Teorie Abiotické syntézy Hlavní charakteristiky



Teorie abiotické syntézy je postulát, který navrhuje, aby život pocházel z neživých sloučenin (abiotických = ne živých). Naznačuje, že život vznikl postupně ze syntézy organických molekul. Mezi tyto organické molekuly patří aminokyseliny, které jsou prekurzory složitějších struktur, které dávají vznik živým buňkám.

Výzkumníci, kteří navrhli tuto teorii, byli ruský vědec Alexander Oparin a britský biochemik John Haldane. Každý z těchto vědců, kteří sami zkoumali, dospěli ke stejné hypotéze: že původ života na Zemi pochází z organických a minerálních sloučenin (neživých látek), které dříve existovaly v primitivní atmosféře.

Index

  • 1 Z čeho se skládá??
  • 2 Teorie Oparin a Haldane
    • 2.1 Teoretické úvahy
  • 3 Experimenty podporující teorii abiotické syntézy
    • 3.1 Experiment Miller a Urey
    • 3.2 Experiment Juan Oró
    • 3.3 Experiment v Sydney Fox
    • 3.4 Experiment Alfonse Herrery
  • 4 Odkazy

Z čeho se skládá??

Teorie abiotické syntézy uvádí, že vznik života na Zemi nastal díky směsi mezi anorganickými a organickými sloučeninami, které byly v té době v atmosféře, která byla nabita vodíkem, metanem, vodní párou, oxidu uhličitého a amoniaku.

Teorie Oparin a Haldane

Oparin a Haldane si mysleli, že primitivní Země má redukující atmosféru; to je atmosféra s malým kyslíkem, kde přítomné molekuly mají tendenci darovat své elektrony.

Následně by se postupně změnila atmosféra, která by vedla k vzniku jednoduchých molekul, jako je molekulární vodík (H2), metan (CH4), oxid uhličitý (CO2), amoniak (NH3) a vodní pára (H2O). Za těchto podmínek navrhli, aby:

- Jednoduché molekuly mohly reagovat, pomocí energie přicházející ze slunečních paprsků, elektrických výbojů z bouří, tepla ze zemského jádra, mezi další typy energie, které nakonec ovlivnily fyzikálně-chemické reakce..

- To podpořilo tvorbu koacervátů (systémy molekul, ze kterých vznikl život, podle Oparina), které se vznášely v oceánech.

- V této "primitivní polévce" by podmínky byly přiměřené, aby stavební bloky mohly být kombinovány v pozdějších reakcích.

- Z těchto reakcí byly vytvořeny větší a složitější molekuly (polymery), jako jsou proteiny a nukleové kyseliny, což je pravděpodobně zvýhodněno přítomností vody z kaluží v blízkosti oceánu..

- Tyto polymery by mohly být sestaveny do jednotek nebo struktur, které mohou být udržovány a replikovány. Oparin si myslel, že by mohli být "koloniemi" seskupených proteinů, aby mohli provádět metabolismus, a Haldane navrhl, aby byly makromolekuly uzavřeny v membránách, aby vytvořily struktury podobné buňkám..

Úvahy o teorii

Podrobnosti tohoto modelu pravděpodobně nejsou zcela správné. Geologové se například domnívají, že primitivní atmosféra se nezmenšovala, a není jasné, zda jsou rybníky na okraji oceánu pravděpodobným místem pro první výskyt života.

Základní myšlenka „postupná a spontánní tvorba skupin jednoduchých molekul, pak tvorba složitějších struktur a nakonec získání schopnosti samo-replikace“ zůstává jádrem většiny hypotéz o počátcích života.

Experimenty podporující teorii abiotické syntézy

Miller a Urey experiment

V roce 1953, Stanley Miller a Harold Urey dělali experiment otestovat nápady Oparin a Haldane. Zjistili, že organické molekuly se mohou vyskytovat spontánně za redukčních podmínek podobných těm, které byly popsány dříve.

Miller a Urey vybudovali uzavřený systém, který obsahoval množství ohřáté vody a směs plynů, která byla považována za hojnou v časné atmosféře Země: methan (CH4), oxid uhličitý (CO2) a amoniak (NH3)..

Pro simulaci paprsků, které by mohly poskytnout nezbytnou energii pro chemické reakce, které způsobily vznik nejsložitějších polymerů, Miller a Urey vyslali elektrické šoky přes elektrodu v jejich experimentálním systému..

Po jednom týdnu experimentu Miller a Urey zjistili, že bylo vytvořeno několik typů aminokyselin, cukrů, lipidů a dalších organických molekul..

Velké, komplexní molekuly podobné molekulám a proteinům chyběly. Nicméně, Miller-Urey experiment ukázal, že přinejmenším některé základní složky těchto molekul mohly být tvořeny spontánně od jednoduchých sloučenin.

