Teori om abiotisk syntese Hovedegenskaper



den Teori om abiotisk syntese er et postulat som foreslår at livet stammer fra ikke-levende forbindelser (abiotisk = ikke i live). Det antyder at livet oppstod gradvis fra syntese av organiske molekyler. Blant disse organiske molekylene er aminosyrene, som er forløperne til mer komplekse strukturer som gir opphav til levende celler.

Forskerne som foreslo denne teorien var den russiske forskeren Alexander Oparin og den britiske biokemisten John Haldane. Hver av disse forskerne, som selv undersøkte, kom til samme hypotese: at livets opprinnelse kom fra organiske og mineralske forbindelser (ikke-levende materie) som tidligere eksisterte i den primitive atmosfæren.

index

  • 1 Hva består det av??
  • 2 Theory of Oparin og Haldane
    • 2.1 Teoribegrep
  • 3 Eksperimenter som støtter teorien om abiotisk syntese
    • 3.1 Miller og Urey-eksperimentet
    • 3.2 Juan Oró-eksperimentet
    • 3.3 Sydney Fox-eksperiment
    • 3.4 Alfonso Herreras eksperiment
  • 4 referanser

Hva består det av??

Teori abiotisk syntese fastslår at opprinnelsen av livet på Jorden ble gitt av blandingen mellom uorganiske og organiske forbindelser var i atmosfæren av tiden, som var lastet med hydrogen, metan, vanndamp, karbondioksid og ammoniakk.

Tearin av Oparin og Haldane

Oparin og Haldane trodde at den primitive jorden hadde en reduserende atmosfære; det vil si en atmosfære med lite oksygen hvor molekylene som var til stede, pleier å donere sine elektroner.

Deretter atmosfæren gradvis endring som fører til enkle molekyler molekylært hydrogen (H2), metan (CH4), karbondioksid (CO2), ammoniakk (NH3) og vanndamp (H2O). Under disse forholdene foreslo de at:

- Enkle molekyler kunne ha reagert, ved hjelp av energi fra solens stråler, sjokket av stormer, varme fra jordens kjerne, i tillegg til andre former for energi som til slutt påvirkes de fysisk-kjemiske reaksjoner.

- Dette fremmet dannelsen av koakervater (systemer av molekyler hvorfra livet oppsto, ifølge Oparin) som flyte i havene.

- I denne "primitive suppen" ville forholdene være tilstrekkelig, slik at byggeblokkene kunne ha blitt kombinert i senere reaksjoner.

- Fra disse reaksjonene ble større og mer komplekse molekyler (polymerer) dannet, slik som proteiner og nukleinsyrer, sannsynligvis favorisert av nærvær av vann fra pytter nær havet..

- Disse polymerene kunne ha blitt samlet inn i enheter eller strukturer som er i stand til å opprettholdes og replikeres. Oparin trodde at de kunne ha vært "kolonier" av grupperte proteiner for å utføre metabolismen, og Haldane foreslo at makromolekylene var innkapslet i membraner for å danne cellelignende strukturer..

Betraktninger om teori

Detaljer om denne modellen er nok ikke helt korrekt. For eksempel tror geologer nå at den primitive atmosfæren ikke ble krympet, og det er ikke klart om dammer ved kanten av havet er et sannsynlig sted for livets første utseende..

Imidlertid er den grunnleggende ideen "en gradvis og spontan dannelse av grupper av enkle molekyler, og dannelsen av mer komplekse strukturer, og endelig å skaffe muligheten til å kopiere seg selv" forblir kjernen i de fleste av de hypoteser om opprinnelsen nåværende liv.

Eksperimenter som støtter teorien om abiotisk syntese

Miller og Urey-eksperimentet

I 1953, Stanley Miller og Harold Urey gjorde et eksperiment for å teste ideer Oparin og Haldane. De oppdaget at organiske molekyler kunne oppstå spontant under reduserende forhold som ligner på de primitive jordene som tidligere er beskrevet.

Miller og Urey bygget et lukket system inneholdende en mengde oppvarmet vann og en blanding av gasser som ble antatt å være rikelig i atmosfæren av tidlig Earth: metan (CH4), karbondioksid (CO2) og ammoniakk (NH3).

For å simulere strålene som kunne ha gitt den nødvendige energien til de kjemiske reaksjonene som førte til de mest komplekse polymerene, oppsto Miller og Urey elektrisk støt gjennom en elektrode i sitt eksperimentelle system..

Etter at eksperimentet har gått i uken, oppdaget Miller og Urey at flere typer aminosyrer, sukkerarter, lipider og andre organiske molekyler hadde blitt dannet..

Store, komplekse molekyler-lignende DNA og protein manglet. Imidlertid viste Miller-Urey-eksperimentet at i det minste noen av de grunnleggende komponentene i disse molekylene kunne dannes spontant fra enkle forbindelser.

