Abiogeneză: definiție, teorie, dovezi și exemple

În timp ce al lui Charles Darwin Teoria evoluției este despre modul în care speciile se schimbă pentru a se adapta la mediul lor, nu abordează problema cum a început viața inițial. La un moment dat, cu siguranță când planeta era încă fierbinte și topită, nu a existat viață pe Pământ, deși știm că viața a evoluat mai târziu.

Întrebarea este, cum au apărut primele forme de viață ale Pământului?

Există mai multe teorii despre modul în care au apărut elementele de bază ale organismelor vii. Mecanismul modului în care a devenit materia non-vie organisme vii auto-replicate și atunci formele de viață complexe nu sunt pe deplin înțelese.

Are unele lacune, dar abiogeneza se ocupă de concepte interesante și începe la o explicație.

Abiogeneza este procesul natural prin care organismele vii au apărut din molecule organice nevie. Elemente simple combinate pentru a forma compuși; compușii au devenit mai structurați și implicau diferite substanțe. În cele din urmă, compușii organici simpli au fost formați și legați pentru a produce molecule complexe, cum ar fi

Aminoacizii sunt elementele constitutive ale proteinelor care stau la baza proceselor organice. Aminoacizii s-ar fi putut combina pentru a forma lanțuri proteice. Aceste proteine ​​ar fi putut deveni auto-replicate și ar fi constituit baza pentru forme simple de viață.

Un astfel de proces nu ar putea avea loc pe Pământ astăzi, deoarece condițiile necesare nu mai există. Crearea moleculelor organice presupune prezența unui bulion cald care conține substanțele necesare pentru ca aceste molecule organice să apară.

Elementele și compușii simpli precum hidrogenul, carbonul, fosfații și zaharurile trebuie să fie prezenți împreună. Un sursă de energie precum razele ultraviolete sau descărcările de trăsnet i-ar ajuta să se lege. Condiții de acest gen ar fi putut exista acum 3,5 milioane de ani, când se crede că a început viața pe Pământ. Abiogeneza detaliază mecanismele modului în care ar fi putut avea loc acest lucru.

Continut Asemanator: Louis Pasteur: Biografie, invenții, experimente și fapte

Atât abiogeneza, cât și generația spontană propun că viața poate provin din materia non-vie, dar detaliile celor două sunt complet diferite. În timp ce abiogeneza este o teorie validă care nu a fost respinsă, generația spontană este o credință învechită care s-a dovedit a fi incorectă.

Cele două teorii diferă în trei moduri majore. Teoria abiogenezei afirmă că:

1. Abiogeneza se întâmplă rar. S-a întâmplat cel puțin o dată în urmă cu aproximativ 3,5 miliarde de ani și probabil că nu a mai avut loc de atunci.
2. Abiogeneza dă naștere la cele mai multe forme primitive de viață posibil. Acestea pot fi la fel de simple ca replicarea moleculelor de proteine.
3. Organisme superioare evolua din aceste forme de viață primitive.

Teoria generației spontane afirmă că:

1. Generatie spontana se întâmplă frecvent, chiar și în epoca modernă. De exemplu, de fiecare dată când carnea este lăsată să putrezească, ea generează muște.
2. Generația spontană dă naștere la organisme complexe precum muștele, animalele și chiar oamenii.
3. Organismele superioare sunt rezultatul generării spontane și ele nu evolua din alte forme de viață.

Oamenii de știință obișnuiau să creadă în generația spontană, dar astăzi chiar și publicul larg nu mai crede că muștele provin din carne putredă sau șoarecii provin din gunoi. Unii oameni de știință se întreabă, de asemenea, dacă abiogeneza este o teorie validă, dar nu au putut propune o alternativă mai bună.

Cum s-ar fi putut naște viața a fost propus pentru prima dată de omul de știință rus Alexander Oparin în 1924 și independent din nou de biologul britanic J.B.S. Haldane în 1929. Ambii au presupus că Pământul timpuriu avea un mediu bogat în amoniac, dioxid de carbon, hidrogen și carbon, elementele constitutive ale moleculelor organice.

Razele ultraviolete și fulgerele au furnizat energia pentru reacții chimice care ar permite acestor molecule să se lege.

Un lanț tipic de reacții ar urma astfel:

1. Atmosferă prebiotică cu amoniac, dioxid de carbon și vapori de apă.
2. Fulger produce compuși organici simpli care cad în soluție în apă de mică adâncime.
3. Compușii reacționează în continuare într-un bulion prebiotic, formând aminoacizi.
4. Aminoacizii se leagă cu legături peptidice pentru a se forma proteinele lanțului polipeptidic.
5. Proteinele se combină în molecule mai complexe care pot replică și metabolizează substanțe simple.
6. Se formează molecule complexe și compuși organici membrane lipidice în jurul lor și începe să se comporte ca. celule vii.

