Abiogenesis teoriile principale

abiogenesis Se referă la seria de procese și etape care au generat primele forme de viață pe pământ, pornind de la blocurile inerte de monomeri, care în timp au reușit să-și sporească complexitatea. În lumina acestei teorii, viața a apărut din moleculele ne-vii, în condițiile potrivite.

Este probabil ca după abiogeneză să se producă sisteme simple de viață, evoluția biologică va acționa pentru a da naștere la toate formele complexe de viață existente astăzi.

Unii cercetători cred că procesele de abiogeneză ar fi trebuit să aibă loc cel puțin o dată în istoria pământului pentru a da naștere la organismul ipotetic LUCA sau ultimul strămoș universal universal (al abrevierilor în limba englezăultimul strămoș comun universal), cu aproximativ 4 miliarde de ani în urmă.

Se sugerează că LUCA ar trebui să aibă un cod genetic bazat pe molecula ADN, care cu cele patru baze grupate în tripleți, codificate pentru cele 20 de tipuri de aminoacizi care alcătuiesc proteinele. Cercetătorii care încearcă să înțeleagă originea vieții studiază procesele de abiogeneză care au dat naștere la LUCA.

Răspunsul la această întrebare a fost pus la îndoială pe scară largă și este adesea acoperit într-o ceață de mister și incertitudine. Din acest motiv, sute de biologi au propus o serie de teorii care implică de la apariția unei supă primordială la explicații legate de xenobiologie și astrobiologie.

index

• 1 Ce este?
• 2 Originea vieții: teorii
  • 2.1 Teoria generării spontane
  • 2.2 Refuzarea generării spontane
  • 2.3 Contribuțiile lui Pasteur
  • 2.4 Pansermia
  • 2.5 Teoria chemosintetică
  • 2.6 Experimentul Miller și Urey
  • 2.7 Formarea polimerilor
  • 2.8 Reconcilierea rezultatelor lui Miller și Pasteur
  • 2.9 ARN World
• 3 Concepțiile curente despre originea vieții
• 4 Termeni biogeneză și abiogeneză
• 5 Referințe

Ce este?

Teoria abiogenezei se bazează pe un proces chimic prin care forme de viață mai simple au ieșit din precursorii fără viață.

Se presupune că procesul de abiogeneză a apărut în mod continuu, spre deosebire de viziunea de apariție bruscă într-un eveniment de noroc. Astfel, această teorie presupune existența unui continuum între materia nevenită și primele sisteme vii.

De asemenea, se sugerează o serie de scenarii variate în care începutul vieții ar putea porni de la moleculele anorganice. În general, aceste medii sunt extreme și diferite de condițiile actuale ale pământului.

Aceste presupuse condiții prebiotice sunt de obicei reproduse în laborator pentru a încerca să genereze molecule organice, cum ar fi celebrul experiment Miller și Urey.

Originea vieții: teorii

Originea vieții a fost unul dintre subiectele cele mai controversate ale oamenilor de știință și filosofilor din vremea lui Aristotel. Potrivit acestui gânditor important, materia descompusă ar putea fi transformată în animale cu viață datorită acțiunii spontane a naturii.

Abiogeneza în lumina gândului aristotelian poate fi rezumată în celebra frază omne vivum ex vivo,ceea ce înseamnă "toată viața vine din viață".

Apoi, un număr destul de mare de modele, teorii și speculații au încercat să elucideze condițiile și procesele care au condus la originea vieții.

Mai jos vom descrie cele mai remarcabile teorii, atât din punct de vedere istoric, cât și din punct de vedere științific, care au căutat să explice originea primelor sisteme vii:

Teoria generării spontane

La începutul secolului al XVII-lea, sa presupus că formele de viață ar putea apărea din elementele fără viață. Teoria generației spontane a fost acceptată pe scară largă de gânditorii de atunci, deoarece a avut sprijinul Bisericii Catolice. Astfel, ființele vii ar putea să-și germineze atât părinții, cât și materia non-vie.

Printre cele mai cunoscute exemple folosite pentru susținerea acestei teorii se numără apariția viermilor și a altor insecte în carne descompusă, broaște care au apărut din noroi și șoareci care au ieșit din haine murdare și sudoare.

De fapt, au existat rețete care au promis crearea animalelor vii. De exemplu, pentru a crea șoareci din material nevinovat, boabele de grâu trebuiau combinate cu haine murdare într-un mediu întunecat și cu trecerea zilelor apar rozătoare vii.

Avocații acestui amestec au susținut că transpirația omului în haine și fermentarea grâului erau agenții care îndrumau formarea vieții.

Refuzarea generării spontane

În secolul al șaptesprezecelea a început să observe neajunsuri și lacune în declarațiile teoriei generării spontane. Până în 1668, fizicianul italian Francesco Redi a creat un design experimental adecvat pentru al respinge.

