Teoria caracteristicilor principale ale sintezei abiotice

Teoria sintezei abiotice este un postulat care propune ca viața să provină de la compuși non-vii (abiotic = nu este viu). Aceasta sugerează că viața a apărut treptat din sinteza moleculelor organice. Printre aceste molecule organice sunt aminoacizii, care sunt precursorii unor structuri mai complexe care dau naștere celulelor vii.

Cercetătorii care au propus această teorie au fost omul de știință rus Alexander Oparin și biochimistul britanic John Haldane. Fiecare dintre acești oameni de știință care investighează pe cont propriu, a ajuns la aceeași ipoteza că originea vieții pe Pământ a venit de la compuși organici și minerale (materie nonliving), care existau anterior în atmosferă timpurie.

index

• 1 Ce este?
• 2 Teoria lui Oparin și Haldane
  • 2.1 Considerații teoretice
• 3 Experimente care susțin teoria sintezei abiotice
  • 3.1 Experimentul lui Miller și Urey
  • 3.2 Experimentul Juan Oró
  • 3.3 Experimentul Sydney Fox
  • 3.4 Experimentul lui Alfonso Herrera
• 4 Referințe

Ce este?

Teoria sintezei abiotic afirmă că originea vieții pe Pământ a fost dat de amestecul dintre compuși anorganici și organici au fost în atmosfera de timp, care a fost încărcat cu hidrogen, metan, vapori de apă, dioxidul de carbon și amoniacul.

Teoria lui Oparin și Haldane

Oparin și Haldane au crezut că Pământul primitiv are o atmosferă reducătoare; adică o atmosferă cu oxigen puțin, unde moleculele prezente au tendința de a-și dona electronii.

Ulterior, atmosfera schimba treptat conducând la simple molecule de hidrogen molecular (H2), metan (CH4), dioxid de carbon (CO2), amoniac (NH3) și vapori de apă (H2O). În aceste condiții, au sugerat că:

- molecule simple ar fi reacționat, folosind energia de la razele soarelui, șocul de furtuni, de căldură de la miezul Pamantului, printre alte tipuri de energie care au afectat in cele din urma reacțiilor fizico-chimice.

- Aceasta a promovat formarea coacervatelor (sisteme de molecule din care viața a apărut, conform lui Oparin), care plutea în oceane.

- În această "supă primitivă", condițiile ar fi adecvate, astfel încât blocurile de construcție să fi putut fi combinate în reacții ulterioare.

- Din aceste reacții s-au format molecule mai mari și mai complexe (polimeri), cum ar fi proteinele și acizii nucleici, probabil favorizați de prezența apei din bălțile în apropierea oceanului.

- Acești polimeri ar fi putut fi asamblați în unități sau structuri capabile să fie menținute și reproduse. Oparin a crezut că ar fi putut fi "colonii" de proteine ​​grupate pentru a realiza metabolismul, iar Haldane a sugerat că macromoleculele erau învelite în membrane pentru a forma structuri celulare.

Considerații despre teorie

Detaliile acestui model nu sunt, probabil, în întregime corecte. De exemplu, geologii cred acum că atmosfera primitivă nu se micșorează și nu este clar dacă iazurile de la marginea oceanului sunt un sit probabil pentru prima apariție a vieții.

Cu toate acestea, ideea de bază „o formațiune treptată și spontană a grupurilor de simple molecule, apoi formarea de structuri mai complexe și în cele din urmă dobāndirea capacitatea de auto-reproduce“ rămâne nucleul majorității ipotezelor originilor viata curenta.

Experimente care susțin teoria sintezei abiotice

Experimentele Miller și Urey

În 1953, Stanley Miller și Harold Urey au făcut un experiment pentru a testa ideile lui Oparin și Haldane. Ei au descoperit că moleculele organice pot apărea spontan în condiții de reducere similare cu cele ale Pământului primitiv descris anterior.

Miller si Urey a construit un sistem închis care conține o cantitate de apă încălzită și un amestec de gaze care au fost considerate a fi abundente în atmosfera timpurie Pământului: metan (CH4), dioxid de carbon (CO2) și amoniac (NH3).

Pentru a simula razele care ar fi putut furniza energia necesară pentru reacțiile chimice care au dus la apariția polimerilor mai complexe, Miller și Urey au trimis șocuri electrice prin intermediul unui electrod în sistemul lor experimental.

După ce a lăsat experimentul să se desfășoare timp de o săptămână, Miller și Urey au descoperit că s-au format mai multe tipuri de aminoacizi, zaharuri, lipide și alte molecule organice.

Au lipsit molecule complexe cum ar fi ADN-ul și proteinele. Cu toate acestea, experimentul Miller-Urey a arătat că cel puțin unele dintre componentele de bază ale acestor molecule ar putea fi formate spontan din compuși simpli.

