×

我們使用cookies幫助改善LingQ。通過流覽本網站,表示你同意我們的 cookie policy.


image

It`s Okay To Be Smart, Where Did Life Come From? (feat. PBS Space Time and Eons!)

Where Did Life Come From? (feat. PBS Space Time and Eons!)

Hey guys, Joe here.

Some people would argue the most important year in the history of soup was 1962, when

Andy Warhol released his soup-er soupy pop art.

But I think soup's best year came a decade earlier, in 1952, when a scientist named Stanley

Miller first cooked up primordial soup.

Miller's experiment took some simple chemicals, like those found on early Earth, bubbled them

up through a tube, zapped them with electricity, and after a few days, floating in this soup,

he found amino acids–the building blocks of proteins, and one of the essential ingredients

for life.

This idea–that life's origins could be found in a puddle of chemicals–is an old

one.

In the 1920s, two different scientists theorized about life arising from what they called a

“prebiotic soup”.

And this soupy speculation even goes back (unsurprisingly) to Charles Darwin, who in

1871 wondered if life may have formed from chemicals “…in some warm little pond…”

What made Miller's experiment so special was it gave us proof: regular non-life stuff

could become cool life stuff super-easily.

But… every “living thing” we see today, even the most basic bacteria, is so complex,

built of such intricate machinery, it's impossible to imagine they just popped into

existence out of some soup.

That's because they didn't.

We're gonna go on a journey in search of the origin of life, and along the way there

will be a few forks in the road, maybe a couple speedbumps, and we're going to need help

from a couple friends.

We'll come to see that Miller's primordial soup isn't exactly how this story began.

But the FIRST question we should ask isn't how life started, it's when.

Life on Earth couldn't exist before Earth existed, and it formed around four and a half

billion years ago, at the dawn of the Hadean Era/Eon.

Soon after that, another planet collided with the young Earth, melted the entire crust,

and created the moon in the process.

After the crust cooled, there was even some liquid water… at least for a little while.

Because for the next couple hundred million years, Earth was showered with hundreds of

massive space rocks.

The oceans boiled away, the crust melted again, and Earth was basically no place for life…

until things settled down about 4 billion years ago, at the dawn of the Archean Eon.

This is the earliest possible time that life could have started on Earth, the beginning

of what we call the habitability boundary.

And fossil and chemical evidence tell us that early microbes existed by 3.7 billion years

ago, what's known as the biosignature boundary.

At some moment in here, non-life became life: we call this abiogenesis.

Now, I don't have a time machine.

As far as I know, no one does.

Therefore we can't go back and find that exact moment.

But if we could, what would we look for?

This brings us to the next big question on this journey… what is life?

You'd think biology would have a good definition for life, the thing it studies.

But as a biologist I can tell you this is much harder than it sounds.

In one chapter of biologist JBS Haldane's 1949 book What Is Life? he literally writes

“I am not going to answer this question.”

Life is a board game, a delicious breakfast cereal, and a highway?

According to the dictionary, it's the time between birth and death.

But none of these definitions really help us.

I think we might be asking the wrong question, because life isn't a thing that things have,

life is what living things do.

In school, many people learn a checklist for the characteristics a thing must have in order

to be “alive”: MRS GREN.

But this list came from looking at life as we know it today.

Life at the very beginning was probably much simpler.

A physicist, Erwin Schrödinger, looked at all these things that life does and saw something

only a physicist would see:

According to the second law of thermodynamics, . But inside of living cells there's a

huge amount of order and complexity.

In 1944, Schrödinger defined life as a struggle against entropy– the persistent resistance

of decay, the preservation of DISequilibrium.

Since then we're learned a lot more about entropy, and it may be that the rise of complexity

is as inevitable as its decay.

That sounds pretty good.

Life creates these little closed systems where it works to keep things nice and ordered.

But this definition still leaves out one important thing: Living things evolve.

Inside the very first living things must have been molecules–chains of atoms–that carried

information–instructions for building things or codes for doing stuff.

Those molecules must have copied and made more of themselves, some a little different

than the others.

And a few of those codes and instructions must have been better at doing whatever they

did, so they made even more of themselves.

What we're describing is evolution by natural selection, Darwin's famous idea, and for

life to move forward, it must have been there from the beginning.

Life is a product of evolution.

With all this in mind, maybe we're finally able to come up with a better definition:

Life began the moment that molecules of information started to reproduce and evolve by natural

selection.

And now that we have a definition we can make some rules for what something

has to do to be “alive”.

1.

A living thing must work to avoid decay and disorder

2.

To do that, a living thing has to create a closed system, or be made of cells

3.

They have some molecule that can carry information about how to build cell machinery

4.

This information must evolve by natural selection Sounds pretty good, but rules are one thing.

The ultimate question is how would this actually happen?

Let's take these rules one by one.

What would it require for these things to arise?

And–most importantly–how likely are each of these steps based on what we know from

good ‘ol real, actual, hard science?!

Today, no matter where we look on the tree of life, most cell machinery is made of protein–

chains of folded amino acids.

When modern cells make proteins, they copy genes from DNA into RNA and then use that

RNA as a blueprint for making the proteins.

We call this universal pathway the central dogma of biology,

because it sounds really cool, and because it's something that all life shares.

But there's a paradox hidden in here–a puzzle.

It's a chicken and egg problem!

DNA needs proteins to make more of itself.

And cells need DNA and the instructions it holds to make proteins.

So which came first?

We can solve this paradox in a pretty simple way.

Just get rid of DNA and protein in the earliest days of life, and let RNA do everything.

RNA is the molecular cousin of DNA.

It contains the same four-letter alphabet code as DNA, only T is replaced by a similar

molecule, U.

And instead of two strings in a helix, RNA is usually found in just one string.

RNA is special, because in addition to carrying information in that 4-letter code, it can

fold up into interesting shapes and actually do stuff.

The same way that protein enzymes can do all kinds of chemical reactions, RNA enzymes–called

ribozymes–can work life's machinery too.

It's now thought that life began in an RNA world.

Before DNA became a more permanent form of storage, different RNA chains could have carried

information and been the machines for all of life's important chemistry.

