Osnovne značilnosti teorije abiotske sinteze

The Teorija abiotske sinteze je postulat, ki predlaga, da življenje izvira iz neživih spojin (abiotska = ne živa). To kaže, da je življenje nastajalo postopoma iz sinteze organskih molekul. Med temi organskimi molekulami so aminokisline, ki so predhodniki bolj kompleksnih struktur, ki povzročajo nastanek živih celic.

Raziskovalci, ki so predlagali to teorijo, so bili ruski znanstvenik Alexander Oparin in britanski biokemik John Haldane. Vsak od teh znanstvenikov, ki so sami raziskovali, je prišel do iste hipoteze: da je izvor življenja na Zemlji prihajal iz organskih in mineralnih spojin (neživih snovi), ki so prej obstajale v primitivnem ozračju..

Indeks

• 1 Kaj vsebuje??
• 2 Teorija Oparina in Haldana
  • 2.1 Teoretični premisleki
• 3 Eksperimenti, ki podpirajo teorijo abiotske sinteze
  • 3.1 Eksperiment Miller in Urey
  • 3.2 Poskus Juan Oró
  • 3.3 Poskus Sydney Fox
  • 3.4 Poskus Alfonsa Herrere
• 4 Reference

Od česa je sestavljen??

Teorija abiotske sinteze navaja, da je izvor življenja na Zemlji nastal zaradi zmesi med anorganskimi in organskimi spojinami, ki so bile v tistem času v atmosferi, ki je bila napolnjena z vodikom, metanom, vodno paro, ogljikov dioksid in amoniak.

Teorija Oparina in Haldana

Oparin in Haldane sta mislila, da ima primitivna Zemlja redukcijsko atmosfero; to je atmosfera z malo kisika, kjer molekule, ki so bile prisotne, nagibajo k darovanju elektronov.

Potem bi se ozračje postopoma spremenilo, kar bi povzročilo nastanek enostavnih molekul, kot so molekularni vodik (H2), metan (CH4), ogljikov dioksid (CO2), amoniak (NH3) in vodna para (H2O). V teh pogojih so predlagali:

- Preproste molekule so lahko reagirale z uporabo energije, ki izhaja iz sončnih žarkov, električnih izpustov iz nevihte, toplote iz zemeljskega jedra, med drugimi vrstami energije, ki so končno vplivale na fizikalno-kemijske reakcije..

- To je spodbudilo nastanek koacervatov (sistemov molekul, iz katerih je nastalo življenje, po Oparinu), ki je plavala v oceanih..

- V tej "primitivni juhi" bi bili pogoji primerni, da bi se gradniki lahko združili v poznejših reakcijah.

- Iz teh reakcij so nastale večje in bolj kompleksne molekule (polimeri), kot so beljakovine in nukleinske kisline, ki jih verjetno daje prednost vodi iz loka v bližini oceana..

- Te polimere bi lahko sestavili v enote ali strukture, ki jih je mogoče vzdrževati in ponoviti. Oparin je menil, da bi lahko bili "kolonije" združenih beljakovin za izvedbo presnove, Haldane pa je predlagal, da so makromolekule obložene v membrane, da tvorijo celično podobne strukture..

Premisleki o teoriji

Podrobnosti tega modela verjetno niso povsem pravilne. Na primer, geologi zdaj verjamejo, da se primitivno ozračje ni krčilo, in ni jasno, ali so ribniki na robu oceana verjetno mesto za prvi videz življenja..

Vendar pa osnovna ideja "postopna in spontana tvorba skupin preprostih molekul, nato oblikovanje bolj kompleksnih struktur in končno pridobitev sposobnosti za samo-razmnoževanje" ostaja jedro večine hipotez o izvoru trenutno življenje.

Eksperimenti, ki podpirajo teorijo abiotske sinteze

Eksperiment Miller in Urey

Leta 1953 sta Stanley Miller in Harold Urey izvedla poskus, da bi preizkusila ideje Oparina in Haldana. Ugotovili so, da se lahko organske molekule pojavljajo spontano pod zmanjšanjem pogojev, podobnih tistim, ki so bili prej opisani v primitivni Zemlji.

Miller in Urey sta zgradila zaprt sistem, ki je vseboval določeno količino ogrevane vode in mešanico plinov, za katere se je v zgodnji Zemljini atmosferi zdelo veliko: metan (CH4), ogljikov dioksid (CO2) in amoniak (NH3)..

Da bi simulirali žarke, ki bi lahko zagotovili potrebno energijo za kemijske reakcije, ki so povzročile nastanek najbolj kompleksnih polimerov, so Miller in Urey poslali električne šoke skozi elektrodo v svojem eksperimentalnem sistemu..

Po tem, ko so poskusi trajali en teden, so Miller in Urey ugotovili, da je nastalo več vrst aminokislin, sladkorjev, lipidov in drugih organskih molekul..

Manjkali so velike, kompleksne molekule, kot so DNA in proteini. Vendar pa je Miller-Ureyov poskus pokazal, da se vsaj nekatere osnovne sestavine teh molekul lahko tvorijo spontano iz preprostih spojin..

