Az abiotikus szintézis elmélete



az Az abiotikus szintézis elmélete egy posztulátum, amely azt javasolja, hogy az élet nem élő vegyületekből származik (abiotikus = nem életben). Azt sugallja, hogy az élet fokozatosan a szerves molekulák szintéziséből származik. Ezen szerves molekulák közé tartoznak az aminosavak, amelyek az összetettebb struktúrák prekurzorai, amelyek élő sejteket hoznak létre.

Az elméletet javasolt kutatók az Alexander Oparin orosz tudós és John Haldane brit biokémikus. Mindezek a kutatók önállóan vizsgálva ugyanazt a hipotézist tapasztalták, hogy az élet eredete a Földön szerves és ásványi anyagokból (nem élő anyagokból) származott, amelyek korábban a primitív légkörben léteztek.

index

  • 1 Mit tartalmaz ez??
  • 2 Oparin és Haldane elmélete
    • 2.1 Elméleti megfontolások
  • 3 Az abiotikus szintézis elméletét támogató kísérletek
    • 3.1 Miller és Urey kísérlet
    • 3.2 A Juan Oró kísérlet
    • 3.3 Sydney Fox kísérlet
    • 3.4 Alfonso Herrera kísérlete
  • 4 Referenciák

Mit tartalmaz ez??

Az abiotikus szintézis elmélete szerint a Földön az élet eredete az adott idő atmoszférájában lévő szervetlen és szerves vegyületek keverékének köszönhető, melyet hidrogénnel, metánnal, vízgőzzel töltenek. szén-dioxid és ammónia.

Oparin és Haldane elmélete

Oparin és Haldane úgy gondolták, hogy a primitív Földnek van egy redukáló atmoszférája; vagyis egy kevés oxigén atmoszféra, ahol a jelen lévő molekulák az elektronjukat adják.

Ezt követően a légkör fokozatosan megváltozik, és olyan egyszerű molekulákat hoz létre, mint a molekuláris hidrogén (H2), a metán (CH4), a szén-dioxid (CO2), az ammónia (NH3) és a vízgőz (H2O). Ilyen körülmények között azt javasolta, hogy:

- Az egyszerű molekulák a Nap sugaraiból származó energiával reagáltak volna a viharok elektromos kibocsátásaira, a Föld magjából származó hőre, többek között az energiafajták között, amelyek végül befolyásolták a fizikai-kémiai reakciókat..

- Ez előmozdította a coacervátumok (molekulák rendszereit, amelyekből az élet az Oparin szerint származik), amelyek az óceánokban lebegtek..

- Ebben a "primitív levesben" a körülmények megfelelőek lennének ahhoz, hogy az építőelemek későbbi reakciókban kombinálhatók legyenek.

- Ezekből a reakciókból nagyobb és összetettebb molekulák (polimerek) alakultak ki, mint például a fehérjék és a nukleinsavak, amelyeket valószínűleg az óceán közelében lévő pocsolyák víz jelenléte kedvez..

- Ezeket a polimereket olyan egységekbe vagy szerkezetekbe lehetett volna összeállítani, amelyek fenntarthatók és replikálhatók. Oparin úgy vélte, hogy csoportosított fehérjék "kolóniái" lehetnek az anyagcsere végrehajtásához, és Haldane azt javasolta, hogy a makromolekulák membránokba kerüljenek, hogy sejtszerű szerkezeteket képezzenek..

Az elméletre vonatkozó megfontolások

Ennek a modellnek a részletei valószínűleg nem teljesen helyesek. A geológusok például úgy vélik, hogy a primitív légkör nem zsugorodott, és nem világos, hogy az óceán szélén található tavak valószínűleg az élet első megjelenésének helyszíne..

Azonban az alapvető ötlet "az egyszerű molekulák csoportjainak fokozatos és spontán kialakulása, majd a bonyolultabb struktúrák kialakulása és végül az önreplikáció képességének megszerzése" továbbra is a legtöbb hipotézis alapja. aktuális élet.

Az abiotikus szintézis elméletét támogató kísérletek

Miller és Urey kísérlet

1953-ban Stanley Miller és Harold Urey kísérletet tettek, hogy teszteljék Oparin és Haldane ötleteit. Felismerték, hogy a szerves molekulák spontán módon előfordulhatnak a korábban leírt primitív Földhez hasonló redukáló körülmények között.

Miller és Urey egy zárt rendszert építettek, amely mennyiségű fűtött vizet tartalmazott, és a korai Föld légkörében bőséges gázok keveréke: metán (CH4), szén-dioxid (CO2) és ammónia (NH3)..

Azok a sugárzások szimulálására, amelyek a szükséges komplex polimerek kialakulásához szükséges kémiai reakciókhoz szükséges energiát biztosíthatták volna, Miller és Urey elektromos áramütést küldött egy elektródon keresztül kísérleti rendszerükbe..

Miután hagyta, hogy a kísérlet egy hétig folytatódjon, Miller és Urey felfedezték, hogy többféle aminosavat, cukrot, lipidet és más szerves molekulákat alakítottak ki..

Nagy, komplex molekulaszerű DNS és fehérje hiányzott. Azonban a Miller-Urey kísérlet kimutatta, hogy ezeknek a molekuláknak az alapvető alkotóelemeinek legalább egy része spontán kialakulhat az egyszerű vegyületekből..

A Juan Oró kísérlet

A spanyol tudós Juan Oró az élet eredetének keresésével folytatta biokémiai ismereteit, hogy laboratóriumi körülmények között más, az élet szempontjából fontos szerves molekulákat szintetizáljon..