Unfortunately, the RNA-only world went extinct more than 3 billion years ago, but we can

make these RNA enzymes today.

Scientists have constructed ribozymes that can copy themselves, just like DNA gets copied.

And those copies occasionally have errors or changes, so RNA can evolve too.

If you need more proof you can find it right inside your cells.

The ribosome, the massive structure that stitches amino acids into protein, is mostly RNA.

We also find nucleotides, the single molecular units of RNA, inside a bunch of other molecules

our cells need for metabolism.

This all makes sense only if the earliest days of living chemistry were dominated by

RNA.

And it solves our chicken and egg problem.

The RNA world takes care of two of our four rules: A molecule that can carry information

(3), and that can evolve (4).

To find answers for the other two, we need to ask one more question: Where did life begin?

There's been a lot of theories about where life came from, but they boil down to these:

Either life arose on Earth, or life arose somewhere else and was brought here.

It's well-known that space is full of the chemical building blocks of life, from amino

acids to DNA and RNA letters...

...buried inside meteorites like this one that fell on Australia in 1969.

It shows the chemistry that makes biological molecules can happen pretty much anywhere.

But the idea that life was delivered to Earth on space rocks, which goes by the awesome

name panspermia… well there's just no proof it ever happened, and it doesn't really

explain the origin of life anyway.

It just moves it somewhere else.

Life probably started here.

No… zoom out a little.

We know early Earth had plenty of chemical ingredients, but the problem with that old

idea of primordial soup is that soup can't do anything on its own–those chemicals can't

react without outside energy.

We get a hint of where this primordial energy came from by looking (again) at our own cells.

Instead of lightning, or heat energy, our cells pile up a bunch of hydrogen ions (protons)

on one side of a wall, let ‘em flow downhill, and use this like a water wheel to push on

cellular machinery (and make things like ATP in the mitochondria)

We burn food to keep our hydrogen pump going, but the first life forms wouldn't have been

able to do this, because tacos hadn't been invented yet.

Instead, they would have needed some natural source, and they could have found it at the

bottom of the ocean.

Deep-sea hydrothermal vents are covered in microscopic little pockets, which could have

served as molds for the first cells.

Molecules with one oily water-hating end and one water-loving end have a neat habit of

forming bubbles and sheets all on their own

and there were plenty of these in the chemical soup near deep sea vents, ready to give rise

to the first cell membranes.

These vents also create natural streams of hydrogen ions near those little pockets in

the rock.

Imagine an early life form sitting there, wrapped in its little membrane bubble,

with a free source of energy flowing by, powering all the work it takes to create ordered life

and resist entropy.

But this would have been the absolute simplest form that life could take.

For this life form to become life that looks like what we know today, a lot more stuff

had to happen: it had to switch from storing its genetic information in RNA and started

using DNA.

Instead of using RNA and ribozymes to run all its cellular machinery, it had to start

stitching amino acids into proteins.

This opened up new possibilities for making and storing energy that let early life become

free-living and more complex.

One of these complex life forms is the ancestor of everything alive today, the last universal

common ancestor, or LUCA.

This is the end of our journey, searching for the origin of life on Earth.

A lot has happened since.

This story is based on things we've actually seen, not just on what's possible.

We've figured out when life could have started.

We've come up with rules for what life is.

We've found clues inside our own cells that explain how the first life satisfied these

rules, and where that life might have started.

The only question we haven't answered is why, but that's not really a question for

science, is it?

There's still quite a few gaps to fill in this story, and if you're looking for a

nice, neat answer for how life started, you're probably not going to find it.

Life is just a thing that happens.

It's still happening today, and it will evolve and continue as long as there's a

place it can happen.

Darwin didn't know it when he wondered about that warm little pond, full of chemicals,

giving rise to life, but his theory of how things change and adapt turned out to be so

powerful it encompasses life not just in its endless forms, but also in its first ones.

Stay curious.

Wow.

That was a LOT.

This is probably the deepest story I've ever done on this channel, and it's one

that involves some of the science I actually used to do, so this was a lot of fun for me.

I hope you enjoyed it too.

But this is only part of the story of how life began.

What happened before, to made Earth a place where life could happen?

And what happened after chemistry became biology, what life form lives at the bottom of our

tree of life?

For those answers, go check out these videos from our friends at PBS Space Time and Eons.

Where Did Life Come From? (feat. PBS Space Time and Eons!) Woher kommt das Leben? (feat. PBS Raum Zeit und Äonen!) ¿De dónde viene la vida? (¡con PBS Espacio Tiempo y Eones!) D'où vient la vie ? (feat. PBS Space Time and Eons !) Da dove viene la vita? (con PBS Spazio Tempo ed Eoni!) 生命はどこから来たのか?(feat.PBS宇宙時間・イーオン!) 생명은 어디에서 왔을까? (특집: PBS 시공간과 영원!) Waar komt het leven vandaan? (met PBS Space Time en Eons!) Skąd się wzięło życie? (feat. PBS Space Time and Eons!) De onde veio a vida? (feat. PBS Space Time and Eons!) Откуда взялась жизнь? (feat. PBS Space Time and Eons!) Yaşam Nereden Geldi? (feat. PBS Uzay Zaman ve Eons!) Звідки взялося життя? (feat. PBS Space Time and Eons!) 生命从何而来? (壮举。PBS 时空和永恒!) 生命從哪裡來? (壯舉。PBS 時空與永恆!)

Hey guys, Joe here. Γειά σας, Τζο εδώ.

Some people would argue the most important year in the history of soup was 1962, when Κάποιοι θα υποστήριζαν το πιο σημαντικό έτος στην ιστορία της σούπας ήταν το 1962, όταν Bazı insanlar çorba tarihindeki en önemli yılın 1962 olduğunu iddia edebilir.

Andy Warhol released his soup-er soupy pop art. ο Andy Warhol κυκλοφόρησε την σούπα-καλλιτέχνημα που σου'πα. Andy Warhol lançou a sua arte pop mais soporífera. Andy Warhol çorba gibi pop sanatını piyasaya sürdü. Енді Воргол випустив свій суповий поп-арт.

