Tín dụng hình ảnh: Hải dương học Hole Hole
Rất nhiều thứ đã diễn ra tốt đẹp cho cuộc sống sắp tới. Nếu bạn quay trở lại, tất cả bắt đầu với một vũ trụ Big Bang sinh ra không gian và thời gian. Trong đó, ánh sáng vũ trụ ban đầu vang vọng, chậm lại trong sự sống động, các yếu tố nguyên thủy kết lại sau đó ngưng tụ thành một thế hệ sao đầu tiên khổng lồ. Sau khi ấm lên với khái niệm (bằng lực hấp dẫn), vật chất nguyên thủy bắt đầu hợp nhất trong lõi sao và một dạng ánh sáng nhỏ hơn di chuyển ra ngoài để sưởi ấm và chiếu sáng một Vũ trụ trẻ và có khả năng mở rộng.
Nhiều thời gian hơn và nhiều không gian hơn đã chứng kiến nhiều ngôi sao xanh đầu tiên nổ tung (sau khi sống rất ngắn). Các vụ nổ sau đó đã phun ra một lượng lớn các nguyên tử nặng hơn - không nguyên thủy - vào không gian. Trong số các ngôi sao vũ trụ phong phú này, các ngôi sao mới hình thành - nhiều ngôi sao với các tiếp viên hành tinh. Bởi vì mặt trời thế hệ thứ hai và thứ ba như vậy ít lớn hơn so với tổ tiên của chúng, chúng đốt cháy chậm hơn, mát hơn và lâu hơn nhiều - một thứ thiết yếu đối với loại mức năng lượng phù hợp lành tính cần thiết để tạo ra sự sống hữu cơ.
Mặc dù các ngôi sao nhân giống hình thành trong vòng vài trăm triệu năm của Vụ nổ lớn, cuộc sống ở đây trên Trái đất đã mất thời gian. Mặt trời của chúng ta - một ngôi sao thế hệ thứ ba có khối lượng khiêm tốn - hình thành khoảng chín tỷ năm sau. Các dạng sống đã phát triển hơn một tỷ năm sau đó. Khi điều này xảy ra, các phân tử kết hợp để tạo thành các hợp chất hữu cơ - trong điều kiện thích hợp - kết hợp với nhau như axit amin, protein và tế bào. Trong tất cả, một lớp phức tạp này đã được thêm vào một lớp khác và các sinh vật trở nên nhận thức hơn về thế giới xung quanh. Cuối cùng - sau hàng tỷ năm - tầm nhìn đã phát triển. Và tầm nhìn - được thêm vào ý thức chủ quan của nhận thức - khiến Vũ trụ có thể nhìn lại chính mình.
Nghiên cứu thực nghiệm về các nguyên tắc cơ bản của cuộc sống cho thấy một hỗn hợp các nguyên tố được lựa chọn tốt (hydro, carbon, oxy, & nitơ) tiếp xúc với bức xạ tia cực tím không ion hóa tạo thành axit amin. Bản thân các axit amin có khả năng vượt trội để liên kết với nhau thành protein. Và các protein có một khả năng khá giống Protean tinh để tạo hình dạng và hành vi cho các tế bào. Hiện tại có thể coi là hoàn toàn có thể là các axit amin đầu tiên hình thành trong không gian1 - được bảo vệ khỏi các dạng bức xạ khó hơn trong các đám mây rộng lớn bao gồm vật liệu nguyên thủy và sao. Vì lý do này, cuộc sống có thể là một hiện tượng có mặt khắp nơi chỉ đơn giản là chỉ chờ đợi một số điều kiện thuận lợi nhất định để bén rễ và phát triển thành nhiều dạng khác nhau.
Hiện nay, các nhà ngoại cảm học tin rằng nước lỏng là điều cần thiết cho sự hình thành và nhân lên của cuộc sống hữu cơ. Nước là một chất phi thường. Là một dung môi nhẹ, nước cho phép các phân tử khác phân tách và trộn lẫn. Trong khi đó, nó rất ổn định và trong suốt với ánh sáng khả kiến - một điều hữu ích nếu sinh học là lấy năng lượng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời. Cuối cùng, nước giữ nhiệt độ tốt, mang theo nhiệt dư qua quá trình hóa hơi và nổi khi được làm lạnh để hóa rắn thành nước đá.
