Was ist Chemosynthesetheorie? Grundlagen und Experiment

Der Mensch ist eine komplexe Einheit, die neben der Befriedigung ihrer Grundbedürfnisse auch eine Erklärung ihrer Existenz und Herkunft erfordert. Daraus ergeben sich verschiedene Postulate, die von religiösen und philosophischen Bereichen bis hin zu Wissenschaftlern reichen. Innerhalb des wissenschaftlichen Stroms wurde eine Theorie der molekularen Evolution postuliert, die als Chemosynthesetheorie bezeichnet wird und auf den Studien der Wissenschaftler Alexander Oparin und John Haldane basiert, die trotz fehlender Zusammenarbeit zur Formulierung derselben Hypothese kamen, die den Grundlagen Kontinuität verleiht aufgewachsen in der Theorie des Urknalls, gegen die Theorie der spontanen Erzeugung und die religiösen Theorien über die Entstehung des Lebens.

Was legt die Chemosynthesetheorie fest?

Diese Theorie besagt, dass Wasserstoff (H.2) in der Uratmosphäre vorhanden reagierten mit Kohlenstoff-, Stickstoff- oder Sauerstoffatomen unter Bildung einer Nährbrühe, die bei Kontakt mit verschiedenen Quellen primitiver Energie zu mehreren Aminosäuren führte, die die Grundbausteine ​​des organischen Lebens bilden.

Bedingungen in der Atmosphäre nach chemosynthetische Postulate

Die Chemosynthesetheorie legt fest, dass die primitive Atmosphäre Eigenschaften aufweisen sollte, die die reduktiven Reaktionen begünstigten, da, wenn eine Atmosphäre mit oxidativen Tendenzen existiert hätte, die Komponenten der "Erstgeborene Suppe" sie hätten sich verschlechtert. Aus diesem Grund bestätigen die Wissenschaftler, die die verschiedenen Evolutionstheorien postuliert haben, dies unter den Anfangsbedingungen des Planeten konnte nicht Sauerstoff hatte existiert, da Oxidationsreaktionen die Entwicklung des Lebens nicht gefördert hätten.

Grundlagen der Chemosynthesetheorie

Das Stadium der Postulierung einer Reihe von Theorien, die mit den Präzedenzfällen der zu seiner Zeit weithin akzeptierten Theorie der spontanen Erzeugung brachen, begann 1864 als Ergebnis der Studien des französischen Wissenschaftlers Luis Pasteur, der dies in seinen Experimenten demonstrierte „Das Leben kommt vom Leben“, was zur Entwicklung neuer Theorien führt. Zu diesen Theorien gehört die Chemosynthese, die besagt, dass das Leben aus der Reaktion grundlegender chemischer Elemente stammt. Die Elemente, aus denen dieses Postulat besteht, werden nachstehend ausführlich erläutert:

Zusammensetzung der Erde in ihren Anfängen: Diese Theorie geht davon aus, dass der Planet zu Beginn eine Atmosphäre ohne freien Sauerstoff hatte, die jedoch reich an anderen Bestandteilen ist, hauptsächlich Wasserstoff (hohe Konzentrationen), so dass es reduktiv war, was die Freisetzung von Wasserstoffatomen in den vorhandenen chemischen Spezies begünstigte. Darüber hinaus enthielt es andere chemische Grundverbindungen wie Blausäure (HCN), Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2), Wasser (H2O) und andere Komponenten.

• Bildung der Nährbrühe: auch bekannt unter Erstgeborene Suppebestand aus der Agglomeration einer Nährflüssigkeit, die von all diesen Komponenten der primitiven Atmosphäre gebildet wurde. Dieses Flüssigkeitsvolumen führte zu den ersten Meeren. Wie ist es passiert? Die Chemosynthesetheorie legt fest, dass infolge der Abkühlung der Atmosphäre eine Kondensation des von den Vulkanen kommenden Wasserdampfes auftrat, die alle diese Komponenten mit sich zog und die bildete nahrhafte Brühe, die sich in Depressionen (Ozeanen) ansammeln würden, wo sie für lange Zeiträume ohne Zersetzungsgefahr verbleiben würden.
• Auftreten komplexerer Strukturen: In diesem Prozess war die Wirkung verschiedener Energiequellen wie elektrische Stürme, Sonnenstrahlung und Vulkanausbrüche von entscheidender Bedeutung. Das Ergebnis dieser Reaktionen waren komplexe Komponenten wie Zucker, Fettsäuren, Glycerin und Aminosäuren. Im Laufe der Zeit entstanden durch die Evolution Strukturen, die Oparin nannte koazerviertresistentere und fortschrittlichere biologische Strukturen, die die Vorläufer der gegenwärtigen Nukleinsäuren waren.

