Abiyogenez ana teorileri



 cansızdan canlı oluşumu Zaman içinde karmaşıklıklarını arttırmayı başaran inert monomer bloklarından başlayarak, dünyadaki ilk yaşam formlarını oluşturan süreçler ve adımlar dizisini ifade eder. Bu teori ışığında, yaşam uygun olmayan moleküllerden, yaşam uygun moleküllerden ortaya çıkmıştır..

Abiogenezin basit yaşam sistemleri üretmesinden sonra, biyolojik evrimin, bugün varolan tüm karmaşık yaşam formlarını doğuracak gibi davranması muhtemeldir..

Bazı araştırmacılar, abiogenezis işlemlerinin, LUCA varsayımsal organizmasını ya da son evrensel ortak atayı (İngilizce'deki kısaltmaların) ortaya çıkarması için dünya tarihinde en az bir kez gerçekleşmesi gerektiğine inanıyor, son evrensel ortak ata), yaklaşık 4 milyar yıl önce.

LUCA'nın, proteinleri oluşturan 20 tip amino asit için kodlanmış, üçlü olarak üçlü olarak gruplandırılan DNA molekülüne dayanan bir genetik koda sahip olması önerilmektedir. Yaşamın kaynağını anlamaya çalışan araştırmacılar, LUCA'ya yol açan abiogenez süreçlerini inceler.

Bu sorunun cevabı geniş bir şekilde sorgulandı ve çoğu zaman gizem ve belirsizlik sisi içinde ele alınmaktadır. Bu nedenle, yüzlerce biyolog, ilkel bir çorbanın ortaya çıkmasından ksenobiyoloji ve astrobiyoloji ile ilgili açıklamalara kadar bir dizi teori önermiştir..

indeks

  • 1 Ne içerir??
  • 2 Yaşamın kökeni: teoriler
    • 2.1 Kendiliğinden nesil teorisi
    • 2.2 Kendiliğinden oluşan neslin reddi
    • 2.3 Pasteur'dan Katkılar
    • 2.4 Panspermi    
    • 2.5 Kemosentetik teorisi
    • 2.6 Miller ve Urey deneyi
    • 2.7 Polimer oluşumu
    • 2.8 Miller ve Pasteur sonuçlarını karşılaştırmak
    • 2.9 RNA Dünyası
  • 3 Hayatın kökeni hakkındaki güncel kavramlar
  • 4 Terimler biyogenez ve abiyogenez
  • 5 Kaynakça

Nelerden oluşur??

Abiyogenez teorisi, cansız öncüllerden daha basit yaşam formlarının ortaya çıktığı kimyasal bir sürece dayanmaktadır..

Abiyogenez sürecinin, şans olayında aniden ortaya çıkış görünümünün aksine sürekli olarak gerçekleştiği varsayılmaktadır. Dolayısıyla, bu teori, canlı olmayan madde ile ilk canlı sistemler arasında sürekliliğin varlığını varsayar..

Aynı şekilde, yaşam başlangıcının inorganik moleküllerden başlayabileceği çeşitli senaryolar önerilmektedir. Genellikle bu ortamlar dünyanın mevcut koşullarından aşırı ve farklıdır..

Bu iddia edilen prebiyotik koşulları, ünlü Miller ve Urey deneyi gibi organik moleküller üretmeye çalışmak için sıklıkla laboratuvarda çoğaltılır..

Yaşamın kökeni: teoriler

Yaşamın kökeni, Aristoteles döneminden bu yana bilim adamları ve filozofların en tartışmalı konularından biri olmuştur. Bu önemli düşünüre göre, doğanın kendiliğinden etkilenmesi sayesinde, ayrışan madde, yaşam ile hayvanlara dönüştürülebilir..

Aristoteles düşüncesi ışığında abiyogenez, ünlü ifadesiyle özetlenebilir. bir gün önce, bu, "bütün hayat hayattan gelir" anlamına gelir.

Daha sonra, oldukça fazla sayıda model, teori ve spekülasyon, yaşamın kökenine yol açan şartları ve süreçleri aydınlatmaya çalıştı..

