Главне теорије абиогенезе



Тхе абиогенеза Односи се на низ процеса и корака који су настали првим облицима живота на земљи, почевши од инертних мономерних блокова, који су временом повећали њихову комплексност. У светлу те теорије, живот је настао из неживих молекула, под одговарајућим условима.

Врло је вјероватно да након што је абиогенеза произвела једноставне животне системе, биолошка еволуција ће дјеловати да изазове све сложене облике живота који постоје данас..

Неки истраживачи вјерују да су се процеси абиогенезе требали догодити барем једном у повијести Земље да би се створио хипотетски организам ЛУЦА или посљедњи универзални заједнички предак (скраћеница на енглеском)., последњи универзални заједнички предак), пре око 4 милијарде година.

Предлаже се да ЛУЦА има генетски код заснован на ДНК молекулу, који са својим четири базе груписане у тројке, кодификован за 20 врста аминокиселина које формирају протеине. Истраживачи који покушавају да схвате порекло живота проучавају процесе абиогенезе који су довели до ЛУЦА.

Одговор на ово питање је широко постављен и често је покривен маглом мистерије и несигурности. Из тог разлога, стотине биолога су предложиле низ теорија које укључују од настанка примордијалне јухе до објашњења везаних за ксенобиологију и астробиологију..

Индек

  • 1 Од чега се састоји??
  • 2 Порекло живота: теорије
    • 2.1 Теорија спонтане генерације
    • 2.2 Одбијање спонтане генерације
    • 2.3 Доприноси Пастеур-а
    • 2.4 Панспермиа    
    • 2.5 Теорија хемосинтезе
    • 2.6 Миллер и Уреи експеримент
    • 2.7 Формирање полимера
    • 2.8 Усаглашавање резултата Миллера и Пастеура
    • 2.9 РНА Ворлд
  • 3 Садашње концепције порекла живота
  • 4 Термини биогенеза и абиогенезе
  • 5 Референце

Од чега се састоји??

Теорија абиогенезе заснива се на хемијском процесу којим се једноставније животне форме појављују из беживотних прекурсора.

Претпоставља се да се процес абиогенезе одвијао непрекидно, за разлику од погледа на појаву нагло у догађају среће. Дакле, ова теорија претпоставља постојање континуума између неживих материја и првих живих система.

Исто тако, предлаже се низ различитих сценарија у којима би почетак живота могао почети од неорганских молекула. Генерално, ова окружења су екстремна и различита од тренутних стања на Земљи.

Ови наводни пребиотички услови се често репродукују у лабораторији како би се покушало да се произведу органски молекули, као што је чувени Миллер и Уреи експеримент..

Порекло живота: теорије

Порекло живота је једна од најконтроверзнијих тема научника и филозофа још од времена Аристотела. Према овом важном мислиоцу, распадање материје могло би се претворити у животиње животом захваљујући спонтаној акцији природе.

Абиогенеза у светлу аристотеловске мисли може се сажети у његовој чувеној фрази омне вивум ек виво, што значи "сав живот долази из живота".

Затим, прилично велики број модела, теорија и спекулација покушао је да разјасни услове и процесе који су довели до порекла живота..

У наставку ћемо описати најистакнутије теорије, како са историјског тако и са научног становишта, које су настојале објаснити порекло првих живих система:

Теорија спонтане генерације

Почетком 17. века постулирано је да се животни облици могу појавити из беживотних елемената. Теорија спонтане генерације широко је прихваћена од стране мислилаца тог времена, јер је имала подршку Католичке цркве. Тако би жива бића могла проклијати и своје родитеље и неживу материју.

Међу најпознатијим примјерима који се користе као подршка овој теорији је појава црва и других инсеката у распаднутом месу, жаба које су се појавиле из блата и мишева који су се појавили из прљаве одјеће и зноја..

Заправо, постојали су рецепти који су обећавали стварање живих животиња. На пример, да бисмо могли да створимо мишеве од неживог материјала, морали смо да комбинујемо зрна пшенице са прљавом одећом у мрачном окружењу и да се током дана јављају живи глодавци.

Заговорници ове мешавине тврдили су да су људски зној у одевним предметима и ферментација пшенице агенси који су усмеравали формирање живота..