În experimentele sale controlate, Redi a pus în recipiente sterile bucăți de carne tăiată fin și învelite în mușchi.Aceste borcane erau acoperite corespunzător cu tifon, astfel încât nimic nu putea intra în contact cu carnea. În plus, experimentul a numărat o altă serie de sticle care nu au fost acoperite.

Pe măsură ce treceau zilele, viermii erau observați numai în borcanele descoperite, deoarece muștele puteau intra și depuneau liber ouăle. În cazul borcanelor cu capac, ouăle au fost așezate direct pe tifon.

În același mod, cercetătorul Lazzaro Spallanzani a dezvoltat o serie de experimente pentru a respinge premisele generării spontane. Pentru aceasta, el a elaborat o serie de supă pe care le supus la fierbere prelungită pentru a distruge orice microorganism care va locui acolo.

Cu toate acestea, avocații generației spontane au susținut că cantitatea de căldură la care au fost expuse broilele a fost excesivă și a distrus "forța vitală".

Contribuții de la Pasteur

Mai târziu, în anul 1864, biologul și chimistul francez Louis Pasteur au propus să pună capăt postulatelor de generare spontană.

Pentru realizarea acestui obiectiv, Pasteur a produs recipiente de sticlă cunoscute sub numele de „plosca goosenecks“, așa cum au fost lungi, curbate la capete, împiedicând astfel pătrunderea oricărui microorganism.

În aceste containere, Pasteur a fiert o serie de bulion care a rămas sterilă. Când gâtul uneia dintre ele a rupt, a devenit contaminat și microorganismele au proliferat într-un timp scurt.

Dovezile furnizate de Pasteur au fost incontestabile, reușind să distrugă o teorie care a durat mai mult de 2500 de ani.

panspermie

La începutul anilor 1900, chimistul suedez Svante Arrhenius a scris o carte intitulată "Crearea lumilor"În care a sugerat că viața a venit din spațiu prin sporii rezistenți la condiții extreme.

În mod logic, teoria panspermiei a fost înconjurată de multă controversă, pe lângă faptul că nu a contribuit cu adevărat la o explicație a originii vieții.

Teoria chimosintetică

La examinarea experimentele lui Pasteur, unul din rezultatele indirecte ale probelor lor este faptul că microorganismele se dezvolta numai de la alții, că este, viața poate veni numai din viață. Acest fenomen a fost numit "biogeneză".

În urma acestei perspective, vor apărea teorii ale evoluției chimice, conduse de rusul Alexander Oparin și de englezul John D. S. Haldane.

Acest punct de vedere, de asemenea, numit teoria chimiosintetice Oparin-Haldane, se propune ca un pământ mediu prebiotic posedat o atmosferă lipsită de oxigen și ridicată în vapori de apă, metan, amoniac, dioxid de carbon și hidrogen și, de aceea a fost extrem de reducere.

În acest mediu au existat forțe diferite, cum ar fi descărcările electrice, radiațiile solare și radioactivitatea. Aceste forțe au acționat asupra compușilor anorganici, dând naștere la molecule mai mari, creând molecule organice cunoscute sub denumirea de compuși prebiotici.

Experimentele Miller și Urey

La mijlocul anilor '50, cercetatorii Stanley L. Miller si Harold C. Urey au reușit să creeze un sistem ingenios care a simulat condițiile presupuse ancestrale ale atmosferei de pe pământ după teoria Oparin-Haldane.

Stanley și Urey a constatat că, în aceste condiții „primitive“, poate provoca complex anorganic simplu, esențială pentru viață, cum ar fi aminoacizi, acizi grași, uree, printre alte molecule organice.

Formarea polimerilor

Deși experimentele menționate anterior a sugerat un mod plauzibil prin care biomolecule, ca parte a sistemelor vii nu originate sugerează nici o explicație a procesului de polimerizare și creșterea complexității.

Există mai multe modele care încearcă să elucideze această întrebare. Prima se referă la suprafețele minerale solide, în care suprafața ridicată și silicatul pot acționa ca catalizatori pentru moleculele de carbon.

În adâncurile oceanelor, orificiile hidrotermale reprezintă o sursă adecvată de catalizatori, cum ar fi fierul și nichelul. Conform experimentelor efectuate în laboratoare, aceste metale participă la reacțiile de polimerizare.

În cele din urmă, în ocean tranșee sunt iazuri fierbinți care procesele de evaporare ar putea favoriza concentrarea monomerilor, conducând la formarea de molecule mai complexe. În această ipoteză se bazează ipoteza "supă primordială".

