Teorija glavnih značajki abiotske sinteze



Teorija abiotičke sinteze je postulat koji predlaže da život potječe od neživih spojeva (abiotički = ne živi). To sugerira da je život nastao postupno iz sinteze organskih molekula. Među tim organskim molekulama su aminokiseline, koje su prekursori složenijih struktura koje potiču živuće stanice.

Istraživači koji su predložili ovu teoriju bili su ruski znanstvenik Alexander Oparin i britanski biokemičar John Haldane. Svaki od tih znanstvenika, koji su sami istraživali, došli su do iste hipoteze: da je izvor života na Zemlji došao od organskih i mineralnih spojeva (neživih tvari) koji su ranije postojali u primitivnoj atmosferi..

indeks

  • 1 Od čega se sastoji??
  • 2 Teorija Oparina i Haldanea
    • 2.1 Teorijska razmatranja
  • 3 Eksperimenti koji podržavaju teoriju abiotičke sinteze
    • 3.1. Eksperiment Millera i Ureyja
    • 3.2 Eksperiment Juan Oró
    • 3.3 Eksperiment Sydney Fox
    • 3.4 Eksperiment Alfonso Herrere
  • 4 Reference

Od čega se sastoji??

Teorija abiotičke sinteze navodi da je porijeklo života na Zemlji nastalo zahvaljujući mješavini između anorganskih i organskih spojeva koji su bili u atmosferi tog vremena, koji je bio napunjen vodikom, metanom, vodenom parom, ugljični dioksid i amonijak.

Teorija Oparina i Haldanea

Oparin i Haldane su mislili da primitivna Zemlja ima reducirajuću atmosferu; to jest, atmosfera s malo kisika gdje molekule koje su prisutne imaju tendenciju da daruju svoje elektrone.

Nakon toga, atmosfera bi se mijenjala i postupno bi se pojavile jednostavne molekule kao što su molekularni vodik (H2), metan (CH4), ugljični dioksid (CO2), amonijak (NH3) i vodena para (H2O). Pod tim uvjetima, oni su predložili da:

- Jednostavne molekule mogle su reagirati, koristeći energiju koja dolazi iz Sunčevih zraka, električna pražnjenja iz oluje, toplina iz Zemljine jezgre, među ostalim vrstama energije koje su na kraju utjecale na fizičko-kemijske reakcije.

- To je potaknulo stvaranje koacervata (sustava molekula iz kojih je nastao život, prema Oparinu) koji su plutali u oceanima.

- U ovoj "primitivnoj juhi" uvjeti bi bili adekvatni tako da bi se građevni blokovi mogli kombinirati u kasnijim reakcijama.

- Iz tih reakcija nastale su veće i složenije molekule (polimeri), kao što su proteini i nukleinske kiseline, vjerojatno pod utjecajem prisutnosti vode iz lokvi u blizini oceana..

- Ti su polimeri mogli biti sastavljeni u jedinice ili strukture koje se mogu održavati i replicirati. Oparin je mislio da su mogli biti "kolonije" grupiranih proteina za obavljanje metabolizma, a Haldane je sugerirao da su makromolekule zatvorene u membrane kako bi tvorile stanične strukture..

Razmatranja o teoriji

Detalji ovog modela vjerojatno nisu posve točni. Na primjer, geolozi sada vjeruju da se primitivna atmosfera nije smanjivala, a nije jasno jesu li bare na rubu oceana vjerojatno mjesto za prvi izgled života.

Međutim, osnovna ideja "postupno i spontano formiranje grupa jednostavnih molekula, zatim formiranje složenijih struktura i konačno stjecanje sposobnosti za samo-replikaciju" ostaje srž većine hipoteza o nastanku trenutni život.

Eksperimenti koji podržavaju teoriju abiotičke sinteze

Miller i Urey eksperiment

Godine 1953. Stanley Miller i Harold Urey proveli su eksperiment kako bi testirali ideje Oparina i Haldanea. Otkrili su da bi se organske molekule mogle pojaviti spontano pod smanjenim uvjetima sličnim onima prethodno opisane primitivne Zemlje.

Miller i Urey izgradili su zatvoreni sustav koji je sadržavao količinu zagrijane vode i mješavinu plinova za koje se smatralo da ih ima u ranoj Zemljinoj atmosferi: metan (CH4), ugljični dioksid (CO2) i amonijak (NH3)..

Da bi simulirali zrake koje su mogle osigurati potrebnu energiju za kemijske reakcije koje su dovele do nastanka najsloženijih polimera, Miller i Urey poslali su električne šokove kroz elektrodu u svom eksperimentalnom sustavu..

Nakon što je pokus proveo tjedan dana, Miller i Urey su otkrili da je formirano nekoliko vrsta aminokiselina, šećera, lipida i drugih organskih molekula..

Nedostajale su velike, kompleksne molekule poput DNA i proteina. Međutim, Miller-Ureyev eksperiment pokazao je da se barem neke od osnovnih komponenti tih molekula mogu spontano formirati iz jednostavnih spojeva.

Eksperiment Juan Oró

Nastavljajući potragu za izvorima života, španjolski znanstvenik Juan Oró koristio je svoje biokemijsko znanje za sintezu, u laboratorijskim uvjetima, drugih organskih molekula važnih za život.