Одбијање спонтане генерације

У седамнаестом веку почео је да примећује недостатке и празнине у изјавама о теорији спонтане генерације. Тек 1668. године италијански физичар Францесцо Реди осмислио је адекватан експериментални дизајн да би га одбацио.

У својим контролисаним експериментима, Реди је у стерилне контејнере стављао ситно исечене комаде меса умотане у муслин. Ове тегле су правилно покривене газом, тако да ништа није могло доћи у контакт са месом. Осим тога, експеримент је испричан још једном серијом боца које нису биле покривене.

Пролазећи дани, црви су уочени само у посудама које су откривене, јер су мухе могле слободно улазити и одлагати јаја. У случају посуда са поклопцем, јаја су постављена директно на газу.

На исти начин, истраживач Лаззаро Спаланзани развио је низ експеримената како би одбацио претпоставке спонтане генерације. За ово је разрадио низ чорби које је подвргнуо продуженом кључању да би уништио било који микроорганизам који ће тамо живјети.

Међутим, заговорници спонтане генерације тврдили су да је количина топлоте којој су изложени бујони прекомерна и уништила "виталну силу".

Прилози из Пастеур-а

Касније, 1864. године, француски биолог и хемичар Лоуис Пастеур настојао је да стане на крај постулатима спонтане генерације.

Да би се испунио овај циљ, Пастеур је направио стаклене посуде познате као "лабудови вратови", јер су биле дугачке и закривљене на врховима, спречавајући тако улазак било ког микроорганизма..

У овим контејнерима Пастеур је прокувао низ бујона који су остали стерилни. Када се врат једног од њих сломио, он се загадио и микроорганизми су се размножили у кратком времену.

Докази које је Пастеур пружио било је непобитно, успевши да сруши теорију која је трајала више од 2500 година.

Панспермиа    

Почетком 1900-их, шведски хемичар Сванте Аррхениус написао је књигу под насловом "Стварање световаУ којем је сугерисао да је живот дошао из свемира кроз споре отпорне на екстремне услове.

Логично, теорија панпермије била је окружена великим бројем контроверзи, поред тога што није заиста пружила објашњење за порекло живота..

Цхемосинтхетиц тхеори

У испитивању Пастерових експеримената, један од индиректних закључака његових доказа је да се микроорганизми развијају само од других, то јест, живот може доћи само из живота. Овај феномен је назван "биогенеза".

Слиједећи ову перспективу, појавиле би се теорије хемијске еволуције, на челу са Русом Александром Опарином и Енглезом Јохн Д. С. Халданеом..

Ова визија, такође названа хемосинтетичка теорија Опарин-Халдане, сугерише да је у пребиотичком окружењу земља поседовала атмосферу без кисеоника и високу водену пару, метан, амонијак, угљен диоксид и водоник, тако да је била веома редукована.. 

У овом окружењу постојале су различите силе као што су електрична пражњења, сунчево зрачење и радиоактивност. Ове силе су деловале на неорганска једињења, стварајући веће молекуле, стварајући органске молекуле познате као пребиотички спојеви.

Миллер и Уреи експеримент

Средином педесетих година прошлог века, истраживачи Станлеи Л. Миллер и Харолд Ц. Уреи успели су да створе генијални систем који је симулирао претпостављене предиспозиције атмосфере на земљи у складу са теоријом Опарин-Халдане.

Станлеи и Уреи су доказали да под овим "примитивним" условима, једноставна неорганска једињења могу потицати комплексне органске молекуле, неопходне за живот, као што су аминокиселине, масне киселине, уреа, између осталих..

Формирање полимера

Иако претходно поменути експерименти указују на прихватљив начин на који су настали биомолекули који су део живих система, они не сугеришу никакво објашњење процеса полимеризације и повећање сложености..

Постоји неколико модела који покушавају да разјасне ово питање. Први обухвата чврсте минералне површине, где повишена површина и силикати могу да делују као катализатори за молекуле угљеника.

У дубинама океана, хидротермални отвори су одговарајући извор катализатора, као што су гвожђе и никал. Према експериментима у лабораторијама, ови метали учествују у реакцијама полимеризације.

Коначно, у јамама океана постоје врућа језерца, која процесима испаравања могу погодовати концентрацији мономера, промовирајући стварање комплекснијих молекула. У овој претпоставци се заснива хипотеза "примордијалне супе".

