Teori om abiotisk syntese Hovedegenskaber



den Teori om abiotisk syntese er et postulat, der foreslår at livet stammer fra ikke-levende forbindelser (abiotisk = ikke i live). Det antyder, at livet opstod gradvist fra syntesen af ​​organiske molekyler. Blandt disse organiske molekyler er aminosyrerne, som er forstadierne til mere komplekse strukturer, som giver anledning til levende celler.

Forskerne, der foreslog denne teori, var den russiske videnskabsmand Alexander Oparin og den britiske biokemist John Haldane. Hver af disse forskere, der selv undersøgte, kom til samme hypotese: at livets oprindelse på Jorden stammer fra organiske og mineralske forbindelser (ikke-levende stof), der tidligere eksisterede i den primitive atmosfære.

indeks

  • 1 Hvad består den af??
  • 2 Theory of Oparin og Haldane
    • 2.1 Teori overvejelser
  • 3 Eksperimenter, der understøtter teorien om abiotisk syntese
    • 3.1 Miller og Urey eksperiment
    • 3.2 Juan Oró-eksperimentet
    • 3.3 Sydney Fox eksperiment
    • 3.4 Alfonso Herrera eksperiment
  • 4 referencer

Hvad består det af??

Teori abiotisk syntese, at oprindelsen af ​​liv på Jorden blev givet af blandingen mellem uorganiske og organiske forbindelser var i atmosfæren i den tid, som var lastet med hydrogen, methan, vanddamp, kuldioxid og ammoniak.

Tearin af Oparin og Haldane

Oparin og Haldane mente, at den primitive jord havde en reducerende atmosfære; det vil sige en atmosfære med lidt ilt, hvor de molekyler, der var til stede, har tendens til at donere deres elektroner.

Efterfølgende atmosfæren gradvist ændre fører til simple molekyler molekylært hydrogen (H2), methan (CH4), carbondioxid (CO2), ammoniak (NH3) og vanddamp (H2O). Under disse forhold foreslog de at:

- De enkle molekyler kunne have reageret ved hjælp af den energi, der kommer fra solens stråler, de elektriske udladninger fra stormene, varmen fra jordens kerne, blandt andre former for energi, der endelig ramte de fysisk-kemiske reaktioner.

- Dette fremmer dannelsen af ​​coacervates (systemer af molekyler, hvorfra livet opstod, ifølge Oparin), der flydede i oceanerne.

- I denne "primitive suppe" ville betingelserne være tilstrækkelige, således at byggestenene kunne have været kombineret i senere reaktioner.

- Fra disse reaktioner blev større og mere komplekse molekyler (polymerer) dannet, såsom proteiner og nukleinsyrer, som sandsynligvis begunstiges af tilstedeværelsen af ​​vand fra vandpytter nær havet..

- Disse polymerer kunne være blevet samlet i enheder eller strukturer, der er i stand til at blive opretholdt og replikeret. Oparin troede der kunne have været "kolonier" af proteiner grupperet at udføre metabolisme og Haldane foreslog, at makromolekyler blev indesluttet i membraner til dannelse strukturer ligner celler.

Overvejelser om teori

Detaljerne i denne model er nok ikke helt korrekte. For eksempel, geologer mener nu, at den tidlige atmosfære ikke var at reducere, og det er uklart, om kanten af ​​havet damme er et sandsynligt sted for den første forekomst af livet.

Men den grundlæggende idé "en gradvis og spontan dannelse af grupper af simple molekyler, så dannelsen af ​​mere komplekse strukturer og endelig erhverve evnen til at selvreplikere" forbliver, kernen i de fleste af de hypoteser oprindelsen af nuværende liv.

Eksperimenter, der understøtter teorien om abiotisk syntese

Miller og Urey eksperiment

I 1953 lavede Stanley Miller og Harold Urey et forsøg til at teste ideerne om Oparin og Haldane. De opdagede, at organiske molekyler kunne forekomme spontant under reducerende betingelser, der ligner dem fra den primitive jord, der tidligere er beskrevet.

Miller og Urey bygget et lukket system indeholdende en mængde af opvarmet vand og en blanding af gasser, der blev anset for at være rigelige i atmosfæren af ​​tidlig Earth: methan (CH4), carbondioxid (CO2) og ammoniak (NH3).

For at simulere stråler, der måske kunne have givet den nødvendige energi til kemiske reaktioner opstod som førte til de mest komplekse polymerer, Miller og Urey sendte elektriske stød gennem en elektrode i deres forsøgssystem.

Efter at have ladet eksperimentet løbe i en uge, opdagede Miller og Urey at flere typer af aminosyrer, sukkerarter, lipider og andre organiske molekyler var blevet dannet..

Store, komplekse molekyler-lignende DNA og protein manglede. Miller-Urey-eksperimentet viste imidlertid, at i det mindste nogle af de grundlæggende komponenter i disse molekyler kunne dannes spontant fra simple forbindelser.

