Oorsprong Van Het Leven: Heeft Een Eenvoudig Pompaandrijvingsproces Plaatsgevonden?

{h1}

Primitieve pompen die de interne omgeving van primitieve proto-cellen in stand hielden, hebben mogelijk de vroegste levensvormen de diepzee-hydrothermale openingen voor de vroege oceanen van de aarde laten verlaten.

Een nieuwe theorie stelt de oervormen voor, die aanleiding gaven tot al het leven op aarde, verlaten diepzee-openingen vanwege hun "uitvinding" van een kleine pomp. Deze primitieve cellulaire pompen zouden levenskrachtige chemische reacties hebben aangedreven.

Het idee, gedetailleerd 20 december in het tijdschrift Cell, zou twee mysteries van de vroege oorsprong van het leven kunnen helpen verklaren: hoe hebben de vroegste proto-cellen chemische reacties geactiveerd om de organische bouwstenen van het leven te maken; en hoe lieten ze hydrothermale openingen achter om de vroege oceanen van de aarde te koloniseren?

Auteurs van de nieuwe theorie beweren dat de omgevingscondities in poreuze hydrothermale openingen - waar verwarmd, met mineralen gevuld zeewater spuwt uit scheuren in de oceaanbodem - een gradiënt veroorzaakten in positief geladen protonen die dienden als een "batterij" om de aanmaak van organische moleculen van brandstof te voorzien en proto-cellen.

Later ontwikkelden primitieve cellulaire pompen geleidelijk het vermogen om een ​​ander type gradiënt te gebruiken - het verschil in natriumdeeltjes binnen en buiten de cel - als een batterij om de constructie van complexe moleculen zoals eiwitten te stimuleren. En, voilà, de proto-cellen kunnen de diepzee hydrothermale ventilatieopeningen verlaten. [Image Gallery: Unique Life at Deep-Sea Vents]

"Een koppeling van proton-gradiënten en natriumgradiënten kan een belangrijke rol gespeeld hebben in de oorsprong van het leven." Dit is echt cool, nieuw spul, "Jan Amend, een onderzoeker aan de Universiteit van Zuid-Californië, die niet betrokken was bij de studie, schreef in een e-mail naar WordsSideKick.com. De studie weerspiegelt het steeds populairder wordende idee dat een eenvoudige, alledaagse krachtbron, niet een zeldzaam verschijnsel zoals een blikseminslag, de kracht had kunnen leveren om in eerste instantie het leven te creëren, zei hij.

Start van de diepzee

Veel wetenschappers denken dat het leven ongeveer 3,7 miljard jaar geleden begon in deep-sea hydrothermale ventilatieopeningen. Maar uitzoeken hoe complex, koolstof-gebaseerd leven gevormd in die oer-stoofpot is lastig geweest.

Op de een of andere manier maakten de voorlopers van het leven gebruik van koolstofdioxide en waterstof die beschikbaar waren in die primitieve omstandigheden om de bouwstenen van het leven te creëren, zoals aminozuren en nucleotiden (bouwstenen van DNA). Maar die chemische reacties vereisen een krachtbron, zei onderzoek co-auteur Nick Lane, een onderzoeker aan het University College London.

Nu stellen Lane en William Martin, van het Institute of Molecular Evolution aan de Heinrich Heine University in Duitsland, voor dat de rotsachtige minerale muren in oceaanbodemopeningen de middelen hadden kunnen bieden.

De theorie luidt: op het moment van de oorsprong van het leven was de vroege oceaan zuur en gevuld met positief geladen protonen, terwijl de diepzee-openingen bittere alkalische vloeistof uitstraalden, die rijk is aan negatief geladen hydroxide-ionen, vertelde Lane aan WordsSideKick.com.

De ventilatieopeningen creëerden gegroefde rotsachtige, ijzer- en zwavelrijke muren vol kleine poriën die de warme alkalische ontluchtingsvloeistof scheidde van het koelere, zure zeewater. De interface tussen de twee creëerde een natuurlijke ladingsgradiënt.