Reconcilierea rezultatelor lui Miller și a lui Pasteur

În urma ordinea de idei discutate în secțiunile anterioare experimentele lui Pasteur a demonstrat că viața nu provine din materiale inerte, în timp ce Miller și Urey dovezi indică faptul că, dacă se întâmplă, dar la nivel molecular.

Pentru a reconcilia ambele rezultate trebuie să se țină seama de faptul că compoziția atmosferei Pământului astăzi este cu totul diferit de atmosfera prebiotic.

Oxigenul prezent în atmosfera curentă ar funcționa ca un "distrugător" al moleculelor în formare.De asemenea, trebuie să considerăm că sursele de energie care presupuneau că au promovat formarea moleculelor organice nu mai sunt prezente cu frecvența și intensitatea mediului prebiotic.

Toate formele de viață prezente pe Pământ sunt compuse dintr-un set de blocuri structurale mari și biomolecule, numite proteine, acizi nucleici și lipide. Cu ei puteți "construi" baza vieții curente: celule.

În celulă, viața este perpetuată, iar pe acest principiu Pasteur se bazează pe sine pentru a afirma că fiecare ființă vie trebuie să provină dintr-o altă ființă preexistentă.

RNA World

Rolul autocataliză în timpul abiogenesis este crucială, prin urmare, una dintre cele mai faimoase despre originea ipotezei vieții este lumea ARN-ului, care bazindu pornind de la molecule monocatenare, cu capacitatea de auto-replicare.

Această noțiune sugerează că ARN-ul prima biocatalizatori nu au fost molecule proteiforme, dar moleculele de ARN - sau similare acestui polimer - cu capacitatea de a efectua catalizei.

Această presupunere se bazează pe proprietatea ARN-ului pentru a sintetiza fragmente scurte folosind o ușoară dirijarea procesului, și să promoveze formarea de peptide, esteri și glicozidice.

Conform acestei teorii, ARN ancestral a fost asociat cu unii cofactori cum ar fi metalele, pirimidinele și aminoacizii. Cu avansul și creșterea complexității metabolismului, apare capacitatea de sinteză a polipeptidelor.

În cursul evoluției, ARN a fost înlocuit cu o moleculă chimică mai stabilă: ADN.

Concepțiile actuale despre originea vieții

În prezent, suspectate de viață are originea într-un scenariu extrem: aproape de conducte vulcanice, unde temperaturile pot ajunge la 250 ° C și presiune atmosferică peste 300 de zone atmosfere ocean.

Această suspiciune apare din cauza diversității formelor de viață găsite în aceste regiuni ostile și acest principiu este cunoscut sub numele de "teoria lumii fierbinți".

Aceste medii au fost colonizate de archaebacterii organisme capabile să crească, să dezvolte și să se reproducă în medii extreme, condiții prebiotice, probabil, foarte similare (inclusiv oxigen scăzut și ridicat de CO₂).

Stabilitatea termică a acestor medii, protecția pe care o oferă împotriva schimbărilor bruște și fluxul constant de gaze reprezintă unele dintre atributele pozitive care fac ca fundul mării și căminul vulcanic să fie adecvat pentru originea vieții.

Termeni de biogeneză și abiogeneză

În 1974, cercetătorul renumit Carl Sagan a publicat un articol care clarifica utilizarea termenilor biogeneză și abiogeneză. Potrivit lui Sagan, ambii termeni au fost folosiți abuziv în articole legate de explicațiile originii primelor forme vii.

Printre aceste erori se folosește termenul de biogeneză ca propriul antonim. Aceasta este, biogenezei este folosit pentru a descrie originea vieții bazate pe alte forme de viață în timp ce abiogenesis se referă la originea vieții din materie moartă.

În acest sens, o cale biochimică contemporană este considerată biogenică și o cale metabolică prebiologică este abiogenă. Prin urmare, este necesar să se acorde o atenție deosebită utilizării ambelor termeni.

referințe

1. Bergman, J. (2000). De ce abiogeneza este imposibilă. Societatea de cercetare Creation Quarterly, 36(4).
2. Pross, A. și Pascal, R. (2013). Originea vieții: ceea ce știm, ceea ce știm și ceea ce nu vom ști niciodată. Open Biology, 3(3), 120190.
3. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Viața: știința biologiei. Ed. Panamericana Medical.
4. Sagan, C. (1974). Cu privire la termenii "biogeneză" și "abiogeneză". Originea vieții și evoluția biosferelor, 5(3), 529-529.
5. Schmidt, M. (2010). Xenobiologie: o nouă formă de viață ca instrument de biosiguranță final. BioEssais, 32(4), 322-331.
6. Serafino, L. (2016). Abiogeneza ca o provocare teoretică: câteva reflecții. Jourbiologiei teoretice, 402, 18-20.