elementlari. Qolgan hamma narsa ularning atrofida qurilgan, shuning uchun uglerod hayotga asoslangan o'ziga xos ramka yoki skeletdir.
Dunyomiz, ayniqsa boshqa ko'plab elementlar bilan solishtirganda, tom ma'noda uglerodga to'lib toshgan. Uglerod aslida butun koinotdagi to'rtinchi eng ko'p uchraydigan elementdir. Dastlabki uchtasi vodorod, geliy va kislorod bo'lib, ularning barchasi gazlardir. Shuning uchun uglerod eng keng tarqalgan qattiq moddadir. Shuning uchun, uning ko'pligi hisobga olinsa, u hayotning ajralmas qismi bo'lishi ajablanarli emas.
Atomlar juda kichik bo'lgani uchun, bu juda murakkab molekulyar zanjirlarning shakllanishini sezilarli darajada osonlashtiradi. Yuqorida aytib o'tganimizdek, uglerod shakarlar bilan bir qatorda oqsillarni ham hosil qilishi mumkin. Hayotning energiya uchun zarur bo'lgan barcha narsalari, xuddi hayotning o'zi kabi, uglerodga asoslangan. Bu shuni anglatadiki, tirik organizmlar hayotni ta'minlash uchun zarur bo'lgan energiyani olish uchun boshqa uglerodga asoslangan molekulalarni parchalashi mumkin. Bu mikroskopik "siz nima yesangiz, o'shasiz" stsenariysining bir turi.
Uglerod aylanishi
Yer yuzida uglerod aylanishi deb ataladigan narsa mavjud. Bu sayyoradagi hamma narsani qamrab oluvchi makro miqyosdagi jarayon. Bu butun sayyoraga uglerodni qayta ishlash, uni tarqatish va ma'lum ma'noda hayotni qo'llab-quvvatlash imkonini beradi.
Dunyoning uglerod zaxiralari cheklangan. Biz uni yo'q qilmaymiz, lekin biz uni yaratmaymiz ham. Biz, albatta, qila olmaymiz, ayniqsa bu miqyosda. Demak, bizda avvalgidek uglerod qolgan. Bu shuni anglatadiki, uni ishlatadigan hamma narsa oxir-oqibat uni baham ko'rishga majbur bo'ladi. Hozir ichingizda olib yuradigan uglerodning bir qismi bir vaqtlar Tiranozavr rexsi Avraam Linkoln ichida va ehtimol sayyoramizda hayot boshlanganida o'sha suvlarda suzib yurgan birinchi bir hujayrali organizmlarda bo'lgan bo'lishi mumkin.
O'simliklar havodan karbonat angidridni yutadi. U tuproqda va ildiz tizimlarida saqlanadi va o'simliklar nobud bo'lganda yana ajralib chiqishi mumkin. Okeanlar uglerodni yutadi va tirik organizmlar, masalan, hayvonlar, uni kislorod bilan almashish uchun atmosferaga chiqaradi.
Uglerod aylanishining muhim qismi atmosfera va karbonat angidridning havo sifati va global haroratga qanday ta'sir qilishi bilan bog'liq. Ammo biz uglerodning boshqa yo'llar bilan ham harakatlanishini ko'rishimiz mumkin: u o'simliklar tomonidan so'rilganida, o'simlik hayvonlar tomonidan iste'mol qilinadi, hayvon biz tomonidan iste'mol qilinadi va bu uglerod atomlari doimiy ravishda turli shakllarda almashinadi. Bu nafaqat karbonat angidrid; bu shuningdek, hayotning tsiklik raqsida organizmlar o'rtasida uzatiladigan oqsillar, shakarlar va boshqa molekulalardir.
Boshqa biokimyoviy jarayonlar ham mumkinmi?
Xo'sh, agar uglerod boshqa elementlar bilan osongina birikishi tufayli hayotning asosini tashkil eta olsa, boshqa elementlar ham xuddi shu vazifani bajara oladimi? Ma'lum bo'lishicha, uglerod bu vazifa uchun juda mos bo'lsa-da, u yolg'iz emas. Shuni yodda tutish kerakki, bularning barchasi faqat nazariy, ammo biror narsaning mumkinligini tekshirish uchun savollar bermasa, fan nima bo'ladi?
Silikon
Kremniy davriy jadvalda ugleroddan bir oz pastda joylashgan. Odatda, boshqa potentsial hayot shakllari haqida gap ketganda, u eng ko'p tilga olinadigan element hisoblanadi. Buning sababi, kremniy o'zining molekulyar tuzilishida uglerodga juda o'xshash. U boshqa elementlar bilan murakkab bog'lanishlarni hosil qilishda unchalik yaxshi emas, lekin baribir juda yaxshi.
Strukturaviy jihatdan, kremniyning ko'plab bog'lanishlari va molekulalari uglerod bog'lanishlariga o'xshaydi. Kremniy, shuningdek, kislorod bilan kuchli bog'lanishlarni hosil qilishi mumkin, bu hech bo'lmaganda biz tushunganimizdek, hayotning qurilish bloklarini yaratish uchun zarur bo'ladi. Ammo bu yondashuvning ham potentsial kamchiliklari bor.
