Hydrothermale hypothese achtergrond, wat het is en kritiek

de hydrothermale hypothese is bedoeld om de primitieve omstandigheden te verklaren waarin de eerste levensvormen op planeet Aarde ontstonden, en stelde als hoofdscenario de warmwaterbronnen voor die zich in de diepten van de oceanen bevinden.

Een reeks van thermische waterbronnen is gevonden met temperaturen tot 350 ° C, waar een reeks van fauna die kenmerkend is voor deze omstandigheden leven, zoals bivalven, wormen, schaaldieren, porfier en sommige stekelhuidigen (zeesterren en hun verwanten)..

Dit bewijs suggereert dat diepe oceaan omgevingen waarschijnlijk waren die geschikt zijn voor het ontstaan ​​van leven en de eerste vorm van leven waren de micro-organismen chemoautotrophs.

Bovendien, kokend water woont in een reeks chemosynthetische bacteriën die hun energie extraheren uit zwavelverbindingen, die overvloedig aanwezig zijn in dit soort omgeving..

Chemosynthetische bacteriën hebben functies van producenten in ecosystemen, die de basis vormen van de voedselketen, analoog aan de rol van planten in typische ecosystemen.

Ideeën met betrekking tot de hydrothermale hypothese begonnen zich begin 1977 te manifesteren, toen de onderzoeker Corliss directe waarnemingen deed in de hydrothermische systemen op de Galapagos-eilanden..

index

• 1 Achtergrond en alternatieve theorieën
  • 1.1 Panspermia
  • 1.2 Abiotische modellen
  • 1.3 Wereld van RNA
• 2 Waar bestaat het uit??
• 3 Kritieken voor de theorie
• 4 Referenties

Antecedenten en alternatieve theorieën

Tientallen jaren lang hebben onderzoekers tientallen theorieën voorgesteld die de oorsprong van het leven en de omgeving waarin het werd ontwikkeld, moeten verklaren. Hoe het leven ontstond, was een van de oudste en meest controversiële wetenschappelijke vragen.

Sommige auteurs ondersteunen de primaire oorsprong van het metabolisme, terwijl hun tegenstanders de genetische oorsprong ondersteunen.

panspermia

Halverwege de twintigste eeuw stelde de beroemde wetenschapper Arrhenius de theorie van panspermie of kosmologische theorie voor. Dit idee verhoogt de oorsprong van het leven dankzij de komst van ruimtelijke micro-organismen van een planeet waar vroeger leven bestond.

Logisch, de kosmologische theorie niet ideeën die het probleem op te lossen, omdat buitenaardse niet uitleggen hoe het leven is ontstaan ​​op deze hypothetische planeet.

Bovendien is het onwaarschijnlijk dat microscopisch kleine wezens die prebiotische omgevingen gekoloniseerd de omstandigheden in de ruimte hebben overleefd om de planeet aarde te bereiken.

Abiotische modellen

De abiotische modellen stellen voor dat het leven is ontstaan ​​uit de buurt van 'microstructuren' als vormen van overgang tussen organische moleculen en de eerste vormen van het leven. Een van de belangrijkste verdedigers van deze theorie zijn Oparín, Sydney W. Fox en Alfonso F. Herrera.

Volgens Oparin en Haldane zijn coacervaten probionten voorloper van het leven, afgebakend door een plasmamembraan dat interactie met hun omgeving mogelijk maakt. Volgens de auteurs zijn ze ontstaan ​​vóór de moleculen die de genetische informatie overbrengen: DNA of RNA.

Op hun beurt slaagden Stanley Miller en Harold Urey erin een ingenieus systeem te bouwen dat "de primitieve levenssfeer" imiteerde. De componenten aanwezig in de hypothetische atmosfeer, heel verschillend van de huidige, waren in staat om organische moleculen te synthetiseren die onmisbaar zijn voor het leven (zoals aminozuren) wanneer warmte en spanning werden toegepast.

Fox slaagde erin om microsferen te verkrijgen die qua grootte vergelijkbaar zijn met bacteriën, waardoor de aminozuren worden blootgesteld aan een warmtebron.

Op dezelfde manier hebben andere onderzoekers de synthese van organische moleculen bereikt met behulp van anorganische moleculen als grondstof, op deze manier de oorsprong van het leven vanuit een abiotische omgeving verklaard.

