Hipótese hidrotérmica: o que é, antecedentes e críticas

A hipótese hidrotérmica visa explicar as condições primitivas em que se originaram as primeiras formas de vida no planeta Terra, propondo como cenário principal as nascentes de águas termais localizadas nas profundezas dos oceanos.

Foi localizada uma série de fontes de fontes termais com temperaturas que atingem 350 ° C, onde uma série de fauna típica dessas condições, como bivalves, minhocas, crustáceos, porifers e alguns equinodermes (estrela do mar e seus parentes).

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Essa evidência sugere que os ambientes oceânicos profundos provavelmente eram adequados para a origem da vida e as primeiras formas de vida eram microorganismos quimioautotróficos.

Além disso, na água fervente habita uma série de bactérias quimiossintéticas que extraem sua energia de substâncias sulfurosas, que são abundantes nesse tipo de ambiente.

As bactérias quimiossintéticas têm o papel de produtores nos ecossistemas , sendo a base da cadeia alimentar, análoga ao papel das plantas nos ecossistemas típicos.

Idéias relacionadas à hipótese hidrotérmica começaram a surgir no início de 1977, quando o pesquisador Corliss fez observações diretas sobre os sistemas hidrotérmicos localizados nas Ilhas Galápagos.

Contexto e teorias alternativas

Por várias décadas, os pesquisadores propuseram dezenas de teorias que pretendem explicar a origem da vida e o ambiente propício em que ela deveria ter sido desenvolvida. Como a vida se originou tem sido uma das questões científicas mais antigas e controversas.

Alguns autores apóiam a origem primária do metabolismo, enquanto seus oponentes apóiam a origem genética.

Panspermia

Em meados do século XX, o renomado cientista Arrhenius propôs a teoria da panspermia ou teoria cosmológica. Essa idéia eleva a origem da vida graças à chegada de microorganismos espaciais de um planeta onde a vida já existia anteriormente.

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Logicamente, a teoria cosmológica não fornece idéias que resolvam o problema, uma vez que não explica como a vida extraterrestre se originou naquele planeta hipotético.

Além disso, não é muito provável que as entidades microscópicas que colonizaram os ambientes prebióticos tenham sobrevivido às condições do espaço até atingirem o planeta Terra.

Modelos abióticos

Os modelos abióticos propõem que a vida se originou das “microestruturas” como formas de transição entre moléculas orgânicas e as primeiras formas de vida. Entre os principais defensores dessa teoria estão Oparín, Sydney W. Fox e Alfonso F. Herrera.

Segundo Oparin e Haldane, os coacervados são precursores da vida dos probiontes, delimitados por uma membrana plasmática que permite a interação com o ambiente. Segundo os autores, eles se originaram antes das moléculas que transmitem a informação genética: DNA ou RNA.

Por sua parte, Stanley Miller e Harold Urey conseguiram construir um sistema engenhoso que imitava “a atmosfera primitiva da vida”. Os componentes presentes na atmosfera hipotética, muito diferente da atual, conseguiram sintetizar moléculas orgânicas essenciais para a vida (como aminoácidos) quando o calor e a voltagem eram aplicados.

Fox conseguiu obter microesferas de tamanho semelhante às bactérias, submetendo os aminoácidos a uma fonte de calor.

Da mesma forma, outros pesquisadores conseguiram a síntese de moléculas orgânicas usando moléculas inorgânicas como matéria-prima, explicando a origem da vida em um ambiente abiótico.

Mundo RNA

Outra postura da origem da vida postula como evento principal o aparecimento de moléculas que contêm informações genéticas. Vários autores defendem a origem da vida a partir do RNA e argumentam que essa molécula serviu como modelo e catalisador ao mesmo tempo.

A maior evidência é a existência de ribossomos , moléculas de RNA capazes de catalisar reações e, ao mesmo tempo, armazenar informações em sua sequência nucleotídica.

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Em que consiste?

A hipótese hidrotérmica propõe esses ambientes aquáticos extremos como o lugar certo para a síntese dos compostos orgânicos que levaram à origem dos organismos vivos na Terra.

Os autores desta teoria são baseados em fósseis de Arqueas, sistemas modernos de fontes hidrotermais subaquáticas e observações teóricas e experimentais.

Os sistemas hidrotérmicos são caracterizados por fluxos de alta energia, um ambiente altamente redutor e argilas minerais abundantes, que são superfícies ideais para reações catalíticas. Ele também tem elevadas concentrações de CH 4 , NH 3 , H 2 e vários metais.

A hipótese é a conversão sequencial de CH 4 , NH 3 , H 2 em aminoácidos, proteína e, em seguida, polímeros complexos, até um metabolismo estruturado e organismos vivos.

Ao examinar fósseis em rochas pré-cambrianas, foram encontradas estruturas que se assemelham a células que datam de cerca de 3,5 a 3,8 bilhões de anos atrás em conjuntos hidrotermais subaquáticos.

Em contraste com as hipóteses anteriores, a hipótese hidrotérmica propõe calor e não raios UV e descargas elétricas como fonte de energia, como o modelo do “caldo primitivo”. Além disso, este modelo propõe a existência de gradientes ambientais em termos de temperatura, pH e concentração química.

Críticas da teoria

Embora a hipótese hidrotérmica tenha vários argumentos válidos, ela não é universalmente aceita. Uma das críticas à origem da vida em uma fonte de água termal é a incongruência e a falta de informações sobre os modelos geológicos da Era Prebiótica.

Da mesma forma, as moléculas indispensáveis ​​para o desenvolvimento da vida – como ácidos nucléicos, proteínas e membranas – enfrentariam sua destruição imediata, devido às altas temperaturas dos ambientes hidrotérmicos.

No entanto, também é provável que as primeiras formas de vida sejam termoestáveis, semelhantes aos organismos termofílicos que habitam ambientes extremos atualmente.

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Por outro lado, surge outro inconveniente relacionado à concentração dos componentes. É improvável que a vida possa ter evoluído na vastidão dos oceanos prebióticos, onde as biomoléculas seriam altamente diluídas e dispersas.

Para que um ambiente seja adequado à origem da vida, ele deve promover interações entre moléculas, para que elas formem entidades mais complexas; Não os dilua, como aconteceria nas profundezas do oceano.

Os defensores da teoria hidrotérmica sugerem que a vida pode se originar em áreas delimitadas que impedem a diluição de moléculas recém-formadas, como crateras.

Referências

  1. Chatterjee, S. (2016). Uma visão simbiótica da origem da vida em crateras de impacto hidrotérmicas – lagos. Physical Chemistry Chemical Physics , 18 (30), 20033–20046.
  2. Corliss, JB, Baross, JA e Hoffman, SE (1981). Uma hipótese sobre as relações entre fontes termais submarinas e a origem da vida na Terra. Oceanologica Acta, edição especial .
  3. Holm, NG (1992). Por que os sistemas hidrotérmicos são propostos como ambientes plausíveis para a origem da vida? Em sistemas hidrotérmicos marinhos e a origem da vida (pp. 5–14). Springer, Dordrecht.
  4. Jheeta, S. (2017). A paisagem do surgimento da vida. Vida , 7 (2), 27.
  5. Lanier, KA & Williams, LD (2017). A origem da vida: modelos e dados. Journal of Molecular Evolution , 84 (2), 85-92.
Categorias Biologia

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