Cơ sở giả thuyết thủy nhiệt, những gì nó bao gồm và phê bình



các giả thuyết thủy nhiệt nhằm mục đích giải thích các điều kiện nguyên thủy trong đó sự sống đầu tiên hình thành trên hành tinh Trái đất bắt nguồn, đề xuất như kịch bản chính các suối nước nóng nằm ở độ sâu của đại dương.

Một loạt các nguồn nước nhiệt đã được đặt ở nhiệt độ lên tới 350 ° C, trong đó một loạt các động vật điển hình của các điều kiện này sống, chẳng hạn như hai mảnh vỏ, giun, giáp xác, por pum và một số động vật da gai (sao biển và họ hàng của chúng)..

Bằng chứng này cho thấy môi trường đại dương sâu thẳm có lẽ là đủ cho nguồn gốc của sự sống và các dạng sống đầu tiên là các vi sinh vật hóa trị.

Ngoài ra, nước sôi sinh sống một loạt các vi khuẩn tổng hợp chiết xuất năng lượng của chúng từ các chất lưu huỳnh, rất phong phú trong loại môi trường này.

Vi khuẩn tổng hợp có chức năng của các nhà sản xuất trong hệ sinh thái, là cơ sở của chuỗi thức ăn, tương tự như vai trò của thực vật trong các hệ sinh thái điển hình.

Những ý tưởng liên quan đến giả thuyết thủy nhiệt bắt đầu xuất hiện vào đầu năm 1977, khi nhà nghiên cứu Corliss thực hiện các quan sát trực tiếp trong các hệ thống thủy nhiệt nằm ở quần đảo Galapagos..

Chỉ số

  • 1 nền tảng và lý thuyết thay thế
    • 1.1 Panspermia
    • 1.2 mô hình phi sinh học
    • Thế giới của RNA
  • 2 Nó bao gồm những gì??
  • 3 phê bình cho lý thuyết
  • 4 tài liệu tham khảo

Tiền đề và lý thuyết thay thế

Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã đề xuất hàng tá lý thuyết nhằm mục đích giải thích nguồn gốc của sự sống và môi trường cho phép nó được phát triển. Làm thế nào cuộc sống bắt nguồn là một trong những câu hỏi khoa học lâu đời nhất và gây tranh cãi nhất.

Một số tác giả ủng hộ nguồn gốc chính của quá trình trao đổi chất, trong khi đối thủ của họ ủng hộ nguồn gốc di truyền.

Panspermia

Vào giữa những năm 1900, nhà khoa học nổi tiếng Arrhenius đã đề xuất lý thuyết về panspermia hoặc lý thuyết vũ trụ học. Ý tưởng này làm tăng nguồn gốc của sự sống nhờ sự xuất hiện của các vi sinh vật không gian từ một hành tinh nơi sự sống tồn tại trước đó.

Về mặt logic, lý thuyết vũ trụ không cung cấp các ý tưởng giải quyết vấn đề, vì nó không giải thích được sự sống ngoài trái đất bắt nguồn từ hành tinh giả thuyết như thế nào.

Hơn nữa, không có khả năng các thực thể siêu nhỏ xâm chiếm môi trường prebiotic đã sống sót trong điều kiện không gian cho đến khi chúng đến hành tinh Trái đất.

Mô hình phi sinh học

Các mô hình phi sinh học đề xuất rằng sự sống bắt nguồn từ "các cấu trúc vi mô" là các dạng chuyển tiếp giữa các phân tử hữu cơ và các dạng sống đầu tiên. Trong số những người bảo vệ chính của lý thuyết này là Oparín, Sydney W. Fox và Alfonso F. Herrera.

Theo Oparin và Haldane, coacervate là tiền thân của sự sống, được giới hạn bởi màng plasma cho phép tương tác với môi trường của chúng. Theo các tác giả, chúng có nguồn gốc trước các phân tử truyền thông tin di truyền: DNA hoặc RNA.

Về phần mình, Stanley Miller và Harold Urey đã xoay sở để xây dựng một hệ thống khéo léo bắt chước "bầu không khí nguyên thủy của cuộc sống". Các thành phần có trong bầu không khí giả thuyết, rất khác với hiện tại, có thể tổng hợp các phân tử hữu cơ không thể thiếu cho sự sống (như axit amin) khi nhiệt và điện áp được áp dụng.

Fox quản lý để thu được các kính hiển vi có kích thước tương tự như vi khuẩn, khiến các axit amin phải chịu một nguồn nhiệt.

Theo cách tương tự, các nhà nghiên cứu khác đã đạt được sự tổng hợp các phân tử hữu cơ sử dụng các phân tử vô cơ làm nguyên liệu thô, giải thích theo cách này nguồn gốc của sự sống từ một môi trường phi sinh học.

Thế giới RNA

Một vị trí khác của nguồn gốc sự sống được coi là sự kiện chính sự xuất hiện của các phân tử có chứa thông tin di truyền. Một số tác giả bảo vệ nguồn gốc sự sống từ RNA và cho rằng phân tử này đóng vai trò là mẫu và chất xúc tác cùng một lúc.

