Abiootilise sünteesi teooria Põhiomadused



The Abiootilise sünteesi teooria on postulaat, mis teeb ettepaneku, et elu pärineb elavatest ühenditest (abiootiline = mitte elus). See viitab sellele, et orgaaniline molekul sünteesib elu järk-järgult. Nende orgaaniliste molekulide seas on aminohapped, mis on keerulisemate struktuuride prekursorid, mis tekitavad elusrakke.

Uurijad, kes seda teooriat pakkusid, olid vene teadlane Alexander Oparin ja Briti biokeemik John Haldane. Kõik need uurijad, kes omaette uurisid, tulid samale hüpoteesile: et Maa päritolu tulenes orgaanilistest ja mineraalsetest ühenditest (elusainest), mis varem olid primitiivses atmosfääris.

Indeks

  • 1 Mis see koosneb??
  • 2 Opariini ja Haldane teooria
    • 2.1 Teoreetilised kaalutlused
  • 3 Katsed, mis toetavad abiootilise sünteesi teooriat
    • 3.1 Milleri ja Urey katse
    • 3.2 Juan Oró katse
    • 3.3 Sydney Foxi eksperiment
    • 3.4 Alfonso Herrera eksperiment
  • 4 Viited

Mis see koosneb??

Abiootilise sünteesi teooria ütleb, et elu algus Maa peal tekkis tänu atmosfääris olevate anorgaaniliste ja orgaaniliste ühendite segule, mis laaditi vesinikule, metaanile, veeaurule, süsinikdioksiid ja ammoniaak.

Oparini ja Haldane teooria

Oparin ja Haldane arvasid, et primitiivne Maa oli vähendav atmosfäär; see tähendab atmosfääri, millel on vähe hapnikku, kus esinevad molekulid kipuvad annetama oma elektroni.

Seejärel muutub atmosfäär järk-järgult, tekitades lihtsaid molekule nagu molekulaarne vesinik (H2), metaan (CH4), süsinikdioksiid (CO2), ammoniaak (NH3) ja veeaur (H2O). Nendel tingimustel soovitasid nad järgmist:

- Lihtsad molekulid oleksid võinud reageerida päikesekiirgusest tuleva energia abil tormide elektrilistest heidetest, soojusest Maa tuumast, teiste energialiikide hulgas, mis lõpuks mõjutasid füüsikalis-keemilisi reaktsioone.

- See soodustas koatservaatide moodustumist (molekulide süsteemid, millest elus pärineb Oparini järgi), mis ujuvad ookeanides.

- Selles "primitiivses supis" oleksid tingimused adekvaatsed, nii et ehitusplokid oleksid võinud ühendada hilisemates reaktsioonides.

- Nendest reaktsioonidest moodustusid suuremad ja keerukamad molekulid (polümeerid), nagu valgud ja nukleiinhapped, mida tõenäoliselt soodustasid ookeani lähedal asuvate pudpide vee olemasolu..

- Neid polümeere oleks võinud kokku panna üksusteks või struktuurideks, mida on võimalik säilitada ja paljundada. Oparin arvas, et nad võisid olla ainevahetuse teostamiseks rühmitatud valkude "kolooniad", ja Haldane soovitas, et makromolekulid oleksid membraanide sees, et moodustada raku-laadseid struktuure..

Teoreetilised kaalutlused

Selle mudeli üksikasjad ei ole ilmselt täiesti õiged. Näiteks usuvad geoloogid nüüd, et primitiivne õhkkond ei kahanenud ja pole selge, kas ookeani ääres asuvad tiigid on tõenäoliselt elu esimese ilmumise kohaks.

Kuid põhiidee "lihtsate molekulide rühmade järkjärguline ja iseeneslik moodustumine, siis keerukamate struktuuride moodustumine ja lõpuks võime iseseisvalt replikatsiooni omandada" jääb enamiku hüpoteeside keskmesse. praegust elu.

Katsed, mis toetavad abiootilise sünteesi teooriat

Milleri ja Urey eksperiment

1953. aastal tegid Stanley Miller ja Harold Urey katse Oparini ja Haldane ideede testimiseks. Nad avastasid, et orgaanilised molekulid võivad esineda spontaanselt, vähendades tingimusi, mis on sarnased eelnevalt kirjeldatud primitiivse Maa omadega.

Miller ja Urey ehitasid suletud süsteemi, mis sisaldas koguses kuumutatud vett ja gaaside segu, mida arvati olevat rohkesti varases Maa atmosfääris: metaan (CH4), süsinikdioksiid (CO2) ja ammoniaak (NH3)..

Selleks, et simuleerida kiire, mis oleksid andnud vajaliku energia keemilistele reaktsioonidele, mis tekitasid kõige keerulisemaid polümeere, saatis Miller ja Urey oma katsesüsteemis elektrišoki läbi elektroodi..

Pärast seda, kui eksperiment viidi läbi nädala jooksul, avastasid Miller ja Urey, et on moodustunud mitut tüüpi aminohappeid, suhkruid, lipiide ja muid orgaanilisi molekule..

Puudusid suured keerulised molekulitaolised DNA ja valgud. Miller-Urey katse näitas siiski, et vähemalt mõned nende molekulide põhikomponendid võiksid moodustada spontaanselt lihtsatest ühenditest.

Juan Oró katse

Jätkates elu päritolu otsimist, kasutas hispaania teadlane Juan Oró oma biokeemilisi teadmisi, et sünteesida laboratoorsetes tingimustes teisi elus olulisi orgaanilisi molekule..

