Abiogênese

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Abiogênese é o processo pelo qual a vida surge naturalmente de matéria não viva. Os cientistas especulam que a vida pode ter surgido como resultado de processos químicos aleatórios que produziram moléculas autorreplicantes. Uma das hipóteses atuais populares envolve a reatividade química em torno das fontes hidrotermais. Estahipóteseainda não foi comprovado empiricamente, embora as evidências atuais geralmente o apóiem.

Conteúdo

História: geração espontânea

Antes dos últimos séculos, acreditava-se amplamente que a abiogênese acontecia ao nosso redor, que muitosIndividualos organismos atuais originaram-se de matéria não viva. Rãs e ratos parecem vir da lama e vermes da carne apodrecida. Nessa forma, a abiogênese é mais comumente chamada de 'geração espontânea'.

No antigo mundo greco-romano, era defendida por alguns filósofos notáveis, como Anaximandro ouAristóteles(História dos Animais,Geração de Animais) Seus sucessores medievais também o defenderam, apontando para partes da Bíblia que parecem apoiá-lo, como Gênesis 1:20. Em 1648, Jan Baptista van Helmont propôs esta receita para ratos:

... se uma camisa suja for pressionada dentro da boca de um Vaso, em que o Trigo é, dentro de alguns dias (a saber, 21) um fermento sendo retirado da camisa e alterado pelo odor do grão, o Trigo ele mesmo sendo incrustado em sua própria pele, se transformando em Ratos: e é, portanto, o mais surpreendente, porque tal tipo de insetos sendo distinguidos pelas Assinaturas dos Sexos, geram com aqueles que nasceram da semente dos Pais : Que a partir daí também, a semelhança ou qualidade de ambas as sementes, e uma força vital semelhante dos fermentos podem aparecer claramente: E o que é mais maravilhoso, fora do grão de pão e da camisa, salte adiante, não de fato Ratinhos pequenos, ou sugadores, ou muito pequenos, ou abortivos: mas aqueles que estão totalmente ou totalmente formados.

Mas em 1646, Sir Thomas Browne publicou um livroPseudodoxia Epidemica('Erros Vulgar' ou 'Crenças Falsas Populares'), no qual ele expressou ceticismo sobre uma variedade de crenças comuns, incluindo a geração espontânea. Alexander Ross escreveu uma resposta a ele, que incluiu

Ele duvida que camundongos possam ser procriados da putrefação. Portanto, ele pode duvidar se no queijo e na madeira são gerados vermes; Ou se bétulas e vespas em esterco de vaca; Ou se borboletas, gafanhotos, grashoppers, shel-fish, caracóis, enguias, e outros semelhantes, sejam procriados de matéria putrificada, que é capaz de receber a forma daquela criatura para a qual está disposto pelo poder formativo. Questionar isso é questionar Razão, Sentido e Experiência: Se ele duvida disso, deixe-o ir para Ægypt, e lá ele encontrará os campos fervilhando de ratos gerados da lama de Nilo, para grande calamidade dos Habitantes .



Alguns anos depois, Francesco Redi começou a duvidar da geração espontânea de moscas, então por volta de 1668, ele fez alguns clássicosexperimentosno qual ele mostrou que manter as moscas longe da carne apodrecida impede que larvas e moscas apareçam nela. No entanto, ele ainda pensava que a geração espontânea acontece em algumas outras circunstâncias. Embora a geração espontânea logo tenha sido desacreditada para os organismos macroscópicos, ainda parecia verdadeira para os 'animálculos' microscópicos. Mas mesmo lá, a geração espontânea foi gradualmente desacreditada por experimentos do tipo Redi, com Louis Pasteur dando o golpe final em 1861.

Ainda hoje, no entanto, existemmanivelasque insistem que a geração espontânea aconteça. Wilhelm Reich , por exemplo, viu vesículas microscópicas que ele chamou de 'bíons', que ele afirmava poderem se organizar em amebas totalmente desenvolvidas. (Ele rejeitou a noção de que estava apenas reconstituindo cistos amebianos, porque não acreditava na hipótese de 'infecção de ar'.)

