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1924-1928 Inicio de la Teoría Quimiosintética.

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1924-1928 Inicio de la Teoría Quimiosintética.

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En 1924 el bioquímico ruso Alexander I. Oparin en su obra "El origen de la vida", sugería que la aparición de la vida fue precedida por un largo periodo de evolución química. Describió que las condiciones de la tierra primitiva eran muy diferentes a las actuales y que estas favorecieron la formación de compuestos orgánicos. En 1928, John B. S. Haldane, biólogo inglés, propuso en forma independiente una explicación muy semejante a la de Oparin. Proponen que la superficie de la tierra primitiva estaba expuesta a diferentes fuentes de energía como radiación solar, choque de meteoritos, radiación emitida por elementos como el torio y el uranio y una actividad volcánica intensa; estos procesos provocaron que la temperatura en la tierra fuera elevada y se llevaran a cabo gran cantidad de reacciones químicas formándose los primeros compuestos 10 como vapor de agua (H2O), metano (CH4), amoniaco (NH3), hidrógeno (H2) que constituyeron la atmósfera reductora, rica en hidrógeno y sin oxígeno libre. Con el enfriamiento paulatino de la Tierra, el vapor de agua se condensó y se precipitó sobre el planeta en forma de lluvias torrenciales, que al acumularse dieron origen al océano primitivo.

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De acuerdo a la teoría del Big Bang, la tierra surgió hace unos 5.000 millones de años a partir de una nube de gas de hidrógeno.
Al principio, la temperatura de la tierra era extremadamente alta, pero poco a poco se fue enfriando y comenzaron a formarse los océanos primitivos.
A diferencia de lo que sucede en nuestros días, en esa fase inicial no existía la capa de ozono, por lo que todo tipo de radiaciones llegaba a la superficie de la tierra, incluyendo los rayos ultravioletas y los infrarrojos.
Además, había muchísima energía producida por constantes erupciones volcánicas, rayos y relámpagos.

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Stanley Miller y Harold Urey hicieron un experimento en el cual imitaban las condiciones de la tierra primitiva, en dicho experimento utilizaron metano, amoniaco, hidrógeno y agua. Para las fuentes de energía utilizaron un electrodo para las descargas eléctricas y una resistencia para calentar el agua.
A los pocos días las paredes de la esfera se tiñeron de una sustancia rojiza, al analizar comprobaron que era rica en aminoácidos, urea y bases nitrogenadas. De esta forma se comprobó la síntesis abiótica de compuestos orgánicos.

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Esas moléculas orgánicas simples se combinaron para formar moléculas grandes que incluyen péptidos (que conducen a la formación de proteínas), azúcares, almidón y moléculas de grasa. 15 Las grandes moléculas de diferentes tipos se combinaron para formar moléculas más complejas. Algunas moléculas de grasa simples se organizaron alrededor de este complejo molecular en una especie de membrana. En experimentos de laboratorio se observó que cuando tales complejos alcanzaron un cierto tamaño se separaron de la solución circundante de alto peso molecular que denominaron sistemas precelulares de tamaño microscópico, que probablemente fueron los precursores de las primeras células. Ahora, algún tipo de "metabolismo" pudo ocurrir dentro de estos sistemas precelulares con síntesis de ciertas sustancias y descomposición de otras. El último (es decir, las reacciones de ruptura) podrían proporcionar energía. Mediante evolución química, los compuestos orgánicos sencillos (monómeros) generaron compuestos de mayor complejidad (polímeros), que originaron sistemas precelulares como los protobiontes, los cuales pasarían por una etapa de evolución prebiológica.

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1924 Científico Mexicano "Alfonso L. Herrera"

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1924 Científico Mexicano "Alfonso L. Herrera"

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El cientifico mexicano Alfonso L. Herrera (1868-1942), encaminó su trabajo a tratar de demostrar que la vida se pudo haber generado en la Tierra mediante una serie de transformaciones químicas. Con sus trabajos y estudios fundó en 1924 una disciplina que denominó plasmogenia (estudio del origen del citoplasma). Los sulfobios los generó a partir de la mezcla de ácido sulfocianhídrico y formaldehido; los colpoides los obtuvo mezclando aceite de oliva, gasolina y añadiendo gota a gota una solución concentrada de hidróxido de sodio teñido con hematoxilina.

Los investigadores actualmente estudian las posibles vias por las cuales evolucionaron los primeros seres vivos en la tierra a partir de estos sistemas precelulares que Oparin Ilamo protobiontes que originarían a los verdaderos seres vivos eubiontes.