"Het lijkt een beetje op een batterij", vertelde Lane aan WordsSideKick.com.

Die batterij dreef vervolgens de chemische transformatie van koolstofdioxide en waterstof aan naar eenvoudige koolstof-gebaseerde moleculen zoals aminozuren of eiwitten. Uiteindelijk leidde die gradiënt tot het ontstaan ​​van cellulaire membranen, gecompliceerde eiwitten en ribonucleïnezuur (RNA), een molecuul dat lijkt op DNA.

De ventilatieopeningen achterlaten

Op dat moment gebruikten primitieve cellen de dunne, slangachtige wanden van de luchtopening om de nieuwe op koolstof gebaseerde moleculen samen te voegen tot voorlopers van cellen en gebruikten ze de ladingsgradiënt in de omgeving om de opbouw van meer complexe organische chemicaliën mogelijk te maken.

Maar om de ontluchting te verlaten, zouden primitieve cellen een manier nodig hebben om een ​​vermogen-producerende gradiënt met zich mee te dragen - denk aan het batterijpakket. Om dit probleem op te lossen, heeft het team gekeken naar bestaande archaea-bacteriën in deep sea-ventilatieopeningen.

Die oervormen maken gebruik van een eenvoudig type cellulaire pomp die natrium uit de cel duwt terwijl positief geladen protonen naar binnen worden getrokken. Het team stelde voor dat een precursor van die cellulaire pomp evolueerde in de membranen van de proto-cellen.

Het membraan begon erg lek, maar na verloop van tijd zouden de membranen langzaam gesloten zijn, waardoor verhinderd werd dat veel grotere natriumdeeltjes de cel zouden verlaten terwijl kleinere protonen er nog steeds door zouden kunnen glijden. Dat stelde de proto-cellen in staat om nog steeds de bestaande krachtbron in de omgeving te gebruiken - de ladingsgradiënt - terwijl ze geleidelijk een onafhankelijke manier ontwikkelde om kracht te krijgen.

Uiteindelijk, wanneer de poriën volledig zouden sluiten, zouden de primitieve cellen een natriumpomp hebben gehad die hun cellulaire reacties zou kunnen versterken, waardoor een complexer leven mogelijk wordt. Ze kunnen dan hun geboorteplaats verlaten.

Het testen van het idee zal echter lastig zijn, stelde Amend aan WordsSideKick.com. "Het nabootsen van natuurlijke omstandigheden in het lab is een stuk moeilijker dan het klinkt."

Volg WordsSideKick.com op Twitter @wordssidekick. We zijn ook bezig Facebook & Google+.


Video Supplement: .




Onderzoek


Waarom Testte Het Britse Ministerie Van Defensie Paranormale Krachten?
Waarom Testte Het Britse Ministerie Van Defensie Paranormale Krachten?

10 Kenmerken Van Aanvalswapens - En Wat Ze Doen
10 Kenmerken Van Aanvalswapens - En Wat Ze Doen

Science Nieuws


Stone Lion Onthult Verfijnde Oude Cultuur
Stone Lion Onthult Verfijnde Oude Cultuur

Het Seizoen Van De Geboorte Kan De Rest Van Je Leven Beïnvloeden
Het Seizoen Van De Geboorte Kan De Rest Van Je Leven Beïnvloeden

Vaarwel, Tevatron: Giant Atom Smasher Gaat Na 28 Jaar Dood
Vaarwel, Tevatron: Giant Atom Smasher Gaat Na 28 Jaar Dood

Olympische Spelen 2016: Bezoek Rio Met 360 Graden Video'S En Virtual Reality
Olympische Spelen 2016: Bezoek Rio Met 360 Graden Video'S En Virtual Reality

Facebook'S Internet-Delivery Drone Voltooit First Test Flight
Facebook'S Internet-Delivery Drone Voltooit First Test Flight


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com