Theo nhà nghiên cứu sinh vật học Andrew Pohorille của NASA, Nước Nước mang các phân tử hữu cơ lại với nhau và cho phép tổ chức thành các cấu trúc cuối cùng trở thành tế bào. Khi làm như vậy, nước hoạt động trong một ma trận vô song cho phép các phân tử hữu cơ hình thành các cấu trúc tự tổ chức. Andrew trích dẫn một đặc tính liên quan duy nhất với nước giúp tự tổ chức và tăng trưởng: Hiệu ứng kỵ nước chịu trách nhiệm cho việc nước và dầu không trộn lẫn, xà phòng và chất tẩy rửa 'bắt' bụi bẩn trong nước và trong số lượng lớn các hiện tượng khác. Tổng quát hơn, hiệu ứng kỵ nước chịu trách nhiệm phân tách các phân tử không phân cực (dầu) hoặc các bộ phận của phân tử khỏi nước, do đó chúng có thể dính vào nhau mặc dù chúng không được liên kết. Trong sinh học, đây chính xác là các tương tác chịu trách nhiệm hình thành các thành tế bào màng và cho các protein gấp lại thành các cấu trúc chức năng.
Để nước có trạng thái lỏng, nó phải duy trì trong một phạm vi nhiệt độ và áp suất tương đối hẹp. Bởi vì điều này chỉ có một vài hành tinh được đặt tốt - và có thể một số mặt trăng lớn được ưa chuộng với các điều kiện cần thiết để cho sự sống. Trong nhiều trường hợp, tất cả bắt nguồn từ một dạng bất động sản thiên thể - địa điểm, địa điểm, địa điểm
Cuộc sống ban đầu trên Trái đất rất đơn giản về hình thức và hành vi. Mặc dù tế bào, họ thiếu một nhân trung tâm (prokaryotic) và các cấu trúc phụ khác (bào quan). Thiếu một nhân như vậy các tế bào sinh sản vô tính. Những vi khuẩn kỵ khí này tồn tại chủ yếu bằng cách tạo ra (đồng hóa) khí metan từ hydro và carbon dioxide. Họ thích nhiệt - và có rất nhiều thứ để đi xung quanh!
Thực tế là sự sống phát triển trên Trái đất không đáng ngạc nhiên như người ta nghĩ. Cuộc sống bây giờ được coi là mạnh mẽ hơn nhiều so với tưởng tượng. Ngay cả bây giờ lỗ thông thủy nhiệt sâu trong đại dương đẩy nước gần sôi. Liền kề với cuộc sống lỗ thông hơi như vậy - dưới dạng giun ống và ngao khổng lồ - phát triển mạnh mẽ. Sâu dưới bề mặt của vi khuẩn kỵ khí chuyển hóa khoáng sản Trái đất được tìm thấy. Những điều kiện như vậy được cho là không thể trong suốt phần lớn thế kỷ 20. Cuộc sống dường như mọc lên ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt nhất.
Khi sự sống hình thành trên thế giới của chúng ta, các tế bào đã phát triển các bào quan - một số bằng cách kết hợp các tế bào nhỏ hơn, chuyên biệt hơn vào cấu trúc của chúng. Hành tinh nguội dần, bầu khí quyển của nó được làm rõ và ánh sáng mặt trời chiếu vào các đại dương. Vi khuẩn nguyên thủy phát sinh năng lượng cố định từ ánh sáng mặt trời làm thức ăn. Một số vẫn còn prokaryotic trong khi những người khác phát triển một nhân (eukaryotic). Những vi khuẩn nguyên thủy này đã làm tăng hàm lượng oxy trong bầu khí quyển Trái đất. Tất cả điều này đã xảy ra cách đây khoảng 2 tỷ năm và rất cần thiết để hỗ trợ chất lượng và số lượng cuộc sống hiện đang sinh sống trên hành tinh Blue Planet.
