Abiogenese Definition
Abiogenese er skabelsen af organiske molekyler af andre kræfter end levende organismer. Mens organismer relativt let kan skabe kulstof-kulstof-bindinger takket være enzymer, kræver det ellers et stort energitilskud at gøre det. Tidligt i videnskabens historie blev denne kendsgerning brugt til at bestride evolutionen, da man ikke kunne forestille sig, hvordan organiske molekyler kunne skabes ud fra ikke-organiske kilder. Teorien om abiogenese som en evolutionsteori fik stor anerkendelse, da Stanley Miller udførte sit berømte eksperiment, der forsøgte at bevise livets uorganiske begyndelse.
Miller kombinerede forskellige gasser, som man mente fandtes i Jordens tidligste stadier. Disse gasser blev kombineret i et kammer og chokeret med store mængder elektricitet i flere uger ad gangen. Efter forsøget ville Miller analysere prøverne. Han fandt ud af, at molekylerne havde påbegyndt processen med at kombinere sig til mere avancerede molekyler. Miller teoretiserede, at disse molekyler i løbet af milliarder af år kunne kombineres til selvreplikerende versioner, såsom RNA og DNA. Yderligere laboratorieeksperimenter bekræftede disse resultater i de senere årtier. Flere meget præcise eksperimenter har givet tilstrækkeligt bevis for, at mange af cellernes molekylære strukturer kunne skabes fra uorganiske opløsninger med et input af energi. Både polypeptider (proteiner) og RNA er blevet syntetiseret på denne måde.
Syntesen af både proteiner og RNA i laboratoriet er et afgørende bevis for abiogenese-teorien. Man mener, at abiogenese af disse molekyler kunne føre til selvreplikerende RNA-molekyler. Både proteiner og RNA-molekyler er kendt for at fungere som katalysatorer. Disse molekyler, der produceres ved abiogenese, kunne katalysere vigtige reaktioner, der kunne føre til replikation af RNA og produktion af komplekser som f.eks. ribosomer, der oversætter proteiner fra RNA-meddelelser. Dannelsen af disse to molekyler gennem abiogenese beviser, at de første skridt i teorien om abiogenese kan have fundet sted. På grund af den store mængde energi, der bruges, hævder nogle forskere, at abiogenese-teorien ikke tager højde for mængden af lyn og andre energikilder i den tidlige atmosfære.
Abiogenese-teori
Abiogenese-teorien er teorien om, at alt liv startede fra uorganiske molekyler, som rekombinerede på forskellige måder på grund af energitilførsel. Disse forskellige former dannede til sidst et selvreplikerende molekyle, som kan have brugt de andre molekyler, der blev produceret ved abiogenese, til at begynde at skabe livets grundlæggende strukturer, såsom cellen.
Sådan som populationer ændrer sig over tid i udviklingen af organismer, indebærer udviklingen af molekyler, at molekyler ændrer sig over tid. Forskere spekulerer i, at de første selvreplikerende molekyler sandsynligvis var RNA-molekyler. Nogle RNA-molekyler har en kendt evne til at katalysere dannelsen af nye RNA-molekyler, som det ses i ribosomerne hos næsten alle væsener på Jorden. Et af disse tidlige RNA-molekyler blev dannet på den helt rigtige måde, så det producerede et RNA-molekyle, der var identisk med det selv. Koncentrationen af dette molekyle i den præbiotiske suppe steg drastisk, og molekylet interagerede yderligere med sig selv og nogle proteiner, der blev dannet omkring det, også gennem abiogenese.
Eventuelt fik RNA-molekylet mutationer, der gjorde det muligt for det at syntetisere et protein, der kunne producere mere RNA. Andre mutationer bevirkede, at der blev skabt proteiner, der syntetiserede DNA-strenge fra RNA. Således blev den moderne organismes genom født. I løbet af millioner af år af udviklingshistorie akkumulerede ændringerne langsomt i disse molekyler, hvilket gav anledning til den kompleksitet i livet, som vi ser i dag. Forskere, der studerer abiogenese-teorien, er uenige om det nøjagtige punkt, hvor abiogenese skifter til biogenese. Lignende argumenter kan ses i forbindelse med spørgsmålet om, hvorvidt vira udgør levende organismer eller ej. Abiogenese er pr. definition blot skabelsen af organiske molekyler fra uorganiske kilder. Det indebærer ikke nødvendigvis, hvor livet begynder.
- Evolution – Den proces, der ændrer populationer af organismer over tid og tilpasser dem til miljøet.
- Uorganisk – Molekyler, der indeholder lidt kulstof, og som ikke fremstilles i levende organismer.
- Organisk – Molekyler, der er syntetiseret i levende organismer, og som indeholder mange kulstof-kulstof-bindinger.
- Ribosom – En af de første cellemaskiner, der er i stand til at producere proteiner fra RNA-molekyler og aminosyrer.
Quiz
1. En virus, der er knyttet til en celle og sprøjter sit DNA ind i en celle. Cellens proteiner og strukturer skaber proteiner fra DNA’et, som skaber flere virale DNA- og proteinkasser. I øjeblikket anses virus ikke for at være “levende”. Er dette abiogenese?
A. Ja, fordi virussen ikke er en levende organisme, men den skaber proteiner.
B. Nej, fordi cellen stadig er ansvarlig for de nye materialer.
C. Ja, men kun hvis der ikke er kulstof i det nye materiale.
2. Hvilken af følgende er en gyldig kritik af abiogenese-teorien?
A. De energiniveauer, der er nødvendige for at producere selvreplikerende molekyler, er ikke mulige uden for laboratoriet.
B. Vi kan ikke vide, hvordan atmosfæren på før Jorden så ud.
C. Hvis RNA dannedes først, ville der ikke være nogen grund til DNA.
3. Hvorfor ville molekyler naturligt kombinere sig i naturen?
A. De tiltrækkes naturligt af hinanden.
B. Produkterne af deres reaktioner er mere stabile.
C. Alt det ovenstående.