Vad är kemosyntetisk teori? Grundläggande och experiment

Människan är en komplex enhet, som förutom att tillgodose deras grundläggande behov också kräver en förklaring av deras existens och ursprung. Därifrån uppstår olika postulat, allt från religiösa och filosofiska fält till vetenskapliga. Inom den vetenskapliga strömmen postulerades en teori om molekylär evolution som kallades kemosyntetisk teori, baserad på studier av forskare Alexander Oparin och John Haldane, som trots att de inte har arbetat tillsammans kom till formuleringen av samma hypotes, som den ger kontinuitet till grundval som tagits upp i Big Bang-teorin, som motsätter sig teorin om spontan generation och de religiösa teorierna om livets ursprung.

Vad bygger den kemosyntetiska teorin på?

Denna teori säger att väte (H2) närvarande i uratmosfären reagerade med kol-, kväve- eller syreatomer som bildade en näringsbuljong, som vid kontakt med olika källor av primitiv energi gav upphov till flera aminosyror, som utgör de grundläggande byggstenarna i det organiska livet.

Förhållanden i atmosfären enligt kemosyntetiska postulat

Den kemosyntetiska teorin fastställer att den primitiva atmosfären ska ha egenskaper som gynnade reduktiva reaktioner, eftersom om en atmosfär med oxidativa tendenser hade funnits, "Firstborn soppa" de skulle ha försämrats. Av denna anledning bekräftar forskarna som har postulerat de olika evolutionsteorierna att det under de ursprungliga förhållandena på planeten kunde inte syre hade funnits, eftersom oxidationsreaktioner inte skulle ha främjat livets utveckling.

Grundläggande kemosyntetisk teori

Stadiet av postulation av en serie teorier som bröt med prejudikat för teorin om spontan generation (allmänt accepterad på hans tid) började 1864 som ett resultat av studierna av den franska forskaren Luis Pasteur, som i sina experiment visade att ”Det levande kommer från det levande”, vilket leder till utvecklingen av nya teorier. Bland dessa teorier finns kemosyntetik, som säger att liv härstammar från reaktionen av grundläggande kemiska element. Elementen som utgör detta postulat förklaras i detalj nedan:

Jordens sammansättning i dess början: denna teori anser att planeten i början hade en atmosfär som saknade fritt syre, men var dock rik på andra komponenter, främst väte (höga koncentrationer), så det var reduktivt, vilket gynnade frisättningen av väteatomer i de kemiska arter som finns. Utöver detta innehöll den andra basiska kemiska föreningar såsom: hydrocyansyra (HCN), metan (CH4), koldioxid (CO2), vatten (H2O) och andra komponenter.

• Bildandet av näringsbuljongen: även känd som förstfödda soppa, bestod av agglomerering av en näringsvätska bildad av alla dessa komponenter i den primitiva atmosfären. Denna vätskevolym gav upphov till de första haven. Hur hände det här? Den kemosyntetiska teorin fastställer att det som en konsekvens av kylningen av atmosfären fanns en kondens av vattenångan som kom från vulkanerna, som drog alla dessa komponenter med sig och bildade näringsrik buljong, som skulle ackumuleras i fördjupningar (hav) där de skulle stanna under långa perioder utan risk för sönderdelning.
• Utseende av mer komplexa strukturer: I denna process var verkan av olika energikällor avgörande, såsom elektriska stormar, solstrålning och vulkanutbrott. Resultatet av dessa reaktioner var komplexa komponenter såsom sockerarter, fettsyror, glycerin och aminosyror. Med tiden gav evolution upphov till strukturer som Oparin kallade coacervatesmer resistenta och avancerade biologiska strukturer som var föregångarna till nuvarande nukleinsyror.

Bildande av koacervater

Oparin konstaterade att i processen för utveckling av de kemiska arter som ingår i det förstfödda buljong, uppstod koacervaten, som var komplexa arter, som vid tidpunkten för celldelning förenades till en enda struktur och därmed förvärvade ett membran som skulle ha förvandlat dem till unika organismer med kapacitet för självsyntes (förmåga att producera sin egen mat ), som skulle utvecklas till allt mer stabila och komplicerade former som blev sanna levande strukturer. Enligt kemosyntetisk teori var dessa urorganismer ursprunget till planets växt- och djurvärld.

Ursprungligen fanns det inget ozonskikt som skyddade celler från direkt strålning från solen. Det är därför man tror att det är möjligt att de första strukturerna skapades och förstördes oavbrutet av den direkta förekomsten av solenergi. Efter miljontals år kunde sådana celler utvecklas till mer komplexa organiska system, vilket skulle ha gjort det möjligt för dem att föröka sig. Senare började de syntetisera maten genom solenergi, genomföra fotosyntesprocessen och skicka rent syre till atmosfären, som senare skulle bli ozonskiktet.

Processen för att bilda ett koacervat definieras nedan:

• Allt börjar med bildandet av en organiserad och stabil molekyl.
• När tiden går bildas en andra komplementär molekyl (makromolekyl) och den är en del av koacervatet.
• Denna makromolekyl skiljer sig från koacervatet där den såg sitt ursprung.
• Makromolekylen börjar locka föreningar som den kan binda till sin struktur och återskapa det ursprungliga koacervatet.

Stanley Miller och Harold Urey Experiment (1953)

Även om postulaten för den kemosyntetiska teorin fastställdes 1924 av Oparin och Haldane, återskapade två forskare senare i ett experiment i stor skala med förhållandena för den primitiva atmosfären och utsatte blandningen av väte, metan och ammoniak för flera elektriska urladdningar och syntetiserade olika organiska syror. Syftet med detta test var demonstrationen att syntesen av organiska föreningar var spontan och att den hade inträffat från de enkla molekylerna som befann sig i den första atmosfären.

För utformningen av deras experiment tog de en glasbehållare och hällde en viss mängd vatten, så att den delvis fylldes, en blandning av de ovan nämnda gaserna placerades också i den. Detta innehåll utsattes för elektriska urladdningar som simulerade de förhistoriska stormarna som inträffade i början av planeten.

Detta test varade en vecka, och när det väl hade gått analyserades resultaten. Den första indikatorn på reaktionerna som inträffade var att en förändring i vattnets färg observerades, som i början var transparent, och att den efter en vecka fick en rosa ton, som senare skulle bli brun, eftersom den berikades i essentiella aminosyror och organiska molekyler.

Detta experiment var ett bidrag som stöder teorin att de första livsformerna bildades av kemiska reaktioner utförda spontant.