Hydrotermisk hypotese, hvad det er, baggrund og kritik

Det hydrotermisk hypotese sigter mod at forklare de primitive forhold, hvor de første livsformer opstod på planeten Jorden, idet de som hovedindstilling foreslår de varme kilder i havets dyb.

En række termiske vandkilder er blevet lokaliseret med temperaturer, der når op til 350 ° C, hvor en række typiske fauna af disse forhold beboer, såsom toskallede, orme, krebsdyr, periferer og nogle pighuder (søstjerner og deres slægtninge).

Dette bevis tyder på, at dybehavsmiljøer sandsynligvis var egnede til livets oprindelse, og de første livsformer var kemoautotrofe mikroorganismer..

Derudover er kogende vand hjemsted for en række kemosyntetiske bakterier, der udvinder deres energi fra svovlstoffer, som er rigelige i denne type miljø..

Kemosyntetiske bakterier har producentfunktioner i økosystemer, idet de er basen i fødekæden, analog med planternes rolle i typiske økosystemer.

Ideer relateret til den hydrotermiske hypotese begyndte at dukke op i begyndelsen af ​​1977, da forsker Corliss foretog direkte observationer i hydrotermiske systemer beliggende på Galapagosøerne..

Artikelindeks

• 1 Baggrund og alternative teorier
  • 1.1 Panspermi
  • 1.2 Abiotiske modeller
  • 1.3 RNA-verden
• 2 Hvad består det af?
• 3 Kritik af teorien
• 4 Referencer

Baggrund og alternative teorier

I flere årtier har forskere foreslået snesevis af teorier, der søger at forklare livets oprindelse og det gunstige miljø, som det burde have udviklet sig i. Hvordan livet opstod har været et af de ældste og mest kontroversielle videnskabelige spørgsmål.

Nogle forfattere støtter den primære metabolisme, mens deres modstandere støtter den genetiske oprindelse.

Panspermi

I midten af ​​1900'erne foreslog den berømte videnskabsmand Arrhenius teorien om panspermi eller den kosmologiske teori. Denne idé hæver livets oprindelse takket være ankomsten af ​​rummikroorganismer fra en planet, hvor livet tidligere eksisterede..

Logisk set tilvejebringer den kosmologiske teori ikke ideer, der løser problemet, da den ikke forklarer, hvordan liv uden for jorden opstod på den hypotetiske planet..

Derudover er det ikke meget sandsynligt, at de mikroskopiske enheder, der koloniserede præbiotiske miljøer, har overlevet rumforholdene, indtil de nåede planeten Jorden..

Abiotiske modeller

Abiotiske modeller foreslår, at livet stammer fra "mikrostrukturer" som overgangsformer mellem organiske molekyler og tidlige livsformer. Blandt de vigtigste forsvarere af denne teori er Oparín, Sydney W. Fox og Alfonso F. Herrera.

Ifølge Oparin og Haldane er coacervater probioners forløbere for livet, afgrænset af en plasmamembran, der tillader interaktion med deres miljø. Ifølge forfatterne stammer de fra de molekyler, der transmitterer genetisk information: DNA eller RNA..

For deres del formåede Stanley Miller og Harold Urey at opbygge et genialt system, der efterlignede "den primitive atmosfære i livet." Komponenterne, der er til stede i den hypotetiske atmosfære, meget forskellige fra den nuværende, var i stand til at syntetisere organiske molekyler, der var essentielle for livet (såsom aminosyrer), når varme og spænding blev påført..

Fox formåede at opnå mikrosfærer af en størrelse svarende til bakterier og udsatte aminosyrerne for en varmekilde.

På samme måde har andre forskere opnået syntesen af ​​organiske molekyler ved hjælp af uorganiske molekyler som råmateriale, hvilket forklarer livets oprindelse fra et abiotisk miljø..

