Det abiogenese henviser til den række processer og trin, der opstod fra de første livsformer på jorden, startende fra inerte monomere blokke, som med tiden gik i stand til at øge deres kompleksitet. I lyset af denne teori opstod liv fra ikke-levende molekyler under de relevante betingelser..
Det er sandsynligt, at efter abiogenese producerede enkle livssystemer, handlede biologisk udvikling for at give anledning til alle de komplekse livsformer, der findes i dag..
Nogle forskere mener, at abiogenese-processer skal have fundet sted mindst en gang i jordens historie for at give anledning til den hypotetiske organisme LUCA eller den sidste universelle fælles forfader (fra akronymet på engelsk, sidste universelle fælles forfader), for omkring 4 milliarder år siden.
Det antydes, at LUCA skal have haft en genetisk kode baseret på DNA-molekylet, som med sine fire baser grupperet i tripletter kodede for de 20 typer aminosyrer, der udgør proteiner. Forskere, der forsøger at forstå livets oprindelse, studerer de abiogeneseprocesser, der gav anledning til LUCA.
Svaret på dette spørgsmål er blevet meget udspurgt og er ofte indhyllet i en tåge af mysterium og usikkerhed. Af denne grund har hundreder af biologer foreslået en række teorier, der spænder fra fremkomsten af en ur suppe til forklaringer relateret til fremmedhad og astrobiologi..
Artikelindeks
Teorien om abiogenese er baseret på en kemisk proces, hvorved de enkleste livsformer opstod fra livløse forløbere.
Abiogeneseprocessen antages at have fundet sted kontinuerligt i modsætning til synspunktet om pludselig fremkomst i en heldig begivenhed. Således antager denne teori eksistensen af et kontinuum mellem ikke-levende stof og de første levende systemer..
Ligeledes foreslås en række forskellige scenarier, hvor begyndelsen af livet kan forekomme fra uorganiske molekyler. Generelt er disse miljøer ekstreme og forskellige fra de nuværende forhold på jorden..
Disse formodede præbiotiske tilstande gengives normalt i laboratoriet for at forsøge at generere organiske molekyler, såsom det berømte Miller- og Urey-eksperiment..
Livets oprindelse har været et af de mest kontroversielle emner for forskere og filosoffer siden Aristoteles 'tid. Ifølge denne vigtige tænker kunne nedbrydende stof omdannes til levende dyr takket være naturens spontane handling..
Abiogenese i lyset af den aristoteliske tanke kan opsummeres i hans berømte sætning omne vivum ex vivo, hvilket betyder "alt liv kommer fra livet".
Efterfølgende har et ret stort antal modeller, teorier og spekulationer forsøgt at belyse de betingelser og processer, der førte til livets oprindelse.
De mest fremragende teorier, både fra et historisk og videnskabeligt synspunkt, der har forsøgt at forklare oprindelsen til de første levende systemer, vil blive beskrevet nedenfor:
I det tidlige syttende århundrede blev det postuleret, at livsformer kunne opstå fra livløse elementer. Teorien om spontan generation blev bredt accepteret af datidens tænkere, siden den havde støtte fra den katolske kirke. Således kunne levende væsener spire både fra deres forældre og fra ikke-levende sager.
Blandt de mest berømte eksempler, der bruges til at understøtte denne teori, er udseendet af orme og andre insekter i nedbrudt kød, frøer, der dukkede op fra mudder og mus, der kom frem fra snavset tøj og sved..
Faktisk var der opskrifter, der lovede oprettelsen af levende dyr. For eksempel skulle hvedekorn kombineres med snavset tøj i et mørkt miljø for at skabe mus af ikke-levende stof, og levende gnavere vises i løbet af dagene..
Tilhængere af denne blanding hævdede, at menneskelig sved på tøj og gæring af hvede var de ledende midler til dannelsen af liv..
I det syttende århundrede begyndte mangler og huller i udsagnene fra den spontane generationsteori at blive bemærket. Det var først i 1668, at den italienske fysiker Francesco Redi udtænkte et passende eksperimentelt design til at afvise det..
