Људско биће је сложен ентитет, који осим што задовољава своје основне потребе, захтева и објашњење свог постојања и порекла. Одатле настају различити постулати, у распону од религијског и филозофског подручја, па све до научних. У оквиру научне струје постављена је теорија молекуларне еволуције названа хемосинтетичка теорија, заснована на студијама научника Александра Опарина и Џона Халдејна, који су, иако нису сарађивали, дошли до формулације исте хипотезе, што даје континуитет основама подигнут у теорији Великог праска, супротстављајући се теорији спонтаног генерирања и религијским теоријама о постанку живота.
Шта успоставља теорија хемосинтезе?
Ова теорија наводи да водоник (Х.2) присутни у исконској атмосфери реаговали са атомима угљеника, азота или кисеоника формирајући хранљиву чорбу која је у контакту са различитим изворима примитивне енергије дала неколико аминокиселина, које чине основне градивне елементе органског живота.
Услови у атмосфери према хемосинтетски постулати
Хемосинтетска теорија утврђује да примитивна атмосфера треба да има карактеристике које фаворизују редуктивне реакције, јер да је постојала атмосфера са оксидативним тенденцијама, компоненте "Прворођена чорба" они би били деградирани. Из тог разлога, научници који су постулирали о различитим еволуционим теоријама то потврђују у почетним условима планете није могао кисеоник је постојао, јер реакције оксидације не би поспешиле развој живота.
Основи теорије хемосинтезе
Фаза постулирања низа теорија која је раскинула са преседанима теорије спонтане генерације (широко прихваћене у његово време) започела је 1864. године као резултат студија француског научника Луиса Пастера, који је у својим експериментима показао да „Живо долази од живог“, што даје повод за развој нових теорија. Међу тим теоријама је и хемосинтетика која каже да је живот проистекао из реакције основних хемијских елемената. Елементи који чине овај постулат детаљно су објашњени у наставку:
Састав земље у њеним почецима: ова теорија сматра да је на почетку планета имала атмосферу којој је недостајало слободног кисеоника, која је, међутим, богата другим компонентама, углавном водоником (високе концентрације), па је био редуктивни, што је фаворизовало ослобађање атома водоника у присутним хемијским врстама. Поред овога, садржао је и друга основна хемијска једињења као што су: цијановодична киселина (ХЦН), метан (ЦХ4), угљен-диоксид (ЦО2), вода (Х2О) и друге компоненте.
- Формирање хранљиве јухе: такође познат као прворођена чорба, састојала се од агломерације хранљиве течности коју чине све ове компоненте примитивне атмосфере. Ова количина течности створила је прва мора. Како се то догодило? Хемосинтетска теорија утврђује да је као последица хлађења атмосфере дошло до кондензације водене паре која је долазила из вулкана, што је вукло све ове компоненте са собом, формирајући хранљива чорба, који би се акумулирали у удубљењима (океанима) где би остали дужи временски период без ризика од распадања.
- Изглед сложенијих структура: У овом процесу било је витално деловање различитих извора енергије, попут електричних олуја, сунчевог зрачења и ерупција вулкана. Резултат ових реакција биле су сложене компоненте као што су шећери, масне киселине, глицерин и аминокиселине. Временом је еволуција створила структуре које је Опарин назвао коацерватиотпорније и напредније биолошке структуре које су биле претече садашњих нуклеинских киселина.
Стварање коацервата
Опарин је утврдио да је у процесу еволуције хемијских врста садржаних у томе прворођена чорба, настали су коацервати, сложене врсте, које су се у време деобе ћелија ујединиле у јединствену структуру, чиме су стекле мембрану која би их претворила у јединствене организме, са способношћу самосинтезе (способношћу да производе сопствену храну ), који би еволуирали у све стабилније и компликованије форме које су постале праве животне структуре. Према теорији хемосинтезе, ови првобитни организми су порекло биљног и животињског света наше планете.
У почетку није постојао озонски омотач који је штитио ћелије од директног зрачења сунца. Због тога се верује да је могуће да су прве структуре настајале и уништаване непрекидно директном појавом сунчеве енергије. После милиона година, такве ћелије су могле да еволуирају у сложеније органске системе, што би им омогућило да се размножавају. Касније су почели да синтетишу храну кроз сунчеву енергију, спроводећи процес фотосинтезе и шаљући чисти атмосферу у атмосферу, који ће касније постати озонски омотач.
Процес формирања коацервата дефинисан је у наставку:
- Све започиње стварањем организованог и стабилног молекула.
- Како време пролази, формира се други комплементарни молекул (макромолекула) који је део коацервата.
- Ова макромолекула се одваја од коацервата тамо где је видела своје порекло.
- Макромолекула почиње да привлачи једињења која се могу везати за своју структуру, стварајући изворни коацерват.
Експеримент Стенлија Милера и Харолда Уреја (1953)
Иако су постулете теорије хемосинтезе 1924. године основали Опарин и Халдане, два научника су се касније у експерименту обновила у условима примитивне атмосфере, подвргавајући смешу водоника, метана и амонијака вишеструким електричним пражњењима, синтетишући различите органске киселине. Сврха овог теста била је демонстрација да је синтеза органских једињења била спонтана и да је настала из једноставних молекула који су били у првој атмосфери.
За дизајн свог експеримента узели су стаклену посуду и сипали одређену количину воде, тако да је делимично напуњена, у њу је такође стављена смеша горе поменутих гасова. Овај садржај је био изложен електричним пражњењима која су симулирала праисторијске олује које су се догодиле на почетку планете.
Овај тест је трајао недељу дана, а након што је прошао, резултати су анализирани. Први показатељ реакција које су се догодиле је да је примећена промена боје воде која је у почетку била прозирна и да је после недељу дана добила ружичасти тон који ће касније постати смеђи, пошто је обогаћен есенцијалне аминокиселине и органске молекуле.
Овај експеримент је допринео теорији да су први облици живота настали од спонтаних хемијских реакција.