Théorie de la synthèse abiotique Caractéristiques principales

Le Théorie de la synthèse abiotique est un postulat qui propose que la vie provienne de composés non vivants (abiotiques = pas vivants). Il suggère que la vie est née progressivement de la synthèse de molécules organiques. Parmi ces molécules organiques figurent les acides aminés, précurseurs de structures plus complexes donnant naissance à des cellules vivantes.

Les chercheurs qui ont proposé cette théorie étaient le scientifique russe Alexander Oparin et le biochimiste britannique John Haldane. Chacun de ces scientifiques, enquêtant d'eux-mêmes, est arrivé à la même hypothèse: l'origine de la vie sur Terre provenait de composés organiques et minéraux (matière non vivante) qui existaient auparavant dans l'atmosphère primitive.

Index

• 1 Qu'est ce que c'est?
• 2 Théorie de l'Oparin et de l'Haldane
  • 2.1 Considérations théoriques
• 3 expériences à l'appui de la théorie de la synthèse abiotique
  • 3.1 Expérience de Miller et Urey
  • 3.2 L'expérience Juan Oró
  • 3.3 expérience de Sydney Fox
  • 3.4 L'expérience d'Alfonso Herrera
• 4 références

En quoi consiste?

Théorie de synthèse abiotique indique que l'origine de la vie sur terre a été donnée par le mélange entre les composés inorganiques et organiques ont été dans l'atmosphère du temps, qui a été chargé avec de l'hydrogène, du méthane, de la vapeur d'eau, dioxyde de carbone et ammoniac.

Théorie de l'Oparin et de l'Haldane

Oparin et Haldane pensaient que la Terre primitive avait une atmosphère réductrice; c'est-à-dire une atmosphère avec peu d'oxygène où les molécules présentes ont tendance à donner leurs électrons.

Par la suite, l'atmosphère change progressivement conduisant à des molécules simples de l'hydrogène moléculaire (H2), le méthane (CH4), le dioxyde de carbone (CO2), l'ammoniac (NH3) et la vapeur d'eau (H2O). Dans ces conditions, ils ont suggéré que:

- molécules simples aurait pu réagir, en utilisant l'énergie des rayons du soleil, le choc des tempêtes, la chaleur du noyau de la Terre, entre autres types d'énergie qui a finalement affecté les réactions physico-chimiques.

- Cela a favorisé la formation de coacervats (systèmes de molécules à l’origine de la vie, selon Oparin) qui flottaient dans les océans.

- Dans cette "soupe primitive", les conditions seraient adéquates pour que les éléments de construction aient pu être combinés dans des réactions ultérieures.

- A partir de ces réactions, des molécules plus grosses et plus complexes (polymères) ont été formées, telles que des protéines et des acides nucléiques, probablement favorisées par la présence d’eau provenant des flaques d’eau situées près de l’océan.

- ces polymères auraient pu être assemblés en unités ou structures pouvant être entretenues et répliquées. Oparin pensait que cela aurait pu être des « colonies » de protéines regroupées pour effectuer le métabolisme et Haldane a suggéré que les macromolécules ont été enfermées dans des membranes pour former des structures similaires aux cellules.

Considérations sur la théorie

Les détails de ce modèle ne sont probablement pas tout à fait corrects. Par exemple, les géologues pensent maintenant que l’atmosphère primitive ne se rétrécissait pas, et il n’est pas clair si les étangs au bord de l’océan sont un site probable pour la première apparition de la vie.

Cependant, l'idée de base « une formation progressive et spontanée de groupes de molécules simples, puis la formation de structures plus complexes et enfin acquérir la capacité de se reproduire » reste le cœur de la plupart des hypothèses sur les origines de vie actuelle

Expériences à l'appui de la théorie de la synthèse abiotique

Expérience Miller et Urey

En 1953, Stanley Miller et Harold Urey ont fait une expérience pour tester les idées d'Oparin et d'Haldane. Ils ont découvert que des molécules organiques pouvaient apparaître spontanément dans des conditions réductrices similaires à celles de la Terre primitive décrite précédemment.

Miller et Urey construit un système fermé contenant une quantité d'eau chauffée et d'un mélange de gaz que l'on croyait être abondantes dans l'atmosphère de la Terre primitive: le méthane (CH4), le dioxyde de carbone (CO2) et ammoniac (NH3).

Pour simuler les rayons qui auraient pu fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques à l’origine des polymères les plus complexes, Miller et Urey ont envoyé des décharges électriques à travers une électrode dans leur système expérimental.

Après avoir laissé l'expérience se dérouler pendant une semaine, Miller et Urey ont découvert que plusieurs types d'acides aminés, de sucres, de lipides et d'autres molécules organiques avaient été formés.

De grandes molécules complexes, comme l'ADN et les protéines, manquaient. Cependant, l'expérience de Miller-Urey a montré qu'au moins certains des composants de base de ces molécules pouvaient être formés spontanément à partir de composés simples.

L'expérience Juan Oró

En poursuivant la recherche des origines de la vie, le scientifique espagnol Juan Oró a utilisé ses connaissances biochimiques pour synthétiser, en laboratoire, d'autres molécules organiques importantes pour la vie.

