IPOTEZĂ HIDROTERMICĂ: CE ESTE, FUNDAL ȘI CRITICĂ - BIOLOGIE - 2025

Cele hidrotermale ipoteze obiective pentru a explica condițiile primitive în care primele forme de originea vieții pe planeta Pământ, propunând ca scenariul principal izvoarele termale situate în adâncurile oceanelor.

O serie de surse de apă termală au fost localizate cu temperaturi care ajung la 350 ° C, unde locuiesc o serie de faune tipice ale acestor condiții, cum ar fi bivalve, viermi, crustacee, porifere și unele echinoderme (stele de mare și rudele lor).

Aceste dovezi sugerează că mediile oceanelor profunde au fost probabil potrivite pentru originea vieții și primele forme de viață au fost microorganismele chimioautotrofe.

Mai mult, apa clocotită găzduiește o serie de bacterii chemosintetice care își extrag energia din substanțele cu sulf, care sunt abundente în acest tip de mediu.

Bacteriile chimosintetice au funcții de producător în ecosisteme, fiind baza lanțului alimentar, analog rolului plantelor în ecosistemele tipice.

Ideile legate de ipoteza hidrotermică au început să apară la începutul anului 1977, când cercetătorul Corliss a făcut observații directe în sistemele hidrotermale situate în Insulele Galapagos.

Istoric și teorii alternative

Timp de câteva decenii, cercetătorii au propus zeci de teorii care încearcă să explice originea vieții și mediul favorabil în care ar fi trebuit să se dezvolte. Cum a apărut viața a fost una dintre cele mai vechi și mai controversate întrebări științifice.

Unii autori susțin originea primară a metabolismului, în timp ce adversarii lor susțin originea genetică.

panspermie

La mijlocul anilor 1900 renumitul savant Arrhenius a propus teoria panspermiei sau teoria cosmologică. Această idee ridică originea vieții datorită sosirii microorganismelor spațiale de pe o planetă unde viața a existat anterior.

În mod logic, teoria cosmologică nu oferă idei care rezolvă problema, deoarece nu explică modul în care a avut loc viața extraterestră pe planeta ipotetică.

Mai mult, nu este foarte probabil ca entitățile microscopice care au colonizat mediile prebiotice să fi supraviețuit condițiilor de spațiu până când au ajuns pe planeta Pământ.

Modele abiotice

Modelele abiotice propun că viața își are originea în afară de „microstructuri” ca forme de tranziție între moleculele organice și formele de viață timpurie. Printre principalii apărători ai acestei teorii se numără Oparín, Sydney W. Fox și Alfonso F. Herrera.

Conform Oparin și Haldane, coacervatele sunt probioniști precursori ai vieții, delimitați de o membrană plasmatică care permite interacțiunea cu mediul lor. Potrivit autorilor, au luat naștere înaintea moleculelor care transmit informații genetice: ADN sau ARN.

La rândul lor, Stanley Miller și Harold Urey au reușit să construiască un sistem ingenios care imita „atmosfera primitivă a vieții”. Componentele prezente în atmosfera ipotetică, foarte diferite de cea actuală, au putut să sintetizeze molecule organice esențiale pentru viață (cum ar fi aminoacizii) atunci când s-au aplicat căldură și tensiune.

Fox a putut obține microsfere de dimensiuni similare cu bacteriile, supunând aminoacizii la o sursă de căldură.

În același mod, alți cercetători au obținut sinteza moleculelor organice folosind molecule anorganice ca materie primă, explicând astfel originea vieții dintr-un mediu abiotic.

Lumea ARN

O altă poziție a originii vieții postulează ca eveniment principal apariția moleculelor care conțin informații genetice. Diversi autori apără originea vieții de ARN și susțin că această moleculă a servit ca șablon și catalizator în același timp.

Cea mai mare dovadă este existența ribozomilor, a moleculelor de ARN capabile să catalizeze reacțiile și, în același timp, să stocheze informații în secvența lor de nucleotide.

În ce constă?

Ipoteza hidrotermică propune aceste medii acvatice extreme ca locul potrivit pentru sinteza compușilor organici care au dus la originea organismelor vii pe Pământ.

Autorii acestei teorii se bazează pe fosile arheane, sisteme de aerisire hidrotermale moderne subacvatice și observații teoretice și experimentale.

Sistemele hidrotermale sunt caracterizate de fluxuri de energie ridicate, un mediu extrem de reducător și argile minerale abundente, care sunt suprafețe ideale pentru reacțiile catalitice. In plus, are concentrații mari de CH ₄ , NH ₃ , H ₂ și metale diferite.

Ipoteza constă din conversia secvențială a CH ₄ , NH ₃ , H ₂ în aminoacizi, aceste proteine în și apoi în polimerii mai complexe, până la atingerea unui metabolism structurat și organisme vii.

Examinarea fosilelor din rocile precambriene a descoperit structuri asemănătoare celulelor care datează de acum aproximativ 3,5 până la 3,8 miliarde de ani în ansamblurile hidrotermale submarine.

Spre deosebire de ipotezele anterioare, ipoteza hidrotermică propune căldura ca sursă de energie și nu raze UV ​​și descărcări electrice, ca model al „bulionului primar”. Mai mult, acest model propune existența gradienților de mediu în ceea ce privește temperatura, pH-ul și concentrația chimică.

Critici ale teoriei

Deși ipoteza hidrotermică are mai multe argumente valide, nu este acceptată în mod universal. Una dintre criticile la originea vieții într-un izvor fierbinte este incongruența și lipsa de informații cu privire la modelele geologice ale erei prebiotice.

De asemenea, moleculele esențiale pentru dezvoltarea vieții - cum ar fi acizii nucleici, proteinele și membranele - s-ar confrunta cu distrugerea imediată, din cauza temperaturilor ridicate ale mediilor hidrotermale.

Cu toate acestea, este probabil și faptul că primele forme de viață au fost termostabile, similare cu organismele termofile care astăzi locuiesc în medii extreme.

Pe de altă parte, apare o altă problemă legată de concentrația componentelor. Este puțin probabil ca viața să fi putut evolua în vastitatea oceanelor prebiotice, unde biomoleculele ar fi extrem de diluate și dispersate.

Pentru ca un mediu să fie potrivit pentru originea vieții, acesta trebuie să încurajeze interacțiunile între molecule, astfel încât acestea să formeze entități mai complexe; nu le diluați, așa cum s-ar întâmpla în oceanul adânc.

Proponenții teoriei hidrotermale sugerează că viața ar fi putut avea originea în zone delimitate care împiedicau diluarea moleculelor nou formate, cum ar fi craterele.

Referințe

1. Chatterjee, S. (2016). O viziune simbiotică a originii vieții la craterul cu impact hidrotermic - lacurile. Chimie fizică Chimie fizică, 18 (30), 20033–20046.
2. Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, SE (1981). O ipoteză privind relațiile dintre izvoarele calde submarine și originea vieții pe pământ. Oceanologica Acta, număr special.
3. Holm, NG (1992). De ce sunt propuse sistemele hidrotermale ca medii plauzibile pentru originea vieții ?. În sistemele hidrotermale marine și originea vieții (pp. 5-14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Peisajul Apariției Vieții. Viața, 7 (2), 27.
5. Lanier, KA, & Williams, LD (2017). Originea vieții: modele și date. Journal of Molecular Evolution, 84 (2), 85–92.