Contenuto
- Abiogenesi, definizione e panoramica
- L'abiogenesi non è generazione spontanea
- Base teorica per l'abiogenesi
- La base sperimentale per l'abiogenesi
- Ulteriori spiegazioni teoriche di abiogenesi
- Problemi specifici con la seconda parte dell'abiogenesi
- First Life: Teorie alternative sulle origini della vita sulla Terra
Mentre Charles Darwins Theory of Evolution parla di come le specie cambiano per adattarsi al loro ambiente, non affronta la questione di come la vita abbia avuto origine in origine. Ad un certo punto, certamente quando il pianeta era ancora caldo e fuso, non c'era vita sulla Terra, anche se sappiamo che la vita si è evoluta in seguito.
La domanda è, come sono nate le prime forme di vita sulla Terra?
Esistono diverse teorie su come sono nati i mattoni fondamentali degli organismi viventi. Il meccanismo di come la materia non vivente è diventata organismi viventi autoreplicanti e quindi le forme di vita complesse non sono completamente comprese.
Ha alcune lacune, ma abiogenesi tratta concetti interessanti e inizia con una spiegazione.
Abiogenesi, definizione e panoramica
Abiogenesi è il processo naturale attraverso il quale gli organismi viventi sono nati da molecole organiche non viventi. Elementi semplici combinati per formare composti; i composti sono diventati più strutturati e hanno coinvolto diverse sostanze. Alla fine, semplici composti organici sono stati formati e collegati per produrre molecole complesse come aminoacidi.
Gli aminoacidi sono i mattoni delle proteine che formano la base dei processi organici. Gli aminoacidi avrebbero potuto combinarsi per formare catene proteiche. Queste proteine avrebbero potuto auto-replicarsi e costituire la base per semplici forme di vita.
Un simile processo non potrebbe aver luogo oggi sulla Terra perché non esistono più le condizioni necessarie. La creazione di molecole organiche presuppone la presenza di un brodo caldo che contenga le sostanze necessarie per la loro comparsa.
Elementi e composti semplici come idrogeno, carbonio, fosfati e zuccheri devono essere presenti insieme. Un fonte di energia come raggi ultravioletti o scariche di fulmini li aiuterebbe a legare. Condizioni come questa potrebbero esistere 3,5 milioni di anni fa quando si pensa che la vita sulla Terra sia iniziata. L'abiogenesi dettaglia i meccanismi di come ciò potrebbe aver avuto luogo.
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L'abiogenesi non è generazione spontanea
Sia l'abiogenesi che la generazione spontanea propongono che la vita possa provengono da materia non vivente, ma i dettagli dei due sono completamente diversi. Mentre l'abiogenesi è una teoria valida che non è stata smentita, la generazione spontanea è una credenza obsoleta che si è dimostrata errata.
Le due teorie differiscono in tre modi principali. La teoria dell'abiogenesi afferma che:
La teoria della generazione spontanea afferma che:
Gli scienziati credevano nella generazione spontanea, ma oggi anche il grande pubblico non crede più che le mosche provengano da carne marcia o i topi vengano dalla spazzatura. Alcuni scienziati si chiedono anche se l'abiogenesi sia una teoria valida, ma non sono stati in grado di proporre un'alternativa migliore.
Base teorica per l'abiogenesi
Come potrebbe aver avuto origine la vita fu proposta per la prima volta dallo scienziato russo Alexander Oparin nel 1924 e di nuovo in modo indipendente dal biologo britannico J.B.S. Haldane nel 1929. Entrambi presumevano che la Terra primitiva avesse un ambiente ricco di ammoniaca, anidride carbonica, idrogeno e carbonio, i mattoni delle molecole organiche.
I raggi ultravioletti e i fulmini hanno fornito l'energia per reazioni chimiche che avrebbero permesso a queste molecole di collegarsi.
Una tipica catena di reazioni procederebbe come segue:
Mentre la teoria presentava concetti coerenti e credibili, alcuni dei passaggi si sono rivelati difficili da eseguire in condizioni di laboratorio che hanno cercato di simulare quelli sulla Terra primitiva.
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La base sperimentale per l'abiogenesi
All'inizio degli anni '50, lo studente laureato americano Stanley Miller e il suo consulente laureato Harold Urey decisero di testare la teoria dell'abiogenesi Oparin-Haldane ricreando un primo ambiente terrestre. Hanno mescolato i composti e gli elementi semplici della teoria in aria e hanno scaricato scintille attraverso la miscela.
Quando hanno analizzato i prodotti di reazione chimica risultanti, sono stati in grado di rilevare aminoacidi creati durante la simulazione. Questa evidenza che la prima parte della teoria era corretta supportava gli esperimenti successivi che cercavano di creare molecole replicanti dagli aminoacidi. Questi esperimenti non ebbero successo.
Ricerche successive hanno scoperto che l'atmosfera prebiotica della Terra primitiva probabilmente aveva più ossigeno e meno altre sostanze chiave rispetto al campione utilizzato nell'esperimento Miller-Urey. Ciò ha portato a chiedersi se le conclusioni fossero ancora valide.
Da allora, alcuni esperimenti usando una composizione di atmosfera corretta hanno anche trovato molecole organiche come gli aminoacidi, supportando così le conclusioni originali.
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Ulteriori spiegazioni teoriche di abiogenesi
Anche quando è stabilito che erano presenti le condizioni per la generazione di composti organici semplici Terra prebiotica, il percorso verso le cellule viventi è stato contestato. Esistono tre possibili modi in cui composti relativamente semplici come gli aminoacidi potrebbero alla fine diventare una vita autosufficiente:
I passaggi dagli aminoacidi in poi sono stati un problema serio e nessuno dei diversi percorsi teorici è stato simulato con successo a maggio 2019.
Problemi specifici con la seconda parte dell'abiogenesi
Non c'è dubbio che a simulazione dell'atmosfera terrestre primordiale può produrre molecole relativamente complesse che sono i mattoni delle molecole organiche presenti nelle cellule viventi. Vi sono, tuttavia, diversi problemi che vanno dalle molecole complesse alle forme di vita reali. Questi includono:
Se l'abiogenesi non ha luogo nel modo descritto dalla teoria, idee alternative devono essere considerate.
First Life: Teorie alternative sulle origini della vita sulla Terra
Con il progresso sull'abiogenesi apparentemente bloccato, sono state proposte teorie alternative sull'origine della vita. La vita potrebbe aver avuto origine in un modo simile alla teoria dell'abiogenesi ma nel 2004 prese d'aria geotermiche sotto il mare o nel La crosta terrestree potrebbe essere successo più volte in luoghi diversi. Nessuna di queste teorie ha un supporto dati più duro della classica abiogenesi.
In un'altra teoria che abbandona del tutto l'abiogenesi, gli scienziati hanno proposto che composti organici complessi o forme di vita complete come i virus possano essere stati consegnati sulla Terra da meteoriti o comete. La Terra primitiva (Terra primitiva) fu sottoposta a pesanti bombardamenti durante il periodo Hadean (da 4 a 4,6 miliardi di anni fa) quando la vita potrebbe essere iniziata.
Senza dati più concreti, l'unica conclusione è che esattamente come ha avuto origine la vita sulla Terra è ancora un mistero.