¿Cuáles son los orígenes químicos de la vida? ¿Cómo los compuestos químicos no vivos generaron formas de vida complejas y autorreplicantes?

Answer 1

En un trabajo seminal en el MIT, Roger White (2007) segregó el origen de la investigación de la vida en 2 filosofías epistemológicamente distintas. La primera fue la investigación que asumió que la vida no surgió por casualidad, un enfoque filosófico dominante. Para no ser malinterpretados, estos científicos no instan a que una fuerza inteligente o totalmente poderosa creara vida. Por el contrario, los científicos que siguen este enfoque afirman que dado el entorno climático y químico en la tierra hace unos 4 mil millones de años, es, si no inevitable, al menos esperar que las estructuras de soporte vital evolucionaran a partir de moléculas inorgánicas.

El otro grupo, una minoría decepcionante, es un grupo que sí cree en la posibilidad de una génesis aleatoria de la vida. En términos simples, esta es una secta que dice que es posible que se hayan producido innumerables combinaciones innumerables de moléculas durante períodos de tiempo extremadamente prolongados, y que algunas, o incluso una de esas combinaciones resultaron en el precursor de la vida: una protocelda Sorprendentemente, se sabe que luminarias como Francis Crick, Ernst Mayr y Jaques Monod pertenecen a este campamento.

Pero, como argumentaba White, lógicamente, no tenemos evidencia para preferir una sobre la otra. Sabemos muy poco acerca de las condiciones exactas del origen de la vida para comentar sobre cuán facilitador fue el ambiente para construir y apoyar la vida. De hecho, el desacoplamiento de las suposiciones hechas en los experimentos de Harold y Urey solo arroja más sombra sobre los esfuerzos realizados para obtener una comprensión más completa de la formación de la vida.

Pero un gran distintivo de hacer ciencia es confiar en la intuición de uno. La gran ciencia, la historia ha demostrado, no se hace con suposiciones estrictamente razonadas y pruebas sólidas que ya apoyan lo que se está investigando; más bien, se hace cuando todas las avenidas (suposiciones y resultados) se ven confusas y difíciles, y la única forma de avanzar es la experimentación intuitiva. Por lo tanto, la intuición es lo que los principales científicos están pasando hoy. Dos enfoques dominan dentro del cuadro de formación de vida ‘estructurada’: el enfoque de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba.

El enfoque de arriba hacia abajo es el que tiene la mayor “RP”. En esencia, este enfoque se centra en ajustar las células preexistentes para comprender los elementos básicos básicos de la formación de protocélulas. Estos “ajustes” van desde la reducción del genoma bacteriano para construir células de ADN mínimas, hasta el uso de un conocimiento mínimo de células para crear ADN desde cero para insertarlo en células bacterianas extraídas del genoma. Dicha biología sintética ha tenido un gran éxito en los últimos años. Craig Venter y el Centro de Estudios Genómicos J ​​Craig Institute han ocupado gran parte de la atención en el pasado reciente para el enfoque de arriba hacia abajo. La creación de la primera bacteria dirigida por el ADN humano y la formulación de un método independiente para la síntesis del ADN, la Asamblea de Gibson, son solo algunas de las implicaciones de gran alcance que su trabajo ha tenido.

El enfoque de abajo hacia arriba trata de comprender cómo las moléculas independientes se unieron para formar una célula completa y autosuficiente. La formación y comprensión completa de una protocélula de replicación autosuficiente tiene dos componentes: las moléculas portadoras de información que se replican a sí mismas y los compartimentos o vesículas que se replican a sí mismos para albergar las moléculas portadoras de información. Si bien se ha avanzado mucho en la comprensión de las vesículas autorreplicantes, todavía se sabe muy poco acerca de las primeras moléculas que contienen información.

Cuando los investigadores observan posibles moléculas que pueden replicarse y transportar información de manera adecuada, encuentran tres opciones: proteínas, ADN y ARN. Se suele decir que el origen de la vida es una caja de paradojas. Las enzimas proteicas son esenciales para replicar el ADN / ARN, pero el ADN y el ARN son en sí mismos esenciales para la formación de proteínas. Por lo tanto, esto crea una paradoja de huevo de gallina preocupante. No obstante, de lo poco conocido sobre el ambiente primordial, se sabe lo suficiente como para descartar proteínas. Y dado que el ADN es en sí mismo extremadamente poco reactivo (una de las razones por las cuales el ADN evolucionó para ser el principal portador de información), y como requerimos que las moléculas de procesamiento de información sean inestables y lo suficientemente reactivas como para replicarse sin acción enzimática, el titular principal de los datos y el traductor Para las primeras protocélulas parecen ser ARN. Esto se mantiene bien con la hipótesis del mundo del ARN también.

La síntesis no enzimática de ARN se demostró parcialmente por primera vez por Schramm et al. en 1962. Sin embargo, hubo una gran cantidad de problemas con la síntesis: los extremos 2-prime y 5-prime de las moléculas de nucleótidos adyacentes se juntarían más fácilmente que el 3-prime y el 5-prime. Si se observaran las moléculas de nucleótidos, los carbonos 2 ‘y 3’ tienen oxígenos. Sin enzimas para dirigir el espectáculo, la vinculación del carbono 5 ‘con el carbono 3’ se factoriza por casualidad. Una ARN polimerasa actúa en contra de esta interacción electrostática para unir 3 primos con el extremo 5 primos, una estructura que conserva de manera estable la información que se transmitirá durante el siguiente ciclo de replicación.

Más importante aún, se demostró que la replicación de ARN no enzimática es extremadamente lenta. El tiempo requerido para la reacción palpable osciló en el orden de días, y vio solo un 2% de eficiencia. Esto de nuevo habla de la importancia de las enzimas proteicas como catalizadores. Los complejos reactivos-enzimas intermedios que se forman son vitales para la finalización eficiente de las reacciones.

Finalmente, la replicación no enzimática trae consigo el problema de la fidelidad. La replicación catalizada por proteínas es muy precisa y precisa. Pero la naturaleza compartida de Adenine-Guanine y Thymine-Cytosine asegura que la replicación no catalizada por proteínas resulte en fallas de replicación que son demasiado grandes como para ignorarlas. Más importante aún, el ARN dimerizado se funde a temperaturas superiores a 100 ° C, lo que dificulta aún más la replicación de una sola hebra. Aunque los esfuerzos más recientes han reavivado el campo, después de experimentos fallidos como estos, se asumió durante mucho tiempo desde los años 60 que la síntesis y replicación de ARN no enzimático no era químicamente posible.

Afortunadamente, la otra faceta del enfoque de abajo hacia arriba para la vida sintética ha demostrado ser muy prometedora. Las vesículas de membrana son importantes por dos razones: proporcionan una barrera desde el ambiente externo para los componentes internos de la célula, y actúan como un producto genético físico de la información que lleva el ARN16. Por lo tanto, Darwinian Evolution puede comenzar a actuar sobre las protocélulas para seleccionar las células que funcionan con mayor eficiencia.

Se presume que la síntesis de la membrana protocelular está dirigida por ácidos grasos. En experimentos in vitro, se ha encontrado que los ácidos grasos se juntan y forman una membrana de dos capas cuando el pH de la solución se iguala al pKa.

Las membranas de ácidos grasos se ensamblan espontáneamente debido a las interacciones electrostáticas entre las cadenas, y pueden permitir que las moléculas pasen fácilmente. Cuando el pH del sistema es menor que el pKa de los ácidos grasos, las vesículas se deshacen y se vuelven amorfas. Y cuando el pH supera el pKa, se agrupan para formar micelas. Estos son resultados extremadamente interesantes que apuntan hacia la viabilidad que los ácidos grasos muestran como vesículas compartimentales adaptativas.

