Abiotisen synteesin teoria Pääominaisuudet



Abioottisen synteesin teoria on postulaatti, joka ehdottaa, että elämä on peräisin elävistä yhdisteistä (abiotic = ei elossa). Se viittaa siihen, että elämä syntyi vähitellen orgaanisten molekyylien synteesistä. Näiden orgaanisten molekyylien joukossa ovat aminohapot, jotka ovat monimutkaisempien rakenteiden esiasteita, jotka aiheuttavat eläviä soluja.

Tutkijat, jotka ehdottivat tätä teoriaa, olivat venäläinen tiedemies Alexander Oparin ja brittiläinen biokemisti John Haldane. Kukin näistä tutkijoista, jotka tutkivat yksinään, tulivat samaan hypoteesiin: että maapallon elämän alkuperä on peräisin orgaanisista ja mineraaliyhdisteistä (ei-elävästä aineesta), joka oli aiemmin ollut primitiivisessä ilmapiirissä.

indeksi

  • 1 Mitä se koostuu??
  • 2 Oparin ja Haldanen teoria
    • 2.1 Teoreettiset näkökohdat
  • 3 Kokeet, jotka tukevat abioottisen synteesin teoriaa
    • 3.1 Millerin ja Ureyn kokeilu
    • 3.2 Juan Oró -kokeilu
    • 3.3 Sydneyn Fox-kokeilu
    • 3.4 Alfonso Herreran kokeilu
  • 4 Viitteet

Mitä se koostuu??

Abioottisen synteesin teoriassa todetaan, että elämän alkuperää maapallolla tapahtui epäorgaanisten ja orgaanisten yhdisteiden välillä, jotka olivat tuona aikana ilmakehässä, joka täytettiin vedyllä, metaanilla, vesihöyryllä, hiilidioksidi ja ammoniakki.

Oparinin ja Haldanen teoria

Oparin ja Haldane ajattelivat, että primitiivisellä maapallolla oli pelkistävä ilmapiiri; toisin sanoen ilmapiiri, jossa on vähän happea, jossa läsnä olevat molekyylit lahjoittavat elektronejaan.

Sen jälkeen ilmakehä muuttuisi vähitellen, jolloin syntyy yksinkertaisia ​​molekyylejä, kuten molekyylivetyä (H2), metaania (CH4), hiilidioksidia (CO2), ammoniakkia (NH3) ja vesihöyryä (H2O). Näissä olosuhteissa he ehdottivat, että:

- Yksinkertaiset molekyylit olisivat voineet reagoida Sunin säteistä tulevan energian avulla myrskyjen aiheuttamiin sähköpurkauksiin, maapallon ytimestä tulevaan lämpöön muuntyyppisten energioiden joukossa, jotka lopulta vaikuttivat fysikaalis-kemiallisiin reaktioihin.

- Tämä edisti coacervaattien muodostumista (molekyylien järjestelmät, joista elämä syntyi Oparinin mukaan), jotka kelluvat valtamerissä.

- Tässä "primitiivisessä keitossa" olosuhteet olisivat riittäviä, jotta rakennuspalikoita olisi voitu yhdistää myöhempiin reaktioihin.

- Näistä reaktioista muodostui suurempia ja monimutkaisempia molekyylejä (polymeerejä), kuten proteiineja ja nukleiinihappoja, luultavasti suosimalla vettä lohkojen lähellä meressä..

- Nämä polymeerit olisi voitu koota yksiköiksi tai rakenteiksi, joita voidaan ylläpitää ja replikoida. Oparinin mielestä ne olisivat voineet olla ryhmiteltyjen proteiinien "pesäkkeitä" aineenvaihduntaa varten, ja Haldane ehdotti, että makromolekyylit koteloitiin kalvoihin solumaisen rakenteen muodostamiseksi..

Teoriaa koskevat näkökohdat

Tämän mallin yksityiskohdat eivät todennäköisesti ole täysin oikein. Esimerkiksi geologit uskovat nyt, että primitiivinen ilmapiiri ei ollut kutistumassa, eikä ole selvää, ovatko meren reunalla olevat lammikot todennäköisesti elämää ensimmäisenä ilmiönä.

