Theorie der abiotischen Synthese Hauptmerkmale

Die Theorie der abiotischen Synthese ist ein Postulat, das vorschlägt, dass Leben von nicht lebenden Verbindungen herrührt (abiotisch = nicht lebendig). Es legt nahe, dass das Leben allmählich aus der Synthese organischer Moleküle entstand. Zu diesen organischen Molekülen gehören die Aminosäuren, die Vorläufer komplexer Strukturen sind, aus denen lebende Zellen entstehen.

Die Forscher, die diese Theorie vorschlugen, waren der russische Wissenschaftler Alexander Oparin und der britische Biochemiker John Haldane. Jeder dieser Wissenschaftler, die für sich selbst recherchierten, kamen zu der gleichen Hypothese: dass der Ursprung des Lebens auf der Erde von organischen und mineralischen Verbindungen (nicht lebende Materie) kam, die vorher in der primitiven Atmosphäre existierten.

Index

• 1 Was ist das?
• 2 Theorie von Oparin und Haldane
  • 2.1 Überlegungen zur Theorie
• 3 Experimente, die die Theorie der abiotischen Synthese unterstützen
  • 3.1 Experiment von Miller und Urey
  • 3.2 Das Juan-Oró-Experiment
  • 3.3 Sydney Fox-Experiment
  • 3.4 Alfonso Herreras Experiment
• 4 Referenzen

Was ist das?

Die Theorie der abiotischen Synthese besagt, dass der Ursprung des Lebens auf der Erde dank der Mischung aus den anorganischen und organischen Verbindungen in der Atmosphäre dieser Zeit, die mit Wasserstoff, Methan, Wasserdampf, Kohlendioxid und Ammoniak.

Theorie von Oparin und Haldane

Oparin und Haldane dachten, dass die primitive Erde eine reduzierende Atmosphäre hatte; das heißt, eine Atmosphäre mit wenig Sauerstoff, wo die vorhandenen Moleküle dazu neigen, ihre Elektronen abzugeben.

Anschließend würde sich die Atmosphäre allmählich verändern, was zu einfachen Molekülen wie molekularem Wasserstoff (H2), Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2), Ammoniak (NH3) und Wasserdampf (H2O) führen würde. Unter diesen Bedingungen schlugen sie vor:

- Einfache Moleküle könnten mit Energie aus Sonnenstrahlen, elektrischen Entladungen von Stürmen, Wärme aus dem Erdkern und anderen Arten von Energie reagiert haben, die letztlich die physikalisch-chemischen Reaktionen beeinflusst haben.

- Dies förderte die Bildung von Koazervaten (Systeme von Molekülen, aus denen Leben entstand, nach Oparin), die in den Ozeanen schwammen.

- In dieser "primitiven Suppe" wären die Bedingungen ausreichend, so dass die Bausteine ​​in späteren Reaktionen kombiniert werden könnten.

- Aus diesen Reaktionen wurden größere und komplexere Moleküle (Polymere) gebildet, wie Proteine ​​und Nukleinsäuren, wahrscheinlich begünstigt durch die Anwesenheit von Wasser aus Pfützen in der Nähe des Ozeans.

- Diese Polymere könnten zu Einheiten oder Strukturen zusammengebaut worden sein, die aufrechterhalten und repliziert werden können. Oparin dachte, dass sie "Kolonien" von gruppierten Proteinen sein könnten, um den Metabolismus durchzuführen, und Haldane schlug vor, dass die Makromoleküle in Membranen eingeschlossen waren, um zellartige Strukturen zu bilden.

Überlegungen zur Theorie

Die Details dieses Modells sind wahrscheinlich nicht ganz korrekt. Zum Beispiel glauben Geologen jetzt, dass die primitive Atmosphäre nicht geschrumpft ist, und es ist nicht klar, ob Teiche am Rand des Ozeans eine wahrscheinliche Seite für das erste Erscheinen des Lebens sind.

Der Grundgedanke "eine graduelle und spontane Bildung von Gruppen einfacher Moleküle, dann die Bildung komplexerer Strukturen und schließlich der Erwerb der Fähigkeit zur Selbstreplikation" bleibt der Kern der meisten Hypothesen der Ursprünge des aktuelles Leben.

Experimente, die die Theorie der abiotischen Synthese unterstützen

Miller und Urey experimentieren

Im Jahr 1953 machten Stanley Miller und Harold Urey ein Experiment, um die Ideen von Oparin und Haldane zu testen. Sie fanden heraus, dass organische Moleküle spontan unter reduzierenden Bedingungen ähnlich denen der zuvor beschriebenen primitiven Erde auftreten können.

