1. La teoría de la generación espontánea
La teoría de la generación espontánea fue una teoría muy popular antes del siglo XIX. Creía que la vida se producía naturalmente a partir de la materia inanimada. Por ejemplo, en la antigua China se creía que "la hierba podrida se convierte en luciérnagas" (es decir, las luciérnagas se producen a partir de montones de hierba podrida) y la carne podrida da lugar a gusanos. En Occidente, Aristóteles (384-322 a. C.) fue un naturalista. Alguien también demostró mediante "experimentos" que poner granos y camisas gastadas en botellas y colocarlas en un lugar oscuro produciría ratones después de 21 días. Lo que le sorprendió fue que estos ratones "naturales" eran exactamente iguales.
En el siglo XVIII, el biólogo italiano Spalanjani (1729-1799) descubrió que si el caldo se calienta en un matraz, se hierve y luego se enfría, si se abre el matraz, muchos microorganismos se multiplicarán rápidamente en el caldo. y crecer. Pero si añades un tapón de algodón a la boca del biberón y realizas el mismo experimento, no habrá reproducción microbiana en el caldo. Sparranjani cree que los bichos en el caldo vinieron del aire, en lugar de ocurrir naturalmente. El experimento de Spalanjani sentó una base sólida para que los científicos negaran aún más la teoría de la generación espontánea.
En 1860, el microbiólogo francés Pasteur diseñó un experimento simple pero convincente, que negaba por completo la teoría de la generación espontánea (para más detalles, consulte el primer volumen del libro de texto experimental estándar de educación obligatoria de octavo grado "Biología") .
2. Teoría del origen químico
La teoría del origen químico es una hipótesis del origen de la vida generalmente aceptada por los estudiosos. Esta hipótesis sostiene que la vida en la Tierra evolucionó paso a paso a partir de materia inanimada después de que la temperatura de la Tierra disminuyera gradualmente, a través de procesos químicos extremadamente complejos y durante un período de tiempo extremadamente largo.
La teoría del origen químico divide el origen de la vida en cuatro etapas.
La primera etapa, la etapa en la que se generan pequeñas moléculas orgánicas a partir de pequeñas moléculas inorgánicas, es decir, el proceso de evolución química del origen de la vida, se llevó a cabo en las condiciones de la tierra primitiva. Se ha discutido en el libro de texto y no se repetirá aquí. Lo que hay que destacar es el experimento de simulación de Miller. En este experimento, un matraz lleno de una solución acuosa representa el océano primordial, cuyo espacio esférico superior contiene una "atmósfera reductora" de hidrógeno, amoníaco, metano y vapor de agua. Miller primero calentó el matraz para hacer circular vapor en el tubo, y luego descargó dos electrodos para generar chispas eléctricas, simulando relámpagos en el cielo original, estimulando así reacciones químicas de diferentes gases en el dispositivo sellado. Un tubo condensador conectado a la parte inferior. del espacio esférico los productos de reacción y el vapor se enfriarían para formar un líquido, que fluye de regreso al matraz en el fondo, simulando el proceso de lluvia. Después de una semana de experimentos y ciclos continuos. Cuando Miller analizó su composición química, descubrió que contenía una variedad de compuestos orgánicos nuevos, incluidos cinco aminoácidos y diferentes ácidos orgánicos. También formaba cianuro de hidrógeno, que puede sintetizar adenina, que es la unidad básica de los nucleótidos. El experimento de Miller intentó demostrar a la gente que el primer paso en el origen de la vida, la formación de sustancias orgánicas de moléculas pequeñas a partir de sustancias de moléculas pequeñas inorgánicas, era totalmente posible en las condiciones de la Tierra primitiva.
En la segunda etapa se generan macromoléculas biológicas a partir de pequeñas moléculas orgánicas. Este proceso ocurrió en el océano primitivo, es decir, después de una acumulación e interacción a largo plazo de pequeñas moléculas orgánicas como aminoácidos y nucleótidos, en condiciones apropiadas (como la adsorción de arcilla), mediante condensación o polimerización, moléculas de proteínas primitivas y Moléculas de ácido nucleico.
En la tercera etapa, las macromoléculas biológicas forman un sistema multimolecular. ¿Cómo surgió este proceso? El ex académico soviético Oberlin propuso la hipótesis agregada. Demostró a través de experimentos que las proteínas, péptidos, ácidos nucleicos y polisacáridos pueden concentrarse y agregarse automáticamente en gotas esféricas dispersas cuando se colocan en una solución adecuada. Estas gotas son agregados.