But I think soup's best year came a decade earlier, in 1952, when a scientist named Stanley Νομίζω όμως ότι η καλύτερη χρονιά της σούπας ήταν μια δεκαετία νωρίτερα, το 1952, όταν ένας επιστήμονας ονόματι Στάνλεϊ

Miller first cooked up primordial soup. Μίλλερ μαγείρεψε για πρώτη φορά αρχέγονη σούπα. ミラーは最初に原始時代のスープを調理した。

Miller's experiment took some simple chemicals, like those found on early Earth, bubbled them Το πείραμα του Μίλλερ πήρε μερικές απλές χημικές ουσίες, όπως εκείνες που βρίσκονταν πάνω στην πρώιμη Γη, τις ανάμειξε Miller's experiment took some simple chemicals, like those found on early Earth, bubbled them ミラーの実験では、初期の地球にあったような簡単な化学物質を採取し、泡立てた。 В експерименті Міллера взяли кілька простих хімічних речовин, подібних до тих, що були знайдені на ранній Землі, і розчинили їх у бульбашках

up through a tube, zapped them with electricity, and after a few days, floating in this soup, μέσα σε ένα σωλήνα, τις χτύπησε με ηλεκτρικό ρεύμα, και μετά από μερικές ημέρες, να επιπλέουν πάνω στη σούπα を管に通して電気で叩き、数日後にこのスープに浮かべました、

he found amino acids–the building blocks of proteins, and one of the essential ingredients βρήκε αμινοξέα-τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών και ένα από τα βασικά συστατικά そして、タンパク質の構成要素であり、必須成分のひとつであるアミノ酸を発見したのです。

for life. για τη ζωή.

This idea–that life's origins could be found in a puddle of chemicals–is an old Αυτή η ιδέα - ότι η προέλευση της ζωής θα μπορούσε να βρίσκεται σε μια λιμνούλα χημικών ουσιών - είναι 生命の起源は化学物質の水たまりの中にある」という考えは、古くからあるものです。

one. παλιά.

In the 1920s, two different scientists theorized about life arising from what they called a Στη δεκαετία του 1920, δύο διαφορετικοί επιστήμονες ανέπτυξαν θεωρίες για την απαρχή της ζωής από κάτι που αποκάλεσαν

“prebiotic soup”. "πρoβιοτική σούπα".

And this soupy speculation even goes back (unsurprisingly) to Charles Darwin, who in Και όλη αυτή η σουπο-υπόθεση πάει πίσω μέχρι (χωρίς έκπληξη) τον Τσαρλς Ντάργουιν, ο οποίος

1871 wondered if life may have formed from chemicals “…in some warm little pond…” το 1871 αναρωτιόταν αν μπορεί να έχει σχηματιστεί η ζωή από χημικές ενώσεις "... σε κάποια ζεστή λίμνη ..." 1871年、生命は化学物質から「...どこかの暖かい小さな池で...」形成されたのではないか、と考えられました。 1871 perguntava-se se a vida poderia ter-se formado a partir de substâncias químicas "...num pequeno lago quente...".

What made Miller's experiment so special was it gave us proof: regular non-life stuff Αυτό που έκανε το πείραμα του Μίλλερ τόσο ξεχωριστό ήταν το ότι μας έδωσε απόδειξη: συνηθισμένα άβια πράγματα ミラーの実験が特別だったのは、「生命が存在しない普通のものである」という証拠を得たからです。 O que tornou a experiência de Miller tão especial foi o facto de nos ter dado provas: coisas normais sem vida

could become cool life stuff super-easily. μπορούσαν να γίνουν πράγματα που σχετίζονται με τη ζωή πολύ εύκολα. は、超簡単にクールなライフグッズになり得るのです。 podem tornar-se coisas fixes da vida com muita facilidade.

But… every “living thing” we see today, even the most basic bacteria, is so complex, Αλλά ... οτιδήποτε "ζωντανό" βλέπουμε σήμερα, ακόμη και τα πιο απλά βακτήρια, είναι τόσο περίπλοκο, Mas... todos os "seres vivos" que vemos actualmente, mesmo as bactérias mais básicas, são tão complexos,

built of such intricate machinery, it's impossible to imagine they just popped into αποτελούμενο από τόσο περίπλοκους μηχανισμούς, που είναι είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς πως απλώς ξεπήδησαν

existence out of some soup. από κάποια σούπα. existência de uma sopa.

That's because they didn't. Αυτό συμβαίνει επειδή όντως δεν το έκαναν.

We're gonna go on a journey in search of the origin of life, and along the way there Θα πάμε ένα ταξίδι στην αναζήτηση της προέλευσης της ζωής, και κατά μήκος του δρόμου Vamos fazer uma viagem em busca da origem da vida, e pelo caminho

will be a few forks in the road, maybe a couple speedbumps, and we're going to need help θα υπάρχουν μερικά εμπόδια στο δρόμο, ίσως καναδύο σαμαράκια, και θα χρειαστούμε βοήθεια haverá algumas bifurcações na estrada, talvez algumas lombas, e vamos precisar de ajuda

from a couple friends. από δύο φίλους. de alguns amigos.

We'll come to see that Miller's primordial soup isn't exactly how this story began. Θα έρθουμε να δούμε ότι η αρχέγονη σούπα του Μίλλερ δεν περιγράφει ακριβώς πώς ξεκίνησε αυτή η ιστορία.

But the FIRST question we should ask isn't how life started, it's when. Αλλά η πρώτη ερώτηση που πρέπει να ρωτήσουμε δεν είναι πώς άρχισε η ζωή, αλλά πότε.

Life on Earth couldn't exist before Earth existed, and it formed around four and a half Η ζωή στη γη δεν μπορούσε να υπάρξει πριν υπάρξει η Γη, και εκείνη σχηματίστηκε γύρω στα τεσσεράμισι A vida na Terra não podia existir antes de a Terra existir, e formou-se por volta de quatro anos e meio

billion years ago, at the dawn of the Hadean Era/Eon. δισεκατομμύρια χρόνια πριν, στην αυγή του αδαίου μεγααιώνα. miljard jaar geleden, aan het begin van het Hadean-tijdperk/Eon.

