Abiogénesis: definición, teoría, evidencia y ejemplos

Mientras que Charles Darwin Teoría de la evolución trata sobre cómo las especies cambian para adaptarse a su entorno, no aborda la cuestión de cómo comenzó la vida originalmente. En un momento, ciertamente cuando el planeta todavía estaba caliente y fundido, no había vida en la Tierra, aunque sabemos que la vida evolucionó más tarde.

La pregunta es, ¿Cómo se originaron las primeras formas de vida de la Tierra??

Hay varias teorías sobre cómo surgieron los componentes básicos de los organismos vivos. El mecanismo de cómo la materia inerte se convirtió organismos vivos autorreplicantes y luego las formas de vida complejas no se comprenden completamente.

Tiene algunas lagunas, pero abiogénesis se ocupa de conceptos interesantes y comienza con una explicación.

Abiogénesis es el proceso natural por el cual los organismos vivos surgieron a partir de moléculas orgánicas inertes. Elementos simples combinados para formar compuestos; los compuestos se volvieron más estructurados e involucraron diferentes sustancias. Finalmente, se formaron compuestos orgánicos simples y se vincularon para producir moléculas complejas como

Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas que forman la base de los procesos orgánicos. Los aminoácidos podrían haberse combinado para formar cadenas de proteínas. Estas proteínas podrían haberse vuelto autorreplicantes y constituir la base de formas de vida simples.

Ese proceso no podría tener lugar hoy en la Tierra porque ya no existen las condiciones necesarias. La creación de moléculas orgánicas presupone la presencia de un caldo tibio que contiene las sustancias necesarias para que aparezcan esas moléculas orgánicas.

Los elementos y compuestos simples como hidrógeno, carbono, fosfatos y azúcares deben estar presentes juntos. Un fuente de energía como rayos ultravioleta o descargas de rayos les ayudaría a unirse. Condiciones como esta pueden haber existido hace 3,5 millones de años cuando se cree que comenzó la vida en la Tierra. La abiogénesis detalla los mecanismos de cómo podría haber tenido lugar.

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Tanto la abiogénesis como la generación espontánea proponen que la vida puede se originan a partir de materia no viva, pero los detalles de los dos son completamente diferentes. Si bien la abiogénesis es una teoría válida que no ha sido refutada, la generación espontánea es una creencia obsoleta que se ha demostrado que es incorrecta.

Las dos teorías difieren en tres aspectos principales. La teoría de la abiogénesis establece que:

1. Abiogénesis ocurre raramente. Ocurrió al menos una vez hace unos 3.500 millones de años y probablemente no ha ocurrido desde entonces.
2. La abiogénesis da lugar a la mayoría formas de vida primitivas posible. Estos pueden ser tan simples como replicar moléculas de proteínas.
3. Organismos superiores evolucionar de estas formas de vida primitivas.

La teoría de la generación espontánea establece que:

1. Generación espontánea ocurre con frecuencia, incluso en los tiempos modernos. Por ejemplo, cada vez que la carne se pudre, genera moscas.
2. La generación espontánea da lugar a organismos complejos como moscas, animales e incluso humanos.
3. Los organismos superiores son el resultado de la generación espontánea, y no evolucionas de otras formas de vida.

Los científicos solían creer en la generación espontánea, pero hoy incluso el público en general ya no cree que las moscas provengan de carne podrida o los ratones provengan de la basura. Algunos científicos también cuestionan si la abiogénesis es una teoría válida, pero no han podido proponer una alternativa mejor.

El origen de la vida fue propuesto por primera vez por el científico ruso Alexander Oparin en 1924 y, de nuevo, de forma independiente por el biólogo británico J.B.S. Haldane en 1929. Ambos asumieron que la Tierra primitiva tenía un entorno rico en amoníaco, dióxido de carbono, hidrógeno y carbono, los componentes básicos de las moléculas orgánicas.

Los rayos ultravioleta y los relámpagos proporcionaron la energía para las reacciones químicas que permitirían que estas moléculas se unieran.

Una cadena de reacciones típica procedería de la siguiente manera:

1. Atmósfera prebiótica con amoniaco, dióxido de carbono y vapor de agua.
2. Relámpago produce compuestos orgánicos simples que se disuelven en aguas poco profundas.
3. Los compuestos reaccionan más en un caldo prebiótico, formando aminoácidos.
4. Los aminoácidos se unen con enlaces peptídicos para formar proteínas de la cadena polipeptídica.
5. Las proteínas se combinan en moléculas más complejas que pueden replicar y metabolizar sustancias simples.
6. Se forman moléculas complejas y compuestos orgánicos. membranas lipídicas a su alrededor y comienzan a actuar como Células vivas.

