HIPOTESIS HIDROTERMAL: APA ITU, LATAR BELAKANG DAN KRITIKAN - BIOLOGI - 2026

The hipotesis hidroterma bertujuan untuk menerangkan syarat-syarat primitif di mana bentuk-bentuk pertama kehidupan bermula di planet Bumi, mencadangkan sebagai tetapan utama di mata air panas yang terletak di kedalaman lautan.

Serangkaian sumber air termal telah dijumpai dengan suhu yang mencapai 350 ° C, di mana serangkaian fauna khas dari keadaan ini menghuni, seperti bivalves, cacing, krustasea, porifers dan beberapa echinoderma (bintang laut dan saudara-mara mereka).

Bukti ini menunjukkan bahawa persekitaran laut dalam mungkin sesuai untuk asal usul kehidupan dan bentuk kehidupan paling awal adalah mikroorganisma chemoautotrophic.

Tambahan pula, air mendidih adalah rumah bagi serangkaian bakteria chemosynthetic yang mengeluarkan tenaga mereka dari bahan sulfur, yang banyak terdapat dalam jenis persekitaran ini.

Bakteria chemosynthetic mempunyai fungsi pengeluar dalam ekosistem, menjadi asas rantai makanan, yang serupa dengan peranan tumbuhan dalam ekosistem khas.

Idea yang berkaitan dengan hipotesis hidrotermal mula muncul pada awal tahun 1977, ketika penyelidik Corliss membuat pemerhatian langsung pada sistem hidrotermal yang terletak di Kepulauan Galapagos.

Latar belakang dan teori alternatif

Selama beberapa dekad, para penyelidik telah mengemukakan puluhan teori yang ingin menjelaskan asal usul kehidupan dan persekitaran yang baik di mana ia seharusnya dikembangkan. Bagaimana kehidupan bermula adalah salah satu persoalan saintifik tertua dan paling kontroversial.

Sebilangan penulis menyokong asal metabolisme utama, sementara penentangnya menyokong asal usul genetik.

Panspermia

Pada pertengahan tahun 1900-an saintis terkenal Arrhenius mengemukakan teori panspermia atau teori kosmologi. Idea ini menimbulkan asal usul kehidupan berkat kedatangan mikroorganisma spasial dari planet di mana kehidupan sebelumnya wujud.

Secara logiknya, teori kosmologi tidak memberikan idea yang menyelesaikan masalah, kerana tidak menjelaskan bagaimana kehidupan luar bumi berasal dari planet hipotetis tersebut.

Selanjutnya, tidak mungkin entiti mikroskopik yang menjajah persekitaran prebiotik telah bertahan dari keadaan ruang sehingga mereka sampai ke planet Bumi.

Model abiotik

Model abiotik mengemukakan bahawa kehidupan berasal daripada "struktur mikro" sebagai bentuk peralihan antara molekul organik dan bentuk kehidupan awal. Antara pembela utama teori ini ialah Oparín, Sydney W. Fox dan Alfonso F. Herrera.

Menurut Oparin dan Haldane, coacervate adalah pendahulu kehidupan, dibatasi oleh membran plasma yang memungkinkan interaksi dengan persekitaran mereka. Menurut penulis, mereka berasal sebelum molekul yang menghantar maklumat genetik: DNA atau RNA.

Bagi pihak mereka, Stanley Miller dan Harold Urey berjaya membangun sistem pintar yang meniru "suasana kehidupan primitif." Komponen-komponen yang terdapat dalam atmosfera hipotetis, sangat berbeza dengan yang ada sekarang, dapat mensintesis molekul organik yang penting untuk kehidupan (seperti asid amino) ketika haba dan voltan digunakan padanya.

Fox dapat memperoleh mikrosfera dengan ukuran yang serupa dengan bakteria, menjadikan asid amino menjadi sumber haba.

Dengan cara yang sama, penyelidik lain telah mencapai sintesis molekul organik menggunakan molekul bukan organik sebagai bahan mentah, sehingga menjelaskan asal usul kehidupan dari persekitaran abiotik.

Dunia RNA

Kedudukan lain mengenai asal usul kehidupan berpendapat sebagai peristiwa utama kemunculan molekul yang mengandungi maklumat genetik. Pelbagai pengarang mempertahankan asal usul kehidupan dari RNA dan berpendapat bahawa molekul ini berfungsi sebagai templat dan pemangkin pada masa yang sama.