I sine kontrollerede eksperimenter placerede Redi finskårne kødstykker pakket i muslin i sterile beholdere. Disse krukker var ordentligt dækket med gaze, så intet kunne komme i kontakt med kødet. Derudover indeholdt eksperimentet en anden serie krukker, der ikke var lukket..
I løbet af dagene blev der kun observeret orme i krukkerne, der blev afdækket, da fluerne kunne komme frit ind og lægge æggene. I tilfælde af de dækkede krukker blev æggene anbragt direkte på gazen.
Tilsvarende udviklede forskeren Lazzaro Spallanzani en række eksperimenter for at afvise forudsætningerne for spontan generation. For at gøre dette lavede han en række bouillon, som han udsatte for langvarig kogning for at ødelægge mikroorganismer, der vil bo der..
Tilhængere af spontan generation hævdede imidlertid, at den mængde varme, som vinene blev udsat for, var overdreven og ødelagde den "vitale kraft".
Senere i 1864 satte den franske biolog og kemiker Louis Pasteur sig for at sætte en stopper for postulaterne for spontan generation..
For at opfylde dette mål fremstillede Pasteur glasbeholdere kendt som "svanehalsflasker", da de var lange og buede ved spidserne, hvilket forhindrede indtrængen af mikroorganismer..
I disse beholdere kogte Pasteur en række bouillon, der forblev steril. Da halsen på en af dem blev brudt, blev den forurenet, og mikroorganismer spredte sig på kort tid.
Beviset fra Pasteur var uigenkaldeligt og formåede at vælte en teori, der varede i mere end 2.500 år..
I begyndelsen af 1900'erne skrev den svenske kemiker Svante Arrhenius en bog med titlen "Skabelsen af verdener"I hvilken han foreslog, at livet ankom fra rummet ved hjælp af sporer, der er modstandsdygtige over for ekstreme forhold.
Logisk var teorien om panspermi omgivet af meget kontrovers, ud over at den ikke rigtig gav en forklaring på livets oprindelse.
Når vi undersøger Pasteurs eksperimenter, er en af de indirekte konklusioner af hans bevis, at mikroorganismer kun udvikler sig fra andre, det vil sige liv kun kan komme fra livet. Dette fænomen blev kaldt "biogenese".
Efter dette perspektiv ville teorierne om kemisk udvikling dukke op, ledet af den russiske Alexander Oparin og engelskmanden John D. S. Haldane.
Denne opfattelse, også kaldet Oparin-Haldane kemosyntetiske teori, foreslår, at jorden i et præbiotisk miljø havde en atmosfære uden ilt og høj i vanddamp, metan, ammoniak, kuldioxid og brint, så det var meget reduktivt..
I dette miljø var der forskellige kræfter såsom elektriske udladninger, solstråling og radioaktivitet. Disse kræfter virkede på uorganiske forbindelser, hvilket gav anledning til større molekyler, hvilket skabte organiske molekyler kendt som præbiotiske forbindelser..
I midten af 1950'erne lykkedes forskerne Stanley L. Miller og Harold C. Urey at skabe et genialt system, der simulerede de antagne antikke forhold i atmosfæren på jorden efter Oparin-Haldane-teorien..
Stanley og Urey fandt ud af, at enkle uorganiske forbindelser under disse "primitive" betingelser kan give anledning til komplekse organiske molekyler, der er essentielle for livet, såsom aminosyrer, fedtsyrer, urinstof, blandt andre..
Selvom de ovennævnte eksperimenter antyder en plausibel måde, hvorpå biomolekyler, der er en del af levende systemer, stammer fra, antyder de ikke nogen forklaring på polymeriseringsprocessen og øget kompleksitet..
Der er flere modeller, der forsøger at belyse dette spørgsmål. Den første involverer faste mineraloverflader, hvor højt overfladeareal og silicater kan fungere som katalysatorer for kulmolekyler..
Dybt i havet er hydrotermiske ventilationskanaler en passende kilde til katalysatorer, såsom jern og nikkel. Ifølge eksperimenter i laboratorier deltager disse metaller i polymerisationsreaktioner.
