Hidrotermalna hipoteza Ozadje, kaj vsebuje in kritike



The hidrotermalna hipoteza Namen je pojasniti primitivne pogoje, v katerih so nastale prve življenjske oblike na planetu Zemlji, in predlagal kot glavni scenarij vroče vrelce, ki se nahajajo v globinah oceanov..

Serija termalnih vodnih virov se je nahajala s temperaturami, ki dosežejo 350 ° C, kjer živijo številne živalske vrste, kot so školjke, črvi, raki, porfir in nekateri iglokožci (zvezde in njihovi sorodniki)..

Ti dokazi kažejo, da so bila globoka oceanska okolja verjetno primerna za izvor življenja, prve oblike življenja pa so bile kemoautotrofni mikroorganizmi..

Poleg tega vrelo vodo naseljuje vrsta kemosintetičnih bakterij, ki izločajo svojo energijo iz žveplovih snovi, ki so bogate s to vrsto okolja..

Kemosintetične bakterije imajo funkcijo proizvajalcev v ekosistemih, ki so osnova prehranske verige, analogno vlogi rastlin v tipičnih ekosistemih..

Ideje, povezane s hidrotermalnimi hipotezami, so se začele pojavljati v začetku leta 1977, ko je raziskovalec Corliss neposredno opazoval hidrotermalne sisteme na Galapaških otokih..

Indeks

  • 1 Ozadje in alternativne teorije
    • 1.1 Panspermija
    • 1.2 Abiotični modeli
    • 1.3 Svet RNK
  • 2 Kaj vsebuje??
  • 3 Kritika teorije
  • 4 Reference

Antecedenti in alternativne teorije

Že več desetletij so raziskovalci predlagali na desetine teorij, ki naj bi pojasnile izvor življenja in okolju, v katerem je bil razvit. Kako je nastalo življenje je bilo eno najstarejših in najbolj spornih znanstvenih vprašanj.

Nekateri avtorji podpirajo primarni izvor metabolizma, medtem ko njihovi nasprotniki podpirajo genetsko poreklo.

Panspermija

Sredi 19. stoletja je znani znanstvenik Arrhenius predlagal teorijo panspermije ali kozmološke teorije. Ta ideja vzbuja izvor življenja zaradi prisotnosti prostorskih mikroorganizmov s planeta, kjer je življenje obstajalo že prej.

Logično je, da kozmološka teorija ne daje idej, ki bi rešile problem, saj ne pojasnjuje, kako je izvenzemeljsko življenje nastalo na omenjenem hipotetičnem planetu..

Poleg tega ni zelo verjetno, da so mikroskopski subjekti, ki so kolonizirali prebiotična okolja, preživeli razmere v prostoru, dokler ne dosežejo planeta Zemlja..

Abiotski modeli

Abiotski modeli predlagajo, da življenje izvira iz "mikrostrukture" kot oblike prehoda med organskimi molekulami in prvimi oblikami življenja. Med glavnimi zagovorniki te teorije so Oparín, Sydney W. Fox in Alfonso F. Herrera.

Po mnenju Oparina in Haldana so koacervati probionte predhodnice življenja, ki jih omejuje plazemska membrana, ki omogoča interakcijo z njihovim okoljem. Avtorji menijo, da so nastali pred molekulami, ki prenašajo genetsko informacijo: DNA ali RNA.

Stanley Miller in Harold Urey sta uspela zgraditi iznajdljiv sistem, ki je posnemal "primitivno vzdušje življenja". Komponente, ki so prisotne v hipotetični atmosferi, zelo različni od sedanjega, so lahko sintetizirale organske molekule, ki so nujne za življenje (kot so aminokisline), ko smo uporabljali toploto in napetost.

Fox je uspel pridobiti mikrosfere velikosti, podobne bakterijam, ki so aminokisline izpostavile viru toplote.

Na enak način so tudi drugi raziskovalci dosegli sintezo organskih molekul z uporabo anorganskih molekul kot surovine in tako pojasnile izvor življenja iz abiotskega okolja..