El problema que enfrentan los investigadores hoy en día es la estabilización de las vesículas de ácidos grasos en presencia de iones divalentes, como los del magnesio. Los iones Mg2 + desempeñan funciones vitales en los complejos de extensión de nucleótidos y, por lo tanto, son un componente necesario en la célula. Pero los extremos carboxilo negativos de los ácidos grasos se unen a los iones de magnesio para formar sales de magnesio, precipitando todo el sistema de vesículas.

El componente vesical alternativo son los fosfolípidos. Las membranas de fosfolípidos son estables en la mayoría de los casos extremos y, por lo tanto, son una opción adecuada para tratar la presencia de cationes divalentes. Sin embargo, sus estructuras sólidas y sólidas implican que las membranas son impermeables al paso de moléculas cargadas simples, como los nucleótidos activados, sin vías activas y complejas que se encuentran solo en las células evolucionadas. Además, hay poco margen para el crecimiento y la replicación de las vesículas de fosfolípidos, aunque los enfoques complejos son prometedores.

Naturalmente, los compartimentos de ácidos grasos son los más prometedores. De hecho, se muestra que los ácidos grasos son permeables a los cuerpos cargados sin desintegrarse, permitiendo que los nucleótidos cargados pasen a través de ellos. Además, las vesículas de ácidos grasos pueden crecer agregando dinámicamente moléculas del medio ambiente sobre sí mismas, e incluso pueden replicarse con el contenido de humedad y el esfuerzo de corte adecuados.

A medida que los investigadores ponen más esfuerzo en hacer que el compartimiento de ácidos grasos sea autoajustable y factible, otra secta de científicos se esfuerza por comprender los sistemas de replicación autocatalizados y catalizados por ARN. El mayor obstáculo para poner juntos los sistemas de ARN y compartimentos auto-replicantes está muy por delante, pero demuestra ser un problema tremendamente interesante de resolver. Hasta entonces, e incluso después de eso, el campo está abierto de par en par con el potencial de avances en cada enfoque.

Answer 2

El origen y evolución de las células.
Y
A medida que el video y el libro señalan toda la vida evolucionó desde raíces comunes. Primero ocurrieron reacciones químicas complejas en una sopa de moléculas orgánicas. Moléculas que pueden formarse por electricidad, agua, calor y frío, luz y rayos cósmicos y los tipos de materiales que flotan alrededor de nuestro sistema solar cuando se formó.

Crearon una especie de reacción química que era cíclica pero no viviente. Fueron simplemente ciertos productos químicos que, cuando se expusieron entre sí, reaccionaron durante varias iteraciones antes de calmarse. Los instigadores de estas reacciones fueron la electricidad, la luz, el calor, el frío y los diversos productos químicos que se depositan en la atmósfera proto de la Tierra.

Puedo mostrarle un ejemplo de cómo una reacción química puede tener una naturaleza cíclica oscilante a continuación.

A diferencia de la química anterior, las reacciones iniciales para formar la vida eran mucho más complejas y mucho más complicadas.

Durante más de 3.500 millones de años se dieron las condiciones adecuadas para este tipo de reacciones químicas. Estos procesos se hicieron más complejos y variados. Diferentes productos químicos se mezclaron cambiando el agua, el viento, la lluvia, los aludes, los meteoritos y otros fenómenos naturales.

Algunas de estas reacciones químicas se convirtieron en autosuficientes. Se realizarían ciclos como el experimento anterior, pero seguirían adelante porque el ambiente estaba agregando constantemente nuevos productos químicos a la mezcla. La reacción anterior solo dura un cierto tiempo porque sucede en un matraz. Si continuaba agregando los productos químicos de manera constante y eliminaba los desechos, podría continuar con la reacción.

Eso es exactamente lo que pasó con la vida. Al principio, los procesos naturales diluyeron la reacción y luego agregaron material nuevo, pero luego sucedió algo sorprendente. Ver que no había una sola reacción química en marcha. Estas reacciones ocurrían en el aire, el suelo y el agua. Cuando el aire, el suelo y el agua se mezclaron y se mezclaron, hubo varias reacciones diferentes que entraron en contacto.

Cosas como los polisacáridos formados naturalmente que no están vivos, pero son una especie de sustancias viscosas hechas de azúcares y los componentes básicos de la vida. Estos se agitaron en la mezcla. Así que ahora puedes tener las reacciones dentro de las paredes de gel. Este fue probablemente el precursor de las paredes celulares de la primera vida.

Ahora las reacciones pueden ser mucho más complejas. Con algunas sustancias químicas que rodean otras reacciones químicas, puede tener dos reacciones diferentes una al lado de la otra en el mismo conjunto de líquido. Finalmente, algunas reacciones compatibles se mezclan entre sí y se fusionan para formar una reacción aún más compleja.

¡Y todo esto es ANTES de la vida como la conocemos!

Todas estas cosas pueden suceder naturalmente dado el entorno adecuado. Tome esta reacción y ejecútela de unos pocos cientos de millones a mil millones de años y finalmente obtendrá la vida.

Answer 3

Frank Heile habla de posibles mecánicos. Para mi respuesta, me gustaría abordar un aspecto diferente de la pregunta secundaria.

“¿Cómo?” Preguntas.
El momento final donde algo que “no estaba vivo” se hizo “vivo” puede haber sido instantáneo, pero tomó mucho, muy, muy, muy, muy, muy, muy largo tiempo para que todas las piezas entren en su lugar para que ese momento suceda.

Como un ser humano con una vida humana, uno de los desafíos que uno debe enfrentar al abordar temas como la cosmología, la geología y la evolución es que estos procesos ocurren en una escala de tiempo no intuitiva. Si fueras a vivir 100 vidas de 100 años cada una, habrías vivido para toda la civilización humana registrada.

La civilización humana califica como el 5% de la historia del homo sapiens, aproximadamente el 0,43% del registro de fósiles de homínidos y el 0,00021% de la vida del planeta Tierra (planeta). Para ayudar a superar algunas de las barreras de comprensión intuitiva en preguntas como estas, recomiendo la clásica película Powers of Ten.

Answer 4

EDITAR: Originalmente, una respuesta a “¿Cuál es la teoría actual de la abiogénesis, y hay alguna evidencia que la respalde?”

En primer lugar, “abiogénesis” es casi exclusivamente un término utilizado burlonamente por personas que no creen que sea posible, por lo que ya me preocupa un poco que esta pregunta no se haga de buena fe. Los científicos casi universalmente prefieren el término “origen de la vida”, ya que no está cargado con la suposición implícita de que algo es vida o no lo es sin espacio intermedio.

En segundo lugar, no hay una sola teoría. El origen de la vida tuvo lugar hace tanto tiempo y dejó poca o ninguna evidencia física (como fósiles), por lo que necesariamente hay múltiples teorías especulativas para abordar la falta de “prueba”. Es completamente posible que nunca sepamos cuál fue la primera entidad “viviente”; parte de eso se debe al hecho de que es bastante difícil alcanzar un consenso universal sobre qué es la vida y qué no lo es.

Dicho esto, aunque no sabemos cuál fue la primera entidad viviente, podemos hacer algunas conjeturas acerca de algunas de las características que debe haber tenido. Es absolutamente necesario que haya tenido la capacidad de almacenar, replicar y transmitir información en forma de interacciones moleculares de algún tipo. Sin esta capacidad, no habría espacio ni para la persistencia ni para la herencia, que son características esenciales de la vida. Esto sugiere que necesita uno o varios tipos de moléculas que sean capaces de ser “leídas” y “escritas” químicamente.