Soon after that, another planet collided with the young Earth, melted the entire crust, Λίγο αργότερα, ένας άλλος πλανήτης συγκρούστηκε με η νέα Γη, έλιωσε ολόκληρο το φλοιό της, Незабаром після цього інша планета зіткнулася з молодою Землею, розплавивши всю кору,

and created the moon in the process. και δημιούργησε το φεγγάρι εν τω μεταξύ.

After the crust cooled, there was even some liquid water… at least for a little while. Μετά την ψύξη του φλοιού, υπήρχε ακόμη και λίγο υγρό νερό ... τουλάχιστον για λίγο.

Because for the next couple hundred million years, Earth was showered with hundreds of Επειδή για τα επόμενα δύο εκατομμύρια χρόνια, η Γη βαλλόταν από εκατοντάδες

massive space rocks. τεράστιους διαστημικούς βράχους.

The oceans boiled away, the crust melted again, and Earth was basically no place for life… Οι ωκεανοί εξατμίστηκαν, ο φλοιός έλιωσε και πάλι, και η Γη δεν ήταν ουσιαστικά μέρος για ζωή...

until things settled down about 4 billion years ago, at the dawn of the Archean Eon. μέχρι τα πράγματα να ηρεμήσουν πριν περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, την αυγή του Αρχαιοζωϊκού Μεγααιώνα. totdat de dingen ongeveer 4 miljard jaar geleden tot rust kwamen, bij het aanbreken van de Archean Eon.

This is the earliest possible time that life could have started on Earth, the beginning Αυτή είναι η πρώτη δυνατή στιγμή που η ζωή θα μπορούσε να ξεκινήσει στη Γη, η αρχή

of what we call the habitability boundary. αυτού που ονομάζουμε όριο κατοικησιμότητας.

And fossil and chemical evidence tell us that early microbes existed by 3.7 billion years Και τα απολιθώματα και τα χημικά στοιχεία μας λένε πως τα πρώιμα μικρόβια υπήρχαν 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια

ago, what's known as the biosignature boundary. πριν, αυτό που είναι γνωστό ως όριο βιολογικής υπογραφής. geleden, wat bekend staat als de biosignatuurgrens.

At some moment in here, non-life became life: we call this abiogenesis. Σε κάποια στιγμή εδώ, η μη ζωή έγινε ζωή: ονομάζουμε αυτή τη στιγμή αβιογένεση. Op een bepaald moment hier werd niet-leven leven: we noemen dit abiogenese.

Now, I don't have a time machine. Κοιτάξτε, δεν έχω χρονομηχανή. Agora, eu não tenho uma máquina do tempo.

As far as I know, no one does. Εξ όσων γνωρίζω, κανείς δεν έχει. Tanto quanto sei, ninguém o faz.

Therefore we can't go back and find that exact moment. Επομένως δεν μπορούμε να επιστρέψουμε και να το βρούμε αυτή ακριβώς τη στιγμή.

But if we could, what would we look for? Αλλά αν μπορούσαμε, τι θα ψάχναμε;

This brings us to the next big question on this journey… what is life? Αυτό μας φέρνει στην επόμενη μεγάλη ερώτηση σε αυτό το ταξίδι ... τι είναι η ζωή;

You'd think biology would have a good definition for life, the thing it studies. Θα πιστεύατε ότι η βιολογία θα έχει έναν καλό ορισμό για τη ζωή, το πράγμα που μελετά.

But as a biologist I can tell you this is much harder than it sounds. Αλλά ως βιολόγος μπορώ να σας πω αυτό είναι πολύ πιο δύσκολο από όσο ακούγεται.

In one chapter of biologist JBS Haldane's 1949 book What Is Life? he literally writes Σε ένα κεφάλαιο του βιβλίου του βιολόγου Τζ.Μπ.Σ. Χαλντέιν από το 1949 "Τι είναι η ζωή;" γράφει κυριολεκτικά

“I am not going to answer this question.” "Δεν πρόκειται να απαντήσω σε αυτή την ερώτηση."

Life is a board game, a delicious breakfast cereal, and a highway? Η ζωή είναι ένα επιτραπέζιο παιχνίδι, νόστιμα δημητριακά και αυτοκινητόδρομος; Життя - це настільна гра, смачні пластівці на сніданок і автострада?

According to the dictionary, it's the time between birth and death. Σύμφωνα με το λεξικό, είναι ο χρόνος μεταξύ γέννησης και θανάτου.

But none of these definitions really help us. Αλλά κανένας από αυτούς τους ορισμούς δεν μας βοηθά πραγματικά.

I think we might be asking the wrong question, because life isn't a thing that things have, Νομίζω ότι ενδέχεται να ρωτούμε το λάθος ερώτημα, γιατί η ζωή δεν είναι κάτι που έχουν τα πράγματα, Penso que talvez estejamos a fazer a pergunta errada, porque a vida não é uma coisa que as coisas têm,

life is what living things do. η ζωή είναι κάτι που κάνουν τα ζωντανά πράγματα. a vida é o que os seres vivos fazem.

In school, many people learn a checklist for the characteristics a thing must have in order Στο σχολείο, πολλοί άνθρωποι μαθαίνουν μια λίστα χαρακτηριστικών που πρέπει να έχει ένα πράγμα 学校では、多くの人が、あるモノが持つべき特性のチェックリストを習いますが

to be “alive”: MRS GREN. για να είναι "ζωντανό". (Κίνηση, Αναπνοή, Αισθήσεις, Ανάπτυξη, Αναπαραγωγή, Απόρριψη αποβλήτων, Θρέψη)

But this list came from looking at life as we know it today. Αλλά αυτός ο κατάλογος προήλθε από την εξέταση της ζωής όπως τη γνωρίζουμε σήμερα.

Life at the very beginning was probably much simpler. Η ζωή στην αρχή ήταν μάλλον πολύ απλούστερη.

