Que dit la théorie de l'origine de la vie de l'étang?
Le premier et le plus célèbre modèle de l’origine de la vie sur le
De telles masses d’eau sont apparues à la surface de la planète lorsqu’une comète de météorites est tombée sur plusieurs millions d’annéesavant que l’océan primordial n’y apparaisse.
Et jusqu’à la fin des années 1970, lorsque les expéditions en haute mer vers les failles ont eu lieu, cette hypothèse était la plus populaire. D’autres scientifiques du début du XXe siècle, tels que John Haldane et AlexanderOparin était d’accord avec Darwin et développa sa théorie.
Ils ont indépendamment supposé quela jeune Terre avait une atmosphère «régénératrice», c'est-à-dire antagoniste à celle où l'oxygène est produit. Dans une telle atmosphère, par exemple, le fer ne rouillera jamais. L'atmosphère de cette époque a peut-être été saturée de méthane et d'ammoniac, formant une "soupe primordiale" idéale à partir de laquelle la vie a émergé dans un plan d'eau peu profond.
Cette théorie est étayée par le fait que surLa surface terrestre contenait un certain nombre d'éléments critiques pour la vie, par exemple du molybdène, du bore et de l'azote, dont la concentration dans l'océan primaire était extrêmement faible.
Comment ont-ils essayé de prouver la théorie?
Pour que le premier organisme apparaisse, il faut qu’il y ait des cellules, au moins une.
Selon les scientifiques, l'apparition d'une cellulecontribué à l'accumulation de substances organiques dans l'environnement et à l'émergence de formes prébiotiques - les protocellules, qui sont devenues un lien entre la matière vivante et non vivante. Cependant, ces protocellules ne sont plus sur terre. Mais les scientifiques savent qu'ils auraient certainement dû contenir:
- molécule auto-réplicante avec information héréditaire;
- une coque qui le protège de l'environnement.
Des analogues de protocellules ont été synthétisés en 2011biologistes à l'Université de Tokyo. Grâce à la réaction en chaîne par polymérase (PCR), il a été possible d'obtenir leur division spontanée complète, semblable à ce qui se produit dans des conditions naturelles.
Afin de préparer le substrat primaire,ou, en d'autres termes, coacervat, les auteurs de l'ouvrage ont pris des dizaines de composants organiques dont le rapport était préalablement calculé sur un ordinateur. Une fois combinées, ces substances ont formé des vésicules de coacervat dans le substrat avec une enveloppe cationique et des éléments d'ADN à l'intérieur.
Mais cela n’était toujours pas suffisant pourconfirment que les êtres vivants peuvent provenir d'êtres non vivants. L'ADN n'est pas capable de s'auto-reproduire sans la participation de certaines enzymes - des protéines spécifiques qui catalysent toutes les étapes de sa réplication. Des scientifiques japonais ont réussi à le créer en laboratoire, mais encore une fois en utilisant des composants biologiques.
Quel était le matériau de la première vie?
Une nouvelle étude menée par un groupe international de scientifiques a été affinée pour trouver des mécanismes potentiels pour la formation des premières cellules à partir de zéro - uniquement pendant les processus chimiques, sans la participation de la biologie.
Ils ont étudié un large éventail de composés qui peuvent s'être formés à la suite de réactions prébiotiques au début de la Terre.
Et ils ont découvert que beaucoup de ces substances sont des éthers,amines, azides, imides et autres - dans certaines conditions, polymérisent plus facilement que les composés biologiques. Et certains créent même spontanément des structures semblables à des cellules - des compartiments. Selon les auteurs, les chaînes de polymères à l'intérieur de tels compartiments, se tordant, pourraient former des formes tridimensionnelles uniques - des prototypes de protéines ou d'ARN.
Pour obtenir des chaînes polymères en laboratoireles auteurs ont utilisé des alternances périodiques entre des conditions sèches et humides. L'évaporation de la solution diluée, en règle générale, a commencé le processus de polymérisation, mais tous les polymères formés n'ont pas résisté au séchage. Certains se sont effondrés. D'autres, avec l'ajout d'eau, ont poursuivi le cycle de synthèse auto-réplicatif. En cela, les auteurs voient le plus tôt, même au niveau des molécules, une manifestation de la sélection évolutive, qui est devenue plus tard une caractéristique intégrale de tous les organismes vivants.
Les chercheurs ont examiné les polymères au microscope etont découvert qu'à l'intérieur de certains d'entre eux apparaissaient des compartiments de la taille d'une cellule : ils contenaient de 10 à 20 atomes. Selon les scientifiques, au fil du temps, ces agrégats cellulaires, après de longues transformations chimiques, pourraient devenir des cellules à part entière - des structures auto-organisées constituées de millions d'atomes.
Qu'est-ce qui était important pour la naissance des premières cellules?
Les conditions dans l'étang dont parlait Darwin étaientla base de l’origine de la vie, cela a été confirmé par la recherche. La particularité de l'étang abstrait est qu'il tantôt il se remplit d'eau, tantôt il se dessèche. Autrement dit, l’alternance cyclique de périodes humides et sèches contribue à l’apparition de composés prébiotiques complexes dans le système chimique, comme le confirment également les physiciens.
Les auteurs ont étudié les coacervats de polyélectrolytes dansmilieu liquide ayant la même composition que l'eau du bassin. Ils ont simulé les conditions où l'étang s'assèche puis se remplit d'eau de pluie. Et ils l'ont découvert: dans le premier cas, la concentration d'acides nucléiques et de sels augmente, dans le second, elle diminue. Il ne change pas à l'intérieur des compartiments polymères.
Selon les chercheurs, cela est devenu un facteur clé dans la formation progressive de composés polymères complexes auto-reproducteurs, tels que l'ARN, à l'intérieur des protocellules.
En conséquence, trois conditions sont nécessaires à la vie:
- compartimentation,
- auto-réplication,
- métabolisme.
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