Teoria da síntese abiótica Principais características

O Teoria da síntese abiótica é um postulado que propõe que a vida se origina de compostos não vivos (abióticos = não vivos). Sugere que a vida surgiu gradualmente a partir da síntese de moléculas orgânicas. Entre essas moléculas orgânicas estão os aminoácidos, que são os precursores de estruturas mais complexas que dão origem a células vivas.

Os pesquisadores que propuseram essa teoria foram o cientista russo Alexander Oparin e o bioquímico britânico John Haldane. Cada um desses cientistas, investigando por conta própria, chegou à mesma hipótese: que a origem da vida na Terra veio de compostos orgânicos e minerais (matéria não-viva) que existiam anteriormente na atmosfera primitiva.

Índice

• 1 o que é isso?
• 2 Teoria de Oparina e Haldane
  • 2.1 Considerações teóricas
• 3 Experimentos que suportam a teoria da síntese abiótica
  • 3.1 Experimento de Miller e Urey
  • 3.2 O experimento de Juan Oró
  • 3,3 experiência Fox Sydney
  • 3.4 Experiência de Alfonso Herrera
• 4 referências

Em que consiste?

A Teoria da síntese abiótica afirma que a origem da vida na Terra ocorreu graças à mistura entre os compostos inorgânicos e orgânicos que estavam na atmosfera da época, que foi carregada com hidrogênio, metano, vapor d'água, dióxido de carbono e amônia.

Teoria de Oparin e Haldane

Oparin e Haldane pensavam que a Terra primitiva tinha uma atmosfera redutora; isto é, uma atmosfera com pouco oxigênio onde as moléculas que estavam presentes tendem a doar seus elétrons.

Posteriormente, a atmosfera mudaria gradualmente, dando origem a moléculas simples, como hidrogênio molecular (H2), metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), amônia (NH3) e vapor de água (H2O). Sob essas condições, eles sugeriram que:

- Moléculas simples poderiam ter reagido, usando energia dos raios solares, descargas elétricas de tempestades, calor do núcleo da Terra, entre outros tipos de energia que finalmente afetaram as reações físico-químicas.

- Isso promoveu a formação de coacervatos (sistemas de moléculas a partir dos quais a vida se originou, segundo Oparin), que flutuavam nos oceanos.

- Nesta "sopa primitiva" as condições seriam adequadas para que os blocos de construção pudessem ter sido combinados em reações posteriores.

- A partir dessas reações, moléculas maiores e mais complexas (polímeros) foram formadas, como proteínas e ácidos nucléicos, provavelmente favorecidas pela presença de água de poças perto do oceano.

Estes polímeros poderiam ter sido reunidos em unidades ou estruturas capazes de serem mantidas e replicadas. Oparin pensou que eles poderiam ter sido "colônias" de proteínas agrupadas para realizar o metabolismo, e Haldane sugeriu que as macromoléculas fossem encapsuladas em membranas para formar estruturas semelhantes a células.

Considerações sobre teoria

Os detalhes desse modelo provavelmente não estão totalmente corretos. Por exemplo, os geólogos acreditam agora que a atmosfera primitiva não estava diminuindo, e não está claro se os lagos à beira do oceano são um provável local para a primeira aparição da vida.

No entanto, a ideia básica "uma formação gradual e espontânea de grupos de moléculas simples, depois a formação de estruturas mais complexas e, finalmente, a aquisição da capacidade de auto-replicar" continua a ser o núcleo da maioria das hipóteses das origens do vida atual.

Experimentos que suportam a teoria da síntese abiótica

Experiência de Miller e Urey

Em 1953, Stanley Miller e Harold Urey fizeram um experimento para testar as idéias de Oparin e Haldane. Eles descobriram que moléculas orgânicas podem ocorrer espontaneamente sob condições redutoras semelhantes às da Terra primitiva anteriormente descrita.

Miller e Urey construíram um sistema fechado que continha uma quantidade de água aquecida e uma mistura de gases supostamente abundantes na atmosfera primitiva da Terra: metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) e amônia (NH3).

Para simular os raios que poderiam fornecer a energia necessária para as reações químicas que levaram à formação dos polímeros mais complexos, Miller e Urey enviaram choques elétricos através de um eletrodo em seu sistema experimental.

Depois de deixar o experimento funcionar por uma semana, Miller e Urey descobriram que vários tipos de aminoácidos, açúcares, lipídios e outras moléculas orgânicas haviam sido formados.

Grandes moléculas complexas, como o DNA e a proteína, estavam faltando. No entanto, o experimento de Miller-Urey mostrou que pelo menos alguns dos componentes básicos dessas moléculas poderiam ser formados espontaneamente a partir de compostos simples.

O experimento de Juan Oró

Continuando com a busca pelas origens da vida, o cientista espanhol Juan Oró utilizou seu conhecimento bioquímico para sintetizar, em condições de laboratório, outras moléculas orgânicas importantes para a vida.

