Teori Ciri-ciri Utama Sintesis Abiotik

The Teori sintesis abiotik adalah postulat yang mencadangkan bahawa kehidupan berasal daripada sebatian tidak hidup (abiotik = tidak hidup). Ia menunjukkan bahawa kehidupan timbul secara beransur-ansur dari sintesis molekul organik. Di antara molekul organik ini adalah asid amino, yang merupakan prekursor struktur yang lebih kompleks yang menimbulkan sel-sel hidup.

Para penyelidik yang mencadangkan teori ini ialah saintis Rusia Alexander Oparin dan biokimia British John Haldane. Setiap saintis ini, menyiasat dengan sendirinya, datang kepada hipotesis yang sama: bahawa asal hidup di Bumi berasal dari sebatian organik dan mineral (benda tidak hidup) yang sebelumnya wujud dalam suasana primitif.

Indeks

• 1 Apa itu terdiri daripada??
• 2 Teori Oparin dan Haldane
  • 2.1 Pertimbangan teori
• 3 Eksperimen yang menyokong Teori sintesis abiotik
  • 3.1 Miller dan Urey eksperimen
  • 3.2 Eksperimen Juan Oró
  • 3.3 Sydney Fox experiment
  • 3.4 eksperimen Alfonso Herrera
• 4 Rujukan

Apa itu terdiri daripada??

Teori sintesis abiotik menyatakan bahawa asal-usul kehidupan di Bumi berlaku berkat campuran antara sebatian organik dan organik yang berada di atmosfer waktu itu, yang dipertanggungkan dengan hidrogen, metana, wap air, karbon dioksida dan ammonia.

Teori Oparin dan Haldane

Oparin dan Haldane menganggap bahawa bumi primitif mempunyai suasana yang berkurang; iaitu atmosfera dengan sedikit oksigen di mana molekul yang hadir cenderung untuk mendermakan elektron mereka.

Seterusnya, atmosfera akan berubah secara beransur-ansur menimbulkan molekul mudah seperti molekul hidrogen (H2), metana (CH4), karbon dioksida (CO2), ammonia (NH3) dan wap air (H2O). Di bawah syarat-syarat ini, mereka mencadangkan bahawa:

- Molekul-molekul mudah boleh bertindak balas, menggunakan tenaga yang datang dari sinar Matahari, pelepasan elektrik dari ribut, haba dari teras Bumi, antara jenis tenaga lain yang akhirnya mempengaruhi reaksi fiziko-kimia.

- Ini mempromosikan pembentukan coacervates (sistem molekul dari kehidupan yang berasal, menurut Oparin) yang melayang di lautan.

- Dalam "sup primitif" keadaan ini akan mencukupi supaya blok bangunan dapat digabungkan dalam reaksi kemudian.

- Dari tindak balas ini, molekul yang lebih besar dan lebih kompleks (polimer) terbentuk, seperti protein dan asid nukleik, mungkin disukai oleh kehadiran air dari genangan air berhampiran lautan..

- Polimer-polimer ini dapat dikumpulkan ke dalam unit atau struktur yang dapat dikekalkan dan direplikasi. Oparin menganggap bahawa mereka boleh menjadi "koloni" protein berkumpulan untuk menjalankan metabolisme, dan Haldane mencadangkan bahawa makromolekul dibungkus dalam membran untuk membentuk struktur seperti sel..

Pertimbangan mengenai teori

Butiran model ini mungkin tidak sepenuhnya betul. Sebagai contoh, ahli geologi sekarang percaya bahawa atmosfer primitif tidak mengecut, dan tidak jelas jika kolam di pinggir lautan adalah tapak yang mungkin untuk penampilan pertama kehidupan.

Walau bagaimanapun, idea asas "pembentukan secara beransur-ansur dan spontan kumpulan molekul mudah, maka pembentukan struktur yang lebih kompleks dan akhirnya memperoleh keupayaan untuk diri-meniru" kekal sebagai teras utama sebahagian besar hipotesis tentang asal-usul kehidupan semasa.

Eksperimen yang menyokong Teori sintesis abiotik

Eksperimen Miller dan Urey

Pada tahun 1953, Stanley Miller dan Harold Urey membuat percubaan untuk menguji idea-idea Oparin dan Haldane. Mereka mendapati bahawa molekul organik boleh berlaku secara spontan di bawah keadaan yang menyerupai sama seperti bumi primitif yang terdahulu.

Miller dan Urey dibina sistem tertutup yang mengandungi jumlah air yang dipanaskan dan campuran gas-gas yang dianggap banyak dalam suasana awal Earth: metana (CH4), karbon dioksida (CO2) dan ammonia (NH3).

Untuk mensimulasikan sinaran yang boleh memberikan tenaga yang diperlukan untuk reaksi kimia yang menimbulkan polimer yang paling kompleks berlaku, Miller dan Urey menghantar kejutan elektrik melalui elektrod dalam sistem eksperimen mereka..

Selepas membiarkan eksperimen berjalan selama seminggu, Miller dan Urey mendapati bahawa beberapa jenis asid amino, gula, lipid dan molekul organik lain telah terbentuk..

DNA dan protein molekul yang besar dan rumit-hilang. Walau bagaimanapun, eksperimen Miller-Urey menunjukkan bahawa sekurang-kurangnya beberapa komponen asas molekul-molekul ini boleh dibentuk secara spontan daripada sebatian sederhana.

