10 THEORIEËN OVER DE OORSPRONG VAN HET LEVEN - BIOLOGIE - 2026

De theorieën over de oorsprong van het leven proberen uit te leggen hoe levende wezens zijn ontstaan. Hoe het leven is ontstaan ​​zoals we dat kennen, is een vraag die vele filosofen, theologen en wetenschappers al vele jaren hebben gesteld, in feite zouden we dat kunnen zeggen bijna sinds de mens een man was.

Verschillende wetenschappelijke gegevens tonen aan dat de aarde ongeveer 4,5 tot 5 miljard jaar geleden werd gevormd en dat de oudst bekende fossielen, die overeenkomen met de overblijfselen van cyanobacteriën die in West-Australië zijn gevonden, minstens 3,5 miljard jaar geleden dateren.

Afbeelding van WikiImages op www.pixabay.com

Hoewel er geen fossielengegevens of ouder geologisch bewijs zijn, zijn veel wetenschappers het erover eens dat andere levensvormen mogelijk eerder hebben bestaan, maar dat fossielen mogelijk zijn vernietigd door hitte en dat de vormveranderingen van veel gesteenten tijdens de Precambrium.

Wat gebeurde er tijdens de bijna 2 miljard jaar die zijn verstreken sinds het ontstaan ​​van de aarde en het voorkomen van de eerste fossielen? Het zijn de biologische gebeurtenissen die in die tijd plaatsvonden die het leven mogelijk maakten en die waarover tegenwoordig in de wetenschappelijke gemeenschap zo veel wordt gedebatteerd.

Vervolgens zullen we enkele van de belangrijkste hypothetische theorieën vinden die door verschillende auteurs naar voren zijn gebracht om de oorsprong van de eerste levende organismen te verklaren, waaruit vermoedelijk de meest 'geavanceerde' levensvormen zijn voortgekomen.

Hoe was de aarde voordat het leven ontstond?

De vroegst bekende levensvormen op aarde zijn vermoedelijk gefossiliseerde micro-organismen, gevonden in hydrothermale ventilatieopeningen. Ze hebben naar schatting 4,28 miljard jaar geleden geleefd.

Sommige wetenschappers stellen dat de "oorspronkelijke" aarde werd beïnvloed door verschillende soorten hemellichamen en dat de temperaturen op deze planeet zo hoog waren dat het water niet vloeibaar was, maar in de vorm van gas.

Velen zijn het er echter over eens dat Precambrium land temperaturen heeft gehad die vergelijkbaar zijn met die van het land van vandaag, wat betekent dat water in vloeibare vorm zou kunnen zijn, gecondenseerd tot oceanen, zeeën en meren.

Aan de andere kant wordt verondersteld dat de atmosfeer van de aarde in die tijd sterk vermindert (met nul of heel weinig vrije zuurstof), zodat na blootstelling aan verschillende vormen van energie de eerste organische verbindingen kunnen zijn gevormd.

Belangrijkste theorieën over de oorsprong van het leven

- Leven door spontane generatie

Aristoteles, voorloper van spontane generatie

Van de Grieken tot veel wetenschappers uit het midden van de negentiende eeuw, werd het voorstel aanvaard dat levende wezens spontaan, zonder andere ouderorganismen, konden ontstaan ​​uit "niet-levende" materie.

Daarom waren verschillende denkers eeuwenlang ervan overtuigd dat insecten, wormen, kikkers en ander ongedierte zich spontaan vormden op modder of op ontbindend materiaal.

Deze theorieën werden meer dan eens in diskrediet gebracht door bijvoorbeeld de experimenten van Francesco Redi (1668) en Louis Pasteur (1861).

Portret van Francesco Redi (Bron: Valérie75, via Wikimmedia Commons)

Redi bewees dat tenzij volwassen insecten hun eieren op een stuk vlees legden, de larven er niet spontaan op verschenen. Aan de andere kant toonde Pasteur later aan dat micro-organismen alleen afkomstig konden zijn van reeds bestaande micro-organismen.

