เบื้องหลังสมมติฐานของความร้อนใต้พิภพสิ่งที่ประกอบด้วยและคำวิจารณ์

สมมติฐานความร้อน มีจุดมุ่งหมายเพื่ออธิบายเงื่อนไขดั้งเดิมที่สิ่งมีชีวิตแรกก่อตัวขึ้นบนโลกเกิดขึ้นโดยเสนอเป็นสถานการณ์หลักที่น้ำพุร้อนตั้งอยู่ในส่วนลึกของมหาสมุทร.

แหล่งน้ำร้อนหลายแห่งตั้งอยู่ที่อุณหภูมิสูงถึง 350 ° C ซึ่งชุดสัตว์เหล่านี้มีสภาพทั่วไปเช่นหอยสองฝาหนอนเวิร์มครัสเตเชีย porphyry และ echinoderms (ปลาดาวและญาติ).

หลักฐานนี้ชี้ให้เห็นว่าสภาพแวดล้อมในทะเลลึกน่าจะเพียงพอสำหรับการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตและรูปแบบแรกของสิ่งมีชีวิตคือจุลินทรีย์เคมีบำบัด.

นอกจากนี้น้ำเดือดยังมีแบคทีเรียเคมีสังเคราะห์ที่ดึงพลังงานจากสารกำมะถันซึ่งมีอยู่อย่างมากมายในสภาพแวดล้อมประเภทนี้.

แบคทีเรียสังเคราะห์ทางเคมีมีหน้าที่ของผู้ผลิตในระบบนิเวศเป็นฐานของห่วงโซ่อาหารซึ่งคล้ายกับบทบาทของพืชในระบบนิเวศทั่วไป.

แนวคิดที่เกี่ยวข้องกับสมมติฐานความร้อนเริ่มปรากฏเมื่อต้นปี 1977 เมื่อนักวิจัย Corliss ทำการสังเกตโดยตรงในระบบความร้อนที่ตั้งอยู่ในเกาะกาลาปากอส.

ดัชนี

• 1 ความเป็นมาและทฤษฎีทางเลือก
  • 1.1 Panspermia
  • 1.2 Abiotic models
  • 1.3 World of RNA
• 2 ประกอบด้วยอะไร?
• 3 วิจารณ์ทฤษฎี
• 4 อ้างอิง

บรรพบุรุษและทฤษฎีทางเลือก

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิจัยได้เสนอทฤษฎีหลายสิบทฤษฎีที่มีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายที่มาของชีวิตและสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการพัฒนา ชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไรเป็นหนึ่งในคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดและแย้งที่สุด.

ผู้เขียนบางคนสนับสนุนต้นกำเนิดของเมแทบอลิซึมในขณะที่ฝ่ายตรงข้ามสนับสนุนต้นกำเนิดทางพันธุกรรม.

สเปอร์

ในช่วงกลางทศวรรษ 1900 นักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง Arrhenius เสนอทฤษฎีของ panspermia หรือทฤษฎีจักรวาลวิทยา ความคิดนี้ทำให้เกิดที่มาของชีวิตด้วยการมาถึงของจุลินทรีย์เชิงพื้นที่จากดาวเคราะห์ที่มีชีวิตก่อนหน้านี้.

มีเหตุผลทฤษฎีจักรวาลวิทยาไม่ได้ให้ความคิดที่แก้ปัญหาเพราะมันไม่ได้อธิบายว่าชีวิตนอกโลกเกิดขึ้นในดาวเคราะห์สมมุติกล่าวว่า.

ยิ่งไปกว่านั้นมันไม่น่าเป็นไปได้มากที่เอนทิตีของกล้องจุลทรรศน์ที่สภาพแวดล้อม prebiotic อาณานิคมรอดชีวิตจากสภาพพื้นที่จนกว่าพวกเขาจะไปถึงดาวเคราะห์โลก.