Se cree ampliamente que algunas de las formas más tempranas de la vida (aunque no necesariamente la primera) lograron todo esto en virtud de estar hechas de ARN. El ARN moderno es un polímero de cuatro bloques de construcción diferentes que tienen suficiente diversidad química para ser tanto una plantilla (para almacenar y leer información) como una fuente de actividad enzimática (para hacer algo con la información que se está leyendo).

No hay duda de que el ARN es un ancestro excepcionalmente antiguo de toda la vida contemporánea, ya que las enzimas se producen predominantemente o exclusivamente a partir de ARN, así como las pequeñas moléculas que utilizan fragmentos de ARN para la química existen en todas las especies existentes. Quizás el mejor ejemplo de esto es el complejo de enzimas que ocupa prácticamente toda la química moderna de la célula: el ribosoma. Este utiliza un ARN catalítico para leer una plantilla de ARN para ensamblar proteínas, y existe alguna forma de que existe en cada especie que se haya encontrado .

Debido a que es efectivamente universal, el argumento más fácil y elegante que puede presentar sobre sus orígenes es que se “inventó” una vez en un organismo muy antiguo y se ha transmitido de generación en generación (con ligeras modificaciones) desde entonces. Argumentos como estos son los que nos permiten estudiar las especies que viven actualmente y especular sobre el aspecto de los antepasados ​​comunes.

Las formas de vida solo de ARN son extraordinariamente antiguas, pero no hay evidencia de que fueran las primeras . Es posible que nunca sepamos qué fue lo primero, en parte porque nuestra información sobre las condiciones en que surgió la primera entidad viviente es incompleta. Tampoco sabemos si hubo un precursor del ARN porque ese precursor no ha dejado huellas de sí mismo en la vida contemporánea.

¿Esto debilita la teoría de que la vida surgió espontáneamente e independientemente de un baño rico y complejo de compuestos orgánicos? En realidad no, porque las alternativas que a la multitud de “abiogénesis” les gusta proponer son aún más difíciles de probar. Como la falta de apoyo para una teoría en competencia no es evidencia en lo más mínimo para una teoría, cualquiera que quiera invocar a un diseñador debe hacer mucho mejor que señalar que la ciencia “no puede probar la abiogénesis”.

Answer 5

Me gustaría agregar a las otras buenas respuestas aquí la hipótesis desarrollada por Nick Lane y Bill Martin en su hermoso artículo de hipótesis en la revista Cell: The Origin of Membrane Bioenergetics (puede requerir una suscripción para acceder).

Mi resumen: la otra propiedad común a toda la vida, además de tener un código genético, es que la energía se almacena en forma de gradientes iónicos sobre las membranas. Sin este aprovechamiento, la energía se disiparía y no podría sostener la vida. Nick Lane y Bill Martin proponen un origen completamente natural para esta membrana bioenergética a partir de materiales completamente inertes, básicamente rocas, dióxido de carbono y agua. El origen habría sido en pozos hidrotermales, donde los gradientes de protones naturales a través de las delgadas paredes de sulfuro ferroso (FeS) que existen en los respiraderos hidrotermales alcalinos de aguas profundas (PH) podrían impulsar la asimilación del carbono, dando lugar a las proto-células. Estas proto-células habrían creado un gradiente de protones y moléculas orgánicas simples concentradas formadas por asimilación de carbono. Una vez que evolucionó una bomba de protones de sodio (y estas son proteínas relativamente simples, las proto-células podrían cerrar sus membranas por completo y aún así derivar energía de la bomba de sodio. En este punto, podrían haberse quedado sin ventilación y aún capturar energía.

Lane se inspiró en las bacterias y Archaea que viven en estos pozos hidrotermales de aguas profundas, utilizan hierro y proteínas que contienen azufre para convertir el hidrógeno y el dióxido de carbono en moléculas orgánicas.

Creo que es una hipótesis muy elegante porque podría explicar cómo surgió la vida a partir de componentes muy simples, en las condiciones extremas de la Tierra antigua, a través de un proceso completamente natural, que aún es usado por microorganismos que viven hoy en esos respiraderos de aguas profundas.

Nature News and Views tenía un buen artículo cuando salió el artículo original: Cómo surgió la vida de las rocas de aguas profundas

Answer 6

No soy un biólogo / bioquímico (/ ¿paleobiólogo?), Así que no puedo contarles sobre los orígenes químicos de la vida, pero conceptualmente es así: la vida puede ser extremadamente improbable, la vasta complejidad de la vida que vemos en el planeta. Hoy parece tan abrumadoramente complejo haber ocurrido “por casualidad”. Pero eso es sólo una verdad a medias.

Digamos que comenzamos con una sopa primordial, un miasma de moléculas complejas de todo tipo de formas y tamaños, todos rebotando al azar, y con cada rebote hay una pequeña posibilidad de que reaccionen y formen algo nuevo. ¿Cuáles son las posibilidades de que esto cree algo que se replique a sí mismo? Desaparecidamente pequeño. Tomaría una gran cantidad de reacciones antes de que algo así sucediera, ¡es casi imposible!

Afortunadamente, los átomos y las moléculas son muy muy pequeños, y la tierra es muy muy grande. ¿Cuántos átomos y moléculas elegibles hay en la tierra prehistórica que podrían formar vida? Un número casi imposiblemente grande. No sé exactamente cómo lo estimaría, pero permítame darle un ejemplo: considere que existen del orden de 10 ^ 21 moléculas en una sola gota de agua, y que los océanos actuales contienen del orden de 10 ^ 25 gotas de agua, esto te da una idea de la escala de la que estamos hablando.

Así que todos estos innumerables átomos y moléculas rebotan alrededor, ¿cuántas interacciones hay en un segundo? Ahora, considere que hay aproximadamente 31 millones de segundos en un año, ¿cuánto tiempo antes de que estas innumerables moléculas reboten accidentalmente, creen algún tipo de molécula autorreplicante?

Ahora considere esto: puedo dejar de lado una solución de sal saturada para que se evapore, y los cristales crecientes de sal comenzarán a crecer espontáneamente. No es necesario confiar en la posibilidad de que se formen estos cristales superorganizados, las moléculas que forman los cristales son autoorganizativas. De manera similar, en la sopa primordial, las moléculas similares pueden unirse naturalmente sin depender de la posibilidad de acercarlas.

Entonces, ¿cuál es la probabilidad de que todas estas moléculas, haciendo todas estas interacciones, por casualidad produzcan algo autorreplicante dentro de la vida de un planeta / sistema solar? Todavía puede ser pequeño, pero no imposible.

Una vez que tienes moléculas autorreplicantes, estás a mitad de camino. Tal vez las moléculas autorreplicantes surgieron millones de veces en diferentes lugares en diferentes momentos durante los primeros cientos de millones de años en la Tierra. Tal vez la mayoría de ellos no llegaron a la vida celular por alguna razón. Pero tan pronto como tiene un sistema que se autorreplica, la complejidad agregada es casi inevitable: los errores en la replicación se acumulan, las moléculas aleatorias se incorporan a la autorreplicación fuera de la casualidad, los fragmentos de minerales diferentes accidentalmente encuentran su camino hacia la molécula .

Tan pronto como tenga un sistema de autorreplicación, y las leyes de la selección natural entran en juego. Por el hecho de que solo las moléculas que tienen éxito en la autorreplicación pueden ir en una réplica, tiene una situación en la que cada vez son más las moléculas que pueden auto replicarse. ¡Es un sistema autocumplido que se retroalimenta a sí mismo! Y, por supuesto, eso conduce eventualmente a la evolución.

