TEORYA NG ABIOTIC SYNTHESIS: PANGUNAHING KATANGIAN - BIOLOGY - 2026

Ang Teorya ng Abiotic Synthesis ay isang postulate na nagmumungkahi na ang buhay ay nagmula sa mga hindi nabubuhay na compound (abiotic = non-living). Iminumungkahi nito na ang buhay ay unti-unting bumangon mula sa synthesis ng mga organikong molekula. Kabilang sa mga organikong molekulang ito, ang mga amino acid ay nakatayo, na kung saan ay ang mga hudyat ng mas kumplikadong mga istraktura na nagbibigay ng pagtaas sa mga buhay na selula.

Ang mga mananaliksik na nagmungkahi ng teoryang ito ay ang siyentipikong Ruso na si Alexander Oparin at ang biochemist ng British na si John Haldane. Ang bawat isa sa mga siyentipiko na ito, na nagsisiyasat sa kanilang sarili, ay dumating sa parehong hypothesis: na ang pinagmulan ng buhay sa Earth ay nagmula sa mga organikong mineral at mineral (hindi nabubuhay na bagay) na dati nang umiral sa primitive na kapaligiran.

Si John Haldane, isa sa mga tagataguyod ng Teorya ng Abiotic Synthesis

Ano ang binubuo nito?

Ang teorya ng Abiotic Synthesis ay nagpapatunay na ang pinagmulan ng buhay sa Earth ay dahil sa pinaghalong sa pagitan ng mga inorganic at organikong compound na nasa himpapawid ng oras na iyon, na na-load ng hydrogen, mitein, singaw ng tubig, carbon dioxide at ammonia.

Teorya ng Oparin at Haldane

Inisip nina Oparin at Haldane na ang unang bahagi ng Daigdig ay may pagbabawas ng kapaligiran; iyon ay, isang kapaligiran na may kaunting oxygen kung saan ang mga molekula na naroroon ay may posibilidad na ibigay ang kanilang mga elektron.

Kasunod nito, ang kapaligiran ay unti-unting magbabago sa pagbibigay ng mga simpleng molekula tulad ng molekular na hydrogen (H2), mitein (CH4), carbon dioxide (CO2), ammonia (NH3) at singaw ng tubig (H2O). Sa ilalim ng mga kondisyong ito, iminungkahi nila na:

- Ang mga simpleng molekula ay maaaring umepekto, gamit ang enerhiya mula sa mga sinag ng Araw, mga de-koryenteng naglalabas mula sa mga bagyo, ang init ng core ng Daigdig, kasama ang iba pang mga uri ng enerhiya na sa huli ay nakakaapekto sa mga reaksyon ng pisika.

- Itinataguyod nito ang pagbuo ng mga coacervates (mga sistema ng mga molekula kung saan nagmula ang buhay, ayon kay Oparin) na lumulutang sa mga karagatan.

- Sa "primitive sabaw" na ito ay magiging sapat ang mga kondisyon upang ang mga bloke ng gusali ay maaaring pinagsama sa kasunod na mga reaksyon.

- Ang mas malaki at mas kumplikadong mga molekula (polimer) tulad ng mga protina at nucleic acid ay nabuo mula sa mga reaksyong ito, marahil ay pinapaboran ng pagkakaroon ng tubig mula sa mga pool malapit sa karagatan.

- Ang mga polimer na ito ay maaaring tipunin sa mga yunit o istruktura na may kakayahang mapanatili at ginagaya. Inisip ni Oparin na maaari silang maging "mga kolonya" ng mga protina na pinagsama upang isagawa ang metabolismo, at iminumungkahi ni Haldane na ang mga macromolecule ay naging nakapaloob sa mga lamad upang mabuo ang mga istrukturang tulad ng cell.

Mga pagsasaalang-alang sa teorya

Ang mga detalye sa modelong ito ay marahil ay hindi masyadong tama. Halimbawa, naniniwala ang mga geologo na ang maagang kapaligiran ay hindi lumiliit, at hindi malinaw kung ang mga lawa sa gilid ng karagatan ay malamang na site para sa unang hitsura ng buhay.

Gayunpaman, ang pangunahing ideya na "isang unti-unting at kusang pagbuo ng mga grupo ng mga simpleng molekula, kung gayon ang pagbuo ng mas kumplikadong mga istruktura at sa wakas ang pagkuha ng kakayahang mag-kopya ng sarili" ay nananatili sa pangunahing bahagi ng karamihan ng mga hypotheses ng pinagmulan ng totoong buhay.

