Abiogenesis fő elméletek



az ősnemzés Azokra a folyamatokra és lépésekre utal, amelyek a földön az első életformákból származnak, kezdve az inert monomer blokkoktól, amelyek idővel megnövelték összetettségüket. Ezen elmélet fényében az élet nem élő molekulákból származik, a megfelelő körülmények között.

Valószínű, hogy miután az abiogenesis egyszerű életrendszereket termelt, a biológiai evolúció a mai élet komplex formáinak kialakulásához fog vezetni..

Egyes kutatók úgy vélik, hogy az abiogenesis folyamatainak legalább egyszer meg kellett volna történniük a föld történetében, hogy felépítsék a hipotetikus LUCA szervezetet vagy az utolsó univerzális közös őseit (angol nyelvű rövidítések)., utolsó univerzális közös őse), körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt.

Azt javasoljuk, hogy a LUCA-nak olyan DNS-molekulán alapuló genetikai kóddal kell rendelkeznie, amely négy bázissal csoportosított három bázissal kódolja a fehérjéket képező 20 típusú aminosavat. Az élet eredetét megérteni kívánó kutatók tanulmányozzák az abiogenesis folyamatát, amely LUCA-t eredményezett.

A válasz erre a kérdésre széles körben megkérdőjeleződött, és gyakran rejtélyes és bizonytalan ködben van. Ezért több száz biológus javasolta az elméletek sorozatát, amelyek az elsődleges levestől az xenobiológiához és az astrobiológiához kapcsolódó magyarázatokhoz kapcsolódnak..

index

  • 1 Mit tartalmaz ez??
  • 2 Az élet eredete: elméletek
    • 2.1 A spontán generáció elmélete
    • 2.2 A spontán generáció visszautasítása
    • 2.3 Pasteur hozzájárulása
    • 2.4 Panspermia    
    • 2.5 Kémiai szintetikus elmélet
    • 2.6 Miller és Urey kísérlet
    • 2.7 Polimer képződés
    • 2.8 Miller és Pasteur eredményeinek összehangolása
    • 2.9 RNS világ
  • 3 Az élet eredetének jelenlegi koncepciói
  • 4 Termékek biogenezis és abiogenesis
  • 5 Referenciák

Mit tartalmaz ez??

Az abiogenesis elmélete olyan kémiai folyamaton alapul, amelyen az élettelen prekurzorokból egyszerűbb életformák alakultak ki.

Feltételezzük, hogy az abiogenesis folyamata folyamatos volt, ellentétben a hirtelen fellépő nézettel. Így ez az elmélet feltételezi a nem élő anyag és az első élő rendszerek közötti folytonosság meglétét.

Hasonlóképpen, változatos forgatókönyvek sorozata javasolt, ahol az élet kezdete szervetlen molekulákból indulhat. Általában ezek a környezetek extrémek és különböznek a föld jelenlegi állapotától.

Ezeket az állítólagos prebiotikus körülményeket gyakran a laboratóriumban reprodukálják annak érdekében, hogy olyan szerves molekulákat állítsanak elő, mint a híres Miller és Urey kísérlet.

Az élet eredete: elméletek

Az élet eredete a tudósok és a filozófusok egyik legvitatottabb témája az Arisztotelész óta. E fontos gondolkodó szerint a lebomló anyagot a természet spontán cselekedeteinek köszönhetően átalakíthatnánk az állatoknak.

Az arisztotelészi gondolkodás fényében az abiogenesis a híres mondatában foglalható össze omne vivum ex vivo, ami azt jelenti, hogy "minden élet az életből származik".

Ezután meglehetősen nagyszámú modell, elmélet és spekuláció próbálta megvilágítani az élet eredetéhez vezető feltételeket és folyamatokat..

Az alábbiakban a történelmi és tudományos szempontból kiemelkedő elméleteket ismertetjük, amelyek az első élő rendszerek eredetét magyarázzák:

A spontán generáció elmélete

A 17. század elején azt állították, hogy az életformák az élettelen elemekből származnak. A spontán generáció elméletét az akkori gondolkodók széles körben elfogadták, mivel a katolikus egyház támogatása volt. Így az élő lények csíráztathatják a szüleiket és a nem élő anyagukat is.

A leghíresebb példák között, amelyek ezt az elméletet alátámasztják, a férgek és más rovarok megjelenése a lebontott húsban, a békák, amelyek a piszkos ruhákból és izzadságból keletkezett sárból és egerekből jelentek meg..

Valójában voltak olyan receptek, amelyek élő állatok megteremtését ígérték. Például ahhoz, hogy egereket nem élő anyagból tudjunk létrehozni, a búza szemét piszkos ruhákkal kellett kombinálnunk sötét környezetben, és a napok elhaladásával az élő rágcsálók megjelenhetnek.

A keverék támogatói azzal érveltek, hogy az emberi verejték a ruházatban és a búza erjedése az volt az ügynök, amely az élet kialakulását irányította..

A spontán generáció visszautasítása

A tizenhetedik században a spontán generáció elméletének megállapításaiban észleltek hibákat és hiányosságokat. 1668-ban Francesco Redi olasz fizikus megfelelő kísérleti tervet dolgozott ki annak elutasítására.