Усклађивање резултата Миллера и Пастеура

Пратећи редослед идеја о коме је било речи у претходним одељцима, имамо да су Пастерови експерименти показали да живот не произилази из инертних материјала, док докази о Милеру и Урију указују на то да се то десило, али на молекуларном нивоу..

Да би се оба резултата могла помирити, потребно је имати на уму да је састав земљине атмосфере данас потпуно другачији од пребиотичке атмосфере..

Кисеоник присутан у тренутној атмосфери функционисао би као "разарач" молекула у формацији. Такође је потребно узети у обзир да извори енергије који су наводно промовисали формирање органских молекула више нису присутни са учесталошћу и интензитетом пребиотичког окружења..

Сви облици живота присутни на Земљи су састављени од скупа великих структурних блокова и биомолекула, званих протеини, нуклеинске киселине и липиди. Са њима можете "градити" основу тренутног живота: ћелије.

У ћелији је живот овјековјечен, а на том принципу Пастеур се ослања на то да потврди да свако живо биће мора доћи из другог већ постојећег.

РНА ворлд

Улога аутокатализе у току абиогенезе је кључна, стога је једна од најпознатијих хипотеза о пореклу живота она света РНК, која претпоставља почетак од једноставних ланаца молекула са капацитетом само-репликације.

Овај појам РНК сугерише да први биокатализатори нису били молекуле протеинске природе, већ РНК молекули - или полимер сличан овом - са способношћу да обављају катализу..

Ова претпоставка се заснива на својству РНК да синтетише кратке фрагменте користећи темперирање које усмерава процес, поред промовисања формирања пептида, естара и гликозидних веза..

Према овој теорији, предака РНК је повезана са неким кофакторима као што су метали, пиримидини и аминокиселине. Са напредовањем и повећањем комплексности у метаболизму настаје способност синтезе полипептида.

У току еволуције РНК је замењен хемијски стабилнијим молекулом: ДНК.

Актуелне концепције порекла живота

Тренутно се сумња да је живот настао у екстремном сценарију: оцеанска подручја у близини вулканских димњака гдје температуре могу достићи 250 ° Ц, а атмосферски притисак прелази 300 атмосфера.

Ова сумња настаје због разноликости облика живота који се налазе у овим непријатељским регионима и овај принцип је познат као "врућа светска теорија"..

Ова окружења су колонизована археобактеријама, организмима који су способни да расту, развијају се и репродукују у екстремним срединама, вероватно веома слични пребиотским условима (укључујући ниске концентрације кисеоника и висок ниво ЦО).2).

Термичка стабилност ових средина, заштита од изненадних промена и константан проток гасова су неки од позитивних атрибута који чине морско дно и вулканске димњаке погодним окружењем за настанак живота..

Термини биогенеза и абиогенезе

1974. године, реномирани истраживач Царл Саган објавио је чланак који објашњава употребу термина биогенеза и абиогенеза. Према Сагану, оба термина су злоупотријебљена у чланцима који се односе на објашњења поријекла првих живих облика.

Међу тим грешкама је употреба термина биогенеза као сопствени антоним. То значи да се биогенеза користи да би се описало порекло живота из других живих форми, док се абиогенеза односи на порекло живота из неживих материја..

У том смислу, савремени биохемијски правац се сматра биогеним, а пребиолошки метаболички пут је абиогенски. Стога је потребно посветити посебну пажњу употреби оба термина.

Референце

  1. Бергман, Ј. (2000). Зашто је абиогенеза немогућа. Друштво за истраживање стварања квартално, 36(4).
  2. Просс, А., & Пасцал, Р. (2013). Порекло живота: оно што знамо, оно што знамо и оно што никада нећемо сазнати. Опен Биологи, 3(3), 120190.
  3. Садава, Д., & Пурвес, В. Х. (2009). Живот: Наука о биологији. Ед Панамерицана Медицал.
  4. Саган, Ц. (1974). О терминима "биогенеза" и "абиогенеза". Порекло живота и еволуција биосфере, 5(3), 529-529.
  5. Сцхмидт, М. (2010). Ксенобиологија: нови облик живота као крајњи алат за биолошку сигурност. Биоессаис, 32(4), 322-331.
  6. Серафино, Л. (2016). Абиогенеза као теоријски изазов: Нека размишљања. Јоуртеоријске биологије, 402, 18-20.