Teoria delle caratteristiche principali di sintesi abiotica

il Teoria della sintesi abiotica è un postulato che propone che la vita sia originata da composti non viventi (abiotico = non vivo). Suggerisce che la vita sia nata gradualmente dalla sintesi di molecole organiche. Tra queste molecole organiche sono gli amminoacidi, che sono i precursori di strutture più complesse che danno origine a cellule viventi.

I ricercatori che hanno proposto questa teoria erano lo scienziato russo Alexander Oparin e il biochimico britannico John Haldane. Ognuno di questi scienziati, investigando da soli, arrivò alla stessa ipotesi: che l'origine della vita sulla Terra provenisse da composti organici e minerali (materia non vivente) che esistevano in precedenza nell'atmosfera primitiva.

indice

• 1 Che cos'è?
• 2 Teoria di Oparin e Haldane
  • 2.1 Considerazioni teoriche
• 3 Esperimenti che supportano la Teoria della sintesi abiotica
  • 3.1 Esperimento di Miller e Urey
  • 3.2 L'esperimento di Juan Oró
  • 3.3 Esperimento di Sydney Fox
  • 3.4 L'esperimento di Alfonso Herrera
• 4 riferimenti

Cos'è?

La Teoria della sintesi abiotica afferma che l'origine della vita sulla Terra è avvenuta grazie alla miscela tra i composti inorganici e organici che si trovavano nell'atmosfera di quel tempo, che era carica di idrogeno, metano, vapore acqueo, anidride carbonica e ammoniaca.

Teoria di Oparin e Haldane

Oparin e Haldane pensavano che la Terra primitiva avesse un'atmosfera riducente; cioè un'atmosfera con poco ossigeno dove le molecole presenti tendono a donare i loro elettroni.

Successivamente, l'atmosfera cambierebbe gradualmente dando origine a molecole semplici come l'idrogeno molecolare (H2), il metano (CH4), il biossido di carbonio (CO2), l'ammoniaca (NH3) e il vapore acqueo (H2O). In queste condizioni, hanno suggerito che:

- Le molecole semplici avrebbero potuto reagire usando l'energia dei raggi del sole, le scariche elettriche delle tempeste, il calore proveniente dal nucleo della Terra, tra gli altri tipi di energia che alla fine influenzarono le reazioni fisico-chimiche.

- Questo ha favorito la formazione di coacervati (sistemi di molecole da cui la vita ha avuto origine, secondo Oparin) che galleggiava negli oceani.

- In questa "zuppa primitiva" le condizioni sarebbero adeguate in modo che gli elementi costitutivi avrebbero potuto essere combinati in reazioni successive.

- Da queste reazioni, sono state formate molecole più grandi e complesse (polimeri), come proteine ​​e acidi nucleici, probabilmente favorite dalla presenza di acqua dalle pozzanghere vicino all'oceano.

- Questi polimeri potrebbero essere stati assemblati in unità o strutture in grado di essere mantenute e replicate. Oparin pensava che avrebbero potuto essere "colonie" di proteine ​​raggruppate per svolgere il metabolismo, e Haldane suggerì che le macromolecole fossero racchiuse nelle membrane per formare strutture simili a cellule.

Considerazioni sulla teoria

I dettagli di questo modello probabilmente non sono del tutto corretti. Per esempio, i geologi ora credono che l'atmosfera primitiva non si restringe, e non è chiaro se gli stagni ai margini dell'oceano siano un sito probabile per la prima apparizione della vita.

Tuttavia, l'idea di base "una formazione graduale e spontanea di gruppi di molecole semplici, quindi la formazione di strutture più complesse e infine l'acquisizione della capacità di auto-replicarsi" rimane il nucleo della maggior parte delle ipotesi sulle origini del vita attuale.

Esperimenti che supportano la Teoria della sintesi abiotica

Esperienza Miller e Urey

Nel 1953, Stanley Miller e Harold Urey fecero un esperimento per testare le idee di Oparin e Haldane. Scoprirono che le molecole organiche potevano verificarsi spontaneamente in condizioni riducenti simili a quelle della Terra primitiva descritta in precedenza.