Ellenőrzött kísérleteiben a Redi finom szeletelt húsdarabokat helyezt, amelyeket muszlinba csomagoltak steril tartályokba. Ezeket az edényeket megfelelően borították, így semmi nem juthatott hozzá a húshoz. Ezenkívül a kísérlet egy másik palacksorozatról is beszámolt, amelyeket nem fedtek le.

A napok elteltével a férgeket csak a felfedezett tégelyeknél figyelték meg, mivel a legyek szabadon beléphetnek a tojásokba, és letölthették őket. Zárt tégelyek esetében a tojásokat közvetlenül a gézre helyezték.

Hasonlóképpen, Lazzaro Spallanzani kutató számos kísérletet dolgozott ki a spontán generáció helyiségeinek elutasítására. Ehhez kidolgozott egy sor táplálékot, amelyet hosszabb ideig forralott, hogy elpusztítsa az ott élő mikroorganizmusokat.

Azonban a spontán generáció támogatói azt állították, hogy a hőmennyiség, amelyre a húsleveset kitették, túlzott volt, és elpusztította a „létfontosságú erőt”..

Pasteur hozzájárulása

Később, 1864-ben Louis Pasteur francia biológus és kémikus úgy döntött, hogy véget vet a spontán generáció posztulátumainak..

E cél elérése érdekében a Pasteur üveghüvelyeket hozott, amelyek "hattyúnyakak" néven ismertek, mivel hosszúak voltak és íveltek a hegyekben, és így megakadályozták bármely mikroorganizmus bejutását..

Ezekben a konténerekben a Pasteur egy sor, steril maradványt főzött. Amikor egyikük nyakát eltörte, szennyeződött, és a mikroorganizmusok rövid idő alatt szaporodtak.

A Pasteur által szolgáltatott bizonyítékok vitathatatlanok voltak, és sikerült eltörölniük egy több mint 2500 évig tartó elméletet..

Pánspermia    

Az 1900-as évek elején Svante Arrhenius svéd kémikus egy könyvet írt:A világok létrehozása"Amiben azt javasolta, hogy az élet az űrből az extrém körülmények között ellenálló spórákkal jött létre.

Logikusan a panspermia elméletét sok ellentmondás veszi körül, ráadásul nem igazán ad magyarázatot az élet eredetére..

Kémiai szintetikus elmélet

Pasteur kísérleteinek vizsgálata során az egyik bizonyítékának közvetett következtetése, hogy a mikroorganizmusok csak másoktól fejlődnek, azaz az élet csak az életből származhat. Ezt a jelenséget "biogenesisnek" nevezték el..

Ezt a perspektívát követve kémiai evolúció elmélete jelenik meg az orosz Alexander Oparin és az angol John D. S. Haldane vezetésével..

Ez az elképzelés, amit Oparin-Haldane kemoszintetikus elméletének is neveznek, azt javasolja, hogy prebiotikus környezetben a földnek oxigénhiányos és magas vízgőzben, metánban, ammóniában, szén-dioxidban és hidrogénben lévő atmoszférája volt, így erősen csökken. 

Ebben a környezetben különböző erők voltak, mint például az elektromos kisülések, a napsugárzás és a radioaktivitás. Ezek az erők szervetlen vegyületekre hatottak, amelyek nagyobb molekulákat eredményeztek, prebiotikus vegyületekként ismert szerves molekulákat hozva létre.

Miller és Urey kísérlet

Az 1950-es évek közepén Stanley L. Miller és Harold C. Urey kutatóknak sikerült létrehozni egy olyan zseniális rendszert, amely az Oparin-Haldane elmélete után szimulálta a föld légkörének feltételezett ősi körülményeit..

Stanley és Urey bebizonyították, hogy ezekben a "primitív" körülmények között az egyszerű szervetlen vegyületek olyan összetett szerves molekulákat hozhatnak létre, amelyek nélkülözhetetlenek az élethez, mint amilyenek például az aminosavak, zsírsavak, karbamid..

Polimer képződés

Bár a korábban említett kísérletek azt sugallják, hogy az élő rendszerek részévé váló biomolekulák megalapozottak, nem javasolnak semmilyen magyarázatot a polimerizációs folyamatra és a komplexitás növekedésére..

Számos modell van, amely megpróbálja felderíteni ezt a kérdést. Az első olyan szilárd ásványi felületeket foglal magában, ahol a megnövelt felület és a szilikátok katalizátorként működhetnek a szénmolekulák számára.

Az óceán mélységében a hidrotermikus szellőzőnyílások megfelelő katalizátorforrások, például vas és nikkel. A laboratóriumi kísérletek szerint ezek a fémek részt vesznek a polimerizációs reakciókban.

Végül az óceánok vályúiban forró tavak vannak, amelyek párolgási folyamatok révén előnyben részesíthetik a monomerek koncentrációját, elősegítve a komplexebb molekulák kialakulását. Ebben a feltételezésben a "primerial leves" hipotézise alapul.

