Υδροθερμική Υπόθεση Ιστορικό, Τι Περιλαμβάνει και Κριτική



Το υδροθερμική υπόθεση στοχεύει να εξηγήσει τις πρωτόγονες συνθήκες στις οποίες προέκυψαν οι πρώτες μορφές ζωής στον πλανήτη Γη, προτείνοντας ως κύριο σενάριο τις θερμές πηγές που βρίσκονται στα βάθη των ωκεανών.

Έχουν εντοπίσει έναν αριθμό θερμών πηγών με θερμοκρασίες που φθάνουν τους 350 ° C, όπου μια σειρά από κατοικεί πανίδας από αυτές τις συνθήκες, όπως δίθυρα, σκουλήκια, καρκινοειδή, εχινοδέρμων Porifera και μερικά (αστερίες και τους συγγενείς τους).

Τα στοιχεία αυτά δείχνουν ότι η βαθιά περιβάλλοντα των ωκεανών ίσως ήταν κατάλληλο για την προέλευση της ζωής και η πρώτη μορφή ζωής ήταν οι μικροοργανισμοί chemoautotrophs.

Επιπλέον, το βραστό νερό κατοικεί μια σειρά χημειοσυνθετικών βακτηρίων που εκχυλίζουν την ενέργειά τους από ουσίες θείου, οι οποίες είναι άφθονες σε αυτόν τον τύπο περιβάλλοντος.

Τα χημειοσυνθετικά βακτήρια έχουν λειτουργίες παραγωγών σε οικοσυστήματα, που αποτελούν τη βάση της τροφικής αλυσίδας, ανάλογα με το ρόλο των φυτών σε τυπικά οικοσυστήματα.

Ιδέες σχετικές με την υδροθερμική υπόθεση άρχισαν να αναδύονται στις αρχές του 1977, όταν ο ερευνητής Corliss έκανε άμεσες παρατηρήσεις στα υδροθερμικά συστήματα που βρίσκονται στα νησιά Galapagos..

Ευρετήριο

  • 1 Ιστορικό και εναλλακτικές θεωρίες
    • 1.1 Πανσπερμία
    • 1.2 Αβιοτικά μοντέλα
    • 1.3 Κόσμος του RNA
  • 2 Από τι συνίσταται;?
  • 3 Κρίσεις στη θεωρία
  • 4 Αναφορές

Προηγούμενα και εναλλακτικές θεωρίες

Για δεκαετίες, οι ερευνητές έχουν προτείνει δεκάδες που τις θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν την προέλευση της ζωής και το ευνοϊκό περιβάλλον στο οποίο αυτό οφείλεται στην ανάπτυξη. Πώς προήλθε η ζωή υπήρξε ένα από τα παλαιότερα και πιο αμφιλεγόμενα επιστημονικά ερωτήματα.

Μερικοί συγγραφείς υποστηρίζουν την πρωταρχική προέλευση του μεταβολισμού, ενώ οι αντίπαλοί τους υποστηρίζουν τη γενετική προέλευση.

Πανσπερμία

Στα μέσα της δεκαετίας του 1900 ο γνωστός επιστήμονας Arrhenius πρότεινε τη θεωρία της πανσπερμίας ή της κοσμολογικής θεωρίας. Αυτή η ιδέα αυξάνει την προέλευση της ζωής χάρη στην άφιξη των χωρικών μικροοργανισμών από έναν πλανήτη όπου η ζωή υπήρχε προηγουμένως.

Λογικά, η κοσμολογική θεωρία δεν παρέχει ιδέες που λύνουν το πρόβλημα, διότι εξωγήινη δεν εξηγεί πώς προήλθε η ζωή σε αυτό το υποθετικό πλανήτη.

Επιπλέον, είναι απίθανο ότι μικροσκοπικά πλάσματα που αποίκισαν προβιοτική περιβάλλοντα έχουν επιβιώσει των συνθηκών του χώρου για να φτάσει στη Γη πλανήτη.

