Ľudská bytosť je zložitá entita, ktorá si okrem uspokojovania svojich základných potrieb vyžaduje aj vysvetlenie svojej existencie a pôvodu. Odtiaľ vznikajú rôzne postuláty od náboženskej a filozofickej oblasti po vedeckú oblasť. V rámci vedeckého prúdu bola postulovaná teória molekulárnej evolúcie nazývaná chemosyntetická teória, založená na štúdiách vedcov Alexandra Oparina a Johna Haldana, ktorí napriek tomu, že nespolupracovali, dospeli k formulovaniu tej istej hypotézy, ktorá dáva kontinuitu základy postavené na teórii veľkého tresku, postavené proti teórii spontánneho generovania a náboženským teóriám o genéze života.
Čo ustanovuje chemosyntetická teória?
Táto teória tvrdí, že vodík (H2) prítomné v prvotnej atmosfére reagovali s atómami uhlíka, dusíka alebo kyslíka za vzniku výživného bujónu, ktorý pri kontakte s rôznymi zdrojmi primitívnej energie spôsobil vznik niekoľkých aminokyselín, ktoré tvoria základné stavebné prvky organického života.
Podmienky v atmosfére podľa chemosyntetické postuláty
Chemosyntetická teória stanovuje, že primitívna atmosféra by mala mať vlastnosti, ktoré uprednostňujú reduktívne reakcie, pretože ak by existovala atmosféra s oxidačnými sklonmi, zložky „Prvorodená polievka“ boli by degradovali. Z tohto dôvodu vedci, ktorí postulovali rôzne evolučné teórie, potvrdzujú, že v počiatočných podmienkach planéty nemohol kyslík existoval, pretože oxidačné reakcie by nepodporovali vývoj života.
Základy teórie chemosyntézy
Fáza postulovania série teórií, ktoré prelomili precedensy teórie spontánnej generácie (vo svojej dobe všeobecne akceptovanej), sa začala v roku 1864 ako výsledok štúdií francúzskeho vedca Luisa Pasteura, ktorý vo svojich experimentoch preukázal, že „Živý pochádza zo živého“, čo vedie k rozvoju nových teórií. Medzi tieto teórie patrí chemosyntetika, ktorá tvrdí, že život vznikol reakciou základných chemických prvkov. Prvky, ktoré tvoria tento postulát, sú podrobne vysvetlené nižšie:
Zloženie Zeme v jej počiatkoch: táto teória sa domnieva, že na začiatku mala planéta atmosféru bez voľného kyslíka, ktorá bola však bohatá na ďalšie zložky, hlavne vodík (vysoké koncentrácie), takže to bolo reduktívne, čo uprednostňovalo uvoľňovanie atómov vodíka v prítomných chemických druhoch. Okrem toho obsahoval ďalšie základné chemické zlúčeniny, ako sú: kyselina kyanovodíková (HCN), metán (CH4), oxid uhličitý (CO2), voda (H2O) a ďalšie zložky.
- Tvorba výživného vývaru: tiež známy ako prvorodená polievka, pozostávala z aglomerácie výživnej kvapaliny tvorenej všetkými týmito zložkami primitívnej atmosféry. Tento objem kvapaliny spôsobil vznik prvých morí. Ako sa to stalo? Chemosyntetická teória stanovuje, že v dôsledku ochladenia atmosféry došlo ku kondenzácii vodnej pary pochádzajúcej zo sopiek, ktoré so sebou ťahali všetky tieto zložky a tvorili tak výživný vývar, ktoré by sa hromadili v depresiách (oceánoch), kde by zostali dlhý čas bez rizika rozkladu.
- Vzhľad zložitejších štruktúr: V tomto procese bolo nevyhnutné pôsobenie rôznych zdrojov energie, ako sú elektrické búrky, slnečné žiarenie a sopečné erupcie. Výsledkom týchto reakcií boli zložité zložky, ako sú cukry, mastné kyseliny, glycerín a aminokyseliny. V priebehu času z evolúcie vznikli štruktúry, ktoré Oparin nazýval koacervujeodolnejšie a pokročilejšie biologické štruktúry, ktoré boli prekurzormi súčasných nukleových kyselín.
Tvorba koacervátov
Oparin zistil, že v procese vývoja chemických látok obsiahnutých v tomto prvorodený vývar, vznikli koacerváty, ktoré boli komplexnými druhmi a ktoré sa v čase bunkového delenia zjednotili do jednej štruktúry, čím sa získala membrána, ktorá by z nich urobila jedinečné organizmy, so schopnosťou vlastnej syntézy (schopnosť vyrábať si vlastnú potravu ), ktoré by sa vyvinuli do čoraz stabilnejších a komplikovanejších foriem, ktoré sa stali skutočnými živými štruktúrami. Podľa teórie chemosyntézy boli tieto prvotné organizmy pôvodom z rastlinného a živočíšneho sveta našej planéty.
Spočiatku tu nebola ozónová vrstva, ktorá chránila bunky pred priamym žiarením zo slnka. Preto sa verí, že je možné, že prvé štruktúry boli vytvárané a ničené nepretržite priamym dopadom slnečnej energie. Po miliónoch rokov sa také bunky dokázali vyvinúť do zložitejších organických systémov, ktoré by im umožnili množiť sa. Neskôr začali syntetizovať svoje jedlo prostredníctvom slnečnej energie, uskutočňovali proces fotosyntézy a vysielali čistý kyslík do atmosféry, ktorá sa neskôr stala ozónovou vrstvou.
Proces tvorby koacervátu je definovaný nižšie:
- Všetko sa začína tvorbou organizovanej a stabilnej molekuly.
- Postupom času sa vytvorí druhá komplementárna molekula (makromolekula), ktorá je súčasťou koacervátu.
- Táto makromolekula sa oddeľuje od koacervátu, kde videla svoj pôvod.
- Makromolekula začne priťahovať zlúčeniny, ktoré sa dokáže naviazať na svoju štruktúru, a vytvorí tak pôvodný koacervát.
Experiment Stanley Miller a Harold Urey (1953)
Aj keď postuláty teórie chemosyntézy vytvorili v roku 1924 Oparin a Haldane, dvaja vedci sa neskôr v experimente v mierke zmenili na podmienky primitívnej atmosféry a podrobili zmes vodíka, metánu a amoniaku mnohým elektrickým výbojom syntetizujúcim rôzne organické kyselín. Účelom tohto testu bolo preukázanie, že syntéza organických zlúčenín bola spontánna a že k nej došlo z jednoduchých molekúl, ktoré boli v prvej atmosfére.
Na návrh svojho experimentu vzali sklenenú nádobu a poliali určitým množstvom vody, takže bola čiastočne naplnená, bola do nej vložená aj zmes vyššie spomenutých plynov. Tento obsah bol podrobený elektrickým výbojom, ktoré simulovali prehistorické búrky, ktoré sa vyskytli na začiatku planéty.
Tento test trval jeden týždeň a po jeho uplynutí sa analyzovali výsledky. Prvým indikátorom reakcií, ktoré sa vyskytli, bolo, že bola pozorovaná zmena farby vody, ktorá bola na začiatku priehľadná a že po týždni získala ružový tón, ktorý neskôr po obohatení o farbu zhnedne. aminokyseliny a esenciálne organické molekuly.
Tento experiment bol príspevkom, ktorý podporuje teóriu, že prvé formy života sa vytvorili z chemických reakcií uskutočňovaných spontánne.