- Háttér és alternatív elméletek
- Pánspermia
- Abiotikus modellek
- RNS világ
- Miből áll?
- Az elmélet kritikája
- Irodalom
A hidrotermális hipotézis célja, hogy megmagyarázza azokat a primitív körülményeket, amelyekben az élet első formái a Föld bolygón származnak, főként az óceánok mélyén elhelyezkedő meleg források javaslatát javasolva.
Számos termálvízforrás található olyan hőmérsékleten, amely eléri a 350 ° C-ot, ahol ezeknek a körülményeknek egy tipikus faunája él, például kagylók, férgek, rákfélék, fenékfélék és néhány tüskésbőrűek (tengeri csillag és hozzátartozóik).
Ez a bizonyíték arra utal, hogy a mély óceáni környezet valószínűleg alkalmas volt az élet eredetére, és az élet legkorábbi formái a kemoautotróf mikroorganizmusok.
Ezenkívül a forrásban lévő víz olyan kemoszintézis baktériumok sorozatának ad otthont, amelyek energiájukat kéntartalmú anyagokból nyerik, amelyek bőségesen működnek ilyen típusú környezetben.
A kemoszintézis baktériumok termelői funkciókat látnak el az ökoszisztémákban, és képezik az élelmiszerlánc alapját, hasonlóan a növények tipikus ökoszisztémákban játszott szerepéhez.
A hidrotermális hipotézissel kapcsolatos ötletek 1977 elején kezdtek megjelenni, amikor Corliss kutató közvetlen megfigyeléseket végzett a Galapagos-szigeteken található hidrotermikus rendszerekben.
Háttér és alternatív elméletek
Több évtizeden keresztül a kutatók tucatnyi elméletet javasoltak, amelyek célja az élet eredete és az a kedvező környezet kifejlesztése, amelyben fejleszteni kellett. Az élet származása az egyik legrégebbi és legvitatottabb tudományos kérdés.
Egyes szerzők támogatják az anyagcsere elsődleges eredetét, míg ellenfeleik a genetikai eredetüket támogatják.
Pánspermia
Az 1900-as évek közepén Arrhenius a neves tudós a panspermia elméletét vagy a kozmológiai elméletet javasolta. Ez az ötlet felveti az élet eredetét annak köszönhetően, hogy űrmikroorganizmusok érkeztek egy bolygóról, ahol az élet korábban létezett.
Logikusan, a kozmológiai elmélet nem nyújt olyan ötleteket, amelyek megoldják a problémát, mivel nem magyarázza meg, hogy a földönkívüli élet hogyan jött létre az említett hipotetikus bolygón.
Ezenkívül nem túl valószínű, hogy az prebiotikus környezeteket kolonizáló mikroszkopikus entitások a Föld bolygó eléréséig túlélték a tér körülményeit.
Abiotikus modellek
Az abiotikus modellek azt sugallják, hogy az élet a "mikroszerkezetektől" eltekintve, mint átmeneti formák a szerves molekulák és a korai életformák között. Ennek az elméletnek a fő védelmezői között szerepel Oparín, Sydney W. Fox és Alfonso F. Herrera.
Oparin és Haldane szerint a koacervátumok az élet kimenetelei, melyeket egy plazmamembrán határol, amely lehetővé teszi a környezettel való kölcsönhatást. A szerzők szerint a genetikai információt továbbító molekulák előtt származtak: DNS vagy RNS.
A maga részéről Stanley Millernek és Harold Ureynek sikerült egy olyan zseniális rendszert felépíteni, amely utánozta "az élet primitív légkörét". A hipotetikus légkörben jelen levő alkotóelemek, amelyek nagyon különböznek a jelenlegiől, képesek voltak az élet szempontjából lényeges szerves molekulákat (például aminosavakat) szintetizálni, amikor hőt és feszültséget alkalmaztak rá.
A Fox képes volt a baktériumokhoz hasonló méretű mikrogömbök előállítására, az aminosavakat hőforrásnak vetve alá.
Ugyanezzel a módszerrel más kutatók szerves molekulák nyersanyagként történő szerves molekulák szintézisét is elérték, így magyarázatot adva az élet eredetére egy abiotikus környezetből.