Oberlin et al. creen que los agregados pueden presentar fenómenos de vida como síntesis, descomposición, crecimiento y reproducción (Figura 7). Por ejemplo, los agregados tienen límites similares a membranas con propiedades químicas internas que difieren significativamente del entorno externo de la solución. Los aglomerados pueden absorber algunas moléculas de la solución externa como reactivos o sufrir reacciones bioquímicas específicas bajo la catálisis de enzimas, y los productos de la reacción también pueden liberarse de los agregados. Además, algunos estudiosos también han propuesto otras hipótesis, como microesferas y glóbulos lipídicos, para explicar el proceso por el que los polímeros orgánicos forman sistemas multimoleculares. Figura 7 Diagrama esquemático del metabolismo simple de agregados En la cuarta etapa, los sistemas orgánicos multimoleculares evolucionan hacia la vida primitiva. Esta etapa se formó en el océano primordial y es la etapa más compleja y decisiva en el origen de la vida. Actualmente, este proceso no se puede verificar en el laboratorio.
3. La teoría de Yu Sheng
Esta hipótesis cree que la vida más antigua en la Tierra o la materia orgánica que constituye la vida provino de otros planetas cósmicos o polvo interestelar. Los estudiosos que sostienen esta hipótesis creen que algunas esporas microbianas pueden adherirse a partículas de polvo interestelar y caer a la Tierra, dando así a la Tierra la primera vida. Pero sabemos que las condiciones físicas en el espacio, como los rayos de alta energía como los rayos ultravioleta, así como la temperatura y otras condiciones, son fatales para la vida. Incluso si existen estas vidas, se verán afectadas por las altas temperaturas cuando. transportan meteoritos a través de la atmósfera y llegan a la tierra y murió. Por lo tanto, la llegada de formas de vida microbianas a nivel de esporas desde el espacio exterior parece poco probable. Sin embargo, algunos estudiosos creen que es muy posible que parte de la materia orgánica que constituye la vida procediera del espacio. El 28 de septiembre de 1969, los científicos descubrieron que un meteorito carbonoso que cayó en la ciudad australiana de Macpherson contenía 18 tipos de aminoácidos, 6 de los cuales eran necesarios para las moléculas de proteínas. La investigación científica muestra que algunas moléculas orgánicas, como aminoácidos, purinas y pirimidinas, se pueden producir en la superficie del polvo interestelar. Estas moléculas orgánicas pueden haber sido traídas a la Tierra por cometas o meteoritos y haber protagonizado vida primitiva en la Tierra.
4. Ecosistema de aguas termales
El origen de la vida puede estar relacionado con el ecosistema de aguas termales, que ha sido propuesto por los estudiosos desde la década de 1970. A fines de la década de 1970, los científicos descubrieron varios respiraderos hidrotermales de aguas profundas cerca de las Islas Galápagos en el Pacífico Oriental, donde viven muchos organismos, incluidos gusanos tubulares, almejas y bacterias. Estas comunidades biológicas viven en un ambiente de alta temperatura (la temperatura cerca de la fuente termal alcanza más de 300°C), alta presión, anoxia, acidez y sin luz. Primero, estas bacterias quimioautótrofas utilizan la energía obtenida de los sulfuros (como el H2S) expulsados de las aguas termales para reducir el CO2 y producir materia orgánica, y luego otros animales se alimentan de estas bacterias para mantener la vida. Hasta ahora, los científicos han descubierto docenas de estos ecosistemas de aguas termales en aguas profundas, generalmente ubicados cerca de las crestas submarinas formadas en la unión de las dos placas principales de la Tierra.
La razón por la que el ecosistema de aguas termales está relacionado con el origen de la vida se basa principalmente en los siguientes hechos:
(1) La mayoría de las arqueobacterias descubiertas hoy viven en altas temperaturas, carecen de de oxígeno, falta de azufre. El ambiente deficiente en ácido es muy similar al que se encuentra cerca de los respiraderos de aguas termales.
(2) La temperatura cerca del respiradero de aguas termales es muy alta y hay grandes cantidades de sulfuro, CH4, H2 y CO2, que es similar al ambiente primitivo cuando se formó la Tierra.