Como se dijo (no recuerdo por quién): “la vida es rara, pero una vez que existe, es muy difícil deshacerse de ella”.

Por supuesto, esta es una visión simplificada de las cosas, y existen teorías que compiten entre sí por los mecanismos esenciales detrás de ella, incluso las teorías que involucran la vida que está siendo sembrada por las cosas desde el espacio tienen que reconocer que la vida comenzó en algún lugar, si no está en la tierra, tiene que estar en otro lugar

Con todo lo dicho, aquí hay otra forma de pensar al respecto: imagine que los humanos diseñaron robots autorreplicantes, que se alimentaron del medio ambiente. Es fácil imaginar a tales robots que se salen de control: cuanto más se replican a sí mismos, más robots hay, y estos robots compiten por los recursos, y algunas veces funcionan mal de forma accidental y crean un tipo diferente de robot. Se puede ver claramente que tan pronto como se crea un robot autorreplicante, ya no se requiere ninguna entrada adicional para que, básicamente, se vuelvan locos y se auto-repliquen como locos, incluso evolucionando.

Esto es técnicamente “diseño inteligente” ya que son los humanos los que crearon el primer robot en primer lugar. Pero ahora imagine que, en lugar de que los humanos diseñen robots, teníamos una caja gigante de partes de robot del tamaño de la Tierra, y la sacudimos durante aproximadamente 700 millones de años. Tarde o temprano, algo se ensambla accidentalmente de la manera correcta para que pueda auto replicarse.

Reemplace las palabras “partes del robot” con la palabra “moléculas”, boom.

Answer 7

Ellos no pueden. El principio que lo impide es que la vida es una disposición específica y funcional de los productos químicos que deben ser iniciados para sobrevivir y procrear. Los procesos naturales carecen de la capacidad de garantizar que se produzcan arreglos específicos precisamente porque carecen de previsión. Incluso la mayoría de los productos bioquímicos no se sintetizan naturalmente fuera de la vida, así que si no ocurren naturalmente, ¿cómo podría existir la vida?

Además, la vida claramente requiere una comprensión profunda de los principios de diseño y las cosas y leyes físicas que se incorporan en sus funciones. Las funciones de varias proteínas en función de sus propiedades físicas, los bucles de retroalimentación para garantizar la integridad del sistema, un sistema de almacenamiento de información para sus componentes críticos para garantizar la integridad en el tiempo, geometrías apropiadas en morfología críticas para la función (por ejemplo, alas y colas en aves que ayudan a volar, oponibles Los pulgares en el hombre le dan destreza en la fabricación de herramientas, los cuerpos aerodinámicos de los guepardos que aumentan su velocidad, etc. y los aspectos estéticos que pueden servir para funciones sexuales o de camuflaje. Estas son métricas de diseño obvias que requieren obligatoriamente la previsión que proporciona la inteligencia. Un grupo de factores naturales inanimados que existen por sí mismos a lo largo de eones NUNCA podrían afectar a tales.

Los científicos saben de lo que hablo pero lo ignoran por una creencia incrédula de que la naturaleza inanimada causó la vida. Esto no tiene sentido. Los auto replicadores, protocélulas, hiperciclos, arcilla montmorillita, etc. no lo llevarán a ningún lado. Incluso puedo hacerlo mejor. Incluso si existiera un ser vivo muerto con toda su variedad de productos bioquímicos en la Tierra primitiva, todavía no obtendrás vida. Lo que la naturaleza inanimada muestra constantemente es que no hace la vida. Lo que ciega a los científicos es el paradigma materialista en el que se encuentra. Esto es desafortunado.

Answer 8

El origen de la vida es de proteínas aleatorias (polímeros de aminoácidos, incluyendo polímeros ramificados) cerca de hidrocarburos aleatorios (petróleo). Los hidrocarburos son comunes en la Tierra primitiva, todavía están alrededor, los llamamos “petróleo”. Estas cosas son llamadas “combustibles fósiles” por los científicos morónicos del petróleo en los bolsillos de las compañías petroleras, pero durante mucho tiempo se ha entendido que no tienen nada que ver con la vida, que están ubicuas en el sistema solar y que se forman en condiciones abióticas. . Esto fue descubierto en la Unión Soviética, bajo la influencia de Dmitry Mendeleev, y también fue explicado y promovido pacientemente en el oeste por Thomas Gold, pero el público o los científicos no lo aprecian, a pesar de que la evidencia es abrumadora. Su estupidez no es mi responsabilidad.

De manera similar, los aminoácidos están en todas partes en el universo, ya que están formados naturalmente por CO2, H2O y NH3. Estas son las moléculas pequeñas más comunes en la atmósfera primitiva de la Tierra, ya que están en Júpiter, y producen aminoácidos en grandes cantidades, y los hidrocarburos siempre están allí. Estamos seguros de que tanto los hidrocarburos como los aminoácidos se forman, y ambos se mezclan, en proto-océanos de hidrocarburos y agua.

La vida comienza cuando las proteínas se forman bajo condiciones oceánicas que favorecen los enlaces peptídicos entre los aminoácidos para formarse espontáneamente. Entonces obtienes una colección de proteínas. Lo importante es que esta colección está completada por Turing, en el sentido de los autómatas de Wolfram: producen cualquier cálculo si juegas con ellos. También tienen alimentos abundantes y en crecimiento (petrolium), por lo que pueden aprender a extraer energía de los hidrocarburos. Una vez que tenga una colección completa de Turing con una fuente de alimento, esto es suficiente para producir la evolución darwiniana y, a partir de este punto, el sistema diseñará mecanismos cada vez más fuertes para almacenar y recuperar la información de forma espontánea, produciendo una molécula similar al ARN para obtener información más densa. almacenamiento (no tiene que ser ARN), una molécula similar al ADN para el almacenamiento permanente, y luego produce ribosomas y células. La evolución comienza en el momento en que tiene un autómata Wolfram de “clase 4”.

Este proceso de competencia darwiniana y la replicación de propiedades de alto nivel comienza mucho antes de que exista algún tipo de replicación exacta de moléculas de bajo nivel, ocurre tanto como en la inmunología, eliminando las que son incompatibles con el medio ambiente.

De hecho, esta es la definición correcta de la evolución darwiniana. La replicación con modificación es una bastardización que es apropiada solo para sistemas que apenas están vivos como los virus, o para las partes de los seres vivos que ya no se están innovando de forma regular, como las proteínas en los cuerpos de los mamíferos.

La idea se explica con más detalle en mi respuesta aquí: ¿Cómo comenzó la vida en la Tierra? .

El punto de vista invoca la computación de Turing, que en la visión computacional de sentido común es la definición de inteligencia y la acción de esta inteligencia colectiva para diseñar las moléculas de información de la vida mediante prueba y error y la evolución colectiva del pensamiento, es decir, computación, en La sopa, por lo que es una forma de diseño inteligente. Excepto que el diseñador inteligente es la sopa molecular. Esta idea es bastante obvia ya que Wolfram se dio cuenta de que los autómatas se completan fácilmente con Turing, por lo que siempre me sorprende que fui el primero en pensar en ello. En este momento, Chaitin recorre Sudamérica haciendo afirmaciones similares sobre el origen de la vida de Wolfram, pero esta es una idea antigua, que se debe exclusivamente a mí (aunque me sorprende que fuera el primero, es completamente obvio) y lo puse en el intercambio. antes de que él escribiera algo sobre esto.

