HYDROTERMISK HYPOTESE: HVA DET ER, BAKGRUNN OG KRITIKK - BIOLOGI - 2025

Den hydrotermiske hypotesen tar sikte på å forklare de primitive forholdene der de første livsformene oppsto på planeten Jorden, og foreslår som hovedinnstillingen de varme kildene som ligger i havdypet.

En serie termiske vannkilder har blitt lokalisert med temperaturer som når 350 ° C, der en serie med fauna som er typisk for disse forholdene, som for eksempel toskall, ormer, krepsdyr, porifers og noen pigghuder (sjøstjerner og deres pårørende).

Dette bevis tyder på at miljøer i dypt hav sannsynligvis var egnet til livets opprinnelse og de tidligste livsformene var kjemoautotrofiske mikroorganismer.

Videre er kokende vann hjemsted for en serie med kjemosyntetiske bakterier som utvinner energien deres fra svovelstoffer, som er rikelig i denne typen miljøer.

Kjemosyntetiske bakterier har produsentfunksjoner i økosystemer, og er basen i næringskjeden, analog med plantenes rolle i typiske økosystemer.

Ideer relatert til den hydrotermiske hypotesen begynte å dukke opp tidlig i 1977, da forsker Corliss gjorde direkte observasjoner i hydrotermiske systemer lokalisert på Galapagosøyene.

Bakgrunn og alternative teorier

I flere tiår har forskere foreslått dusinvis av teorier som prøver å forklare livets opprinnelse og det gunstige miljøet det burde ha utviklet seg i. Hvordan livet oppsto har vært et av de eldste og mest kontroversielle vitenskapelige spørsmålene.

Noen forfattere støtter det primære opphavet til metabolisme, mens motstanderne deres støtter den genetiske opprinnelsen.

panspermia

På midten av 1900-tallet foreslo den anerkjente forskeren Arrhenius teorien om panspermia eller den kosmologiske teorien. Denne ideen hever livets opprinnelse takket være ankomsten av romlige mikroorganismer fra en planet der livet tidligere eksisterte.

Logisk sett gir ikke den kosmologiske teorien ideer som løser problemet, siden den ikke forklarer hvordan utenomjordisk liv oppsto på nevnte hypotetiske planet.

Videre er det ikke veldig sannsynlig at de mikroskopiske enhetene som koloniserte prebiotiske miljøer har overlevd romforholdene til de nådde planeten Jorden.

Abiotiske modeller

Abiotiske modeller antyder at livet stammer bortsett fra "mikrostrukturer" som overgangsformer mellom organiske molekyler og tidlige livsformer. Blant hovedforsvarerne for denne teorien er Oparín, Sydney W. Fox og Alfonso F. Herrera.

I følge Oparin og Haldane er koacervater en prøvelse av livets forløper, avgrenset av en plasmamembran som tillater interaksjon med miljøet deres. I følge forfatterne oppsto de før molekylene som overfører genetisk informasjon: DNA eller RNA.

For deres del klarte Stanley Miller og Harold Urey å bygge et genialt system som etterlignet "livets primitive atmosfære." Komponentene som var til stede i den hypotetiske atmosfæren, veldig forskjellige fra den nåværende, klarte å syntetisere organiske molekyler som var essensielle for livet (for eksempel aminosyrer) når varme og spenning ble påført den.

Fox var i stand til å oppnå mikrosfærer av en størrelse som ligner bakterier, og utsatt aminosyrene for en varmekilde.

På samme måte har andre forskere oppnådd syntese av organiske molekyler som bruker uorganiske molekyler som råstoff, og dermed forklarer livets opprinnelse fra et abiotisk miljø.

RNA verden

En annen plassering av livets opprinnelse postulerer som hovedhendelsen utseendet til molekylene som inneholder genetisk informasjon. Ulike forfattere forsvarer livets opprinnelse fra RNA og hevder at dette molekylet fungerte som en mal og en katalysator på samme tid.

Det største beviset er eksistensen av ribosomer, RNA-molekyler som er i stand til å katalysere reaksjoner og samtidig lagre informasjon i nukleotidsekvensen.

Hva består den av?

Den hydrotermiske hypotesen foreslår disse ekstreme vannmiljøene som et riktig sted for syntese av organiske forbindelser som førte til opprinnelsen til levende organismer på jorden.

Forfatterne av denne teorien er basert på arkeiske fossiler, moderne vannforsyningssystemer under vann, og teoretiske og eksperimentelle observasjoner.

Hydrotermiske systemer er preget av høyenergiflukser, et sterkt reduserende miljø og rikelig med mineralleire, som er ideelle overflater for katalytiske reaksjoner. I tillegg har den høye konsentrasjoner av CH ₄ , NH ₃ , H- ₂ og forskjellige metaller.

Hypotesen består av den trinnvise omdanningen av CH ₄ , NH ₃ , H- ₂ til aminosyrer, er disse proteinene inn i og deretter i mer komplekse polymerer, inntil den når en strukturert metabolisme og levende organismer.

Undersøkelse av fossiler i prekambriske bergarter har funnet cellelignende strukturer fra ca. 3,5 til 3,8 milliarder år siden i undersjøiske hydrotermiske sammenstillinger.

I motsetning til de foregående hypotesene, foreslår den hydrotermale hypotesen varme som en energikilde og ikke UV-stråler og elektriske utladninger, som modellen for "primær buljong". Videre foreslår denne modellen eksistensen av miljøgradienter når det gjelder temperatur, pH og kjemisk konsentrasjon.

Kritikk av teorien

Selv om den hydrotermiske hypotesen har flere gyldige argumenter, er den ikke universelt akseptert. En av kritikkene av livets opprinnelse i en varm kilde er inkongruiteten og mangelen på informasjon angående de geologiske modellene fra den prebiotiske epoken.

På samme måte vil de essensielle molekylene for utvikling av liv - for eksempel nukleinsyrer, proteiner og membraner - få øyeblikkelig ødeleggelse på grunn av de høye temperaturene i hydrotermiske miljøer.

Imidlertid er det også sannsynlig at de første livsformene var termostabile, lik de termofile organismer som i dag bor i ekstreme miljøer.

På den annen side oppstår et annet problem knyttet til konsentrasjonen av komponentene. Det er usannsynlig at livet kunne ha utviklet seg i enorme grad av de prebiotiske havene, hvor biomolekyler ville bli fortynnet og spredt.

For at et miljø skal være egnet for livets opprinnelse, må det fremme interaksjoner mellom molekyler, slik at de danner mer komplekse enheter; ikke fortynn dem, slik som ville skje i det dype hav.

Talsmenn for den hydrotermale teorien antyder at livet kunne ha sin opprinnelse i avgrensede områder som forhindret fortynning av nydannede molekyler, for eksempel kratere.

referanser

1. Chatterjee, S. (2016). Et symbiotisk syn på livets opprinnelse ved hydrotermiske påvirkningskrater - innsjøer. Physical Chemistry Chemical Physics, 18 (30), 20033–20046.
2. Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, SE (1981). En hypotese om forholdet mellom ubåt varme kilder og opprinnelsen til livet på jorden. Oceanologica Acta, spesialutgave.
3. Holm, NG (1992). Hvorfor foreslås hydrotermiske systemer som rimelige miljøer for livets opprinnelse? I marine hydrotermiske systemer og livets opprinnelse (s. 5–14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Landskapet til livets fremvekst. Livet, 7 (2), 27.
5. Lanier, KA, & Williams, LD (2017). Livets opprinnelse: modeller og data. Journal of Molecular Evolution, 84 (2), 85–92.