Poskus Juan Oró

Španski znanstvenik Juan Oró, ki je nadaljeval z iskanjem izvora življenja, je uporabil svoje biokemično znanje za sintezo drugih organskih molekul, pomembnih za življenje, v laboratorijskih pogojih..

Oro je izpolnil pogoje eksperimenta Millerja in Ureyja, ki proizvaja cianidne derivate v velikih količinah.

Z uporabo tega produkta (cianovodikova kislina), plus amoniaka in vode, je ta raziskovalec lahko sintetiziral molekule adenina, eno od 4 dušikovih baz DNK in eno od komponent ATP, temeljno molekulo, ki zagotavlja energijo večini živih bitij..

Ko je bila ta ugotovitev objavljena leta 1963, ni imela samo znanstvenega, ampak tudi priljubljenega vpliva, ker je pokazala možnost spontanega pojavljanja nukleotidov na primitivni Zemlji brez kakršnega koli zunanjega vpliva..

Uspelo mu je tudi sintetizirati v laboratoriju okolje, podobno tistemu, ki je obstajalo v zgodnji Zemlji, druge organske spojine, predvsem lipide, ki so del celičnih membran, nekatere beljakovine in aktivni encimi, pomembni za presnovo..

Sydney Fox eksperiment

Leta 1972 je Sydney Fox in njegovi sodelavci izvedli poskus, ki jim je omogočil ustvarjanje struktur z membranskimi in osmotskimi lastnostmi; to je podobno živim celicam, ki so jih imenovali Beljakovinske mikrokroglice.

S suho mešanico aminokislin so jih nadaljevali s segrevanjem do zmernih temperatur; tako so dosegli tvorbo polimerov. Ti polimeri, raztopljeni v slanici, tvorijo drobne kapljice velikosti bakterijske celice, ki je sposobna izvesti določene kemijske reakcije.

Te mikrosfere so imele dvojno permeabilno ovojnico, podobno trenutnim celičnim membranam, ki jim je omogočala, da so hidrirale in dehidrirale glede na spremembe v okolju, kjer so bile..

Vse te ugotovitve, pridobljene iz študije mikrosferul, so pokazale idejo o vrsti procesov, ki bi lahko izvirali iz prvih celic..

Poskus Alfonso Herrere

Drugi raziskovalci so izvedli lastne poskuse, da bi poskusili ponoviti molekularne strukture, ki so povzročile nastanek prvih celic. Alfonso Herrera, mehiški znanstvenik, je umetno ustvaril strukture, ki jih je imenoval sulfobios in colpoides.

Herrera je uporabila mešanice snovi, kot so amonijev sulfokanid, amonijev tiosanat in formaldehid, s katerimi je lahko sintetiziral majhne strukture z visoko molekulsko maso. Te strukture, bogate z žveplom, so bile organizirane podobno kot žive celice, zato jih je imenoval sulfobije.

Podobno je mešal oljčno olje in bencin z majhnimi količinami natrijevega hidroksida, da bi ustvaril druge vrste mikrostruktur, ki so bile organizirane na podoben način kot protozoe; tem mikrosferam jih je imenoval colpoides.

Reference

1. Carranza, G. (2007). Biologija I. Uredniški prag, Mehika.
2. Flores, R., Herrera, L. in Hernández, V. (2004). Biologija 1 (1. izd.). Uredništvo progreso.
3. Fox, S.W. (1957). Kemijski problem spontane generacije. Revija za kemijsko izobraževanje, 34(10), 472-479.
4. Fox, S.W., & Harada, K. (1958). Toplotna kopolimerizacija aminokislin na beljakovine, ki vsebujejo produkt. Znanost, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biologija: Biogeneza in mikroorganizmi (2. izd.). Pearson Education.
6. Gama, A. (2007). Biologija I: Konstruktivistični pristop (3. izd.). Pearson Education.
7. Gordon-Smith, C. (2003). Hipoteza Oparin-Haldane. V Izvor življenja: znamenitosti 20. stoletja. Vzpostavljeno iz: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). Nova teorija izvora in narave življenja. Znanost, 96: 14.
9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera in začetki evolucionizma in študij o izvoru življenja v Mehiki. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey in še več: Kaj so se naučili o reakcijah prebiotičnih organskih sintez v zadnjih 60 letih?. Letni pregled Zemeljskih in planetarnih znanosti, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Proizvodnja aminokislin pod možnimi primitivnimi zemeljskimi pogoji. Znanost 117: 528-529
12. Miller, S. L. (1955). Proizvodnja nekaterih organskih spojin pod možnimi primarnimi zemeljskimi pogoji. Journal of American Chemical Society.
13. Miller, S.L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Izvor organskih spojin na primitivni zemlji in v meteoritih. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biologija 1, zvezek 1. Učni urejevalniki Cengage.
15. Parker, E.T., Cleaves, H.J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J.L. (2011). Prebiotska sinteza metionina in drugih žveplovih organskih spojin na primitivni Zemlji: sodobna presoja na podlagi neobjavljenega eksperimenta Stanleya Millerja iz leta 1958. Začetki življenja in evolucija biosfer, 41(3), 201-212.