Kremniy atomlari orasidagi barcha bog'lanishlar uglerod atomlari orasidagi bog'lanishlar kabi kuchli bo'lmaydi. Kremniy yuqori haroratlar uchun ideal, ammo oddiy Yer yuzasi haroratida uglerod atomlari orasidagi bog'lanishlar ancha kuchliroq bo'ladi. Bundan tashqari, kremniy atomlari uglerod atomlariga qaraganda ancha katta. Bu ularni ba'zi molekulalarda biroz kattalashtiradi va ugleroddan tayyorlanishi mumkin bo'lgan eng murakkab polimerlarning ba'zilarini yaratish imkoniyatini kamaytiradi.
Tadqiqotchilar laboratoriyada mikroblarni muvaffaqiyatli boshqarib, kremniydan organik birikmalar yaratdilar, bu tabiatda odatda uchramaydigan holat. Bu biz bir kun kelib koinotda kremniyga asoslangan hayotni kashf etishimiz mumkin degan fikrni sezilarli darajada kuchaytiradi.
Metan
Metanga asoslangan hayot shakllari g'oyasi kremniy masalasiga qaraganda biroz nazariyroq. Bu yerda narsalar ancha murakkablashadi va tushunish qiyinlashadi. Hech bo'lmaganda, uglerod va kremniy alohida elementlardir. Metan uglerod va kisloroddan tashkil topgan molekuladir, shuning uchun bu texnik jihatdan yana uglerodga asoslangan hayotdirmi? Biroq, metan Yer yuzidagi hayot shakllarining aksariyati gullab-yashnashi mumkin bo'lgan muhit emas. Siz, albatta, uni muntazam ravishda nafas olishni xohlamaysiz.
Saturnning yo'ldoshlaridan biri Titanni o'rganayotgan NASA tadqiqotchilari uning atmosferasida vinil siyanidni topdilar. Ularning fikricha, bu organik birikma metan bilan ishlaydigan hayot shakllari uchun hujayra membranalarini ta'minlashi mumkin. Bular, ehtimol, Oyni qoplaydigan metan okeanlaridagi mikroorganizmlar bo'lishi mumkin, ammo nazariy jihatdan bu mumkin.
Titan membranalari Yerda topilgan fosfor va kisloroddan farqli o'laroq, azot, uglerod va vodoroddan iborat bo'lar edi.
Oltingugurt
Yer yuzida topilgan eng qadimgi qazilma qoldiqlar 3,4 milliard yil avval paydo bo'lgan. Bu hayotning paydo bo'lish davri edi va bizda bugungi kunga o'xshash sayyora yo'q edi. Atmosferada kislorod yo'q edi va karbonat angidridni nafas oladigan narsaga aylantirish uchun fotosintez ham yo'q edi. Dunyo issiq, gazsimon va bugungi kunda mavjud bo'lgan har qanday narsa uchun juda noqulay edi. Xo'sh, hayot qanday boshlangan va u nima qilgan?
Olimlar tomonidan topilgan qazilmalar oltingugurtni energiya manbai sifatida ishlatadigan mikroorganizmlarning mavjudligidan dalolat beradi. Bu mikroorganizmlar o'sib, ko'payib bordi, bu esa bir kun Marsda hayot yoki hech bo'lmaganda bunga oid dalillar kashf etilishiga umid uyg'otdi.
Bundan tashqari, Yerda hayotning paydo bo'lishiga yordam bergan ba'zi oltingugurt birikmalari dastlab kosmosdan kelgan deb ishoniladi. Agar ular bu yerga qo'nib, dinozavrlar, kaptarlar va futbolchilarni paydo qilganida, boshqa sayyorada nima bo'lgan bo'lishi mumkinligini kim biladi?
Ammiak
Metan singari, ammiak ham, yumshoq qilib aytganda, Yer yuzidagi aksariyat tirik organizmlar yashay olmaydigan yana bir moddadir. Ammiakga asoslangan hayot haqida nazariyalar mavjud, ammo bu holda gap uglerod o'rnini ammiak egallashi haqida emas - bu atom emas, balki molekula bo'lgani uchun qila olmaydi - balki suv o'rnini bosish haqida.
Ammiak hayot bilan mutlaqo mos kelmaydigan narsa emas. Biz siydikda ammiak ishlab chiqaramiz, shuning uchun u bizning biologiyamizning bir qismidir, garchi u organik modda hisoblanmasa ham. Buning sababi shundaki, u uglerodsiz azot o'z ichiga olgan birikma. Uglerodga asoslangan hayot organikdir. Biroq, agar biz uglerodga asoslangan bo'lmagan hayotni kashf qilsak, organik modda haqidagi ta'rifingizni o'zgartirish kerak bo'ladi.
