Hvad er kemosyntetisk teori? Grundlæggende og eksperiment

Mennesket er en kompleks enhed, der ud over at tilfredsstille sine grundlæggende behov også kræver en forklaring på dets eksistens og oprindelse. Derfra opstår forskellige postulater lige fra de religiøse og filosofiske felter til de videnskabelige. Inden for den videnskabelige strøm blev en teori om molekylær evolution kaldet kemosyntetisk teori postuleret, baseret på forskerne fra forskere Alexander Oparin og John Haldane, der til trods for ikke at have arbejdet sammen kom til formuleringen af ​​den samme hypotese, som den giver kontinuitet til fundamenter rejst i teorien om big bang, der er imod teorien om spontan generation og de religiøse teorier om livets tilblivelse.

Hvad fastslår den kemosyntetiske teori?

Denne teori siger, at brint (H2) til stede i uratmosfæren reageret med kulstof-, nitrogen- eller iltatomer, der danner en nærende bouillon, som ved kontakt med forskellige kilder til primitiv energi gav anledning til flere aminosyrer, som udgør de grundlæggende byggesten i det organiske liv.

Forhold i atmosfæren i henhold til kemosyntetiske postulater

Den kemosyntetiske teori fastslår, at den primitive atmosfære skulle have egenskaber, der favoriserede reduktive reaktioner, da hvis en atmosfære med oxidative tendenser havde eksisteret, var komponenterne i "Førstefødte suppe" de ville have forringet. Af denne grund bekræfter forskerne, der har postuleret de forskellige evolutionsteorier, det under planetens indledende forhold kunne ikke ilt havde eksisteret, da oxidationsreaktioner ikke ville have fremmet udviklingen af ​​livet.

Grundlæggende om kemosyntetisk teori

Stadium for postulation af en række teorier, der brød med præcedenserne for teorien om spontan generation (bredt accepteret i sin tid) begyndte i 1864 som et resultat af undersøgelserne af den franske videnskabsmand Luis Pasteur, der i sine eksperimenter viste, at ”Det levende kommer fra det levende”, hvilket giver anledning til udvikling af nye teorier. Blandt disse teorier er kemosyntetik, der siger, at liv stammer fra reaktionen af ​​basiske kemiske grundstoffer. De elementer, der udgør dette postulat, forklares detaljeret nedenfor:

Jordens sammensætning i dens begyndelse: denne teori mener, at planeten i starten havde en atmosfære, der manglede frit ilt, men dog rig på andre komponenter, hovedsageligt brint (høje koncentrationer), så det var reduktivt, hvilket favoriserede frigivelsen af ​​hydrogenatomer i de tilstedeværende kemiske arter. Derudover indeholdt den andre basiske kemiske forbindelser såsom: hydrocyansyre (HCN), methan (CH4), kuldioxid (CO2), vand (H2O) og andre komponenter.

• Dannelse af næringsvæske: også kendt som førstefødtesuppe, bestod af agglomerering af en næringsvæske dannet af alle disse komponenter i den primitive atmosfære. Denne mængde væske gav anledning til de første have. Hvordan skete dette? Den kemosyntetiske teori fastslår, at der som en konsekvens af afkøling af atmosfæren var der kondens af vanddampen fra vulkanerne, som trak alle disse komponenter med sig og dannede nærende bouillon, som ville akkumuleres i fordybninger (oceaner), hvor de ville forblive i lange perioder uden risiko for nedbrydning.
• Udseende af mere komplekse strukturer: I denne proces var virkningen af ​​forskellige energikilder afgørende, såsom elektriske storme, solstråling og vulkanudbrud. Resultatet af disse reaktioner var komplekse komponenter såsom sukkerarter, fedtsyrer, glycerin og aminosyrer. Over tid gav evolution anledning til strukturer, som Oparin kaldte coacervatesmere resistente og avancerede biologiske strukturer, der var forløberne for nuværende nukleinsyrer.

Dannelse af coacervates

Oparin fastslog, at i processen med at udvikle de kemiske arter indeholdt i det førstefødt bouillon, opstod coacervaterne, som var komplekse arter, som på tidspunktet for celledeling forenedes i en enkelt struktur og derved erhvervede en membran, der ville have gjort dem til unikke organismer med evnen til selvsyntetisering (evne til at producere deres egen mad ), som ville udvikle sig til stadig mere stabile og komplicerede former, der blev ægte levende strukturer. Ifølge den kemosyntetiske teori var disse urorganismer oprindelsen til vores planters plante- og dyreverden.

Oprindeligt var der intet ozonlag, der beskyttede celler mod direkte stråling fra solen. Derfor antages det, at det er muligt, at de første strukturer blev skabt og ødelagt uophørligt af den direkte forekomst af solenergi. Efter millioner af år var sådanne celler i stand til at udvikle sig til mere komplekse organiske systemer, som ville have givet dem mulighed for at formere sig. Senere begyndte de at syntetisere deres mad gennem solenergi, udføre processen med fotosyntese og sende rent ilt ud i atmosfæren, som senere ville blive ozonlaget.

Processen til dannelse af et coacervat er defineret nedenfor:

• Det hele starter med dannelsen af ​​et organiseret og stabilt molekyle.
• Efterhånden som tiden går, dannes et andet komplementært molekyle (makromolekyle), og det er en del af coacervatet.
• Dette makromolekyle adskiller sig fra coacervatet, hvor det så dets oprindelse.
• Makromolekylet begynder at tiltrække forbindelser, som det kan binde til sin struktur og genskabe det oprindelige coacervat.

Stanley Miller og Harold Urey Experiment (1953)

Selv om postulaterne i den kemosyntetiske teori blev etableret i 1924 af Oparin og Haldane, genskabte to forskere senere i et eksperiment i skala med forholdene i den primitive atmosfære og udsatte blandingen af ​​brint, methan og ammoniak for flere elektriske udladninger og syntetiserede forskellige organiske syrer. Formålet med denne test var demonstrationen af, at syntesen af ​​organiske forbindelser var spontan, og at den var sket fra de enkle molekyler, der var i den første atmosfære.

Til udformningen af ​​deres eksperiment tog de en glasbeholder og hældte en vis mængde vand, så den delvist blev fyldt, en blanding af ovennævnte gasser blev også anbragt i den. Dette indhold blev udsat for elektriske udladninger, der simulerede de forhistoriske storme, der opstod i begyndelsen af ​​planeten.

Denne test varede en uge, og når den var gået, blev resultaterne analyseret. Den første indikator for de reaktioner, der opstod, var at der blev observeret en ændring i vandets farve, som i begyndelsen var gennemsigtig, og at den efter en uge fik en lyserød tone, som senere blev brun, da den blev beriget med essentielle aminosyrer og organiske molekyler.

Dette eksperiment var et bidrag, der understøtter teorien om, at de første livsformer blev dannet af kemiske reaktioner udført spontant.