Aşağıda, ilk yaşam sistemlerinin kökenini açıklamak isteyen hem tarihi hem de bilimsel açıdan en çarpıcı teorileri tanımlayacağız:

Spontan nesil teorisi

17. yüzyılın başında, yaşam formlarının cansız unsurlardan ortaya çıkabileceği düşünülmüştü. Kendiliğinden nesil teorisi, Katolik Kilisesi'nin desteğine sahip olduğu zamanın düşünürleri tarafından geniş çapta kabul edildi. Böylece, canlılar hem ebeveynlerini hem de yaşam dışı maddeleri çimlenebilir..

Bu teoriyi desteklemek için kullanılan en ünlü örnekler arasında, solucanların ve diğer böceklerin parçalanmış ete, çamurdan çıkan kurbağalara ve kirli giysilerden ve terlerden ortaya çıkan kurbağalara görünmesidir..

Aslında, canlı hayvanların yaratılmasını vaat eden tarifler vardı. Örneğin, canlı olmayan malzemeden fareler yaratabilmek için, buğday tanelerini kirli bir kıyafetle karanlık bir ortamda birleştirmek zorunda kaldık ve gün geçtikçe canlı kemirgenler ortaya çıktı..

Bu karışımın savunucuları, giysilerin içindeki insan terinin ve buğdayın fermantasyonunun, yaşam oluşumunu yönlendiren ajanlar olduğunu savundu.

Kendiliğinden oluşan neslin reddi

On yedinci yüzyılda, spontan nesil teorisinin ifadelerindeki kusur ve boşlukları fark etmeye başladı. İtalyan fizikçi Francesco Redi'nin bunu reddetmesi için yeterli deneysel tasarım tasarlaması 1668'e kadar değildi..

Kontrollü deneylerinde Redi, steril kaplara musline sarılı ince dilimlenmiş et parçaları yerleştirdi. Bu kavanozlar gazlı bezle düzgün bir şekilde kaplandı, böylece etle hiçbir şey temas edemedi. Ek olarak, deney, kapatılmayan başka bir şişe serisiyle anlattı..

Günler geçtikçe, solucanlar yalnızca keşfedilen kavanozlarda gözlendi, çünkü sinekler yumurtalara serbestçe girebiliyor ve biriktirebiliyorlardı. Kapaklı kavanozlarda, yumurtalar doğrudan gazlı bez üzerine yerleştirildi..

Aynı şekilde, araştırmacı Lazzaro Spallanzani, spontan nesillerin tesislerini reddetmek için bir dizi deney geliştirdi. Bunun için, orada yaşayacak olan herhangi bir mikroorganizmayı yok etmek için uzun süre kaynatmaya sunduğu bir dizi suyu hazırladı..

Bununla birlikte, kendiliğinden neslin savunucuları, et suyunun maruz kaldığı ısı miktarının aşırı olduğunu ve “hayati kuvveti” tahrip ettiğini iddia etti..

Pasteur'dan Katkılar

Daha sonra, 1864 yılında Fransız biyolog ve kimyager Louis Pasteur, spontan nesillerin varsayımlarına son vermek için yola çıktı..

Bu hedefi gerçekleştirmek için Pasteur, uzun ve uçları kavisli oldukları için “kuğu boynu” olarak bilinen cam kaplar yaptı, böylece herhangi bir mikroorganizmanın girişini engelledi..

Bu kaplarda Pasteur, steril kalan bir dizi suyu kaynattı. Birinin boynu kırıldığında kirlendi ve mikroorganizmalar kısa sürede çoğaldı..

Pasteur'un sağladığı kanıtlar, 2500 yıldan fazla süren bir teoriyi çözmeyi başararak, reddedilemezdi..

panspermia    

1900'lerin başında, İsveçli kimyager Svante Arrhenius "başlıklı bir kitap yazdı"Dünyaların yaratılması"Yaşamın uzaydan aşırı koşullara dayanıklı sporlar yoluyla geldiğini öne sürdü..

Mantıksal olarak, panspermi teorisi, pek çok tartışmaya neden olmuştu, bunun yanında yaşamın kökeni hakkında bir açıklama yapmamıştı..