Evolução e abiogênese

Muitas vezes criado nodebate sobre origenseu mostro evolução não explica a origem de vida . Vamos deixar algo bem claro: abiogênese e evolução sãoduas coisas completamente diferentes. A teoria de evolução não diz absolutamente nada sobre oorigemda vida. Ele apenas descreve os processos que ocorrem quando a vida começa. Também pode haver caminhos múltiplos para produzir 'vida' que ocorre naturalmente, dependendo, é claro, da definição de vida. Isso é algo que Ben Stein é aparentemente intencionalmente ignorante de .

Uma objeção à distinção é que é poste em movimento mas isso só seria verdade se a evolução em algum ponto tentasse explicar a origem da vida e então as pessoas se afastassem dela. Este não é o caso. A teoria da evolução começou com a observação da mutabilidade das espécies - uma propriedade que só existe após a abiogênese, na verdade, definições posteriores de ' vida 'frequentemente usaram a habilidade de evoluir como um componente chave. Isso, é claro, é conhecido há algum tempo, já que os animais e as plantações têm sido criado seletivamente por milhares de anos. Mais tarde, a ideia foi refinada por Charles Darwin na forma deseleção natural, onde a natureza fornece os critérios de seleção para impulsionar a evolução. Em nenhum momento a evolução, nem a seleção natural, explicaram a origem da vida - assim como não culpamos a química por não explicar de onde vêm os átomos: ela explica como as substâncias se comportam quando existem, não como surgiram.

Uma objeção é que explicar a origem da vida é uma extensão natural do que a evolução tem de explicar. Para ser justo, isso é verdade, e as teorias em torno da abiogênese costumam usarseleção naturalcomo um ponto de partida para como as moléculas organizadas poderiam se desenvolver ainda mais (tornando, assim, tais grupos de moléculas 'vivos' pela definição discutida acima). Mas se evolução e seleção naturalpossoexplicar que esse estágio do desenvolvimento da vida é irrelevante para as criaturas vivas pós-abiogênese. Uma analogia comum para a falácia de rejeitar a evolução devido a ela não explicar a origem da vida é quegravidadenão explica a origem da vida. As analogias são altamente contestadas porque deixa as pessoas assumindo que a vida sempre existe quando é sabido o contrário.

Aspects

A abiogênese não é um evento de uma única etapa, mas um processo. A vida biológica tem as propriedades ou capacidades de organização,metabolismo,homeostase, crescimento, reprodução, resposta e evolução. Toda a vida celular que possui essas capacidades está viva. Sevírusestão vivos ou não é mais controverso. Pelo menos, os vírus se reproduzem e evoluem, mas são incapazes de fazê-lo independentemente das células hospedeiras que invadem.

Por outro lado, a primeira 'vida' muito possivelmente carecia de muitas propriedades importantes, como homeostase e resposta, como nos vírus. No entanto, ao contrário dos vírus, a primeira vida muito possivelmente teve reprodução e metabolismo, mas o que veio primeiro não está claro.

DNA ou proteínas primeiro?

As proteínas vieram antes do DNA. Redutases convertidas ribonucleotídeos em desoxirribonucleotídeos , uma tarefa quimicamente exigente que é improvável que jamais tenha sido realizada por ribozimas. Nenhuma via prebiótica para desoxirribonucleotídeos foi proposta.Algunsafirmam que o DNA e as proteínas devem ter aparecido simultaneamente, levantando um problema do tipo “ovo ou galinha”: o DNA é necessário para codificar proteínas para sua própria replicação, então, qual veio primeiro? Esta questão descarta que o RNA também é necessário para a existência de ambos, e que pode servir a ambas as funções. O DNA pode ser considerado como um RNA especializado para armazenamento genético. As propriedades enzimáticas são inúteis para isso e o grupo 2-OH 'que as permite torna o RNA cem vezes mais instável do que o DNA.

Abiogênese artificial

Na década de 1950, vários experimentos por Stanley Miller e Harold Urey verificou que a formação natural de aminoácidos, componentes de proteínas e outros compostos orgânicos a partir de materiais inorgânicos era possível sob as condições atmosféricas da Terra Primordial. As radiações ultravioleta do Sol tornariam isso impossível em terra. Hoje, é geralmente aceito que a abiogênese aconteceu não apenas na terra ou nos oceanos, mas uma combinação de ambos.