Mga eksperimento na sumusuporta sa teorya ng abiotic synthesis

Eksperimento sa Miller at Urey

Noong 1953, si Stanley Miller at Harold Urey ay gumawa ng isang eksperimento upang subukan ang mga ideya ng Oparin at Haldane. Natagpuan nila na ang mga organikong molekula ay maaaring magawa nang kusang sa ilalim ng pagbabawas ng mga kondisyon na katulad ng mga naunang Earth na inilarawan nang mas maaga.

Ang Miller at Urey ay nagtayo ng isang saradong sistema na naglalaman ng isang dami ng pinainit na tubig at isang halo ng mga gas na naisip na sagana sa kapaligiran ng unang bahagi ng Earth: mitein (CH4), carbon dioxide (CO2), at ammonia (NH3).

Upang gayahin ang mga light bolts na maaaring magbigay ng enerhiya na kinakailangan para sa mga reaksyon ng kemikal na nagresulta sa mas kumplikadong mga polimer na naganap, nagpadala si Miller at Urey ng mga de-koryenteng paglabas sa pamamagitan ng isang elektrod sa kanilang eksperimentong sistema.

Eksperimento sa Miller at Urey

Matapos patakbuhin ang eksperimento sa loob ng isang linggo, natuklasan ni Miller at Urey na ang iba't ibang uri ng mga amino acid, sugars, lipid, at iba pang mga organikong molekula ay nabuo.

Malaki, kumplikadong mga molekula - tulad ng DNA at protina - ay nawawala. Gayunpaman, ipinakita ng eksperimento ng Miller-Urey na hindi bababa sa ilan sa mga bloke ng gusali ng mga molekulang ito ay maaaring bumubuo ng kusang mula sa mga simpleng compound.

Ang eksperimento ni Juan Oró

Ang pagpapatuloy sa paghahanap para sa pinagmulan ng buhay, ginamit ng siyentipiko na si Juan Oró ang kanyang kaalaman sa biochemical upang makamit ang synthesizing, sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, iba pang mga organikong molekula na mahalaga para sa buhay.

Sinulit ni Oró ang mga kondisyon ng eksperimento ng Miller at Urey, na gumagawa ng mga cyanide derivatives sa malaking dami.

Gamit ang produktong ito (hydrocyanic acid), kasama ang ammonia at tubig, ang mananaliksik na ito ay nag-synthesize ng mga molekula ng adenine, isa sa 4 na mga nitrogenous na batayan ng DNA at isa sa mga sangkap ng ATP, isang pangunahing molekula upang magbigay ng enerhiya sa karamihan sa mga nabubuhay na nilalang .

Kapag ang paghahanap na ito ay nai-publish noong 1963, ito ay hindi lamang isang pang-agham ngunit din ng isang tanyag na epekto, dahil ipinakita nito ang posibilidad ng kusang hitsura ng mga nucleotides sa unang bahagi ng Earth nang walang anumang panlabas na impluwensya.

Pinamamahalaan din niya ang synthesize, recreating sa laboratoryo ng isang kapaligiran na katulad ng sa umiiral sa primitive Earth, iba pang mga organikong compound, pangunahin ang mga lipid na bahagi ng mga lamad ng cell, ilang mga protina at aktibong mga enzyme na mahalaga sa metabolismo.

Eksperimento sa Sydney Fox

Noong 1972, isinagawa ng Sydney Fox at ng kanyang mga nakikipagtulungan ang isang eksperimento na nagpapahintulot sa kanila na makabuo ng mga istruktura na may mga lamad at osmotic na katangian; iyon ay, katulad ng mga nabubuhay na mga selula, na tinawag nilang proteinoid microspherules.

Gamit ang isang dry halo ng mga amino acid, nagpatuloy silang pinainit hanggang sa katamtamang temperatura; sa gayon nakamit nila ang pagbuo ng mga polimer. Ang mga polimer na ito, kapag natunaw sa asin, ay nabuo ang mga maliliit na patak sa laki ng isang selula ng bakterya na may kakayahang magsagawa ng ilang mga reaksiyong kemikal.