A physicist, Erwin Schrödinger, looked at all these things that life does and saw something Ένας φυσικός, ο Erwin Schrödinger, κοίταξε όλα αυτά τα πράγματα που κάνει η ζωή και είδε κάτι

only a physicist would see: μόνο φυσικός θα έβλεπε:

According to the second law of thermodynamics,  . But inside of living cells there's a Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, το σύμπαν εργάζεται για να μεγιστοποιήσει την εντροπία. Με άλλα λόγια, η ενέργεια και η ύλη τείνουν προς την απόλυτη ισορροπία παντού. Αλλά μέσα στα ζωντανά κύτταρα υπάρχει

huge amount of order and complexity. ένα τεράστιο ποσό τάξης και της πολυπλοκότητας.

In 1944, Schrödinger defined life as a struggle against entropy– the persistent resistance Το 1944, ο Σρέντιγκερ όρισε τη ζωή ως αγώνα ενάντια στην εντροπία - την επίμονη αντίσταση

of decay, the preservation of DISequilibrium. στην αποσύνθεσης, τη διατήρηση της ανισορροπίας. 崩壊の、DISequilibriumの保存。 van verval, het behoud van DISequilibrium.

Since then we're learned a lot more about entropy, and it may be that the rise of complexity Από τότε μάθαμε πολλά περισσότερα για την εντροπία, και ενδέχεται να είναι η αύξηση της πολυπλοκότητας

is as inevitable as its decay. τόσο αναπόφευκτη όσο η αποσύνθεσή της.

That sounds pretty good. Αυτό ακούγεται πολύ καλό.

Life creates these little closed systems where it works to keep things nice and ordered. Η ζωή δημιουργεί αυτά τα μικρά κλειστά συστήματα όπου εργάζεται για να κρατήσει τα πράγματα ωραία και διατεταγμένα.

But this definition still leaves out one important thing: Living things evolve. Αλλά αυτός ο ορισμός εξακολουθεί να αφήνει έξω ένα σημαντικό πράγμα: Τα έμβια εξελίσσονται.

Inside the very first living things must have been molecules–chains of atoms–that carried Μέσα στα πρώτα ζωντανά πράγματα πρέπει να υπήρξαν μόρια -αλυσίδες ατόμων -που μετέφεραν

information–instructions for building things or codes for doing stuff. πληροφορίες-οδηγίες για την οικοδόμηση πραγμάτων ή κώδικα για συγκεκριμένες λειτουργίες.

Those molecules must have copied and made more of themselves, some a little different Τα μόρια αυτά πρέπει να αντιγράφηκαν και να έφτιαξαν περισσότερους από τους εαυτούς τους, μερικούς λίγο διαφορετικούς

than the others. από τους άλλους.

And a few of those codes and instructions must have been better at doing whatever they Και μερικοί από αυτούς τους κώδικες και οδηγίες πρέπει να ήταν καλύτεροι στο να κάνουν ό, τι

did, so they made even more of themselves. έκαναν, έτσι έκαναν ακόμη περισσότερους από τους εαυτούς τους.

What we're describing is evolution by natural selection, Darwin's famous idea, and for Αυτό που περιγράφουμε είναι η εξέλιξη μέσω φυσικής επιλογής, η διάσημη ιδέα του Δαρβίνου, και

life to move forward, it must have been there from the beginning. για να προχωρήσει μπροστά η ζωή, εκείνη πρέπει να ήταν εκεί από την αρχή.

Life is a product of evolution. Η ζωή είναι προϊόν εξέλιξης.

With all this in mind, maybe we're finally able to come up with a better definition: Με όλα αυτά κατά νου, ίσως τελικά μπορούμε να βρούμε έναν καλύτερο ορισμό: そう考えると、ようやく良い定義ができたのかもしれませんね:

Life began the moment that molecules of information started to reproduce and evolve by natural Η ζωή άρχισε τη στιγμή που τα μόρια της πληροφορίας άρχισαν να αναπαράγονται και να εξελίσσονται με φυσική

selection. επιλογή.

And now that we have a definition we can make some rules for what something Και τώρα που έχουμε έναν ορισμό μπορούμε να φτιάξουμε κάποιους κανόνες για το τι κάτι

has to do to be “alive”. πρέπει να κάνει για να είναι "ζωντανό".

1.

A living thing must work to avoid decay and disorder 1\\. Ένα ζωντανό πράγμα πρέπει να εργάζεται για να αποφύγει την αποσύνθεση και την αταξία.

2.

To do that, a living thing has to create a closed system, or be made of cells 2\\. Για να γίνει αυτό, καθετί ζωντανό πρέπει να δημιουργήσει ένα κλειστό σύστημα ή να αποτελείται από κύτταρα. そのためには、生物は閉鎖系を作るか、細胞でできている必要があります

3.

They have some molecule that can carry information about how to build cell machinery 3\\. Έχει κάποιο μόριο που μπορεί να μεταφέρει πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο κατασκευής των μηχανισμών του κυττάρου.

4.

This information must evolve by natural selection Sounds pretty good, but rules are one thing. 4\\. Αυτές οι πληροφορίες πρέπει να εξελιχθούν με φυσική επιλογή. Ακούγεται πολύ καλό, αλλά οι κανόνες είναι ένα πράγμα.

The ultimate question is how would this actually happen? Η τελική ερώτηση είναι πώς θα συμβεί αυτό;

Let's take these rules one by one. Ας πάρουμε αυτούς τους κανόνες έναν προς έναν.

What would it require for these things to arise? Τι θα χρειαζόταν για αυτά τα πράγματα για να υπάρξουν;

And–most importantly–how likely are each of these steps based on what we know from Και -το πιο σημαντικό- πόσο πιθανό είναι το καθένα εξ αυτών των βημάτων με βάση αυτά που γνωρίζουμε από την

good ‘ol real, actual, hard science?! καλή παλιόφιλη μας πραγματική επιστήμη; a boa e velha ciência real, actual e dura?!

Today, no matter where we look on the tree of life, most cell machinery is made of protein– Σήμερα, ανεξάρτητα από το πού κοιτάμε στο δέντρο της ζωής, οι περισσότεροι κυτταρικοί μηχανισμοί κατασκευάζονται από πρωτεΐνες-

chains of folded amino acids. αλυσίδες διπλωμένων αμινοξέων. 折り畳まれたアミノ酸の鎖。

When modern cells make proteins, they copy genes from DNA into RNA and then use that Όταν τα σύγχρονα κύτταρα παράγουν πρωτεΐνες, αντιγράφουν γονίδια από το DNA σε RNA και στη συνέχεια χρησιμοποιούν

RNA as a blueprint for making the proteins. το RNA ως πλάνο για την παρασκευή των πρωτεϊνών.