Por lo tanto, algunos estudiosos creen que el entorno cercano a las fuentes termales no sólo puede proporcionar la energía y los materiales necesarios para el surgimiento de la vida y su posterior continuación, sino también evitar los efectos nocivos de los cuerpos extraterrestres que impactan. la tierra. Por lo tanto, los ecosistemas de aguas termales son lugares ideales para la vida. Pero otros estudiosos creen que la vida puede haberse originado en la superficie de la Tierra y luego extenderse alrededor de las fuentes termales de las profundidades marinas. El impacto posterior destruyó toda la vida en la superficie de la Tierra, y sólo las criaturas escondidas cerca de los respiraderos de las profundidades marinas sobrevivieron y prosperaron. Por lo tanto, las criaturas cercanas a estos respiraderos son el ancestro común de todos los seres vivos, aunque no sean los primeros seres vivos de la Tierra.
El misterioso origen de la vida
Desde la antigüedad hasta la actualidad, han existido muchas teorías que explican el origen de la vida. Como la teoría de la creación occidental, la teoría de la creación china Pangu, etc. Pero no fue hasta el siglo XIX que la ciencia biológica experimentó cambios tremendos con la publicación de "Sobre el origen de las especies" de Darwin, que también aportó un rayo de luz al eterno misterio del origen de la vida. Evolución química.
La teoría de la evolución química sobre el origen de la vida fue confirmada por primera vez por el académico estadounidense Miller en 1953. ¿Cómo serían los acontecimientos en el origen de la vida descritos por Miller? Es decir, en los primeros días, la Tierra contenía una gran cantidad de atmósfera primitiva reductora, como metano, amoníaco, agua, hidrógeno, océanos primitivos, etc. Cuando un rayo cayó sobre la Tierra en los primeros días, estos gases se agregaron en una variedad de aminoácidos, y estos aminoácidos pueden concentrarse parcialmente bajo temperaturas y presiones normales, y luego evolucionar hacia proteínas y otros polisacáridos y lípidos poliméricos, que pueden reproducirse. y desarrollarse en un momento determinado, convertirse en vida, esto es lo que describe Miller.
Puede que la vida en la Tierra haya nacido hace entre 3.800 y 4.000 millones de años, pero debemos ser claramente conscientes de que todavía nos queda un largo viaje científico para descubrir el eterno misterio del origen de la vida. La evolución de la materia inorgánica a la materia orgánica y de los compuestos orgánicos a la vida orgánica también es muy aleatoria. No es este tipo de ambiente y esas condiciones las que pueden producir vida. Alguien dijo alguna vez que estos materiales inorgánicos son como un basurero que contiene todo tipo de cosas, como plástico, botellas de plástico, hierro, chatarra, aceite. La vida, una sola célula, es como un hermoso Mercedes-Benz. Después de un tifón, los restos se ensamblaron en un Mercedes-Benz. Por tanto, podemos imaginar que el proceso del origen de la vida fue muy, muy difícil. Por lo tanto, tal vez seamos el único paraíso de la vida en este planeta azul, así que proteja nuestra Tierra y aprecie la vida en la Tierra. No podemos esperar un segundo origen de la vida en la Tierra.
El origen de la vida es un misterio eterno. ¿Cuándo y dónde se originó la vida en la Tierra? ¿Cómo surgió? Durante miles de años, cuando la gente resolvió este misterio, se encontró con muchas trampas y vio una luz sin precedentes. Durante el período de primavera y otoño, hace 2.500 años, Laozi escribió en el Tao Te Ching que el Tao da origen a una, dos, tres y tres cosas. En términos actuales, la vida en la Tierra evolucionó lentamente de unos pocos a muchos. Tienen un ancestro común. Este ancestro es uno, y este nació del cielo y de la tierra, en términos actuales, puede haber sido formado a partir del mundo inorgánico.
El origen de la vida se remonta al origen de los elementos y moléculas químicas relacionadas con la vida. Por tanto, el origen de la vida debe comenzar desde el inicio de la formación del universo. El llamado "Big Bang" produjo carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y otros elementos principales que constituyen la vida.
Hace unos 6.600 millones de años se produjo una gran explosión en la Vía Láctea. Después de un largo período de unión, sus fragmentos y material suelto formaron el sistema solar hace unos 4.600 millones de años. La Tierra, como miembro del sistema solar, también se formó hace 4.600 millones de años. Luego, el material frío de la nebulosa liberó una gran cantidad de energía potencial gravitacional, que se convirtió en energía cinética y energía térmica, lo que provocó que la temperatura aumentara. La energía térmica radiactiva de los elementos dentro de la Tierra también se calentó, por lo que la Tierra original se calentó. en estado fundido. Durante la rotación de la Tierra de alta temperatura, los materiales que había en ella se diferenciaron, los elementos pesados se depositaron en el centro y se condensaron para formar núcleos, formando el manto y la corteza, y gradualmente surgió una estructura esférica. Este proceso lleva mucho tiempo, ya que la corteza original apareció hace unos 3.800 millones de años, lo que concuerda con la edad de la mayoría de las rocas de la superficie de la luna.