Αβιοτικά μοντέλα

Τα αβιωτικά μοντέλα προτείνουν ότι η ζωή ξεκίνησε μακριά από τις "μικροδομές" ως μορφές μετάβασης μεταξύ των οργανικών μορίων και των πρώτων μορφών ζωής. Μεταξύ των κυριότερων υπερασπιστών αυτής της θεωρίας είναι οι Oparín, Sydney W. Fox και Alfonso F. Herrera.

Σύμφωνα με τον Oparin και τον Haldane, τα coacervates είναι πρόβιοι πρόδρομοι της ζωής, οριοθετημένοι από μια μεμβράνη πλάσματος που επιτρέπει την αλληλεπίδραση με το περιβάλλον τους. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, προέκυψαν πριν από τα μόρια που μεταδίδουν τις γενετικές πληροφορίες: DNA ή RNA.

Από την πλευρά τους, ο Stanley Miller και ο Harold Urey κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα έξυπνο σύστημα που μίμιζε "το πρωτόγονο περιβάλλον της ζωής". Τα συστατικά που υπάρχουν στην υποθετική ατμόσφαιρα, πολύ διαφορετικά από την τρέχουσα, ήταν ικανά να συνθέσουν οργανικά μόρια απαραίτητα για τη ζωή (όπως αμινοξέα) όταν εφαρμόστηκαν θερμότητα και τάση.

Η Fox κατόρθωσε να αποκτήσει μικροσφαίρες μεγέθους παρόμοιας με τα βακτηρίδια, υποβάλλοντας τα αμινοξέα σε μια πηγή θερμότητας.

Με τον ίδιο τρόπο, άλλοι ερευνητές έχουν επιτύχει τη σύνθεση οργανικών μορίων χρησιμοποιώντας ως πρώτες ύλες ανόργανα μόρια, εξηγώντας έτσι την προέλευση της ζωής από ένα αβιοτικό περιβάλλον.

RNA κόσμο

Μια άλλη θέση της προέλευσης της ζωής αξιώνει ως κύριο γεγονός την εμφάνιση μορίων που περιέχουν γενετικές πληροφορίες. Αρκετοί συγγραφείς υπερασπίζονται την προέλευση της ζωής από το RNA και υποστηρίζουν ότι αυτό το μόριο χρησίμευσε ως πρότυπο και καταλύτης ταυτόχρονα.

Πιο απόδειξη είναι η ύπαρξη των ριβοσωμάτων, RNA μόρια ικανά κατάλυσης αντιδράσεων και την ίδια στιγμή, την αποθήκευση πληροφοριών σχετικά με την αλληλουχία νουκλεοτιδίων του.

Από τι συνίσταται;?

Υδροθερμική υπόθεση προτείνει αυτά τα άκρα όπως ο τόπος για τη σύνθεση των οργανικών ενώσεων οδήγησε στην προέλευση των ζώντων οργανισμών σε υδάτινα περιβάλλοντα Γη.

Οι συγγραφείς αυτής της θεωρίας βασίζονται σε απολιθώματα αρχαίων, σύγχρονα συστήματα υποθαλάσσιων υδροθερμικών αεραγωγών και θεωρητικές και πειραματικές παρατηρήσεις..

Τα υδροθερμικά συστήματα χαρακτηρίζονται από υψηλές ροές ενέργειας, εξαιρετικά μειωμένο περιβάλλον και άφθονες μεταλλικές άργιλοι, οι οποίες είναι ιδανικές επιφάνειες για καταλυτικές αντιδράσεις. Επιπλέον, έχει υψηλές συγκεντρώσεις CH4, NH3, H2 και διαφορετικά μέταλλα.

Η υπόθεση συνίσταται στη διαδοχική μετατροπή του CH4, NH3, H2 σε αμινοξέα, αυτά σε πρωτεΐνες και στη συνέχεια σε πιο σύνθετα πολυμερή, μέχρι να φτάσετε σε ένα δομημένο μεταβολισμό και ζωντανούς οργανισμούς.

