¿Cómo se produjo la primera célula del mundo? El 28 de abril de 2012, el sitio web de noticias de exploración de los Estados Unidos reveló los resultados de una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad de Oslo en Noruega: han descubierto organismos unicelulares de hace mil millones de años. La criatura más antigua conocida, descubierta en el lodo del lago As, a 30 kilómetros al sur de Oslo, mide entre 30 y 50 micras de largo y se mueve con cuatro flagelos en forma de cola. Este era un organismo unicelular único en el mundo en ese momento, ya que no era ni animal, ni planta, y mucho menos hongos y algas. Sin embargo, de acuerdo con la investigación sobre el origen de la vida, esta criatura no es la célula más antigua del mundo. La Tierra tiene 4.600 millones de años de edad y las células han aparecido en la Tierra por lo menos 3.600 millones de años.¿Cómo se produjo la primera célula del mundo? Este es un antiguo enigma, y la mejor explicación es la hipótesis de la evolución química.
Los científicos deducen que durante el proceso de formación de la Tierra, grandes cantidades de gas producidos por cambios drásticos en el interior de la Tierra, junto con volcanes activos frecuentes, rompieron la corteza y arrojaron al espacio, formando la atmósfera sobre la corteza. En la atmósfera recién formada, se llena de metano, amoníaco, vapor de agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, etc., excepto que no hay oxígeno y nitrógeno. Bajo la acción conjunta de los rayos cósmicos, las sustancias radiactivas en la tierra, los rayos ultravioleta del sol, los rayos relámpagos y otros rayos, las moléculas inorgánicas en la atmósfera formaron gradualmente moléculas orgánicas pequeñas como aminoácidos, purinas, pirimidina, ribosa, desoxiribosa, porfirina, etc. Esta es la primera etapa de la evolución química.
Al principio de la formación de la Tierra, el movimiento volcánico era muy activo, y las piscinas de agua hirviendo y el magma caliente se veían en todas partes en la Tierra. Después de miles de millones de años de síntesis y acumulación, las moléculas orgánicas pequeñas se acumulan cada vez más. En este proceso, la temperatura de la superficie de la tierra se reduce gradualmente, el vapor de agua se condensa gradualmente en agua, las moléculas orgánicas pequeñas en la atmósfera se reúnen en el océano primitivo con la lluvia, y las moléculas orgánicas pequeñas en el océano primitivo se vuelven cada vez más abundantes. En ese momento, debido a que la vida aún no ha aparecido, no hay microorganismos que puedan descomponer la materia orgánica, por lo que las moléculas orgánicas no se deteriorarán, todo el océano es como una olla de "sopa de sopa nativa" rica en nutrientes y cálida y clara. En la "casa de la alga primaria", los aminoácidos, nucleótidos y otras moléculas orgánicas en la interacción a largo plazo, a través de la deshidratación, la unión y otras reacciones de "policondensación", de moléculas pequeñas en proteínas, ácidos nucleicos y otras moléculas orgánicas, esta es la segunda etapa de la evolución química.
A medida que la concentración de macromoléculas orgánicas en el océano primitivo aumenta constantemente, bajo la acción de ciertas condiciones externas, estas macromoléculas orgánicas se concentran y se separan del océano, y la interacción se reúne en gotas. En este momento, las macromoléculas orgánicas pueden evitar la desintegración debido a que el agua de mar continúa "empurrando " dentro de las moléculas. Las gotas de estas macromoléculas orgánicas se encuentran envueltas por una membrana límite, que es una combinación de lípidos y proteínas, y tiene el doble papel de "sentinela" y "combinación de proteínas". Con esta membrana, las sustancias nocivas externas no pueden entrar en el interior de las gotas, mientras que los nutrientes, por el contrario, incluso en concentraciones muy bajas, se precipitarán en el interior de las gotas. Tales gotas independientes son sistemas multimoleculares, este sistema multimolecular independiente ha sido capaz de realizar algún tipo de intercambio de material con el entorno exterior, esta es la tercera etapa de la evolución química.
La evolución de un sistema multimolecular a la célula original es la cuarta etapa de la evolución química, que es también la etapa más compleja y decisiva. En esta etapa, las moléculas macromoléculas como el ácido nucleico y la proteína se encuentran en el centro del sistema multimolecular, mientras que las proteínas se encuentran alrededor del sistema multimolecular. La región central se llama región nuclear, y la región circundante se llama región plasmática, y el sistema multimolecular después de la división nuclear y plasmática es "procariota".
Después de miles de millones de años de desarrollo, la estructura de la membrana celular moderna ha sido muy compleja y precisa: la capa bimolecular de fosfolípidos constituye una pared sólida, lo que separa el entorno dentro de la célula del mundo exterior, la membrana celular también está incrustada con muchas proteínas, que asumen la tarea de intercambio de materiales, conversión de energía y transmisión de señales.