Definiția biogenezei
Abiogeneza este crearea de molecule organice de către alte forțe decât organismele vii. În timp ce organismele pot crea legături carbon-carbon relativ ușor datorită enzimelor, pentru a face acest lucru altfel este nevoie de un aport mare de energie. La începutul istoriei științei, acest fapt a fost folosit pentru a contesta evoluția, deoarece nu se putea concepe cum ar putea fi produse molecule organice din surse neorganice. Teoria abiogenezei ca teorie evoluționistă a primit mult credit atunci când Stanley Miller a efectuat celebrul său experiment încercând să dovedească începutul anorganic al vieții.
Miller a combinat diverse gaze despre care se credea că existau în primele stadii ale Pământului. Aceste gaze au fost combinate într-o cameră și șocate cu o cantitate mare de electricitate timp de câteva săptămâni la rând. După încercare, Miller analiza probele. El a constatat că moleculele începuseră procesul de combinare în molecule mai avansate. Miller a teoretizat că, în decurs de miliarde de ani, aceste molecule s-ar putea combina în versiuni autoreplicatoare, cum ar fi ARN și ADN. Alte experimente de laborator au confirmat aceste descoperiri în deceniile următoare. Mai multe experimente foarte precise au furnizat suficiente dovezi că multe dintre structurile moleculare ale celulelor ar putea fi create din soluții anorganice cu un aport de energie. Atât polipeptidele (proteinele), cât și ARN-ul au fost sintetizate în acest mod.
Sinteza atât a proteinelor, cât și a ARN-ului în laborator este o dovadă crucială pentru teoria abiogenezei. Se crede că abiogeneza acestor molecule ar putea duce la molecule de ARN care se autoreplică. Se știe că atât proteinele, cât și moleculele de ARN acționează ca și catalizatori. Aceste molecule, produse prin abiogeneză, ar putea cataliza reacții importante care ar putea duce la replicarea ARN-ului și la producerea unor complexe precum ribozomul, care traduce proteine din mesaje ARN. Formarea acestor două molecule prin abiogeneză dovedește că primii pași din teoria abiogenezei ar fi putut avea loc. Din cauza cantității mari de energie folosită, unii oameni de știință susțin că teoria abiogenezei nu ia în considerare cantitatea de fulgere și alte surse de energie din atmosfera timpurie.
Teoria abiogenezei
Teoria abiogenezei este teoria conform căreia toată viața a pornit de la molecule anorganice, care s-au recombinat în diferite moduri datorită aportului de energie. Aceste forme diferite au format în cele din urmă o moleculă autoreplicantă, care ar fi putut folosi celelalte molecule produse prin abiogeneză pentru a începe să creeze structurile de bază ale vieții, cum ar fi celula.
La fel cum populațiile se schimbă în timp în evoluția organismelor, evoluția moleculelor implică schimbarea moleculelor în timp. Oamenii de știință speculează că primele molecule care s-au autoreplicat au fost probabil moleculele de ARN. Unele molecule de ARN au o capacitate cunoscută de a cataliza formarea de noi molecule de ARN, așa cum se observă în ribozomii aproape tuturor creaturilor de pe Pământ. Una dintre aceste prime molecule de ARN s-a format exact cum trebuie, astfel încât a produs o moleculă de ARN identică cu ea. Concentrația acestei molecule în supa prebiotică a crescut drastic, iar molecula a interacționat mai departe cu ea însăși și cu unele proteine formate în jurul ei, tot prin abiogeneză.
În cele din urmă, molecula de ARN a dobândit mutații care i-au permis să sintetizeze o proteină care să producă mai mult ARN. Alte mutații au dus la crearea unor proteine care au sintetizat șiruri de ADN din ARN. Astfel, s-a născut genomul organismului modern. De-a lungul a milioane de ani de istorie evolutivă, modificările s-au acumulat încet în aceste molecule, dând naștere complexității vieții pe care o vedem astăzi. Diverși oameni de știință care studiază teoria abiogenezei se contrazic cu privire la punctul exact în care abiogeneza trece la biogeneză. Argumente similare pot fi observate în cazul în care virușii constituie sau nu organisme vii. Abiogeneza, prin definiție, este pur și simplu crearea de molecule organice din surse anorganice. Ea nu implică neapărat unde începe viața.
- Evoluție – Procesul care modifică populațiile de organisme în timp, adaptându-le la mediu.
- Anorganice – Molecule care conțin puțin carbon, care nu sunt fabricate în organismele vii.
- Organice – Molecule sintetizate în organismele vii, care conțin multe legături carbon-carbon.
- Ribosom – Una dintre primele mașini celulare, capabilă să producă proteine din molecule de ARN și aminoacizi.
Quiz
1. Un virus care se atașează de o celulă și își injectează ADN-ul într-o celulă. Proteinele și structurile celulei creează proteine din ADN, care creează mai multe cazuri de ADN viral și proteine. În prezent, virușii nu sunt considerați a fi „vii”. Este aceasta abiogeneză?
A. Da, pentru că virusul nu este un organism viu, dar creează proteine.
B. Nu, pentru că celula este încă responsabilă pentru noile materiale.
C. Da, dar numai dacă nu există carbon în noul material.
2. Care dintre următoarele este o critică valabilă a teoriei abiogenezei?
A. Nivelurile de energie necesare pentru a produce molecule care se autoreplică nu sunt posibile în afara laboratorului.
B. Nu putem ști cum arăta atmosfera de dinainte de apariția Pământului.
C. Dacă ARN-ul s-a format primul, nu ar mai fi existat niciun motiv pentru ADN.
3. De ce s-ar combina în mod natural moleculele în natură?
A. Ele sunt atrase în mod natural una de cealaltă.
B. Produsele reacțiilor lor sunt mai stabile.
C. Toate cele de mai sus.
.