Hoofd wetenschap

Abiogenese biologie

Inhoudsopgave:

Abiogenese biologie
Abiogenese biologie

Video: Abiogenesis 2024, Juli-

Video: Abiogenesis 2024, Juli-
Anonim

Abiogenese, het idee dat leven meer dan 3,5 miljard jaar geleden op aarde is ontstaan ​​uit niet-leven. Abiogenesis stelt dat de eerste gegenereerde levensvormen zeer eenvoudig waren en door een geleidelijk proces steeds complexer werden. Biogenese, waarbij leven is afgeleid van de reproductie van ander leven, werd vermoedelijk voorafgegaan door abiogenese, die onmogelijk werd zodra de atmosfeer van de aarde zijn huidige samenstelling aannam.

Hoewel velen abiogenese gelijkstellen aan de archaïsche theorie van spontane generatie, zijn de twee ideeën heel verschillend. Volgens de laatste werd gedacht dat het complexe leven (bijv. Een made of muis) spontaan en continu voortkwam uit niet-levende materie. Hoewel het hypothetische proces van spontane generatie al in de 17e eeuw werd weerlegd en beslissend werd afgewezen in de 19e eeuw, is abiogenese niet bewezen of weerlegd.

De Oparin-Haldane-theorie

In de jaren twintig presenteerden de Britse wetenschapper JBS Haldane en de Russische biochemicus Aleksandr Oparin onafhankelijk soortgelijke ideeën over de voorwaarden die nodig zijn voor de oorsprong van het leven op aarde. Beiden waren van mening dat organische moleculen konden worden gevormd uit abiogene materialen in de aanwezigheid van een externe energiebron (bijv. Ultraviolette straling) en dat de primitieve atmosfeer afnam (met zeer lage hoeveelheden vrije zuurstof) en onder andere ammoniak en waterdamp bevatte gassen. Beiden vermoedden ook dat de eerste levensvormen in de warme, primitieve oceaan voorkwamen en heterotroof waren (het verkrijgen van voorgevormde voedingsstoffen uit de verbindingen die op vroege aarde bestonden) in plaats van autotroof (het genereren van voedsel en voedingsstoffen uit zonlicht of anorganische materialen).

Oparin geloofde dat het leven zich ontwikkelde uit coacervaten, microscopisch spontaan gevormde bolvormige aggregaten van lipidemoleculen die bij elkaar worden gehouden door elektrostatische krachten en die mogelijk voorlopers van cellen zijn geweest. Het werk van Oparin met coacervaten bevestigde dat enzymen die fundamenteel zijn voor de biochemische metabolische reacties, efficiënter werkten wanneer ze in membraangebonden bollen waren dan wanneer ze vrij waren in waterige oplossingen. Haldane, onbekend met Oparin's coacervaten, geloofde dat eenvoudige organische moleculen eerst werden gevormd en in aanwezigheid van ultraviolet licht steeds complexer werden en uiteindelijk cellen vormden. De ideeën van Haldane en Oparin vormden de basis voor veel van het onderzoek naar abiogenese dat in latere decennia plaatsvond.

Het Miller-Urey-experiment

In 1953 testten de Amerikaanse chemici Harold C. Urey en Stanley Miller de Oparin-Haldane-theorie en produceerden met succes organische moleculen uit enkele van de anorganische componenten waarvan wordt aangenomen dat ze aanwezig waren op prebiotische aarde. In wat bekend werd als het Miller-Urey-experiment, combineerden de twee wetenschappers warm water met een mengsel van vier gassen - waterdamp, methaan, ammoniak en moleculaire waterstof - en pulseerden ze de "atmosfeer" met elektrische ontladingen. De verschillende componenten waren bedoeld om respectievelijk de primitieve oceaan, de prebiotische atmosfeer en warmte (in de vorm van bliksem) te simuleren. Een week later ontdekten Miller en Urey dat zich onder de gesimuleerde omstandigheden van de vroege aarde eenvoudige organische moleculen, waaronder aminozuren (de bouwstenen van eiwitten), hadden gevormd.