El origen y evolución de la vida están estrechamente relacionados con el origen y evolución del universo. Los elementos constituyentes de la vida, como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo, el azufre, etc., proceden de la evolución de los elementos tras el Big Bang. Los datos muestran que la evolución química en la etapa prebiótica no se limita a la Tierra, y los productos de la evolución química existen ampliamente en el universo. En la evolución interestelar, algunas moléculas biológicas, como aminoácidos, purinas y pirimidinas, pueden formarse en polvo interestelar o nebulosas condensadas y luego producir biopolímeros como péptidos y polinucleótidos en la superficie del planeta bajo ciertas condiciones. A través de varias formas transitorias de evolución prebiológica, finalmente se formaron en la Tierra los sistemas biológicos más primitivos, es decir, la vida con estructuras celulares primitivas. En este punto comenzó la evolución biológica y hasta hoy se han producido en la Tierra innumerables formas de vida complejas.
Hace 3.800 millones de años, se formaron masas terrestres estables en la Tierra Diversas evidencias muestran que la hidrosfera líquida está caliente, incluso hirviendo. Algunas arqueas y metanógenos termófilos extremos pueden estar más cerca de las formas de vida más antiguas de la Tierra, y sus patrones metabólicos pueden ser autótrofos químicos e inorgánicos. Los microorganismos del grupo Warlawa de Australia Occidental, de 3.500 millones de años de antigüedad, pueden ser la evidencia más temprana de vida en la Tierra.
La aparición de la corteza primitiva marca la transición de la Tierra de la era planetaria astronómica a la era del desarrollo geológico, y la vida con estructuras celulares primitivas comenzó a formarse gradualmente. Sin embargo, durante mucho tiempo no hubo muchos seres vivos. No fue hasta el período Cámbrico, hace 540 millones de años, que apareció una gran cantidad de metazoos con caparazón, por lo que la era geológica posterior al Cámbrico se denomina Fanerozoica.
En la Edad Media, también era muy popular en Occidente que Dios creó todo en siete días como se describe en la Biblia. Hoy en día parece que el origen de la vida no es como se describe en estas antiguas leyendas o mitos, pero muestra que la humanidad ha dedicado durante mucho tiempo gran entusiasmo y atención al misterio del origen de la vida. Pero ¿cómo debería ocurrir el origen de la vida? ¿Cómo explora la ciencia este misterio eterno? ¿Qué avances hemos logrado? ¿Qué cuestiones siguen sin resolverse?
Primero que nada, el origen de la vida, el primer misterio es el tiempo de la vida, el tiempo del origen. En la Edad Media occidental, la gente creía profundamente en la historia de la creación del hombre por parte de Dios en la Biblia. En 1650, un arzobispo irlandés calculó la hora exacta de la creación de Dios basándose en descripciones de la Biblia. Otro sacerdote incluso calculó la hora de la creación con mayor precisión a las 9 a.m. del 23 de junio de 4004 a.C. Es decir, el origen de la vida fue hace 6.000 años. Por supuesto, esto no es cierto, pero ¿qué es? Es una respuesta realmente científica. ¿Cómo responde la ciencia a la pregunta de cuándo se originó la vida? Es decir, responder con fósiles, que se conservan en las rocas. Sabemos que después de que los seres vivos mueren, sus restos se conservan en las rocas en las condiciones adecuadas. Los llamamos fósiles. Las formaciones rocosas formadas durante la historia geológica son como una crónica enterrada en lo profundo de estas rocas, con fósiles de organismos más antiguos conservados en el fondo de las formaciones rocosas.