Oro je odgovorio na uvjete eksperimenta Millera i Ureya, koji u velikim količinama proizvodi derivate cijanida.

Koristeći ovaj proizvod (cijanovodoničnu kiselinu), plus amonijak i vodu, ovaj je istraživač bio u stanju sintetizirati molekule adenina, jednu od 4 dušične baze DNA i jednu od komponenti ATP-a, temeljnu molekulu da osigura energiju većini živih bića..

Kada je taj nalaz objavljen 1963. godine, on nije imao samo znanstveni nego i popularan učinak, jer je pokazao mogućnost spontanog pojavljivanja nukleotida na primitivnoj Zemlji bez ikakvog vanjskog utjecaja..

Također je uspio sintetizirati, rekreirajući u laboratoriju okolinu sličnu onoj koja je postojala u ranoj Zemlji, druge organske spojeve, uglavnom lipide koji su dio staničnih membrana, neke proteine ​​i aktivne enzime važne u metabolizmu.

Eksperiment Sydneyja Foxa

Godine 1972. Sydney Fox i njegovi suradnici proveli su eksperiment koji im je omogućio stvaranje struktura s membranskim i osmotskim svojstvima; to jest, slično živim stanicama, koje su zvali Proteinske mikrosfere.

Koristeći suhu smjesu aminokiselina, nastavili su ih zagrijavati do umjerenih temperatura; tako su postigli stvaranje polimera. Ovi polimeri, kada su otopljeni u slanoj otopini, formiraju sitne kapljice veličine bakterijske stanice sposobne za izvođenje određenih kemijskih reakcija.

Ove mikrosfere su imale dvostruki propusni omotač, sličan trenutnim staničnim membranama, što im je omogućilo da hidriraju i dehidriraju ovisno o promjenama u okolini gdje su bile.

Sva ova opažanja dobivena iz istraživanja mikrosferila, pokazala su ideju o tipu procesa koji su mogli stvoriti prve stanice.

Eksperiment Alfonso Herrere

Drugi su istraživači proveli vlastite pokuse kako bi pokušali replicirati molekularne strukture koje su dovele do prvih stanica. Alfonso Herrera, meksički znanstvenik, uspio je umjetno stvoriti strukture koje je nazvao sulfobios i colpoides.

Herrera je koristio smjese tvari kao što su amonijev sulfokianid, amonijev tiosanat i formaldehid, s kojima je mogao sintetizirati male strukture visoke molekularne težine. Ove strukture bogate sumporom organizirane su slično živim stanicama, pa ih je nazvao sulfobiosima.

Slično tome, on je pomiješao maslinovo ulje i benzin s malim količinama natrijevog hidroksida kako bi proizveo druge vrste mikrostruktura koje su organizirane na sličan način kao protozoe; ovim mikrokuglicama nazvao ih je kolpoidima.

reference

  1. Carranza, G. (2007). Biologija I. Uvodni prag, Meksiko.
  2. Flores, R., Herrera, L. i Hernández, V. (2004). Biologija 1 (1. izd.). Uređivanje Progreso.
  3. Fox, S.W. (1957). Kemijski problem spontane generacije. Časopis za kemijsko obrazovanje, 34(10), 472-479.
  4. Fox, S.W., & Harada, K. (1958). Toplinska kopolimerizacija aminokiselina na protein koji sadrži proizvod. znanost, 128, 1214.
  5. Gama, A. (2004). Biologija: Biogeneza i mikroorganizmi (2. izd.). Obrazovanje Pearson.
  6. Gama, A. (2007). Biologija I: Konstruktivistički pristup (3. izd.). Obrazovanje Pearson.
  7. Gordon-Smith, C. (2003). Hipoteza Oparin-Haldane. u Porijeklo života: znamenitosti dvadesetog stoljeća. Preuzeto s: simsoup.info
  8. Herrera, A. (1942). Nova teorija porijekla i prirode života. znanost, 96: 14.
  9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H.J. (2016). Alfonso Luis Herrera i počeci evolucionizma i studija o podrijetlu života u Meksiku. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
  10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey i dalje: Što su naučili o reakcijama organskih sinteza prebiotika u proteklih 60 godina?. Godišnji pregled Zemaljskih i planetarnih znanosti, 41, 207-229.
  11. Miller, S. (1953) Proizvodnja aminokiselina pod mogućim primitivnim zemljanim uvjetima. znanost 117: 528-529
  12. Miller, S.L. (1955). Proizvodnja nekih organskih spojeva pod mogućim primitivnim zemaljskim uvjetima. Journal of American Chemical Society.
  13. Miller, S.L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Porijeklo organskih spojeva na primitivnoj zemlji iu meteoritima. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
  14. Oñate, L. (2010). Biologija 1, svezak 1. Urednici za učenje Cengage.
  15. Parker, E.T., Cleaves, H.J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J.L. (2011). Prebiotska sinteza metionina i drugih organskih spojeva koji sadrže sumpor na primitivnoj Zemlji: suvremena procjena temeljena na neobjavljenom eksperimentu Stanleya Millera iz 1958. godine. Podrijetlo života i evolucija biosfere, 41(3), 201-212.