We call this universal pathway the central dogma of biology, Ονομάζουμε αυτή την οικουμενική διαδρομή κεντρικό δόγμα της βιολογίας,

because it sounds really cool, and because it's something that all life shares. γιατί ακούγεται πολύ συναρπαστικό και γιατί είναι κάτι που μοιράζονται όλα τα έμβια.

But there's a paradox hidden in here–a puzzle. Αλλά υπάρχει ένα παράδοξο κρυμμένο εδώ- ένας γρίφος.

It's a chicken and egg problem! Είναι ζήτημα τύπου αν έκανε το αυγό την κότα ή η κότα το αυγό.

DNA needs proteins to make more of itself. Το DNA χρειάζεται πρωτεΐνες για να δημιουργήσει περισσότερο από τον εαυτό του.

And cells need DNA and the instructions it holds to make proteins. Και τα κύτταρα χρειάζονται το DNA και τις οδηγίες που παρέχει για να παράξουν πρωτεΐνες.

So which came first? Οπότε ποιο ήρθε πρώτο;

We can solve this paradox in a pretty simple way. Μπορούμε να λύσουμε αυτό το παράδοξο με ένα αρκετά απλό τρόπο.

Just get rid of DNA and protein in the earliest days of life, and let RNA do everything. Α από το DNA και την πρωτεΐνη το νωρίτερο ημέρες ζωής και αφήστε το RNA να κάνει τα πάντα.

RNA is the molecular cousin of DNA. Το RNA είναι ο μοριακός ξάδερφος του DNA.

It contains the same four-letter alphabet code as DNA, only T is replaced by a similar Περιέχει τον ίδιο κώδικα τεσσάρων γραμμάτων όπως το DNA, μόνο που το Τ αντικαθίσταται από ένα παρόμοιο

molecule, U. μόριο, το U.

And instead of two strings in a helix, RNA is usually found in just one string. Και αντί για δύο σειρές σε έλικα, το RNA συνήθως βρίσκεται σε μία μόνο σειρά.

RNA is special, because in addition to carrying information in that 4-letter code, it can Το RNA είναι ιδιαίτερο, γιατί εκτός από τη μεταφορά πληροφοριών με αυτόν τον 4-ψήφιο κώδικα, μπορεί

fold up into interesting shapes and actually do stuff. να διπλωθεί σε ενδιαφέροντα σχήματα και στην πραγματικότητα να κάνει πράγματα.

The same way that protein enzymes can do all kinds of chemical reactions, RNA enzymes–called Με τον ίδιο τρόπο που τα πρωτεϊνικά ένζυμα μπορούν να κάνουν όλα τα είδη χημικών αντιδράσεων, τα ένζυμα RNA που ονομάζονται

ribozymes–can work life's machinery too. ριβοένζυμα - μπορούν να λειτουργήσουν και τους μηχανισμούς της ζωής.

It's now thought that life began in an RNA world. Πιστεύεται πλέον ότι η ζωή άρχισε σε έναν κόσμο RNA.

Before DNA became a more permanent form of storage, different RNA chains could have carried Πριν το DNA γίνει μια πιο μόνιμη μορφή αποθήκευσης, διαφορετικές αλυσίδες RNA θα μπορούσαν να έχουν μεταφέρει

information and been the machines for all of life's important chemistry. πληροφορίες και να ήταν οι μηχανές που δημιούργησαν όλη τη σημαντική χημεία της ζωής.

Unfortunately, the RNA-only world went extinct more than 3 billion years ago, but we can Δυστυχώς, ο κόσμος μόνο του RNA εξαφανίστηκε περισσότερα από 3 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, αλλά μπορούμε

make these RNA enzymes today. να φτιάξουμε αυτά τα ένζυμα RNA σήμερα.

Scientists have constructed ribozymes that can copy themselves, just like DNA gets copied. Οι επιστήμονες έχουν κατασκευάσει ριβοένζυμα που μπορούν να αντιγράψουν τον εαυτό τους, ακριβώς όπως αντιγράφεται το DNA.

And those copies occasionally have errors or changes, so RNA can evolve too. Και αυτά τα αντίγραφα περιστασιακά έχουν σφάλματα ή αλλαγές, άρα το RNA μπορεί επίσης να εξελιχθεί.

If you need more proof you can find it right inside your cells. Εάν χρειάζεστε περισσότερες αποδείξεις, μπορείτε να τις βρείτε μέσα στα ίδια τα κύτταρά σας.

The ribosome, the massive structure that stitches amino acids into protein, is mostly RNA. Το ριβόσωμα, η τεράστια δομή που ράβει αμινοξέα σε πρωτεΐνες, είναι ως επί το πλείστον RNA.

We also find nucleotides, the single molecular units of RNA, inside a bunch of other molecules Βρίσκουμε επίσης νουκλεοτίδια, τη 11μοριακή μονάδα του RNA, μέσα σε ένα σωρό άλλων μορίων

our cells need for metabolism. που τα κύτταρα μας χρειάζονται για μεταβολισμό.

This all makes sense only if the earliest days of living chemistry were dominated by Όλα αυτά έχουν νόημα μόνο εάν οι πρώτες ημέρες της ζωντανής χημείας κυριαρχούνταν

RNA. από RNA.

And it solves our chicken and egg problem. Και λύνει το πρόβλημα αυγού και κότας μας.

The RNA world takes care of two of our four rules: A molecule that can carry information Ο κόσμος RNA φροντίζει δύο από τους τέσσερις μας κανόνες: Ένα μόριο που μπορεί να μεταφέρει πληροφορίες

(3), and that can evolve (4). (3), και μπορεί να εξελιχθεί (4).