Juan Oró-eksperimentet

I forlængelse af søgen efter livets oprindelse anvendte den spanske forsker Juan Oró sin biokemiske viden til at syntetisere, under laboratorieforhold, andre organiske molekyler vigtige for livet.

Oro svarede betingelserne for eksperimentet mellem Miller og Urey, som producerer cyanidderivater i store mængder.

Anvende dette produkt (blåsyre), mere ammoniak og vand, investigator var i stand til at syntetisere molekyler adenin, en af ​​de fire nitrogenholdige baser af DNA og én komponent af ATP, en nøglemolekyle at levere strøm til de fleste levende væsener.

Når dette fund blev offentliggjort i 1963, er det ikke kun havde en videnskabsmand, men også populær effekt, da det viste muligheden for spontan fremkomst af nukleotider på den primitive Jorden uden nogen ydre påvirkning.

Også lykkedes at syntetisere genskabe i laboratoriet miljø svarende til, at eksisterende i Jordens tidlige, andre organiske forbindelser, hovedsagelig lipider der er en del af cellemembraner, af visse proteiner og enzymer vigtige i metabolismen aktive.

Sydney Fox eksperiment

I 1972 gennemførte Sydney Fox og hans samarbejdspartnere et eksperiment, der tillod dem at generere strukturer med membran og osmotiske egenskaber; Det svarer til levende celler, som de kaldte Proteinmikrosfærer.

Ved hjælp af en tør blanding af aminosyrer fortsatte de at opvarme dem til moderate temperaturer; således opnåede de dannelsen af ​​polymerer. Disse polymerer dannede, når de opløstes i saltvand, små dråber størrelsen af ​​en bakteriel celle, der var i stand til at udføre visse kemiske reaktioner.

Disse mikrosfærer havde en dobbelt permeabel konvolut, som ligner de nuværende cellemembraner, hvilket tillod dem at hydrere og dehydrere afhængigt af de ændringer i miljøet, hvor de var.

Alle disse observationer opnået fra studiet af mikrosfærer viste en ide om, hvilken type processer der kunne have dannet de første celler.

Alfonso Herrera eksperiment

Andre forskere udførte deres egne eksperimenter for at forsøge at replikere molekylære strukturer, der gav anledning til de første celler. Alfonso Herrera, en mexicansk videnskabsmand, formåede kunstigt at generere strukturer, som han kaldte sulfobios og colpoides.

Herrera brugte blandinger af stoffer som ammoniumsulfocyanid, ammoniumthiosyanat og formaldehyd, som han var i stand til at syntetisere små strukturer med høj molekylvægt. Disse svovlrige strukturer blev organiseret på samme måde som levende celler, så han kaldte dem sulfobios.

Tilsvarende blandede han olivenolie og benzin med små mængder natriumhydroxid for at frembringe andre typer af mikrostrukturer, der blev organiseret på en måde svarende til protozoer; Til disse mikrosfærer kaldte han dem colpoides.

referencer

  1. Carranza, G. (2007). Biologi I. Redaktionel tærskel, Mexico.
  2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biologi 1 (1. udgave). Editorial Progreso.
  3. Fox, S. W. (1957). Det kemiske problem ved spontan generation. Journal of Chemical Education, 34(10), 472-479.
  4. Fox, S. W., og Harada, K. (1958). Termisk sampolymerisering af aminosyrer til et produktlignende protein. Videnskab, 128, 1214.
  5. Gama, A. (2004). Biologi: Biogenese og mikroorganismer (2. udgave). Pearson Education.
  6. Gama, A. (2007). Biologi I: En konstruktivistisk tilgang (3. udgave). Pearson Education.
  7. Gordon-Smith, C. (2003). Oparin-Haldane-hypotesen. i Livets oprindelse: Seværdigheder fra det 20. århundrede. Hentet fra: simsoup.info
  8. Herrera, A. (1942). En ny teori om oprindelse og livets natur. Videnskab, 96: 14.
  9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H.J. (2016). Alfonso Luis Herrera og begyndelsen af ​​evolutionisme og studier i livets oprindelse i Mexico. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
  10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey og videre: Hvad har lært om præbiotiske organiske syntese reaktioner i de sidste 60 år?. Årlig gennemgang af jord og planetariske videnskaber, 41, 207-229.
  11. Miller, S. (1953) En produktion af aminosyrer under mulige primitive jordforhold. Videnskab 117: 528-529
  12. Miller, S.L. (1955). Fremstilling af nogle organiske forbindelser under mulige primitive jordforhold. Journal of the American Chemical Society.
  13. Miller, S. L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Oprindelse af organiske forbindelser på den primitive jord og i meteoritter. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
  14. Oñate, L. (2010). Biologi 1, bind 1. Cengage Learning Editor.
  15. Parker, E. T., spalter, H. J., Callahan, M. P., Dworkin, J. P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J. L. (2011). Præbiotisk Syntese af methionin og andre svovlholdige organiske forbindelser på primitive Earth: En Contemporary Revurdering Baseret på en Upublicerede 1958 Stanley Miller Experiment. Oprindelsen af ​​livets og evolutionen af ​​biosfærer, 41(3), 201-212.