¿Qué evidencia científica existe para la abiogénesis?

Vea las muchas respuestas excelentes a esta pregunta, aquí en Quora: ¿Cuáles son los orígenes químicos de la vida? ¿Cómo generaron los compuestos químicos no vivos formas de vida complejas y autorreplicantes?

Segundo el comentario de http://www.quora.com/Joshua-Engel de que pensar en términos de evidencia de abiogénesis es un poco extraño. La abiogénesis sucedió porque en algún momento no había vida en nuestro planeta, y luego hubo vida, por lo tanto, la vida surgió de la no vida.

Hay muchas hipótesis, así como algunas pruebas científicas sólidas sobre los posibles mecanismos químicos que dieron lugar a las macromoléculas y las estructuras que son clave para la vida. Uno de los más recientes e intrigantes se refiere a El origen de la bioenergética de membrana.

De mi respuesta a la pregunta a la que me vinculé antes:

Mi resumen: la otra propiedad común a toda la vida, además de tener un código genético, es que la energía se almacena en forma de gradientes iónicos sobre las membranas. Sin este aprovechamiento, la energía se disiparía y no podría sostener la vida. Nick Lane y Bill Martin proponen un origen completamente natural para esta bioenergética de membrana a partir de materiales completamente inertes, básicamente rocas, dióxido de carbono y agua. El origen habría sido en los pozos hidrotermales, donde los gradientes naturales de protones a través de las delgadas paredes de sulfuro ferroso (FeS) que existen en los respiraderos hidrotermales alcalinos (de alto pH) de alta mar podrían impulsar la asimilación de carbono, dando lugar a protoceldas. Estas protoceldas habrían creado un gradiente de protones y moléculas orgánicas simples concentradas formadas por la asimilación de carbono. Una vez que una bomba de protones de sodio evolucionó (y estas son proteínas relativamente simples, las protocélulas podrían cerrar sus membranas por completo y aún así obtener energía de la bomba de sodio. En este punto, podrían haber dejado el respiradero y aún así capturar energía.

Lane se inspiró en las bacterias y Archaea que viven en estos pozos hidrotermales de aguas profundas, utilizan proteínas que contienen hierro y azufre para convertir hidrógeno y dióxido de carbono en moléculas orgánicas.

Creo que es una hipótesis muy elegante porque podría explicar cómo surgió la vida de componentes muy simples, en las condiciones extremas de la Tierra antigua, a través de un proceso completamente natural, que todavía utilizan los microorganismos que viven hoy en esos respiraderos de aguas profundas.

Nature News and Views tuvo un buen artículo cuando salió el artículo original: cómo surgió la vida de las rocas de aguas profundas

Otra hipótesis que tiene sentido es la hipótesis del mundo del ARN, porque el ARN puede actuar tanto en código genético como también tener propiedades enzimáticas. Y es posible crear ARN autorreplicante en el laboratorio:
Los biólogos crean una molécula de ARN autorreplicante. Un código genético podría haber comenzado así y luego evolucionar para interactuar con proteínas (polimerasas) que asumieron la función de replicar el ácido nucleico.

Esta es mi recopilación de algunas de las pruebas científicas de la abiogénesis. Empieza a leer:

Abiogénesis

1. Abiogenesis un sitio web que resume todo el tema
2. R Shapiro. Un origen más simple de la vida. Scientific American 296: 46-53, junio de 2007.
3. http://homepages.ihug.com.au/~pa …
4. El laboratorio de Szostak http://www.hhmi.org/research/inv …
4. Computacional de polímeros pequeños a los más grandes: BioTechniques – How Life Began

Protoceldas

1. Mis discusiones científicas sobre la evolución para el Papa y sus científicos.

1a. Retroceso experimental de los orígenes de un sitio web de protoceldas para protoneurona