También es fácil probar esta idea en experimentos con computadora, simulando un sistema completo de Turing de un tamaño enorme y observándolo evolucionar. Las predicciones son que producirás la competencia darwiniana de inmediato, sin ninguna replicación obvia.

Answer 9

Parte de lo siguiente se resume en el libro Introducción a la química bioorgánica y biología química, escrito por David Van Vranken y Gregory Weiss. Y estos conceptos son de alguna manera un tipo de imaginación.

La condición de la formación de la vida
Para responder a esta pregunta, deberíamos regresar a la tierra de miles de millones de años atrás, para ver la condición del comienzo de la vida. Se cree que había muchos asuntos inorgánicos como el agua, el amoníaco, el formaldehído y el ácido cianhídrico en la Tierra a esa edad. No había oxígeno en el aire ni capa de ozono en la atmósfera. Por lo tanto, la luz ultravioleta (UV) del sol podría alcanzar la tierra casi sin resistencia. Y con una atmósfera más delgada, la temperatura de la tierra podría cambiar en un rango bastante grande.

El origen del ARN
El ARN es uno de los materiales genéticos. Se polimeriza a partir del ácido nucleotídico. Un nucleótido está formado por un grupo fosforato, una ribosa y un grupo base, que varía de A (adenina), U (uracilo), C (citosina), G (guanina). Así que debemos considerar de dónde vienen estos bloques de construcción fundamentales.

Según algunos experimentos y análisis teóricos, la ribosa podría provenir de la polimerización del formaldehído. Se incluyeron muchas reacciones de Adol en este proceso. Estas reacciones fueron origen de la estereoquímica de la ribosa. Por supuesto, otros tipos de carbohidratos, como la glucosa, podrían
Se rindió durante estas reacciones.

Al formar los grupos básicos (A, U, C y G), el ácido cianhídrico jugó un papel importante. Cuatro moléculas de ácido cianhídrico (para ser exactamente, dos HCN y dos [math] \ text {CN} ^ {-} [/ math]) reaccionan para formar una molécula llamada DAMN (diaminomaleonitrile, consulte la siguiente estructura en http: // www .chemicalbook.com / Chem …)
Bajo radiación UV, se convierte en AICN (aminoimidazol carbonitrilo, consulte la siguiente estructura de 5-Amino-1H-imidazol-4-carbonitrilo | 5098-11-3)
La AICN se puede convertir en adenina y guanina después de reaccionar con HCN y urea, respectivamente. La base C provino de la hidrólisis del cianoacetileno (no tengo muy claro de dónde proviene el cianoacetileno) y luego la reacción con guanidina. La hidrólisis de C da U.

Alguien puede preguntar de dónde viene el grupo de phophate. Solo considera la piedra. Tanta piedra se forma a partir de fosfato. Así que no es difícil obtener ácido fosfórico.

Con estos bloques de construcción, no es difícil formar ácido nucleotídico y ARN, porque las reacciones para formar éster y amina son bastante comunes.

El origen de la proteína
Los bloques de construcción fundamentales de la proteína son los aminoácidos. Para hablar sobre este tema, se debe mencionar un experimento importante y bien conocido, el experimento de Miller-Urey. El experimento es tan bueno que no me gustaría repetir la introducción, y si desea obtener más información sobre los detalles del experimento, consulte esta página: Experimento de Miller-Urey. Solo quiero enfatizar la conclusión del experimento, que está en condiciones prebióticas, los aminoácidos podrían surgir espontáneamente. Luego obtenemos péptidos, y luego proteínas.

Por lo tanto, a partir del análisis anterior, podemos ver que el ARN, las proteínas y el hidrocarburo pueden formarse en condiciones prebióticas. Con estos materiales y el tiempo extremadamente largo, la vida original se formó y derivó. Con millones de años de evolución, la biosfera que vemos hoy finalmente fluye.

Answer 10

Echemos un vistazo a las etapas en la evolución de la vida celular más de cerca.

Etapa 1: La formación de la tierra y la atmósfera se considera la primera etapa en el largo viaje desde la materia inanimada hasta la vida. Esta etapa proporcionó las materias primas inorgánicas para la evolución de la vida y estableció las condiciones para su interacción.

Etapa 2: la segunda etapa produjo moléculas orgánicas a través de interacciones entre sustancias inorgánicas, impulsadas por fuentes de energía como rayos y radiación ultravioleta del sol.

Etapa 3: En la tercera etapa, las moléculas orgánicas presentes se ensamblan al azar en colecciones capaces de interacción química con el medio ambiente. A medida que se formaron las colecciones, las interacciones que tuvieron lugar dentro de ellas produjeron sustancias orgánicas aún más complejas, incluidos polipéptidos y ácidos nucleicos. Algunas de estas colecciones de moléculas eran capaces de llevar a cabo reacciones primitivas de vida. Hay poco acuerdo sobre la forma adoptada por la primera chispa de vida en estos agregados primitivos.

Etapa 4: En la cuarta etapa, apareció un código genético en los agregados vivos primitivos. Este código regula la duplicación de la información requerida para la reproducción de los agregados y establece el vínculo entre los ácidos nucleicos y la síntesis ordenada de proteínas. Las cosas aún eran precelulares, pero con estos desarrollos (síntesis dirigida y reproducción), la vida se estableció plenamente en los ensamblajes moleculares.

Etapa 5: la quinta y última etapa implica la conversión de los ensamblajes precelulares en células totalmente organizadas con una región nuclear y un citoplasma, todo ello encerrado por una membrana límite externa: una membrana plasmática.

Fuente: Google

Answer 11

EDITAR: Originalmente, una respuesta a “¿Cuál es la teoría actual de la abiogénesis, y hay alguna evidencia que la respalde?”

Excelente discusión aquí. Creo que para que los laicos que visitan entiendan esto, hay algunos datos básicos que deben definirse.

Autoensamblaje : este es un término que se usa a menudo para describir ciertas moléculas complejas como el ADN. Esto significa que las moléculas básicas de ADN, en concentraciones suficientemente fuertes y dentro del rango de temperatura adecuado, se ensamblarán en el ADN. Odio este término porque asume que algunas moléculas se “autoensamblan” y otras no. Esto es solo química molecular y no hay diferencia entre moléculas complejas y simples cuando se trata de química. Lo que se llama aquí es que lo que llamamos “química orgánica” es un subconjunto de química que contiene muchos elementos que parecen combinarse fácilmente en moléculas más complejas y dinámicas que otras colecciones de productos químicos.

Metabolismo : este es un proceso continuo de reacciones químicas que son “autosuficientes”, aunque a menudo se las denomina “sustentadores de la vida”. Hay una diferencia. Autosostenido significa que la reacción química puede sostenerse a sí misma, lo que significa eliminar o reutilizar el “desperdicio” de las reacciones, así como crear moléculas que permitan que la reacción continúe. Esto define lo que es orgánico e inorgánico. Una roca, aunque hecha de moléculas de complejidad media, está altamente organizada pero no tiene manera de sostenerse por sí misma. Una vez que se fabrica una roca, ésta se erosionará lentamente para volver a sus componentes básicos, no hay un proceso químico que permita que las moléculas externas se reorganicen de nuevo en dióxido de silicio. No puede “curarse” y una vez formado, finalmente volverá a sus componentes básicos por medio de las potencias del viento, el agua y la temperatura. Algunas reacciones son muy rápidas, como la precipitación de AgCl cuando se mezclan soluciones de nitrato de plata y cloruro de sodio. Otros son muy lentos, como la oxidación del hierro. Pero el metabolismo es la continencia de una reacción. “La vida” es una reacción autosuficiente: usar lo que llamamos metabolismo.