Összeegyeztetve Miller és Pasteur eredményeit

Az előző fejezetekben tárgyalt elképzelések szerint Pasteur kísérletei igazolták, hogy az élet nem inert anyagokból származik, míg Miller és Urey bizonyítékai azt mutatják, hogy ha előfordul, de molekuláris szinten.

Ahhoz, hogy mindkét eredmény összeegyeztethető legyen, szem előtt kell tartani, hogy a Föld légkörének összetétele ma teljesen különbözik a prebiotikus légkörtől..

A jelenlegi atmoszférában jelenlévő oxigén a molekulák "elpusztítójaként" működne. Azt is figyelembe kell venni, hogy a szerves molekulák képződését előmozdító energiaforrások már nem jelen vannak a prebiotikus környezet gyakoriságával és intenzitásával..

Az élet minden formája a Földön nagy szerkezeti blokkokból és biomolekulákból áll, amelyeket fehérjéknek, nukleinsavaknak és lipideknek neveznek. Velük "építeni" a jelenlegi élet alapját: a sejteket.

A sejtben az élet megmarad, és ezen az alapon Pasteur önmagát támasztja alá, hogy megerősítse, hogy minden élő lénynek egy másik, már létező létezőnek kell származnia.

RNS világ

Az autokatalízis szerepe az abiogenesis során döntő fontosságú, ezért az élet eredetére vonatkozó egyik leghíresebb hipotézis az RNS-világ, amely önmagát replikálódó egyszerű láncmolekulák kezdetét feltételezi..

Ez az RNS fogalma azt sugallja, hogy az első biokatalizátorok nem voltak fehérje természetű molekulák, hanem az RNS molekulák - vagy ehhez hasonló polimer - katalizátorral képesek..

Ez a feltételezés az RNS tulajdonságán alapul, amely rövid fragmenseket szintetizál egy olyan temperálással, amely az eljárást irányítja, továbbá elősegíti a peptidek, észterek és glikozid kötések kialakulását..

Ezen elmélet szerint az ősi RNS-t egyes kofaktorokkal, például fémekkel, pirimidinekkel és aminosavakkal társították. A metabolizmus előrehaladásával és a bonyolultság növekedésével a polipeptidek szintetizálásának képessége keletkezik.

Az evolúció során az RNS-t egy kémiailag stabilabb molekula váltotta fel: a DNS-t.

Az élet eredetének jelenlegi koncepciói

Jelenleg gyanúja, hogy az élet szélsőséges forgatókönyvből származik: vulkáni kémények közelében lévő óceáni területek, ahol a hőmérséklet 250 ° C-ot elérhet, és a légköri nyomás meghaladja a 300 atmoszférát.

Ez a gyanú az ilyen ellenséges régiókban található életformák sokfélesége miatt merül fel, és ezt az elvet „forró világelméletnek” nevezik..

Ezeket a környezeteket archaebaktériumok, szélsőséges körülmények között növekvő, fejlődő és reprodukálható szervezetek képezik, valószínűleg nagyon hasonlóak a prebiotikus körülményekhez (beleértve az alacsony oxigénkoncentrációt és a magas CO-szintet).2).

Ezeknek a környezeteknek a hőstabilitása, a hirtelen változásokkal szembeni védelem és a folyamatos gázáramlás a pozitív tulajdonságok, amelyek a tengerfenék és a vulkáni kémények megfelelő életkörülményeit teszik lehetővé az élet eredetére..

Termékek biogenezis és abiogenesis

1974-ben Carl Sagan híres kutatója megjelent egy cikket, amely tisztázza a biogenezis és az abiogenesis kifejezések alkalmazását. Sagan szerint mindkét kifejezést visszaélték az első élő formák eredetének magyarázatával kapcsolatos cikkekben.

Ezek közül a hibák közül a biogenesis kifejezést saját antonimmaként használjuk. Ez azt jelenti, hogy a biogenezist más élő formákból származó élet eredetének leírására használják, míg az abiogenesis a nem élő anyag életének eredetére utal.

Ebben az értelemben a kortárs biokémiai útvonal biogénnek tekinthető, és egy prebiológiai metabolikus út abiogén. Ezért különös figyelmet kell fordítani mindkét kifejezés használatára.

referenciák

  1. Bergman, J. (2000). Miért lehetetlen az abiogenesis. Creation Research Society Negyedéves, 36(4).
  2. Pross, A. és Pascal, R. (2013). Az élet eredete: amit tudunk, amit tudunk, és amit soha nem fogunk tudni. Nyitott biológia, 3(3), 120190.
  3. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Élet: a biológia tudománya. Ed. Panamericana Medical.
  4. Sagan, C. (1974). A „biogenesis” és az „abiogenesis” kifejezések. A Bioszférák életének és evolúciójának eredete, 5(3), 529-529.
  5. Schmidt, M. (2010). Xenobiológia: új életforma, mint a végső biológiai biztonság eszköz. Bioessays, 32(4), 322-331.
  6. Serafino, L. (2016). Abiogenesis mint elméleti kihívás: Néhány gondolkodás. jourelméleti biológia, 402, 18-20.