Az emberi lény összetett entitás, amely alapvető szükségleteinek kielégítésén túl létének és eredetének magyarázatát is megköveteli. Innentől kezdve különféle posztulátumok keletkeznek, a vallási és filozófiai területeken át a tudományos területekig. A tudományos áramlaton belül a molekuláris evolúció elméletét, az úgynevezett kemoszintetikus elméletet posztulálták Alexander Oparin és John Haldane tudósok tanulmányai alapján, akik annak ellenére, hogy nem dolgoztak együtt, ugyanazon hipotézis megfogalmazásához jutottak, amely folytonosságot ad a az ősrobbanás elméletében felvetett, a spontán generáció elméletével és az élet keletkezésével kapcsolatos vallási elméletekkel szemben felvetett alapok.
Mit állapít meg a kemoszintetikus elmélet?
Ez az elmélet azt állítja, hogy a hidrogén (H2) az ősatmoszférában jelen lévő szén-, nitrogén- vagy oxigénatomokkal reakcióba lépve tápláléklevest képez, amely a primitív energia különböző forrásaival érintkezve számos aminosavat eredményez, amelyek a szerves élet alapvető építőköveit képezik.
A légkör körülményei a kemoszintetikus posztulátumok
A kemoszintetikus elmélet megállapítja, hogy a primitív atmoszférának olyan jellemzőkkel kell rendelkeznie, amelyek elősegítik a redukáló reakciókat, mivel ha oxidatív hajlamú légkör létezett volna, akkor a "Elsőszülött leves" leromlottak volna. Ezért a különféle evolúciós elméleteket feltételező tudósok megerősítik, hogy a bolygó kezdeti körülményei között nem tudta oxigén létezett, mivel az oxidációs reakciók nem mozdították volna elő az élet fejlődését.
A kemoszintetikus elmélet alapjai
A spontán generáció elméletének (korában széles körben elfogadott) előzményeivel szakított elméletek sorozatának posztulációja 1864-ben kezdődött Luis Pasteur francia tudós tanulmányainak eredményeként, aki kísérleteiben bizonyította, hogy „Az élők az élőktől származnak”, ami új elméletek kidolgozását eredményezi. Ezen elméletek között szerepel a kemoszintetika, amely kimondja, hogy az élet az alapvető kémiai elemek reakciójából származik. A posztulátumot alkotó elemeket az alábbiakban részletesen ismertetjük:
A föld összetétele kezdeteiben: ez az elmélet úgy véli, hogy a bolygó légköre kezdetben hiányzott a szabad oxigénből, azonban más összetevőkben, főleg hidrogénben (magas koncentrációk), tehát reduktív volt, ami elősegítette a hidrogénatomok felszabadulását a jelenlévő vegyi anyagokban. Ezen kívül egyéb bázikus vegyületeket tartalmazott, például: hidrogén-cianid-sav (HCN), metán (CH4), szén-dioxid (CO2), víz (H2O) és egyéb komponensek.
- A tápoldat képződése: más néven elsőszülött levesA tápfolyadék agglomerációjából állt, amelyet a primitív atmoszféra ezen komponensei alkottak. Ez a folyadékmennyiség adta az első tengereket. Hogy történt ez? A kemoszintetikus elmélet megállapítja, hogy a légkör lehűlése következtében a vulkánokból származó vízgőz kondenzációja következett be, amely ezeket az összetevőket magával rántotta, és a tápláló húsleves, amelyek felhalmozódnak a mélyedésekben (óceánokban), ahol hosszú ideig megmaradnak a bomlás veszélye nélkül.
- Bonyolultabb struktúrák megjelenése: Ebben a folyamatban létfontosságú volt a különféle energiaforrások, például elektromos viharok, napsugárzás és vulkánkitörések. Ezeknek a reakcióknak az eredménye olyan összetett komponens volt, mint a cukrok, zsírsavak, glicerin és aminosavak. Az evolúció idővel olyan struktúrákat eredményezett, amelyeket Oparin hívott koacerválellenállóbb és fejlettebb biológiai struktúrák, amelyek a jelenlegi nukleinsavak prekurzorai voltak.
Koacervátumok képződése
Oparin megállapította, hogy az abban lévő kémiai fajok evolúciója során elsőszülött húsleves, keletkeztek a koacervátok, amelyek összetett fajok voltak, amelyek a sejtosztódás idején egyetlen struktúrába egyesültek, és így olyan membránra tettek szert, amely egyedülálló élőlényekké változtatta volna őket, képesek az önszintézisre (saját élelmiszer előállításának képessége) ), amely egyre stabilabb és bonyolultabb formákká fejlődik, amelyek valódi élő struktúrákká válnak. A kemoszintetikus elmélet szerint ezek az ősorganizmusok jelentették bolygónk növény- és állatvilágát.
Kezdetben nem volt ózonréteg, amely megvédte a sejteket a nap közvetlen sugárzásától. Ezért vélik úgy, hogy lehetséges, hogy az első struktúrákat szakadatlanul hozták létre és rombolták le a napenergia közvetlen beesése által. Évmilliók után az ilyen sejtek bonyolultabb szerves rendszerekké fejlődhettek, ami lehetővé tette volna számukra a szaporodást. Később a napenergián keresztül elkezdték szintetizálni ételeiket, végrehajtva a fotoszintézis folyamatát, és tiszta oxigént juttatva a légkörbe, amely később ózonréteggé válik.
A koacervátum kialakításának folyamatát az alábbiakban határozzuk meg:
- Minden egy szervezett és stabil molekula kialakulásával kezdődik.
- Az idő múlásával egy második komplementer molekula (makromolekula) képződik, amely a koacervátum része.
- Ez a makromolekula elválik a koacervátumtól, ahol látta az eredetét.
- A makromolekula olyan vegyületeket kezd vonzani, amelyek képesek megkötni szerkezetét, újjáalkotva az eredeti koacervátumot.
Stanley Miller és Harold Urey kísérlet (1953)
Noha a kemoszintetikus elmélet posztulátumait 1924-ben Oparin és Haldane állapította meg, később két tudós egy kísérlet során újrateremtette a primitív légkör körülményeit, a hidrogén, a metán és az ammónia keverékét többszörös elektromos kibocsátásnak vetette alá, különféle szerves anyagokat szintetizálva. savak. Ennek a tesztnek a célja annak bemutatása volt, hogy a szerves vegyületek szintézise spontán volt, és hogy az első atmoszférában lévő egyszerű molekulákból következett be.
Kísérletük megtervezéséhez vettek egy üvegedényt, és öntöttek egy bizonyos mennyiségű vizet úgy, hogy az részben megtelt, a fent említett gázok keverékét is elhelyezték benne. Ezt a tartalmat olyan elektromos kisüléseknek vetették alá, amelyek a bolygó elején bekövetkezett őskori viharokat szimulálták.
Ez a teszt egy hétig tartott, és miután letelt, elemezték az eredményeket. A bekövetkezett reakciók első mutatója az volt, hogy a víz színében változás következett be, amely az elején átlátszó volt, és hogy egy hét múlva rózsaszínű árnyalatot kapott, amely később barnává vált, mivel dúsult esszenciális aminosavak és szerves molekulák.
Ez a kísérlet olyan hozzájárulás volt, amely alátámasztja azt az elméletet, miszerint az első életformák spontán kémiai reakciókból jöttek létre.