Los fósiles biológicos más antiguos que hemos encontrado hasta ahora son rocas de Australia Occidental, hace unos 3.500 millones de años. Estos fósiles son similares a las cianobacterias actuales. Son seres primitivos que son invisibles a simple vista. Su tamaño es de sólo unas pocas micras a decenas de micras, por lo que podemos decir que la vida se originó a más tardar hace 3.500 millones de años. Al mismo tiempo, sabemos que la Tierra se formó hace unos 4.600 millones de años. Con estos dos datos podemos ver que la edad del origen de la vida se puede definir aproximadamente entre 4.600 y 3.500 millones de años. Hoy en día, con el desarrollo de la ciencia, los geólogos creen que en los primeros días de la formación de la Tierra, la Tierra fue golpeada por una gran cantidad de asteroides y meteoritos y no era apta para la supervivencia de la vida. En lugar de decir que había vida en la Tierra en ese momento, es mejor decir que estaba destruyendo la vida, por lo que el origen de la vida en la Tierra no fue anterior a 4 mil millones de años. Además, se ha encontrado carbono en rocas de 3.850 millones de años en Groenlandia. Sabemos que existen dos tipos de carbono, uno es el carbono inorgánico y el otro es el carbono orgánico. Además, este carbono se puede dividir en carbono pesado y carbono ligero, por lo que podemos inferir la fuente de estos carbonos en función de la proporción de carbono ligero y carbono pesado en este carbono. Basándose en el análisis de isótopos de carbono, los científicos especulan que se trata de carbono orgánico, derivado de organismos vivos. Es decir, de esta forma, hemos acortado enormemente el tiempo del origen de la vida, es decir, entre 4 mil millones de años y 3,8 mil millones de años. Desde el origen de la vida en la tierra hasta el presente, es una historia interminable. Historia evolutiva de la vida.
Bien, en primer lugar, ahora tenemos una idea del origen de la vida, hace entre 4.000 y 3.800 millones de años. Entonces, ¿cómo se originó la vida? ¿Dónde se originó? Por eso vamos a repasar algunas hipótesis sobre el origen de la vida.
El primero es el creacionismo. El primer capítulo del Antiguo Testamento afirma que Dios creó todo lo que hay en el mundo en siete días. Este concepto fue generalmente aceptado en el Occidente medieval. Se puede decir que este concepto ha sido aceptado por muchas personas hasta ahora, pero por supuesto no es cierto. La segunda es la teoría de la autogénesis. Por ejemplo, los griegos creían que los insectos nacían en el suelo, que todo se renovaba en primavera, que las semillas brotaban del suelo y que los insectos emergían de las cáscaras de los huevos que quedaban el año pasado. Pero éste no es el origen de la vida, sino la continuación de la vida. Se puede decir que esta teoría de la autogénesis ha sido ahora completamente abandonada. De manera similar a esta afirmación, por ejemplo, los egipcios creían que la vida provenía del río Nilo, y también había un dicho en la antigua China que decía que las luciérnagas crecían de la hierba podrida.
La tercera hipótesis sobre el origen de la vida es la biogénesis, que también fue una teoría muy popular en Occidente en el siglo XIX. Panspermia cree que la vida es inherente al universo.
Si quieres preguntarme de dónde viene la vida, primero tienes que responderme una pregunta: ¿Cómo se originó el universo? ¿Cómo surgió? Me diste una respuesta sobre cómo surgió la materia, para que pueda decir de dónde viene la vida. De hecho, se trata de una especie de agnosticismo. En la segunda mitad del siglo XX, la teoría de la biogénesis se convirtió gradualmente en la teoría actual de las especies embrionarias del universo. Hasta ahora, muchos científicos creían que la formación de enzimas necesarias para la vida, como las proteínas y el material genético, tardaba cientos de millones de años y que la Tierra primitiva no tuvo tiempo suficiente para completar estos procesos. Como tiene sólo 200 millones de años, creen que la vida debe haber llegado a la Tierra desde algún lugar del universo en forma de esporas u otras formas de vida. Hay alguna evidencia que respalda este concepto.
Desde los años 40, el ser humano ha utilizado métodos astrofísicos para detectar casi un centenar de tipos de moléculas orgánicas, como formaldehído, aminoácidos, etc. Dos de los cuerpos celestes pueden estar relacionados con la vida en la Tierra y pueden traer vida o moléculas orgánicas a la Tierra. Uno es un cometa y el otro es un meteorito. Sabemos que estos dos objetos contienen grandes cantidades de moléculas orgánicas. Por ejemplo, a algunos cometas los llamamos bolas de nieve sucias. No sólo contienen agua sólida sino también compuestos orgánicos como aminoácidos, hierro, etanol, purinas y pirimidinas, y es posible que la vida haya surgido en los cometas y haya sido traída a la Tierra. O cuando los cometas y meteoritos chocan contra la Tierra, estas moléculas orgánicas se someten a una serie de síntesis para producir nueva vida. Por supuesto, esta embriología también tiene ideas diferentes. Tiene dos debilidades fatales. Una es si la vida puede migrar en el universo durante mucho tiempo. ¿Podrás sobrevivir? Sabemos que la distancia entre los cuerpos celestes se mide en años luz, y la comunicación entre cuerpos celestes puede tardar miles de años en viajar de un planeta a otro. En tal vacío, expuesto a cantidades tan grandes de rayos cósmicos, ¿podría seguir brotando vida después de miles de años? Este es el mayor problema, el segundo proceso de moléculas inorgánicas a compuestos orgánicos. No hay duda de que este proceso, como la formación de pequeñas moléculas orgánicas que vemos en los cometas, también puede ocurrir en la Tierra.