Eksperimen Juan Oró

Melanjutkan dengan mencari asal-usul kehidupan, saintis Sepanyol Juan Oró menggunakan pengetahuan biokimia untuk mensintesis, dalam keadaan makmal, molekul organik lain yang penting untuk kehidupan.

Oro menjawab syarat percubaan Miller dan Urey, yang menghasilkan derivatif sianida dalam kuantiti yang banyak.

Menggunakan produk ini (asid hidrosianik), lebih ammonia dan air, penyiasat itu dapat mensintesis molekul adenina, salah satu daripada empat asas nitrogenous DNA dan salah satu komponen ATP, molekul utama untuk memberikan kuasa kepada makhluk-makhluk hidup yang paling.

Apabila penemuan ini diterbitkan pada tahun 1963, ia bukan sahaja mempunyai saintifik tetapi juga kesan yang popular, kerana ia menunjukkan kemungkinan penampilan nukleotida spontan pada Bumi primitif tanpa sebarang pengaruh luaran.

Beliau juga berjaya mensintesis, mencipta semula makmal di persekitaran yang sama seperti yang wujud di Bumi awal, sebatian organik lain, terutamanya lipid yang merupakan sebahagian daripada membran sel, beberapa protein dan enzim aktif yang penting dalam metabolisme.

Percubaan Sydney Fox

Pada tahun 1972, Sydney Fox dan rakan-rakannya melakukan eksperimen yang membolehkan mereka menghasilkan struktur dengan membran dan sifat osmotik; iaitu, sama dengan sel hidup, yang mereka panggil Mikrosfera protein.

Menggunakan campuran asid amino kering, mereka meneruskan pemanasannya kepada suhu sederhana; dengan itu mereka mencapai pembentukan polimer. Polimer ini, apabila dibubarkan dalam garam, membentuk titisan kecil saiz sel bakteria yang mampu melaksanakan reaksi kimia tertentu.

Mikrosfera ini mempunyai sampul surat yang telap ganda, sama dengan membran sel semasa, yang membolehkan mereka menghidrat dan menghidratkan bergantung kepada perubahan dalam persekitaran di mana mereka berada.

Kesemua pemerhatian yang diperolehi daripada kajian microspherules, menunjukkan idea mengenai jenis proses yang boleh memulakan sel-sel pertama.

Eksperimen Alfonso Herrera

Para penyelidik lain menjalankan eksperimen mereka sendiri untuk cuba meniru struktur molekul yang menimbulkan sel pertama. Alfonso Herrera, seorang saintis Mexico, berjaya menjana artifak menghasilkan struktur yang dipanggil sulfobios dan colpoides.

Herrera menggunakan campuran bahan-bahan seperti amonium sulfocyanide, ammonium thiosyanate dan formaldehyde, yang mana dia dapat mensintesis struktur kecil berat molekul yang tinggi. Struktur yang kaya dengan belerang ini disusun sama dengan sel-sel hidup, jadi dia memanggil mereka sulfovio.

Begitu juga, dia bercampur minyak zaitun dan petrol dengan sedikit natrium hidroksida untuk menghasilkan jenis mikrostruktur lain yang dianjurkan dengan cara yang sama seperti protozoa; kepada microspheres ini dia memanggil mereka colpoides.

Rujukan

1. Carranza, G. (2007). Biologi I. Ambang editorial, Mexico.
2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biologi 1 (Ed ed.). Progresial Editorial.
3. Fox, S. W. (1957). Masalah Kimia Generasi Spontan. Jurnal Pendidikan Kimia, 34(10), 472-479.
4. Fox, S. W., & Harada, K. (1958). Kopolimerisasi terma asid amino kepada protein yang menghasilkan produk. Sains, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biologi: Biogenesis dan Mikroorganisma (Ed ed.). Pendidikan Pearson.
6. Gama, A. (2007). Biologi I: Pendekatan konstruktivis (Edisi ke-3). Pendidikan Pearson.
7. Gordon-Smith, C. (2003). Hipotesis Oparin-Haldane. In Asal kehidupan: Tanda meriah abad ke-20. Diperolehi daripada: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). Teori Baru Asal dan Alam Kehidupan. Sains, 96: 14.
9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera dan Permulaan Evolusi dan Pengajian di Asal Kehidupan di Mexico. Jurnal Evolusi Molekul, 83(5-6), 193-203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey dan seterusnya: Apa yang telah dipelajari tentang reaksi sintesis organik prebiotik dalam tempoh 60 tahun yang lalu?. Kajian Tahunan Sains Bumi dan Planet, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Pengeluaran asid amino di bawah keadaan bumi yang mungkin primitif. Sains 117: 528- 529
12. Miller, S. L. (1955). Pengeluaran Beberapa Sebatian Organik di bawah Syarat Bumi Primitif. Jurnal Persatuan Kimia Amerika.
13. Miller, S.L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Asal sebatian organik pada bumi primitif dan dalam meteorit. Jurnal Evolusi Molekul, 9(1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biologi 1, Jilid 1. Editor Pembelajaran Cengage.
15. Parker, E.T., Cleaves, H. J., Callahan, M.P., Dworkin, J.P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J.L. (2011). Sintesis Prebiotik Methionine dan Lain-lain Sebatian Organik Sulfur pada Bumi Primitif: Penilaian Semula Kontemporari Berdasarkan Eksperimen Stanley Miller 1958 yang Tidak Diterbitkan. Asal Usul dan Evolusi Biospheres, 41(3), 201-212.