HYDROTHERMAL HYPOTHESIS: KUNG ANO ITO, BACKGROUND AT PINTAS - BIOLOGY - 2025

Ang hydrothermal hypothesis ay naglalayong ipaliwanag ang mga primitive na kondisyon kung saan nagmula ang mga unang anyo ng buhay sa planeta ng Earth, na nagmumungkahi bilang pangunahing setting ng mga mainit na bukal na matatagpuan sa kailaliman ng mga karagatan.

Ang isang serye ng mga mapagkukunan ng thermal water ay matatagpuan na may mga temperatura na umaabot sa 350 ° C, kung saan ang isang serye ng mga fauna na tipikal ng mga kondisyong ito ay naninirahan, tulad ng bivalves, worm, crustaceans, porifers at ilang echinoderms (starfish at kanilang mga kamag-anak).

Ang katibayan na ito ay nagmumungkahi na ang mga malalim na kapaligiran ng karagatan ay marahil na angkop para sa pinagmulan ng buhay at ang pinakaunang mga porma ng buhay ay mga chemoautotrophic microorganism.

Bukod dito, ang tubig na kumukulo ay tahanan sa isang serye ng mga chemosynthetic bacteria na kumukuha ng kanilang enerhiya mula sa mga asupre na sangkap, na sagana sa ganitong uri ng kapaligiran.

Ang mga bakterya ng Chemosynthetic ay may mga pag-andar sa tagagawa sa mga ekosistema, na ang batayan ng kadena ng pagkain, na naaangkop sa papel ng mga halaman sa mga karaniwang ekosistema.

Ang mga ideya na nauugnay sa hydrothermal hypothesis ay nagsimula na lumitaw noong unang bahagi ng 1977, nang gumawa ng direktang obserbasyon ang mananaliksik na si Corliss sa mga sistemang hydrothermal na matatagpuan sa Galapagos Islands.

Mga teoryang background at alternatibong teorya

Sa loob ng maraming mga dekada, iminungkahi ng mga mananaliksik ang dose-dosenang mga teorya na naghahangad na ipaliwanag ang pinagmulan ng buhay at ang kanais-nais na kapaligiran kung saan dapat ito umunlad. Kung paano nagmula ang buhay ay isa sa mga pinakaluma at pinaka kontrobersyal na mga tanong sa agham.

Sinusuportahan ng ilang mga may-akda ang pangunahing pinagmulan ng metabolismo, habang ang kanilang mga kalaban ay sumusuporta sa genetic na pinagmulan.

Panspermia

Noong kalagitnaan ng 1900s ang bantog na siyentipiko na si Arrhenius na iminungkahi ang teorya ng panspermia o teorya ng kosmolohiko. Ang ideyang ito ay nagtaas ang pinagmulan ng buhay salamat sa pagdating ng spatial microorganism mula sa isang planeta kung saan nabuhay ang dati.

Ang lohikal, ang teorya ng kosmolohiko ay hindi nagbibigay ng mga ideya na malulutas ang problema, dahil hindi nito ipinaliwanag kung paano nagmula ang extraterrestrial na buhay sa nasabing hypothetical planeta.

Bukod dito, hindi malamang na ang mga mikroskopikong nilalang na kolonial ang mga prebiotic na kapaligiran ay nakaligtas sa mga kondisyon ng kalawakan hanggang sa makarating sila sa planeta ng Earth.

Mga modelo ng abiotic

Ang mga modelo ng abiotic ay nagmumungkahi na ang buhay ay nagmula bukod sa "microstructures" bilang mga transitional form sa pagitan ng mga organikong molekula at mga paunang buhay na form. Kabilang sa mga pangunahing tagapagtanggol ng teoryang ito ay ang Oparín, Sydney W. Fox at Alfonso F. Herrera.

Ayon kay Oparin at Haldane, ang mga coacervate ay mga probionts precursors ng buhay, na tinatanggal ng isang lamad ng plasma na nagpapahintulot sa pakikipag-ugnayan sa kanilang kapaligiran. Ayon sa mga may-akda, nagmula sila bago ang mga molekula na nagpapadala ng impormasyon sa genetic: DNA o RNA.

Para sa kanilang bahagi, pinangasiwaan nina Stanley Miller at Harold Urey ang isang mapanlikha na sistema na gayahin ang "ang primitive na kapaligiran ng buhay." Ang mga sangkap na naroroon sa hypothetical na kapaligiran, na naiiba mula sa kasalukuyang, ay nagawa upang synthesize ang mga organikong molekula na mahalaga para sa buhay (tulad ng mga amino acid) kapag ang init at boltahe ay inilapat dito.

Nakuha ng Fox ang microspheres ng isang laki na katulad ng bakterya, na sumasailalim sa mga amino acid sa isang mapagkukunan ng init.

Sa parehong paraan, nakamit ng iba pang mga mananaliksik ang synthesis ng mga organikong molekula gamit ang mga organikong molekula bilang hilaw na materyal, sa gayon ipinapaliwanag ang pinagmulan ng buhay mula sa isang mapang-api na kapaligiran.

