Гидротермальные гипотезы фон, из чего он состоит и критика



гидротермальная гипотеза стремится объяснить примитивные условия, в которых возникли первые формы жизни на планете Земля, предлагая в качестве основного сценария горячие источники, расположенные в глубинах океанов.

Ряд термальных источников воды были расположены с температурой, достигающей 350 ° C, где обитает ряд животных, типичных для этих условий, таких как двустворчатые моллюски, черви, ракообразные, порфиры и некоторые иглокожие (морские звезды и их родственники)..

Это свидетельствует о том, что глубокие океанические среды, вероятно, были адекватными для происхождения жизни, и первыми формами жизни были хемоавтотрофные микроорганизмы.

Кроме того, кипящая вода населяет ряд хемосинтетических бактерий, которые извлекают свою энергию из серных веществ, которые в изобилии присутствуют в этом типе окружающей среды..

Хемосинтетические бактерии выполняют функции продуцентов в экосистемах, являясь основой пищевой цепи, аналогично роли растений в типичных экосистемах..

Идеи, связанные с гидротермальной гипотезой, начали появляться в начале 1977 года, когда исследователь Корлисс провел прямые наблюдения в гидротермальных системах, расположенных на Галапагосских островах..

индекс

  • 1 Предпосылки и альтернативные теории
    • 1.1 Панспермия
    • 1.2 Абиотические модели
    • 1.3 Мир РНК
  • 2 Из чего он состоит??
  • 3 Критика к теории
  • 4 Ссылки

Антецеденты и альтернативные теории

В течение нескольких десятилетий исследователи предложили десятки теорий, которые призваны объяснить происхождение жизни и благоприятную среду, в которой она была разработана. Как возникла жизнь - один из древнейших и самых противоречивых научных вопросов.

Некоторые авторы поддерживают первичное происхождение метаболизма, в то время как их противники поддерживают генетическое происхождение..

панспермия

В середине 1900-х годов известный ученый Аррениус предложил теорию панспермии или космологическую теорию. Эта идея поднимает происхождение жизни благодаря появлению пространственных микроорганизмов с планеты, где жизнь существовала ранее.

Логично, что космологическая теория не дает идей, которые решают проблему, поскольку она не объясняет, как возникла внеземная жизнь на гипотетической планете..

Кроме того, маловероятно, что микроскопические объекты, колонизировавшие пребиотические среды, выжили в условиях космоса, пока не достигли планеты Земля..

Абиотические модели

Абиотические модели предполагают, что жизнь возникла вдали от «микроструктур» как форм перехода между органическими молекулами и первыми формами жизни. Среди главных защитников этой теории - Опарин, Сидни В. Фокс и Альфонсо Ф. Эррера.

Согласно Опарину и Холдейну, коацерваты являются предшественниками жизни пробионтов, ограниченных плазматической мембраной, которая позволяет взаимодействовать с окружающей средой. По мнению авторов, они возникли раньше молекул, передающих генетическую информацию: ДНК или РНК.

Со своей стороны, Стенли Миллер и Гарольд Юри сумели создать гениальную систему, которая имитировала «первобытную атмосферу жизни». Компоненты, присутствующие в гипотетической атмосфере, очень отличающиеся от нынешней, были способны синтезировать органические молекулы, необходимые для жизни (например, аминокислоты), когда применялись тепло и напряжение.

Фоксу удалось получить микросферы размером, сходным с бактериями, подвергая аминокислоты источнику тепла.

Таким же образом другие исследователи достигли синтеза органических молекул, используя неорганические молекулы в качестве сырья, объясняя таким образом происхождение жизни из абиотической среды..

Мир РНК

Еще одна позиция происхождения жизни постулирует в качестве основного события появление молекул, содержащих генетическую информацию. Несколько авторов защищают происхождение жизни от РНК и утверждают, что эта молекула одновременно служила матрицей и катализатором..

Наибольшим доказательством является наличие рибосом, молекул РНК, способных катализировать реакции и в то же время хранить информацию в своей нуклеотидной последовательности..

Из чего он состоит??

Гидротермальная гипотеза предлагает эти экстремальные водные среды в качестве подходящего места для синтеза органических соединений, которые привели к возникновению живых организмов на Земле..

Авторы этой теории основаны на окаменелостях архей, современных системах подводных гидротермальных жерл, а также теоретических и экспериментальных наблюдениях..

Гидротермальные системы характеризуются высокими потоками энергии, сильно восстанавливающей средой и обильными минеральными глинами, которые являются идеальными поверхностями для каталитических реакций. Кроме того, он имеет высокие концентрации СН4, Нью-Гемпшир3, H2 и разные металлы.

Гипотеза состоит из последовательного преобразования СН4, Нью-Гемпшир3, H2 в аминокислотах, в белках, а затем в более сложных полимерах, пока вы не достигните структурированного метаболизма и живых организмов.

При исследовании окаменелостей в докембрийских породах в гидротермальных подводных скоплениях были обнаружены структуры, напоминающие клетки, датируемые 3,5-3,8 млрд лет назад..

В отличие от предыдущих гипотез, гидротермальная гипотеза предлагает тепло в качестве источника энергии, а не ультрафиолетовые лучи и электрические разряды, такие как модель "первичного супа". Кроме того, эта модель предполагает наличие градиентов окружающей среды с точки зрения температуры, pH и химической концентрации..

Критика к теории

Хотя гидротермальная гипотеза имеет несколько веских аргументов, она не является общепринятой. Одним из критических замечаний о происхождении жизни в термальном источнике воды является несоответствие и недостаток информации о геологических моделях эпохи пребиотиков..

Аналогичным образом, незаменимые молекулы для развития жизни, такие как нуклеиновые кислоты, белки и мембраны, столкнутся с их немедленным разрушением из-за высоких температур гидротермальных сред..

Тем не менее, также вероятно, что первые формы жизни были термостабильными, подобными теплолюбивым организмам, которые сегодня обитают в экстремальных условиях..

С другой стороны, возникает еще один недостаток, связанный с концентрацией компонентов. Маловероятно, что жизнь могла развиться в просторах пребиотических океанов, где биомолекулы были бы чрезвычайно разбавлены и рассеяны.

Чтобы окружение было подходящим для возникновения жизни, оно должно благоприятствовать взаимодействиям между молекулами, чтобы они образовывали более сложные объекты; Не разбавляйте их, как в океанских глубинах.

Сторонники гидротермальной теории предполагают, что жизнь может возникать в ограниченных областях, которые будут препятствовать растворению вновь образованных молекул, таких как кратеры.

ссылки

  1. Чаттерджи, С. (2016). Симбиотический взгляд на происхождение жизни в кратере озер гидротермального воздействия. Физическая химия химическая физика, 18(30), 20033-20046.
  2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Гипотеза о связи между подводными горячими источниками и происхождением жизни на земле. Oceanologica Acta, Специальный выпуск.
  3. Holm, N.G. (1992). Почему гидротермальные системы предлагаются в качестве правдоподобных сред для возникновения жизни? в Морские гидротермальные системы и происхождение жизни (стр. 5-14). Спрингер, Дордрехт.
  4. Jheeta, S. (2017). Пейзаж возникновения жизни. жизнь, 7(2), 27.
  5. Lanier, K.A. & Williams, L.D. (2017). Происхождение жизни: модели и данные. Журнал молекулярной эволюции, 84(2), 85-92.