Kemosentetik teorisi

Pasteur'un deneylerini incelerken, kanıtlarının dolaylı sonuçlarından biri, mikroorganizmaların yalnızca başkalarından geldiği, yani yaşamın yalnızca yaşamdan gelebileceğidir. Bu fenomene "biogenesis" adı verildi..

Bu perspektifi takiben, Rus Alexander Oparin ve İngiliz John D. S. Haldane liderliğinde kimyasal evrim teorileri ortaya çıkacaktı..

Oparin-Haldane'nin kemosentetik teorisi olarak da adlandırılan bu vizyon, bir prebiyotik ortamda, oksijensiz ve su buharı, metan, amonyak, karbon dioksit ve hidrojeni yüksek bir atmosfere sahip olduğunu, bu yüzden son derece azaldığını öne sürüyor. 

Bu ortamda elektriksel deşarj, güneş ışınımı ve radyoaktivite gibi farklı güçler vardı. Bu kuvvetler inorganik bileşikler üzerinde etkiliydi, daha büyük moleküllere neden oldu ve prebiyotik bileşikler olarak bilinen organik moleküller yarattı..

Miller ve Urey deneyi

1950'lerin ortalarında, araştırmacılar Stanley L. Miller ve Harold C. Urey, Oparin-Haldan teorisinin ardından dünyadaki atmosferin sözde atalet koşullarını simüle eden ustaca bir sistem yaratmayı başardılar..

Stanley ve Urey, bu "ilkel" koşullar altında, basit inorganik bileşiklerin, diğerleri arasında amino asitler, yağ asitleri, üre gibi yaşam için vazgeçilmez olan karmaşık organik molekülleri üretebileceğini kanıtladı..

Polimer oluşumu

Daha önce bahsedilen deneyler, canlı sistemlerin bir parçası olan biyomoleküllerin kaynaklandığı makul bir yol önerse de, polimerizasyon sürecinin açıklamasını ve karmaşıklığın artmasını önermezler..

Bu soruyu açıklamaya çalışan birkaç model var. Birincisi, yüksek yüzey alanı ve silikatların, karbon molekülleri için katalizör görevi görebileceği katı mineral yüzeyleri içerir..

Okyanusun derinliklerinde, hidrotermal menfezler demir ve nikel gibi uygun bir katalizör kaynağıdır. Laboratuarlardaki deneylere göre, bu metaller polimerizasyon reaksiyonlarına katılır.

Son olarak, okyanusların çukurlarında, buharlaşma işlemleriyle monomerlerin konsantrasyonunu artırarak daha karmaşık moleküllerin oluşumunu destekleyen sıcak havuzlar vardır. Bu varsayımda "ilkel çorba" hipotezi temel alınmıştır..

Miller ve Pasteur'un sonuçlarını uzlaştırmak

Önceki bölümlerde tartışılan fikir sırasını takiben Pasteur'un deneylerinin, yaşamın etkisiz malzemelerden kaynaklanmadığını kanıtladığını, Miller ve Urey'in kanıtlarının bunun gerçekleşip gerçekleşmediğini, moleküler düzeyde olduğunu göstermiştir..

Her iki sonucu uzlaştırmak için, bugün dünya atmosferinin kompozisyonunun prebiyotik atmosferden tamamen farklı olduğunu unutmamak gerekir..

Mevcut atmosferde mevcut olan oksijen, oluşumdaki moleküllerin bir "yok edici" olarak işlev görecektir. Ayrıca organik moleküllerin oluşumunu teşvik eden enerji kaynaklarının artık prebiyotik ortamın sıklığı ve yoğunluğu ile birlikte bulunmadığını düşünmek gerekir..

Dünyadaki tüm yaşam formları, proteinler, nükleik asitler ve lipitler adı verilen bir dizi büyük yapısal blok ve biyomolekülden oluşur. Onlarla mevcut yaşamın temelini "inşa edebilirsiniz": hücreler.

Hücrede yaşam sürdürülür ve bu prensip üzerine Pasteur her canlı varlığının önceden var olandan gelmesi gerektiğini doğrulamak için kendisini temel alır..