Bằng chứng lớn nhất là sự tồn tại của ribosome, các phân tử RNA có khả năng xúc tác cho các phản ứng và đồng thời, lưu trữ thông tin trong chuỗi nucleotide của chúng.

Nó bao gồm những gì??

Giả thuyết thủy nhiệt đề xuất các môi trường dưới nước cực đoan này là nơi thích hợp để tổng hợp các hợp chất hữu cơ dẫn đến nguồn gốc của các sinh vật sống trên Trái đất.

Các tác giả của lý thuyết này dựa trên hóa thạch cổ, hệ thống hiện đại của các lỗ thông thủy nhiệt dưới biển và các quan sát lý thuyết và thực nghiệm..

Các hệ thống thủy nhiệt được đặc trưng bởi dòng năng lượng cao, môi trường khử mạnh và đất sét khoáng chất phong phú, là bề mặt lý tưởng cho các phản ứng xúc tác. Ngoài ra, nó có nồng độ CH cao4, NH3, H2 và các kim loại khác nhau.

Giả thuyết bao gồm sự chuyển đổi tuần tự của CH4, NH3, H2 trong axit amin, những chất này trong protein và sau đó trong các polyme phức tạp hơn, cho đến khi bạn đạt được sự trao đổi chất có cấu trúc và các sinh vật sống.

Khi kiểm tra hóa thạch trong đá của người Precambrian, các cấu trúc gợi nhớ đến các tế bào có niên đại từ 3,5 đến 3,8 tỷ năm trước đã được tìm thấy trong các tổ hợp thủy nhiệt dưới nước..

Trái ngược với các giả thuyết trước đây, giả thuyết thủy nhiệt đề xuất nhiệt là nguồn năng lượng chứ không phải tia UV và phóng điện, như mô hình "súp nguyên thủy". Ngoài ra, mô hình này đề xuất sự tồn tại của độ dốc môi trường về nhiệt độ, pH và nồng độ hóa học.

Phê bình lý thuyết

Mặc dù giả thuyết thủy nhiệt có một số lập luận hợp lệ, nhưng nó không được chấp nhận phổ biến. Một trong những lời chỉ trích về nguồn gốc sự sống trong nguồn nước nhiệt là sự không thống nhất và thiếu thông tin liên quan đến các mô hình địa chất của Thời đại Prebiotic.

Tương tự như vậy, các phân tử không thể thiếu cho sự phát triển của sự sống - như axit nucleic, protein và màng - sẽ phải đối mặt với sự hủy diệt ngay lập tức của chúng, do nhiệt độ cao của môi trường thủy nhiệt.

Tuy nhiên, cũng có khả năng các dạng sống đầu tiên là ổn định nhiệt, tương tự như các sinh vật ưa nhiệt ngày nay sống trong môi trường khắc nghiệt.

Mặt khác, một nhược điểm khác liên quan đến nồng độ của các thành phần phát sinh. Không có khả năng sự sống có thể phát triển trong sự rộng lớn của các đại dương prebiotic, nơi các phân tử sinh học sẽ cực kỳ loãng và phân tán.

Để một môi trường phù hợp với nguồn gốc của sự sống, nó phải thiên về sự tương tác giữa các phân tử, để chúng tạo thành các thực thể phức tạp hơn; Đừng pha loãng chúng, như chúng sẽ ở dưới đáy đại dương.

Những người ủng hộ lý thuyết thủy nhiệt cho rằng sự sống có thể bắt nguồn từ các khu vực giới hạn sẽ ngăn cản sự pha loãng của các phân tử mới được hình thành, như miệng núi lửa.

Tài liệu tham khảo

  1. Chatterjee, S. (2016). Một cái nhìn cộng sinh về nguồn gốc của sự sống tại các miệng núi lửa va chạm thủy nhiệt. Vật lý Hóa học Vật lý Hóa học, 18(30), 20033-20046.
  2. Corliss, J.B., Baross, J.A., & Hoffman, S.E. (1981). Một giả thuyết liên quan đến mối quan hệ giữa suối nước nóng dưới biển và nguồn gốc sự sống trên trái đất. Oceanologica Acta, số đặc biệt.
  3. Holm, N. G. (1992). Tại sao các hệ thống thủy nhiệt được đề xuất là môi trường hợp lý cho nguồn gốc của sự sống? Trong Hệ thống thủy nhiệt biển và nguồn gốc của sự sống (trang 5-14). Mùa xuân, Dordrecht.
  4. Jheeta, S. (2017). Phong cảnh của sự xuất hiện của cuộc sống. Cuộc sống, 7(2), 27.
  5. Lanier, K. A., & Williams, L. D. (2017). Nguồn gốc của sự sống: Mô hình và dữ liệu. Tạp chí tiến hóa phân tử, 84(2), 85-92.