De OORSPRONG van het LEVEN volgens de biologie

Omdat de mens het vermogen had om te denken en te redeneren, begon hij na te denken over de oorsprong van zijn eigen leven en, later, over de oorsprong van zijn leven. Door de geschiedenis heen hebben verschillende disciplines zoals religie, theologie, astronomie of geologie geprobeerd de oorsprong van het eerste levende wezen op aarde te verklaren.

In deze les van een LERAAR zullen we zien wat wordt beschouwd als de oorsprong van het leven volgens de biologie: verschillende hypothesen en experimenten die wetenschappers door de geschiedenis heen hebben voorgesteld. Als je meer wilt weten, nodigen we je uit om verder te lezen!

Inhoudsopgave

1. De oorsprong van het leven volgens fossielen
2. Klimatologische omstandigheden aan de oorsprong van het leven
3. Oparin en Haldane hypothese over de oorsprong van het leven
4. Miller en Urey's experiment
5. Andere hypothesen over de oorsprong van het leven

Er zijn een paar Theorieën over de oorsprong van het leven en fossielen geven ons zeer interessante informatie. Dankzij radiometrische datering van de oudste gesteenten op aarde, gesteenten op de maan en meteorieten hebben geologen kunnen inschatten dat de aarde rond 4,5 miljard jaar. In haar begindagen was de aarde niet zoals we die nu kennen: ze werd continu gebombardeerd door asteroïden en onderging cyclische perioden van opwarming en afkoeling.

Het is duidelijk wanneer de aarde ongeveer verscheen, maar wanneer verschenen de eerste levende wezens? De oorsprong van het leven volgens de biologie richt zich in de eerste plaats op de studie van fossielen: de oudste fossielen die tot nu toe zijn ontdekt dateren uit 3.500 miljoen jaar geleden. Deze fossielen, gevonden in West-Australië, zijn geen complexe dierlijke fossielen, maar stromatolieten. Stromatolieten zijn fossielen van micro-organismen, die worden gevormd door de toevoeging, laag na laag, van eencellige microben. De oudste fossielen van de eerste meercellige dieren dateren van 500 miljoen jaar oud.

Echter, het leven op onze planeet begon eerder. Ondanks wat het lijkt, zijn bacteriën relatief complexe organismen binnen de biologie, wat aangeeft dat het leven waarschijnlijk veel eerder begon, dankzij organismen nog meer gemakkelijk. Deze eenvoudigere dieren zouden echter niet de kenmerken hebben die nodig zijn om te fossiliseren, dus er is geen bewijs van hun bestaan ​​op aarde dat we kunnen bestuderen. Eenvoudig fossiel gebrek aan leven, daterend van vóór bacteriën, maakt het moeilijk (of onmogelijk) om nauwkeurig te bepalen wanneer het leven is ontstaan.

Afbeelding: Docsity

In een patstelling in het fossielonderzoek hebben de onderzoekers een andere benadering gekozen om erachter te komen oorsprong van het leven: als ze erachter zouden komen wat de omstandigheden op aarde waren op dat moment, zouden ze dat misschien kunnen uitvinden welk biologisch proces? het zou waarschijnlijker zijn dat het het eerste levende wezen had doen ontstaan. Bovendien zouden ze zeer belangrijke informatie hebben: Waar waren de eerste levende wezens van gemaakt?

Na tientallen jaren van studie was het mogelijk om af te leiden dat de atmosfeer van de aarde op het moment dat de eerste levende wezens zouden verschijnen, anders was dan de huidige. In die tijd, de atmosfeer had geen zuurstof en het was fundamenteel reducerend en niet-oxiderend zoals nu, aangezien het voornamelijk bestond uit methaan, ammoniak, waterdamp en kooldioxide. Met deze informatie konden de onderzoekers verschillende hypothesen en experimenten presenteren om ze te bevestigen.

Het eerste voorstel over het ontstaan ​​van leven volgens de biologie werd in 1920 voorgesteld door wetenschappers Aleksandr Oparin en J.B.S. Haldane. Zijn hypothese was dat het leven op aarde stap voor stap zou kunnen zijn ontstaan ​​uit niet-levende materie via een proces van 'geleidelijke chemische evolutie'.

Deze hypothese was niet nieuw: in 1872 publiceerde Henry Charlton Bastian een boek over het onderwerp genaamd "Het begin van het leven"; er werd al gesproken over archeobiose, een soortgelijk concept waarmee Darwin zei dat hij het er volledig mee eens was.