RNS világ
Az élet eredetére vonatkozó másik álláspont fő eseményként feltételezi, hogy a genetikai információkat tartalmazó molekulák megjelennek. Különböző szerzők védik az élet eredetét az RNS-től és azzal érvelnek, hogy ez a molekula templátként és katalizátorként szolgált egyszerre.
A legnagyobb bizonyíték a riboszómák, az RNS-molekulák, amelyek képesek reakciókat katalizálni és ugyanakkor információt tárolni nukleotidszekvenciájukban.
Miből áll?
A hidrotermális hipotézis ezeket a szélsőséges vízi környezeteket javasolja azoknak a szerves vegyületeknek a szintéziséhez, amelyek az élő szervezetek eredetéhez vezettek a Földön.
Ennek az elméletnek a szerzői archeai kövületeken, modern víz alatti hidrotermikus szellőzőrendszereken, valamint elméleti és kísérleti megfigyeléseken alapulnak.
A hidrotermikus rendszereket nagy energiájú fluxusok, erősen redukáló környezet és bőséges ásványi agyagok jellemzik, amelyek ideális felületek a katalitikus reakciókhoz. Ezen túlmenően, azt nagy koncentrációban CH 4, NH 3, H 2 és a különböző fémek.
A hipotézis áll a szekvenciális átalakítására CH 4, NH 3, H 2 aminosavakra, ezeket a fehérjékké, majd a bonyolultabb polimerek, amíg el nem éri a strukturált metabolizmus és az élő szervezetek.
A prekambriai kőzetek fosszilis részeinek vizsgálata során körülbelül 3,5-3,8 milliárd évvel ezelőtt sejtszerű szerkezeteket találtak a tenger alatti hidrotermikus egységekben.
Az előző hipotézisekkel ellentétben a hidrotermikus hipotézis hőt, mint energiaforrást javasol, és nem az UV sugarakat és az elektromos kisüléseket, mint az "ősi táptalaj" modelljét. Ez a modell továbbá környezeti gradiensek meglétét javasolja hőmérséklet, pH és kémiai koncentráció szempontjából.
Az elmélet kritikája
Noha a hidrotermális hipotézisnek számos érvényes érve van, az általánosan nem elfogadott. A forró forrású élet eredetének egyik kritikája a prebiotikus korszak geológiai modelljével kapcsolatos inkonrugencia és hiányosság.
Hasonlóképpen, az élet fejlődéséhez nélkülözhetetlen molekulák - például a nukleinsavak, fehérjék és membránok - azonnali pusztulásuknak lennének kitéve a hidrotermikus környezet magas hőmérséklete miatt.
Ugyanakkor az is valószínű, hogy az első életformák hőstabilok voltak, hasonlóan a ma extrém környezetben élő termofil organizmusokhoz.
Másrészt egy másik probléma merül fel az összetevők koncentrációjával kapcsolatban. Nem valószínű, hogy az élet kialakulhatott volna a prebiotikus óceánok hatalmas kiterjedésében, ahol a biomolekulák erősen hígítottak és diszpergálódnának.
Ahhoz, hogy egy környezet az élet eredetére alkalmas legyen, elő kell mozdítania a molekulák közötti kölcsönhatásokat, hogy összetettebb entitásokat képezzenek; ne hígítsa őket, ahogy a mély óceánban történne.
A hidrotermális elmélet támogatói azt sugallják, hogy az élet olyan körülhatárolt területektől származhatott, amelyek megakadályozták az újonnan kialakult molekulák, például kráterek hígítását.
Irodalom
- Chatterjee, S. (2016). Szimbiotikus kép az élet eredetéről a hidrotermikus ütközési kráter tavakban. Fizikai kémia Kémiai fizika, 18 (30), 20033–20046.
- Corliss, JB, Baross, JA és Hoffman, SE (1981). A tengeralattjáró forró forrásai és a földi élet eredete közötti kapcsolatokra vonatkozó hipotézis. Oceanologica Acta, különkiadás.
- Holm, NG (1992). Miért javasolják a hidrotermikus rendszereket az élet eredete számára valószerű környezetnek? A tengeri hidrotermikus rendszerek és az élet eredete című részben (5–14. Oldal). Springer, Dordrecht.
- Jheeta, S. (2017). Az élet kialakulásának tája. Life, 7 (2), 27.
- Lanier, KA, és Williams, LD (2017). Az élet eredete: modellek és adatok. Journal of Molecular Evolution, 84 (2), 85–92.