Miller und Urey bauten ein geschlossenes System auf, das eine Menge erhitztes Wasser und eine Mischung von Gasen enthielt, von denen man annahm, dass sie in der frühen Erdatmosphäre reichlich vorhanden sind: Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2) und Ammoniak (NH3).

Um die Strahlen zu simulieren, die die notwendige Energie für die chemischen Reaktionen geliefert haben könnten, die zu komplexeren Polymeren führten, haben Miller und Urey in ihrem experimentellen System elektrische Schocks durch eine Elektrode geschickt.

Nachdem Miller und Urey das Experiment für eine Woche laufen ließen, entdeckten sie, dass verschiedene Arten von Aminosäuren, Zuckern, Lipiden und anderen organischen Molekülen gebildet worden waren.

Große, komplexe Moleküle - wie DNA und Protein - fehlten. Das Miller-Urey-Experiment zeigte jedoch, dass zumindest einige der Grundkomponenten dieser Moleküle spontan aus einfachen Verbindungen gebildet werden können.

Das Juan-Oró-Experiment

Auf der Suche nach den Ursprüngen des Lebens nutzte der spanische Wissenschaftler Juan Oró sein biochemisches Wissen, um unter Laborbedingungen andere für das Leben wichtige organische Moleküle zu synthetisieren.

Oro antwortete auf die Bedingungen des Miller-Urey-Experiments, das Cyanidderivate in großen Mengen produziert.

Unter Verwendung dieses Produkts (Cyanwasserstoff), mehr Ammoniak und Wasser wurde die Investigator Lage Adenin Moleküle zu synthetisieren, eine der vier stickstoffhaltigen Basen von DNA und eine Komponente des ATP, ein Schlüsselmolekül Strom zu den meisten Lebewesen bereitzustellen .

Wenn diese Feststellung im Jahr 1963 veröffentlicht wurde, war es nicht nur ein Wissenschaftler, sondern auch populäre Wirkung, da es die Möglichkeit der spontanen Entstehung von Nukleotiden auf der primitiven Erde ohne äußere Einwirkung zeigte.

Auch gelang es, Synthetisierung, in der Laborumgebung neu zu erstellen ähnlich wie in der frühen Erde, andere organische Verbindungen bestehenden, vor allem Lipide, den Teil der Zellmembranen, einige Proteine ​​und wichtig in dem Stoffwechsel aktiven Enzymen sind.

Sydney Fox-Experiment

1972 führten Sydney Fox und seine Mitarbeiter ein Experiment durch, mit dem sie Strukturen mit Membran- und osmotischen Eigenschaften erzeugen konnten. das heißt, ähnlich wie lebende Zellen, die sie genannt haben Proteinoid-Mikrokügelchen.

Unter Verwendung einer trockenen Mischung von Aminosäuren wurden sie bei mäßigen Temperaturen erhitzt; So haben sie die Bildung von Polymeren erreicht. Diese Polymere bildeten, wenn sie in Salzlösung gelöst waren, winzige Tröpfchen in der Größe einer Bakterienzelle, die bestimmte chemische Reaktionen durchführen können.

Diese Mikrosphären hatten eine doppelt durchlässige Hülle, ähnlich den derzeitigen Zellmembranen, die es ihnen ermöglichten, zu hydratisieren und zu dehydratisieren, abhängig von den Veränderungen in der Umgebung, in der sie sich befanden.

Alle diese Beobachtungen, die aus der Untersuchung der Mikrogefäße gewonnen wurden, zeigten eine Vorstellung über die Art von Prozessen, die die ersten Zellen hervorgebracht haben könnten.

Alfonso Herrera Experiment

Andere Forscher führten ihre eigenen Experimente durch, um zu versuchen, molekulare Strukturen zu replizieren, aus denen die ersten Zellen hervorgingen. Alfonso Herrera, ein mexikanischer Wissenschaftler, gelang es künstlich, Strukturen zu erzeugen, die er Sulfobios und Colpoide nannte.

Herrera verwendete Stoffgemische wie Ammoniumsulfocyanid, Ammoniumthiosyanat und Formaldehyd, mit denen er kleine Strukturen von hohem Molekulargewicht synthetisieren konnte. Diese schwefelreichen Strukturen waren ähnlich organisiert wie lebende Zellen, deshalb nannte er sie Sulfobios.

In ähnlicher Weise mischte er Olivenöl und Benzin mit geringen Mengen Natriumhydroxid, um andere Arten von Mikrostrukturen zu erzeugen, die ähnlich wie Protozoen organisiert waren; Er nannte diese Mikrosphären colpoides.

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