1b. Origen de la vida curso universitario que enseña protoceldas

2. Microesferas Sidney W Fox

3. El origen de la vida

4. FindArticles.com | CBSi

5. Re: La vida en el laboratorio: arte en biología (largo)

6. Aún más información proteinoide

7. http://www.siu.edu/%7Eprotocell/ (ya no funciona)

http://web.archive.org/web/19981 …

8. http://www.christianforums.com/t … Lucas thread

9. Autoensamblaje

10. http://www.biologiateorica.it/or… >

11. Pequeñas empresas: alojamiento web, dominios, comercio electrónico y correo electrónico

12. http://www.stanford.edu/dept/new …

13. http://www.holysmoke.org/fox.htm

14. Microesferas de tipo protocelular a partir de imágenes de ácido poliaspártico térmico de un tipo de protocelda

15. http://nsmserver2.fullerton.edu/… información

16. Retroceso experimental de los orígenes de un artículo de revista de protoceldas por Fox y Pappelis resumen en la página. Puede comprar un artículo completo si lo desea

17. De las proteínas a la vida útil: la aparición de la vida fue aleatoria o guiada por determinados pasos químicos. Pappelis propone un nuevo dominio de la vida.

18. Imágenes biológicas de protoceldas

El enlace ya no funciona: http://www.siu.edu/~protocell/

Respiraderos hidrotermales

1. Una nueva investigación rechaza la teoría de los 80 años de la ‘sopa primordial’ como el origen de la vida Nuevo artículo en Bioessays Feb 2010

Fosfato en minerales

1. http://www.ncseweb.org/icons/ico … no hay oxígeno en la atmósfera temprana

2. http://www.christianforums.com/s …

Síntesis de surgars, purinas, lípidos, aminoácidos.

1. Servicio de RF, un bloque de construcción de biomoléculas de las ventilas. Science 281: 1936-1937, 25 de septiembre de 1998. Síntesis de amoníaco en respiraderos volcánicos submarinos. El amoníaco es un componente esencial para los aminoácidos.

2. MP Bernstein, SA Sandford, LF Allamandola, materias primas remotas de la vida. Scientific American 281: 42-49, julio de 1999. Los astroquímicos muestran que los compuestos de carbono complejos, incluidos los aminoácidos, están presentes en las nubes interestelares.

3. JPmend, EL Shock, Energetics of Amino Acid Synthesis in Hydrothermal Ecosystems, Science 281: 1659 – 1662, 11 de septiembre de 1998.

4. Marshall, WH 1994. Síntesis hidrotermal de aminoácidos. Geochimica et Cosmochimica Acta 58: 2099-2106.

5. R Irion, ¿Twisty starlight preparó el escenario para la vida? Science 281: 626-627, 31 de julio de 1998. La luz ultravioleta polarizada de las estrellas puede destruir selectivamente los aminoácidos L o D, preparando el escenario para la quiralidad. El artículo principal es J Bailey, JH Hough et al., Polarización circular en regiones de formación estelar: implicaciones para la homoquiralidad biomolecular. Science 281: 672-674, 31 de julio de 1998.

Síntesis de proteínas y oligonucleótidos

1. Imai, E., Honda, H., Hatori, K., Brack, A., Matsuno, K. (1999). Alargamiento de oligopéptidos en un sistema hidrotermal submarino simulado. Science283: 831-833.

2. Catalogo Articoli Sintetizando oligómeros a partir de nucleótidos monoméricos en ambientes hidrotermales simulados.

3. Lee DH, y col. Aparición de simbiosis en la autorreplicación de péptidos a través de una red hipercíclica. Naturaleza. 11 de diciembre de 1997; 390 (6660): 591-4.

4. Yao S, y col. Amplificación selectiva por auto y catálisis cruzada en un sistema de péptido replicante. Naturaleza. 1998 3 de diciembre; 396 (6710): 447-50.

5. G Vogel, ¿Un comienzo sulfuroso para la síntesis de proteínas? Science 281: 627-628, 31 de julio de 1998. Síntesis de proteínas catalizadas por compuestos de sulfuro y níquel en respiraderos volcánicos. El artículo principal es C Huber y G Wachtershauser, péptidos por activación de aminoácidos con CO en superficies (ni4Fe) S: implicaciones para el origen de la vida. Science 281: 670-671, 31 de julio de 1998.

Síntesis de proteínas dirigida

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2. Lazcano, A y Miller, SL El origen y la evolución temprana de la vida: química prebiótica, el mundo pre-ARN y el tiempo. Cell 85: 793-798, 1996.