Membrana semipermeable : esta es una membrana que permite selectivamente que los átomos o moléculas se muevan a través de ella mediante alguna forma de difusión. La rapidez con la que una sustancia puede moverse a través de la membrana está determinada por la concentración y la presión en ambos lados de la membrana y la temperatura del ambiente. Si bien en general se considera que parte de la “vida” existen membranas no vivas, como las que se usan en un filtro de agua de ósmosis inversa.

Presión osmótica : esta es la cantidad de presión necesaria para evitar que una sustancia cruce una membrana semipermeable. Este es un concepto muy importante porque cuando empiezas a observar la vida a nivel químico, esta es la fuente de energía de todos los sistemas. En términos de vida, manteniéndolo simple, es la diferencia entre las concentraciones de varias moléculas en el interior de la célula y el exterior de la célula: la vida depende de la fuerza muy débil de la ósmosis (a nivel molecular, esta fuerza no es tan débil).

Ahora, con los colocados en su lugar, es importante entender que debe tener una membrana para establecer la presión osmótica y que la membrana debe ser semipermeable para permitir que las moléculas se muevan de manera selectiva en ambas direcciones para establecer una reacción “continua” para que las moléculas pueden interactuar para formar estructuras químicas más complejas a través del autoensamblaje (que son solo reacciones químicas). A un nivel químico molecular, la vida es una reacción autosuficiente.

Pasar de “inorgánico” a “orgánico” requiere 1) una membrana semipermeable, 2) la capacidad de los compuestos “orgánicos” para formarse a partir de los “inorgánicos”, y 3) el establecimiento del metabolismo.

Como Frank Heile mencionó el experimento de Miller-Urey, mostró un método para pasar de lo inorgánico a lo orgánico para crear aminoácidos (y posteriormente otros agentes bioquímicos en otros experimentos). Sidney W. Fox mostró un método para crear membranas utilizando los aminoácidos de los experimentos de Miller-Urey. Primero demostró que se podía hacer usando principalmente calor, y en segundo lugar, un proceso frío que usaba ácido fosfórico como catalizador. Incluso creó una doble membrana, un paso necesario para convertirse en una membrana celular. Debido a que el trabajo de Fox requería una alta concentración de algunos aminoácidos, muchos eran escépticos.

Günter Wächtershäuser más tarde publicó su trabajo sobre lo que se conoce como el mundo del hierro y el azufre (teoría del mundo del hierro y el azufre), que es un origen muy plausible para el metabolismo. Adriana Heguy mencionó los respiraderos de aguas profundas que tienen dos aspectos muy importantes de la abiogénesis: alto contenido de aminoácidos y todos los componentes del mundo del hierro-azufre. Si bien la teoría de Wächtershäuser también contiene cómo se pueden haber formado las membranas, una vez que se combina con el trabajo de Fox, se puede hacer que se formen membranas dobles semipermeables. Con eso tenemos todas las piezas necesarias para comenzar una vida simple: membranas semipermeables para utilizar la presión osmótica para crear una reacción continua conocida como metabolismo. Debido a la naturaleza de “autoensamblaje” de la química orgánica, una vez que la reacción fue sostenible, es posible una mayor complejidad y se esperaría a través de la selección natural.

El trabajo adicional sobre todas estas teorías ha refinado este proceso a teorías aún más plausibles. Como Frank mencionó, no es posible ver los pasos intermedios para llegar incluso a la forma de vida más simple en el registro fósil, pero muchos de los pasos se pueden replicar en el laboratorio. También vale la pena señalar que no todos los pasos intermedios dejarían un registro fósil debido a su naturaleza química.

Answer 12

La Tierra y el Sol se formaron hace 4.600 millones de años y la corteza se enfrió lo suficiente para obtener agua líquida hace 4.300 millones de años. La vida en la Tierra comenzó en algún lugar entre 4.000 y 3.500 millones de años atrás, por lo que en unos pocos cientos de millones de años a 500 millones de años después de que el planeta se hubiera enfriado lo suficiente como para sustentar la vida, la primera forma de vida de una célula viva apareció en la Tierra. El análisis de ADN ha demostrado que toda la vida que se encuentra actualmente en la Tierra desciende de esa primera forma primitiva de vida. Una vez que tenga la primera célula viva, entonces todas las especies en la Tierra hoy en día se pueden explicar a través de la evolución por selección natural. Pero actualmente no hay una explicación buena y convincente sobre cómo pasar de las condiciones de la tierra primitiva a la primera célula viva.

Este es el problema de la abiogénesis: cómo pasar de los productos químicos primitivos a la primera célula viva. El experimento de Miller-Urey demostró cómo se podría pasar de los químicos simples que se pensaba que eran comunes en la Tierra primitiva a los aminoácidos complicados y otros químicos que son los componentes básicos de la vida (al usar el rayo como fuente de energía). Sin embargo, el paso de estos químicos relativamente simples a la primera célula viva es un gran paso que no se comprende actualmente.

Por ejemplo, el ADN no solo reproduce espontáneamente copias exactas de sí mismo sin mucha ayuda. La ayuda está en las formas de muchas otras moléculas muy complejas como la ADN polimerasa. Incluso si tiene ADN / ARN, no produce automáticamente proteínas basadas en los codones de la molécula de ADN / ARN, se necesita un ribosoma muy complejo más transferencia de ARN para recolectar los aminoácidos y crear una molécula de proteína. La posibilidad de que toda esta compleja maquinaria se haya desarrollado espontáneamente, accidentalmente y que se haya encerrado en una membrana celular es astronómicamente improbable. En otras palabras, ¡es imposible!

Por lo tanto, es absolutamente claro que sería imposible ensamblar aleatoriamente una célula viva por accidente a partir de una sopa primordial de aminoácidos y otras sustancias químicas simples. Sería como esperar a que todas las moléculas de aire se concentren repentinamente en solo la mitad de la habitación en la que se encuentra ahora, una posibilidad mecánica teórica pero los tiempos esperados entre los sucesos serían muchas más veces la vida actual del universo.

Otro ejemplo para mostrar lo improbable que sería que la primera célula viva se formara por accidente es el siguiente:

Si observa, por ejemplo, la célula bacteriana más simple que conocemos en la actualidad, encontrará que es un objeto increíblemente complicado, mucho más complicado que, por ejemplo, un automóvil. Así que piense en este experimento: imagine que coloca todas las partes individuales de un automóvil en una caja grande (ya que cada parte individual es un objeto increíblemente complicado y especificado con mucha precisión que probablemente no existiría por casualidad). Luego toma esa caja, la agita durante mucho tiempo y espera a que las partes individuales se junten para crear un automóvil por accidente. De hecho, nunca sucedería.

De la misma manera, si toma todos los aminoácidos individuales (partes de las proteínas), ácidos nucleicos (bloques de construcción del ADN), los ácidos grasos (de las paredes celulares) y el agua y otras sustancias químicas diversas de la célula bacteriana más simple y colóquelas. En una solución, agite o haga lo que crea que podría ser el entorno primitivo en la Tierra y espere a que se junte en una celda, estará esperando un tiempo muy, muy largo. Es efectivamente imposible.

Entonces, si no fue casual, ¿de dónde vino esa primera célula? Bueno, debe haber evolucionado desde estructuras incluso más simples durante los primeros cientos de millones de años en la Tierra. De hecho, habría necesitado evolucionar a través de múltiples formas intermedias desde la sopa prebiótica hasta la primera célula viva. El problema que tiene la ciencia es que no hay fósiles u otra evidencia que nos muestre exactamente cómo evolucionó la primera vida primitiva, por lo que todo lo que tenemos son teorías y argumentos plausibles.