Oparin en Haldane suggereerden dat eenvoudige anorganische moleculen die uit de atmosfeer op de grond vallen, mogelijk hebben gereageerd met energie van stralen of de zon. Deze chemische reacties zouden aanleiding geven tot complexere moleculen, zoals aminozuren en nucleotiden. Deze aminozuren en nucleotiden die zich in de oceanen hebben opgehoopt om een ​​"oersoep", inert maar met veel mogelijkheden.

De componenten van deze oersoep, aminozuren en nucleotiden, hadden in andere reacties kunnen worden gecombineerd om grotere en complexere moleculen te vormen: polymeren. De belangrijkste polymeren kunnen eiwitten en nucleïnezuren zijn, misschien in putten aan de kust uit het water, waar meer anorganische materie was en de straling de bereikte moleculen.

De polymeren hadden kunnen worden samengevoegd tot grotere eenheden, die zichzelf konden onderhouden en dupliceren. Dit zou de eerste stap zijn in de vorming van leven en het is waar de versies van de onderzoekers uiteenliepen: Oparin dacht dat deze "kolonies" van gegroepeerde eiwitten, die in staat waren verschillende reacties uit te voeren om energie en materie te verkrijgen voor hun reproductie (metabolisme). In plaats daarvan stelde Haldane voor dat macromoleculen kunnen zijn omsloten door membranen, om gesloten systemen te vormen of "cellen", waarin een groot aantal reacties werd uitgevoerd.

Afbeelding: The Left Daily

De Oparin en Haldane hypothese had (en heeft) veel volgers. In 1953 deden Stanley Miller en Harold Urey een experiment om te zien of de ideeën van Oparin en Haldane in de praktijk konden worden gebracht.

Hun experiment had een eenvoudige benadering: ze stopten warm water en het mengsel van gassen dat zogenaamd in de vroege dagen in de atmosfeer van de aarde aanwezig was in een gesloten kolf. Om de energie die deze stoffen bereikt te simuleren, stuurden Miller en Urey vonken elektriciteit door hun experimentele systeem. Binnen een week hadden zich verschillende soorten aminozuren, suikers, lipiden en andere organische moleculen gevormd. Hoewel het geen complexe moleculen zijn zoals DNA of eiwitten.

Dit experiment toonde aan dat organische structurele eenheden kunnen worden gevormd (vooral aminozuren) van anorganische voorlopers, hoewel ze niet echt nuttig zijn sinds meer Later werd aangetoond dat de atmosferische omstandigheden van die tijd niet die zouden zijn die werden gebruikt in de experiment.

Afbeelding: Google Sites

De hypothese van Oparin en Haldane suggereerde dat aminozuren eerst verschenen en daarna de metabolische reacties die tot hun vermenigvuldiging leidden. Later in de geschiedenis er verscheen een andere stream van gedachten: onderzoekers die geloofden dat de eerste vormen van leven nucleïnezuren waren, die zichzelf dupliceerden zelf, zoals RNA of DNA, en dat andere elementen zoals metabole netwerken later verschenen, om hun overleving.

In de jaren 90 verscheen een reeks onderzoeken die twee feiten aantoonden die deze hypothese versterkten:

• als aminozuren werden verwarmd in afwezigheid van water, zouden ze zich kunnen binden om eiwitten te vormen
• dat RNA-nucleotiden kunnen binden wanneer ze worden blootgesteld aan een kleioppervlak. De klei zou daarom een ​​katalysator zijn om een ​​RNA-polymeer te vormen.

Na beide theorieën te hebben bestudeerd, zijn we niet dichter bij het kennen van de waarheid, aangezien we worden geconfronteerd met een probleem: levende wezens Ze vereisen specifieke componenten (eiwitten en lipiden) en een informatietransmissiesysteem (nucleïnezuren). De eerste zonder de laatste zou leiden tot formaties die niet kunnen worden gekopieerd en gereproduceerd, en de laatste zonder de eerste zouden hun informatie niet kunnen uitdrukken om kopiëren toe te staan.

Als u meer artikelen wilt lezen die vergelijkbaar zijn met De oorsprong van het leven volgens de biologie, raden we u aan om onze categorie van Verhaal.

• Pardo, A. (2007). De oorsprong van het leven en de evolutie van soorten: wetenschap en interpretaties.
• Khan Academy (s.f) Hypothese over de oorsprong van het leven. Hersteld van: https://es.khanacademy.org/science/biology/history-of-life-on-earth/history-life-on-earth/a/hypotheses-about-the-origins-of-life