RNA-wereld

Een andere positie van de oorsprong van het leven postuleert als de belangrijkste gebeurtenis het verschijnen van moleculen die genetische informatie bevatten. Verschillende auteurs verdedigen de oorsprong van het leven tegen RNA en betogen dat dit molecuul tegelijkertijd als template en katalysator diende.

Het grootste bewijs is het bestaan ​​van ribosomen, RNA-moleculen die in staat zijn om reacties te katalyseren en tegelijkertijd informatie opslaan in hun nucleotidesequentie..

Waar bestaat het uit??

Hydrothermale hypothese stelt deze uitersten als de plaats voor de synthese van organische verbindingen leidde tot het ontstaan ​​van levende organismen in het aquatisch milieu van de Aarde.

De auteurs van deze theorie zijn gebaseerd op archaea fossielen, moderne systemen van hydrothermale openingen onderzeeër en theoretische en experimentele waarnemingen..

Hydrothermische systemen worden gekenmerkt door hoge energiestromen, een sterk reducerende omgeving en overvloedige minerale kleien, die ideale oppervlakken zijn voor katalytische reacties. Bovendien heeft het hoge concentraties CH₄, NH₃, H₂ en verschillende metalen.

De hypothese bestaat uit de sequentiële conversie van CH₄, NH₃, H₂ in aminozuren, deze in eiwitten en vervolgens in meer complexe polymeren, totdat je een gestructureerd metabolisme en levende organismen bereikt.

Bij het onderzoeken van fossielen in Precambrische rotsen zijn structuren gevonden die doen denken aan cellen die 3,5 tot 3,8 miljard jaar geleden dateren in hydrothermale onderwaterassemblages..

In tegenstelling tot de vorige hypothesen, stelt de hydrothermale hypothese warmte voor als de energiebron en niet voor UV-stralen en elektrische ontladingen, zoals het "oersoep" -model. Bovendien stelt dit model het bestaan ​​voor van omgevingsgradiënten in termen van temperatuur, pH en chemische concentratie.

Kritiek op de theorie

Hoewel de hydrothermale hypothese verschillende geldige argumenten heeft, wordt deze niet universeel geaccepteerd. Een van de kritieken op de oorsprong van het leven in een bron van thermaal water is de ongerijmdheid en het gebrek aan informatie over de geologische modellen van het Prebiotische tijdperk.

Evenzo zouden de onmisbare moleculen voor de ontwikkeling van leven - zoals nucleïnezuren, eiwitten en membranen - worden geconfronteerd met hun onmiddellijke vernietiging, vanwege de hoge temperaturen van de hydrothermische omgevingen.

Het is echter ook waarschijnlijk dat de eerste levensvormen thermostabiel waren, vergelijkbaar met de thermofiele organismen die tegenwoordig in extreme omgevingen leven..

Anderzijds ontstaat er een ander nadeel met betrekking tot de concentratie van de componenten. Het is onwaarschijnlijk dat het leven zou kunnen evolueren in de uitgestrektheid van prebiotische oceanen, waar de biomoleculen in hoge mate zou worden verdund en verspreid.

Om een ​​omgeving geschikt te maken voor de oorsprong van het leven, moet het de interacties tussen de moleculen bevorderen, zodat ze complexere entiteiten vormen; Verdun ze niet, zoals in de diepten van de oceaan.

Voorstanders van hydrothermale theorie suggereert dat het leven kan zijn ontstaan ​​in gesloten ruimten verdunning van de nieuw gevormde moleculen voorkomen, zoals kraters.

referenties

1. Chatterjee, S. (2016). Een symbiotisch beeld van de oorsprong van het leven bij hydrothermale inslagkratermeren. Fysische chemie Chemische fysica, 18(30), 20033-20046.
2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Een hypothese over de relaties tussen onderzeese warmwaterbronnen en de oorsprong van het leven op aarde. Oceanologica Acta, speciale uitgave.
3. Holm, N.G. (1992). Waarom worden hydrothermische systemen voorgesteld als plausibele omgevingen voor de oorsprong van het leven? in Maritieme hydrothermische systemen en de oorsprong van het leven (pp. 5-14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Het landschap van de opkomst van het leven. leven, 7(2), 27.
5. Lanier, K. A., & Williams, L. D. (2017). The Origin of Life: Modellen en gegevens. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.