רקע היפותרותרמי של היפותזה, מה זה מורכב ומבקרות

ה היפותזה הידרותרמית מטרתו להסביר את התנאים הפרימיטיביים שבהם יצרו צורות החיים הראשונות על פני כדור הארץ, והציעו כתרחיש עיקרי למעיינות החמים הנמצאים במעמקי האוקיינוסים.

זיהו מספר מעיינות חמים עם טמפרטורות מגיע 350 מעלות צלזיוס, שבו שורה של עולם החי ישכן של תנאים אלה, כמו צדפות, תולעים, סרטנים, קווצי-עור Porifera וכמה (כוכב ים וקרוביהם).

עדות זו מצביעה על כך שסביבות עמוקות באוקיינוס ​​היו כנראה מתאימות למקור החיים וצורות החיים הראשונות היו המיקרואורגניזמים chemoautotrophic.

בנוסף, מים רותחים מתגוררים בסדרה של חיידקים chemosynthetic כי לחלץ את האנרגיה שלהם מחומרים גופרית, אשר שופע בסוג זה של הסביבה.

חיידקים chemosynthetic יש פונקציות של המפיקים במערכות אקולוגיות, להיות הבסיס של שרשרת המזון, מקביל לתפקיד של צמחים במערכות אקולוגיות טיפוסיות.

רעיונות הקשורים ההשערה הידרותרמיות החלו להופיע בתחילת 1977, כאשר התצפיות הישירות חוקר Corliss שנעשו במערכות הידרותרמיות הממוקמת באיי גלפגוס.

אינדקס

• 1 רקע ותאוריות חלופיות
  • 1.1 Panspermia
  • 1.2 מודלים אביוטיים
  • 1.3 עולם של רנ"א
• 2 מה זה מורכב??
• 3 ביקורת על התיאוריה
• 4 הפניות

מקדמים ותאוריות חלופיות

במשך עשרות שנים הציעו החוקרים עשרות תיאוריות המתיימרות להסביר את מקור החיים ואת הסביבה שמאפשרת את התפתחותה. כיצד מקור החיים היה אחת השאלות המדעיות הוותיקות והמחלוקת ביותר.

מחברים מסוימים תומכים במקור העיקרי של חילוף החומרים, בעוד מתנגדיהם תומכים במוצא הגנטי.

Panspermia

באמצע המאה העשרים הציע המדען המפורסם ארניוס את התיאוריה של panspermia או תיאוריה קוסמולוגית. רעיון זה מעלה את מקור החיים הודות לגעתם של מיקרואורגניזמים מרחביים מכוכב לכת שבו היו חיים בעבר.

מבחינה הגיונית, התיאוריה הקוסמולוגית אינה מספקת רעיונות לפתרון הבעיה, שכן היא אינה מסבירה כיצד החיים מחוץ לכדור הארץ מקורם בכדור הארץ ההיפותטי האמור.

יתר על כן, אין זה סביר מאוד כי ישויות מיקרוסקופיות כי מושבות סביבות פרביוטיות שרדו את תנאי החלל עד שהם מגיעים כדור הארץ.

מודלים אביוטיים

המודלים האביוטיים מציעים שהחיים נוצרו מחוץ ל"מיקרו-מבנים "כצורות של מעבר בין מולקולות אורגניות לצורות החיים הראשונות. בין המגינים העיקריים של תיאוריה זו הוא Oparín, סידני וו 'פוקס ואלפונסו פ' הררה.

לדברי Oparin ו Haldane, coacervates הם probiontes מבשרי החיים, תחומה על ידי קרום פלזמה המאפשר אינטראקציה עם הסביבה שלהם. לדברי המחברים, הם מקורם לפני מולקולות המשדרות את המידע הגנטי: DNA או RNA.

סטנלי מילר והרולד אורי מצדם הצליחו לבנות מערכת משוכללת שמחקה את "אווירת החיים הפרימיטיבית". שונה מאוד מן היום, רכיבים נמצאים באטמוספרה הצליחה היפותטית לסנתז מולקולות אורגניות חיוניות לחיים (כגון חומצות אמינו) כאשר מתח מיושם חום.

פוקס הצליח להשיג microspheres בגודל דומה חיידקים, הנושא את חומצות האמינו למקור של חום.

באותו אופן, חוקרים אחרים השיגו את הסינתזה של מולקולות אורגניות תוך שימוש במולקולות אי-אורגניות כחומר גלם, והסבירו בדרך זו את מקור החיים מסביבה אבוטית.