รูปแบบ Abiotic

แบบจำลอง abiotic เสนอว่าชีวิตเกิดจาก "จุลภาค" เป็นรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงระหว่างโมเลกุลอินทรีย์และรูปแบบแรกของชีวิต ในบรรดาผู้ปกป้องหลักของทฤษฎีนี้คือOparín, Sydney W. Fox และ Alfonso F. Herrera.

ตาม Oparin และ Haldane, coacervates เป็นสารตั้งต้นของชีวิต probiontes, คั่นด้วยพลาสมาเมมเบรนที่ช่วยให้มีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของพวกเขา ตามที่ผู้เขียนพวกเขามาก่อนโมเลกุลที่ส่งข้อมูลทางพันธุกรรม: DNA หรือ RNA.

ในส่วนของพวกเขา Stanley Miller และ Harold Urey สามารถสร้างระบบที่แยบยลซึ่งเลียนแบบ "บรรยากาศดั้งเดิมของชีวิต" ส่วนประกอบที่อยู่ในชั้นบรรยากาศสมมุติแตกต่างจากปัจจุบันมากสามารถสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์ที่ขาดไม่ได้สำหรับชีวิต (เช่นกรดอะมิโน) เมื่อใช้ความร้อนและแรงดันไฟฟ้า.

ฟ็อกซ์สามารถหาไมโครสเฟียร์ที่มีขนาดใกล้เคียงกับแบคทีเรียทำให้กรดอะมิโนเป็นแหล่งความร้อน.

ในทำนองเดียวกันนักวิจัยคนอื่น ๆ ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์โดยใช้อนินทรีย์โมเลกุลเป็นวัตถุดิบอธิบายด้วยวิธีนี้ที่มาของสิ่งมีชีวิตจากสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นธรรมชาติ.

โลก RNA

ตำแหน่งอื่นของต้นกำเนิดของชีวิตถือเป็นเหตุการณ์หลักที่การปรากฏตัวของโมเลกุลที่มีข้อมูลทางพันธุกรรม ผู้เขียนหลายคนปกป้องต้นกำเนิดของชีวิตจาก RNA และยืนยันว่าโมเลกุลนี้ทำหน้าที่เป็นแม่แบบและตัวเร่งปฏิกิริยาในเวลาเดียวกัน.

หลักฐานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการมีไรโบโซมโมเลกุล RNA ที่มีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาและในขณะเดียวกันก็เก็บข้อมูลไว้ในลำดับนิวคลีโอไทด์.

มันประกอบด้วยอะไร??

สมมติฐานของไฮโดรเทอร์มอลนำเสนอสภาพแวดล้อมทางน้ำที่รุนแรงเช่นนี้เป็นสถานที่ที่เหมาะสมสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่นำไปสู่ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก.

ผู้เขียนทฤษฎีนี้มีพื้นฐานมาจากฟอสซิลอาร์เคีย, ระบบทันสมัยของช่องระบายความร้อนใต้น้ำใต้น้ำ, การสังเกตเชิงทฤษฎีและการทดลอง.

ระบบไฮโดรเทอร์มอลนั้นมีการไหลของพลังงานสูงสภาพแวดล้อมที่ลดลงอย่างมากและดินเหนียวที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งเป็นพื้นผิวที่เหมาะสำหรับปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังมีความเข้มข้นสูงของ CH₄, NH₃, H₂ และโลหะที่แตกต่างกัน.

สมมติฐานประกอบด้วยการแปลงแบบลำดับของ CH₄, NH₃, H₂ ในกรดอะมิโนเหล่านี้ในโปรตีนและจากนั้นในโพลีเมอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นจนกว่าคุณจะไปถึงเมแทบอลิซึมของโครงสร้างและสิ่งมีชีวิต.

เมื่อตรวจสอบซากดึกดำบรรพ์ในหิน Precambrian โครงสร้างที่ชวนให้นึกถึงเซลล์มีอายุตั้งแต่ 3.5 ถึง 3.8 พันล้านปีก่อนถูกค้นพบในการรวบรวมใต้น้ำความร้อนใต้พิภพ.