Experiment Juan Oró

Španělský vědec Juan Oró pokračoval v hledání původů života a použil své biochemické znalosti k tomu, aby v laboratorních podmínkách syntetizoval další organické molekuly důležité pro život..

Oro odpověděl podmínky experimentu Millera a Urey, který produkuje kyanidové deriváty ve velkém množství.

Pomocí tohoto produktu (kyselina kyanovodíková), plus čpavku a vody, byl tento výzkumník schopen syntetizovat molekuly adeninu, jednoho ze 4 dusíkatých bází DNA a jedné ze složek ATP, základní molekuly, která poskytuje energii většině živých bytostí..

Když byl tento nález publikován v roce 1963, měl nejen vědecký, ale i populární vliv, protože prokázal možnost spontánního výskytu nukleotidů na primitivní Zemi bez jakéhokoliv vnějšího vlivu.

Také se mu podařilo syntetizovat, znovu vytvořit v laboratoři prostředí podobné tomu, které existovalo na počátku Země, jiné organické sloučeniny, hlavně lipidy, které jsou součástí buněčných membrán, některé proteiny a aktivní enzymy důležité v metabolismu.

Experiment Sydney Fox

V roce 1972 provedla Sydney Fox a jeho spolupracovníci experiment, který jim umožnil vytvářet struktury s membránovými a osmotickými vlastnostmi; to je, podobně jako živé buňky, které nazývali Proteinové mikrokuličky.

Při použití suché směsi aminokyselin se zahřály na mírné teploty; tak dosáhly tvorby polymerů. Tyto polymery, když jsou rozpuštěny ve fyziologickém roztoku, vytvořily malé kapičky o velikosti bakteriální buňky schopné provádět určité chemické reakce.

Tyto mikrosféry měly dvojitou permeabilní obálku, podobnou současné buněčné membráně, která jim umožnila hydratovat a dehydratovat v závislosti na změnách v prostředí, kde byly..

Všechna tato pozorování získaná studiem mikrokuliček ukázala představu o typu procesů, které mohly vzniknout prvními buňkami.

Experiment Alfonso Herrera

Ostatní výzkumníci provedli vlastní pokusy, aby se pokusili replikovat molekulární struktury, které vyvolaly vznik prvních buněk. Alfonso Herrera, mexický vědec, dokázal uměle generovat struktury, které nazýval sulfobios a colpoides.

Herrera používal směsi látek takový jako sulfocyanide amoniaku, thiosyanate amoniaku a formaldehyde, se kterým on byl schopný syntetizovat malé struktury vysoké molekulové hmotnosti. Tyto struktury bohaté na síru byly organizovány podobně jako živé buňky, takže je nazýval sulfobios.

Podobně smísil olivový olej a benzín s malým množstvím hydroxidu sodného, ​​aby vytvořil další typy mikrostruktur, které byly organizovány podobně jako prvoky; k těmto mikrokuličkám je nazýval colpoidy.

Odkazy

  1. Carranza, G. (2007). Biologie I. Redakční práh, Mexiko.
  2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biologie 1 (1. vydání). Editorial Progreso.
  3. Fox, S. W. (1957). Chemický problém spontánní generace. Žurnál chemického vzdělávání, 34(10), 472-479.
  4. Fox, S. W., & Harada, K. (1958). Tepelná kopolymerace aminokyselin na protein obsahující produkt. Věda, 128, 1214.
  5. Gama, A. (2004). Biologie: Biogeneze a mikroorganismy (2. vydání). Pearson Education.
  6. Gama, A. (2007). Biologie I: Konstruktivistický přístup (3. vydání). Pearson Education.
  7. Gordon-Smith, C. (2003). Hypotéza Oparin-Haldane. In Původ života: Památky dvacátého století. Citováno z: simsoup.info
  8. Herrera, A. (1942). Nová teorie původu a podstaty života. Věda, 96: 14.
  9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera a počátky evolucionismu a studia původu života v Mexiku. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
  10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey a další: Co se dozvědělo o reakcích prebiotické organické syntézy za posledních 60 let?. Výroční přehled o Zemi a planetárních vědách, 41, 207-229.
  11. Miller, S. (1953) Produkce aminokyselin za možných primitivních podmínek Země. Věda 117: 528 - 529
  12. Miller, S. L. (1955). Produkce některých organických sloučenin za možných primitivních zemských podmínek. Journal of American Chemical Society.
  13. Miller, S. L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Původ organických sloučenin na primitivní zemi a v meteoritech. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
  14. Oñate, L. (2010). Biologie 1, svazek 1. Cengage Učení Editoři.
  15. Parker, E.T., Cleaves, H.J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J.L. (2011). Prebiotická syntéza methioninu a dalších organických sloučenin obsahujících síru na primitivní Zemi: současné přehodnocení založené na nepublikovaném experimentu Stanleyho Millera z roku 1958. Původy života a evoluce biosfér, 41(3), 201-212.