Perusajatus "yksinkertaisten molekyylien ryhmien asteittainen ja spontaani muodostuminen, sitten monimutkaisempien rakenteiden muodostuminen ja lopulta itsensä replikoitumiskyvyn hankkiminen" on kuitenkin useimpien hypoteesien ydin. nykyinen elämä.

Kokeet, jotka tukevat abioottisen synteesin teoriaa

Millerin ja Ureyn kokeilu

Vuonna 1953 Stanley Miller ja Harold Urey kokeilivat Oparinin ja Haldanen ideoita. He havaitsivat, että orgaaniset molekyylit voivat esiintyä spontaanisti pelkistävissä olosuhteissa, jotka ovat samanlaisia ​​kuin aiemmin kuvattu primitiivinen maapallo.

Miller ja Urey rakensivat suljetun järjestelmän, joka sisälsi runsaasti kuumennettua vettä ja sekoitus kaasuja, joiden uskottiin olevan runsaasti varhaisessa maan ilmakehässä: metaani (CH4), hiilidioksidi (CO2) ja ammoniakki (NH3)..

Miller ja Urey lähettivät sähköiskuja elektrodin läpi kokeilujärjestelmässään simuloimalla säteitä, jotka olisivat voineet tarjota tarvittavan energian kemiallisille reaktioille, jotka aiheuttivat monimutkaisimmat polymeerit..

Kun kokeilu on kulunut viikon ajan, Miller ja Urey havaitsivat, että oli muodostettu useita erilaisia ​​aminohappoja, sokereita, lipidejä ja muita orgaanisia molekyylejä..

Suuria, monimutkaisia ​​molekyylejä muistuttavia DNA: ta ja proteiinia puuttui. Miller-Ureyn kokeilu osoitti kuitenkin, että ainakin osa näiden molekyylien perusosista voitaisiin muodostaa spontaanisti yksinkertaisista yhdisteistä.

Juan Orón kokeilu

Jatkamalla etsimään elämän alkuperää, espanjalainen tutkija Juan Oró käytti biokemiallisia tietojaan syntetisoimalla laboratorio-olosuhteissa muita elämälle tärkeitä orgaanisia molekyylejä.

Oro vastasi Millerin ja Ureyn kokeen olosuhteisiin, jotka tuottavat suuria määriä syanidijohdannaisia.

Tätä tuotetta (hiilivetyhappoa) ja ammoniakkia ja vettä käyttämällä tämä tutkija pystyi syntetisoimaan adeniinin molekyylejä, jotka olivat yksi DNA: n neljästä typpipohjaisesta emäksestä ja yksi ATP: n komponenteista, joka on perusmolekyyli energian tuottamiseksi useimmille eläville olennoille.

Kun tämä havainto julkaistiin vuonna 1963, sillä ei ollut ainoastaan ​​tieteellistä vaan myös suosittu vaikutus, koska se osoitti mahdollisuuden nukleotidien spontaaniin esiintymiseen primitiivisellä maapallolla ilman ulkoista vaikutusta.

Hän onnistui myös syntetisoimaan, luomaan laboratoriossa uudelleen samanlaisen ympäristön kuin aikaisessa maassa, muut orgaaniset yhdisteet, pääasiassa lipidit, jotka ovat osa solukalvoja, jotkut proteiinit ja aktiiviset entsyymit, jotka ovat tärkeitä aineenvaihdunnassa..

Sydney Foxin kokeilu

Vuonna 1972 Sydney Fox ja hänen yhteistyökumppaninsa tekivät kokeilun, jonka avulla he voivat tuottaa rakenteita, joilla oli kalvo- ja osmoottisia ominaisuuksia; se on samanlainen kuin elävät solut, joita he kutsuvat Proteiinimikropallot.

Aminohappojen kuiva-seosta käyttäen ne jatkoivat lämmittämään niitä kohtalaisiin lämpötiloihin; siten ne saavuttivat polymeerien muodostumisen. Nämä polymeerit, kun ne liuotettiin suolaliuokseen, muodostivat pieniä pisaroita bakteerisolun koon, joka kykenee suorittamaan tiettyjä kemiallisia reaktioita.