ในทางตรงกันข้ามกับสมมติฐานก่อนหน้าสมมติฐานความร้อนจะนำเสนอความร้อนเป็นแหล่งพลังงานไม่ใช่รังสียูวีและการปล่อยไฟฟ้าเช่นรูปแบบ "ซุปดั้งเดิม" นอกจากนี้แบบจำลองนี้เสนอการดำรงอยู่ของการไล่ระดับสีสิ่งแวดล้อมในแง่ของอุณหภูมิ pH และความเข้มข้นของสารเคมี.

คำติชมต่อทฤษฎี

แม้ว่าสมมติฐานความร้อนใต้พิภพมีข้อโต้แย้งที่ถูกต้องหลายประการ แต่ก็ไม่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล หนึ่งในการวิพากษ์วิจารณ์ต้นกำเนิดของชีวิตในแหล่งน้ำร้อนคือความไม่ลงรอยกันและการขาดข้อมูลเกี่ยวกับแบบจำลองทางธรณีวิทยาของยุคพรีไบโอติก.

ในทำนองเดียวกันโมเลกุลที่ขาดไม่ได้สำหรับการพัฒนาของชีวิต - เช่นกรดนิวคลีอิกโปรตีนและเยื่อหุ้มเซลล์ - จะต้องเผชิญกับการทำลายล้างทันทีเนื่องจากอุณหภูมิสูงของสภาพแวดล้อมไฮโดรเทอร์มอล.

อย่างไรก็ตามมีความเป็นไปได้ว่ารูปแบบชีวิตแรกนั้นทนความร้อนได้คล้ายกับสิ่งมีชีวิตที่อุณหภูมิคงที่ซึ่งทุกวันนี้อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง.

ในทางตรงกันข้ามข้อเสียเปรียบอื่นที่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของส่วนประกอบที่เกิดขึ้น ไม่น่าเป็นไปได้ที่ชีวิตจะมีวิวัฒนาการในความกว้างใหญ่ของมหาสมุทรพรีไบโอติกซึ่งสารชีวโมเลกุลจะถูกเจือจางและกระจายตัวอย่างมาก.

สำหรับสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมกับที่มาของสิ่งมีชีวิตมันจะต้องชอบการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลดังนั้นพวกมันจึงก่อตัวเป็นหน่วยงานที่ซับซ้อนมากขึ้น อย่าเจือจางพวกเขาตามที่ควรจะเป็นในระดับความลึกของมหาสมุทร.

ผู้เสนอทฤษฎีความร้อนใต้พิภพแนะนำว่าชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้ในพื้นที่ล้อมรอบซึ่งจะป้องกันการเจือจางของโมเลกุลที่เกิดขึ้นใหม่เช่นหลุมอุกกาบาต.

การอ้างอิง

1. Chatterjee, S. (2016) มุมมองทางชีวภาพเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตที่ปล่องภูเขาไฟส่งผลกระทบต่อปล่องน้ำพุร้อน. เคมีเชิงฟิสิกส์ฟิสิกส์เคมี, 18(30), 20033-20046.
2. Corliss, J.B. , Baross, J.A. , & Hoffman, S.E. (1981) สมมติฐานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างน้ำพุร้อนใต้น้ำกับที่มาของสิ่งมีชีวิตบนโลก. Oceanologica Acta ฉบับพิเศษ.
3. Holm, N. G. (1992) ทำไมระบบความร้อนใต้พิภพจึงถูกเสนอให้เป็นสภาพแวดล้อมที่เป็นไปได้ในการกำเนิดชีวิต? ใน ระบบความร้อนใต้พิภพทางทะเลและต้นกำเนิดของชีวิต (pp. 5-14) Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017) ภูมิทัศน์ของการเกิดขึ้นของชีวิต. ชีวิต, 7(2), 27.
5. Lanier, K. A. , & Williams, L. D. (2017) ต้นกำเนิดของชีวิต: โมเดลและข้อมูล. วารสารวิวัฒนาการระดับโมเลกุล, 84(2), 85-92.