RNA-verden

En anden position af livets oprindelse postulerer som den vigtigste begivenhed udseendet af de molekyler, der indeholder genetisk information. Forskellige forfattere forsvarer livets oprindelse fra RNA og hævder, at dette molekyle tjente som en skabelon og en katalysator på samme tid.

Det største bevis er eksistensen af ​​ribosomer, RNA-molekyler, der er i stand til at katalysere reaktioner og samtidig lagre information i deres nukleotidsekvens.

Hvad består det af?

Den hydrotermiske hypotese foreslår disse ekstreme vandmiljøer som det rette sted for syntese af organiske forbindelser, der førte til oprindelsen af ​​levende organismer på Jorden..

Forfatterne af denne teori er baseret på arkeanske fossiler, moderne vandtemperaturventilationssystemer under vand og teoretiske og eksperimentelle observationer..

Hydrotermiske systemer er kendetegnet ved høje energifluxes, et stærkt reducerende miljø og rigelige minerallejer, som er ideelle overflader til katalytiske reaktioner. Derudover har den høje koncentrationer af CH₄, NH₃, H_to og forskellige metaller.

Hypotesen består af den sekventielle konvertering af CH₄, NH₃, H_to i aminosyrer, disse i proteiner og derefter i mere komplekse polymerer, indtil de når et struktureret stofskifte og levende organismer.

Undersøgelse af fossiler i prækambriske klipper har fundet cellelignende strukturer fra omkring 3,5 til 3,8 milliarder år siden i undersøiske hydrotermiske samlinger..

I modsætning til de tidligere hypoteser foreslår den hydrotermiske hypotese varme som en energikilde og ikke UV-stråler og elektriske udladninger som model for "primalsuppe". Desuden foreslår denne model eksistensen af ​​miljømæssige gradienter med hensyn til temperatur, pH og kemisk koncentration..

Kritik af teorien

Selvom den hydrotermiske hypotese har flere gyldige argumenter, er den ikke universelt accepteret. En af kritikerne af livets oprindelse i en termisk vandkilde er mangelfuldheden og manglen på information om de geologiske modeller i den præbiotiske æra..

Ligeledes ville de væsentlige molekyler til udvikling af liv - såsom nukleinsyrer, proteiner og membraner - stå over for deres øjeblikkelige ødelæggelse på grund af de høje temperaturer i hydrotermiske omgivelser..

Det er imidlertid også sandsynligt, at de første livsformer var termostabile, svarende til de termofile organismer, der i dag lever i ekstreme miljøer..

På den anden side opstår en anden ulempe relateret til koncentrationen af ​​komponenterne. Det er usandsynligt, at livet kunne have udviklet sig i de store præbiotiske have, hvor biomolekyler ville være stærkt fortyndet og spredt..

For at et miljø skal være egnet til livets oprindelse, skal det fremme interaktioner mellem molekyler, så de danner mere komplekse enheder; fortynd dem ikke, som det ville ske i havdybderne.

Tilhængere af den hydrotermiske teori antyder, at livet kunne have sin oprindelse i afgrænsede områder, der forhindrede fortynding af nydannede molekyler, såsom kratere..

Referencer

1. Chatterjee, S. (2016). Et symbiotisk syn på livets oprindelse ved hydrotermiske slagkrater-søer. Fysisk kemi Kemisk fysik, 18(30), 20033-20046.
2. Corliss, J. B., Baross, J. A., & Hoffman, S. E. (1981). En hypotese om forholdet mellem ubåds varme kilder og oprindelsen af ​​liv på jorden. Oceanologica Acta, specielt nummer.
3. Holm, N. G. (1992). Hvorfor foreslås hydrotermiske systemer som sandsynlige miljøer for livets oprindelse? I Marine hydrotermiske systemer og livets oprindelse (s. 5-14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Landskabet med livets fremkomst. Liv, 7(2), 27.
5. Lanier, K. A., & Williams, L. D. (2017). Livets oprindelse: Modeller og data. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.