U.D. 3 LA SÍNTESI ABIÒTICA

PRESENTACI 4t ESO

TEORIA DE LA SNTESI ABITICA TEORIES SOBRE L'ORIGEN DE LA VIDA

COM ES VA ORIGINAR LA VIDA A LA TERRA?

El primer sser viu, com es va formar? Quines sn les condicions per a qu es formi la vida?Refusada la generaci espontnia, la qesti de l'origen de la vida es va centrar en intentar explicar l'origen de la primera cllula. Els coneixements en astronomia i de l'origen del sistema solar permetien especular sobre les condicions en qu va sorgir aquesta cllula.A principis de segle XX sorgeixen les primeres teories que intenten donar explicaci a l'origen de la vida al planeta Terra.

TEORIA DE LA SNTESI ABITICA O TEORIA QUIMIOSINTTICA

La teoria de la sntesi abitica sobre l'origen de la vida proposa que la vida t un origen abitic, s a dir, que es va formar a partir de precursors inorgnics. Aquesta teoria es coneix tamb amb el nom de teoria quimiosinttica.Aquesta teoria va ser formulada per Oparin i Haldane, de manera gaireb simultnia i independent.Ms tard aquesta teoria seria confirmada pels experiments de Stanley Miller i Harold C. Urey.Altres cientfics que han collaborat en demostrar la seva validesa sn Juan Oro, Sydney W. Fox i Alfons L. Herrera.

LA TEORIA D'OPARIN-HALDANE

Aleksandr Ivanovich Oparin (1894 - 1980)Bioqumic rus

John Burton S. Haldane (1892 - 1964)Bileg angls

El primer conjunt d'hiptesis verificables sobre l'origen de la vida va ser proposat per Oparin i Haldane, que treballaven de forma independent.Oparin va exposar les seves idees sobre l'origen de la vida a 1922 i les va publicar en 1924.Haldane desconeixia el treball d'Oparin i el 1929 publicava idees similars.

Aquesta teoria es basa en les condicions fisicoqumiques que van existir a la Terra primitiva i que van permetre el desenvolupament de la vida.

SNTESI ABITICA: LA TEORIA D'OPARIN-HALDANE

PRIMERES ETAPES DE L'ORIGEN DELS SSERS VIUS1) El punt de partida, fa 3800 m.a.L'atmosfera primitiva estava formada per: met (CH4), amonac (NH3), hidrogen (H2) i vapor d'aigua (H2O). Era una atmosfera reductora i anaerbia (no contenia O2).

No obstant aix en aquestes substncies estaven els principals bioelements que formen la matria viva: carboni (C), nitrogen (N), hidrogen (H) i oxigen (O).


2) Formaci de biomolculesLes radiacions solars i les descrregues elctriques van proporcionar l'energia suficient perqu els components de l'atmosfera reaccionessin i es formessin les primeres biomolcules: compostos orgnics senzills com els que ara formen els principals compostos dels ssers vius.


3) PolimeritzaciEs van formar aix, sucres, greixos simples, aminocids i altres molcules senzilles que van reaccionar entre si per donar lloc a molcules ms complexes: protenes, greixos complexes, polisacrids i cids nucleics.


3) Polimeritzaci

Es van sintetitzar protenes que van servir com a material estructural en la formaci de les cllules primitives i algunes van poder actuar com enzims, accelerant la velocitat de les reaccions i amb aix el ritme de l'evoluci qumica.Apareixen molcules d'cids nucleics que al contenir la informaci gentica, van poder determinar l'estructura de les protenes. La possible ocurrncia de mutacions va poder permetre la sntesi de nous tipus d'cids nucleics amb propietats noves.La sntesi de carbohidrats i lpids que van poder actuar com a material estructural i font d'energia en la formaci de les cllules primitives.La sntesi de nucletids com l'ATP, que va constituir una font d'energia estable.


4) El brou primitiu o sopa primordialSegons Oparin, els compostos orgnics que es van formar a l'atmosfera van ser arrossegats cap als mars per les pluges i all, al llarg de milions d'anys, es van concentrar formant una dissoluci espessa d'aigua i molcules orgniques i inorgniques que ell va anomenar "brou primitiu".


5) Formaci de coacervats

Oparin i Haldane van demostrar que es formen membranes lipdiques i s'obtenen unes gotes riques en molcules biolgiques i separades del medi aqus per una membrana rudimentria.

A aquestes gotes les va anomenar coacervats.

En aquest "brou primitiu" algunes molcules van formar membranes, originant unes estructures esfriques anomenades coacervats.


5) Formaci de coacervatsUn coacervat s un glbul format per una membrana que t al seu interior substncies qumiques; a mesura que augmenta la seva complexitat, el coacervat se separa de l'aigua formant una unitat independent, que no obstant aix interactua amb el seu entorn.

Oparin va proposar que els coacervats havien de ser els precursors dels ssers vius a la Terra.


5) Els coacervats precursors de les cllules procariotes

Alguns coacervats van poder concentrar en el seu interior enzims amb qu fabricar les seves prpies molcules i obtenir energia. Finalment, alguns van poder adquirir el seu propi material gentic i la capacitat de replicar-(reproduir-se). Es van formar aix els primitius procariotes.


