Hipoteza hydrotermalna

Jaka jest hipoteza hydrotermalna?

Hipoteza hydrotermalna Ma na celu wyjaśnienie prymitywnych warunków, w których pierwsze sposoby życia powstały na planecie Ziemia, proponując jako główny scenariusz gorące źródła oceanów położone w głębi oceanów.

Zlokalizowano serię gorących źródeł o temperaturach, które osiągnęły 350 ° C, w których seria fauny typowych dla tych warunków, takich jak małże, robaki, skorupiaki, poriferowie i niektóre echinodermy (gwiazdy morskie i ich krewni).

Dowody te sugerują, że głębokie środowiska oceaniczne były prawdopodobnie odpowiednie dla pochodzenia życia, a pierwszą formą były mikroorganizmy chemioutotroficzne.

Ponadto we wrzącej wodzie zamieszkuje serię bakterii chemosyntetycznych, które wydobywają swoją energię z substancji siarkowych, które są obfite w tego rodzaju środowisku.

Bakterie chemosyntetyczne mają funkcje producentów w ekosystemach, które są podstawą łańcucha pokarmowego, analogicznego do roli roślin w typowych ekosystemach.

Pomysły związane z hipotezą hydrotermalną zaczęły pojawiać się na początku 1977 r., Kiedy badacz Corliss dokonał bezpośrednich obserwacji w systemach hydrotermalnych zlokalizowanych na wyspach Galapagos.

Tło i alternatywne teorie

Przez kilka dziesięcioleci badacze zaproponowali dziesiątki, że teorie, które starają się wyjaśnić pochodzenie życia i sprzyjające środowisko, w którym należy je opracować. Jak powstało życie, było jednym z najstarszych i najbardziej kontrowersyjnych pytań naukowych.

Niektórzy autorzy popierają podstawowe pochodzenie metabolizmu, podczas gdy ich przeciwnicy popierają pochodzenie genetyczne.

PANSPERMIA

W połowie lat 900. znany naukowiec Arrhenius zaproponował teorię pansermii lub teorii kosmologicznej. Ten pomysł podnosi pochodzenie życia dzięki przybyciu mikroorganizmów kosmicznych z planety, w której wcześniej było już życie.

Logicznie, teoria kosmologiczna nie dostarcza pomysłów, które rozwiązują problem, ponieważ nie wyjaśnia, w jaki sposób życie pozaziemskie powstało na wspomnianej hipotetycznej planecie.

Ponadto nie jest prawdopodobne, że mikroskopijne jednostki, które skolonizowały środowiska prebiotyczne, przetrwały warunki przestrzeni, dopóki nie dotarły do ​​planety Ziemia.

Modele abiotyczne

Modele abiotyczne sugerują, że życie powstało z „mikrostruktur” jako formy przejścia między cząsteczkami organicznymi i pierwszymi sposobami życia. Wśród głównych obrońców tej teorii jest Oparín, Sydney W. Fox i Alfonso f. Herrera.

Według Oparina i Haldane Coacervados są prekursorami życia Probiontes, ograniczone przez błonę plazmatyczną, która umożliwia interakcję z jego środowiskiem. Według autorów powstały przed cząsteczkami, które przekazują informacje genetyczne: DNA lub RNA.

Z drugiej strony Stanley Miller i Harold Urey udało się zbudować genialny system, który naśladował „prymitywną atmosferę życia”. Składniki obecne w hipotetycznej atmosferze, bardzo różne od prądu.

Foxowi udało się uzyskać mikrosfery o wielkości podobne do bakterii, poddając aminokwasy do źródła ciepła.

Podobnie inni badacze osiągnęli syntezę cząsteczek organicznych przy użyciu cząsteczek nieorganicznych, wyjaśniając w ten sposób pochodzenie życia ze środowiska abiotycznego.

RNA World

Kolejna pozycja pochodzenia życia postuluje pojawienie się cząsteczek zawierających informacje genetyczne jako główne zdarzenie. Kilku autorów broni pochodzenia życia przed RNA i twierdzi, że ta cząsteczka służyła jednocześnie jako szablon i katalizator.

Największym dowodem jest istnienie rybosomów, cząsteczek RNA zdolnych do katalizowania reakcji, a jednocześnie przechowywanie informacji w sekwencji nukleotydowej.

Jaka jest hipoteza hydrotermalna?

Hipoteza hydrotermalna proponuje te ekstremalne środowiska wodne jako właściwe miejsce syntezy związków organicznych, które doprowadziły do ​​pochodzenia żywych organizmów na ziemi.

Autorzy tej teorii oparte są na skamielinach archeanowych, nowoczesnych systemach źródeł hydrotermalnych podwodnych oraz obserwacjach teoretycznych i eksperymentalnych.

Systemy hydrotermalne charakteryzują się wysokimi przepływami energii, wysoce redukującym środowiskiem i liczebnością gliny mineralnej, które są idealnymi powierzchniami do reakcji katalitycznych. Ponadto ma wysokie stężenia CH₄, NH₃, H₂ i różne metale.

Hipoteza składa się z sekwencyjnej konwersji CH₄, NH₃, H₂ W aminokwasach, w białkach, a następnie w bardziej złożonych polimerach, aż do osiągnięcia ustrukturyzowanego metabolizmu i żywych organizmów.

Podczas badania skamielin w skałach przedwczesnych stwierdzono struktury, które przypominają komórki, które pochodzą od 3,5 do 3,8 miliarda lat temu w hydrotermalnych zespołach podwodnych.

W przeciwieństwie do poprzednich hipotez, hipoteza hydrotermalna proponuje jako źródło energii ciepło, a nie promienie UV i wyładowania elektryczne, takie jak model „pierwotnego bulionu”. Ponadto model ten proponuje, że istnieją gradienty środowiskowe pod względem temperatury, pH i stężenia chemicznego.

Krytyka hipotezy hydrotermalnej

Chociaż hipoteza hydrotermalna ma kilka ważnych argumentów, nie jest powszechnie akceptowana. Jedną z krytyki pochodzenia życia w źródle wody termicznej jest niezgodność i brak informacji dotyczących modeli geologicznych epoki prebiotycznej.

Podobnie, niezbędne cząsteczki rozwoju życia - takie jak kwasy nukleinowe, białka i błony - będą musiały stawić czoła ich natychmiastowym zniszczeniu, ze względu na wysokie temperatury środowiska hydrotermalnego.

Jest jednak prawdopodobne, że pierwsze sposoby życia były termostabilne, podobnie jak organizmy termofilne, które obecnie zamieszkują ekstremalne środowiska.

Z drugiej strony powstają kolejne niedogodności związane z koncentracją komponentów. Jest mało prawdopodobne, aby życie mogło ewoluować w ogromie oceanów prebiotycznych, w których biomolekuły byłyby wyjątkowo rozcieńczone i rozproszone.

Aby środowisko było odpowiednie dla pochodzenia życia, musi powodować interakcje między cząsteczkami, aby tworzyły bardziej złożone istoty; Nie rozcieńcz ich, jak by się zdarzyło w głębinach oceanicznych.

Obrońcy teorii hydrotermalnej sugerują, że życie może pochodzić z ograniczonych obszarów, które zapobiegają rozcieńczeniu nowo uformowanych cząsteczek, takich jak kratery.