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Formación del caldo nutritivo: también conocido como sopa primogénita, consistió en la aglomeración de un líquido nutritivo formado por todos estos componentes de la atmosfera primitiva. Este volumen de líquido dio origen a los primeros mares. ¿Cómo sucedió esto? La teoría quimiosintética establece que como consecuencia del enfriamiento de la atmosfera, se produjo una condensación del vapor de agua proveniente de los volcanes, el cual arrastró consigo todos estos componentes, formando el caldo nutritivo, el cual se acumularía en depresiones (océanos) sonde se quedarían por largos periodos de tiempo sin riesgo de descomposición.

Aparición de estructuras más complejas: En este proceso fue vital la acción de diversas fuentes de energía, como las tormentas eléctricas, radiaciones solares y erupciones volcánicas. El resultado de estas reacciones, fueron componentes complejos como azúcares, ácidos grasos, glicerina y aminoácidos. Con el paso del tiempo la evolución dio origen a unas estructuras que Oparin llamó coacervados, estructuras biológicas más resistentes y avanzadas que fueron los precursores de ácidos nucleicos actuales.

Formación de coacervados

Oparin estableció que en el proceso de evolución de las especies químicas contenidas en ese caldo primogénito, surgieron los coacervados, los cuales eran especies complejas, que en el momento de la división celular se unieron en una sola estructura, adquiriendo así una membrana que los habría convertido en organismos únicos, con capacidad de autosíntesis (habilidad para producir su propio alimento), que irían evolucionando hacia formas cada vez más estables y complicadas que llegaron a convertirse en verdaderas estructuras vivientes. Según la teoría quimiosintética estos  organismos primordiales fueron el origen del  mundo vegetal y animal de nuestro planeta.

Inicialmente, no existía  una capa de ozono, que protegiera a las células de la radiación directa del sol. Por eso se cree que es posible que las primeras estructuras se creasen y fueran destruidas sin cesar por la incidencia directa de la energía solar. Después de millones de años, tales células pudieron evolucionar a sistemas orgánicos más complejos, lo que les habría permitido multiplicarse. Posteriormente, estas empezaron a sintetizar su alimento a través de la energía solar, realizando el proceso de la fotosíntesis y enviando oxígeno puro a la atmósfera, lo que posteriormente se convertiría en la capa de ozono.

A continuación se define el proceso de formación de un coacervado:

Todo inicia con la formación de molécula organizada y estable.

Conforme transcurre el tiempo, se forma una segunda molécula complementaria (macromolécula) y la misma forma parte del coacervado.

Esta macromolécula se separa del coacervado donde vio su origen.

La macromolécula comienza a atraer compuestos que puede enlazar a su estructura, recreando el coacervado original.

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Sobre el origen de las primitivas formaciónes coloidales.
Ya se ha dicho que la vida se formó a través de un proceso de mezcla y complejidad entre materiales orgánicos dentro del mar, estás mezclas primitivas son en gran medida diferentes a por ejemplo las sustancias orgánicas acuosas
Lq base de todo organismo vegetal o animal es el protoplssma que aquí se realizan los procesos vitales, de forma física es una masa viscosa y de color gris que está llena de proteínas y otros materiales orgánicos y sales inorganicas, el protoplasma posee una organización muy compleja, una disposición espacial entre las particulas que integran que integran las substancias del protoplasma, también cuenta con una armonía, ces decir que mantiene un orden en sus proceso a realizar,
La materia viva está representada por organismos, es decir por unidades que mantienen una organización en sus procesos internos
En las substancias primitivas no pudo haber existido tal nivel de complejidad pues en base a los estudios ahí las partículas se disponían de una manera constante y desordenada
La substancias primitivas se hayaba sin ningún tipo de organización, estaba basada en la disposición regular de unas particulas a otras, ahora bien, nosotros no podemos concebir un organismo que no cuente con una estructura precisa
Las soluciones coloidales tienden a ser inestables relativamente debido a que se combinan muchas moléculas con otras y a esto se le llama agregados o complejos, durante este proceso la union de partículas es tan intensa que se forman sedimentos, a esto se le llama coagulación
Los coacervados son dos sustancias coloidales unidad entre si, que están tan intensamente unidas que se forman gotas que se mantienen unidas y totalmente separadas del medio ambiente, es decir nunca se mezclan con el agua
El protoplasma de las células es un coacervado y este si se vertiera en agua flotaria en una gotita bien delimitada
El estudio de los coacervado sirve para comprender funciones de las células y obviamente los coacervado artificiales no son nada comparados con el protoplasma por ejemplo ya que en este se encuentran muchísimas substancias juntas .

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Teoría Quimiosintética.

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¿CUÁL ES EL ORIGEN DE LA VIDA? | Teoría quimiosintética