Abiogenesis به تکامل اولیه حیات از مواد غیر زنده مانند ترکیبات آلی ساده اشاره دارد. این مطالعه چگونگی ایجاد حیات بیولوژیکی از مواد معدنی از طریق فرآیندهای طبیعی است. این مفهوم برای درک منشأ حیات روی زمین و احتمالاً در سیارات دیگر اساسی است. در این درس، اصول زیست‌زایی، زمینه تاریخی آن، شواهدی که از آن حمایت می‌کنند و برخی آزمایش‌های کلیدی که درک ما از منشأ حیات را شکل داده‌اند را بررسی می‌کنیم.
ایده زندگی که از غیر زندگی سرچشمه می گیرد، جدید نیست. فیلسوفان باستانی مانند ارسطو به تولید خود به خود حیات از ماده غیر زنده می اندیشیدند. با این حال، کاوش علمی این مفهوم بسیار دیرتر آغاز شد. در قرن نوزدهم، آزمایش‌های لویی پاستور نظریه تولید خود به خود را رد کرد و دانشمندان را به جستجوی توضیحات دیگری برای منشا حیات سوق داد. این جستجو منجر به نظریه مدرن زیست‌زایی شده است که نشان می‌دهد زندگی از طریق یک سری واکنش‌های شیمیایی آغاز شده است.
زندگی همانطور که می دانیم اساساً مبتنی بر مولکول های آلی پیچیده است، از جمله پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA)، لیپیدها و کربوهیدرات ها. این مولکول ها از کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و عناصر دیگر در پیکربندی های مختلف تشکیل شده اند. Abiogenesis پیشنهاد می‌کند که این ترکیبات آلی ابتدا از مولکول‌های ساده‌تر موجود در زمین اولیه تشکیل شده‌اند.
زمین اولیه، حدود 4 میلیارد سال پیش، محیطی بسیار متفاوت با امروز داشت. جو در حال کاهش بود و حاوی متان، آمونیاک، بخار آب و هیدروژن بود، اما فاقد اکسیژن بود. فعالیت آتشفشانی، رعد و برق و تشعشعات فرابنفش خورشید بسیار شدیدتر بودند. این شرایط می تواند منجر به واکنش های شیمیایی منجر به سنتز ترکیبات آلی شود.
یکی از معروف‌ترین آزمایش‌هایی که از زیست‌زایی حمایت می‌کند، آزمایش میلر-اوری است که در سال 1953 انجام شد. استنلی میلر و هارولد اوری شرایط زمین اولیه را در یک محیط آزمایشگاهی شبیه‌سازی کردند. آنها یک فلاسک را با آب، متان، آمونیاک و هیدروژن پر کردند و مخلوط را در معرض جرقه های الکتریکی قرار دادند تا صاعقه را تقلید کنند. پس از یک هفته، آنها دریافتند که چندین ترکیب آلی از جمله اسیدهای آمینه که بلوک های سازنده پروتئین ها هستند، تشکیل شده است. این آزمایش نشان داد که اجزای اساسی حیات را می‌توان در شرایطی که تصور می‌شود مشابه شرایط زمین اولیه است، سنتز کرد.
یک مرحله حیاتی در زیست زایی، تشکیل پروتوسل ها است. پروتوسل ها ساختارهای ساده و سلول مانندی هستند که می توانند پیش ساز سلول های زنده باشند. آنها از یک غشای دولایه لیپیدی تشکیل شده اند که مولکول های آلی را در بر می گیرد. در شرایط مناسب، این مولکول ها می توانند تحت واکنش هایی قرار گیرند که منجر به تکثیر و متابولیسم، فرآیندهای اساسی زندگی می شود. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که مولکول‌های لیپید می‌توانند به‌طور خود به خود وزیکول‌ها را تشکیل دهند و محیطی سلول مانند ایجاد کنند که در آن واکنش‌های شیمیایی می‌تواند رخ دهد.
یکی دیگر از فرضیه های مهم در زیست زایی، فرضیه RNA World است. این پیشنهاد می کند که قبل از DNA و پروتئین ها، زندگی بر اساس RNA بود. RNA قادر است اطلاعات ژنتیکی مانند DNA را ذخیره کند و واکنش های شیمیایی مانند پروتئین ها را کاتالیز کند. این عملکرد دوگانه نشان می‌دهد که RNA می‌تواند اولین مولکولی باشد که از حیات پشتیبانی می‌کند و منجر به تکامل اشکال پیچیده‌تر حیات می‌شود. پشتیبانی از دنیای RNA از آزمایش‌هایی حاصل می‌شود که نشان می‌دهد مولکول‌های RNA می‌توانند سنتز خود را تحت شرایط خاصی کاتالیز کنند.
یکی دیگر از جنبه های جالب زیست زایی، نقش منابع فرازمینی در رساندن ترکیبات آلی به زمین است. دنباله‌دارها و شهاب‌سنگ‌ها، غنی از مواد آلی، اغلب زمین اولیه را بمباران می‌کردند. این اجرام کیهانی می توانستند ترکیبات آلی ضروری را به ارمغان بیاورند و به موجودی شیمیایی لازم برای پیدایش حیات کمک کنند.
مطالعه زیست‌زایی نه تنها درک ما را از منشأ حیات روی زمین عمیق‌تر می‌کند، بلکه پیامدهایی برای جستجوی حیات در سایر نقاط جهان دارد. اگر حیات می تواند از غیر حیات روی زمین ایجاد شود، ممکن است فرآیندهای مشابهی در سیارات دیگر با شرایط مناسب رخ دهد. هدف تحقیقات آینده در زیست‌زایی درک بهتر مسیرهای شیمیایی که منجر به حیات می‌شوند، نقش محیط‌های سیاره‌ای در حمایت از این فرآیندها و پتانسیل حیات فراتر از زمین است.
Abiogenesis یک زمینه جذاب و پیچیده است که انتقال از شیمی غیر زنده به زیست شناسی زنده را بررسی می کند. از طریق آزمایش‌هایی مانند آزمایش میلر-اوری و فرضیه‌هایی مانند جهان RNA، دانشمندان به تدریج فرآیندهایی را که می‌توانست منجر به پیدایش حیات بر روی زمین شود، کشف می‌کنند. در حالی که بسیاری از سؤالات بی پاسخ مانده اند، پیگیری این پاسخ ها بینش عمیقی در مورد ماهیت خود زندگی ارائه می دهد.