RNA mundo

Ang isa pang posisyon ng pinagmulan ng buhay ay nag-postulate bilang pangunahing kaganapan ang hitsura ng mga molekula na naglalaman ng impormasyon sa genetic. Ipinagtatanggol ng iba't ibang mga may-akda ang pinagmulan ng buhay mula sa RNA at tumutol na ang molekula na ito ay nagsilbi bilang isang template at isang katalista nang sabay.

Ang pinakadakilang katibayan ay ang pagkakaroon ng ribosom, mga molekula ng RNA na may kakayahang catalyzing reaksyon at, sa parehong oras, pag-iimbak ng impormasyon sa kanilang pagkakasunod-sunod ng nucleotide.

Ano ang binubuo nito?

Ang hydrothermal hypothesis ay nagmumungkahi ng matinding mga kapaligiran sa tubig na ito bilang tamang lugar para sa synthesis ng mga organikong compound na humantong sa pinagmulan ng mga buhay na organismo sa Earth.

Ang mga may-akda ng teoryang ito ay batay sa mga fossil ng Archean, modernong mga sistema ng haydrolohiko sa ilalim ng tubig, at mga obserbasyon ng teoretikal at pang-eksperimentong.

Ang mga sistemang Hydrothermal ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na enerhiya na mga flux, isang lubos na pagbabawas ng kapaligiran, at masaganang mga clays ng mineral, na mainam na mga ibabaw para sa mga catalytic reaksyon. Bilang karagdagan, mayroon itong mataas na konsentrasyon ng CH ₄ , NH ₃ , H ₂ at iba't ibang mga metal.

Ang hypothesis ay binubuo ng sunud-sunod na pag-convert ng CH ₄ , NH ₃ , H _{2 sa mga} amino acid, ito sa mga protina at pagkatapos ay sa mas kumplikadong polimer, hanggang sa maabot ang isang nakabalangkas na metabolismo at mga nabubuhay na organismo.

Ang mga pagsusuri sa mga fossil sa mga bato ng Precambrian ay natagpuan ang mga istrukturang tulad ng cell na mula pa noong 3.5 hanggang 3.8 bilyon na taon na ang nakalilipas sa mga pagtitipon ng haydrolohiko.

Kabaligtaran sa nakaraang mga hypotheses, ang hydrothermal hypothesis ay nagmumungkahi ng init bilang isang mapagkukunan ng enerhiya at hindi UV ray at electric discharges, bilang modelo ng "primal na sabaw". Bukod dito, iminumungkahi ng modelong ito ang pagkakaroon ng mga gradient sa kapaligiran sa mga tuntunin ng temperatura, pH at konsentrasyon ng kemikal.

Mga kritika ng teorya

Kahit na ang hydrothermal hypothesis ay may maraming mga wastong argumento, hindi ito tinatanggap sa buong mundo. Ang isa sa mga pintas tungkol sa pinagmulan ng buhay sa isang mainit na tagsibol ay ang kawalang-hanggan at kakulangan ng impormasyon tungkol sa mga geological na modelo ng Prebiotic Era.

Gayundin, ang mga molekula na mahalaga para sa pagbuo ng buhay - tulad ng mga nucleic acid, protina at lamad - ay haharap sa agarang pagkawasak, dahil sa mataas na temperatura ng mga hydrothermal na kapaligiran.

Gayunpaman, malamang na ang pinakamaagang mga porma ng buhay ay pinakamahaba, na katulad ng mga organismo ng thermophilic na naninirahan sa matinding mga kapaligiran ngayon.

Sa kabilang banda, ang isa pang problema ay lumitaw na may kaugnayan sa konsentrasyon ng mga sangkap. Hindi malamang na ang buhay ay maaaring umunlad sa kalakhan ng mga karagatan ng prebiotic, kung saan ang mga biomolecule ay lubos na mapanglaw at magkakalat.

Para sa isang kapaligiran na angkop para sa pinagmulan ng buhay, dapat itong palakasin ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula, upang mabuo sila ng mas kumplikadong mga nilalang; huwag palabnawin ang mga ito, tulad ng mangyayari sa malalim na karagatan.

Ang mga tagapagtaguyod ng teorya ng hydrothermal ay nagmumungkahi na ang buhay ay maaaring nagmula sa mga delimited na lugar na pumipigil sa pagbabawas ng mga bagong nabuo na molekula, tulad ng mga crater.

Mga Sanggunian

1. Chatterjee, S. (2016). Isang symbiotic view ng pinagmulan ng buhay sa hydrothermal impact crater - mga lawa. Physical Chemistry Chemical Physics, 18 (30), 20033–20046.
2. Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, SE (1981). Isang hipotesis patungkol sa mga relasyon sa pagitan ng mga submarine hot spring at ang pinagmulan ng buhay sa mundo. Oceanologica Acta, Espesyal na isyu.
3. Holm, NG (1992). Bakit iminungkahi ang mga sistemang hydrothermal bilang maaaring magawa ang mga kapaligiran para sa pinagmulan ng buhay ?. Sa Mga Sistema ng Hydrothermal ng Marine at ang Pinagmulan ng Buhay (pp. 514). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Ang Landscape ng Paglitaw ng Buhay. Buhay, 7 (2), 27.
5. Lanier, KA, & Williams, LD (2017). Ang Pinagmulan ng Buhay: Mga Modelo at Data. Journal of Molecular Evolution, 84 (2), 85–92.