HYDROTERMISK HYPOTESE: HVAD DET ER, BAGGRUND OG KRITIK - BIOLOGI - 2025

Den hydrotermiske hypotese sigter mod at forklare de primitive betingelser, hvor de første livsformer stammer fra planeten Jorden, og foreslår som hovedindstillingen de varme kilder placeret i havdypet.

Der er lokaliseret en række termiske vandkilder med temperaturer, der når 350 ° C, hvor en række typiske faunaer under disse forhold bor, såsom toskallede, orme, krebsdyr, porifere og nogle hidfald (søstjerner og deres pårørende).

Dette bevis tyder på, at dybhavsmiljøer sandsynligvis var egnede til livets oprindelse, og at de tidligste former for liv var kemoautotrofiske mikroorganismer.

Desuden er kogende vand hjemsted for en række kemosyntetiske bakterier, der ekstraherer deres energi fra svovlstoffer, som er rigelige i denne type miljø.

Kemosyntetiske bakterier har producentfunktioner i økosystemer, idet de er basen i fødekæden, svarende til plantenes rolle i typiske økosystemer.

Ideer relateret til den hydrotermiske hypotese begyndte at dukke op i begyndelsen af ​​1977, da forskeren Corliss gjorde direkte observationer i hydrotermiske systemer beliggende på Galapagosøerne.

Baggrund og alternative teorier

I adskillige årtier har forskere foreslået snesevis af teorier, der forsøger at forklare livets oprindelse og det gunstige miljø, som det skulle have udviklet sig i. Hvordan livet stammer fra har været et af de ældste og mest kontroversielle videnskabelige spørgsmål.

Nogle forfattere støtter metabolismens primære oprindelse, mens deres modstandere støtter den genetiske oprindelse.

panspermia

I midten af ​​1900'erne foreslog den anerkendte videnskabsmand Arrhenius teorien om panspermia eller den kosmologiske teori. Denne idé rejser livets oprindelse takket være ankomsten af ​​rumlige mikroorganismer fra en planet, hvor der tidligere eksisterede liv.

Logisk set giver den kosmologiske teori ikke ideer, der løser problemet, da det ikke forklarer, hvordan udenjordisk liv stammer fra den nævnte hypotetiske planet.

Det er endvidere ikke meget sandsynligt, at de mikroskopiske enheder, der koloniserede prebiotiske miljøer har overlevet pladsforholdene, indtil de nåede jorden.

Abiotiske modeller

Abiotiske modeller foreslår, at livet stammer bortset fra "mikrostrukturer" som overgangsformer mellem organiske molekyler og tidlige livsformer. Blandt de største forsvarere af denne teori er Oparín, Sydney W. Fox og Alfonso F. Herrera.

Ifølge Oparin og Haldane er koacervater probitioner for forløbere for livet, afgrænset af en plasmamembran, der tillader interaktion med deres miljø. Ifølge forfatterne stammer de fra molekylerne, der transmitterer genetisk information: DNA eller RNA.

På deres side lykkedes det Stanley Miller og Harold Urey at opbygge et genialt system, der efterlignede "livets primitive atmosfære." Komponenterne i den hypotetiske atmosfære, meget forskellige fra den nuværende, var i stand til at syntetisere organiske molekyler, der er essentielle for livet (såsom aminosyrer), når varme og spænding blev påført den.

Fox var i stand til at opnå mikrosfærer af en størrelse, der svarer til bakterier, og udsatte aminosyrerne for en varmekilde.

På samme måde har andre forskere opnået syntese af organiske molekyler, der bruger uorganiske molekyler som råmateriale, hvilket således forklarer livets oprindelse fra et abiotisk miljø.

RNA verden

En anden placering af livets oprindelse postuleres som hovedbegivenhed udseendet af molekylerne, der indeholder genetisk information. Forskellige forfattere forsvarer livets oprindelse fra RNA og hævder, at dette molekyle fungerede som en skabelon og en katalysator på samme tid.

Det største bevis er eksistensen af ​​ribosomer, RNA-molekyler, der er i stand til at katalysere reaktioner, og på samme tid lagre information i deres nukleotidsekvens.

Hvad består det af?

Den hydrotermiske hypotese foreslår disse ekstreme vandmiljøer som det rette sted til syntese af organiske forbindelser, der førte til oprindelsen af ​​levende organismer på Jorden.

Forfatterne af denne teori er baseret på arkæiske fossiler, moderne hydrotermiske udluftningssystemer og teoretiske og eksperimentelle observationer.

Hydrotermiske systemer er kendetegnet ved højenergifluxer, et meget reducerende miljø og rigelige mineralkler, som er ideelle overflader til katalytiske reaktioner. Desuden har høje koncentrationer af CH ₄, NH ₃, H ₂ og forskellige metaller.

Hypotesen består af den sekventielle omdannelse af CH ₄, NH ₃, H ₂ til aminosyrer, disse til proteiner og derefter i mere komplekse polymerer, indtil en struktureret stofskifte og levende organismer.

Undersøgelse af fossiler i præambambiske klipper har fundet celle-lignende strukturer, der stammer fra omkring 3,5 til 3,8 milliarder år siden i undersøiske hydrotermiske samlinger.

I modsætning til de foregående hypoteser foreslår den hydrotermiske hypotese varme som en energikilde og ikke UV-stråler og elektriske udladninger som model for "primær bouillon". Desuden foreslår denne model eksistensen af ​​miljøgradienter med hensyn til temperatur, pH og kemisk koncentration.

Kritik af teorien

Selvom den hydrotermiske hypotese har adskillige gyldige argumenter, accepteres den ikke universelt. En af kritikerne af livets oprindelse i en varm kilde er inkongruiteten og manglen på information om de geologiske modeller fra den præbiotiske æra.

Ligeledes ville de essentielle molekyler til udvikling af livet - såsom nukleinsyrer, proteiner og membraner - stå over for deres øjeblikkelige ødelæggelse på grund af de høje temperaturer i hydrotermiske miljøer.

Det er dog også sandsynligt, at de første livsformer var termostabile, svarende til de termofile organismer, der i dag bor i ekstreme miljøer.

På den anden side opstår et andet problem relateret til koncentrationen af ​​komponenterne. Det er usandsynligt, at livet kunne have udviklet sig i de store prebiotiske oceaner, hvor biomolekyler ville være meget fortyndet og spredt.

For at et miljø skal være egnet til livets oprindelse, skal det fremme interaktioner mellem molekyler, så de danner mere komplekse enheder; fortynd dem ikke, som det ville ske i det dybe hav.

Tilhængere af den hydrotermale teori antyder, at livet kunne have oprindelse i afgrænsede områder, der forhindrede fortynding af nydannede molekyler, såsom kratere.

Referencer

1. Chatterjee, S. (2016). Et symbiotisk billede af livets oprindelse i krater - søer med hydrotermisk påvirkning. Fysisk kemi Kemisk fysik, 18 (30), 20033–20046.
2. Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, SE (1981). En hypotese om forholdet mellem ubåde varme kilder og oprindelsen af ​​livet på jorden. Oceanologica Acta, specialudgave.
3. Holm, NG (1992). Hvorfor foreslås hydrotermiske systemer som plausible miljøer for livets oprindelse? I marine hydrotermiske systemer og livets oprindelse (s. 5–14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Landskabet til livets opkomst. Livet, 7 (2), 27.
5. Lanier, KA, & Williams, LD (2017). Livets oprindelse: modeller og data. Journal of Molecular Evolution, 84 (2), 85–92.