- Antecedents i teories alternatives
- Panspermia
- models abiòtics
- Món d'ARN
- En què consisteix?
- Crítiques a la teoria
- referències
La hipòtesi hidrotermal pretén explicar les condicions primitives en les quals es van originar les primeres formes de vida al planeta Terra, proposant com a escenari principal els deus d'aigües termals situats en les profunditats dels oceans.
S'han localitzat un seguit de fonts d'aigües termals amb temperatures que arriben als 350 ° C, on habita una sèrie de fauna típica d'aquestes condicions, com bivalves, cucs, crustacis, porífers i alguns equinoderms (estrelles de mar i els seus parents).
Aquesta evidència suggereix que probablement els ambients oceànics profunds van ser adequats per a l'origen de la vida i les primeres formen de vida van ser els microorganismes quimioautótrofos.
A més, en l'aigua bullint habita una sèrie de bacteris quimiosintètics que extreuen la seva energia de substàncies ensofrades, les quals són abundants en aquest tipus d'ambient.
Els bacteris quimiosintètics tenen funcions de productors en els ecosistemes, sent la base de la cadena alimentària, anàleg a el paper de les plantes en els ecosistemes típics.
Les idees relacionades amb la hipòtesi hidrotermal van començar a emergir a principis de l'any 1977, quan l'investigador Corliss va realitzar observacions directes en els sistemes hidrotermals ubicats a les Illes Galápagos.
Antecedents i teories alternatives
Durant diverses dècades els investigadors han proposat desenes que teories que pretenen explicar l'origen de la vida i l'ambient propici en el qual aquesta es va deure desenvolupar. Com es va originar la vida ha estat una de les més antigues i més controvertides interrogants científiques.
Alguns autors recolzen l'origen primari de el metabolisme, mentre que els seus oponents donen suport l'origen genètic.
Panspermia
A mitjans dels anys 1900 el reconegut científic Arrhenius va proposar la teoria de la panspèrmia o la teoria cosmològica. Aquesta idea planteja l'origen de la vida gràcies a l'arribada de microorganismes espacials provinents d'un planeta on ja existia vida prèviament.
Lògicament, la teoria cosmològica no aporta idees que resolguin el problema, ja que no explica com es va originar la vida extraterrestre en aquest planeta hipotètic.
A més, no és molt probable que els ens microscòpics que van colonitzar els ambients prebiòtics hagin sobreviscut a les condicions de l'espai fins a arribar a el planeta Terra.
models abiòtics
Els models abiòtics proposen que la vida es va originar apartar de «microestructures» com a formes de transició entre les molècules orgàniques i les primeres formes de vida. Entre els defensors principals d'aquesta teoria es troba Oparin, Sydney W. Fox i Alfonso F. Herrera.
D'acord amb Oparin i Haldane, els coacervats són probiontes precursors de la vida, delimitats per una membrana plasmàtica que li permet la interacció amb el seu medi. D'acord amb els autors, es van originar abans de les molècules que transmeten la informació genètica: l'ADN o l'ARN.
Per la seva banda, Stanley Miller i Harold Urey van aconseguir construir un enginyós sistema que imitava "l'atmosfera primitiva de la vida". Els components presents en l'atmosfera hipotètica, molt diferent a l'actual, aconseguien sintetitzar molècules orgàniques indispensables per a la vida (com aminoàcids) quan se li aplicava calor i voltatge.
Fox va aconseguir l'obtenció de microesferes d'una mida similar a bacteris, sotmetent els aminoàcids a una font de calor.
De la mateixa manera, altres investigadors han aconseguit la síntesi de molècules orgàniques utilitzant com a matèria primera molècules inorgàniques, explicant d'aquesta manera l'origen de la vida a partir d'un ambient abiòtic.
Món d'ARN
Una altra postura de l'origen de la vida postula com a esdeveniment principal l'aparició de les molècules que contenen informació genètica. Diversos autors defensen l'origen de la vida a partir d'ARN i argumenten que aquesta molècula va servir de plantilla i catalitzador a el mateix temps.
La major evidència és l'existència de les ribosomes, molècules d'ARN capaços de catalitzar reaccions i, a el mateix temps, emmagatzemar informació en la seva seqüència de nucleòtids.
En què consisteix?
La hipòtesi hidrotermal proposa aquests ambients aquàtics extrems com el lloc adequat per a la síntesi dels compostos orgànics que van portar a l'origen dels organismes vius a la Terra.
Els autors d'aquesta teoria es basen en fòssils de arqueges, sistemes moderns de fonts hidrotermals submarins, i observacions teòriques i experimentals.
Els sistemes hidrotermals es caracteritzen per fluxos elevats d'energia, un ambient altament reductor i argiles minerals en abundància, les quals són superfícies ideals per a reaccions catalítiques. A més, posseeix concentracions elevades de CH 4, NH 3, H 2 i diferents metalls.
La hipòtesi consisteix en la conversió seqüencial de CH 4, NH 3, H 2 en aminoàcids, aquests en proteïnes i després en polímers més complexos, fins a arribar a un metabolisme estructurat i organismes vius.
A l'examinar fòssils en roques de l'Precambrià s'han trobat estructures que recorden a cèl·lules que daten de fa uns 3,5 a 3,8 mil milions d'ans en acoblaments submarins hidrotermals.
En contrast amb les hipòtesis anteriors, la hipòtesi hidrotermal proposa com a font d'energia la calor i no els raigs UV i les descàrregues elèctriques, com el model del "brou primigeni". A més, aquest model proposa la hi de gradients ambientals en termes de temperatura, pH i concentració química.
Crítiques a la teoria
Tot i que la hipòtesi hidrotermal posseeix diversos arguments vàlids, no és universalment acceptada. Una de les crítiques a l'origen de la vida a una font d'aigua termal és la incongruència i la manca d'informació pel que fa als models geològics de l'Era Prebiòtica.
Igualment, les molècules indispensables per al desenvolupament de la vida -com àcids nucleics, proteïnes i membranes- s'enfrontarien a la seva immediata destrucció, a causa de les temperatures tan elevades dels ambients hidrotermals.
No obstant això, també és probable que les primeres formes de vida hagin estat termoestables, similars als organismes termòfils que avui dia habiten els ambients extrems.
D'altra banda, sorgeix un altre inconvenient relacionat amb la concentració dels components. És poc probable que la vida hagi pogut evolucionar en la vastitud dels oceans prebiòtics, on les biomolècules estarien summament diluïdes i disperses.
Perquè un ambient sigui adequat per a l'origen de la vida ha de propiciar les interaccions entre les molècules, perquè aquestes formin ens més complexos; no diluir-les, com passaria en les profunditats oceàniques.
Els defensors de la teoria hidrotermal suggereixen que la vida va poder originar-se en zones delimitades que evitessin la dilució de les molècules acabades de formar, com cràters.
referències
- Chatterjee, S. (2016). A symbiotic view of the origin of life at hydrothermal impact cràter-lakes. Physical Chemistry Chemical Physics, 18 (30), 20.033-20.046.
- Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, ES (1981). An hypothesis concerning the relationships between submarine hot springs and the origin of life on earth. Oceanologica Acta, Special issue.
- Holm, NG (1992). Why are hydrothermal systems proposed es plausible environments for the origin of life ?. In Marina Hydrothermal Systems and the Origin of Life (pp. 5-14). Springer, Dordrecht.
- Jheeta, S. (2017). The Landscape of the Emergence of Life. Life, 7 (2), 27.
- Lanier, KA, & Williams, LD (2017). The Origin of Life: Models and Data. Journal of Molecular Evolution, 84 (2), 85-92.