Človek je kompleksna entiteta, ki poleg zadovoljevanja osnovnih potreb zahteva tudi razlago svojega obstoja in izvora. Od tam nastajajo različni postulati, od religioznega in filozofskega področja do znanstvenih. V okviru znanstvenega toka je bila postavljena teorija o molekularni evoluciji, imenovana kemosintetična teorija, ki je temeljila na študijah znanstvenikov Aleksandra Oparina in Johna Haldanea, ki sta kljub temu, da nista sodelovala, prišla do oblikovanja iste hipoteze, ki daje kontinuiteto temelje, postavljene v teoriji velikega poka, ki nasprotujejo teoriji spontane generacije in verskim teorijam o nastanku življenja.
Kaj ugotavlja kemosintetična teorija?
Ta teorija navaja, da vodik (H2), prisotni v prvotnem ozračju, reagirali z atomi ogljika, dušika ali kisika in tvorili hranljivo juho, ki je v stiku z različnimi viri primitivne energije povzročila več aminokislin, ki predstavljajo osnovne gradnike organskega življenja.
Razmere v ozračju glede na kemosintetični postulati
Kemosintetična teorija ugotavlja, da bi moralo primitivno ozračje imeti lastnosti, ki spodbujajo reduktivne reakcije, saj če bi obstajala atmosfera z oksidacijskimi nagnjenji, bi komponente "Juha prvorojenca" bi se poslabšali. Iz tega razloga znanstveniki, ki so postavljali različne evolucijske teorije, to potrjujejo v začetnih razmerah na planetu ne bi mogel kisik je obstajal, saj oksidacijske reakcije ne bi spodbujale razvoja življenja.
Temelji kemosintetske teorije
Faza postulacije vrste teorij, ki se je ločila od primerov teorije spontane generacije (splošno sprejete v njegovem času), se je začela leta 1864 kot rezultat študij francoskega znanstvenika Luisa Pasteurja, ki je v svojih eksperimentih pokazal, da "Živo prihaja iz živega", kar je povzročilo razvoj novih teorij. Med temi teorijami je kemosintetika, ki pravi, da je življenje nastalo iz reakcije osnovnih kemičnih elementov. Elementi, ki sestavljajo ta postulat, so podrobno pojasnjeni spodaj:
Sestava zemlje v njenih začetkih: ta teorija meni, da je imel planet na začetku ozračje brez prostega kisika, ki pa je bilo bogato z drugimi sestavinami, predvsem vodikom (visoke koncentracije), zato je bila reduktivna, kar je spodbujalo sproščanje atomov vodika v prisotnih kemičnih vrstah. Poleg tega je vseboval še druge osnovne kemične spojine, kot so: cianovodikova kislina (HCN), metan (CH4), ogljikov dioksid (CO2), voda (H2O) in druge sestavine.
- Oblikovanje hranilne juhe: znan tudi kot prvorojena juha, je vseboval strjevanje hranilne tekočine, ki jo tvorijo vse te sestavine primitivne atmosfere. Ta količina tekočine je povzročila prva morja. Kako se je to zgodilo? Kemosintetična teorija ugotavlja, da je kot posledica ohladitve ozračja prišlo do kondenzacije vodne pare, ki je prihajala iz vulkanov, ki so vse te sestavne dele vlekle s seboj in tvorile hranljiva juha, ki bi se kopičile v depresijah (oceanih), kjer bi ostale dalj časa brez nevarnosti razgradnje.
- Videz bolj zapletenih struktur: V tem procesu je bilo ključnega pomena delovanje različnih virov energije, kot so električne nevihte, sončno sevanje in vulkanski izbruhi. Rezultat teh reakcij so bile kompleksne sestavine, kot so sladkorji, maščobne kisline, glicerin in aminokisline. Sčasoma je evolucija ustvarila strukture, ki jih je imenoval Oparin koacervatibolj odporne in napredne biološke strukture, ki so bile predhodnice sedanjih nukleinskih kislin.
Tvorba koacervatov
Oparin je ugotovil, da v procesu razvoja kemičnih vrst, ki jih vsebuje prvorojena juha, so nastali koacervati, ki so bili zapleteni vrsti, ki so se v času delitve celic združili v eno samo strukturo in tako dobili membrano, ki bi jih spremenila v edinstvene organizme, sposobne samosinteze ), ki bi se razvile v vse bolj stabilne in zapletene oblike, ki so postale prave žive strukture. Po kemosintetski teoriji so bili ti prvotni organizmi izvor rastlinskega in živalskega sveta našega planeta.
Sprva ni bilo ozonske plasti, ki bi zaščitila celice pred neposrednim sončnim sevanjem. Zato se verjame, da je mogoče, da so prve strukture nastajale in uničevale nenehno neposredna pojavnost sončne energije. Po milijonih let so se takšne celice lahko razvile v bolj zapletene organske sisteme, ki bi jim omogočili razmnoževanje. Kasneje so svojo hrano začeli sintetizirati s pomočjo sončne energije, izvajali so postopek fotosinteze in v ozračje pošiljali čisti kisik, ki bo kasneje postal ozonski plašč.
Postopek tvorbe koacervata je opredeljen spodaj:
- Vse se začne s tvorbo organizirane in stabilne molekule.
- Sčasoma nastane druga komplementarna molekula (makromolekula), ki je del koacervata.
- Ta makromolekula se loči od koacervata, kjer je videl svoj izvor.
- Makromolekula začne privlačiti spojine, ki jih lahko veže na svojo strukturo, in tako poustvari prvotni koacervat.
Eksperiment Stanleyja Millerja in Harolda Ureyja (1953)
Čeprav sta postulata kemosintetske teorije leta 1924 ustanovila Oparin in Haldane, sta se dva znanstvenika kasneje v eksperimentu v velikem obsegu poustvarila v pogojih primitivne atmosfere in mešanico vodika, metana in amonijaka podvrgla večkratnim električnim praznjenjem in sintetizirala različne organske kisline. Namen tega testa je bil dokazati, da je bila sinteza organskih spojin spontana in da je prišlo iz preprostih molekul v prvi atmosferi.
Za zasnovo svojega poskusa so vzeli stekleno posodo in nalili določeno količino vode, tako da je bila delno napolnjena, vanj pa je bila položena tudi zmes zgoraj omenjenih plinov. Ta vsebina je bila izpostavljena električnim praznjenjem, ki so simulirale prazgodovinske nevihte, ki so se zgodile na začetku planeta.
Ta test je trajal en teden in ko je potekel, so bili rezultati analizirani. Prvi pokazatelj reakcij, ki so se zgodile, je bil, da so opazili spremembo barve vode, ki je bila na začetku prozorna in da je po enem tednu dobila roza ton, ki je kasneje postal rjav, saj je bil obogaten v esencialne aminokisline in organske molekule.
Ta poskus je prispeval k teoriji, da so bile prve oblike življenja oblikovane iz spontanih kemijskih reakcij.