История на хидротермалната хипотеза, какво се състои и критики



на хидротермална хипотеза има за цел да обясни примитивните условия, при които са възникнали първите форми на живот на планетата Земя, предлагайки като основен сценарий горещите извори, разположени в дълбините на океаните.

Серия от термални водоизточници са разположени при температури, достигащи до 350 ° C, където живеят редица фауни, типични за тези условия, като двучерупчести, червеи, ракообразни, порфири и някои иглокожи (звезди и техните близки)..

Тези данни показват, че дълбоките океански среди вероятно са били адекватни за произхода на живота и първите форми на живот са били хемоавтотрофните микроорганизми..

В допълнение, кипящата вода обитава редица хемосинтетични бактерии, които извличат енергията си от серни вещества, които са изобилни в този тип среда..

Хемосинтетичните бактерии имат функции на производителите в екосистемите, които са основата на хранителната верига, аналогична на ролята на растенията в типичните екосистеми..

Идеи, свързани с хидротермалната хипотеза, започнаха да се появяват в началото на 1977 г., когато изследователят Корлис направи директни наблюдения в хидротермалните системи, разположени на островите Галапагос..

индекс

  • 1 Основни и алтернативни теории
    • 1.1 Панспермия
    • 1.2 Абиотични модели
    • 1.3 Светът на РНК
  • 2 От какво се състои??
  • 3 Критиките към теорията
  • 4 Препратки

Предварителни и алтернативни теории

В продължение на няколко десетилетия изследователите предлагат десетки теории, които претендират да обяснят произхода на живота и благоприятната среда, в която тя е била развита. Как възниква животът е един от най-старите и най-противоречиви научни въпроси.

Някои автори подкрепят основния произход на метаболизма, докато техните опоненти подкрепят генетичния произход.

панспермията

В средата на 1900 г. известният учен Арениус предложи теорията за панспермията или космологичната теория. Тази идея повдига произхода на живота благодарение на пристигането на пространствени микроорганизми от планета, където преди това съществува живот.

Логично, космологичната теория не дава идеи, които решават проблема, тъй като не обяснява как е възникнал извънземният живот в споменатата хипотетична планета..

Нещо повече, не е много вероятно микроскопичните субекти, които колонизирали пребиотични среди са оцелели в условията на пространството, докато стигнат до планетата Земя..

Абиотични модели

Абиотичните модели предполагат, че животът произхожда от "микроструктурите" като форми на преход между органични молекули и първите форми на живот. Сред основните защитници на тази теория са Опарин, Сидни У. Фокс и Алфонсо Еррера.

Според Опарин и Халдейн коацерватите са пробиотични прекурсори на живота, ограничени от плазмена мембрана, която позволява взаимодействие с тяхната среда. Според авторите те произхождат преди молекулите, които предават генетичната информация: ДНК или РНК.

От своя страна, Стенли Милър и Харолд Ури успяват да изградят гениална система, която имитира "примитивната атмосфера на живота". Компонентите, присъстващи в хипотетичната атмосфера, много различни от сегашните, са способни да синтезират органични молекули, необходими за живота (като аминокиселини), когато се прилагат топлина и напрежение..

Fox успя да получи микросфери с размер, подобен на бактериите, подлагайки аминокиселините на източник на топлина.

По същия начин, други изследователи са постигнали синтез на органични молекули, използвайки неорганични молекули като суровина, обяснявайки по този начин произхода на живота от абиотична среда..

Светът на РНК

Друга позиция на произхода на живота постулира като основно събитие появата на молекули, които съдържат генетична информация. Няколко автори защитават произхода на живота от РНК и твърдят, че тази молекула служи като шаблон и катализатор в същото време.

Най-голямото доказателство е съществуването на рибозоми, молекули РНК, способни да катализират реакциите и в същото време да съхраняват информация в тяхната нуклеотидна последователност..

От какво се състои??

Хидротермалната хипотеза предлага тези екстремни водни среди като подходящо място за синтез на органични съединения, които са довели до произхода на живите организми на Земята..

Авторите на тази теория се основават на археи фосили, съвременни системи на подводни хидротермални отвори и теоретични и експериментални наблюдения..

Хидротермалните системи се характеризират с високи енергийни потоци, силно редуцираща среда и богати минерални глини, които са идеални повърхности за каталитични реакции. Освен това той има високи концентрации на СН4, NH3, Н2 и различни метали.

Хипотезата се състои от последователно преобразуване на СН4, NH3, Н2 в аминокиселини, тези в протеини и след това в по-сложни полимери, докато стигнете до структуриран метаболизъм и живи организми.

При изследване на вкаменелостите в докамбрийските скали, структури, наподобяващи клетки от 3,5 до 3,8 милиарда години, са открити в хидротермални подводни агломерации..

За разлика от предишните хипотези, хидротермалната хипотеза предлага топлина като енергиен източник, а не UV лъчи и електрически разряди, като например модела "първична супа". В допълнение, този модел предлага наличието на градиенти на околната среда по отношение на температура, рН и химическа концентрация.

Критика към теорията

Въпреки че хидротермалната хипотеза има няколко валидни аргумента, тя не е универсално приета. Една от критиките за произхода на живота в термален водоизточник е несъответствието и липсата на информация относно геоложките модели на пребиотичната ера..

По същия начин, незаменимите молекули за развитието на живота - като нуклеинови киселини, протеини и мембрани - ще се сблъскат с тяхното незабавно унищожение, поради високите температури на хидротермалните среди..

Обаче е вероятно и първите форми на живот да са термостабилни, подобни на термофилните организми, които днес населяват екстремни среди..

От друга страна, възниква друг недостатък, свързан с концентрацията на компонентите. Малко вероятно е животът да е еволюирал в необятността на пребиотичните океани, където биомолекулите ще бъдат изключително разредени и разпръснати..

За да бъде средата подходяща за произхода на живота, тя трябва да благоприятства взаимодействията между молекулите, така че те да образуват по-сложни единици; Не ги разреждайте, както в океанските дълбини.

Привържениците на хидротермалната теория предполагат, че животът може да възникне в ограничени области, които биха предотвратили разреждането на новообразувани молекули, като кратери.

препратки

  1. Чатърджи, С. (2016). Симбиотичен поглед върху произхода на живота в хидротермалните кратерни езера. Физическа химия Химическа физика, 18(30), 20033-20046.
  2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Хипотеза за връзките между подводните горещи извори и произхода на живота на земята. Oceanologica Acta, Специален брой.
  3. Holm, N.G. (1992). Защо хидротермалните системи, предложени като правдоподобни среди за произхода на живота? в Морски хидротермални системи и произход на живота (стр. 5-14). Спрингер, Дордрехт.
  4. Jheeta, S. (2017). Пейзажът на възникването на живота. живот, 7(2), 27.
  5. Lanier, K.A., & Williams, L.D. (2017). Произходът на живота: модели и данни. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.