Ban đầu bầu khí quyển bao gồm ít hơn 1% oxy - nhưng khi mức độ tăng lên, các dạng sống ăn vi khuẩn thích nghi để tổng hợp nước từ oxy và hydro. Điều này giải phóng năng lượng nhiều hơn nhiều so với chuyển hóa metan có khả năng. Sự tổng hợp có kiểm soát của nước là một thành tựu to lớn cho cuộc sống. Hãy xem xét các thí nghiệm phòng thí nghiệm hóa học ở trường trung học nơi mà hydro và khí oxy được kết hợp, đốt nóng sau đó phát nổ. Các dạng sống nguyên thủy đã phải học cách xử lý thứ rất dễ bay hơi này theo cách an toàn hơn nhiều - đưa phốt pho vào nhiệm vụ trong việc chuyển đổi ADP thành ATP và trở lại.
Sau này - khoảng 1 tỷ năm trước - những sinh vật đa bào đơn giản nhất đã hình thành. Điều này xảy ra khi các tế bào kết hợp với nhau vì lợi ích chung. Nhưng những sinh vật như vậy là thuộc địa đơn giản. Mỗi tế bào hoàn toàn khép kín và chăm sóc các nhu cầu riêng của nó. Tất cả những gì họ cần là tiếp xúc liên tục với nước dùng ấm áp của các đại dương sớm để thu nhận chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải.
Bước tiến lớn tiếp theo trong sự tiến hóa của cuộc sống2
đến như các loại mô tế bào chuyên biệt phát triển. Cơ bắp, thần kinh, biểu bì và sụn đã thúc đẩy sự phát triển của nhiều dạng sống phức tạp hiện đang sinh sống trên hành tinh của chúng ta - từ thực vật có hoa đến nhà thiên văn học trẻ tuổi vừa chớm nở! Nhưng sinh vật có tổ chức đầu tiên đó rất có thể là một con sâu (annelid) đào hang qua chất nhờn biển của khoảng 700 triệu năm trước. Không có mắt và hệ thần kinh trung ương, nó chỉ có khả năng chạm và nếm. Nhưng bây giờ cuộc sống đã có khả năng để phân biệt và chuyên môn. Bản thân sinh vật này đã trở thành đại dương
Với sự ra đời của những sinh vật được tổ chức tốt, nhịp sống nhanh chóng:
Đến 500 MYA, động vật có xương sống đầu tiên tiến hóa. Đây có lẽ là những sinh vật giống lươn thiếu tầm nhìn nhưng nhạy cảm với hóa chất - và có thể là điện - thay đổi trong môi trường của chúng.
Đến 450 MYA, những động vật đầu tiên (côn trùng) đã tham gia vào rễ cây trên cạn.
Khoảng 400 MYA động vật có xương sống đầu tiên trèo ra khỏi biển. Đây có thể là một loài cá lưỡng cư sống nhờ côn trùng và thực vật dọc bờ biển.
Vào khoảng 350 MYA - loài bò sát đầu tiên giống như iguana đã xuất hiện. Chúng sở hữu bộ hàm khỏe, cứng, trong hộp sọ một mảnh. Khi chúng lớn hơn, những loài bò sát như vậy làm sáng hộp sọ của chúng bằng cách thêm các lỗ (ngoài hốc mắt đơn giản). Trước khi khủng long thống trị trái đất, cá sấu, rùa và pterasaur (bò sát bay) đi trước chúng.
Động vật có vú nguyên thủy quay trở lại gần 220MY. Hầu hết những sinh vật này đều nhỏ và giống như loài gặm nhấm. Các phiên bản sau này đã phát triển nhau thai - nhưng các loài trước đó chỉ đơn giản là nở trứng trong nội bộ. Tất cả các loài động vật có vú đều có máu nóng và vì điều này phải ăn phàm ăn để duy trì nhiệt độ cơ thể - đặc biệt là vào những đêm gió lạnh theo dõi các thiên hà mờ nhạt dọc theo sông Eridanus
Giống như động vật có vú, những con chim máu nóng đòi hỏi nhiều thức ăn hơn bò sát - nhưng giống như bò sát - đẻ trứng. Một ý tưởng không tồi cho một sinh vật của chuyến bay! Ngày nay, các loài chim thiên thể bay (chẳng hạn như mùa hè cuối mùa hè Cy Cyusus Swan và Aquila the Eagle) bởi vì những con chim thực sự đã chắp cánh khoảng 150 MYA.
