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Abiogénesis Definición y teorías

Abiogénesis

La abiogénesis es la creación de moléculas orgánicas por fuerzas distintas a los organismos vivos. Si bien los organismos pueden crear enlaces carbono con relativa facilidad gracias a las enzimas, para hacerlo, de lo contrario se requieren grandes aportes de energía.

Al principio de la historia de la ciencia, este hecho se usó para cuestionar la evolución, ya que no se podía concebir cómo se podrían producir moléculas orgánicas a partir de fuentes no orgánicas. La teoría de la abiogénesis como teoría evolutiva recibió mucho crédito cuando Stanley Miller realizó su famoso experimento tratando de demostrar el comienzo inorgánico de la vida.

Miller combinó varios gases que, sin embargo, existían en las primeras etapas de la Tierra. Estos gases se combinaron en una cámara y se electrocutaron con gran cantidad de electricidad durante semanas a la vez. Después del juicio, Miller analizaría las muestras. Descubrió que las moléculas habían comenzado el proceso de combinarse en moléculas más avanzadas.

Miller teorizó que durante miles de millones de años, estas moléculas podrían combinarse en versiones autorreplicantes, como el ARN y el ADN. Otros experimentos de laboratorio confirmaron estos hallazgos en décadas posteriores. Varios experimentos muy precisos han proporcionado evidencia suficiente de que muchas de las estructuras moleculares de las células podrían crearse a partir de soluciones inorgánicas con un aporte de energía. Los polipéptidos (proteínas) y el ARN se han sintetizado de esta manera.

La síntesis de proteínas y ARN en el laboratorio es una evidencia crucial para la teoría de la abiogénesis. Sin embargo, la abiogénesis de estas moléculas podría conducir a moléculas de ARN autorreplicantes. Se sabe que tanto las proteínas como las moléculas de ARN actúan como catalizadores.

Estas moléculas, producidas por la abiogénesis, podrían catalizar reacciones importantes que podrían conducir a la replicación del ARN y a la producción de complejos como el ribosoma, que traducen proteínas de los mensajes de ARN.

La formación de estas dos moléculas a través de la abiogénesis demuestra que los primeros pasos en la teoría de la abiogénesis podrían haber tenido lugar. Debido a la gran cantidad de energía utilizada, algunos científicos sostienen que la teoría de la abiogénesis no considera la cantidad de rayos y otras fuentes de energía en la atmósfera temprana.

Definición de Abiogénesis

Abiogénesis

Abiogénesis, la idea de que la vida surgió de la no vida hace más de 3.500 millones de años en la Tierra. La abiogénesis propone que las primeras formas de vida generadas fueron muy simples y que a través de un proceso gradual se volvieron cada vez más complejas. La biogénesis, en la que la vida se deriva de la reproducción de otra vida, supuestamente fue precedida por la abiogénesis, que se hizo imposible una vez que la atmósfera de la Tierra asumió su composición actual.

Aunque muchos equiparan la abiogénesis con la teoría arcaica degeneración espontánea, las dos ideas son bastante diferentes. Según este último, se pensaba que la vida compleja (por ejemplo, un gusano o un ratón ) surgía espontáneamente y continuamente de la materia no viva. Si bien el proceso hipotético de generación espontánea fue refutado ya en el siglo XVII y rechazado decisivamente en el siglo XIX, la abiogénesis no ha sido probada ni refutada.

La Teoría De Oparin-Haldane

Oparin-Haldane
En la década de 1920 científico británico JBS Haldane y bioquímico ruso Aleksandr Oparin expuso independientemente ideas similares sobre las condiciones requeridas para el origen de la vida en la Tierra.

Ambos creían que las moléculas orgánicas podían formarse a partir de materiales abiogénicos en presencia de una fuente de energía externa (p. Ej., Radiación ultravioleta ) y que la atmósfera primitiva se estaba reduciendo (que tenía cantidades muy bajas de oxígeno libre ) y contenía amoníaco y vapor de agua, entre otros. gases Ambos también sospecharon que las primeras formas de vida aparecieron en el océano cálido y primitivo y fueron heterotróficas (obteniendo nutrientes preformados de los compuestosen existencia en la Tierra primitiva) en lugar de autotrófica (que genera alimentos y nutrientes a partir de la luz solar o materiales inorgánicos).

Oparin creía que la vida se desarrolló a partir de coacervados, agregados esféricos microscópicos formados espontáneamente de moléculas de lípidos que se mantienen unidos por fuerzas electrostáticas y que pueden haber sido precursores de las células.

El trabajo de Oparin con coacervados confirmó que las enzimas son fundamentales para las reacciones bioquímicas del metabolismo.funcionaba más eficientemente cuando estaba contenido dentro de esferas unidas a la membrana que cuando estaba libre en soluciones acuosas.

Haldane, que no estaba familiarizado con los coacervados de Oparin, creía que las moléculas orgánicas simples se formaron primero y en presencia de luz ultravioleta se volvieron cada vez más complejas, formando finalmente células. Las ideas de Haldane y Oparin formaron la base de gran parte de la investigación sobre abiogénesis que tuvo lugar en las últimas décadas.

