Hydrotermálna hypotéza Pozadie, Čo to pozostáva a Kritika



hydrotermálna hypotéza si kladie za cieľ vysvetliť primitívne podmienky, v ktorých vznikli prvé formy života na planéte Zem a navrhnúť ako hlavný scenár horúce pramene nachádzajúce sa v hlbinách oceánov.

Rad zdrojov termálnej vody bol lokalizovaný s teplotami dosahujúcimi 350 ° C, kde žijú série fauny typické pre tieto podmienky, ako sú lastúrniky, červy, kôrovce, porfýr a niektoré ostnokožce (hviezdice a ich príbuzní)..

Tieto dôkazy naznačujú, že prostredie hlbokého oceánu bolo pravdepodobne adekvátne pre pôvod života a prvé formy života boli chemoautotrofné mikroorganizmy..

Vriaca voda navyše obsahuje rad chemosyntetických baktérií, ktoré extrahujú svoju energiu zo sírových látok, ktoré sú v tomto type prostredia hojné..

Chemosyntetické baktérie majú funkciu producentov v ekosystémoch, ktoré sú základom potravinového reťazca, podobne ako úloha rastlín v typických ekosystémoch..

Nápady súvisiace s hypotézou hydrotermálnej sa začali objavovať začiatkom roku 1977, keď výskumník Corliss robil priame pozorovania v hydrotermálnych systémoch umiestnených na Galapágoch..

index

  • 1 Pozadie a alternatívne teórie
    • 1.1 Panspermia
    • 1.2 Abiotické modely
    • 1.3 Svet RNA
  • 2 Z čoho sa skladá??
  • 3 Kritiky teórie
  • 4 Odkazy

Predchádzajúce a alternatívne teórie

Niekoľko desaťročí výskumníci navrhli desiatky teórií, ktoré sa snažia vysvetliť pôvod života a prostredie, v ktorom bolo vyvinuté. Ako vznikol život, to bola jedna z najstarších a najkontroverznejších vedeckých otázok.

Niektorí autori podporujú primárny pôvod metabolizmu, zatiaľ čo ich oponenti podporujú genetický pôvod.

panspermie

V polovici 19. storočia renomovaný vedec Arrhenius navrhol teóriu panspermie alebo kozmologickej teórie. Táto myšlienka vyvoláva vznik života vďaka príchodu priestorových mikroorganizmov z planéty, kde existoval život.

Logicky kozmologická teória neposkytuje nápady, ktoré by problém vyriešili, pretože nevysvetľuje, ako mimozemský život vznikol v uvedenej hypotetickej planéte..

Okrem toho nie je veľmi pravdepodobné, že mikroskopické entity, ktoré kolonizovali prebiotické prostredie, prežili podmienky vesmíru, kým nedosiahnu planétu Zem..

Abiotické modely

Abiotické modely navrhujú, aby život pochádzal z „mikroštruktúr“ ako formy prechodu medzi organickými molekulami a prvými formami života. Hlavnými obhajcami tejto teórie sú Oparín, Sydney W. Fox a Alfonso F. Herrera.

Podľa Oparina a Haldana sú koacerváty probiotickými prekurzormi života, ohraničené plazmatickou membránou, ktorá umožňuje interakciu s ich prostredím. Podľa autorov vznikli pred molekulami, ktoré prenášajú genetickú informáciu: DNA alebo RNA.

Stanley Miller a Harold Urey sa im podarilo vybudovať dômyselný systém, ktorý imitoval „primitívnu atmosféru života“. Komponenty prítomné v hypotetickej atmosfére, veľmi odlišné od tej súčasnej, boli schopné syntetizovať organické molekuly nevyhnutné pre život (ako aminokyseliny), keď sa aplikovalo teplo a napätie..

Foxovi sa podarilo získať mikrosféry s veľkosťou podobnou baktériám, ktoré vystavili aminokyseliny zdroju tepla.

Podobne, iní výskumníci dosiahli syntézu organických molekúl s použitím anorganických molekúl ako suroviny, pričom týmto spôsobom vysvetľujú pôvod života z abiotického prostredia..