Juan Oró-eksperimentet

Fortsatt med søket etter livets opprinnelse brukte den spanske forskeren Juan Oró sin biokjemiske kunnskap til å syntetisere, i laboratorieforhold, andre organiske molekyler som er viktige for livet.

Oro svarte betingelsene for forsøket av Miller og Urey, som produserer cyanidderivater i store mengder.

Ved hjelp av dette produkt (blåsyre), mer ammoniakk og vann, undersøkeren var i stand til å syntetisere molekyler adenin, en av de fire nitrogenholdige baser med DNA og en komponent av ATP, en nøkkel molekyl for å gi strøm til de fleste levende vesener.

Da dette funnet ble publisert i 1963, hadde det ikke bare en vitenskapelig, men også en populær innvirkning, siden den viste muligheten for spontan utseende av nukleotider på primitiv jord uten ytre påvirkning.

Også lykkes i å syntetisere, gjenskape i laboratoriemiljøet i likhet med det som eksisterer i begynnelsen av jorden, andre organiske forbindelser, hovedsakelig lipider som er en del av cellemembraner, av visse proteiner og enzymer som er viktige i metabolismen aktive.

Sydney Fox eksperiment

I 1972 gjennomførte Sydney Fox og hans medarbeidere et eksperiment som tillot dem å generere strukturer med membran og osmotiske egenskaper; det er lik levende celler, som de kalte Proteinmikrosfærer.

Ved å bruke en tørr blanding av aminosyrer, fortsatte de å varme dem til moderate temperaturer; dermed oppnådde de dannelsen av polymerer. Disse polymerene, da de ble oppløst i saltoppløsning, dannet små dråper størrelsen på en bakteriell celle som var i stand til å utføre visse kjemiske reaksjoner.

Disse mikrosfærene hadde en dobbelt permeabel konvolutt som ligner de nåværende cellemembranene, som tillot dem å hydrere og dehydrere avhengig av endringene i miljøet der de var.

Alle disse observasjonene hentet fra studiet av mikrosfærer, viste en ide om hvilken type prosesser som kunne ha oppstått fra de første cellene.

Alfonso Herrera eksperiment

Andre forskere gjennomførte sine egne eksperimenter for å prøve å replikere molekylære strukturer som ga opphav til de første cellene. Alfonso Herrera, en meksikansk forsker, klarte å kunstig generere strukturer som han kalte sulfobios og colpoides.

Herrera brukte blandinger av stoffer som ammoniumsulfocyanid, ammoniumtiosyanat og formaldehyd, som han kunne syntetisere små strukturer med høy molekylvekt. Disse svovelrike strukturer ble organisert på samme måte som levende celler, så han kalte dem sulfobios.

Tilsvarende blandet han olivenolje og bensin med små mengder natriumhydroksyd for å generere andre typer mikrostrukturer som var organisert på lignende måte som protozoer; Til disse mikrosfærene kalte han dem colpoides.

referanser

  1. Carranza, G. (2007). Biologi I. Redaksjoneltrykk, Mexico.
  2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biologi 1 (1. utgave). Editorial Progreso.
  3. Fox, S. W. (1957). Det kjemiske problemet med spontan generasjon. Journal of Chemical Education, 34(10), 472-479.
  4. Fox, S. W., og Harada, K. (1958). Termisk kopolymerisering av aminosyrer til et produktresterende protein. vitenskap, 128, 1214.
  5. Gama, A. (2004). Biologi: Biogenese og mikroorganismer (2. utgave). Pearson Education.
  6. Gama, A. (2007). Biologi I: En konstruktivistisk tilnærming (Tredje utgave). Pearson Education.
  7. Gordon-Smith, C. (2003). Oparin-Haldane-hypotesen. i Livets opprinnelse: landemerke fra det 20. århundre. Hentet fra: simsoup.info
  8. Herrera, A. (1942). En ny teori om opprinnelse og livets natur. vitenskap, 96: 14.
  9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H.J. (2016). Alfonso Luis Herrera og begynnelsen av evolusjon og studier i livets opprinnelse i Mexico. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
  10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey og utover: Hva har lært om prebiotiske organiske syntese-reaksjoner de siste 60 årene?. Årlig gjennomgang av jord og planetariske vitenskap, 41, 207-229.
  11. Miller, S. (1953) En produksjon av aminosyrer under mulige primitive jordforhold. vitenskap 117: 528-529
  12. Miller, S. L. (1955). Produksjon av noen organiske forbindelser under mulige primitive jordforhold. Journal of the American Chemical Society.
  13. Miller, S. L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Opprinnelse av organiske forbindelser på primitiv jord og i meteoritter. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
  14. Oñate, L. (2010). Biologi 1, volum 1. Cengage Learning Editor.
  15. Parker, E.T., Cleaves, H.J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J.L. (2011). Prebiotisk syntese av metionin og andre svovelholdige organiske forbindelser på den primitive jorden: en moderne revurdering basert på et upublisert 1958 Stanley Miller-eksperiment. Opprinnelser til livets og evolusjonen av biosfærer, 41(3), 201-212.