Κατά την εξέταση απολιθωμάτων σε πετρώματα Precambrian, δομές που θυμίζουν κύτταρα που χρονολογούνται από 3,5 έως 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν έχουν βρεθεί σε υδροθερμικά υποβρύχια σύνολα..

Σε αντίθεση με τις προηγούμενες υποθέσεις, η υδροθερμική υπόθεση προτείνει θερμότητα ως πηγή ενέργειας και όχι ακτίνες UV και ηλεκτρικές εκκενώσεις, όπως το μοντέλο "πρωταρχικής σούπας". Επιπλέον, αυτό το μοντέλο προτείνει την ύπαρξη περιβαλλοντικών διαβαθμίσεων όσον αφορά τη θερμοκρασία, το ρΗ και τη χημική συγκέντρωση.

Κριτική στη θεωρία

Αν και η υδροθερμική υπόθεση έχει αρκετά ισχυρά επιχειρήματα, δεν είναι καθολικά αποδεκτή. Μια από τις επικρίσεις για την προέλευση της ζωής σε ιατρική πηγή είναι η ασυνέπεια και η έλλειψη πληροφοριών σχετικά με τα γεωλογικά μοντέλα της Προβιοτικής Εποχής.

Παρομοίως, μόρια απαραίτητη για την ανάπτυξη της ζωής, όπως νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες και membranas- θα αντιμετώπιζε άμεση καταστροφή λόγω τέτοιες υψηλές θερμοκρασίες του περιβάλλοντα υδροθερμικής.

Ωστόσο, είναι επίσης πιθανό ότι οι πρώτες μορφές ζωής ήταν θερμοσταθερές, παρόμοιες με τους θερμοφιλικούς οργανισμούς που σήμερα ζουν σε ακραία περιβάλλοντα.

Από την άλλη πλευρά, προκύπτει ένα άλλο μειονέκτημα που σχετίζεται με τη συγκέντρωση των συστατικών. Είναι απίθανο ότι η ζωή θα μπορούσε να εξελιχθεί στην απεραντοσύνη των προβιοτικών ωκεανών, όπου τα βιομόρια θα ήταν εξαιρετικά αραιωμένα και διασκορπισμένα.

Για να είναι ένα περιβάλλον κατάλληλο για την προέλευση της ζωής, πρέπει να ευνοεί τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων, έτσι ώστε να σχηματίζουν πιο πολύπλοκες οντότητες. μην τους αραιώνετε, όπως θα συνέβαινε στα βάθη των ωκεανών.

Οι υποστηρικτές της υδροθερμικής θεωρίας υποδεικνύουν ότι η ζωή θα μπορούσε να προέρχεται από οριοθετημένες περιοχές που θα εμπόδιζαν την αραίωση νεοσχηματισμένων μορίων, όπως κρατήρες.

Αναφορές

  1. Chatterjee, S. (2016). Μια συμβιωτική άποψη της προέλευσης της ζωής σε υδροθερμικές κρουστικές λίμνες. Φυσική Χημεία Χημική Φυσική, 18(30), 20033-20046.
  2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Μια υπόθεση σχετικά με τις σχέσεις μεταξύ υποβρυχίων θερμών πηγών και την προέλευση της ζωής στη γη. Oceanologica Acta, Ειδικό θέμα.
  3. Holm, Ν. G. (1992). Γιατί τα υδροθερμικά συστήματα προτείνονται ως εύλογα περιβάλλοντα για την προέλευση της ζωής; Στο Θαλάσσια υδροθερμικά συστήματα και την προέλευση της ζωής (σελ. 5-14). Σπρινγκέρ, Ντόρντρεχτ.
  4. Jheeta, S. (2017). Το τοπίο της εμφάνισης της ζωής. Η ζωή, 7(2), 27.
  5. Lanier, Κ. Α., & Williams, L.D. (2017). Η Προέλευση της Ζωής: Μοντέλα και Δεδομένα. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.