Qu'est-ce que la théorie chimiosynthétique? Fondamentaux et expérimentation

L'être humain est une entité complexe qui, en plus de satisfaire ses besoins fondamentaux, nécessite également une explication de son existence et de ses origines. De là surgissent divers postulats, allant des domaines religieux et philosophique aux domaines scientifiques. Dans le courant scientifique, une théorie de l'évolution moléculaire appelée théorie chimiosynthétique a été postulée, basée sur les études des scientifiques Alexander Oparin et John Haldane, qui, bien que n'ayant pas travaillé ensemble, sont parvenus à la formulation de la même hypothèse, qui donne une continuité au fondements soulevés dans la théorie du big bang, opposant la théorie de la génération spontanée, et les théories religieuses sur la genèse de la vie.

Qu'est-ce que la théorie chimiosynthétique établit?

Cette théorie stipule que l'hydrogène (H2) présents dans l'atmosphère primordiale ont réagi avec des atomes de carbone, d'azote ou d'oxygène formant un bouillon nutritif qui, au contact de diverses sources d'énergie primitive, a donné naissance à plusieurs acides aminés, qui constituent les éléments de base de la vie organique.

Conditions dans l'atmosphère selon postulats chimiosynthétiques

La théorie chimiosynthétique établit que l'atmosphère primitive devrait avoir des caractéristiques propices aux réactions réductrices, car si une atmosphère à tendance oxydative avait existé, les composants du "Soupe du premier-né" ils se seraient dégradés. Pour cette raison, les scientifiques qui ont postulé les différentes théories évolutionnistes affirment que dans les conditions initiales de la planète je ne peux pas l'oxygène avait existé, car les réactions d'oxydation n'auraient pas favorisé le développement de la vie.

Fondamentaux de la théorie chimiosynthétique

L'étape de la postulation d'une série de théories qui a rompu avec les précédents de la théorie de la génération spontanée (largement acceptée à son époque) a commencé en 1864 à la suite des études du scientifique français Luis Pasteur, qui a démontré dans ses expériences que «Le vivant vient du vivant», donnant lieu au développement de nouvelles théories. Parmi ces théories, il y a les chimiosynthétiques, qui stipulent que la vie est née de la réaction d'éléments chimiques de base. Les éléments qui composent ce postulat sont expliqués en détail ci-dessous:

Composition de la Terre à ses débuts: cette théorie considère qu'au départ, la planète avait une atmosphère dépourvue d'oxygène libre, étant cependant riche en autres composants, principalement en hydrogène (concentrations élevées), il était donc réducteur, ce qui favorisait la libération d'atomes d'hydrogène dans les espèces chimiques présentes. En plus de cela, il contenait d'autres composés chimiques basiques tels que: l'acide cyanhydrique (HCN), le méthane (CH4), le dioxyde de carbone (CO2), l'eau (H2O) et d'autres composants.

  • Formation du bouillon nutritif: également connu sous le nom soupe de premier-né, consistait en l'agglomération d'un liquide nutritif formé par tous ces composants de l'atmosphère primitive. Ce volume de liquide a donné naissance aux premières mers. Comment est-ce arrivé? La théorie chimiosynthétique établit qu'à la suite du refroidissement de l'atmosphère, il y avait une condensation de la vapeur d'eau provenant des volcans, qui entraînait tous ces composants avec elle, formant le bouillon nutritif, qui s'accumuleraient dans les dépressions (océans) où elles resteraient pendant de longues périodes sans risque de décomposition.
  • Apparence de structures plus complexes: Dans ce processus, l'action de diverses sources d'énergie était vitale, comme les tempêtes électriques, le rayonnement solaire et les éruptions volcaniques. Le résultat de ces réactions était des composants complexes tels que les sucres, les acides gras, la glycérine et les acides aminés. Au fil du temps, l'évolution a donné naissance à des structures qu'Oparin appelait coacervatsdes structures biologiques plus résistantes et avancées qui étaient les précurseurs des acides nucléiques actuels.

Formation de coacervats

Oparin a établi que dans le processus d'évolution des espèces chimiques contenues dans ce bouillon de premier-né, sont apparus les coacervats, qui étaient des espèces complexes, qui au moment de la division cellulaire s'unissaient en une seule structure, acquérant ainsi une membrane qui les aurait transformés en organismes uniques, avec la capacité de s'auto-synthétiser (capacité à produire leur propre nourriture ), qui évoluerait vers des formes de plus en plus stables et compliquées devenant de véritables structures vivantes. Selon la théorie chimiosynthétique, ces organismes primordiaux étaient à l'origine du monde végétal et animal de notre planète.

Au départ, il n'y avait pas de couche d'ozone, qui protégeait les cellules du rayonnement direct du soleil. C'est pourquoi on pense qu'il est possible que les premières structures aient été créées et détruites sans cesse par l'incidence directe de l'énergie solaire. Après des millions d'années, ces cellules ont pu évoluer vers des systèmes organiques plus complexes, ce qui leur aurait permis de se multiplier. Plus tard, ils ont commencé à synthétiser leur nourriture grâce à l'énergie solaire, effectuant le processus de photosynthèse et envoyant de l'oxygène pur dans l'atmosphère, qui deviendrait plus tard la couche d'ozone.

Le processus de formation d'un coacervat est défini ci-dessous:

  • Tout commence par la formation d'une molécule organisée et stable.
  • Au fil du temps, une deuxième molécule complémentaire (macromolécule) se forme et fait partie du coacervat.
  • Cette macromolécule se sépare du coacervat où elle a vu son origine.
  • La macromolécule commence à attirer des composés qu'elle peut se lier à sa structure, recréant le coacervat d'origine.

Expérience de Stanley Miller et Harold Urey (1953)

Bien que les postulats de la théorie chimiosynthétique aient été établis en 1924 par Oparin et Haldane, deux scientifiques ont ensuite recréé dans une expérience à grande échelle avec les conditions de l'atmosphère primitive, soumettant le mélange d'hydrogène, de méthane et d'ammoniac à de multiples décharges électriques, synthétisant diverses substances organiques. acides. Le but de ce test était de démontrer que la synthèse de composés organiques était spontanée et qu'elle s'était produite à partir de molécules simples trouvées dans la première atmosphère.

Pour la conception de leur expérience, ils ont pris un récipient en verre et ont versé une certaine quantité d'eau, de sorte qu'il soit partiellement rempli, un mélange des gaz mentionnés ci-dessus y a également été placé. Ce contenu a été soumis à des décharges électriques qui simulaient les tempêtes préhistoriques survenues au début de la planète.

Ce test a duré une semaine, et une fois écoulé, les résultats ont été analysés. Le premier indicateur des réactions qui se sont produites était qu'un changement de couleur de l'eau a été observé, qui au début était transparent, et qu'au bout d'une semaine, elle a acquis un ton rose, qui deviendrait plus tard brun, car elle était enrichie en acides aminés essentiels et molécules organiques.

Cette expérience est une contribution qui soutient la théorie selon laquelle les premières formes de vie se sont formées à partir de réactions chimiques menées spontanément.


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