Experimentul Juan Oró

Continuând cu căutarea originilor vieții, omul de știință spaniol Juan Oró și-a folosit cunoștințele biochimice pentru a sintetiza, în condiții de laborator, alte molecule organice importante pentru viață.

Oro a răspuns condițiilor experimentului Miller și Urey, care produce în cantități mari derivați de cianură.

Folosind acest produs (acid cianhidric), mai mult amoniac și apă, cercetătorul a fost capabil de a sintetiza molecule adenină, una dintre cele patru baze azotate ale ADN-ului și o componentă de ATP, o molecula cheie pentru a furniza energie pentru majoritatea ființelor vii .

Când această constatare a fost publicat în 1963, a fost nu numai un om de știință, ci, de asemenea, un impact popular, așa cum a arătat posibilitatea apariției spontane de nucleotide de pe Pamant primitiv, fără nici o influență externă.

De asemenea, a reușit să le sintetizeze, recrearea în mediul de laborator similar celui existent la începutul Pământului, alți compuși organici, în principal, lipide care sunt parte a membranelor celulare, unele proteine ​​si importante enzime active ale metabolismului.

Sydney Fox experiment

În 1972, Sydney Fox și colaboratorii săi au realizat un experiment care ia permis să genereze structuri cu proprietăți membranare și osmotice; care este, similar cu celulele vii, pe care le-au numit Proteine ​​microsfere.

Folosind un amestec uscat de aminoacizi, au procedat la încălzirea lor la temperaturi moderate; astfel au realizat formarea de polimeri. Acești polimeri, când s-au dizolvat în soluție salină, au format picături mici dimensiunea unei celule bacteriene capabile să efectueze anumite reacții chimice.

Aceste microsfere au avut un plic dublu permeabil, similar cu membranele celulare actuale, ceea ce le permitea să se hidrateze și să deshidrateze în funcție de schimbările din mediul în care se aflau.

Toate aceste observații obținute din studiul microsferelor au arătat o idee despre tipul de procese care ar fi putut să provină din primele celule.

Experimentul lui Alfonso Herrera

Alți cercetători au efectuat propriile experimente pentru a încerca să reproducă structurile moleculare care au dat naștere la primele celule. Alfonso Herrera, om de știință mexican, a reușit să genereze în mod artificial structuri numite sulfobios și colpoides.

Herrera a folosit amestecuri de substanțe cum ar fi sulfocianura de amoniu, tiosoanatul de amoniu și formaldehida, cu care a reușit să sintetizeze structuri mici cu greutate moleculară ridicată. Aceste structuri bogate în sulf au fost organizate în mod similar cu celulele vii, așa că le-a numit sulfobios.

În mod similar, el a amestecat ulei de măsline și benzină cu cantități mici de hidroxid de sodiu pentru a genera alte tipuri de microstructuri care au fost organizate în mod similar cu protozoarele; El a chemat aceste microsfere colpoide.

referințe

1. Carranza, G. (2007). Biologie I. Pragul editorial, Mexic.
2. Flores, R., Herrera, L. și Hernández, V. (2004). Biologie 1 (Prima ediție). Progresul editorial.
3. Fox, S.W. (1957). Problema chimică a generării spontane. Jurnal al educației chimice, 34(10), 472-479.
4. Fox, S.W., & Harada, K. (1958). Co-copolimerizarea termică a aminoacizilor la o proteină de transformare a produsului. știință, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biologie: Biogeneză și microorganisme (Ediția a 2-a). Pearson Education.
6. Gama, A. (2007). Biologie I: O abordare constructivistă (Ediția a treia). Pearson Education.
7. Gordon-Smith, C. (2003). Ipoteza lui Oparin-Haldane. înOriginea vieții: repere din secolul XX. Adus de la: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). O nouă teorie a originii și a naturii vieții. știință, 96:14.
9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera și începutul evoluționismului și studiilor privind originea vieții în Mexic. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey și dincolo de el: Ce au învățat despre reacțiile de sinteză organică prebiotică în ultimii 60 de ani? Revizuirea anuală a științelor pământului și planetare, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) O producție de aminoacizi în condiții posibile de Pământ primitiv. știință 117:528- 529
12. Miller, S. L. (1955). Producerea unor compuși organici în condiții posibile de pământ primitiv. Jurnalul American Chemical Society.
13. Miller, S.L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Originea compușilor organici pe pământul primitiv și în meteoriți. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biologie 1, volumul 1. Editori de învățare în domeniul educației.
15. Parker, E. T., Cleaves, H. J., Callahan, M. P., Dworkin, J. P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J. L. (2011). Sinteza prebiotic Metionină și alți compuși organici cu conținut de sulf de pe Pământ primitiv: o nouă evaluare contemporană Bazat pe un Stanley Miller 1958 Nepublicate Experiment. Originea vieții și evoluția biosferelor, 41(3), 201-212.