Bovendien moet worden gezegd dat deze theorie ook werd genegeerd omdat in verschillende historische contexten "spontane generatie" naar twee totaal verschillende concepten verwees, namelijk:

- Abiogenese : het idee van de oorsprong van leven uit anorganische materie en

- Heterogenese : het idee dat leven is ontstaan ​​uit dood organisch materiaal, net zoals wormen "verschenen" op rottend vlees.

Darwin en Wallace publiceerden iets eerder, in 1858, onafhankelijk hun theorieën over evolutie door natuurlijke selectie, waarmee ze duidelijk maakten dat de meest complexe levende wezens in staat waren te evolueren van meer 'simpele' eencellige wezens.

Daardoor verdween de theorie van spontane generatie van het toneel en begon de wetenschappelijke gemeenschap zich af te vragen hoe die "eenvoudigere eencellige wezens" ontstonden waar evolutionisten over spraken.

- Theorie van primaire bouillon en geleidelijke chemische evolutie

Alexander Oparin in zijn laboratorium (rechts).

In 1920 stelden de wetenschappers A. Oparin en J. Haldane afzonderlijk de hypothese voor over de oorsprong van het leven op aarde, die tegenwoordig hun naam draagt ​​en waarmee ze vaststelden dat er leven op aarde had kunnen ontstaan. ' stap voor stap ”van niet-levende materie, via“ chemische evolutie ”.

Grote prismatische lente in Yellowstone. Men denkt dat deze omgeving met hoge temperaturen vergelijkbaar is met de oeromgeving van de zeeën op aarde. Bron:

Beide onderzoekers suggereerden dat de "oorspronkelijke" aarde een reducerende atmosfeer moet hebben gehad (arm aan zuurstof, waarin alle moleculen de neiging hadden elektronen af ​​te staan), een toestand die een aantal gebeurtenissen perfect zou kunnen verklaren:

- Dat sommige anorganische moleculen met elkaar reageren om de organische structurele "blokken" van levende wezens te vormen, een proces gestuurd door elektrische energie (van stralen) of licht (van de zon) en waarvan de producten zich ophopen in de oceanen en een "primaire bouillon" vormen. .

Afbeelding door Elias Sch. op www.pixabay.com

- Dat genoemde organische moleculen vervolgens worden gecombineerd, waarbij complexere moleculen worden samengesteld, gevormd door fragmenten van eenvoudigere moleculen (polymeren) zoals eiwitten en nucleïnezuren.

- Dat gezegd hebbende, polymeren werden geassembleerd tot eenheden die in staat waren zichzelf te repliceren, hetzij in metabolische groepen (voorstel van Oparin) of in membranen die "celachtige" structuren vormden (voorstel van Haldane).

- Panspermia

Illustratie van een bacterie op een komeet. Bron: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

In 1908 stelde een wetenschapper genaamd August Arrhenius voor dat "levensdragende zaden" door de kosmische ruimte werden verspreid en dat ze op de planeten vielen en "ontkiemden" wanneer de omstandigheden daar gunstig waren.

Deze theorie, ook wel bekend als de theorie van panspermia (van het Griekse pan, wat 'alles' betekent en sperma, wat 'zaad' betekent), werd ondersteund door verschillende wetenschappers en we kunnen er ook naar verwijzen in sommige teksten als 'de buitenaardse oorsprong van leven".

- Leven door elektriciteit

Afbeelding van FelixMittermeier via Pixabay.com

Later suggereerde een deel van de wetenschappelijke gemeenschap dat de oorsprong van het leven, voorgesteld door Oparin en Haldane, op aarde had kunnen beginnen dankzij een elektrische 'vonk' die de energie leverde die nodig was voor de 'organisatie' van de fundamentele organische verbindingen uit van anorganische verbindingen (een vorm van abiogenese).

Deze ideeën werden experimenteel ondersteund door twee Noord-Amerikaanse onderzoekers: Stanley Miller en Harold Urey.

Door hun experimenten toonden beide wetenschappers aan dat een elektrische ontlading uit anorganische stoffen en onder bepaalde speciale atmosferische omstandigheden organische moleculen zoals aminozuren en koolhydraten kon vormen.