Desde 65438 hasta 0859, con la publicación de "Sobre el origen de las especies" de Darwin, la ciencia biológica experimentó cambios tremendos, que también trajeron un rayo de luz al eterno misterio del origen de la vida. La teoría moderna de la evolución química. La teoría de la evolución química sobre el origen de la vida fue confirmada por primera vez por el académico estadounidense Miller en 1953. Como dijiste que la temperatura de la Tierra primitiva era relativamente alta y que había gases reductores y agua por todas partes, puse estos gases y agua en una botella para ver si se podía producir vida o compuestos orgánicos. En 1953, Miller puso amoníaco, hidrógeno, agua y monóxido de carbono en una botella sellada, insertó varillas de metal en ambos extremos de la botella y luego encendió la energía. Con esta acción ultrarrápida, se produce una gran cantidad de aminoácidos literalmente en unos pocos días. En otras palabras, en la Tierra, bajo los rayos y a temperatura ambiente, es posible convertirse en moléculas inorgánicas y sintetizar moléculas orgánicas. Sabemos que sus aminoácidos son las sustancias más importantes que forman las proteínas, y se puede decir que son las sustancias más importantes que constituyen el origen de la vida. Entonces, ¿cómo debería ser la descripción que hace Miller del origen de la vida? Es decir, en los primeros días, la Tierra contenía una gran cantidad de atmósfera primitiva reductora, como metano, amoníaco, agua, hidrógeno, océanos primitivos, etc. Cuando un rayo cayó sobre la Tierra en los primeros días, estos gases se polimerizaron en una variedad de aminoácidos. Estos aminoácidos pueden concentrarse parcialmente bajo temperaturas y presiones normales y luego evolucionar hacia proteínas, polisacáridos como proteínas y lípidos poliméricos. un determinado período de tiempo, puede gestarse y desarrollarse hasta la vida.
Sin embargo, este tipo de piscina cálida también encontró algunos problemas, incluidos dos problemas. El primer problema es que los geólogos ahora creen que la atmósfera de la Tierra primitiva no contenía una gran cantidad de gases reductores, pero sí una gran cantidad de dióxido de carbono y nitrógeno, que eran más inertes que el gas Miller. En el caso de los rayos, no se pueden formar grandes cantidades de aminoácidos. En segundo lugar, era poco probable que se hubieran formado charcos cálidos durante largos períodos de tiempo en la Tierra primitiva. ¿Por qué? Porque en ese momento, en los primeros días de la Tierra, como acabo de decir, había muchos meteoritos y meteoritos, además de la radioactividad de la Tierra misma, la temperatura era muy alta. Una vez que nace la vida en tu piscina cálida y un meteorito te golpea, la temperatura puede alcanzar miles o incluso miles de grados en un instante, la vida se extinguirá y solo podrás recuperar el origen de la vida.
Pero ahora que lo pensamos, ¿hay temperaturas relativamente altas que reducen los gases y los organismos en la Tierra hoy? Luego, hay dos obras de las que se puede decir que tienen un significado trascendental. Uno de ellos es el académico estadounidense Blake, que en 1967 descubrió una gran cantidad de organismos termófilos en las aguas termales del Parque Nacional de Yellowstone. Sabemos que la proteína generalmente se solidifica cuando supera los 60 grados, y los huevos se cocinarán por encima de los 60 o 70 grados. ¿Pero pueden los seres vivos sobrevivir por encima de los 60 grados? No me atrevía a pensar en eso antes.