Quyosh tizimidagi juda kam sonli sayyoralarda, hatto butun Koinotda ham suyuq suv mavjud bo'lganligi sababli, hayotni yaratish uchun boshqa qanday suyuqliklardan foydalanish mumkinligi haqida o'ylash mantiqan to'g'ri keladi. Biz bilgan hayot suvni talab qiladi, lekin hayot biz kabi bo'lishi kerak deb kim aytdi? Ammiak aynan shu yerda paydo bo'ladi.
Hatto bizning Quyosh sistemamizda ham ko'p miqdorda mavjud bo'lgan cheklangan miqdordagi suyuqliklar mavjud. Merkuriy va Venera tarkibida sulfat kislota mavjud. Bizda suv bor bo'lsa-da va u ba'zi yo'ldoshlarda aniqlangan bo'lsa-da, sovuqroq sayyoralarda muzlash nuqtasi pastroq bo'lgan ammiak bo'lishi mumkin. Harorat pasayishi bilan metan suyuqlashadi va hatto azot ham Quyosh tizimining tashqi qismida suyuq holatda mavjud bo'lishi mumkin.
Suyuq pressning mavjudligi uning tirik organizmlarda ishlashi mumkinligini anglatmaydi. U bir qator mezonlarga javob berishi kerak, jumladan, erituvchi sifatida ishlash qobiliyati, past yopishqoqlik, harorat o'zgarishiga chidamlilik va boshqa omillar. Bularning barchasini hisobga olgan holda, agar biz ideal deb ma'lum bo'lgan suyuq suvni istisno qilsak, ammiak bizning keyingi eng yaxshi variantimizdir.
Ammiak koinotdagi to'rtinchi eng ko'p tarqalgan molekula bo'lib, uning kimyoviy tarkibi suvga juda o'xshash. Bu tirik organizmlarning ishlashi uchun zarur bo'lgan suvga mutlaqo o'xshamaydi, lekin biz bilimlarimizni bilgan va ko'rgan narsalarimizga asoslaymiz, shuning uchun biz biron bir tafsilotni o'tkazib yuboryapmizmi yoki yo'qmi, aytish qiyin.
Kosmik marjondagi hayot
Hayotning koinotning biron bir joyida paydo bo'lganligi haqida yana bir nazariya mavjud bo'lib, u uglerodga asoslangan hayot g'oyasini ancha orqada qoldiradi. Bu hatto kremniyga asoslangan hayot, ammiakga asoslangan hayot yoki shunga o'xshash narsalar g'oyasidan ham ustun turadi. Bu kosmik marjon kabi hayot va u eng ekstremal ekstremal holatdir.
Agar Yer yuzidagi ekstremal hayot haqida bilganlarimizni hisobga olsak, tardigradaga o'xshash narsani eslashimiz mumkin. Bu mayda organizmlar juda sovuqda, juda issiqda va hatto kosmos vakuumida ham omon qolishi mumkin. Okean tubida otilib chiqadigan nihoyatda issiq, zaharli gidrotermal teshiklar atrofida ham rivojlanadigan hayot shakllari mavjud. Bular istisno bo'lsa-da, ular hayot bizning kutganlarimizga zid ravishda rivojlanib borishi mumkin bo'lgan holatlar mavjudligini ko'rsatadi. Boshqa barcha narsalarning 99.9%i nobud bo'ladigan joyda, bu jonzotlar tinch jonzotlar sifatida rivojlanadi. Endi buni kosmik miqyosda tasavvur qiling.
Agar biz hayot uchun zarur bo'lgan narsalar, ya'ni uglerod, kislorod, suv, to'g'ri tortishish kuchi va yulduzdan to'g'ri masofa haqida bilamiz deb o'ylagan narsalarimizni chetga surib qo'ysak, chinakam ekzotik joylarda, masalan, yulduzlarning o'zlarida qidiruvni boshlashimiz mumkin.
Bu faqat nazariy taxmin, ammo g'oya shundaki, magnit monopol deb ataladigan Higgs bozoniga o'xshash zarracha mavjud bo'lishi mumkin. Biz bu zarrachaning haqiqiy yoki yo'qligini ham bilmaymiz. Higgs bozoniga o'xshab, u uzoq vaqt nazariy bo'lib qoldi. Higgs bozonining mavjudligi oxir-oqibat isbotlangan bo'lsa-da, bu zarracha hali ham bizdan yashiringan.
Agar bu rost bo'lsa, bu zarralar kosmik iplar orqali bog'lanib, yulduzlar ichida DNKga o'xshash tuzilmalarni hosil qilishi mumkin. Agar o'z-o'zini ko'paytirish qobiliyati RNK va DNKda kodlangan bo'lsa, bu zarralar yulduzlar ichida ham shunga o'xshash funktsiyani bajarishi, kodlashi va ko'payishi, dunyomizda mavjud bo'lgan hech narsaga o'xshamaydigan hayotni yaratishi mumkin. Bu zarrachalarga asoslangan hayot yoki hech bo'lmaganda uning qurilish bloklari bo'ladi.
Bu marjonlarni qachondir ongli narsaga aylanishi mumkinmi, bu butunlay boshqa hikoya va kim biladi?
Sizni qiziqtirishi mumkin bo'lgan boshqa maqolalar