Oro vastas Milleri ja Urey katse tingimustele, mis toodavad suurtes kogustes tsüaniidi derivaate.

Kasutades seda toodet (vesiniktsüaniidhape), ammoniaaki ja vett, oli see teadlane võimeline sünteesima adeniini molekule, mis on üks neljast DNA lämmastiku alusest ja üks ATP komponente, mis on põhiline molekul, et pakkuda energiat enamikule elusolenditele..

Kui see järeldus avaldati 1963. aastal, ei avaldanud see mitte ainult teaduslikku, vaid ka populaarset mõju, kuna see näitas võimalust, et nukleotiidid võivad esmapilgul ilmneda primitiivsel Maal ilma välise mõjuta.

Samuti õnnestus tal sünteesida, taastada laboratooriumis keskkond, mis on sarnane varajase Maa olemasolule, muud orgaanilised ühendid, peamiselt lipiidid, mis on osa rakumembraanidest, mõned valgulised ja aktiivsed ensüümid, mis on olulised ainevahetuses..

Sydney Foxi eksperiment

1972. aastal viisid Sydney Fox ja tema kaastöötajad läbi eksperimendi, mis võimaldas neil luua membraani ja osmootsete omadustega struktuure; see on sarnane elusrakkudele, mida nad kutsusid Valgu mikrosfäärid.

Aminohapete kuiva segu abil kuumutati neid mõõdukatele temperatuuridele; seega saavutasid nad polümeeride moodustumise. Need polümeerid, lahustatuna soolalahuses, moodustasid väikesed tilgad bakteriraku suuruse, mis on võimeline täitma teatud keemilisi reaktsioone.

Nendel mikrokerakestel oli kahekordne läbilaskev ümbris, mis on sarnane praegustele rakumembraanidele, mis võimaldas neil hüdraatida ja dehüdreeruda sõltuvalt muutustest keskkonnas, kus nad olid.

Kõik need mikrosfääride uurimisel saadud tähelepanekud näitasid ideed protsesside tüübist, mis oleksid võinud olla esimesed rakud.

Alfonso Herrera katse

Teised uurijad tegid oma katsed, et proovida molekulaarseid struktuure, mis tekitasid esimesed rakud. Mehhiko teadlane Alfonso Herrera suutis kunstlikult luua struktuure, mida ta nimetas sulfobioseks ja kolpideeks.

Herrera kasutas selliste ainete segusid nagu ammooniumsulfotsüaniid, ammooniumtiosüanaat ja formaldehüüd, millega ta suutis sünteesida väikese suure molekulmassiga struktuure. Need väävlirikkaid struktuure korraldati sarnaselt elavatele rakkudele, seega kutsus ta neid sulfobiosideks.

Samamoodi segas ta oliiviõli ja bensiini väikese koguse naatriumhüdroksiidiga, et tekitada muud tüüpi mikrostruktuure, mis korraldati samamoodi kui algloomad; nendele mikrokerakestele kutsus ta neid koloide.

Viited

  1. Carranza, G. (2007). Bioloogia I. Toimetuskünnis, Mehhiko.
  2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Bioloogia 1 (1. väljaanne). Toimetaja Progreso.
  3. Fox, S. W. (1957). Spontaanse põlvkonna keemiline probleem. Journal of Chemical Education, 34(10), 472-479.
  4. Fox, S. W., & Harada, K. (1958). Aminohapete termiline kopolümerisatsioon produktiivse valguna. Teadus, 128, 1214.
  5. Gama, A. (2004). Bioloogia: biogenees ja mikroorganismid (2. väljaanne). Pearson Education.
  6. Gama, A. (2007). Bioloogia I: konstruktivistlik lähenemine (Kolmas väljaanne). Pearson Education.
  7. Gordon-Smith, C. (2003). Opariini-Haldaani hüpotees. Sisse Elu päritolu: 20. sajandi maamärgid. Välja otsitud andmebaasist: simsoup.info
  8. Herrera, A. (1942). Uus päritolu ja elu olemuse teooria. Teadus, 96: 14.
  9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera ja evolutsioonilisuse algus ning õpingud elu päritolu kohta Mehhikos. Molekulaarse evolutsiooni ajakiri, 83(5-6), 193-203.
  10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey ja kaugemalgi: Mida on õppinud prebiootiliste orgaaniliste sünteesireaktsioonide kohta viimase 60 aasta jooksul?. Maa ja planeeteaduste iga-aastane ülevaade, 41, 207-229.
  11. Miller, S. (1953) Aminohapete tootmine võimalikes primitiivsetes Maa tingimustes. Teadus 117: 528-529
  12. Miller, S. L. (1955). Mõnede orgaaniliste ühendite tootmine võimalike primitiivsete maapinna tingimustes. American Chemical Society ajakiri.
  13. Miller, S.L., Urey, H. C., ja Oró, J. (1976). Orgaaniliste ühendite päritolu primitiivsel maal ja meteoriidides. Molekulaarse evolutsiooni ajakiri, 9(1), 59-72.
  14. Oñate, L. (2010). Biology 1, 1. köide. Cengage õppe redaktorid.
  15. Parker, E.T., Cleaves, H. J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J.L. (2011). Metioniini ja teiste väävlit sisaldavate orgaaniliste ühendite eelbiotiline süntees primitiivsel maal: kaasaegne ümberhindamine, mis põhineb avaldamata 1958 Stanley Milleri katsel. Biosfääride elu ja evolutsiooni algus, 41(3), 201-212.