Lipid Magic

Em 1965, Alec Bangham foi o primeiro a descobrir as propriedades autocatalíticas dos fosfolipídios. Como você pode provar este aspecto da natureza e refutar oversão criacionista da segunda lei:

  1. Pegue um copo d'água.
  2. Pegue uma gema de ovo.
  3. Coloque a gema de ovo na água.
  4. ????
  5. Lucro!!!!

O que realmente está acontecendo: os lipídios anfipáticos se organizam com base em sua interação com as moléculas de água. Pode não ser o exemplo mais extravagante, mas mostra uma ordem espontânea.

Pier Luigi Luisi mostrou que as vesículas feitas desses lipídios podem crescer incorporando novos lipídios e podem formar novas vesículas levando a uma replicação primitiva.

Experimentos de abiogênese

Em 2001, Louis Allamandola demonstrou que o material orgânico pode ser sintetizado no espaço profundo usando uma 'câmara de vácuo de resfriamento' - uma grande quantidade de biomoléculas: nitrilas, éteres, álcoois, hidrocarbonetos em forma de anel e outros.

Em um experimento complementar, Jennifer Blank, do Lawrence Berkeley National Laboratory, relatou: 'Por meio de análises químicas subsequentes, a equipe descobriu que os aminoácidos iniciais na mistura haviam se ligado para formar peptídeos, a partir dos quais as proteínas podem ser formadas.'

Em 2010 Craig Venter e seus colegas inseriram um cromossomo totalmente artificial em uma célula bacteriana e produziram a primeira forma de vida artificial (também conhecida como 'dial-a-genome'). Embora possa parecer uma abiogênese artificial, ela envolveu alguns truques importantes: o cromossomo artificial foi construído usando sequências de genes de umexistirorganismo.

Em 2011, Lee Cronin, da Universidade de Glasgow, está tentando iniciar um processo evolutivo em 'células' baseadas em polioxometalato.

Em 2014, um grupo de pesquisadores conseguiu produzir os quatro componentes doRNAsimulando um impacto de asteróide em condições primordiais.

Um artigo de 2015 mostrou que os precursores químicos para a síntese de aminoácidos, lipídios e nucleotídeos, que seriam necessários em uma célula primitiva, poderiam ter surgido simultaneamente por meio de reações impulsionadas pela luz ultravioleta.

Em 2015 o módulo de pouso Philae descobriu 16 compostos orgânicos, quatro dos quais nunca haviam sido detectados em um cometa antes, no cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko. Muitos dos compostos orgânicos são importantes blocos de construção da vida.

Em 2015, cientistas da NASA que estudavam a origem da vida conseguiram reproduzir uracila, citosina e timina a partir de uma amostra de gelo contendo pirimidina em condições encontradas no espaço.

Um estudo de 2016 mostrou que os blocos de construção da vida podem ser replicados em aberturas no fundo do mar. Esses experimentos demonstraram pela primeira vez que moléculas de RNA podem se formar em chaminés hidrotérmicas alcalinas.

Aqui está um vídeo sobre isso

Criacionistas e abiogênese

Certo criacionistas apontar corretamente que a abiogênese deve ter ocorrido em algum ponto para iniciar o processo de evolução. Eles então tentam usar essa premissa para 'refutar' a evolução, alegando que Louis Pasteur a refutou conclusivamente. No entanto, ele apenas mostrou que não é uma ocorrência típica dos dias atuais, mesmo para o mais simples dos organismos de vida livre - e que formas de vida complexas, como ratos, não surgem totalmente formadas de coisas como tecidos e grãos.

Os criacionistas também gostam de refutar a abiogênese apontando ambientes aparentemente prebióticos onde isso não acontece, como em seus Argumento da Manteiga de Amendoim , destacando assim sua confusão de abiogênese com geração espontânea. No entanto, o ambiente mais adequado tem sido objeto de pesquisas ativas, como o de Günter Wächtershäuser com seuhipótesede um mundo de ferro-enxofre de fontes hidrotermais.

Outra declaração criacionista frequentemente feita é que evolução é abiogênese; isso é simplesmente ignorância da terminologia científica. A evolução é a mudança gradual dos organismos ao longo do tempo, enquanto a abiogênese é o início da própria vida. Os criacionistas também podem ser projetando sua crença em criações separadas em biólogos tradicionais .

