Theorie van de hoofdkenmerken van de Abiotische synthese

de Theorie van de abiotische synthese is een postulaat dat voorstelt dat het leven is ontstaan ​​uit niet-levende verbindingen (abiotisch = niet levend). Het suggereert dat het leven geleidelijk ontstond uit de synthese van organische moleculen. Onder deze organische moleculen bevinden zich de aminozuren, die de voorlopers zijn van meer complexe structuren die aanleiding geven tot levende cellen.

De onderzoekers die deze theorie voorstelden waren de Russische wetenschapper Alexander Oparin en de Britse biochemicus John Haldane. Elk van deze wetenschappers, onderzoekend op zichzelf, kwam tot dezelfde hypothese: dat de oorsprong van het leven op aarde kwam van organische en minerale verbindingen (niet-levende materie) die voorheen bestonden in de primitieve atmosfeer.

index

• 1 Waar bestaat het uit??
• 2 Theorie van Oparin en Haldane
  • 2.1 Theorieoverwegingen
• 3 Experimenten die de theorie van de abiotische synthese ondersteunen
  • 3.1 Miller en Urey experimenteren
  • 3.2 Het Juan Oró-experiment
  • 3.3 Sydney Fox-experiment
  • 3.4 Het experiment van Alfonso Herrera
• 4 Referenties

Waar bestaat het uit??

Theorie abiotische synthese dat het ontstaan ​​van leven op aarde werd door het mengsel tussen anorganische en organische verbindingen zijn in de atmosfeer van de tijd, die met waterstof, methaan, waterdamp geladen koolstofdioxide en ammoniak.

Theorie van Oparin en Haldane

Oparin en Haldane dachten dat de primitieve aarde een reducerende atmosfeer had; dat wil zeggen, een atmosfeer met weinig zuurstof waar de moleculen die aanwezig waren de neiging hebben om hun elektronen te doneren.

Vervolgens wordt de atmosfeer geleidelijk veranderen leidt tot eenvoudige moleculen moleculaire waterstof (H2), methaan (CH4), kooldioxide (CO2), ammoniak (NH3) en waterdamp (H2O). Onder deze omstandigheden suggereerden ze dat:

- De eenvoudige moleculen hadden kunnen reageren, met behulp van de energie afkomstig van de zonnestralen, de elektrische ontladingen van de stormen, de hitte van de aardkern, onder andere soorten energie die uiteindelijk de fysico-chemische reacties beïnvloedde.

- Dit bevorderde de vorming van coacervaten (systemen van moleculen waaruit het leven is ontstaan, volgens Oparin) dat in de oceanen dreef.

- In deze "primitieve soep" zouden de omstandigheden adequaat zijn, zodat de bouwstenen in latere reacties konden worden gecombineerd.

- Uit deze reacties werden grotere en complexere moleculen (polymeren) gevormd, zoals eiwitten en nucleïnezuren, die waarschijnlijk de voorkeur genieten van de aanwezigheid van water uit plassen in de buurt van de oceaan..

- Deze polymeren kunnen zijn samengevoegd tot eenheden of structuren die kunnen worden onderhouden en gerepliceerd. Oparin dacht dat het "kolonies" van gegroepeerde eiwitten zou kunnen zijn om het metabolisme uit te voeren, en Haldane suggereerde dat de macromoleculen in membranen waren ingepakt om celachtige structuren te vormen..

Overwegingen over de theorie

De details van dit model zijn waarschijnlijk niet helemaal correct. Geologen geloven bijvoorbeeld nu dat de primitieve atmosfeer niet kleiner werd, en het is niet duidelijk of vijvers aan de rand van de oceaan een waarschijnlijke site zijn voor de eerste verschijning van het leven.

De basisidee "geleidelijk en spontane groepsvorming van eenvoudige moleculen, wordt de vorming van complexere structuren en uiteindelijk verkrijgen van de mogelijkheid om zichzelf te repliceren" blijft de kern van de meeste van de hypotheses over de oorsprong van huidige leven.

Experimenten die de theorie van de abiotische synthese ondersteunen

Miller en Urey experimenteren

In 1953 maakten Stanley Miller en Harold Urey een experiment om de ideeën van Oparin en Haldane te testen. Ze ontdekten dat organische moleculen spontaan konden ontstaan ​​onder reducerende omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die van de primitieve aarde die eerder werd beschreven.

Miller en Urey bouwde een gesloten systeem dat een hoeveelheid verwarmd water en een mengsel van gassen die werden verondersteld overvloedig in de atmosfeer van de vroege aarde zijn: methaan (CH4), kooldioxide (CO2) en ammoniak (NH3).

Om de stralen te simuleren die de nodige energie hadden kunnen leveren voor de chemische reacties die de aanleiding waren om de meest complexe polymeren te laten plaatsvinden, stuurden Miller en Urey elektrische schokken door een elektrode in hun experimentele systeem..

Nadat het experiment een week had geduurd, ontdekten Miller en Urey dat er verschillende soorten aminozuren, suikers, lipiden en andere organische moleculen waren gevormd..

Grote, complexe moleculen zoals DNA en eiwit ontbraken. Het Miller-Urey-experiment toonde echter aan dat ten minste enkele van de basiscomponenten van deze moleculen spontaan konden worden gevormd uit eenvoudige verbindingen.