To find answers for the other two, we need to ask one more question: Where did life begin? Για να βρούμε απαντήσεις για τα άλλα δύο, χρειαζόμαστε να θέσω μια ακόμα ερώτηση: Από πού άρχισε η ζωή;

There's been a lot of theories about where life came from, but they boil down to these: Έχουν υπάρξει πολλές θεωρίες για το πού η ζωή έρχεται από, αλλά συμπτύσσονται σε αυτές: Існує багато теорій про те, звідки взялося життя, але всі вони зводяться до цих:

Either life arose on Earth, or life arose somewhere else and was brought here. Είτε η ζωή προέκυψε στη Γη, είτε γεννήθηκε η ζωή κάπου αλλού και ήρθε εδώ. Ou a vida surgiu na Terra, ou a vida surgiu noutro lugar e foi trazida para cá.

It's well-known that space is full of the chemical building blocks of life, from amino Είναι γνωστό ότι το διάστημα είναι γεμάτο από τα χημικά δομικά στοιχεία της ζωής, από αμινοξέα

acids to DNA and RNA letters... σε γράμματα DNA και RNA ...

...buried inside meteorites like this one that fell on Australia in 1969. ... θαμμένα μέσα σε μετεωρίτες όπως αυτός που έπεσε στην Αυστραλία το 1969.

It shows the chemistry that makes biological molecules can happen pretty much anywhere. Δείχνει πως η χημεία που φτιάχνει βιολογικά μόρια μπορεί να συμβεί σχεδόν παντού.

But the idea that life was delivered to Earth on space rocks, which goes by the awesome Αλλά η ιδέα ότι η ζωή παραδόθηκε στη Γη σε διαστημικούς βράχους, που έχει το φοβερό

name panspermia… well there's just no proof it ever happened, and it doesn't really όνομα "πανσπερμία"... λοιπόν, δεν υπάρχει καμία απόδειξη ότι συνέβη ποτέ, και δεν noem panspermia ... nou er is gewoon geen bewijs dat het ooit is gebeurd, en het is niet echt

explain the origin of life anyway. εξηγεί την προέλευση της ζωής ούτως ή άλλως.

It just moves it somewhere else. Το μετακινεί απλά κάπου αλλού.

Life probably started here. Η ζωή πιθανότατα ξεκίνησε εδώ.

No… zoom out a little. Όχι ... σμίκρυνση λίγο. Καλύτερα.

We know early Earth had plenty of chemical ingredients, but the problem with that old Γνωρίζουμε ότι η πρώιμη Γη είχε πολλά χημικά συστατικά, αλλά το πρόβλημα με αυτή την παλιά

idea of primordial soup is that soup can't do anything on its own–those chemicals can't ιδέα της αρχέγονης σούπας είναι ότι η σούπα δεν μπορεί κάνει τίποτε από μόνη της - αυτά τα χημικά δεν μπορούν

react without outside energy. να αντιδράσουν χωρίς εξωτερική ενέργεια.

We get a hint of where this primordial energy came from by looking (again) at our own cells. Παίρνουμε μία ιδέα για το πού προήλθε αυτή η αρχέγονη ενέργεια κοιτώντας (πάλι) μέσα στα δικά μας κύτταρα.

Instead of lightning, or heat energy, our cells pile up a bunch of hydrogen ions (protons) Αντί της αστραπής ή της θερμικής ενέργειας, τα κύτταρα συσσωρεύουν ένα σωρό ιόντα υδρογόνου (πρωτόνια)

on one side of a wall, let ‘em flow downhill, and use this like a water wheel to push on στη μια πλευρά ενός τοίχου, τα αφήνουν να κυλήσουν προς τα κάτω, και το χρησιμοποιούν σαν μύλο νερού για να ξεκινήσουν de um lado de um muro, deixá-los fluir para baixo, e usar isto como uma roda de água para empurrar

cellular machinery (and make things like ATP in the mitochondria) τους κυτταρικούς μηχανισμούς (και να φτιαχτούν πράγματα όπως το ATP στα μιτοχόνδρια)

We burn food to keep our hydrogen pump going, but the first life forms wouldn't have been Καίμε τροφή για να διατηρήσουμε την αντλία υδρογόνου μας σε λειτουργία, αλλά οι πρώτες μορφές ζωής δεν θα

able to do this, because tacos hadn't been invented yet. μπορούσαν να το κάνουν αυτό, επειδή τα τάκος δεν είχαν εφευρεθεί ακόμα.

Instead, they would have needed some natural source, and they could have found it at the Αντ 'αυτού, θα χρειαζόταν κάποια φυσική πηγή, και θα μπορούσαν να την έχουν βρει στον

bottom of the ocean. πυθμένα του ωκεανού.

Deep-sea hydrothermal vents are covered in microscopic little pockets, which could have Υδροθερμικοί πίδακες στα βάθη της θάλασσας καλύπτονται από μικροσκοπικές μικρές "θήκες", που θα μπορούσαν να έχουν Diepzee hydrothermale ventilatieopeningen zijn bedekt met microscopisch kleine zakjes, wat zou kunnen hebben:

served as molds for the first cells. εξυπηρετήσει ως καλούπια για τα πρώτα κύτταρα.

Molecules with one oily water-hating end and one water-loving end have a neat habit of Μόρια με ένα λιπαρό υδροφοβικό άκρο κι ένα υδρόφιλο άκρο έχουν μία ιδιαίτερη συνήθεια να

forming bubbles and sheets all on their own σχηματίζουν φυσαλίδες και φύλλα από μόνα τους

and there were plenty of these in the chemical soup near deep sea vents, ready to give rise και υπήρχαν πολλά από αυτά στη χημική σούπα κοντά σε πίδακες στον πυθμένα έτοιμα να δημιουργήσουν

to the first cell membranes. τις πρώτες κυτταρικές μεμβράνες.

These vents also create natural streams of hydrogen ions near those little pockets in Αυτοί οι πίδακες δημιουργούν φυσικές ροές ιόντων υδρογόνου κοντά σε αυτές τις μικρές "θήκες" μέσα

the rock. στο βράχο.

Imagine an early life form sitting there, wrapped in its little membrane bubble, Φανταστείτε μια μορφή πρώιμης ζωής που κάθεται εκεί, τυλιγμένη στη μικρή φυσαλίδα της από μεμβράνη,

with a free source of energy flowing by, powering all the work it takes to create ordered life με μια ελεύθερη πηγή ενέργειας που ρέει τροφοδοτώντας όλο το έργο που χρειάζεται για να δημιουργηθεί διαταγμένη ζωή

and resist entropy. και να αντισταθεί στην εντροπία.