Ainda mais ilógico criacionista é, 'Os cientistas não podem explicar a origem da vida ainda, Portanto deve ter sido Deus , e especificamente, a versão de Deus em que acredito '(protestante,católico romano, islâmico versão, etc., de acordo com a escolha).

Probabilidade de abiogênese

A probabilidade de ocorrer abiogênese em uma determinada situação parece importante, tanto para avaliar se a abiogênese era provável ser a origem da vida, mas também para avaliar a probabilidade devida extraterrestre. Estimativas ingênuas de probabilidade com foco na probabilidade de substâncias químicas ou organismos individuais sugerem que a abiogênese é totalmente improvável: a chance de uma proteína específica de 300 aminoácidos ser criada a partir de um conjunto de átomos pode ser de 2,04 x 10 para 1 contra, mas isso ignora o fato que o processo foi quase certamente mais incremental do que isso, e que você não está procurando a probabilidade de uma proteína específica, mas a de qualquer proteína que possa ser chamada de viva. O mesmo problema surge com o uso dos criacionistas do argumento de Hoyle e Wickramasinghe de que a probabilidade de todos os produtos químicos em uma bactéria surgirem por acaso é cerca de 10; ninguém sugere que a bactéria apareceu por acaso, sem um precursor mais simples. Estimar a probabilidade real da vida requer um conhecimento não apenas das condições precisas do mundo no momento da origem da vida e do caminho químico preciso seguido, mas a soma total das probabilidades de todos os caminhos possíveis que poderiam produzir vida. Qualquer estimativa também deve considerar o número de planetas que sustentam a vida no universo, já que estamos aqui porque a abiogênese ocorreu em um mundo, possivelmente em um entre bilhões de candidatos. Portanto, é incrivelmente difícil, talvez impossível, calcular com precisão a probabilidade de vida.

Os criacionistas comumente usam a improbabilidade da abiogênese como uma refutação da abiogênese, baseando-se na má aplicação de Lei de Borel . As intuições sobre improbabilidade ignoram a dificuldade de estimar as probabilidades e o fracasso de nossas intuições em lidar com o grande número de moléculas e os vastos intervalos de tempo disponíveis. O número de átomos na Terra foi estimado em cerca de 10, embora possa haver cerca de 10 nos oceanos do mundo (principalmente pequenos átomos de hidrogênio), embora nenhum dos números represente a quantidade de átomos disponíveis para a abiogênese. Da mesma forma, embora não esteja claro exatamente quais partes da história da Terra foram mais propícias, a vida tinha centenas de milhões, senão bilhões de anos, e durante grande parte desse tempo as condições foram muito diferentes das de hoje. Isso explica por que ninguém viu a abiogênese em um laboratório ou em uma jarra de manteiga de amendoim.

Óleo

Veja o artigo principal neste tópico: Óleo abiótico

Óleo agora é entendido como sendo de origem biogênica, não abiogênica. A hipótese de que o óleo era de origem abiogênica era popular na União Soviética até a década de 1980. A hipótese da origem abiogênica propôs que a formação de óleo resulta de reações químicas que ocorrem dentro da terra, e que o óleo é continuamente reabastecido e não um combustível fóssil. Alguns (notadamente o astrônomo Thomas Gold até sua morte em 2004 e Jack Kenney) continuaram a promover a hipótese da origem abiogênica.

Compreensão das ciências de origem pela comunidade em geral

Muitas pessoas não entendem as ciências da origem. Isso é causado por alguns fatores.

  1. Visões religiosas podem atrapalharquerendopara entender a abiogênese, preferindo explicações envolvendo um milagroso evento.
  2. Compreender que improvável não é igual a impossível e, além disso, que, dado tempo e oportunidade suficientes o improvável se torna provável , é difícil para muitos não especialistas entenderem e mais difícil ainda para o deliberadamente ignorante eo cientificamente analfabeto. Além disso, há apenas um pequeno campo de cientistas que são suficientemente treinados em química e geologia para serem capazes de revisar adequadamente a abiogênese. Existe, no entanto, uma sociedade dedicada ao estudo da origem da vida.

Diários

Especificamente para pesquisas sobre origens da vida

  • Origens da vida e evolução da biosfera

Outras revistas

  • O jornal da evolução molecular
  • O jornal de biologia molecular

Alguns papéis

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ijch.201400180

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