 

Teoría de la abiogénesis

Abiogénesis
La teoría de la abiogénesis es la teoría de que toda la vida comenzó a partir de moléculas inorgánicas, que se recombinaron de diferentes maneras debido al aporte de energía. Estas diferentes formas finalmente formaron una molécula autorreplicante, que pudo haber utilizado las otras moléculas producidas por la abiogénesis para comenzar a crear las estructuras básicas de la vida, como la célula.

Así como las poblaciones cambian con el tiempo en la evolución de los organismos, la evolución de las moléculas implica el cambio de moléculas a lo largo del tiempo. Los científicos especulan que las primeras moléculas autorreplicantes fueron probablemente moléculas de ARN. Algunas moléculas de ARN tienen una capacidad conocida para catalizar la formación de nuevas moléculas de ARN, como se ve en los ribosomas de casi todas las criaturas en la Tierra.

Una de estas primeras moléculas de ARN se formó correctamente, de modo que produjo una molécula de ARN que era idéntica a ella. La concentración de esta molécula en la sopa prebiótica aumentó drásticamente, y la molécula interactuó aún más consigo misma y se formaron algunas proteínas a su alrededor, también a través de la abiogénesis.

Finalmente, la molécula de ARN adquirió mutaciones que le permitieron sintetizar una proteína que produciría más ARN. Otras mutaciones hicieron que se crearan proteínas que sintetizaban cadenas de ADN a partir de ARN. Así nació el genoma del organismo moderno. Durante millones de años de historia evolutiva, los cambios se acumularon lentamente en estas moléculas, dando lugar a la complejidad de la vida que vemos hoy.

Varios científicos que estudian la teoría de la abiogénesis discuten sobre el punto exacto en que la abiogénesis cambia a biogénesis. Se pueden ver argumentos similares en el caso de si los virus constituyen o no organismos vivos. La abiogénesis, por definición, es simplemente la creación de moléculas orgánicas a partir de fuentes inorgánicas. No implica necesariamente dónde comienza la vida.

Los Experimento Miller-Urey

Miller-Urey
En 1953 químicos estadounidenses Harold C. Urey y Stanley Miller probó la teoría de Oparin-Haldane y produjo con éxito moléculas orgánicas a partir de algunos de los componentes inorgánicos que se cree que estuvieron presentes en la Tierra prebiótica.

En lo que se conoció como el experimento de Miller-Urey, los dos científicos combinaron agua tibia con una mezcla de cuatro gases (vapor de agua, metano, amoníaco e hidrógeno molecular) e impulsaron la “atmósfera” con descargas eléctricas. Los diferentes componentes estaban destinados a simular el océano primitivo, la atmósfera prebiótica y el calor (en forma de rayo ), respectivamente.

Una semana después, Miller y Urey descubrieron que las moléculas orgánicas simples, incluidos los aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas)), se había formado bajo las condiciones simuladas de la Tierra primitiva.

Concepciones Modernas De Abiogénesis.

Abiogénesis
Las hipótesis modernas de la abiogénesis se basan en gran medida en los mismos principios que la teoría de Oparin-Haldane y el experimento de Miller-Urey. Sin embargo, existen diferencias sutiles entre los diversos modelos que se han establecido para explicar la progresión de la molécula abiogénica al organismo vivo, y las explicaciones difieren en cuanto a si las moléculas orgánicas complejas se convirtieron por primera vez en entidades autorreplicantes que carecían de funciones metabólicas o se convirtieron en protoceldas metabolizadoras. que luego desarrolló la capacidad de autorreplicarse.

El hábitat para la abiogénesis también ha sido debatido. Si bien alguna evidencia sugiere que la vida puede haberse originado a partir de la no vida en los respiraderos hidrotermales en el fondo del océano, es posible que se haya producido abiogénesis en otros lugares, como en las profundidades de la superficie de la Tierra, donde las protocélulas recién surgidas podrían haber subsistido en metano o hidrógeno, o incluso en el océano costas, donde los proteinoides pueden haber surgido de la reacción de los aminoácidos con el calor y luego haber ingresado al agua como gotas de proteínas similares a las células.

Algunos científicos han propuesto que la abiogénesis ocurrió más de una vez. En un ejemplo de este escenario hipotético, surgieron diferentes tipos de vida, cada uno con arquitecturas bioquímicas distintas que reflejan la naturaleza de los materiales abiogénicos a partir de los cuales se desarrollaron. Sin embargo, en última instancia, la vida basada en fosfato (vida “estándar”, que tiene una arquitectura bioquímica que requiere fósforo ) obtuvo una ventaja evolutiva sobre toda la vida no basada en fosfato (vida “no estándar”) y, por lo tanto, se convirtió en el tipo de vida más ampliamente distribuido en Tierra. Esta noción llevó a los científicos a inferir la existencia de unShadow Biosphere, un sistema de soporte vital que consiste en microorganismos de estructura bioquímica única o inusual que alguna vez pudo haber existido, o posiblemente todavía existe, en la Tierra.

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Como la evolución química o abiogenesis se sabe que el mecanismo no está completamente conocida de desarrollo de los organismos vivos de inorgánicos y orgánicos sustancias. Comenzó en el Hadaikum (hasta hace unos 4 mil millones de años), la primera sección del Precámbrico . En el Eoarchaikum , la segunda parte del Precámbrico, comenzó la evolución de los organismos celulares. Se originaron los procariotas.
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