Loài linh trưởng sớm nhất tồn tại ngay cả trong thời kỳ khủng long tuyệt chủng Bằng chứng mạnh mẽ ủng hộ ý kiến cho rằng chính khủng long đã vượt qua thành một nhóm sau khi một tiểu hành tinh - hay sao chổi - tác động đến bán đảo Yucatan của Hoa Kỳ Mexico. Sau sự kiện thảm khốc này, nhiệt độ giảm xuống khi một mùa đông phi hạt nhân của Vương quốc Hồi giáo hạ xuống. Trong điều kiện như vậy, thức ăn là phụ tùng, nhưng máu nóng lại xuất hiện. Tuy nhiên, trước đó không lâu, trước khi một loại của một loài khổng lồ hung dữ đã sớm thay thế một loài khác - bản thân động vật có vú phát triển đến kích cỡ phi thường và lớn nhất phát triển trong tử cung của biển và bây giờ có hình dạng của những con cá voi lớn.
Sự kết thúc của thằn lằn khủng khiếp Hồi giáo không phải là sự tuyệt chủng hàng loạt đầu tiên của cuộc sống - bốn lần chết trước đó đã xảy ra trước đó. Ngày nay, nhận thức được tiềm năng của những tác động thảm khốc như vậy, một số nhà thiên văn học trên thế giới đã để mắt đến những mảnh vụn gần quỹ đạo gần trái đất còn sót lại từ sự hình thành của hệ mặt trời. Các loại nhỏ nhất - ví dụ như thiên thạch - đưa vào các chương trình ánh sáng thiên thể vô hại. Các thiên thạch lớn hơn (bolide) thỉnh thoảng lan truyền ngọn lửa Ngọn lửa và đường mòn Khói khói khi chúng rơi xuống Trái đất. cơ quan lớn đã rời tỉnh của sự tàn phá thiên nhiên trên khắp dặm rừng - mà không hề để lại một dấu vết của “đảng đâm” đằng sau các tài liệu riêng của họ. Nhưng những kẻ xâm nhập lớn hơn có rất ít sự khiêm tốn như vậy. Một tiểu hành tinh hoặc sao chổi có đường kính một km sẽ gây ra tai họa tuyệt đối cho một trung tâm dân số. Các cơ quan có kích thước gấp mười lần có thể chiếm số lượng lớn các loại đã đánh vần sự kết thúc của khủng long.
Con người đầu tiên đi thẳng lên một số 6MYA. Điều này có thể xảy ra khi con đường chuyển hướng giữa động vật nguyên sinh và vượn nhân hình sớm. Sự khác biệt đó diễn ra sau một giai đoạn mười triệu năm tiến hóa linh trưởng nhanh chóng và hòa quyện vào chu kỳ tiến hóa sáu triệu năm của loài người. Những công cụ bằng đá đầu tiên được chế tạo bởi bàn tay con người khoảng 2 triệu năm trước. Lửa được khai thác bởi một số thành viên táo bạo của loài người một triệu năm sau đó. Công nghệ đã đạt được động lực rất chậm - hàng trăm ngàn năm đã trôi qua mà không có sự cải thiện đáng kể nào trong các công cụ được sử dụng bởi các xã hội bộ lạc trong quá khứ.
