HYDROTERMISK HYPOTES: VAD DET ÄR, BAKGRUND OCH KRITIK - BIOLOGI - 2025

Den hydrotermala hypotesen syftar till att förklara de primitiva förhållandena där de första formerna av liv härstammade på planeten Jorden, och föreslår som huvudinställningen de varma källorna belägna i havets djup.

En serie värmevattenkällor har lokaliserats med temperaturer som når 350 ° C, där en serie typisk fauna med dessa förhållanden finns, såsom musslor, maskar, kräftdjur, porifers och några hästdjur (sjöstjärnor och deras släktingar).

Detta bevis tyder på att djupa havsmiljöer troligen var lämpliga för livets ursprung och de tidigaste formerna av liv var kemoautotrofiska mikroorganismer.

Dessutom är kokande vatten hem för en serie kemosyntetiska bakterier som utvinner sin energi från svavelämnen, som är rikliga i denna typ av miljö.

Kemosyntetiska bakterier har producentfunktioner i ekosystem och utgör basen i livsmedelskedjan, analogt med växternas roll i typiska ekosystem.

Idéer relaterade till den hydrotermala hypotesen började dyka upp i början av 1977, då forskaren Corliss gjorde direkta observationer i hydrotermiska system belägna på Galapagosöarna.

Bakgrund och alternativa teorier

Under flera decennier har forskare föreslagit dussintals teorier som försöker förklara livets ursprung och den gynnsamma miljö som det borde ha utvecklats i. Hur livet härstammar har varit en av de äldsta och mest kontroversiella vetenskapliga frågorna.

Vissa författare stöder metabolismens primära ursprung, medan deras motståndare stöder det genetiska ursprunget.

Panspermia

I mitten av 1900-talet föreslog den kända forskaren Arrhenius teorin om panspermia eller den kosmologiska teorin. Denna idé lyfter livets ursprung tack vare ankomsten av rumsliga mikroorganismer från en planet där livet tidigare funnits.

Logiskt ger den kosmologiska teorin inte idéer som löser problemet, eftersom den inte förklarar hur utomjordiskt liv härstod på den hypotetiska planeten.

Dessutom är det inte mycket troligt att de mikroskopiska enheter som koloniserade prebiotiska miljöer har överlevt rymdförhållandena tills de nådde planeten Jorden.

Abiotiska modeller

Abiotiska modeller föreslår att livet har sitt ursprung bortsett från "mikrostrukturer" som övergångsformer mellan organiska molekyler och tidiga livsformer. Bland de viktigaste försvararna av denna teori är Oparín, Sydney W. Fox och Alfonso F. Herrera.

Enligt Oparin och Haldane är koacervater en föregångare för livet, avgränsade av ett plasmamembran som möjliggör interaktion med deras miljö. Enligt författarna har de sitt ursprung före molekylerna som överför genetisk information: DNA eller RNA.

För sin del lyckades Stanley Miller och Harold Urey bygga ett genialt system som efterliknade "livets primitiva atmosfär." Komponenterna i den hypotetiska atmosfären, mycket annorlunda än den nuvarande, kunde syntetisera organiska molekyler som är nödvändiga för livet (såsom aminosyror) när värme och spänning applicerades på den.

Räv kunde få mikrosfärer av en storlek som liknar bakterier och utsatt aminosyrorna för en värmekälla.

På samma sätt har andra forskare uppnått syntesen av organiska molekyler som använder oorganiska molekyler som råmaterial, vilket således förklarar livets ursprung från en abiotisk miljö.

RNA värld

En annan position av livets ursprung postulerar som huvudhändelse utseendet på molekylerna som innehåller genetisk information. Olika författare försvarar livets ursprung från RNA och hävdar att denna molekyl fungerade som en mall och en katalysator på samma gång.

Det största beviset är förekomsten av ribosomer, RNA-molekyler som kan katalysera reaktioner och samtidigt lagra information i deras nukleotidsekvens.

Vad består det av?

Den hydrotermala hypotesen föreslår dessa extrema vattenmiljöer som den rätta platsen för syntesen av organiska föreningar som ledde till ursprunget till levande organismer på jorden.

Författarna till denna teori är baserade på arkeanska fossiler, moderna undervattenshydrotermiska ventilationssystem och teoretiska och experimentella observationer.

Hydrotermiska system kännetecknas av högenergiflöden, en mycket reducerande miljö och rikliga mineraller, som är idealiska ytor för katalytiska reaktioner. Dessutom har det höga koncentrationer av CH ₄ , NH ₃ , H ₂ och olika metaller.

Hypotesen består av den sekventiella omvandlingen av CH ₄ , NH ₃ , H ₂ till aminosyror, dessa till proteiner och sedan in i mer komplexa polymerer, tills den når en strukturerad metabolism och levande organismer.

Undersökning av fossiler i prekambriska bergarter har hittat cellliknande strukturer från cirka 3,5 till 3,8 miljarder år sedan i undervattens hydrotermiska sammansättningar.

I motsats till tidigare hypoteser föreslår den hydrotermala hypotesen värme som en energikälla och inte UV-strålar och elektriska urladdningar, som modellen för "primär buljong". Vidare föreslår denna modell förekomsten av miljögradienter vad gäller temperatur, pH och kemisk koncentration.

Kritik av teorin

Även om den hydrotermala hypotesen har flera giltiga argument är den inte allmänt accepterad. En av kritikerna av livets ursprung i en varm källa är inkongruiteten och bristen på information om de geologiska modellerna från den prebiotiska eran.

På samma sätt skulle de väsentliga molekylerna för utveckling av livet - såsom nukleinsyror, proteiner och membran - omedelbart förstöras på grund av de höga temperaturerna i hydrotermiska miljöer.

Det är emellertid också troligt att de första livsformerna var termostabila, liknande de termofila organismerna som idag bor i extrema miljöer.

Å andra sidan uppstår ett annat problem relaterat till koncentrationen av komponenterna. Det är osannolikt att livet kunde ha utvecklats i de stora prebiotiska haven, där biomolekyler skulle vara mycket utspädda och spridda.

För att en miljö ska vara lämplig för livets ursprung måste den främja interaktioner mellan molekyler, så att de bildar mer komplexa enheter; utspäd inte dem, som skulle ske i djuphavet.

Förespråkare för den hydrotermala teorin antyder att livet kunde ha sitt ursprung i avgränsade områden som förhindrade utspädning av nybildade molekyler, såsom kratrar.

referenser

1. Chatterjee, S. (2016). En symbiotisk bild av livets ursprung vid hydrotermiska påverkanskrater - sjöar. Fysisk kemi Chemical Physics, 18 (30), 20033–20046.
2. Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, SE (1981). En hypotes om förhållandena mellan undervattensvarma källor och livets ursprung på jorden. Oceanologica Acta, specialutgåva.
3. Holm, NG (1992). Varför föreslås hydrotermiska system som rimliga miljöer för livets ursprung? I marina hydrotermiska system och livets ursprung (s. 5–14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Landskapet av livets uppkomst. Life, 7 (2), 27.
5. Lanier, KA, & Williams, LD (2017). Livets ursprung: modeller och data. Journal of Molecular Evolution, 84 (2), 85–92.