Ang mga mikropono na ito ay mayroong isang natagusan na double sobre, na katulad ng kasalukuyang mga lamad ng cell, na nagpapahintulot sa kanila na mag-hydrate at mag-aalis ng tubig depende sa mga pagbabago sa kapaligiran kung nasaan sila.

Ang lahat ng mga obserbasyong ito na nakuha mula sa pag-aaral ng mga microspherules, ay nagpakita ng isang ideya tungkol sa uri ng mga proseso na maaaring nagmula sa mga unang cells.

Eksperimento ni Alfonso Herrera

Ang iba pang mga mananaliksik ay nagsagawa ng kanilang sariling mga eksperimento upang subukang kopyahin ang mga istruktura ng molekular na nagbigay sa unang mga cell. Si Alfonso Herrera, isang siyentipiko sa Mexico, ay pinamamahalaang upang makabuo ng mga istruktura na tinawag niyang mga sulfobios at colpoids.

Gumamit si Herrera ng mga mixtures ng mga sangkap tulad ng ammonium sulphocyanide, ammonium thiosanate at formaldehyde, kung saan nagawa niyang synthesize ang maliit na mataas na molekular na istruktura ng timbang. Ang mga istrukturang mayaman na gawa sa asupre na ito ay inayos sa isang katulad na paraan sa mga buhay na selula, kaya't tinawag niya silang sulfobia.

Katulad nito, naghalo siya ng langis ng oliba at gasolina na may maliit na halaga ng sodium hydroxide upang makabuo ng iba pang mga uri ng microstructure na naayos sa isang katulad na paraan upang protozoa; pinangalanan niya ang mga microspheres colpoids na ito.

Mga Sanggunian

1. Carranza, G. (2007). Talambuhay I. Ang editorial Threshold, Mexico.
2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biology 1 (ika-1 ng ed.). Editoryal na Progreso.
3. Fox, SW (1957). Ang Kemikal na Suliranin ng kusang Paglikha. Journal of Chemical Education, 34 (10), 472–479.
4. Fox, SW, & Harada, K. (1958). Thermal copolymerization ng mga amino acid sa isang produkto na kahawig ng protina. Agham, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biology: Biogenesis at Microorganism (2nd ed.). Edukasyon sa Pearson.
6. Gama, A. (2007). Biology I: Isang Diskarte sa Constructivist (3rd ed.). Edukasyon sa Pearson.
7. Gordon-Smith, C. (2003). Ang Oparin-Haldane hypothesis. Sa Pinagmulan ng buhay: Dalawampung siglo landmark. Nabawi mula sa: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). Isang Bagong Teorya ng Pinagmulan at Kalikasan ng Buhay. Agham, 96: 14.
9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, HJ (2016). Alfonso Luis Herrera at ang Simula ng Ebolusyonismo at Pag-aaral sa Pinagmulan ng Buhay sa Mexico. Journal ng Molecular Evolution, 83 (5-6), 193–203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey at higit pa: Ano ang natutunan tungkol sa mga reaksyon ng prebiotic na organikong synthesis noong nakaraang 60 taon ?. Taunang Pagrerepaso sa Daigdig at Pang-agham na Agham, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Isang paggawa ng mga amino acid sa ilalim ng posibleng mga kondisyon ng primitive sa Daigdig. Agham 117: 528– 529
12. Miller, SL (1955). Produksyon ng Ilang Mga Organikong Compound sa ilalim ng Posibleng Kondisyon ng Limitadong Daigdig. Journal ng American Chemical Society.
13. Miller, SL, Urey, HC, & Oró, J. (1976). Pinagmulan ng mga organikong compound sa primitive na lupa at sa meteorite. Journal of Molecular Evolution, 9 (1), 59-75.
14. Oñate, L. (2010). Biology 1, Dami 1. Mga Pag-edit ng Pag-aaral ng Cengage.
15. Parker, ET, Cleaves, HJ, Callahan, MP, Dworkin, JP, Glavin, DP, Lazcano, A., & Bada, JL (2011). Prebiotic Synthesis ng Methionine at Iba pang Sulfur-Naglalaman ng Organic Compounds sa Primitive Earth: Isang Contemporary Reassessment Batay sa isang Hindi Na-publish 1958 Stanley Miller Eksperimento. Mga Pinagmulan ng Buhay at Ebolusyon ng Biospheres, 41 (3), 201–212.