Miller e Urey costruirono un sistema chiuso che conteneva una quantità di acqua riscaldata e una miscela di gas ritenuta abbondante nella prima atmosfera terrestre: metano (CH4), anidride carbonica (CO2) e ammoniaca (NH3).

Per simulare i raggi che avrebbero potuto fornire l'energia necessaria per le reazioni chimiche che hanno dato origine a polimeri più complessi, Miller e Urey hanno inviato scosse elettriche attraverso un elettrodo nel loro sistema sperimentale.

Dopo aver lasciato correre l'esperimento per una settimana, Miller e Urey scoprirono che erano stati formati diversi tipi di amminoacidi, zuccheri, lipidi e altre molecole organiche.

Mancano DNA e proteine ​​grandi e complessi come molecole. Tuttavia, l'esperimento Miller-Urey ha mostrato che almeno alcuni dei componenti di base di queste molecole potrebbero essere formati spontaneamente da composti semplici.

L'esperimento di Juan Oró

Continuando con la ricerca delle origini della vita, lo scienziato spagnolo Juan Oró ha usato le sue conoscenze biochimiche per sintetizzare, in condizioni di laboratorio, altre molecole organiche importanti per la vita.

Oro ha risposto alle condizioni dell'esperimento Miller e Urey, che produce derivati ​​del cianuro in grandi quantità.

L'utilizzo di questo prodotto (acido cianidrico), più ammoniaca e acqua, il ricercatore è stato in grado di sintetizzare molecole adenina, una delle quattro basi azotate del DNA e un componente di ATP, una molecola chiave per fornire energia alla maggior parte degli esseri viventi .

Quando questo risultato fu pubblicato nel 1963, ebbe non solo un impatto scientifico ma anche popolare, poiché dimostrò la possibilità dell'aspetto spontaneo dei nucleotidi nella Terra primitiva senza alcuna influenza esterna.

Anche riuscito a sintetizzare, ricreando nell'ambiente laboratorio simile a quello esistente nella prima Terra, altri composti organici, principalmente lipidi che fanno parte delle membrane cellulari, alcune proteine ​​e importanti enzimi attivi metabolismo.

Esperimento di Sydney Fox

Nel 1972, Sydney Fox ei suoi collaboratori condussero un esperimento che permise loro di generare strutture con proprietà membrana e osmotiche; cioè, simile alle cellule viventi, che chiamavano Microsfere proteinoidi.

Usando una miscela secca di amminoacidi, hanno proceduto a riscaldarli a temperature moderate; così hanno raggiunto la formazione di polimeri. Questi polimeri, quando disciolti in soluzione salina, formavano minuscole goccioline delle dimensioni di una cellula batterica in grado di svolgere determinate reazioni chimiche.

Queste microsfere avevano un involucro doppio permeabile, simile alle attuali membrane cellulari, che permetteva loro di idratarsi e disidratarsi a seconda dei cambiamenti nell'ambiente in cui si trovavano.

Tutte queste osservazioni ottenute dallo studio delle microesférulas hanno mostrato un'idea del tipo di processi che potrebbero aver dato origine alle prime cellule.

Esperimento di Alfonso Herrera

Altri ricercatori hanno condotto i propri esperimenti per cercare di replicare le strutture molecolari che hanno dato origine alle prime cellule. Alfonso Herrera, uno scienziato messicano, riuscì a generare artificialmente strutture che chiamò sulfobios e pustidi.

Herrera usò miscele di sostanze come il solfocianuro di ammonio, il tiosianato di ammonio e la formaldeide, con le quali fu in grado di sintetizzare piccole strutture ad alto peso molecolare. Queste strutture ricche di zolfo erano organizzate in modo simile alle cellule viventi, così le chiamava sulfobios.

Allo stesso modo, ha miscelato olio d'oliva e benzina con piccole quantità di idrossido di sodio per generare altri tipi di microstrutture organizzate in modo simile ai protozoi; Ha chiamato questi microsfere colpiides.

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