Человек представляет собой сложную сущность, которая, помимо удовлетворения своих основных потребностей, также требует объяснения своего существования и происхождения. Отсюда возникают различные постулаты - от религиозных и философских областей до научных. В рамках научного направления была постулирована теория молекулярной эволюции, называемая хемосинтетической теорией, основанная на исследованиях ученых Александра Опарина и Джона Холдейна, которые, несмотря на то, что не работали вместе, пришли к формулировке одной и той же гипотезы, которая обеспечивает преемственность основы, заложенные в теории большого взрыва, противостоящей теории спонтанного зарождения, и религиозным теориям о генезисе жизни.
Что устанавливает хемосинтетическая теория?
Эта теория утверждает, что водород (H2), присутствующие в первичной атмосфере, реагировали с атомами углерода, азота или кислорода, образуя питательный бульон, который при контакте с различными источниками примитивной энергии давал начало нескольким аминокислотам, которые составляют основные строительные блоки органической жизни.
Условия в атмосфере согласно хемосинтетические постулаты
Теория хемосинтеза устанавливает, что примитивная атмосфера должна обладать характеристиками, способствующими восстановительным реакциям, поскольку, если существовала атмосфера с окислительной тенденцией, компоненты «Первородный суп» они бы деградировали. По этой причине ученые, которые постулировали различные эволюционные теории, утверждают, что в начальных условиях планеты не могла кислород существовал, поскольку реакции окисления не способствовали бы развитию жизни.
Основы хемосинтетической теории
Этап постулирования ряда теорий, которые порвали с прецедентами теории спонтанного зарождения (широко распространенной в его время), начался в 1864 году в результате исследований французского ученого Луиса Пастера, продемонстрировавшего в своих экспериментах, что «Живое происходит из живого», что дает повод для развития новых теорий. Среди этих теорий - хемосинтетика, которая утверждает, что жизнь возникла в результате реакции основных химических элементов. Элементы, составляющие этот постулат, подробно описаны ниже:
Состав Земли в ее начале: эта теория считает, что вначале на планете была атмосфера, в которой отсутствовал свободный кислород, однако она была богата другими компонентами, в основном водородом (высокие концентрации), поэтому он был восстановительным, что способствовало высвобождению атомов водорода в присутствующих химических соединениях. В дополнение к этому, он содержал другие основные химические соединения, такие как: синильная кислота (HCN), метан (CH4), диоксид углерода (CO2), вода (H2O) и другие компоненты.
- Формирование питательного бульона: также известный, как суп для первенцев, состояла из агломерации питательной жидкости, образованной всеми этими компонентами примитивной атмосферы. Этот объем жидкости дал начало первым морям. Как это случилось? Теория хемосинтеза устанавливает, что в результате охлаждения атмосферы произошла конденсация водяного пара, выходящего из вулканов, который увлек за собой все эти компоненты, образуя питательный бульон, которые будут накапливаться в депрессиях (океанах), где они будут оставаться в течение длительных периодов времени без риска разложения.
- Появление более сложных конструкций: В этом процессе жизненно важно было действие различных источников энергии, таких как электрические бури, солнечная радиация и извержения вулканов. Результатом этих реакций стали сложные компоненты, такие как сахара, жирные кислоты, глицерин и аминокислоты. Со временем эволюция породила структуры, которые Опарин назвал коацерватыболее устойчивые и современные биологические структуры, которые были предшественниками современных нуклеиновых кислот.
Образование коацерватов
Опарин установил, что в процессе эволюции химических веществ, содержащихся в этом отвар первенцев, возникли коацерваты, которые были сложными видами, которые во время деления клеток объединились в единую структуру, получив таким образом мембрану, которая превратила бы их в уникальные организмы, обладающие способностью самосинтезироваться (способность производить собственную пищу ), которые превратятся во все более устойчивые и сложные формы, которые станут настоящими живыми структурами. Согласно хемосинтетической теории, эти первобытные организмы явились источником растительного и животного мира нашей планеты.
Изначально отсутствовал озоновый слой, защищавший клетки от прямого солнечного излучения. Вот почему считается, что возможно, что первые структуры были созданы и постоянно разрушались прямым падением солнечной энергии. Спустя миллионы лет такие клетки смогли развиться в более сложные органические системы, которые позволили бы им размножаться. Позже они начали синтезировать свою пищу с помощью солнечной энергии, выполняя процесс фотосинтеза и отправляя чистый кислород в атмосферу, которая позже стала озоновым слоем.
Процесс образования коацервата определен ниже:
- Все начинается с образования организованной и стабильной молекулы.
- Со временем образуется вторая комплементарная молекула (макромолекула), которая является частью коацервата.
- Эта макромолекула отделяется от коацервата, где она увидела свое происхождение.
- Макромолекула начинает притягивать соединения, которые она может связать со своей структурой, воссоздавая исходный коацерват.
Стэнли Миллер и Гарольд Юри Эксперимент (1953)
Хотя постулаты хемосинтетической теории были установлены в 1924 году Опарином и Холдейном, два ученых позже воссоздали масштабный эксперимент с условиями примитивной атмосферы, подвергая смесь водорода, метана и аммиака множественным электрическим разрядам, синтезируя различные органические соединения. кислоты. Целью этого теста была демонстрация того, что синтез органических соединений был спонтанным и что он происходил из простых молекул, которые находились в первой атмосфере.
Для плана своего эксперимента они взяли стеклянную емкость и налили определенное количество воды, чтобы она была частично заполнена, в нее также поместили смесь упомянутых выше газов. Это содержимое подверглось электрическим разрядам, имитирующим доисторические бури, которые произошли в начале существования планеты.
Этот тест длился одну неделю, и по его окончании были проанализированы результаты. Первым показателем произошедших реакций было то, что наблюдалось изменение цвета воды, которая вначале была прозрачной, а через неделю она приобрела розовый оттенок, который позже стал коричневым, поскольку он был обогащен незаменимые аминокислоты и органические молекулы.
Этот эксперимент был вкладом, подтверждающим теорию о том, что первые формы жизни образовались в результате спонтанных химических реакций.