El segundo es Chris en 1977. También descubrió una gran cantidad de microorganismos termófilos en aguas termales en el fondo del Océano Pacífico. Esta temperatura es más alta, quizás entre 200 y 300 grados. ¿Qué pasa con su presión, de 200 a 300 atmósferas? ¿Cómo es su entorno? Tiene muchos gases reductores como sulfuro de hidrógeno, metano, hidrógeno y monóxido de carbono. Este entorno es muy similar al de la Tierra primitiva hace 4 mil millones de años. Entonces, ¿el origen de la vida ocurrió en esta época? Esto es lo que vemos ahora, pero ¿se encuentran microorganismos en cráteres volcánicos o fuentes termales en los fósiles? De hecho, en este sentido, también hemos logrado avances muy importantes en materia de fósiles. Por ejemplo, en 2000, el científico australiano Rothmason descubrió una gran cantidad de filamentos bien conservados en depósitos volcánicos de Australia hace unos 3.200 millones de años. Esto muestra que hace 3.200 millones de años existía vida en grandes cantidades cerca de fuentes termales, por lo que esta es la hipótesis más reciente, más popular y hasta ahora la más científica sobre el origen de la vida, es decir, la vida se originó cerca de fuentes termales o aguas termales submarinas. manantiales, comúnmente conocidos como "chimeneas negras".
Las aguas termales submarinas y las terrestres tienen muchas características comunes. Primero, hace mucho calor. En segundo lugar, contiene, además de dióxido de carbono, una gran cantidad de gases reductores, como monóxido de carbono, hidrógeno, amoníaco y ácido sulfhídrico. La tercera característica es que todos contienen una gran cantidad de organismos, como cianobacterias, bacterias fotosintéticas, bacterias del azufre, especialmente un tipo de arqueas, que son extremadamente vigorosas a altas temperaturas. Florecen en grandes cantidades cuando la temperatura supera los 100 grados. Si abandonan ese entorno, como cuando la temperatura baja, inmediatamente entran en un estado de sueño y no pueden vivir normalmente. Entonces, ¿representan estas criaturas la época más temprana y primitiva del origen de la vida en la Tierra?
En los primeros días, la temperatura de la tierra era muy alta y las primeras formas de vida deberían ser algunos organismos que podían adaptarse a las altas temperaturas. En las aguas termales, los organismos eran simplemente microorganismos termófilos. En segundo lugar, el entorno de las aguas termales tiene muchas similitudes con el entorno de la Tierra primitiva, por ejemplo, tiene altas temperaturas y una gran cantidad de gases reductores, como monóxido de carbono, hidrógeno, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, etc. En tercer lugar, en un entorno de agua caliente a alta temperatura, favorece la deshidratación de compuestos orgánicos moleculares pequeños y la polimerización en polímeros orgánicos. Por ejemplo, ahora utilizamos pequeños aminoácidos orgánicos para sintetizar proteínas. Este polímero se forma después de la deshidratación mediante polimerización térmica en agua caliente, especialmente cerca de la salida de agua caliente, se forma pirita, comúnmente conocida como "oro de los tontos". Está compuesto de azufre y hierro. En su superficie, es muy beneficioso para la síntesis de polímeros porque esta superficie de sulfuro de hierro es un muy buen catalizador natural. La cuarta evidencia es que existe un gradiente de temperatura y química del agua entre la boca de las aguas termales y el agua de mar circundante. Este gradiente también facilita la reflexión continua de diversos productos químicos. Sabemos que cuando una fuente termal entra en erupción, su temperatura puede alcanzar entre 200 y 300 grados, especialmente cerca de las dorsales oceánicas en el fondo marino. Si la temperatura del agua del mar lo es, la temperatura de este fondo marino es generalmente de 0 a 4 grados. En este caso, a partir de 300 grados, ya lo es. El quinto y más importante punto es que los organismos de las aguas termales son de hecho los organismos de tipo raíz de más rápida evolución, es decir, sus genes son el tipo más antiguo.
A través del estudio de biomoléculas, los biólogos modernos han comparado algunas arqueas termófilas de aguas termales con bacterias comunes en la actualidad y han descubierto que su similitud genética es inferior al 60%. Es decir, estas arqueas contienen una gran cantidad de genes antiguos, lo que significa que probablemente eran de este tipo cuando se originó la vida. Cabe decir que la mejor evidencia que tenemos para estudiar el origen de la vida es la información contenida en rocas y fósiles de la Tierra hace entre 4.000 y 3.800 millones de años. Sin embargo, después de 4 mil millones de años de cambios, la Tierra se ha vuelto irreconocible. Incluso si tienes rocas que tienen entre 4 mil millones y 3,8 mil millones de años, se trata de una gran variedad con poca información.
