Θεωρία των βασικών χαρακτηριστικών της αβιοτικής σύνθεσης

Το Θεωρία της αβιοτικής σύνθεσης είναι ένα αξίωμα που προτείνει ότι η ζωή προέρχεται από μη ζωντανές ενώσεις (αβιοτική = όχι ζωντανή). Υποδηλώνει ότι η ζωή γεννήθηκε σταδιακά από τη σύνθεση των οργανικών μορίων. Μεταξύ αυτών των οργανικών μορίων είναι τα αμινοξέα, τα οποία είναι τα πρόδρομα των πιο πολύπλοκων δομών που δημιουργούν ζωντανά κύτταρα.

Οι ερευνητές που πρότειναν αυτή τη θεωρία ήταν ο ρώσος επιστήμονας Alexander Oparin και ο βρετανός βιοχημικός John Haldane. Όλοι αυτοί οι επιστήμονες, που ερευνούν μόνοι τους, ήρθαν στην ίδια υπόθεση: ότι η προέλευση της ζωής στη Γη προήλθε από οργανικές και ανόργανες ενώσεις (μη ζωντανές ουσίες) που υπήρχαν στο πρωτόγονο περιβάλλον.

Ευρετήριο

• 1 Από τι συνίσταται;?
• 2 Θεωρία της Οπαρίνης και του Χαλντάν
  • 2.1 Θεωρία
• 3 Πειράματα που υποστηρίζουν τη Θεωρία της αβιοτικής σύνθεσης
  • 3.1 Πείραμα Miller και Urey
  • 3.2 Το πείραμα Juan Oró
  • 3.3 Πειραματισμό του Sydney Fox
  • 3.4 Πείραμα του Alfonso Herrera
• 4 Αναφορές

Από τι συνίσταται;?

Θεωρία αβιοτικές σύνθεση αναφέρει ότι η προέλευση της ζωής στη γη δόθηκε από το μίγμα μεταξύ ανόργανες και οργανικές ενώσεις ήταν στην ατμόσφαιρα του χρόνου, το οποίο ήταν φορτωμένο με υδρογόνο, μεθάνιο, υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία.

Θεωρία του Οπαρίν και του Χαλντάν

Ο Oparin και ο Haldane πίστευαν ότι η πρωτόγονη Γη είχε μια μειωτική ατμόσφαιρα. δηλαδή, μια ατμόσφαιρα με μικρό οξυγόνο όπου τα μόρια που υπήρχαν τείνουν να δώσουν τα ηλεκτρόνια τους.

Στη συνέχεια, η ατμόσφαιρα σταδιακά αλλάξει οδηγώντας σε απλά μόρια μοριακό υδρογόνο (Η2), το μεθάνιο (CH4), το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), αμμωνία (ΝΗ3) και υδρατμούς (H2O). Υπό αυτές τις συνθήκες, πρότειναν ότι:

- Απλή μόρια θα μπορούσαν να έχουν αντιδράσει, χρησιμοποιώντας ενέργεια από τις ακτίνες του ήλιου, το σοκ των καταιγίδων, θερμότητας από τον πυρήνα της Γης, μεταξύ άλλων τύπων ενέργειας που επηρεάζονται τελικά τις φυσικοχημικές αντιδράσεις.

- Αυτό προήγαγε το σχηματισμό των coacervates (συστήματα μορίων από τα οποία η ζωή προέκυψε, σύμφωνα με την Oparin) που έπληξε τους ωκεανούς.

- Σε αυτή την "πρωτόγονη σούπα" οι συνθήκες θα ήταν επαρκείς έτσι ώστε τα δομικά στοιχεία να είχαν συνδυαστεί σε μεταγενέστερες αντιδράσεις.

- Από αυτές τις αντιδράσεις, σχηματίστηκαν μεγαλύτερα και πιο πολύπλοκα μόρια (πολυμερή), όπως πρωτεΐνες και νουκλεϊνικά οξέα, πιθανώς ευνοούμενα από την παρουσία νερού από λακκούβες κοντά στον ωκεανό..

- Αυτά τα πολυμερή θα μπορούσαν να έχουν συναρμολογηθεί σε μονάδες ή δομές ικανές να διατηρούνται και να αντιγράφονται. Η οπαρίνη σκέφτηκε ότι θα μπορούσαν να ήταν «αποικίες» ομαδοποιημένων πρωτεϊνών για να πραγματοποιήσουν το μεταβολισμό και ο Haldane πρότεινε ότι τα μακρομόρια εγκλείστηκαν σε μεμβράνες για να σχηματίσουν δομές που μοιάζουν με κύτταρα..

Σκέψεις σχετικά με τη θεωρία

Οι λεπτομέρειες αυτού του μοντέλου δεν είναι πιθανώς εντελώς σωστές. Για παράδειγμα, οι γεωλόγοι πιστεύουν τώρα ότι η πρωτόγονη ατμόσφαιρα δεν συρρικνώθηκε και δεν είναι σαφές εάν οι λίμνες στην άκρη του ωκεανού είναι μια πιθανή θέση για την πρώτη εμφάνιση της ζωής.

