非生物的合成理論は、その生活を提案しているという仮定は非生物化合物(非生物的=非生物)由来です。有機分子の合成から生命が徐々に生まれてきたことを示唆しています。これらの有機分子の中で、生きている細胞を生じさせるより複雑な構造の前駆体であるアミノ酸が目立ちます。
この理論を提案した研究者は、ロシアの科学者アレクサンダーオパリンとイギリスの生化学者ジョンハルデンでした。これらの科学者たちは一人で調査し、同じ仮説に達しました。地球上の生命の起源は、以前は原始的な大気中に存在していた有機および無機化合物(非生物)に由来するというものです。
非生物的合成理論の推進者の一人であるジョンハルデン
それは何で構成されていますか?
非生物的合成の理論は、地球上の生命の起源は、当時、大気中に存在していた無機化合物と有機化合物の混合物によるものであり、水素、メタン、水蒸気が負荷されていたことを証明しています二酸化炭素とアンモニア。
オパリンとハルデンの理論
オパリンとハルデンは、初期の地球には還元性の雰囲気があったと考えた。つまり、存在していた分子が電子を寄付する傾向がある、酸素の少ない雰囲気です。
その後、大気は徐々に変化し、水素分子(H2)、メタン(CH4)、二酸化炭素(CO2)、アンモニア(NH3)、水蒸気(H2O)などの単純な分子が発生します。これらの条件下で、彼らは次のことを提案しました:
-単純な分子は、太陽の光線からのエネルギー、嵐からの放電、地球のコアの熱など、物理化学反応に最終的に影響を与える他の種類のエネルギーを使用して反応する可能性があります。
-これは、海に浮かぶコアセルベート(生命の起源となる分子のシステム)の形成を促進しました。
-この「プリミティブブロス」では、条件が適切であるため、後続の反応でビルディングブロックを組み合わせることができます。
-タンパク質や核酸などのより大きく複雑な分子(ポリマー)がこれらの反応から形成されました。おそらく、海の近くのプールからの水の存在によって支持されました。
-これらのポリマーは、維持および複製が可能なユニットまたは構造に組み立てられている可能性があります。オパリンは、それらが一緒にグループ化されたタンパク質の「コロニー」であり、代謝を行うことができると考え、ハルデンは高分子が膜に囲まれて細胞のような構造を形成することを示唆した。
理論に関する考察
このモデルの詳細はおそらく正しくありません。たとえば、地質学者は現在、初期の大気は収縮していなかったと信じており、海の端にある池が生命の最初の出現の可能性が高い場所であるかどうかは不明です。
ただし、基本的なアイデア「単純な分子のグループが徐々に自然に形成され、さらに複雑な構造が形成され、最終的に自己複製する能力を獲得する」は、実際の生活。
非生物的合成理論を裏付ける実験
ミラーとユーリーの実験
1953年、スタンリーミラーとハロルドユーリーは、オパリンとハルデンのアイデアをテストする実験を行いました。彼らは、先に述べた初期の地球のものと同様の還元条件下で、有機分子が自発的に生成できることを見出した。
MillerとUreyは、地球の初期の大気には豊富であると考えられていた大量の温水と混合ガスを含む閉鎖システムを構築しました。メタン(CH4)、二酸化炭素(CO2)、およびアンモニア(NH3)です。
より複雑なポリマーを発生させる化学反応に必要なエネルギーを提供できる稲妻をシミュレートするために、MillerとUreyは実験システムの電極を通して放電を送りました。
ミラーとユーリーの実験
MillerとUreyは、1週間実験を行った後、さまざまな種類のアミノ酸、糖、脂質、その他の有機分子が形成されていることを発見しました。
DNAやタンパク質などの大きく複雑な分子が欠けていました。しかし、Miller-Urey実験は、これらの分子のビルディングブロックの少なくとも一部が単純な化合物から自発的に形成できることを示しました。
ファンオロの実験
生命の起源の探求を続け、スペインの科学者フアンオロは彼の生化学的知識を使用して、実験室条件下で生命にとって重要な他の有機分子を合成しました。
オロは、シアン化物誘導体を大量に生産するミラーとユーリーの実験の条件を再現しました。
この製品(青酸)に加えてアンモニアと水を使用して、この研究者はDNAの4つの窒素塩基の1つであり、ほとんどの生物にエネルギーを提供する基本分子であるATPのコンポーネントの1つであるアデニン分子を合成することができました。
この発見が1963年に発表されたとき、外部の影響なしに初期の地球にヌクレオチドが自然に出現する可能性を示したので、それは科学的であるだけでなく、人気のある影響も及ぼしました。
彼はまた、原始地球に存在する環境に似た環境、他の有機化合物、主に細胞膜の一部である脂質、代謝に重要ないくつかのタンパク質および活性酵素を合成し、実験室で再現しました。
シドニーフォックス実験
1972年、シドニーフォックスと彼の共同研究者たちは、膜と浸透圧特性を持つ構造を生成することを可能にする実験を行いました。つまり、生細胞に似ていて、プロテノイド様微小球と呼ばれていました。
アミノ酸の乾燥混合物を使用して、彼らは適度な温度にそれらを加熱し始めました。したがって、彼らはポリマーの形成を達成した。これらのポリマーは、生理食塩水に溶解すると、特定の化学反応を実行できる細菌細胞のサイズの小さな液滴を形成しました。
これらの微小球は、現在の細胞膜と同様に透過性の二重エンベロープを持っていたため、環境の変化に応じて水和および脱水することができました。
微小球の研究から得られたこれらすべての観察は、最初の細胞を発生させたかもしれないプロセスのタイプについての考えを示しました。
アルフォンソエレーラの実験
他の研究者たちは、最初の細胞を生み出した分子構造を再現するために独自の実験を行いました。メキシコの科学者であるアルフォンソエレーラは、スルフォビオやコルポイドと呼ばれる構造を人工的に生成することに成功しました。
エレーラは、スルホシアン化アンモニウム、チオサネートアンモニウム、ホルムアルデヒドなどの物質の混合物を使用し、高分子量の小さな構造を合成することができました。これらの硫黄に富む構造は生きている細胞と同様の方法で組織されたので、彼はそれらをスルホビアと呼んだ。
同様に、彼はオリーブ油とガソリンを少量の水酸化ナトリウムと混合して、原生動物と同様の方法で組織化された他のタイプの微細構造を生成しました。彼はこれらのミクロスフェアをコルポイドと名付けた。
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