Oro válaszolt Miller és Urey kísérletének feltételeire, amelyek nagy mennyiségben termelnek cianid-származékokat.

Ezt a terméket (hidrogén-cianid), valamint ammóniát és vizet felhasználva képes volt az adenin molekuláinak szintetizálására, a DNS 4 nitrogénbázisának egyikére és az ATP egyik összetevőjére, egy alapvető molekulára, amely energiát biztosít a legtöbb élőlénynek..

Amikor ezt az eredményt 1963-ban tették közzé, nemcsak tudományos, hanem népszerű hatása is volt, mivel kimutatta a nukleotidok spontán megjelenésének lehetőségét a primitív földön, külső hatás nélkül.

A laboratóriumban is sikerült szintetizálnia egy olyan környezetet, amely hasonló volt a korai Földhöz, más szerves vegyületek, főként a sejtmembránok részét képező lipidek, bizonyos fehérjék és aktív metabolizmus szempontjából fontos enzimek..

Sydney Fox kísérlet

1972-ben Sydney Fox és munkatársai kísérletet folytattak, amely lehetővé tette számukra, hogy membrán- és ozmotikus tulajdonságokkal rendelkező szerkezeteket állítsanak elő; azaz az élő sejtekhez hasonlóan, amit hívtak Protein mikrogömbök.

Az aminosavak száraz keverékével mérsékelt hőmérsékletre melegítették őket; így elérték a polimerek képződését. Ezek a polimerek sóoldatban oldva apró cseppeket képeztek egy bizonyos baktériumsejt méretének, amely képes bizonyos kémiai reakciókat végrehajtani.

Ezeknek a mikrogömböknek kettős áteresztő burkolata volt, amely hasonló a jelenlegi sejtmembránhoz, ami lehetővé tette számukra, hogy hidratálódjanak és dehidratálódjanak attól függően, hogy a környezetben milyen változások történtek..

A mikrogömbök vizsgálatából származó összes megfigyelés azt mutatta, hogy milyen típusú folyamatok keletkezhetnek az első sejtekből.

Alfonso Herrera kísérlet

Más kutatók saját kísérleteket folytattak, hogy megpróbálják replikálni az első sejteket előidéző ​​molekuláris szerkezeteket. Alfonso Herrera, egy mexikói tudós, sikerült mesterségesen létrehozni olyan struktúrákat, amelyeket szulfobiosnak és colpoidesnek nevezett.

Herrera olyan anyagok keverékeit használták, mint amilyen az ammónium-szulfocianid, az ammónium-tiosianát és a formaldehid, amellyel kis molekulatömegű kis szerkezeteket tudott szintetizálni. Ezeket a kéntartalmú szerkezeteket az élő sejtekhez hasonlóan szerveztük, így szulfobiosnak nevezték őket.

Hasonlóképpen, az olívaolajat és a benzint kis mennyiségű nátrium-hidroxiddal összekeverte, hogy más típusú mikrostruktúrákat állítson elő, amelyek a protozoonokhoz hasonló módon szerveződtek; ezeknek a mikrogömböknek a nevét colpoidesnek nevezte.

referenciák

  1. Carranza, G. (2007). Biológia I. Szerkesztési küszöb, Mexikó.
  2. Flores, R., Herrera, L. és Hernández, V. (2004). Biológia 1 (1. kiadás). Szerkesztői Progreso.
  3. Fox, S. W. (1957). A spontán generáció kémiai problémája. Journal of Chemical Education, 34(10), 472-479.
  4. Fox, S. W. és Harada, K. (1958). Az aminosavak termikus kopolimerizációja egy produkciós spektrumú fehérjékké. tudomány, 128, 1214.
  5. Gama, A. (2004). Biológia: Biogenesis és mikroorganizmusok (2. kiadás). Pearson oktatás.
  6. Gama, A. (2007). Biológia I: konstruktivista megközelítés (3. kiadás). Pearson oktatás.
  7. Gordon-Smith, C. (2003). Az Oparin-Haldane hipotézise. -ban Az élet eredete: 20. századi tájékozódási pontok. Lap forrása: simsoup.info
  8. Herrera, A. (1942). Az élet eredetének és természetének új elmélete. tudomány, 96: 14.
  9. Ledesma-Mateos, I., és Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera és az evolucionizmus kezdetei és az élet eredetének tanulmányai Mexikóban. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
  10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey és azon túl: Mit tanultak a prebiotikus szerves szintézis reakciókról az elmúlt 60 évben?. A Föld és a Földtudományi Tudományok éves felülvizsgálata, 41, 207-229.
  11. Miller, S. (1953) Aminosavak előállítása lehetséges primitív földfeltételek között. tudomány 117: 528-529
  12. Miller, S. L. (1955). Egyes szerves vegyületek előállítása lehetséges primitív földfeltételek között. Journal of the American Chemical Society.
  13. Miller, S.L., Urey, H. C. és Oró, J. (1976). A szerves vegyületek eredete a primitív földön és a meteoritokban. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
  14. Oñate, L. (2010). Biology 1, 1. kötet. Cengage tanulási szerkesztők.
  15. Parker, E.T., Cleaves, H. J., Callahan, M., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A. és Bada, J. L. (2011). Metionin és egyéb kéntartalmú szerves vegyületek előbiotikus szintézise a primitív földön: egy nem publikált 1958-as Stanley Miller kísérleten alapuló korszerű újraértékelés. A Bioszférák életének és evolúciójának eredete, 41(3), 201-212.