RNA dünyası

Abiyogenez sırasında otokatalizin rolü çok önemlidir, bu nedenle yaşamın kökeni hakkındaki en ünlü hipotezlerden biri, basit zincir moleküllerinden kendi kendini çoğaltma kapasitesine sahip bir başlangıcı öne süren RNA dünyasıdır..

Bu RNA nosyonu, ilk biyokatalizörlerin, protein yapısına sahip moleküller olmadığını, ancak RNA moleküllerinin - veya buna benzer bir polimerin - kataliz yapabilme yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir..

Bu varsayım, peptitlerin, esterlerin ve glikosidik bağların oluşumunu desteklemenin yanı sıra, süreci yönlendiren bir tavlama kullanarak kısa fragmanları sentezleme özelliğine dayanmaktadır..

Bu teoriye göre ataların RNA'sı metaller, pirimidinler ve amino asitler gibi bazı kofaktörlerle ilişkilendirildi. Metabolizmadaki karmaşıklığın ilerlemesi ve artması ile polipeptitleri sentezleme kabiliyeti ortaya çıkar.

Evrim sırasında, RNA daha kimyasal olarak kararlı bir molekülle değiştirildi: DNA.

Yaşamın kökeni hakkındaki güncel kavramlar

Şu anda yaşamın aşırı bir senaryoda ortaya çıkmasından şüpheleniliyor: sıcaklıkların 250 ° C'ye ulaşabileceği ve atmosferik basıncın 300 atmosferi aştığı volkanik bacaların yakınında bulunan okyanus alanları.

Bu şüphe, bu düşman bölgelerde bulunan yaşam biçimlerinin çeşitliliği nedeniyle ortaya çıkar ve bu prensip "sıcak dünya teorisi" olarak bilinir..

Bu ortamlar arkebakteriler, aşırı ortamlarda çoğalabilen, gelişebilen ve çoğalabilen organizmalar, muhtemelen prebiyotik koşullara (düşük oksijen konsantrasyonları ve yüksek CO seviyeleri dahil) çok benzer şekilde kolonileştirilmiştir.2).

Bu ortamların ısıl kararlılığı, ani değişikliklere karşı sağladıkları koruma ve sabit gaz akışı, deniz tabanını ve volkanik bacaları yaşam kaynağı için uygun ortamlar yapan olumlu özelliklerden bazılarıdır..

Biyogenez ve abiyogenez terimleri

1974 yılında ünlü araştırmacı Carl Sagan, biyogenez ve abiyogenez terimlerinin kullanımını açıklayan bir makale yayınladı. Sagan'a göre, her iki terim de ilk canlı formların kökeninin açıklamalarıyla ilgili makalelerde kötüye kullanılmıştır..

Bu hatalar arasında biyogenez terimi kendi zıtlığı olarak kullanılmaktadır. Yani, biyojenez, yaşamın kökenini diğer canlılardan tanımlamak için kullanılırken, abiogenez, yaşamın canlı olmayan maddeden kökenine işaret eder.

Bu anlamda, çağdaş bir biyokimyasal yol biyolojik olarak kabul edilir ve prebiyolojik bir metabolik yol abiyogeniktir. Bu nedenle, her iki terimin kullanımına özel dikkat göstermek gerekir..

referanslar

  1. Bergman, J. (2000). Abiyogenez neden imkansızdır?. Üç Aylık Yaratılış Araştırma Topluluğu, 36(4).
  2. Pross, A. ve Pascal, R. (2013). Yaşamın kökeni: ne biliyoruz, ne biliyoruz ve ne asla bilemeyiz. Açık Biyoloji, 3(3), 120190.
  3. Sadava, D., & Purves, W.H. (2009). Yaşam: biyoloji bilimi. Ed. Panamericana Medical.
  4. Sagan, C. (1974). 'Biyogenez' ve 'abiyogenez' terimleri üzerine. Yaşamın Kökenleri ve Biyosferlerin Evrimi, 5(3), 529-529.
  5. Schmidt, M. (2010). Ksenobiyoloji: nihai biyogüvenlik aracı olarak yeni bir yaşam şekli. Bioassays, 32(4), 322-331.
  6. Serafino, L. (2016). Teorik bir meydan okuma olarak abiyogenez: Bazı yansımalar. jourteorik biyoloji, 402, 18-20.