În timp ce teoria a prezentat concepte consistente și credibile, unii dintre pași s-au dovedit dificil de realizat în condiții de laborator care au încercat să-i simuleze pe cei de pe Pământul timpuriu.

Continut Asemanator: Elemente de acizi nucleici

La începutul anilor 1950, studentul american absolvent Stanley Miller și consilierul său absolvent Harold Urey au decis să testeze teoria abiogenezei Oparin-Haldane recreând un mediu Pământesc timpuriu. Au amestecat compușii și elementele simple din teorie în aer și au descărcat scântei prin amestec.

Când au analizat produsele de reacție chimică rezultate, au fost capabili să detecteze aminoacizi creați în timpul simulării. Această dovadă că prima parte a teoriei a fost corectă a susținut experimentele ulterioare care au încercat să creeze molecule de replicare din aminoacizi. Aceste experimente nu au avut succes.

Cercetările ulterioare au constatat că atmosfera prebiotică a Pământului timpuriu avea probabil mai mult oxigen și mai puține alte substanțe cheie decât proba utilizată în experimentul Miller-Urey. Acest lucru a dus la întrebarea dacă concluziile erau încă valabile.

De atunci, unele experimente folosind o compoziție de atmosferă corectată au găsit, de asemenea, molecule organice, cum ar fi aminoacizii, susținând astfel concluziile originale.

Continut Asemanator: Selecția naturală: definiție, teoria lui Darwin, exemple și fapte

Chiar și atunci când se stabilește că au fost prezente condițiile pentru generarea de compuși organici simpli Pământul prebiotic, calea către celulele vii a fost în dispută. Există trei modalități posibile, compușii relativ simpli, cum ar fi aminoacizii, ar putea deveni în cele din urmă o viață autosusținută:

1. Mai întâi replicare: Moleculele organice devin din ce în ce mai complexe până când includ segmente de ADN care se pot replica singure. Moleculele cu auto-replicare dezvoltă comportamentul celular și metabolismul.
2. Metabolismul mai întâi: Moleculele organice dezvoltă capacitatea de a se întreține prin integrarea și schimbarea substanțelor din mediul înconjurător. Acestea devin proto-celule și dezvoltă capacitatea de a se replica.
3. Lumea ARN: Moleculele organice devin segmente de ARN precursor care pot produce copii ale moleculei de ADN. În același timp, dezvoltă metabolism și comportament asemănător celulei.

Pașii de la aminoacizi au fost o problemă serioasă și niciuna dintre diferitele căi teoretice nu a fost, din mai 2019, simulată cu succes.

Nu există nicio îndoială că a simularea atmosferei timpurii a Pământului poate produce molecule comparativ complexe care sunt elementele de bază ale moleculelor organice găsite în celulele vii. Cu toate acestea, există mai multe probleme pentru a trece de la moleculele complexe la formele reale de viață. Acestea includ:

• Nu există o cale teoretică detaliată care să treacă de la molecule organice complexe la o formă de viață.
• Nu există experimente de succes care să susțină formarea moleculelor mai complexe decât aminoacizii.
• Nu există niciun mecanism pentru ca blocurile de construcție ale ARN să se dezvolte în bazele purină / pirimidină ale ARN-ului complet.
• Nu există un consens cu privire la modul în care moleculele de reproducere / metabolizare devin forme de viață.

Dacă abiogeneza nu are loc în modul în care teoria descrie, trebuie luate în considerare ideile alternative.

Având în vedere progresul abiogenezei blocat, s-au propus teorii alternative pentru originea vieții. Viața ar fi putut proveni într-un mod similar cu teoria abiogenezei, dar în orificii geotermale sub mare sau în interiorul Scoarta terestra, și s-ar fi putut întâmpla de mai multe ori în locuri diferite. Niciuna dintre aceste teorii nu are mai mult suport pentru date decât abiogeneza clasică.

Într-o altă teorie care renunță complet la abiogeneză, oamenii de știință au propus că compușii organici complecși sau formele de viață complete, cum ar fi virușii, ar fi putut fi livrați pe Pământ de către meteoriți sau comete. Pământul timpuriu (Pământul primitiv) a fost supus unui bombardament puternic în timpul Hadeanului (acum aproximativ 4 până la 4,6 miliarde de ani), când viața ar fi putut începe.

Fără date mai dure, singura concluzie este exact așa viața pe Pământ originar este încă un mister.