Хемосинтетична теория: Появата на живота на Земята

Хемосинтетичната теория, известна още като биосинтетична теория или физикохимична теория за произхода на живота, се основава на хипотезата, че животът на нашата планета произхожда от групирането (синтеза) на много примитивни молекули в началото на времето. и които стават все по-сложни до образуването на първите клетки.

Тази теория е разработена почти по същото време между 1924 и 1928 г., но отделно от учените Александър И. Опарин (руски биохимик) и Джон Б. С. Халдейн (английски биолог), потвърждавайки теорията за Големия взрив и побеждавайки теорията на спонтанното поколение, доминиращо от древността.

Сред приносите към работата на тези двама учени се откроява участието на мексиканския фармацевт Алфонсо Луис Ерера, който провежда проучвания за произхода и еволюцията на живота на земята и който се смята за създател на плазмогенезата, наука, която изследване на произхода на протоплазма, т.е. произхода на живота.

Неговите изследвания са публикувани в чужбина и са послужили за основа на Опарин и Халдейн да развият своята теория, която също е била информирана чрез геоложки, палеонтологични и биохимични изследвания.

В момента хемосинтетичната теория е най-широко приета от учените. Тя обяснява произхода на живота от химическата еволюция и физическите явления на материята.

Хемосинтетичната теория: как се случи животът на Земята?

Според теорията за Големия взрив Земята се е появила преди около 5000 милиона години от облак от водороден газ. Едновременно с това възниква слънцето и другите планети на Слънчевата система.

Първоначално температурата на Земята беше изключително висока, но малко по малко се охлаждаше и примитивните океани започнаха да се оформят.

По това време атмосферата беше много по-различна от сегашната. Преобладават водните пари, метан, амоняк, въглероден диоксид и водород.

За разлика от това, което се случва в наши дни, в тази начална фаза няма озонов слой, така че всички видове радиация достигат повърхността на Земята, включително ултравиолетовите и инфрачервените лъчи.

В допълнение, имаше много енергия, произведена от постоянни вулканични изригвания, светкавици и светкавици.

При този сценарий е много вероятно първите органични съединения в тези примитивни океани, сред които са въглехидрати, липиди и някои аминокиселини, да се формират и унищожават отново и отново, докато най-накрая не открият някаква стабилност да се развие.

Милиони години тези вещества се комбинират химически помежду си, образувайки все по-сложни вещества, които са били ограничени от мембрана.

На тези вещества Опарин ги нарича протобионти. Неговото съществуване е продължило милиони години и с течение на времето придобива характеристики на живите същества, изпълняващи функции като хранене и екскреция. Те също започнаха да се възпроизвеждат, което предполагаше появата на нуклеинови киселини, които носят генетичната информация.

Еволюционно, протобионтите предшестват първите прости и прости клетки, които се появяват хиляди години по-късно. Смята се, че първите живи същества, които се появили на земята, са много сходни с бактериите.

Тези изключително прости оригинални същества се развиват и стават все по-сложни, докато не станат многоклетъчни организми.

Приносът на Милър и Ури

През 1953 г. американските химици Стенли Л. Милър и Харолд Клейтън Ури се опитват да възпроизведат в лаборатория условията, предложени от Опарин и Халдейн в тяхната теория. Милър и Ури създадоха апарат, в който възпроизвеждат условията на примитивната земя, създадена от хемосинтетичната теория.

Апаратът се състои от няколко контейнера, свързани помежду си. За да пресъздадат условията на първобитната атмосфера на земята, тези учени поставят в контейнерите два електрода, вода, метан, амоняк и водород.

Чрез електродите те произвеждат електрически удари, които правят искри летящи подобни на тези, генерирани от мълния.

Водата, която симулира примитивните океани, беше доведена до точката на кипене. Той въвежда множество неорганични молекули, от които трябва да се образуват прости и прости живи същества.

Експериментът продължи няколко седмици, в края на който учените забелязаха, че някои вещества са се натрупали във водата и в стените на контейнерите.

Когато са анализирани, Милър и Ури осъзнават, че са няколко органични съединения, включително четири различни аминокиселини, които участват в образуването на протеини.

С техния експеримент американските учени успяха да проверят, че от неорганичните съединения са образувани органични съединения.

По този начин те отвориха пътя, за да покажат, че предбиологичната еволюция, поставена от Опарин и Халдейн, е възможна.

Оттогава се провеждат експерименти, подобни на тези на Милър и Ури, но варират количествата и видовете газове. Също така, в някои експерименти са използвани различни източници на енергия, като инфрачервена и ултравиолетова светлина.

Повечето от тези експерименти са получили голямо разнообразие от органични съединения, които са част от живите същества.

По този начин хемосинтетичната теория е частично доказана.

Ограничения за проверка

Експериментите, проведени с цел да се провери хемосинтетичната теория, са в състояние да докажат, че е възможно произходът на живота да е бил обяснен от Oparin и Haldane. Фактът, че това се е случило в продължение на милиарди години, обаче не може да бъде пренебрегнат.

Поради този дълъг период от време, който обхваща процеса на възникване на живота на земята, е невъзможно да се възпроизведе в неговата цялост и с вярност в лабораториите.

Препятствието на времето постави учените пред един труден сценарий, тъй като никога няма да е възможно да се знае точно как са се образували първите организми, обитавали планетата.

Въпреки този недостатък, хемосинтетичната теория ни позволи да начертаем образ, който е доста близък до това, което би могло да бъде генезиса на живота на Земята.