Con người hiện đại có nguồn gốc từ hơn 200.000 năm trước. Khoảng 125 nghìn năm sau, một sự kiện đã xảy ra có thể đã làm giảm toàn bộ dân số của hành tinh Trái đất xuống dưới 10.000 cá thể. Sự kiện đó không phải là ngoài hành tinh trong tự nhiên - chính Trái đất có thể đã đốt cháy ngọn lửa và đá vôi trong vụ phun trào của một căn phòng magma tích điện (tương tự như bên dưới Công viên Quốc gia Yellowstone ở miền tây Hoa Kỳ). 65.000 năm nữa trôi qua và thời kỳ đồ đá nhường chỗ cho thời đại nông nghiệp. Khoảng 5000 năm trước, các quốc gia thành phố đầu tiên đông lại trong các thung lũng màu mỡ được bao quanh bởi các địa điểm ít hiếu khách hơn. Toàn bộ nền văn minh đã đến và đi. Mỗi người vượt qua một ngọn đuốc của văn hóa và từ từ phát triển công nghệ tiếp theo. Ngày nay, nó chỉ còn vài thế kỷ ngắn kể từ khi những thấu kính hình bàn tay đầu tiên của con người và hướng mắt người vào những thứ của Bầu trời đêm.
Ngày nay, những tấm gương khổng lồ và tàu thăm dò không gian cho phép chúng ta chiêm ngưỡng những vùng đất rộng lớn của vũ trụ. Chúng ta thấy một vũ trụ năng động và hoàn toàn có thể ly kỳ với cuộc sống phong phú hơn bất cứ ai có thể tưởng tượng. Giống như ánh sáng và vật chất, cuộc sống rất có thể là một phẩm chất cơ bản của sự liên tục không-thời gian. Cuộc sống có thể phổ quát như trọng lực - và cá nhân như một buổi tối một mình với kính viễn vọng dưới bầu trời đêm
1 Trên thực tế, dấu vân tay quang phổ tần số vô tuyến của ít nhất một axit amin (glycine) đã được tìm thấy trong các đám mây bụi và khí khổng lồ trong môi trường liên sao (ISM). (Xem axit amin tìm thấy trong không gian sâu).
2 Cuộc sống phát triển từ các hình thức ít phức tạp hơn đến tinh vi hơn là một câu hỏi vượt ra ngoài tranh chấp khoa học. Chính xác làm thế nào quá trình này diễn ra là một vấn đề phân chia sâu sắc trong xã hội loài người. Các nhà thiên văn học - không giống như các nhà sinh vật học - không bắt buộc phải nắm giữ bất kỳ lý thuyết cụ thể nào về vấn đề này. Cho dù đột biến cơ hội và chọn lọc tự nhiên thúc đẩy quá trình hay một số tay không nhìn thấy được, có thể mang lại những điều như vậy nằm ngoài lãnh vực của cuộc điều tra thiên văn. Các nhà thiên văn học quan tâm đến các cấu trúc, điều kiện và quá trình trong vũ trụ nói chung. Khi cuộc sống trở nên mặn mà hơn với cuộc thảo luận đó, thiên văn học - đặc biệt là ngoại truyện - sẽ có nhiều điều để nói về vấn đề này. Nhưng thực tế là các nhà thiên văn học có thể cho phép thiên nhiên nói về những vấn đề như một sáng tạo đột ngột và tức thời ex nihilo, dưới dạng một Vụ nổ lớn cho thấy tư duy thiên văn linh hoạt như thế nào đối với nguồn gốc tối thượng.
Nhìn nhận: Tôi cảm ơn đi ra ngoài
Andrew Pohorille của NASA, người đã khai sáng cho tôi về tầm quan trọng to lớn của hiệu ứng kỵ nước đối với sự hình thành các cấu trúc tự tổ chức. Để biết thêm thông tin về exobiology, vui lòng xem trang web chính thức Cuộc sống xuyên không gian và thời gian của NASA Từ đó qua đó tôi có may mắn được liên lạc với Andrew.
Giới thiệu về tác giả:
Lấy cảm hứng từ kiệt tác đầu 1900 1900: Từ trời qua ba, bốn và năm inch Kính thiên văn, Jeff Barbour đã bắt đầu trong ngành thiên văn học và khoa học vũ trụ khi lên bảy tuổi. Hiện tại Jeff dành phần lớn thời gian để quan sát thiên đàng và duy trì trang web
Astro.Geekjoy.