Bukti terbesar adalah adanya ribosom, molekul RNA yang mampu mengkatalisis reaksi dan, pada masa yang sama, menyimpan maklumat dalam urutan nukleotida mereka.

Apa itu terdiri?

Hipotesis hidroterma mencadangkan persekitaran akuatik ekstrem ini sebagai tempat yang tepat untuk sintesis sebatian organik yang membawa kepada asal-usul organisma hidup di Bumi.

Pengarang teori ini berdasarkan fosil Archean, sistem ventilasi hidrotermal bawah air moden, dan pemerhatian teori dan eksperimen.

Sistem hidroterma dicirikan oleh fluks tenaga tinggi, persekitaran yang sangat mengurangkan, dan tanah liat mineral yang banyak, yang merupakan permukaan yang sesuai untuk tindak balas pemangkin. Di samping itu, ia mempunyai kepekatan tinggi CH ₄ , NH ₃ , H ₂ dan logam yang berbeza.

Hipotesis terdiri daripada penukaran urutan CH ₄ , NH ₃ , H ₂ ke amino asid, ini ke dalam protein dan kemudian ke dalam polimer lebih kompleks, sehingga mencapai metabolisme yang berstruktur dan organisma hidup.

Meneliti fosil di batuan Precambrian telah menemui struktur seperti sel yang berasal dari sekitar 3.5 hingga 3.8 bilion tahun yang lalu dalam kumpulan hidroterma bawah laut.

Berbeza dengan hipotesis sebelumnya, hipotesis hidroterma mencadangkan haba sebagai sumber tenaga dan bukan sinar UV dan pelepasan elektrik, sebagai model "kaldu primal". Selanjutnya, model ini mencadangkan adanya kecerunan persekitaran dari segi suhu, pH dan kepekatan kimia.

Kritikan terhadap teori

Walaupun hipotesis hidrotermal mempunyai beberapa hujah yang sah, ia tidak diterima secara universal. Salah satu kritikan mengenai asal usul kehidupan di sumber air panas adalah ketidaksesuaian dan kekurangan maklumat mengenai model geologi Era Prebiotik.

Begitu juga, molekul-molekul penting untuk pengembangan kehidupan - seperti asid nukleik, protein dan membran - akan menghadapi kemusnahannya segera, kerana suhu persekitaran hidroterma yang tinggi.

Walau bagaimanapun, kemungkinan bentuk kehidupan pertama termostabil, mirip dengan organisma termofilik yang kini menghuni persekitaran yang melampau.

Sebaliknya, masalah lain timbul berkaitan dengan kepekatan komponen. Tidak mungkin kehidupan dapat berkembang dalam luasnya lautan prebiotik, di mana biomolekul akan sangat cair dan tersebar.

Agar persekitaran sesuai dengan asal usul kehidupan, ia mesti memupuk interaksi antara molekul, sehingga membentuk entiti yang lebih kompleks; tidak mencairkannya, seperti yang akan berlaku di lautan dalam.

Penyokong teori hidroterma menunjukkan bahawa kehidupan mungkin berasal dari kawasan yang dibatasi yang menghalang pencairan molekul yang baru terbentuk, seperti kawah.

Rujukan

1. Chatterjee, S. (2016). Pandangan simbiosis mengenai asal usul kehidupan di kawah hentaman hidroterma - tasik. Fizik Kimia Kimia Fizikal, 18 (30), 20033-20046.
2. Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, SE (1981). Hipotesis mengenai hubungan antara mata air panas dasar laut dan asal usul kehidupan di bumi. Oceanologica Acta, terbitan khas.
3. Holm, NG (1992). Mengapa sistem hidrotermal dicadangkan sebagai persekitaran yang masuk akal untuk asal usul kehidupan? Dalam Sistem Hidroterma Laut dan Asal Kehidupan (hlm. 5–14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Landskap Kemunculan Kehidupan. Kehidupan, 7 (2), 27.
5. Lanier, KA, & Williams, LD (2017). Asal Kehidupan: Model dan Data. Jurnal Molekul Evolusi, 84 (2), 85–92.