Ωστόσο, η βασική ιδέα «μια σταδιακή και αυθόρμητο σχηματισμό των ομάδων των απλών μορίων, τότε ο σχηματισμός πιο σύνθετες δομές και, τέλος, αποκτώντας τη δυνατότητα να αυτο-αναπαραγωγή» παραμένει ο πυρήνας των περισσότερων από τις υποθέσεις της προέλευσης της τρέχουσα ζωή.

Πειράματα που υποστηρίζουν τη Θεωρία της αβιοτικής σύνθεσης

Το πείραμα του Miller και του Urey

Το 1953, οι Stanley Miller και Harold Urey πραγματοποίησαν ένα πείραμα για να δοκιμάσουν τις ιδέες του Oparin και του Haldane. Ανακάλυψαν ότι τα οργανικά μόρια θα μπορούσαν να εμφανιστούν αυθόρμητα υπό αναγωγικές συνθήκες παρόμοιες με εκείνες της πρωτόγονης Γης που περιγράφηκε προηγουμένως.

Miller and Urey κατασκευαστεί ένα κλειστό σύστημα που περιέχει μία ποσότητα θερμαινόμενο νερό και ένα μείγμα αερίων που πιστεύεται ότι είναι άφθονα στην ατμόσφαιρα της πρώιμης Γης: μεθάνιο (CH4), το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και αμμωνία (ΝΗ3).

Για να προσομοιώσουν τις ακτίνες που θα μπορούσαν να δώσουν την απαραίτητη ενέργεια για τις χημικές αντιδράσεις που προκάλεσαν τα πιο σύνθετα πολυμερή, οι Miller και Urey έστειλαν ηλεκτρικά σοκ μέσω ενός ηλεκτροδίου στο πειραματικό τους σύστημα..

Αφού άφησε το πείραμα να τρέξει για μια εβδομάδα, οι Miller και Urey ανακάλυψαν ότι είχαν σχηματιστεί διάφοροι τύποι αμινοξέων, σακχάρων, λιπιδίων και άλλων οργανικών μορίων..

Μεγάλα και πολύπλοκα μόρια όπως το DNA και πρωτεΐνης-λείπει. Ωστόσο, το πείραμα Miller-Urey έδειξε ότι τουλάχιστον μερικά από τα βασικά συστατικά αυτών των μορίων θα μπορούσαν να σχηματίσουν αυθόρμητα από απλές ενώσεις.

Το πείραμα Juan Oró

Συνεχίζοντας την έρευνα για την προέλευση της ζωής, η ισπανική επιστήμονας Χουάν Oro χρησιμοποίησε τις γνώσεις του για την επίτευξη βιοχημική σύνθεση σε συνθήκες εργαστηρίου, άλλα σημαντικά οργανικά μόρια για τη ζωή.

Oro απάντησε τις συνθήκες του πειράματος των Miller και Urey, το οποίο παράγει παράγωγα κυανιούχου σε μεγάλες ποσότητες.

Χρησιμοποιώντας αυτό το προϊόν (υδροκυανικό οξύ), περισσότερη αμμωνία και νερό, ο ερευνητής ήταν σε θέση να συνθέσει μόρια αδενίνη, ένα από τα τέσσερα αζωτούχων βάσεων του DNA και ενός συστατικού του ΑΤΡ, ένα κλειδί μόριο για να παρέχει ενέργεια στα πιο ζωντανά όντα.

Όταν το εύρημα αυτό δημοσιεύθηκε το 1963, δεν είχε μόνο επιστημονικό αλλά και δημοφιλές αντίκτυπο, καθώς απέδειξε τη δυνατότητα της αυθόρμητης εμφάνισης νουκλεοτιδίων στην πρωταρχική Γη χωρίς καμία εξωτερική επίδραση.

Επίσης επιτύχει τη σύνθεση, αναδημιουργώντας στο εργαστήριο περιβάλλον παρόμοιο με εκείνο που ισχύει στην πρώιμη Γη, άλλες οργανικές ενώσεις, κυρίως λιπίδια που αποτελούν μέρος των κυτταρικών μεμβρανών, ορισμένων πρωτεϊνών και ενζύμων σημαντική στο μεταβολισμό ενεργό.

Πειραματισμό Sydney Fox

Το 1972, το Sydney Fox και οι συνεργάτες του πραγματοποίησαν ένα πείραμα που τους επέτρεψε να παράγουν δομές με μεμβράνες και οσμωτικές ιδιότητες. δηλαδή, παρόμοια με τα ζωντανά κύτταρα, τα οποία κάλεσαν Μικροσφαίρια πρωτεϊνών.

Χρησιμοποιώντας ένα ξηρό μίγμα αμινοξέων, προχώρησαν στη θέρμανση τους σε μέτριες θερμοκρασίες. έτσι επέτυχαν τον σχηματισμό πολυμερών. Αυτά τα πολυμερή, όταν διαλύονται σε φυσιολογικό ορό, σχηματίζουν μικροσκοπικά σταγονίδια με το μέγεθος ενός βακτηριακού κυττάρου ικανού να διεξάγει ορισμένες χημικές αντιδράσεις.