En mi opinión, el mejor intento de una posible teoría de la abiogenisis (y la teleogénesis) es el libro más nuevo de Terrance Deacon, Incomplete Nature: How Mind Emerged from Matter. Se necesita un libro para tratar de explicar sus ideas, así que no intentaré reproducir todas o incluso muchas de sus ideas en esta respuesta.

Voy a describir una idea: “autógenos”. El profesor Deacon acuñó el término autogen para describir los primeros replicadores moleculares. Los autógenos serían 2 o más componentes moleculares que podrían tener formas complementarias, de modo que si las condiciones no fueran las adecuadas, como si el estanque en el que se encontraban se secaran, podrían formar pequeños objetos cerrados que podrían sobrevivir a condiciones severas. Luego, en las condiciones correctas, como la humedad, podrían separarse y, dados los sustratos de moléculas orgánicas correctas (creados por rayos), podrían catalizar automáticamente copias adicionales de sus componentes. (La idea de que una red autocatalizadora sea el primer paso hacia la vida se debe a Stuart Kaufmann). Esto ciertamente no es la vida tal como la conocemos hoy en día, pero habría sido el primer cuerpo molecular que se reproducía por sí mismo y que podía sobrevivir en ambientes hostiles y reproducirse. En los ambientes correctos.

Luego, el profesor Deacon continúa mostrando cómo incluso los autógenos más complejos podrían evolucionar y, de hecho, podrían comenzar a utilizar el ADN o el ARN, no como un sistema de información genética, sino como una molécula lineal que podría actuar como un catalizador para que se produzca una secuencia de reacciones. en un orden particular En otra parte del libro, continúa describiendo cómo sus ideas podrían incluso explicar cómo podría evolucionar la mente una vez que tenga una vida compleja como la conocemos hoy.

Aquí hay una imagen y una leyenda de su libro que le da una idea de cómo podrían haber sido los primeros autógenos según su teoría:

Entonces, creo que esta es una idea prometedora que debería explorarse más completamente y, si es posible, ¡probarse experimentalmente!

Answer 13

Abiogenesis

Abiogénesis (inglés británico: / ˌeɪˌbaɪoʊˈdʒɛnᵻsᵻs, -ˌbaɪə-, -ˌbiːoʊ-, -ˌbi – / [1] [2] [3] [4]), biopoiesis , [5] o informalmente, el origen de la vida , [6] [7] [8] es el proceso natural por el cual la vida surge de la materia no viva, como los compuestos orgánicos simples. [6] [7] [9] [10] La abiogénesis se estudia a través de una combinación de paleontología, experimentos de laboratorio y extrapolación de las características de los organismos modernos, y tiene como objetivo determinar cómo las reacciones químicas antes de la vida dieron lugar a la vida en la Tierra.

Último ancestro común universal (LUCA)

El último ancestro común universal ( LUCA ), también conocido como el último ancestro universal ( LUA ), cenancestor o (incorrectamente [R 1]) progenote , es la población más reciente de organismos de los que todos los organismos que ahora viven en la Tierra tienen un origen común. [1] LUCA es el ancestro común más reciente de toda la vida actual en la Tierra. No se debe asumir que LUCA sea el primer organismo vivo en la Tierra. Se estima que la LUCA vivió hace unos 3.5 a 3.8 billones de años (en algún momento de la era Paleoárquica). [2] [3] La composición de la LUCA no es directamente accesible como un fósil, pero puede estudiarse comparando los genomas de sus descendientes, los organismos que viven en la actualidad. De esta manera, un estudio de 2016 identificó un conjunto de 355 genes inferidos de haber estado presentes en el LUCA.

La evidencia más temprana de la vida en la Tierra es el grafito biogénico encontrado en rocas sedimentarias metamorfizadas de 3.700 millones de años descubiertas en el oeste de Groenlandia

[5]

y fósiles de esterilla microbiana encontrados en arenisca de 3,48 mil millones de años descubierta en Australia Occidental.

[6]

[7]

Un estudio de 2015 encontró carbono potencialmente biogénico de hace 4,1 mil millones de años en rocas antiguas en Australia Occidental, pero tales hallazgos indicarían la existencia de diferentes condiciones en la Tierra durante ese período de las que generalmente se asumen hoy, y apuntan a un origen de vida más temprano.

En 2017, se publicó una descripción de supuestos microorganismos fosilizados que tienen al menos 3,77 mil millones y posiblemente 4,28 mil millones de años en rocas sedimentarias ferruginosas en Quebec, Canadá.

Charles Darwin propuso la teoría del descenso universal común a través de un proceso evolutivo en su libro Sobre el origen de las especies en 1859, y dijo: “Por lo tanto, debo inferir de una analogía que probablemente todos los seres orgánicos que han vivido en esta tierra han descendido de algunos Una forma primordial, en la que se respiraba por primera vez la vida.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ab …

Los fósiles de bacterias canadienses podrían ser la evidencia más antigua de la vida en la tierra – Times of India

Answer 14

Ya hay muchas respuestas excelentes. Lo único que no se ha dicho es que, aunque tenemos buenas ideas sobre algunos de los procesos específicos necesarios para el origen de la vida, no tenemos un camino bien definido que vaya de las moléculas orgánicas a los microorganismos.

Consideremos, por ejemplo, la hipótesis del mundo del ARN mencionada por algunos. El ARN claramente jugó un papel importante, pero no sabemos si fue el primer paso o si ocurrió en algún punto intermedio o incluso bastante tarde en el proceso (tal vez las proteínas evolucionaron primero). No sabemos cómo se formaron los ácidos ribonucleicos por primera vez o cómo se polimerizaron (no son muy estables). No sabemos si el ARN se formó por primera vez dentro de las membranas, adyacentes a los minerales que catylizaron su formación, en rincones y grietas a lo largo del fondo marino, o flotando libremente en la sopa primordial. No sabemos cómo el ARN comenzó a generar proteínas o ADN o cuál de estos vino primero. No sabemos cómo, ni siquiera si, el ARN adquirió la capacidad de aprovechar fuentes de energía externas como todos los organismos ahora. No sabemos si el ARN alguna vez evolucionó la capacidad de regular el desarrollo de las membranas celulares.

Algunas de estas preguntas son importantes, pero las soluciones han sido difíciles de alcanzar. Consideremos las membranas celulares, por ejemplo. La mayoría de los relatos del origen de la vida otorgan un papel prominente a las membranas celulares que permitirían a la célula primordial regular su entorno químico. Las membranas de la bicapa lipídica, como las de los organismos modernos, no permiten la entrada o salida de ARN. Así que la célula primordial necesitaría alguna forma de sintetizar ARN dentro de ella o de alguna manera crear un canal que permita que el ARN, desde el ambiente, penetre a través de la membrana. Nadie sabe cuál de estos es incluso posible.

Otro problema difícil es el código para generar proteínas a partir de ARN. Los organismos modernos usan códigos basados ​​en tres ARN consecutivos para determinar qué aminoácido agregar a la proteína. La maquinaria para esto es bastante compleja y no funcionará si falta alguna pieza.

Me he centrado en el ARN, pero hay muchas preguntas sin resolver relacionadas con otros aspectos del origen de la vida: evitar la degradación de los productos bioquímicos, la síntesis de proteínas y ADN, las fuentes tempranas de energía, el papel de los catilistas inorgánicos, la síntesis de lípidos, etc. más información en este sitio http://talkorigins.org/faqs/abio… .