RNA העולם

תנוחה נוספת של מוצא החיים מניחה כאירוע המרכזי את הופעתן של מולקולות המכילות מידע גנטי. כמה מחברים להגן על מקור החיים מ RNA וטוענים כי מולקולה זו שימשה כתבנית ו זרז בו זמנית.

העדות הגדולה ביותר היא קיומם של ריבוזומים, מולקולות רנ"א המסוגלות לעורר תגובות מזיקות, ובמקביל לאחסן מידע ברצף הנוקליאוטידים שלהם.

מה זה מורכב??

ההיפותזה ההידרותרמית מציעה את הסביבות הימיות הקיצוניות האלה כמקום המתאים לסינתזה של תרכובות אורגניות שהובילו למקורם של אורגניזמים חיים בכדור הארץ.

מחברי תיאוריה זו מבוססים על מאובנים ארכיאולוגיים, מערכות מודרניות של פתחי אוורור הידרותרמיות, ותצפיות תיאורטיות וניסוייות..

מערכות הידרותרמיות מאופיינות על ידי זרימת אנרגיה גבוהה, סביבה צמצום מאוד חימר מינרלי שופע, אשר משטחים אידיאליים עבור תגובות קטליטי. בנוסף, יש ריכוז גבוה של CH₄, NH₃, ח₂ מתכות שונות.

ההשערה מורכבת מההמרה הרצופה של CH₄, NH₃, ח₂ ב חומצות אמינו, אלה חלבונים ולאחר מכן פולימרים מורכבים יותר, עד שתגיע מטבוליזם מובנה אורגניזמים חיים.

על ידי בחינת המאובנים בסלעים Precambrian שמצאנו מבנים המזכירים תאי היכרויות לכ 3.5 שהופך 3.8 מיליארד שנים מכלולים הידרותרמיות צוללת.

בניגוד להיפותזות הקודמות, ההיפותזה הידרותרמית מציעה חום כמקור אנרגיה ולא קרני UV והפרשות חשמליות, דוגמת המודל "מרק ראשוני". בנוסף, מודל זה מציע את קיומם של מעברי סביבה מבחינת טמפרטורה, pH וריכוז כימי.

ביקורת על התיאוריה

למרות ההיפותזה הידרותרמיות יש כמה טיעונים תקפים, זה לא מקובל אוניברסלית. אחת הביקורות על מקור החיים במקור מים תרמי היא חוסר ההתאמה והעדר מידע לגבי המודלים הגיאולוגיים של התקופה הפרה-ביוטית.

כמו כן, מולקולות חיוניות להתפתחות החיים כגון חומצות גרעין, חלבונים membranas- יעמוד בפני הרס מיידי עקב טמפרטורות גבוהות כאלה של סביבות הידרותרמיות.

עם זאת, סביר להניח כי צורות החיים הראשונות היו thermostable, בדומה אורגניזמים thermophilic כי היום מאכלסים סביבות קיצוניות.

מאידך גיסא, מתעוררת חסרון נוסף הקשור בריכוז המרכיבים. אין זה סביר שהחיים יכלו להתפתח במרחב העצום של האוקיינוסים הפרה-ביוטיים, שבהם הביומולקולות יהיו מדוללות מאוד ויפוצו.

כדי שהסביבה תהיה מתאימה למקור החיים, עליה להעדיף את יחסי הגומלין בין המולקולות, כך שהן יוצרות ישויות מורכבות יותר; לא לדלל אותם, כפי שהם היו במעמקי האוקיינוס.

תומכי התיאוריה ההידרותרמית מצביעים על כך שהחיים יכולים לנבוע באזורים מוגבלים שימנעו את דילול המולקולות החדשות, כגון מכתשים.

הפניות

1. Chatterjee, S. (2016). השקפה סימביוטית על מוצא החיים באגם המכתש הידרותרמי. כימיה פיסיקלית כימיה פיסיקלית, 18(30), 2003-2003.
2. Corliss, J.B., Baross, J.A, & Hoffman, S.E. (1981). היפותזה לגבי היחסים בין מעיינות חמים של צוללות לבין מקור החיים על פני כדור הארץ. Oceanologyica Acta, גליון מיוחד.
3. Holm, N. G. (1992). מדוע מערכות הידרותרמיות מוצעות כסביבות סבירות למקור החיים? ב מערכות הידרותרמיות הימיות ומקור החיים (עמ '14-14). שפרינגר, דורדרכט.
4. Jheeta, S. (2017). הנוף של צמיחת החיים. החיים, 7(2), 27.
5. לנייר, ק 'א', וויליאמס, ל 'ד (2017). מוצא החיים: מודלים ונתונים. כתב העת של האבולוציה המולקולרית, 84(2), 85-92.