Deze theorie stelde dus voor dat met het verstrijken van de tijd de meest complexe moleculen die tegenwoordig kenmerkend zijn voor levende wezens, gevormd zouden kunnen zijn; dat is de reden waarom dit een paar jaar eerder een grote steun was voor Oparin en Haldane's "oer-stam" -theorieën.

- Leven onder het ijs

Afbeelding door David Mark op www.pixabay.com

Een andere, misschien iets minder bekende en geaccepteerde theorie stelt dat leven ontstond in diepe oceaanwateren, waarvan het oppervlak vermoedelijk bedekt was met een dikke en dikke laag ijs, aangezien de zon van de oorspronkelijke aarde waarschijnlijk niet zo sterk invloed had op het oppervlak zoals nu.

De theorie stelt dat het ijs elk biologisch fenomeen dat zich in de zee voordeed had kunnen beschermen, waardoor de interactie mogelijk was tussen de verschillende verbindingen die de eerste levende vormen veroorzaakten.

- Leven van organische polymeren

Eiwit

Nadat in een laboratorium kon worden aangetoond dat organische verbindingen zoals aminozuren onder bepaalde omstandigheden kunnen ontstaan ​​uit anorganisch materiaal, begonnen wetenschappers zich af te vragen hoe het polymerisatieproces van organische verbindingen plaatsvond.

Laten we niet vergeten dat cellen bestaan ​​uit grote en complexe soorten polymeren: eiwitten (polymeren van aminozuren), koolhydraten (polymeren van suikers), nucleïnezuren (polymeren van stikstofhoudende basen), enz.

Sidney Fox

In 1950 ontdekten de biochemicus Sidney Fox en zijn werkgroep dat, onder experimentele omstandigheden, een reeks aminozuren die in afwezigheid van water werd verwarmd, samen konden komen om een ​​polymeer te vormen, dat wil zeggen een eiwit.

Deze bevindingen dienden voor Fox om te suggereren dat in de "primitieve bouillon" voorgesteld door Oparin en Haldane, aminozuren kunnen zijn gevormd die, wanneer ze in contact kwamen met een heet oppervlak, de verdamping van water bevorderen, eiwitten konden vormen.

Ribonucleïnezuur en leven op klei

Organisch chemicus Alexander Cairns-Smith stelde later voor dat de eerste moleculen die leven mogelijk maakten, te vinden waren op klei-oppervlakken, wat niet alleen hielp om ze te concentreren, maar ook om hun organisatie in gedefinieerde patronen te promoten.

Deze ideeën, die in de jaren negentig aan het licht kwamen, beweerden dat klei zou kunnen dienen als een "katalysator" bij de vorming van RNA (ribonucleïnezuur) polymeren, die op hun beurt als katalysatordrager fungeren.

- De "genen eerst" -hypothese

Rekening houdend met de ideeën van de "spontane" vorming van essentiële organische polymeren, stelden sommige auteurs zich voor dat de eerste levensvormen gewoon zelfreplicerende nucleïnezuren waren, zoals DNA (deoxyribonucleïnezuur) of het RNA.

Daarom werd gesuggereerd dat andere belangrijke elementen, zoals bijvoorbeeld metabolische netwerken en membraanvorming, later aan het "oersysteem" worden toegevoegd.

Gezien de reactiviteitskenmerken van RNA, ondersteunen veel wetenschappers het idee dat de eerste auto-katalytische structuren werden gevormd door dit nucleïnezuur (duidelijk als ribozymen), hypothesen die bekend staan ​​als "de wereld van RNA".

Dienovereenkomstig zou RNA mogelijk de reacties hebben gekatalyseerd die het mogelijk maakten om zelf te kopiëren, waardoor het in staat was om genetische informatie van generatie op generatie over te dragen en zelfs te evolueren.

- De "metabolism first" -hypothese

Aan de andere kant ondersteunden verschillende onderzoekers eerder het idee dat leven eerst plaatsvond in "eiwitachtige" organische moleculen, en stelden ze vast dat de eerste levensvormen konden bestaan ​​uit "zichzelf onderhoudende" metabolische netwerken voorafgaand aan nucleïnezuren.