L'EXPERIMENT DE MILLER I UREY

El 1953, els bioqumics Stanley L. Miller (1930-2007) i el seu professor Harold C. Urey (1893-1981) de la Universitat de Chicago van construir un aparell que tractava de reproduir les condicions datmosfera primitiva postulades per Oparin i Haldane, dissenyant un dels experiments ms importants de la histria de la biologia.

L'experiment de Miller i Urey va representar la primera demostraci cientfica que es podien formar espontniament molcules orgniques a partir de substncies inorgniques simples, en unes condicions ambientals similars a les que va descriure Oparin per a la Terra primitiva.

Stanley Miller

Harold UreyNobel de Qmica 1934


Van dissenyar un tub que contenia la majoria dels gasos (hidrogen, met, amonac i vapor daigua), similars als existents en l'atmosfera primerenca de la Terra, i una piscina d'aigua que imitava l'oce. Els elctrodes van descarregar un corrent elctric dins de la cambra plena de gas que es trobava a una temperatura de 80C (simulaven latmosfera primitiva, la temperatura de la terra i les descrregues dels llamps).Van deixar que l'experiment es succes durant una setmana sencera, i desprs analitzaren els continguts a la piscina lquida. Es van adonar que diversos aminocids orgnics s'havien format de manera espontnia a partir d'aquests materials inorgnics simples. Aquestes molcules es van unir a la piscina d'aigua i van formar coacervats.


Diagrama del muntatge usat per Stanley Miller per simular les descrregues dels llamps en l'atmosfera primitiva.


Stanley Miller at University of Chicago Credit: University of Chicago


Cromatografia en paper original de Miller on es detecten els compostos orgnics


L'experiment de Miller i Urey demostrava per primera vegada que era possible que la Terra primitiva hagus evolucionat de condicions abitiques (sense vida) a condicions prebitiques (prvies a la vida), la possibilitat de la sntesi de molcules orgniques a partir de compostos inorgnics en un ambient aqus.

El 1959, el cientfic catal Joan Or (1923-2004) va aconseguir per primera vegada la sntesi abitica de ladenina, un dels components del DNA i el RNA, a partir de cid cianhdric i amonac en una soluci aquosa.

Tamb fou un dels primers cientfic a apuntar als cometes com a portadors de molcules orgniques a la nostra biosfera primerenca. Aquesta conjectura, formulada el 1961, actualment s mpliament acceptada. Els cometes sn rics en carboni i aigua, de manera que porten molcules precursores basades en carboni com els aminocids.

TEORIES ACTUALS SOBRE L'ORIGEN DE LA VIDA

Hiptesi dOparinactualitzada

Els components de protobiont que primer es van formar van ser les membranes; desprs, els coacervats; desprs, les protenes enzimtiques i, finalment, els gens.

Hiptesi dEigen ode lARN primitiu

La primera molcula dARN es va formar a partir de nucletids solts.Primer van aparixer els gens en forma dARN; desprs els enzims i, finalment, la membrana plsmica.

Hiptesi de Cairns-Smith o dels cristalls dargila

Primer es van formar els cristalls dels minerals de largila; desprs, els enzims; posteriorment les membranes i, finalment, els gens en forma dARN.

Hiptesi de les fonts hidrotermalsLes molcules orgniques senzilles i la seva uni per formar molcules ms complexes shaurien pogut produir a linterior de cavitats de roques volcniques formades a partir de les erupcions submarines.

LES FONTS HIDROTERMALS SUMARINES:
POSSIBLE ESCENARI PER A L'ORIGEN DE LA VIDA

En l'oce Pacfic a molts milers de metres de profunditat, s'han descobert fonts hidrotermals d'aigua que brolla a una temperatura de 350 C i est carregada de nombroses substncies, entre elles compostos de sofre. Al voltant d'aquestes fonts abunda la vida i proliferen uns bacteris quimiosinttics que extreuen la seva energia dels compostos de sofre i que, d'aquesta manera, reemplacen als organismes fotosinttics.

LES FONTS HIDROTERMALS SUMARINES:
POSSIBLE ESCENARI PER A L'ORIGEN DE LA VIDA

Les condicions de vida que regnen en la proximitat d'aquestes fonts recorden bastant a les de fa 3.500 milions d'anys. Per aix alguns investigadors defensen la idea que la vida va aparixer en el fons ocenic, prop d'aquestes fonts hidrotermals, i no en la superfcie, en les basses litorals exposades a llum solar intensa.

Vdeos

Cmo empez la vida 1 parteCmo empez la vida 2 parte

El experimento de MillerExperimento de Miller (14')What was the Miller Experiment? (7'30")

Fonts

http://noticiasdelaciencia.com/not/2280/el-hidrogeno-como-fuente-de-energia-para-organismos-vivos/http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/4ESO/evolucion/2origen_quimico_vida.htmhttp://iesalellacmc.blogspot.com.es/2011/11/lorigen-de-la-vida-8-altres-hipotesis.htmlhttps://blocs.xtec.cat/naturalsom/https://ca.wikipedia.org/

U.D. 3 LA SÍNTESI ABIÒTICA

Education

Transcript of U.D. 3 LA SÍNTESI ABIÒTICA