¿Qué dice la teoría del origen de la vida en el estanque?
El primer y más famoso modelo del origen de la vida en
Estas masas de agua aparecieron en la superficie del planeta durante la caída de cometas y meteoritos varios millones de años antes de que surgiera el océano primario.
Y hasta finales de los años 70 del siglo XX, hasta que tuvieron lugarEn aquellas mismas expediciones a fallas en aguas profundas, esta hipótesis fue la más popular. Otros científicos de principios del siglo XX, como John Haldane y Alexander Oparin, estuvieron de acuerdo con Darwin y desarrollaron su teoría.
Ellos asumieron independientemente quela Tierra joven tenía una atmósfera "reconstituyente", es decir, antagónica a aquella donde se produce el oxígeno. En tal atmósfera, por ejemplo, el hierro nunca se oxidará. La atmósfera de esa época pudo haber estado saturada de metano y amoníaco, formando una “sopa primordial” ideal de la que surgió la vida en alguna masa de agua poco profunda.
Esta teoría se apoya en el hecho de que enLa superficie terrestre contenía una serie de elementos críticos para la vida, por ejemplo, molibdeno, boro y nitrógeno, cuya concentración en el océano primario era extremadamente baja.
¿Cómo intentaron probar la teoría?
Para que aparezca el primer organismo es necesario que existan células, al menos una.
Según los científicos, la aparición de una célulacontribuyó a la acumulación de sustancias orgánicas en el medio ambiente y al surgimiento de formas prebióticas - protocélulas, que se han convertido en un eslabón de conexión entre la materia viva y no viviente. Sin embargo, estas protocélulas ya no están en la tierra. Pero los científicos saben que definitivamente deberían haber contenido:
- Molécula autorreplicante con información hereditaria;
- un caparazón que lo protege del medio ambiente.
Los análogos de las protocélulas se sintetizaron en 2011.biólogos de la Universidad de Tokio. Gracias a la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), fue posible lograr su división espontánea y completa, similar a lo que ocurre en condiciones naturales.
Para preparar el sustrato primario,o, en otras palabras, coacervado, los autores del trabajo tomaron decenas de componentes orgánicos, cuya proporción se calculó previamente en una computadora. Al combinarse, estas sustancias formaron vesículas coacervadas en el sustrato con una capa catiónica y elementos de ADN en su interior.
Sin embargo, esto todavía no fue suficiente paraconfirman que los seres vivos pueden surgir de seres no vivos. El ADN no es capaz de autorreproducirse sin la participación de ciertas enzimas, proteínas específicas que catalizan todas las etapas de su replicación. Los científicos japoneses lograron crearlo en el laboratorio, pero, nuevamente, utilizando componentes biológicos.
¿Cuál fue el material para la primera vida?
Un nuevo estudio realizado por un grupo internacional de científicos estaba orientado a encontrar posibles mecanismos para la formación de las primeras células "desde cero", solo en el curso de procesos químicos, sin la participación de la biología.
Estudiaron una amplia gama de compuestos que pueden haberse formado como resultado de reacciones prebióticas en la Tierra primitiva.
Y encontraron que muchas de estas sustancias son éteres,aminas, azidas, imidas y otros: en determinadas condiciones se polimerizan más fácilmente que los compuestos biológicos. Y algunos incluso crean espontáneamente estructuras parecidas a células: compartimentos. Según los autores, las cadenas de polímeros dentro de dichos compartimentos, al retorcerse, podrían formar formas tridimensionales únicas: prototipos de proteínas o ARN.
Para obtener cadenas de polímeros en el laboratoriolos autores utilizaron alternancia periódica de condiciones secas y húmedas. La evaporación de la solución diluida, como regla, inició el proceso de polimerización, pero no todos los polímeros formados resistieron el secado. Algunos se derrumbaron. Otros, con la adición de agua, continuaron el ciclo de síntesis autorreplicante. En esto, los autores ven lo más temprano, incluso a nivel de moléculas, una manifestación de selección evolutiva, que luego se convirtió en una característica integral de todos los organismos vivos.
Los investigadores examinaron los polímeros bajo un microscopio ydescubrió que dentro de algunos de ellos aparecían compartimentos del tamaño de células: contenían de 10 a 20 átomos. Según los científicos, con el tiempo, estos agregados similares a células, después de largas transformaciones químicas, podrían convertirse en células de pleno derecho, estructuras autoorganizadas que consisten en de millones de átomos.
¿Qué fue importante para el nacimiento de las primeras células?
Las condiciones en el estanque de las que hablaba Darwin eranla base para el origen de la vida, esto ha sido confirmado por investigaciones. La peculiaridad del estanque abstracto es que a veces se llena de agua, a veces se seca. Es decir, la alternancia cíclica de períodos húmedos y secos contribuye a la aparición de compuestos prebióticos complejos en el sistema químico, como también confirman los físicos.
Los autores investigaron coacervados de polielectrolitos enmedio líquido que tiene la misma composición que el agua del estanque. Simularon condiciones en las que el estanque se seca y luego se vuelve a llenar con agua de lluvia. Y descubrieron: en el primer caso, la concentración de ácidos nucleicos y sales aumenta, en el segundo disminuye. No cambia dentro de los compartimentos de polímero.
Según los investigadores, esto se ha convertido en un factor clave en la formación gradual de compuestos poliméricos complejos que se reproducen a sí mismos, como el ARN, dentro de las protoceldas.
En consecuencia, se necesitan tres condiciones para la vida:
- compartimentación,
- autorreplicación,
- metabolismo.
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