De hypothese impliceert dat "metabolische netwerken" kunnen zijn gevormd in gebieden nabij hydrothermale ventilatieopeningen, die een continue aanvoer van chemische precursoren in stand hielden.

De eerdere eenvoudigere routes hebben dus mogelijk moleculen geproduceerd die als katalysator werkten voor de vorming van complexere moleculen, en uiteindelijk zouden metabole netwerken in staat zijn geweest om andere, nog complexere moleculen te vormen, zoals nucleïnezuren en grote eiwitten.

Ten slotte hadden deze zichzelf in stand houdende systemen kunnen worden "ingekapseld" in membranen, waardoor ze de eerste cellulaire wezens vormden.

- De oorsprong van het leven door "noodzaak"

Sommige onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT, VS) hebben bijgedragen aan de formulering van een theorie die de oorsprong van de eerste levende wezens verklaart door "noodzaak", op de een of andere manier "volgens de wetten van de natuur" en niet door "Kans" of "kans".

Volgens deze theorie was het ontstaan ​​van leven een onvermijdelijke zaak, aangezien werd vastgesteld dat materie zich in het algemeen ontwikkelt in 'systemen' die, aangestuurd door een externe energiebron en omgeven door warmte, efficiënter zijn in het afvoeren van energie.

Experimenten met betrekking tot deze theorie hebben aangetoond dat wanneer een populatie van willekeurige atomen wordt blootgesteld aan een energiebron, ze zichzelf organiseren om de energie efficiënter af te voeren, wat suggereert dat deze "hermodellering" uiteindelijk de vorming van leven zou beëindigen. .

De alternatieve energiebron had gemakkelijk de zon kunnen zijn, al zijn andere mogelijkheden niet helemaal uitgesloten.

- Creationisme

Afbeelding door Barbara Jackson op www.pixabay.com

Creationisme is een van de andere theorieën die door een belangrijk deel van de huidige samenlevingen worden ondersteund, voornamelijk door geloofsdaden. Volgens deze stroming zijn het universum en alle vormen van leven daarin door een God uit 'niets' geschapen.

Het is een theorie die op interessante wijze in strijd is met moderne evolutietheorieën, die de oorsprong van de diversiteit van levende vormen trachten te verklaren zonder de noodzaak van een God of enige andere 'goddelijke kracht' en vaak gewoon door 'toeval'. ”.

Er zijn twee soorten creationisten: de bijbel en de "oude aarde". De eersten geloven dat alles wat in het Genesis-hoofdstuk in de Bijbel staat letterlijk waar is, terwijl de laatsten beschouwen dat een schepper alles heeft gemaakt wat bestaat, maar zonder te bevestigen dat het verhaal van Genesis een letterlijk verhaal is.

Beide typen creationisten geloven echter dat veranderingen in organismen veranderingen in een soort kunnen inhouden, en ze geloven ook in veranderingen "neerwaarts", zoals bijvoorbeeld negatieve mutaties.

Ze geloven echter niet dat deze veranderingen hadden kunnen leiden tot de evolutie van een "lagere" soort naar een "hogere" of veel complexere soort.

Creationisme en evolutionisme zijn het onderwerp van discussie en discussie geweest sinds de publicatie van de eerste evolutionaire theorieën en zelfs vandaag de dag lijken beide opvattingen elkaar uit te sluiten.

Referenties

1. Andrulis, ED (2012). Theorie van de oorsprong, evolutie en aard van het leven. Leven, 2 (1), 1-105.
2. Choi, C. (2016). WordsSideKick.com. Opgehaald op 26 april 2020, via www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
3. Horowitz, NH en Miller, SL (1962). Huidige theorieën over het ontstaan ​​van leven. In Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
4. TN & EL Taylor. 1993. De biologie en evolutie van fossiele planten. Prentice Hall, New Jersey.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL en Olsen, RL (1992). Het mysterie van de oorsprong van het leven. na.
6. De redactie van Encyclopaedia Britannica. (2017). Encyclopaedia Britannica. Opgehaald op 26 april 2020, van www.britannica.com/topic/creationism