La pregunta más interesante de todas es ¿qué tan probable es que la vida se origine? ¿La mayoría de los mundos similares a la Tierra albergan vida o estamos solos en la galaxia? Que la vida ocurrió temprano en la existencia de la Tierra sugiere que la vida puede ser común. Que la abiogénesis es difícil de lograr, sugiere que la vida puede ser rara. Si tuviéramos una secuencia definida de eventos que puedan conducir al desarrollo de los seres vivos, podríamos hacer algunas conjeturas acerca de qué tan común es.

Nada de esto pretende denigrar el progreso sustancial que se ha hecho. Y no hay nada que sugiera que el origen requiera intervención sobrenatural. Pero este ha resultado ser el desafío intelectual más difícil de nuestro tiempo. Ciertamente, más difícil que poner a la gente en Marte y tal vez incluso más difícil que lograr la paz mundial.

Answer 15

Eso es imposible de responder en un simple post. Escribí un libro electrónico, “Formación planetaria y biogénesis”, que presenta mi concepto, que comprende de manera muy simple los siguientes pasos necesarios.

El agua reaccionó con carbono / carburos y nitruros para formar metano, amoníaco, formaldehído, acetaldehído, y luego una secuencia de otras sustancias químicas, incluido el cianuro de hidrógeno y la urea. Estos proceden a aminoácidos, purinas, etc.

La química del tipo Fischer-Tropsch en las profundidades de la tierra formó cadenas de hidrocarburos junto con algunas con alcoholes alfa, que a su vez reaccionaron con fosfato. Estas formaban micelas y vesículas cuando se liberaban en el agua superficial. Estos son conocidos por catalizar reacciones de condensación.

Las porfirinas también se formaron y fueron absorbidas por los hidrocarburos.

La luz fue absorbida por las bandas de porfirina Soret y la energía mecánica condujo a la formación de sustancias químicas como la adenosina, que es la ATP. Hay una muy buena razón por la cual se eligió la ribosa, aunque la ribosa es un azúcar bastante difícil de obtener, ya que solo la ribosa forma una furganosa en solución, y eso es fundamental.

La condensación catalizada por la luz condujo al ARN, que a su vez puede formar ribosomas.

Me temo que no es una respuesta muy satisfactoria, pero no puedo ir más allá de eso aquí.

Answer 16

Esa es una de las grandes preguntas abiertas de la biología.

Tenemos varias hipótesis plausibles para esto. Sabemos que las moléculas orgánicas complejas, incluidas las moléculas necesarias para la vida, como los aminoácidos, pueden formarse espontáneamente a partir de reacciones químicas ordinarias.

Sabemos que algunas estructuras que se encuentran en sistemas vivos simples, como las membranas biliosas, pueden ensamblarse espontáneamente a partir de procesos físicos normales.

Sabemos que la distinción entre seres vivos y no vivos no es tan clara como parece. Se puede argumentar que los virus abarcan la división entre vivos y no vivos.

Sabemos que una vez que exista un sistema de autorreplicación, tenderá a cambiar y se volverá más refinado con el tiempo, a medida que las variantes que se logren en la replicación se vuelvan más efectivas.

No conocemos algunos de los detalles. No sabemos si la vida comenzó basándose en el ARN en lugar del ADN, aunque parece probable que lo hiciera.

Mundo de ARN

No sabemos cómo pasó la vida de las células procariotas a las eucariotas, aunque tenemos algunas ideas sobre cómo podría haber ocurrido.

De procariotas a eucariotas

No sabemos qué forma tomaron las primeras moléculas autorreplicantes, aunque también tenemos algunas hipótesis al respecto.

Esto es algo que aún estamos aprendiendo. ¡Manténganse al tanto!

Answer 17

Encuentro esto conceptualmente similar a las computadoras. En su nivel más básico, las computadoras son material cargado y no cargado. Esencialmente inútil. Cuanto más se combinen en serie, más complejas y posiblemente útiles serán las computadoras. La única diferencia entre el origen de las computadoras y el origen de la vida orgánica es que la evolución de las computadoras fue guiada. Esto llevó a que tomara un tiempo comparativamente largo para que surgiera la vida.

Exactamente cómo comenzó la vida todavía en un debate. La versión más aceptada es el escenario de ‘sopa orgánica’. Esencialmente, los ingredientes para la vida estaban disponibles en la misma área, y reaccionaron al azar para formar la siguiente etapa de la vida, y así sucesivamente.

Answer 18

Obvia respuesta: Leyes de la física.

Respuesta pretenciosa: usted está asumiendo que existe una cosa tal como la vida que es fundamentalmente distinta de la no vida. Pero sus partículas están completamente abajo, ¿sobre qué base haces la distinción?

Tal vez sea porque perteneces a una especie de primates que ignora la falta de fiabilidad de la percepción subjetiva debido a la desesperación de sentirte especial.

La vida no es un accidente desconcertante, se supone que el universo cobra vida. Hacer esta pregunta es lo mismo que preguntar cómo se propagan las olas de un océano tranquilo. Como se mencionó anteriormente, la respuesta siempre será “las leyes de la física”.

Toda la tabla periódica existe con sus propiedades específicas por elemento únicamente para saltar a la sensibilidad. Los bloques de Lego están diseñados para encajar en formas que les permitan construir estructuras, no es un accidente milagroso que encajen entre sí.

¿No es eso simplemente hermoso?

Answer 19

¿Cómo surge la vida de la no vida?

Solo hay una respuesta razonable y aceptable, ¿estás listo para ello? ¿Sí? ¡Aquí viene!

Nosotros no sabemos

Los científicos están trabajando en ello, pero esto es realmente difícil, por lo que probablemente tendremos que esperar un poco más la respuesta. Por supuesto, puedes simplemente afirmar que algún tipo de ser divino lo hizo, pero eso no resuelve nada, es solo una afirmación arbitraria. Puede dirigirse a cualquiera, Dios, Brahma o al Gran Arca Verde, no cambia el hecho de que …

Nosotros no sabemos

Solo espera, Capitán Gorrión, dale una generación, tal vez dos, vigila el clima y verás descubrimientos científicos en ese horizonte.

Answer 20

La respuesta ha cambiado varias veces. Hasta alrededor de 1960, Dios lo hizo. Luego, Urey y Chase pasaron pequeños relámpagos a través de hidrógeno, metano y agua, y descubrieron que producía aminoácidos, componentes básicos de proteínas, enzimas y vida, por lo que tal vez comenzó en las piscinas de roca durante los primeros 500 millones de años de la vida de la Tierra cuando no existían. detuvieron las tormentas eléctricas en todas partes, luego alguien atacó a un cometa en miniatura con algunos aminoácidos en un contenedor fuerte a una velocidad asombrosa para confirmar que todos los aminoácidos serían destruidos, pero en lugar de eso, se unieron e hicieron polipéptidos simples para asombro de todos, luego se fueron Bajó 5 millas en el océano Atlántico y encontró la enorme grieta en el fondo del océano, un volcán constante donde el agua alcanzó casi 200 grados C y presiones horrendas cerca de todas las “chimeneas humeantes” y encontró ecosistemas completos de camarones, cangrejos, bacterias y estrellas de mar. Felizmente nadando alrededor, usando una cadena alimenticia que comienza con los gases que salen de las rejillas de ventilación, y no hay fotosíntesis ni luz. ¡Deberíamos estar buscando allí ahora, no tratando de ir a Marte o la luna!