所述非生物合成理论是,提出了寿命假定源自非活化合物(非生物=非活性)。这表明生命是由有机分子的合成逐渐产生的。在这些有机分子中,氨基酸脱颖而出,它们是产生活细胞的更复杂结构的前体。
提出这一理论的研究人员是俄罗斯科学家亚历山大·奥帕林和英国生物化学家约翰·霍尔丹。这些科学家各自进行调查,得出相同的假设:地球上的生命起源于原始大气中先前存在的有机和矿物化合物(非生命物质)。
约翰·霍尔丹(John Haldane),非生物合成理论的推动者之一
它由什么组成?
非生物合成理论确定地球生命的起源是由于当时大气中无机和有机化合物之间的混合物,其中充满了氢气,甲烷,水蒸气,二氧化碳和氨。
肝素和霍尔丹理论
Oparin和Haldane认为早期地球的大气层正在还原;就是说,在氧气很少的气氛中,存在的分子倾向于提供电子。
随后,大气将逐渐变化,产生简单的分子,例如分子氢(H2),甲烷(CH4),二氧化碳(CO2),氨(NH3)和水蒸气(H2O)。在这种情况下,他们建议:
-简单的分子可能利用太阳射线的能量,风暴的放电,地核的热量以及最终影响物理化学反应的其他类型的能量发生了反应。
-这促进了漂浮在海洋中的凝聚层(根据生命起源的分子系统)的形成。
-在这种“原始肉汤”中,条件将是适当的,以使构建基块可以在随后的反应中结合在一起。
-从这些反应中形成了更大,更复杂的分子(聚合物),例如蛋白质和核酸,这可能是由于海洋附近的水池中存在水而引起的。
-这些聚合物可能已经组装成能够维持和复制的单元或结构。Oparin认为它们可能是蛋白质的“殖民地”,这些蛋白质被分组在一起进行新陈代谢,Haldane建议将大分子封闭在膜中以形成细胞样结构。
关于理论的考虑
该模型的细节可能不太正确。例如,地质学家现在认为,早期的大气层并没有在缩小,目前尚不清楚海洋边缘的池塘是否可能是生命首次出现的场所。
但是,基本思想“逐渐而自发形成简单分子组,然后形成更复杂的结构,最后获得自我复制的能力”仍然是大多数起源的假说的核心。实际生活。
支持非生物合成理论的实验
米勒和尤里实验
1953年,斯坦利·米勒(Stanley Miller)和哈罗德·乌里(Harold Urey)进行了一项实验,以检验Oparin和Haldane的想法。他们发现有机分子可以在与先前所述的早期地球相似的还原条件下自发产生。
Miller和Urey建立了一个封闭的系统,其中包含大量热水和被认为在地球早期大气中富含的气体混合物:甲烷(CH4),二氧化碳(CO2)和氨(NH3)。
为了模拟可能提供化学反应所需能量的闪电,这些化学反应导致发生更复杂的聚合物,Miller和Urey通过其实验系统中的电极发送了放电。
米勒和尤里实验
在运行了一周的实验后,Miller和Urey发现已经形成了各种类型的氨基酸,糖,脂质和其他有机分子。
缺少大型复杂分子-如DNA和蛋白质-。但是,米勒-尤里(Miller-Urey)实验表明,这些分子的至少某些构造基团可以由简单化合物自发形成。
胡安·奥罗的实验
西班牙科学家胡安·奥罗(JuanOró)继续寻找生命的起源,利用他的生化知识,在实验室条件下实现了对生命重要的其他有机分子的合成。
Oró复制了Miller和Urey实验的条件,该实验大量生产氰化物衍生物。
使用该产品(氢氰酸),再加上氨和水,该研究人员能够合成腺嘌呤分子,DNA的4个含氮碱基之一和ATP的组成成分之一,ATP是为大多数生物提供能量的基本分子。 。
当这一发现于1963年发表时,它不仅具有科学意义,而且具有广泛的影响力,因为它证明了核苷酸在地球早期自发出现而没有任何外部影响的可能性。
他还设法在实验室中合成了与原始地球上存在的环境类似的环境,并合成了其他有机化合物,主要是细胞膜一部分的脂质,某些蛋白质和对代谢至关重要的活性酶。
悉尼福克斯实验
1972年,悉尼福克斯(Sydney Fox)及其合作者进行了一项实验,使他们能够产生具有膜和渗透特性的结构。即类似于活细胞,他们称其为类蛋白微球。
他们使用一种干燥的氨基酸混合物,将其加热至中等温度;因此他们实现了聚合物的形成。这些聚合物溶解在盐水中后,会形成微小的液滴,大小与能够进行某些化学反应的细菌细胞大小相同。
这些微球具有可渗透的双包膜,类似于当前的细胞膜,根据它们所处环境的变化,它们可以进行水合和脱水。
从微球研究中获得的所有这些观察结果都表明了有关可能起源于第一个细胞的过程类型的想法。
阿方索·埃雷拉(Alfonso Herrera)的实验
其他研究人员进行了自己的实验,试图复制产生第一个细胞的分子结构。墨西哥科学家阿方索·埃雷拉(Alfonso Herrera)设法人为地产生了他称为磺胺嘧啶和类胶体的结构。
埃雷拉使用了诸如硫氰化铵,硫代氨基甲酸铵和甲醛等物质的混合物,从而能够合成高分子量的小结构。这些富含硫的结构与活细胞的组织方式相似,这就是为什么他称它们为硫磺素。
同样,他将橄榄油和汽油与少量氢氧化钠混合,以产生其他类型的微结构,这些结构的结构类似于原生动物。他将这些微球称为胶体。
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