Näissä mikropalloissa oli kaksinkertainen läpäisevä kirjekuori, joka oli samanlainen kuin nykyiset solukalvot, mikä antoi niille mahdollisuuden hydratoitua ja dehydratoitua riippuen muutoksista ympäristössä, jossa ne olivat.

Kaikki nämä mikropallojen tutkimuksesta saadut havainnot osoittivat ajatuksen prosessin tyypistä, jotka voisivat olla alkaneet ensimmäisistä soluista.

Alfonso Herreran kokeilu

Toiset tutkijat suorittivat omat kokeilunsa yrittäessään kopioida molekyylirakenteita, jotka aiheuttivat ensimmäisiä soluja. Meksikon tiedemies Alfonso Herrera onnistui tuottamaan keinotekoisesti rakenteita, joita hän kutsui sulfobioiksi ja colpoideiksi.

Herrera käytti sellaisten aineiden seoksia, kuten ammoniumsulfosyanidi, ammoniumtiosyanaatti ja formaldehydi, jolla hän pystyi syntetisoimaan pieniä rakenteita, joilla oli suuri molekyylipaino. Nämä rikkirikkaat rakenteet järjestettiin samalla tavalla kuin elävät solut, joten hän kutsui niitä sulfobioiksi.

Samoin hän sekoitti oliiviöljyä ja bensiiniä pieniä määriä natriumhydroksidia muun tyyppisten mikrorakenteiden tuottamiseksi, jotka järjestettiin samalla tavalla kuin alkueläimet; näille mikropalloille hän kutsui heitä kolpiksi.

viittaukset

  1. Carranza, G. (2007). Biologia I. Toimituksellinen kynnys, Meksiko.
  2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biologia 1 (Ensimmäinen toim.). Toimituksellinen Progreso.
  3. Fox, S. W. (1957). Spontaanin sukupolven kemiallinen ongelma. Journal of Chemical Education, 34(10), 472 - 479.
  4. Fox, S. W., & Harada, K. (1958). Aminohappojen lämpökopolymerointi tuotannolliseen proteiiniin. tiede, 128, 1214.
  5. Gama, A. (2004). Biologia: biogeneesi ja mikro-organismit (2. painos). Pearson Education.
  6. Gama, A. (2007). Biologia I: konstruktivistinen lähestymistapa (3. ed.). Pearson Education.
  7. Gordon-Smith, C. (2003). Oparin-Haldanen hypoteesi. sisään Elämän alkuperä: 1900-luvun maamerkit. Haettu osoitteesta simsoup.info
  8. Herrera, A. (1942). Uusi alkuperän ja elämän luonne. tiede, 96: 14.
  9. Ledesma-Mateos, I., ja Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera ja evolutionismin alku ja elämän alkuperän tutkimukset Meksikossa. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
  10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey ja sen jälkeen: Mitä ovat oppineet prebioottisista orgaanisista synteesireaktioista viimeisten 60 vuoden aikana?. Maa- ja planeettatieteiden vuosikatsaus, 41, 207 - 299.
  11. Miller, S. (1953) Aminohappojen tuotanto mahdollisissa primitiivisissä Maan olosuhteissa. tiede 117: 528 - 529
  12. Miller, S. L. (1955). Joidenkin orgaanisten yhdisteiden valmistus mahdollisissa primitiivisissä maapallon olosuhteissa. American Chemical Society -lehden lehti.
  13. Miller, S.L., Urey, H. C., ja Oró, J. (1976). Orgaanisten yhdisteiden alkuperä primitiivisellä maalla ja meteoriiteissa. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
  14. Oñate, L. (2010). Biology 1, Volume 1. Cengage Learning Editors.
  15. Parker, E.T., Cleaves, H. J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., ja Bada, J.L. (2011). Metioniini- ja muiden rikkipitoisten orgaanisten yhdisteiden Prebiotic Synthesis in Primitive Earth: nykyaikainen uudelleenarviointi, joka perustuu julkaisemattomaan 1958 Stanley Millerin kokeeseen. Biosfäärien elämän ja evoluution alkuperät, 41(3), 201-212.