Het Juan Oró-experiment

Voortbouwend op de zoektocht naar de oorsprong van het leven, gebruikte de Spaanse wetenschapper Juan Oró zijn biochemische kennis om, in laboratoriumomstandigheden, andere organische moleculen te maken die belangrijk zijn voor het leven..

Oro beantwoordde de voorwaarden van het experiment van Miller en Urey, dat cyanidederivaten produceert in grote hoeveelheden.

Het gebruik van dit product (blauwzuur), meer ammoniak en water, de onderzoeker kon synthetiseren moleculen adenine, een van de vier stikstofbasen van DNA en één component van ATP, een belangrijke molecule van stroom voorziet meeste levende wezens.

Toen deze bevinding in 1963 werd gepubliceerd, had het niet alleen een wetenschappelijke maar ook een populaire impact, omdat het de mogelijkheid van het spontaan verschijnen van nucleotiden op primitieve Aarde zonder enige externe invloed aantoonde..

Hij slaagde ook om te synthetiseren, recreëren in het laboratorium een ​​omgeving vergelijkbaar met die welke bestond in de vroege aarde, andere organische verbindingen, voornamelijk lipiden die deel uitmaken van celmembranen, sommige eiwitten en actieve enzymen belangrijk in het metabolisme.

Sydney Fox-experiment

In 1972 voerden Sydney Fox en zijn medewerkers een experiment uit waarmee ze structuren met membraan- en osmotische eigenschappen konden genereren; dat wil zeggen, vergelijkbaar met levende cellen, die ze noemden Eiwit-microsferen.

Met behulp van een droog mengsel van aminozuren werden ze vervolgens verhit tot gematigde temperaturen; aldus bereikten zij de vorming van polymeren. Deze polymeren, gevormd in zoutoplossing, vormden kleine druppeltjes ter grootte van een bacteriële cel die in staat waren om bepaalde chemische reacties uit te voeren.

Deze microsferen hadden een dubbel doorlatende omhulling, vergelijkbaar met de huidige celmembranen, waardoor ze konden hydrateren en dehydrateren, afhankelijk van de veranderingen in de omgeving waarin ze zich bevonden..

Al deze waarnemingen verkregen uit de studie van microsferen, toonden een idee over het type processen dat de eerste cellen zou kunnen hebben veroorzaakt.

Alfonso Herrera-experiment

Andere onderzoekers voerden hun eigen experimenten uit om te proberen moleculaire structuren te repliceren die aanleiding gaven tot de eerste cellen. Alfonso Herrera, een Mexicaanse wetenschapper, slaagde erin om kunstmatig structuren te genereren die hij sulfobios en colpoides noemde.

Herrera gebruikte mengsels van stoffen zoals ammoniumsulfocyanide, ammoniumthiosyanaat en formaldehyde, waarmee hij kleine structuren van hoog moleculair gewicht kon synthetiseren. Deze zwavelrijke structuren waren op dezelfde manier georganiseerd als levende cellen, daarom noemde hij ze sulfobios.

Evenzo mengde hij olijfolie en benzine met kleine hoeveelheden natriumhydroxide om andere soorten microstructuren te verkrijgen die op een vergelijkbare manier waren georganiseerd als protozoa; voor deze microsferen noemde hij ze colpoides.

referenties

1. Carranza, G. (2007). Biologie I. Redactionele drempel, Mexico.
2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biologie 1 (1e ed.). Redactie Progreso.
3. Fox, S.W. (1957). Het chemische probleem van spontane generatie. Journal of Chemical Education, 34(10), 472-479.
4. Fox, S.W., en Harada, K. (1958). Thermische copolymerisatie van aminozuren tot een product dat eiwit bevat. wetenschap, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biologie: biogenese en micro-organismen (2e ed.). Pearson Education.
6. Gama, A. (2007). Biologie I: een constructivistische benadering (3e ed.). Pearson Education.
7. Gordon-Smith, C. (2003). De hypothese van Oparin-Haldane. in Herkomst van het leven: monumenten van de twintigste eeuw. Teruggeplaatst van: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). Een nieuwe theorie van de oorsprong en de aard van het leven. wetenschap, 96: 14.
9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera en het begin van het evolutionisme en studies naar de oorsprong van het leven in Mexico. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey en nog veel meer: ​​wat heeft geleerd over prebiotische organische synthesereacties in de afgelopen 60 jaar?. Jaaroverzicht van de aardse en planetaire wetenschappen, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Een productie van aminozuren onder mogelijke primitieve aardse omstandigheden. wetenschap 117: 528-529
12. Miller, S. L. (1955). Productie van sommige organische verbindingen onder mogelijke primitieve aardstandigheden. Journal of the American Chemical Society.
13. Miller, S.L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Herkomst van organische verbindingen op de primitieve aarde en in meteorieten. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biology 1, deel 1. Cengage leer-editors.
15. Parker, E.T., Cleaves, H.J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J.L. (2011). Prebiotische synthese van methionine en andere zwavelhoudende organische verbindingen op de primitieve aarde: een hedendaagse herbeoordeling op basis van een ongepubliceerd experiment uit 1958 Stanley Miller. Oorsprong van het leven en evolutie van biosferen, 41(3), 201-212.