Teória Abiotickej syntézy Hlavné charakteristiky

Teória abiotickej syntézy je postulát, ktorý navrhuje, aby život pochádzal z neživých zlúčenín (abiotický = ne živý). Naznačuje, že život vznikol postupne zo syntézy organických molekúl. Medzi týmito organickými molekulami sú aminokyseliny, ktoré sú prekurzormi zložitejších štruktúr, ktoré dávajú vznik živým bunkám.

Výskumníci, ktorí navrhli túto teóriu, boli ruský vedec Alexander Oparin a britský biochemik John Haldane. Každý z týchto vedcov, ktorí sami skúmali, dospeli k rovnakej hypotéze: že pôvod života na Zemi pochádza z organických a minerálnych zlúčenín (neživých látok), ktoré predtým existovali v primitívnej atmosfére.

index

• 1 Z čoho sa skladá??
• 2 Teória Oparina a Haldana
  • 2.1 Teoretické úvahy
• 3 Experimenty, ktoré podporujú teóriu abiotickej syntézy
  • 3.1 Experiment Miller a Urey
  • 3.2 Experiment Juan Oró
  • 3.3 Experiment v Sydney Fox
  • 3.4 Experiment Alfonsa Herreru
• 4 Odkazy

Z čoho sa skladá??

Teória abiotickej syntézy uvádza, že vznik života na Zemi nastal vďaka zmesi anorganických a organických zlúčenín, ktoré boli v tej dobe v atmosfére, ktorá bola nabitá vodíkom, metánom, vodnou parou, oxid uhličitý a amoniak.

Teória Oparina a Haldana

Oparin a Haldane si mysleli, že primitívna Zem má redukujúcu atmosféru; to znamená, že atmosféra s malým množstvom kyslíka, kde prítomné molekuly majú tendenciu darovať svoje elektróny.

Následne by sa atmosféra postupne menila, čo by viedlo k vzniku jednoduchých molekúl, ako je molekulárny vodík (H2), metán (CH4), oxid uhličitý (CO2), amoniak (NH3) a vodná para (H2O). Za týchto podmienok navrhli, aby:

- Jednoduché molekuly mohli reagovať, pomocou energie prichádzajúcej zo slnečných lúčov, elektrických výbojov z búrok, tepla zo zemského jadra, medzi inými typmi energie, ktoré nakoniec ovplyvnili fyzikálno-chemické reakcie..

- To podporilo tvorbu koacervátov (systémy molekúl, z ktorých vznikol život, podľa Oparina), ktoré plávali v oceánoch.

- V tejto "primitívnej polievke" by podmienky boli primerané, aby sa stavebné kamene mohli kombinovať v neskorších reakciách.

- Z týchto reakcií sa vytvorili väčšie a komplexnejšie molekuly (polyméry), ako napríklad proteíny a nukleové kyseliny, ktoré pravdepodobne uprednostňuje prítomnosť vody z kaluží v blízkosti oceánu..

- Tieto polyméry mohli byť zostavené do jednotiek alebo štruktúr, ktoré je možné udržiavať a replikovať. Oparin si myslel, že by mohli byť "kolóniami" zoskupených proteínov na uskutočnenie metabolizmu a Haldane navrhol, aby boli makromolekuly obalené v membránach, aby vytvorili štruktúry podobné bunkám..

Úvahy o teórii

Podrobnosti tohto modelu pravdepodobne nie sú úplne správne. Napríklad geológovia teraz veria, že primitívna atmosféra sa nezmenšovala a nie je jasné, či rybníky na okraji oceánu sú pravdepodobne miestom pre prvý výskyt života..

Základná myšlienka „postupná a spontánna tvorba skupín jednoduchých molekúl, potom tvorba zložitejších štruktúr a nakoniec nadobudnutie schopnosti samo-replikácie“ zostáva jadrom väčšiny hypotéz o pôvode. života.

Experimenty, ktoré podporujú teóriu abiotickej syntézy

Miller a Urey experiment

V roku 1953, Stanley Miller a Harold Urey robili experiment, aby otestovali myšlienky Oparina a Haldana. Zistili, že organické molekuly by sa mohli vyskytovať spontánne za redukčných podmienok podobných tým, ktoré boli predtým opísané v primitívnej Zemi.

Miller a Urey vybudovali uzavretý systém, ktorý obsahoval množstvo ohriatej vody a zmes plynov, o ktorej sa predpokladalo, že sú hojné v skorej atmosfére Zeme: metán (CH4), oxid uhličitý (CO2) a amoniak (NH3)..

Na simuláciu lúčov, ktoré mohli poskytnúť potrebnú energiu pre chemické reakcie, ktoré viedli k vzniku najkomplexnejších polymérov, Miller a Urey poslali elektrické šoky cez elektródu v ich experimentálnom systéme..

Po jednom týždni experimentu Miller a Urey zistili, že sa vytvorilo niekoľko typov aminokyselín, cukrov, lipidov a ďalších organických molekúl..

Veľké, komplexné molekuly podobné molekulám a proteínom chýbali. Experiment Miller-Urey však ukázal, že aspoň niektoré zo základných zložiek týchto molekúl sa môžu tvoriť spontánne z jednoduchých zlúčenín.