RNA svet

Ďalšia pozícia pôvodu života postuluje ako hlavnú udalosť vzhľad molekúl, ktoré obsahujú genetickú informáciu. Niekoľko autorov obhajuje pôvod života z RNA a tvrdí, že táto molekula zároveň slúžila ako templát a katalyzátor.

Najväčším dôkazom je existencia ribozómov, molekúl RNA schopných katalyzovať reakcie a zároveň uchovávať informácie v ich nukleotidovej sekvencii..

Z čoho sa skladá??

Hydrotermálna hypotéza navrhuje tieto extrémne vodné prostredie ako vhodné miesto pre syntézu organických zlúčenín, ktoré viedli k vzniku živých organizmov na Zemi..

Autori tejto teórie sú založené na archaea fosíliách, moderných systémoch podmorských hydrotermálnych prieduchov a teoretických a experimentálnych pozorovaní..

Hydrotermálne systémy sa vyznačujú vysokými energetickými tokmi, vysoko redukujúcim prostredím a bohatými minerálnymi ílami, ktoré sú ideálnymi povrchmi pre katalytické reakcie. Okrem toho má vysoké koncentrácie CH4, NH3, H2 a rôzne kovy.

Hypotéza pozostáva zo sekvenčnej konverzie CH4, NH3, H2 v aminokyselinách, v bielkovinách a potom v zložitejších polyméroch, až kým nedosiahnete štruktúrovaný metabolizmus a živé organizmy.

Pri skúmaní skamenelín v predkambrských skalách sa našli štruktúry pripomínajúce bunky z obdobia 3,5 až 3,8 miliardy rokov v hydrotermálnych podmorských spojeniach..

Na rozdiel od predchádzajúcich hypotéz, hydrotermálna hypotéza navrhuje teplo ako zdroj energie a nie UV žiarenie a elektrické výboje, ako napríklad model "prvotnej polievky". Okrem toho tento model navrhuje existenciu environmentálnych gradientov z hľadiska teploty, pH a chemickej koncentrácie.

Kritika k teórii

Hoci hydrotermálna hypotéza má niekoľko platných argumentov, nie je všeobecne akceptovaná. Jednou z kritík vzniku života v zdroji termálnej vody je nesúlad a nedostatok informácií o geologických modeloch prebiotickej éry..

Podobne by nenahraditeľné molekuly pre rozvoj života - ako napríklad nukleové kyseliny, proteíny a membrány - boli vystavené ich okamžitému zničeniu, a to v dôsledku vysokých teplôt hydrotermálneho prostredia..

Je však tiež pravdepodobné, že prvé formy života boli termostabilné, podobné termofilným organizmom, ktoré dnes žijú v extrémnych prostrediach.

Na druhej strane vzniká ďalšia nevýhoda spojená s koncentráciou zložiek. Je nepravdepodobné, že by sa život mohol vyvinúť v rozľahlosti prebiotických oceánov, kde by biomolekuly boli extrémne zriedené a rozptýlené.

Aby prostredie bolo vhodné pre pôvod života, musí uprednostňovať interakcie medzi molekulami, aby tvorili zložitejšie entity; Nerozrieďte ich tak, ako by boli v hĺbkach oceánov.

Zástancovia hydrotermálnej teórie naznačujú, že život by mohol vzniknúť v ohraničených oblastiach, ktoré by zabránili zriedeniu novo vytvorených molekúl, ako sú krátery..

referencie

  1. Chatterjee, S. (2016). Symbiotický pohľad na pôvod života pri jazerách hydrotermálnych vplyvov kráterov. Fyzikálna chémia Chemická fyzika, 18(30), 20033-20046.
  2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Hypotéza týkajúca sa vzťahov medzi podmorskými horúcimi prameňmi a pôvodom života na Zemi. Oceanologica Acta, Osobitné vydanie.
  3. Holm, N.G. (1992). Prečo sú hydrotermálne systémy navrhované ako prijateľné prostredie pre vznik života? v Morské hydrotermálne systémy a pôvod života (str. 5-14). Springer, Dordrecht.
  4. Jheeta, S. (2017). Krajina vzniku života. život, 7(2), 27.
  5. Lanier, K. A., & Williams, L. D. (2017). Pôvod života: modely a dáta. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.