Endelig er der i havgravene varme damme, som på grund af fordampningsprocesser kan favorisere koncentrationen af monomerer, hvilket favoriserer dannelsen af mere komplekse molekyler. Hypotesen om "primersuppe" er baseret på denne antagelse..
Efter den rækkefølge, der blev diskuteret i de foregående afsnit, har vi, at Pasteurs eksperimenter bekræftede, at livet ikke stammer fra inerte materialer, mens Miller og Urey's beviser tyder på, at det gør det, men på molekylært niveau.
For at forene begge resultater skal man huske på, at sammensætningen af jordens atmosfære i dag er totalt forskellig fra den præbiotiske atmosfære..
Det ilt, der er til stede i den nuværende atmosfære, fungerer som en "ødelægger" af molekylerne under dannelse. Det skal også overvejes, at de energikilder, der angiveligt har drevet dannelsen af organiske molekyler, ikke længere er til stede med frekvensen og intensiteten af det præbiotiske miljø..
Alle livsformer, der findes på jorden, er sammensat af et sæt strukturelle blokke og store biomolekyler, kaldet proteiner, nukleinsyrer og lipider. Med dem kan du "bevæbne" grundlaget for det nuværende liv: celler.
I cellen opretholdes livet, og på dette princip er Pasteur baseret på at bekræfte, at ethvert levende væsen skal komme fra et andet eksisterende.
Autokatalysers rolle under abiogenese er afgørende. Af denne grund er en af de mest berømte hypoteser om livets oprindelse den RNA-verden, der postulerer en start fra enkeltkædede molekyler med kapacitet til selvreplikation..
Denne opfattelse af RNA antyder, at de første biokatalysatorer ikke var molekyler af protein-karakter, men snarere RNA-molekyler - eller en lignende polymer - med evnen til at katalysere..
Denne antagelse er baseret på RNA's egenskab til at syntetisere korte fragmenter ved hjælp af annealing, der styrer processen, ud over at fremme dannelsen af peptider, estere og glykosidbindinger..
Ifølge denne teori var det forfædres RNA forbundet med nogle cofaktorer såsom metaller, pyrimidiner og aminosyrer. Med fremskridt og stigende metabolisme opstår evnen til at syntetisere polypeptider..
I løbet af evolutionen blev RNA erstattet af et mere kemisk stabilt molekyle: DNA..
Det mistænkes i øjeblikket, at livet opstod i et ekstremt scenarie: oceaniske områder nær vulkanske åbninger, hvor temperaturen kan nå 250 ° C og atmosfæretryk overstiger 300 atmosfærer.
Denne mistanke stammer fra mangfoldigheden af livsformer, der findes i disse fjendtlige regioner, og dette princip er kendt som "den varme verdens teori".
Disse miljøer er blevet koloniseret af arkebakterier, organismer, der er i stand til at vokse, udvikle sig og reproducere i ekstreme miljøer, sandsynligvis meget lig præbiotiske forhold (inklusive lave iltkoncentrationer og høje CO-niveauer.to).
Disse miljøers termiske stabilitet, den beskyttelse, de yder mod pludselige ændringer og den konstante strøm af gasser, er nogle af de positive egenskaber, der gør havbunden og vulkanske ventilationskanaler egnede miljøer til livets oprindelse..
I 1974 offentliggjorde den berømte forsker Carl Sagan en artikel, der tydeliggjorde brugen af udtrykkene biogenese og abiogenese. Ifølge Sagan er begge udtryk blevet anvendt fejlagtigt i artikler relateret til forklaringer på oprindelsen af de første levende former..
Blandt disse fejl er brugen af udtrykket biogenese som sit eget antonym. Biogenese bruges altså til at beskrive livets oprindelse startende fra andre levende former, mens abiogenese henviser til livets oprindelse fra ikke-levende stof..
I denne forstand betragtes en moderne biokemisk vej som biogen, og en præbiologisk metabolisk vej er abiogen. Derfor er det nødvendigt at være særlig opmærksom på brugen af begge termer..
Endnu ingen kommentarer