Oro a répondu aux conditions de l'expérience Miller et Urey, qui produit des dérivés de cyanure en grande quantité.

L'utilisation de ce produit (acide cyanhydrique), plus d'ammoniac et de l'eau, le chercheur a été en mesure de synthétiser des molécules d'adénine, l'un des quatre bases azotées de l'ADN et un composant d'ATP, une molécule clé pour fournir de l'énergie à la plupart des êtres vivants .

Lorsque cette conclusion a été publiée en 1963, il était non seulement un scientifique mais aussi l'impact populaire, car il a montré la possibilité d'émergence spontanée de nucléotides sur la Terre primitive sans aucune influence extérieure.

En outre réussi à synthétiser, recréer dans l'environnement de laboratoire similaire à celui existant au début de la Terre, d'autres composés organiques, principalement des lipides qui font partie des membranes cellulaires, des protéines et des enzymes importantes dans les actifs du métabolisme.

Expérience de Sydney Fox

En 1972, Sydney Fox et ses collaborateurs ont mené une expérience qui leur a permis de générer des structures aux propriétés membranaires et osmotiques; c'est-à-dire, semblable aux cellules vivantes, qu'ils ont appelé Microsphères Protéinoïdes.

En utilisant un mélange sec d'acides aminés, ils ont procédé à les chauffer à des températures modérées; ils ont ainsi obtenu la formation de polymères. Ces polymères, dissous dans une solution saline, formaient de minuscules gouttelettes de la taille d'une cellule bactérienne capable d'effectuer certaines réactions chimiques.

Ces microsphères avaient une double enveloppe perméable, similaire aux membranes cellulaires actuelles, ce qui leur permettait de s'hydrater et de se déshydrater en fonction des changements de l'environnement où elles se trouvaient.

Toutes ces observations obtenues à partir de l’étude des micro-référencas ont montré une idée du type de processus qui aurait pu créer les premières cellules.

Expérience Alfonso Herrera

D'autres chercheurs ont mené leurs propres expériences pour essayer de reproduire les structures moléculaires à l'origine des premières cellules. Alfonso Herrera, un scientifique mexicain, a réussi à générer artificiellement des structures qu'il a appelées sulfobios et colpoides.

Herrera a utilisé des mélanges de substances telles que le sulfocyanure d'ammonium, le thiosyanate d'ammonium et le formaldéhyde, avec lesquels il a pu synthétiser de petites structures de haut poids moléculaire. Ces structures riches en soufre étaient organisées de la même manière que les cellules vivantes, il les appelait donc sulfobios.

De même, il a mélangé de l'huile d'olive et de l'essence avec de petites quantités d'hydroxyde de sodium pour générer d'autres types de microstructures organisées de manière similaire aux protozoaires; Il a appelé ces microsphères colpoides.

Références

1. Carranza, G. (2007). Biologie I. Seuil éditorial, Mexique.
2. Flores, R., Herrera, L. & Hernández, V. (2004). Biologie 1 (1er éd.). Progress Editorial.
3. Fox, S.W. (1957). Le problème chimique de la génération spontanée. Journal of Chemical Education, 34(10), 472-479.
4. Fox, S.W. et Harada, K. (1958). La copolymérisation thermique d'acides aminés en une protéine de montage de produit. La science, 128, 1214.
5. Gama, A. (2004). Biologie: Biogenèse et Microorganismes (2e éd.). Pearson Education.
6. Gama, A. (2007). Biologie I: une approche constructiviste (3ème éd.). Pearson Education.
7. Gordon-Smith, C. (2003). L'hypothèse Oparin-Haldane. DansOrigine de la vie: repères du vingtième siècle. Extrait de: simsoup.info
8. Herrera, A. (1942). Une nouvelle théorie de l'origine et de la nature de la vie. La science, 96:14.
9. Ledesma-Mateos, I., et Cleaves, H. J. (2016). Alfonso Luis Herrera et les débuts de l'évolutionnisme et des études sur l'origine de la vie au Mexique. Journal of Molecular Evolution, 83(5-6), 193-203.
10. McCollom, T. (2013). Miller-Urey et au-delà: qu'ont-ils appris sur les réactions de synthèse organique prébiotique au cours des 60 dernières années? Revue annuelle des sciences de la terre et des planètes, 41, 207-229.
11. Miller, S. (1953) Une production d'acides aminés dans des conditions de terre primitives possibles. La science 117:528- 529
12. Miller, S. L. (1955). Production de certains composés organiques dans des conditions de terre primitives possibles. Journal de l'American Chemical Society.
13. Miller, S.L., Urey, H.C. et Oró, J. (1976). Origine des composés organiques sur la terre primitive et dans les météorites. Journal of Molecular Evolution, 9(1), 59-72.
14. Oñate, L. (2010). Biologie 1, Volume 1. Cengage Learning Publishers.
15. Parker, E. T., Cleaves, J. H., Callahan, M. P., Dworkin, J. P., Glavin, D.P., Lazcano, A., & Bada, J. L. (2011). Prébiotique Synthèse de Méthionine et autres contenant du soufre Composés organiques sur la Terre primitive: une réévaluation contemporaine basée sur un 1958 non publié Stanley Miller expérience. Origines de la vie et évolution des biosphères, 41(3), 201-212.