Svet RNA

Drugi položaj izvora življenja postulira kot glavni dogodek nastanek molekul, ki vsebujejo genetske informacije. Več avtorjev brani izvor življenja iz RNA in trdijo, da je ta molekula služila kot predlogo in katalizator hkrati.

Največji dokaz je obstoj ribosomov, molekul RNA, ki so sposobne katalizirati reakcije in hkrati shraniti informacije v nukleotidnem zaporedju..

Od česa je sestavljen??

Hidrotermalna hipoteza predlaga ta ekstremna vodna okolja kot primerno mesto za sintezo organskih spojin, ki so privedle do izvora živih organizmov na Zemlji..

Avtorji te teorije temeljijo na arhejskih fosilih, sodobnih sistemih podmorskih hidrotermalnih odprtin ter teoretičnih in eksperimentalnih opazovanjih..

Hidrotermalne sisteme odlikujejo visoki energetski tokovi, visoko redukcijsko okolje in bogate mineralne gline, ki so idealne površine za katalitične reakcije. Poleg tega ima visoke koncentracije CH4, NH3, H2 in različne kovine.

Hipoteza je sestavljena iz zaporedne konverzije CH4, NH3, H2 v aminokislinah, v beljakovinah in nato v bolj kompleksnih polimerih, dokler ne dosežemo strukturiranega metabolizma in živih organizmov.

Pri raziskavah fosilov v kamenih predkambrijskih kamninah so strukture, ki spominjajo na celice pred 3,5 do 3,8 milijarde let, najdene v hidrotermalnih podvodnih sklopih..

V nasprotju s prejšnjimi hipotezami hidrotermalna hipoteza predlaga toploto kot vir energije in ne UV žarke in električne razelektritve, kot je model »primordial Juha«. Poleg tega ta model predlaga obstoj okoljskih gradientov v smislu temperature, pH in koncentracije kemikalij.

Kritika teorije

Čeprav ima hidrotermalna hipoteza več utemeljenih argumentov, ni splošno sprejeta. Ena od kritik izvora življenja v izvoru termalne vode je neskladnost in pomanjkanje informacij o geoloških modelih prebiotične dobe..

Prav tako bi se nujne molekule za razvoj življenja, kot so nukleinske kisline, beljakovine in membrane, soočile z njihovim takojšnjim uničenjem zaradi visokih temperatur hidrotermalnih okolij..

Vendar pa je verjetno tudi, da so bile prve življenjske oblike termostabilne, podobne termofilnim organizmom, ki danes naseljujejo ekstremna okolja..

Po drugi strani pa se pojavi še ena pomanjkljivost, povezana s koncentracijo komponent. Malo je verjetno, da bi se življenje razvilo v prostranstvih prebiotičnih oceanov, kjer bi bile biomolekule zelo razredčene in razpršene..

Da bi bilo okolje primerno za izvor življenja, mora dati prednost interakcijam med molekulami, tako da tvorijo bolj kompleksne entitete; Ne razredčite jih, kakor bi v oceanskih globinah.

Zagovorniki hidrotermalne teorije kažejo, da bi lahko življenje izviralo iz omejenih območij, ki bi preprečila redčenje na novo nastalih molekul, kot so kraterji.

Reference

  1. Chatterjee, S. (2016). Simbiotski pogled na izvor življenja na hidrotermalnih kraterjih jezerih. Fizikalna kemija Kemijska fizika, 18(30), 20033-20046.
  2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Hipoteza o razmerju med podmorskimi vročimi izviri in poreklom življenja na zemlji. Oceanologica Acta, Posebna izdaja.
  3. Holm, N.G. (1992). Zakaj so hidrotermalni sistemi predlagani kot verodostojna okolja za izvor življenja? V Morski hidrotermalni sistemi in izvor življenja (str. 5-14). Springer, Dordrecht.
  4. Jheeta, S. (2017). Pokrajina nastanka življenja. Življenje, 7(2), 27.
  5. Lanier, K.A., & Williams, L.D. (2017). Izvor življenja: modeli in podatki. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.