Hydrotermální hypotéza pozadí, co to sestává a kritiky



hydrotermální hypotéza si klade za cíl vysvětlit primitivní podmínky, ve kterých vznikly první formy života na planetě Zemi, které jako hlavní scénář navrhly horké prameny umístěné v hlubinách oceánů.

Série termálních vodních zdrojů byla lokalizována s teplotami dosahovat 350 ° C, kde série fauny typické pro tyto podmínky žijí, takový jako mlže, červi, korýši, porfyr a někteří echinoderms (hvězdice a jejich příbuzní)..

Tyto důkazy naznačují, že prostředí hlubokého oceánu bylo pravděpodobně adekvátní pro původ života a první formy života byly chemoautotrofní mikroorganismy.

Vroucí voda navíc obsahuje řadu chemosyntetických bakterií, které extrahují svou energii ze sirných látek, které jsou v tomto typu prostředí hojné..

Chemosyntetické bakterie mají funkce producentů v ekosystémech, které jsou základem potravinového řetězce, obdobně jako role rostlin v typických ekosystémech..

Nápady vztahující se k hydrotermální hypotéze se začaly objevovat začátkem roku 1977, kdy výzkumník Corliss provedl přímé pozorování v hydrotermálních systémech umístěných na Galapágských ostrovech..

Index

  • 1 Souvislosti a alternativní teorie
    • 1.1 Panspermie
    • 1.2 Abiotické modely
    • 1.3 Svět RNA
  • 2 Z čeho se skládá??
  • 3 Kritika teorie
  • 4 Odkazy

Předchůdci a alternativní teorie

Již několik desetiletí výzkumníci navrhli desítky teorií, které mají za cíl vysvětlit původ života a prostředí, ve kterém bylo vyvinuto. Jak vznikl život, to byla jedna z nejstarších a nejkontroverznějších vědeckých otázek.

Někteří autoři podporují primární původ metabolismu, zatímco jejich oponenti podporují genetický původ.

Panspermie

V střední-1900s renomovaný vědec Arrhenius navrhl teorii panspermia nebo kosmologickou teorii. Tato myšlenka vyvolává vznik života díky příchodu prostorových mikroorganismů z planety, kde existoval život dříve.

Logicky kosmologická teorie neposkytuje nápady, které by problém vyřešily, protože nevysvětluje, jak mimozemský život vznikl v uvedené hypotetické planetě..

Navíc není příliš pravděpodobné, že by mikroskopické entity, které kolonizovaly prebiotické prostředí, přežily podmínky vesmíru, dokud nedosáhnou planety Země.

Abiotické modely

Abiotické modely navrhují, aby život vznikl mimo „mikrostruktury“ jako formy přechodu mezi organickými molekulami a prvními formami života. Mezi hlavní obhájci této teorie patří Oparín, Sydney W. Fox a Alfonso F. Herrera.

Podle Oparina a Haldana jsou koacerváty probiotickými prekurzory života, ohraničené plazmatickou membránou, která umožňuje interakci s jejich prostředím. Podle autorů vznikly před molekulami, které přenášejí genetickou informaci: DNA nebo RNA.

Stanley Miller a Harold Urey se jim podařilo vybudovat důmyslný systém, který imitoval „primitivní atmosféru života“. Komponenty přítomné v hypotetické atmosféře, velmi odlišné od současné, byly schopny syntetizovat organické molekuly nezbytné pro život (jako aminokyseliny), když bylo aplikováno teplo a napětí..

Foxovi se podařilo získat mikrosféry o velikosti podobné bakteriím, které aminokyseliny vystavily zdroji tepla.

Stejným způsobem ostatní vědci dosáhli syntézy organických molekul s využitím anorganických molekul jako suroviny, čímž vysvětlili tímto způsobem původ života z abiotického prostředí..

RNA svět

Další pozice původu života postuluje jako hlavní událost vzhled molekul, které obsahují genetickou informaci. Několik autorů obhajuje původ života z RNA a tvrdí, že tato molekula sloužila současně jako templát a katalyzátor.

Největším důkazem je existence ribozomů, molekul RNA schopných katalyzovat reakce a zároveň uchovávat informace v jejich nukleotidové sekvenci..

Z čeho se skládá??

Hydrotermální hypotéza navrhuje tyto extrémní vodní prostředí jako vhodné místo pro syntézu organických sloučenin, které vedly ke vzniku živých organismů na Zemi..

Autoři této teorie jsou založeni na archaea fosíliích, moderních systémech podmorských hydrotermálních průduchů a teoretických a experimentálních pozorováních..

Hydrotermální systémy se vyznačují vysokými energetickými toky, vysoce redukujícím prostředím a hojnými minerálními jíly, které jsou ideálními povrchy pro katalytické reakce. Kromě toho má vysoké koncentrace CH4, NH3, H2 a různé kovy.

Hypotéza spočívá v sekvenční přeměně CH4, NH3, H2 v aminokyselinách, tyto v proteinech a pak ve složitějších polymerech, dokud nedosáhnete strukturovaného metabolismu a živých organismů.

Při zkoumání zkamenělin v prekambrských skalách byly nalezeny struktury připomínající buňky před 3,5 až 3,8 miliardami let v hydrotermálních podmořských svazích..

Na rozdíl od předchozích hypotéz, hydrotermální hypotéza navrhuje teplo jako zdroj energie a ne UV paprsky a elektrické výboje, jako například model "prvotní polévky". Navíc tento model navrhuje existenci environmentálních gradientů z hlediska teploty, pH a chemické koncentrace.

Kritika k teorii

Ačkoli hydrotermální hypotéza má několik platných argumentů, to není všeobecně přijímané. Jeden z kritik původu života v zdroji termální vody je nesoulad a nedostatek informací o geologických modelech prebiotické éry..

Stejně tak by nepostradatelné molekuly pro rozvoj života - jako jsou nukleové kyseliny, proteiny a membrány - byly vystaveny jejich okamžité destrukci v důsledku vysokých teplot hydrotermálního prostředí..

Je však také pravděpodobné, že první formy života byly termostabilní, podobně jako termofilní organismy, které dnes obývají extrémní prostředí.

Na druhé straně vzniká další nevýhoda spojená s koncentrací složek. Je nepravděpodobné, že by se život mohl rozvinout v rozlehlosti prebiotických oceánů, kde by biomolekuly byly extrémně zředěné a rozptýlené.

Aby bylo prostředí vhodné pro původ života, musí upřednostňovat interakce mezi molekulami, aby tvořily složitější entity; Neřeďte je, tak jako v oceánských hloubkách.

Zastáncové hydrotermální teorie navrhnou, že život mohl vznikat v ohraničených oblastech, které by zabránily ředění nově vytvořených molekul, jako jsou krátery..

Odkazy

  1. Chatterjee, S. (2016). Symbiotický pohled na původ života na hydrotermálních impaktních kráterových jezerech. Fyzikální chemie Chemická fyzika, 18(30), 20033-20046.
  2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Hypotéza týkající se vztahů mezi podmořskými horkými prameny a původem života na Zemi. Oceanologica Acta, Zvláštní vydání.
  3. Holm, N.G. (1992). Proč jsou hydrotermální systémy navrženy jako hodnověrná prostředí pro vznik života? In Mořské hydrotermální systémy a původ života (str. 5-14). Springer, Dordrecht.
  4. Jheeta, S. (2017). Krajina vzniku života. Život, 7(2), 27.
  5. Lanier, K. A., & Williams, L. D. (2017). Původ života: modely a data. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.