But this would have been the absolute simplest form that life could take. Αλλά αυτή θα ήταν η απολύτως απλούστερη μορφή που θα μπορούσε να πάρει η ζωή.

For this life form to become life that looks like what we know today, a lot more stuff Για να γίνει αυτή η μορφή ζωής κάτι που μοιάζει με αυτό που γνωρίζουμε σήμερα, πολύ περισσότερα πράγματα

had to happen: it had to switch from storing its genetic information in RNA and started έπρεπε να συμβούν: έπρεπε να αλλάξει από την αποθήκευση της γενετικής πληροφορίας του στο RNA και να ξεκινήσει

using DNA. να χρησιμοποιεί το DNA.

Instead of using RNA and ribozymes to run all its cellular machinery, it had to start Αντί να χρησιμοποιεί το RNA και τα ριβοένζυμα για να λειτουργήσει όλο τον κυτταρικό του μηχανισμό, έπρεπε να ξεκινήσει

stitching amino acids into proteins. συρραφή αμινοξέων σε πρωτεΐνες.

This opened up new possibilities for making and storing energy that let early life become Αυτό άνοιξε νέες δυνατότητες για τη δημιουργία και την αποθήκευση ενέργειας που επέτρεψε στην πρώιμη ζωή να γίνει

free-living and more complex. πιο ελεύθερη και πιο περίπλοκη.

One of these complex life forms is the ancestor of everything alive today, the last universal Μία από αυτές τις σύνθετες μορφές ζωής είναι ο πρόγονος όλων των ζωντανών σήμερα, ο τελευταίος οικουμενικός

common ancestor, or LUCA. κοινός πρόγονος ή LUCA.

This is the end of our journey, searching for the origin of life on Earth. Αυτό είναι το τέλος του ταξιδιού μας, ψάχνοντας για την προέλευση της ζωής στη Γη.

A lot has happened since. Πολλά έχουν συμβεί από τότε.

This story is based on things we've actually seen, not just on what's possible. Αυτή η ιστορία βασίζεται στα πράγματα που έχουμε πραγματικά δει, όχι μόνο σε ό, τι είναι δυνατόν.

We've figured out when life could have started. Έχουμε καταλάβει πότε θα μπορούσε να έχει ξεκινήσει η ζωή.

We've come up with rules for what life is. Έχουμε καταλήξει σε κανόνες για το τι είναι ζωή.

We've found clues inside our own cells that explain how the first life satisfied these Βρήκαμε ενδείξεις μέσα στα ίδια τα κύτταρά μας που εξηγούν πώς αυτή η πρώτη ζωή ικανοποίησε αυτούς τους

rules, and where that life might have started. κανόνες, και πού η ζωή μπορεί να έχει αρχίσει.

The only question we haven't answered is why, but that's not really a question for Το μόνο ερώτημα που δεν απαντήσαμε είναι γιατί, αλλά αυτό δεν είναι πραγματικά ένα ερώτημα για

science, is it? την επιστήμη, έτσι;

There's still quite a few gaps to fill in this story, and if you're looking for a Υπάρχουν ακόμα αρκετά κενά για να συμπληρωθούν σε αυτή την ιστορία, και αν ψάχνετε για μία

nice, neat answer for how life started, you're probably not going to find it. ωραία, καθαρή απάντηση για το πώς άρχισε η ζωή, κατά πάσα πιθανότητα δεν θα τη βρείτε.

Life is just a thing that happens. Η ζωή είναι απλώς κάτι που συμβαίνει.

It's still happening today, and it will evolve and continue as long as there's a Συμβαίνει ακόμα και σήμερα και θα εξελιχθεί και θα συνεχιστεί όσο υπάρχει ένα

place it can happen. μέρος όπου μπορεί να συμβεί.

Darwin didn't know it when he wondered about that warm little pond, full of chemicals, Ο Ντάργουιν δεν το γνώριζε αυτό όταν αναρωτιόταν γι' αυτή τη ζεστή λίμνη, γεμάτη χημικές ουσίες,

giving rise to life, but his theory of how things change and adapt turned out to be so και την πιθανότητα να έχει προκαλέσει τη ζωή, αλλά η θεωρία του πώς τα πράγματα αλλάζουν και προσαρμόζονται αποδείχθηκε τόσο

powerful it encompasses life not just in its endless forms, but also in its first ones. ισχυρή που συμπεριλαμβάνει τη ζωή όχι μόνο στις ατελείωτες μορφές της, αλλά και στις πρώτες της .

Stay curious. Μείνετε περίεργοι.

Wow. Ουάου.

That was a LOT. Αυτό ήταν πολύ.

This is probably the deepest story I've ever done on this channel, and it's one Αυτή είναι ίσως η πιο βαθιά ιστορία που έχω κάνει ποτέ σε αυτό το κανάλι, και είναι μία

that involves some of the science I actually used to do, so this was a lot of fun for me. που περιλαμβάνει κάποια από την επιστήμη που πραγματικά έκανα κάποτε, οπότε ήταν πολύ διασκεδαστικό για μένα.

I hope you enjoyed it too. Ελπίζω να το απολαύσατε κι εσείς.

But this is only part of the story of how life began. Αλλά αυτό είναι μόνο ένα μέρος της ιστορίας του πώς η ζωή άρχισε.

What happened before, to made Earth a place where life could happen? Τι συνέβη πριν, για να γίνει η Γη ένα μέρος όπου μπορεί να υπάρξει ζωή;

And what happened after chemistry became biology, what life form lives at the bottom of our Και τι συνέβη αφού η χημεία έγινε βιολογία, ποια μορφή ζωής ζει στο κατώτατο σημείο

tree of life? του δέντρου της ζωής? boom van leven?

For those answers, go check out these videos from our friends at PBS Space Time and Eons. Για αυτές τις απαντήσεις, δείτε αυτά τα βίντεο από τους φίλους μας στο PBS Space Time και Eons.