Por eso, no debemos limitar nuestra mirada a la tierra.
Si la vida es un fenómeno común en el universo, ¿existen entornos similares a los de la Tierra primitiva en otros cuerpos celestes además de la Tierra? De ser así, podría abrir una nueva ventana a los orígenes de la vida. ¿Dónde está nuestro primer objetivo? No Marte, sino la Luna. Los geólogos ahora creen que la Luna se perdió cuando un gran planeta chocó contra la Tierra hace 4 mil millones de años. La luna actual se formó hace exactamente 4 mil millones de años. Si hubo un origen de la vida en la Tierra, mirémoslo en la Luna y eso solucionaría el problema. En la antigua mitología china, hay un dicho sobre Chang'e volando a la luna. Hay laureles, conejos lunares e historias de amor románticas en la luna. Pero en las décadas de 1960 y 1970, con el aterrizaje exitoso de astronautas de la ex Unión Soviética y Estados Unidos, este mito quedó completamente destrozado. La luna es en realidad un planeta desértico sin vida, agua y oxígeno, lo que no es apto para la vida.
Entonces, ¿cuál es nuestro segundo objetivo? El segundo objetivo es Marte, porque Marte probablemente tuvo una experiencia similar a la de la Tierra hace 4 mil millones de años. Su composición material es muy similar a la de la Tierra, y su órbita también es muy similar a la de la Tierra. Entonces, ¿hay vida en Marte? ¿Qué vamos a hacer en Marte? Cuando buscamos el origen de la vida, ¿por dónde empezamos? Generalmente son las tres en punto. ¿Hay seres vivos en Marte? Sería bueno si existiera la vida. En realidad, la vida podría haberse originado en el universo, o la vida en la Tierra podría haberse originado en Marte u otros cometas. En segundo lugar, buscamos agua líquida porque sabemos que el agua es la fuente de todas las cosas y el agua es la fuente de la vida. Las formas de vida en la Tierra que ahora conocemos son inseparables del agua, por lo que encontrar agua líquida también es un indicador muy importante. El tercero es buscar compuestos relacionados con la vida. Si no tenemos seres vivos ahora, ¿los tuvimos en el pasado? ¿Los organismos del pasado formaron algunos compuestos? ¿Se conserva en estas rocas como fósiles? Así que tenemos tres propósitos al ir a Marte en busca de vida.
Cuando la nave espacial estadounidense Viking envió un mensaje a la Tierra en 1957, no había vida en Marte ni agua líquida. Es un planeta rojo árido y sediento. Sin embargo, los humanos no se desaniman. En la década de 1990, la NASA aceleró su exploración de Marte. Las imágenes obtenidas por los vehículos exploradores de Marte, la nave espacial Mars Pioneer y el telescopio Hubble, así como otra información astrofísica, indican que pudo haber existido agua líquida en Marte en el pasado. Según algunos datos espaciales, frente a las montañas donde ocurrió nuestra gran inundación, hay estructuras en Marte similares a abanicos aluviales, así como agua, ríos, ríos como lechos secos de la Tierra y rastros de erosión hídrica de las rocas. Además, hay algo especial. En los polos de Marte se descubrió un fenómeno similar al deshielo del permafrost en la Tierra. Esta es nuestra información espacial.
Pero si tuviéramos instrumentos, trajéramos instrumentos y personas, exploraramos Marte o consiguiéramos una roca para analizar, ¿no quedarían claras estas cosas de un vistazo? Por lo tanto, a principios de 1999, Estados Unidos lanzó un módulo de aterrizaje polar en Marte con sofisticados instrumentos analíticos para realizar estudios cuidadosos en las regiones polares de Marte. Desafortunadamente, a finales de 1999, estos instrumentos, que se esperaba que obtuvieran información directa sobre si había agua en Marte, perdieron contacto con la Tierra justo después de entrar en la atmósfera marciana.
¿Entonces nuestra investigación en Marte es inútil? Al menos no en esta etapa. Tenemos meteoritos de Marte. Afortunadamente, en 1984 se descubrió un meteorito en la capa de hielo de la Antártida. Después de traer este meteorito de regreso, analizamos su química elemental y gaseosa y descubrimos este meteorito. Sus gases e isótopos son muy similares a los de Marte. Entonces creen que este meteorito vino de Marte. Este meteorito se estrelló sobre una capa de hielo, la capa de hielo de la Antártida, hace 10.000 años.
¿Isótopos radiactivos atravesando este meteorito?