Si bien la teoría presentaba conceptos consistentes y creíbles, algunos de los pasos resultaron difíciles de llevar a cabo en condiciones de laboratorio que intentaron simular las de la Tierra primitiva.

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A principios de la década de 1950, el estudiante graduado estadounidense Stanley Miller y su asesor graduado Harold Urey decidieron probar la teoría de la abiogénesis de Oparin-Haldane recreando un entorno terrestre primitivo. Mezclaron los compuestos simples y los elementos de la teoría en el aire y descargaron chispas a través de la mezcla.

Cuando analizaron los productos de reacción química resultantes, pudieron detectar aminoácidos creados durante la simulación. Esta evidencia de que la primera parte de la teoría era correcta apoyó experimentos posteriores que intentaron crear moléculas replicantes a partir de los aminoácidos. Estos experimentos no tuvieron éxito.

Investigaciones posteriores encontraron que la atmósfera prebiótica de la Tierra primitiva probablemente tenía más oxígeno y menos otras sustancias clave que la muestra utilizada en el experimento Miller-Urey. Esto llevó a cuestionar si las conclusiones seguían siendo válidas.

Desde entonces, algunos experimentos que utilizan una composición atmosférica corregida también han encontrado moléculas orgánicas como los aminoácidos, lo que respalda las conclusiones originales.

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Incluso cuando se establece que las condiciones para la generación de compuestos orgánicos simples estaban presentes en tierra prebiótica, el camino hacia las células vivas ha estado en disputa. Hay tres formas posibles de que compuestos relativamente simples, como los aminoácidos, eventualmente se conviertan en vida autosuficiente:

1. Replicación primero: Las moléculas orgánicas se vuelven cada vez más complejas hasta que incluyen segmentos de ADN que pueden replicarse. Las moléculas autorreplicantes desarrollan el comportamiento y el metabolismo celular.
2. Primero el metabolismo: Las moléculas orgánicas desarrollan la capacidad de sustentarse integrando y cambiando sustancias de su entorno. Se convierten en protocélulas y desarrollan la capacidad de replicarse.
3. Mundo de ARN: Las moléculas orgánicas se convierten en segmentos de ARN precursores que pueden producir copias de moléculas de ADN. Desarrollan metabolismo y comportamiento celular al mismo tiempo.

Los pasos de aminoácidos on eran un problema grave, y ninguno de los diferentes caminos teóricos, a mayo de 2019, ha sido simulado con éxito.

No hay duda de que un simulación de la atmósfera primitiva de la Tierra puede producir moléculas comparativamente complejas que son los componentes básicos de las moléculas orgánicas que se encuentran en las células vivas. Sin embargo, existen varios problemas para pasar de las moléculas complejas a las formas de vida reales. Éstas incluyen:

• No existe un camino teórico detallado para pasar de moléculas orgánicas complejas a una forma de vida.
• No existen experimentos exitosos que apoyen la formación de moléculas más complejas que los aminoácidos.
• No existe ningún mecanismo para que los componentes básicos del ARN se desarrollen en las bases purina / pirimidina del ARN completo.
• No hay consenso sobre cómo las moléculas que se replican / metabolizan se convierten en formas de vida.

Si la abiogénesis no tiene lugar de la forma que describe la teoría, las ideas alternativas deben ser consideradas.

Con el progreso de la abiogénesis aparentemente bloqueado, se han propuesto teorías alternativas sobre el origen de la vida. La vida podría haberse originado de una manera similar a la teoría de la abiogénesis, pero en respiraderos geotermales bajo el mar o dentro del la corteza terrestre, y puede haber sucedido varias veces en diferentes lugares. Ninguna de estas teorías tiene más apoyo de datos que la abiogénesis clásica.

En otra teoría que abandona la abiogénesis por completo, los científicos han propuesto que los compuestos orgánicos complejos o formas de vida completas como los virus pueden haber sido entregados a la Tierra por meteoritos o cometas. La Tierra primitiva (Tierra primitiva) fue sometida a fuertes bombardeos durante la época del Hadeano (hace alrededor de 4 a 4,6 mil millones de años) cuando la vida pudo haber comenzado.

Sin más datos concretos, la única conclusión es que exactamente cómo Vida en la Tierra originado sigue siendo un misterio.