Bildung von Koazervaten

Oparin stellte fest, dass im Verlauf der Evolution die darin enthaltenen chemischen Spezies Erstgeborene Brüheentstanden die Koazervate, die komplexe Spezies waren, die sich zum Zeitpunkt der Zellteilung zu einer einzigen Struktur vereinigten und so eine Membran erwarben, die sie zu einzigartigen Organismen mit der Fähigkeit zur Selbstsynthese (Fähigkeit zur Herstellung ihrer eigenen Nahrung) gemacht hätte ), die sich zu immer stabileren und komplizierteren Formen entwickeln würden, die zu wahren lebenden Strukturen wurden. Nach der Chemosynthesetheorie waren diese Urorganismen der Ursprung der Pflanzen- und Tierwelt unseres Planeten.

Anfangs gab es keine Ozonschicht, die die Zellen vor direkter Sonneneinstrahlung schützte. Aus diesem Grund wird angenommen, dass es möglich ist, dass die ersten Strukturen durch den direkten Einfall von Sonnenenergie unaufhörlich geschaffen und zerstört wurden. Nach Millionen von Jahren konnten sich solche Zellen zu komplexeren organischen Systemen entwickeln, die es ihnen ermöglicht hätten, sich zu vermehren. Später begannen sie, ihre Nahrung durch Sonnenenergie zu synthetisieren, den Prozess der Photosynthese durchzuführen und reinen Sauerstoff in die Atmosphäre zu senden, der später zur Ozonschicht werden sollte.

Der Prozess der Bildung eines Koazervats ist nachstehend definiert:

• Alles beginnt mit der Bildung eines organisierten und stabilen Moleküls.
• Im Laufe der Zeit wird ein zweites komplementäres Molekül (Makromolekül) gebildet, das Teil des Koazervats ist.
• Dieses Makromolekül trennt sich vom Koazervat, wo es seinen Ursprung sah.
• Das Makromolekül beginnt Verbindungen anzuziehen, die es an seine Struktur binden kann, wodurch das ursprüngliche Koazervat wiederhergestellt wird.

Stanley Miller und Harold Urey Experiment (1953)

Obwohl die Postulate der Chemosynthesetheorie 1924 von Oparin und Haldane aufgestellt wurden, haben zwei Wissenschaftler später in einem Experiment im Maßstab der Bedingungen der primitiven Atmosphäre das Gemisch aus Wasserstoff, Methan und Ammoniak mehreren elektrischen Entladungen unterzogen und verschiedene organische Substanzen synthetisiert Säuren. Der Zweck dieses Tests war der Nachweis, dass die Synthese organischer Verbindungen spontan erfolgte und dass sie aus den einfachen Molekülen in der ersten Atmosphäre erfolgt war.

Für die Versuchsplanung nahmen sie einen Glasbehälter und gossen eine bestimmte Menge Wasser ein, so dass es teilweise gefüllt war, und eine Mischung der oben genannten Gase wurde ebenfalls hineingegeben. Dieser Inhalt wurde elektrischen Entladungen ausgesetzt, die die prähistorischen Stürme simulierten, die am Anfang des Planeten auftraten.

Dieser Test dauerte eine Woche und nach Ablauf wurden die Ergebnisse analysiert. Der erste Indikator für die auftretenden Reaktionen war, dass eine Änderung der Farbe des Wassers beobachtet wurde, die zu Beginn transparent war, und dass es nach einer Woche einen Rosaton annahm, der später braun wurde, wenn es angereichert wurde essentielle Aminosäuren und organische Moleküle.

Dieses Experiment war ein Beitrag, der die Theorie stützt, dass die ersten Lebensformen aus spontan durchgeführten chemischen Reaktionen entstanden sind.