Oro respondeu as condições do experimento de Miller e Urey, que produz derivados de cianeto em grandes quantidades.

Usando este produto (ácido cianídrico), mais de amoníaco e água, o investigador era capaz de sintetizar moléculas de adenina, uma das quatro bases azotadas de DNA e um componente de ATP, uma molécula-chave para fornecer energia para a maioria dos seres vivos .

Quando esta descoberta foi publicada em 1963, não foi apenas um cientista, mas também impacto popular, pois mostrou a possibilidade de surgimento espontâneo de nucleotídeos na Terra primitiva, sem qualquer influência externa.

Além disso conseguiu sintetizar, recriando o ambiente em laboratório semelhante à existente no início da Terra, de outros compostos orgânicos, principalmente lípidos que fazem parte das membranas celulares, algumas proteínas e importante no metabolismo de enzimas activas.

Experiência de Sydney Fox

Em 1972, Sydney Fox e seus colaboradores realizaram um experimento que lhes permitiu gerar estruturas com propriedades membranosas e osmóticas; isto é, semelhante às células vivas, que eles chamavam Microesferas proteinóides.

Usando uma mistura seca de aminoácidos, eles começaram a aquecê-los a temperaturas moderadas; Assim, eles conseguiram a formação de polímeros. Esses polímeros, quando dissolvidos em solução salina, formavam minúsculas gotículas do tamanho de uma célula bacteriana capaz de realizar certas reações químicas.

Estas microesferas tinham um invólucro duplo permeável, semelhante às membranas celulares atuais, o que lhes permitia hidratar e desidratar dependendo das mudanças no ambiente onde estavam.

Todas essas observações obtidas a partir do estudo das microesférulas, mostraram uma ideia sobre o tipo de processos que poderiam ter originado as primeiras células.

Experiência de Alfonso Herrera

Outros pesquisadores conduziram seus próprios experimentos para tentar replicar as estruturas moleculares que deram origem às primeiras células. Alfonso Herrera, um cientista mexicano, conseguiu gerar artificialmente estruturas que ele chamou de sulfobios e colpoides.

Herrera utilizadas misturas de substâncias, tais como tiocianato, amónio tiosianato de amónio e de formaldeído, com os quais conseguiram sintetizar pequenas estruturas de elevado peso molecular. Essas estruturas ricas em enxofre eram organizadas de maneira semelhante às células vivas, então ele as chamava de sulfobios.

Da mesma forma, ele misturou azeite e gasolina com pequenas quantidades de hidróxido de sódio para gerar outros tipos de microestruturas que foram organizadas de forma semelhante aos protozoários; Ele chamou essas microesferas colpoides.

Referências

1. Carranza, G. (2007). Biologia I. Limite editorial, México.
2. Flores, R., Herrera, L. e Hernández, V. (2004). Biologia 1 (1ª ed.) Editorial de progresso.
3. Fox, S. W. (1957). O Problema Químico da Geração Espontânea. Jornal de Educação Química, 34(10), 472-479.
4. Fox, S. W., & Harada, K. (1958). Copolimerização térmica de aminoácidos para uma proteína produtora de resíduos. Ciência, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biologia: Biogênese e Microrganismos (2a ed.) Educação Pearson.
6. Gama, A. (2007). Biologia I: uma abordagem construtivista (3a ed.) Educação Pearson.
7. Gordon-Smith, C. (2003). A hipótese de Oparin-Haldane. EmOrigem da vida: marcos do século XX. Retirado de: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). Uma nova teoria da origem e natureza da vida. Ciência, 96:14.
9. Ledesma-Mateos, I., & Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera e o começo do evolucionismo e estudos sobre a origem da vida no México. Jornal de Evolução Molecular, 83(5-6), 193-203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey e além: O que aprenderam sobre as reações de síntese orgânica pré-biótica nos últimos 60 anos? Revisão Anual das Ciências da Terra e Planetárias, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Uma produção de aminoácidos sob possíveis condições primitivas da Terra. Ciência 117:528- 529
12. Miller, S. L. (1955). Produção de alguns compostos orgânicos sob possíveis condições primitivas da Terra. Jornal da American Chemical Society.
13. Miller, S. L., Urey, H.C., & Oró, J. (1976). Origem de compostos orgânicos na terra primitiva e em meteoritos. Jornal de Evolução Molecular, 9(1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biologia 1, Volume 1. Cengage Learning Publishers.
15. Parker, E. T., Cleaves, H. J., Callahan, M. P., Dworkin, J. P., Glavin, D. P., Lazcano, A., & Bada, J. L. (2011). Síntese prebiótico de metionina e Outros contendo enxofre compostos orgânicos na Terra primitiva: uma reavaliação contemporânea Baseado em um Inédito 1958 Stanley Miller Experiment. Origens da Vida e Evolução das Biosferas, 41(3), 201-212.