Experiment Juan Oró

Španielsky vedec Juan Oró pokračoval v hľadaní pôvodu života a využil svoje biochemické vedomosti na to, aby syntetizoval v laboratórnych podmienkach iné organické molekuly dôležité pre život..

Oro odpovedal na podmienky experimentu Millera a Ureyho, ktorý vyrába kyanidové deriváty vo veľkých množstvách.

Pomocou tohto produktu (kyselina kyanovodíková), plus amoniak a voda, bol tento výskumník schopný syntetizovať molekuly adenínu, jedného zo 4 dusíkatých báz DNA a jednej zo zložiek ATP, základnej molekuly, ktorá poskytuje energiu väčšine živých bytostí..

Keď bol tento nález publikovaný v roku 1963, mal nielen vedecký, ale aj populárny vplyv, pretože demonštroval možnosť spontánneho vzhľadu nukleotidov na primitívnej Zemi bez akéhokoľvek vonkajšieho vplyvu.

Tiež sa mu podarilo syntetizovať, znovu vytvoriť v laboratóriu prostredie podobné tomu, ktoré existovalo na začiatku Zeme, iné organické zlúčeniny, hlavne lipidy, ktoré sú súčasťou bunkových membrán, niektoré proteíny a aktívne enzýmy dôležité v metabolizme.

Experiment v Sydney Fox

V roku 1972, Sydney Fox a jeho spolupracovníci uskutočnili experiment, ktorý im umožnil vytvárať štruktúry s membránovými a osmotickými vlastnosťami; to je podobné živým bunkám, ktoré nazývali Proteínové mikrosféry.

Použitím suchej zmesi aminokyselín sa zahriali na mierne teploty; tak dosiahli tvorbu polymérov. Tieto polyméry, keď sú rozpustené vo fyziologickom roztoku, vytvorili malé kvapky veľkosti bakteriálnej bunky, ktorá je schopná vykonávať určité chemické reakcie.

Tieto mikroguľôčky mali dvojitý priepustný obal, podobný súčasným bunkovým membránam, ktoré im umožnili hydratovať a dehydratovať v závislosti od zmien v prostredí, kde boli..

Všetky tieto pozorovania získané štúdiom mikroguľôčok ukázali predstavu o type procesov, ktoré mohli vzniknúť z prvých buniek.

Experiment Alfonsa Herreru

Ďalší výskumníci uskutočnili vlastné pokusy, aby sa pokúsili replikovať molekulárne štruktúry, ktoré viedli k vzniku prvých buniek. Mexický vedec Alfonso Herrera dokázal umelo vytvárať štruktúry, ktoré nazýval sulfobios a colpoides.

Herrera používal zmesi látok, ako je sulfónamid amónny, tiosyanát amónny a formaldehyd, s ktorými bol schopný syntetizovať malé štruktúry s vysokou molekulovou hmotnosťou. Tieto štruktúry bohaté na síru boli organizované podobne ako živé bunky, preto ich nazýval sulfobios.

Podobne zmiešal olivový olej a benzín s malými množstvami hydroxidu sodného na vytvorenie ďalších typov mikroštruktúr, ktoré boli organizované podobným spôsobom ako prvoky; k týmto mikroguličkám ich nazýval colpoidy.

referencie

1. Carranza, G. (2007). Biológia I. Redakčný prah, Mexiko.
2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biológia 1 (1. vydanie). Editorial Progreso.
3. Fox, S. W. (1957). Chemický problém spontánnej generácie. Journal of Chemical Education, 34(10), 472-479.
4. Fox, S. W., & Harada, K. (1958). Tepelná kopolymerizácia aminokyselín na proteín, ktorý sa skladá z produktu. veda, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biológia: Biogenéza a mikroorganizmy (2. vydanie). Pearson Education.
6. Gama, A. (2007). Biológia I: Konštruktivistický prístup (3. vydanie). Pearson Education.
7. Gordon-Smith, C. (2003). Hypotéza Oparin-Haldane. v Pôvod života: Pamiatky dvadsiateho storočia. Zdroj: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). Nová teória pôvodu a podstata života. veda, 96: 14.
9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera a počiatky evolúcie a štúdií o pôvode života v Mexiku. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey a ďalšie: Čo sa naučilo o reakciách prebiotickej organickej syntézy za posledných 60 rokov?. Výročná správa o Zemi a planetárnych vedách, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Produkcia aminokyselín za možných primitívnych podmienok Zeme. veda 117: 528 - 529
12. Miller, S. L. (1955). Produkcia niektorých organických zlúčenín pri možných primitívnych zemských podmienkach. Journal of American Chemical Society.
13. Miller, S. L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Pôvod organických zlúčenín na primitívnej Zemi av meteoritoch. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biológia 1, zväzok 1. Cengage Učenie Editors.
15. Parker, E.T., Cleaves, H.J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J.L. (2011). Prebiotická syntéza metionínu a iných organických zlúčenín obsahujúcich síru na primitívnej Zemi: súčasné prehodnotenie založené na nepublikovanom experimente Stanleyho Millera z roku 1958. Pôvody života a evolúcia biosfér, 41(3), 201-212.