Mennesket er en kompleks enhet, som i tillegg til å tilfredsstille sine grunnleggende behov, også krever en forklaring på eksistensen og opprinnelsen. Derfra oppstår forskjellige postulater, alt fra religiøse og filosofiske felt til vitenskapelige. Innenfor den vitenskapelige strømmen ble en teori om molekylær evolusjon kalt kjemosyntetisk teori postulert, basert på studiene fra forskerne Alexander Oparin og John Haldane, som til tross for at de ikke hadde samarbeidet kom til formuleringen av den samme hypotesen, som den gir kontinuitet til grunnlaget oppvokst i teorien om stor smell, imot teorien om spontan generasjon, og de religiøse teoriene om livets tilblivelse.
Hva etablerer den kjemosyntetiske teorien?
Denne teorien sier at hydrogen (H2) til stede i uratmosfæren reagerte med karbon-, nitrogen- eller oksygenatomer som danner en næringsrik buljong, som når den er i kontakt med forskjellige kilder til primitiv energi ga opphav til flere aminosyrer, som utgjør de grunnleggende byggesteinene i det organiske livet.
Forhold i atmosfæren iht kjemosyntetiske postulater
Den kjemosyntetiske teorien slår fast at den primitive atmosfæren skulle ha egenskaper som favoriserte reduktive reaksjoner, siden hvis en atmosfære med oksidative tendenser hadde eksistert, var komponentene i "Førstefødte suppe" de ville ha degradert. Av denne grunn bekrefter forskerne som har postulert de forskjellige evolusjonsteoriene det under planetens innledende forhold kunne ikke oksygen hadde eksistert, siden oksidasjonsreaksjoner ikke ville ha fremmet utviklingen av livet.
Grunnlaget for kjemosyntetisk teori
Fasen av postuleringen av en serie teorier som brøt med presedensene til teorien om spontan generasjon (allment akseptert i sin tid) begynte i 1864 som et resultat av studiene til den franske forskeren Luis Pasteur, som demonstrerte i sine eksperimenter at “Det levende kommer fra det levende”, noe som gir opphav til utvikling av nye teorier. Blant disse teoriene er kjemosyntetikk, som sier at livet stammer fra reaksjonen av grunnleggende kjemiske elementer. Elementene som utgjør dette postulatet blir forklart i detalj nedenfor:
Jordens sammensetning i begynnelsen: Denne teorien anser at planeten i begynnelsen hadde en atmosfære som manglet fritt oksygen, men var imidlertid rik på andre komponenter, hovedsakelig hydrogen (høye konsentrasjoner), så det var reduktivt, som favoriserte frigjøring av hydrogenatomer i de kjemiske artene. I tillegg til dette inneholdt den andre basiske kjemiske forbindelser som: hydrocyansyre (HCN), metan (CH4), karbondioksid (CO2), vann (H2O) og andre komponenter.
- Dannelse av næringsbuljongen: også kjent som førstefødtesuppe, besto av agglomerering av en næringsvæske dannet av alle disse komponentene i den primitive atmosfæren. Dette væskevolumet ga opphav til de første havene. Hvordan skjedde dette? Den kjemosyntetiske teorien fastslår at det som en konsekvens av nedkjølingen av atmosfæren var kondens av vanndampen fra vulkanene, som dro alle disse komponentene med seg og dannet næringsrik buljong, som ville akkumuleres i fordypninger (hav) der de ville forbli i lange perioder uten risiko for nedbrytning.
- Utseende av mer komplekse strukturer: I denne prosessen var virkningen av forskjellige energikilder avgjørende, for eksempel elektriske stormer, solstråling og vulkanutbrudd. Resultatet av disse reaksjonene var komplekse komponenter som sukker, fettsyrer, glyserin og aminosyrer. Over tid ga evolusjon opphav til strukturer som Oparin kalte coacervatesmer resistente og avanserte biologiske strukturer som var forløperne til nåværende nukleinsyrer.
Dannelse av koacervater
Oparin konstaterte at i prosessen med å utvikle de kjemiske artene som finnes i det førstefødt buljong, oppstod koacervatene, som var komplekse arter, som på tidspunktet for celledeling forenes til en enkelt struktur, og dermed skaffet seg en membran som ville ha gjort dem til unike organismer, med evne til selvsyntetisering (evne til å produsere sin egen mat ), som ville utvikle seg til stadig mer stabile og kompliserte former som ble sanne levende strukturer. I følge kjemosyntetisk teori var disse urorganismene opprinnelsen til plante- og dyreverdenen på planeten vår.
Opprinnelig var det ikke noe ozonlag som beskyttet celler mot direkte stråling fra solen. Derfor antas det at det er mulig at de første strukturene ble opprettet og ødelagt ustanselig av direkte forekomst av solenergi. Etter millioner av år var slike celler i stand til å utvikle seg til mer komplekse organiske systemer, som ville ha tillatt dem å formere seg. Senere begynte de å syntetisere maten gjennom solenergi, gjennomføre prosessen med fotosyntese og sende rent oksygen til atmosfæren, som senere skulle bli ozonlaget.
Prosessen med å danne et koacervat er definert nedenfor:
- Det hele starter med dannelsen av et organisert og stabilt molekyl.
- Etter hvert som tiden går dannes et andre komplementært molekyl (makromolekyl) og det er en del av koacervatet.
- Dette makromolekylet skiller seg fra koacervatet der det så opprinnelsen.
- Makromolekylet begynner å tiltrekke seg forbindelser som det kan binde til sin struktur, og gjenskape det opprinnelige koacervatet.
Stanley Miller og Harold Urey Experiment (1953)
Selv om postulatene til den kjemosyntetiske teorien ble etablert i 1924 av Oparin og Haldane, gjenskape to forskere senere i et eksperiment i målestokk med forholdene til den primitive atmosfæren, og utsatte blandingen av hydrogen, metan og ammoniakk for flere elektriske utslipp, syntetiserende forskjellige organiske syrer. Formålet med denne testen var demonstrasjonen av at syntesen av organiske forbindelser var spontan, og at den hadde skjedd fra de enkle molekylene som var i den første atmosfæren.
For utformingen av eksperimentet tok de en glassbeholder og helte en viss mengde vann, slik at den ble delvis fylt, og en blanding av gassene nevnt ovenfor ble også plassert i den. Dette innholdet ble utsatt for elektriske utladninger som simulerte de forhistoriske stormene som skjedde i begynnelsen av planeten.
Denne testen varte i en uke, og når den hadde gått, ble resultatene analysert. Den første indikatoren på reaksjonene som skjedde var at det ble observert en forandring i fargen på vannet, som i begynnelsen var gjennomsiktig, og at den etter en uke fikk en rosa tone som senere ble brun når den ble beriket i aminosyrer og essensielle organiske molekyler.
Dette eksperimentet var et bidrag som støtter teorien om at de første livsformene ble dannet av kjemiske reaksjoner utført spontant.