Αυτά τα μικροσφαιρίδια είχαν διπλό διαπερατό περίβλημα, παρόμοιο με τις σημερινές κυτταρικές μεμβράνες, που τους επέτρεψαν να ενυδατωθούν και να αφυδατωθούν ανάλογα με τις αλλαγές στο περιβάλλον όπου ήταν.

Όλες αυτές οι παρατηρήσεις που προέκυψαν από τη μελέτη των μικροσφαιρίων, έδειξαν μια ιδέα για τον τύπο των διεργασιών που θα μπορούσαν να έχουν προκαλέσει τα πρώτα κύτταρα.

Το πείραμα του Alfonso Herrera

Άλλοι ερευνητές πραγματοποίησαν τα δικά τους πειράματα για να προσπαθήσουν να αναπαράγουν τις μοριακές δομές που προκάλεσαν τα πρώτα κύτταρα. Ο Alfonso Herrera, μεξικανός επιστήμονας, κατόρθωσε να δημιουργήσει τεχνητά δομές που ονόμασε σουλφόβιο και κολποειδή.

Η Herrera χρησιμοποίησε μείγματα ουσιών όπως θειοκυανιούχο αμμώνιο, θειοσανικό αμμώνιο και φορμαλδεΰδη, με τα οποία ήταν σε θέση να συνθέσει μικρές δομές υψηλού μοριακού βάρους. Αυτές οι πλούσιες σε θείο δομές οργανώθηκαν όμοια με τα ζωντανά κύτταρα, γι 'αυτό τα ονόμαζαν σουλφόβια.

Ομοίως, αναμίχθηκε το ελαιόλαδο και η βενζίνη με μικρές ποσότητες υδροξειδίου του νατρίου για τη δημιουργία άλλων τύπων μικροδομών που οργανώθηκαν με παρόμοιο τρόπο με τα πρωτόζωα. σε αυτές τις μικροσφαίρες τις ονόμασε colpoides.

Αναφορές

1. Ο Carranza, G. (2007). Βιολογία Ι. Συνταγματικό όριο, Μεξικό.
2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Βιολογία 1 (1η έκδοση). Συντάκτης Progreso.
3. Fox, S.W. (1957). Το χημικό πρόβλημα αυθόρμητης δημιουργίας. Εφημερίδα της Χημικής Εκπαίδευσης, 34(10), 472-479.
4. Fox, S.W., & Harada, Κ. (1958). Θερμικός συμπολυμερισμός αμινοξέων σε μια πρωτεΐνη που παράγει προϊόντα. Επιστήμη, 128, 1214.
5. Gama, Α. (2004). Βιολογία: Βιογένεση και μικροοργανισμοί (2η έκδ.). Εκπαίδευση Pearson.
6. Gama, Α. (2007). Βιολογία Ι: Μια κονστρουκτιβιστική προσέγγιση (3η έκδοση). Εκπαίδευση Pearson.
7. Gordon-Smith, C. (2003). Η υπόθεση Oparin-Haldane. Στο Προέλευση της ζωής: Ορόσημα του 20ου αιώνα. Ανακτήθηκε από: simsoup.info
8. Herrera, Α. (1942). Μια νέα θεωρία της προέλευσης και της φύσης της ζωής. Επιστήμη, 96: 14.
9. Ledesma-Mateos, Ι., & Cleaves, Η. J. (2016). Alfonso Luis Herrera και οι αρχές του εξελικτισμού και οι μελέτες για την προέλευση της ζωής στο Μεξικό. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
10. McCollom, Τ. (2013). Miller-Urey και πέρα: Τι έχουν μάθει για τις αντιδράσεις της προβιοτικής οργανικής σύνθεσης τα τελευταία 60 χρόνια?. Ετήσια επισκόπηση της Γης και των Πλανητικών Επιστημών, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Παραγωγή αμινοξέων υπό πιθανές πρωτόγονες γήινες συνθήκες. Επιστήμη 117: 528-529
12. Miller, S. L. (1955). Παραγωγή Ορισμένων Οργανικών Ενζύμων υπό Πιθανές Πρωταρχικές Γαιιακές Συνθήκες. Εφημερίδα της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας.
13. Miller, S.L., Urey, Η.Ο., & Oró, J. (1976). Προέλευση οργανικών ενώσεων στην πρωτεύουσα γη και σε μετεωρίτες. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biology 1, Τόμος 1. Εκδότες Εκπαίδευσης Τραπεζών.
15. Parker, Ε.Τ., Cleaves, Η. J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, Α., & Bada, J.L. (2011). Προβιοτική Σύνθεση μεθειονίνης και άλλων οργανικών ενώσεων που περιέχουν θείο στην Πρωτογενή Γη: Σύγχρονη Επανεξέταση με βάση ένα αδημοσίευτο πείραμα Stanley Miller του 1958. Προέλευση της ζωής και εξέλιξη των βιοσφαιρών, 41(3), 201-212.