Хидротермална хипотеза Позадина, шта она садржи и критике



Тхе хидротермална хипотеза има за циљ да објасни примитивне услове у којима су настали први облици живота на планети Земљи, предлажући као главни сценарио врућа врела која се налазе у дубинама океана.

Серија извора термалне воде лоцирана је на температурама до 350 ° Ц, гдје живи низ фауна типичних за ове услове, као што су шкољке, црви, ракови, порфир и неки бодљикаши (морске звијезде и њихови сродници)..

Ови докази сугеришу да су дубока океанска средина вероватно била адекватна за настанак живота, а први облици живота били су хемоаутотрофни микроорганизми..

Поред тога, кипућа вода насељава низ хемосинтетских бактерија које извлаче своју енергију из сумпорних супстанци, које обилују овом врстом животне средине..

Цхемосинтхетиц бактерије имају функције произвођача у екосистемима, као основа прехрамбеног ланца, аналогно улози биљака у типичним екосистемима.

Идеје везане за хидротермалну хипотезу почеле су да се појављују почетком 1977. године, када је истраживач Цорлисс директно посматрао хидротермалне системе лоциране на Галапагоским острвима..

Индек

  • 1 Позадина и алтернативне теорије
    • 1.1 Панспермиа
    • 1.2 Абиотички модели
    • 1.3 Свет РНК
  • 2 Од чега се састоји??
  • 3 Критике теорије
  • 4 Референце

Антецеденти и алтернативне теорије

Већ неколико деценија истраживачи су предложили на десетине теорија које објашњавају порекло живота и окружење у којем је развијен. Како је живот настао био је једно од најстаријих и најконтроверзнијих научних питања.

Неки аутори подржавају примарни извор метаболизма, док њихови противници подржавају генетско поријекло.

Панспермиа

Средином 1900. године познати научник Аррениј је предложио теорију панспермије или космолошке теорије. Ова идеја подиже порекло живота захваљујући доласку просторних микроорганизама са планете на којој је живот раније постојао.

Логично, космолошка теорија не даје идеје које решавају проблем, јер не објашњава како је ванземаљски живот настао на поменутој хипотетичкој планети..

Штавише, није сасвим вероватно да су микроскопски ентитети које су колонизовани пребиотички простори преживели услове све док нису стигли до планете Земље..

Абиотички модели

Абиотички модели предлажу да је живот потицао од "микроструктура" као облика транзиције између органских молекула и првих облика живота. Међу главним браниоцима ове теорије су Опарин, Сиднеи В. Фок и Алфонсо Ф. Херрера.

Према Опарину и Халдану, коацервати су пробионтесни прекурсори живота, ограничени плазматском мембраном која омогућава интеракцију са околином. Према ауторима, они су настали пре молекула који преносе генетичку информацију: ДНК или РНК.

Са своје стране, Станлеи Миллер и Харолд Уреи су успели да изграде генијални систем који је опонашао "примитивну атмосферу живота". Компоненте присутне у хипотетичкој атмосфери, веома различите од садашње, биле су у стању да синтетизују органске молекуле неопходне за живот (као што су аминокиселине) када су примењене топлота и напон.

Фок је успео да добије микросфере величине сличне бактеријама, подвргавајући аминокиселине извору топлоте.

На исти начин, други истраживачи су постигли синтезу органских молекула користећи неорганске молекуле као сировину, објашњавајући на тај начин порекло живота из абиотичке средине..

РНА ворлд

Друга позиција поријекла живота претпоставља као главни догађај појаву молекула који садрже генетске информације. Неколико аутора бране порекло живота од РНК и тврде да је овај молекул служио као шаблон и катализатор у исто време.

Највећи доказ је постојање рибозома, РНК молекула способних за катализирање реакција и, у исто вријеме, похрањивање информација у њихову нуклеотидну секвенцу.

Од чега се састоји??

Хидротермална хипотеза предлаже ове екстремне водене средине као одговарајуће место за синтезу органских једињења која су довела до порекла живих организама на Земљи..

Аутори ове теорије су засновани на архејским фосилима, модерним системима подморских хидротермалних отвора, теоријским и експерименталним опажањима..

Хидротермалне системе карактеришу високи енергетски токови, високо редукционо окружење и обилне минералне глине, које су идеалне површине за каталитичке реакције. Поред тога, има високе концентрације ЦХ4, НХ3, Х2 и различите метале.

Хипотеза се састоји од секвенцијалне конверзије ЦХ4, НХ3, Х2 у аминокиселинама, те у протеинима, а затим у сложенијим полимерима, све док не постигнете структурирани метаболизам и живе организме.

Приликом испитивања фосила у преткамбријским стијенама, структуре које подсјећају на ћелије од 3,5 до 3,8 милијарди година пронађене су у хидротермалним подводним скуповима..

За разлику од претходних хипотеза, хидротермална хипотеза предлаже топлоту као извор енергије, а не УВ зраке и електрична пражњења, као што је модел "примордијалне јухе". Поред тога, овај модел предлаже постојање градијента околине у смислу температуре, пХ и хемијске концентрације.

Критика теорије

Иако хидротермална хипотеза има неколико ваљаних аргумената, она није универзално прихваћена. Једна од критика поријекла живота у извору термалне воде је неподударност и недостатак информација о геолошким моделима пребиотске ере..

Исто тако, неопходни молекули за развој живота - као што су нуклеинске киселине, протеини и мембране - суочили би се са својим тренутним уништењем, због високих температура хидротермалних средина..

Међутим, такође је вероватно да су први облици живота били термостабилни, слични термофилним организмима који данас насељавају екстремне средине..

С друге стране, јавља се још један недостатак везан за концентрацију компоненти. Мало је вероватно да би се живот могао развити у пространости пребиотских океана, где би биомолекуле биле изузетно разређене и распршене.

Да би околина била погодна за порекло живота, она мора да фаворизује интеракције између молекула, тако да они формирају сложеније ентитете; не разблажите их, као у океанским дубинама.

Заговорници хидротермалне теорије сугеришу да би живот могао настати на ограниченим подручјима која би спријечила разрјеђивање новоформираних молекула, као што су кратери.

Референце

  1. Цхаттерјее, С. (2016). Симбиотски поглед на порекло живота на хидротермалним кратерима језера. Пхисицал Цхемистри Цхемицал Пхисицс, 18(30), 20033-20046.
  2. Цорлисс, Ј.Б., Баросс, Ј.А., & Хоффман, С.Е. (1981). Хипотеза о односу између подморских топлих извора и порекла живота на земљи. Оцеанологица Ацта, Посебно издање.
  3. Холм, Н.Г. (1992). Зашто су хидротермални системи предложени као прихватљива окружења за настанак живота? Ин Морски хидротермални системи и порекло живота (стр. 5-14). Спрингер, Дордрецхт.
  4. Јхеета, С. (2017). Пејзаж настанка живота. Живот, 7(2), 27.
  5. Ланиер, К.А., & Виллиамс, Л.Д. (2017). Порекло живота: модели и подаци. Јоурнал оф Молецулар Еволутион, 84(2), 85-92.