3. C Chothia y M Gerstein, ¿hasta qué punto pueden divergir las secuencias? Nature 385: 579-581, 13 de febrero de 1997. Muestra que puede reemplazar bastantes residuos y aún tener una proteína activa (al contrario de Hoyle). 11 referencias principales.

Síntesis de proteínas dirigida

1. AM Poole, DC Jeffares, D Penney, El camino desde el mundo del ARN. J. Molecular Evolution 46: 1-17, 1998. Describe paso a paso la evolución darwiniana de las moléculas de ARN a las células con síntesis de proteínas dirigida. Todos los pasos intermedios son útiles. http://awcmee.massey.ac.nz/peopl …

2. PS Schimmel y R Alexander, todo lo que necesitas es ARN. Science 281: 658-659, 31 de julio de 1998. Describe la investigación que muestra que el ARN en los ribosomas es suficiente para producir proteínas. Paso intermedio para pasar de la abiogénesis al código genético.

3. http://compbiol.plosjournals.org … Documento que muestra la evolución de las proteínas estables.

4. Margaret E. Saks, Jeffrey R. Sampson, John Abelson Evolución de un gen de transferencia de ARN a través de una mutación puntual en el anticodón. Science, 279, número 5357, número del 13 de marzo de 1998, págs. 1665-1670.

5. David H. Ardell y Guy Sella Sin accidentes: los códigos genéticos se congelan en patrones de corrección de errores del código genético estándar Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 2002 357, 1625-1642

Sin accidentes: los códigos genéticos se congelan en patrones de corrección de errores del código genético estándar

6. Saverio Alberti El origen del código genético y la síntesis de proteínas Journal of Molecular Evolution Journal of Molecular Evolution 45, número 4 / octubre de 1997, 352-358. El origen del código genético y la síntesis de proteínas.

7. El código genético “no tan universal”, su origen y su evolución código genético no universal

7. G Vogel, estudio de ARN sugiere una buena cuna de la vida. Science 283: 155-156, 8 de enero de 1999. El análisis filogenético sugiere que la vida comenzó en un ambiente fresco. La discusión actual se concentra en la cuna de la vida fría y caliente.

8. K Drajick, Al infierno y de regreso. Discover 20: 76-82, julio de 1999. Describe microbios de las profundidades de la corteza terrestre. Los actores dudan de la idea de que las condiciones para que los planetas tengan vida son tan estrechas.

9. Smith, JV, Arnold, FP Jr., Parsons, I., Lee, MR (1999). Evolución bioquímica III: Polimerización en superficies organofílicas ricas en sílice, modelado químico-cristalino, formación de primeras células y pistas geológicas. Proc. Natl. Acad. Sci. ESTADOS UNIDOS. 96: 3479-3485.

19. G Wachershauser, La vida como no la conocemos. Science 289: 1307-1308, 25 de agosto de 2000. Discute el artículo en cuestión sobre el metabolismo del hierro-azufre en la abiogénesis temprana en los sistemas hipertérmicos.

21. E Klarreich Jugando en ambos lados. The Sciences, 41: 25-29, enero-febrero de 2001. The New York Academy of Sciences & nbsp; La paradoja de Parrondo muestra que puedes ganar en dos juegos perdedores cambiando entre ellos. Tiene una forma de obtener información del movimiento browniano aleatorio. Buen trato matemático.

Mundo ARN

1. RJ Davenport, haciendo copias en el mundo del ARN. Science 292: 1278, 18 de mayo de 2001. Se utiliza la evolución in vitro para producir ribozimas que pueden copiar fielmente otras moléculas de ARN de hasta 14 nucleótidos de largo. Utiliza cualquier ARN como secuencia como plantilla. La ribozima en sí tiene 189 nucleótidos de largo. 98.5% de precisión (99.9% para ARN polimerasa). & Nbsp; Cribado 10 ^ 15 ribozimas. El trabajo principal es WK Johnston, PJ Unrau, MS Lawrence, ME Glasner, DP Bartel, polimerización de ARN catalizada por ARN: extensión de cebador precisa y general con plantilla de ARN. Science 292: 1319-1326, 18 de mayo de 2001.

2. GF Joyce. Un vistazo a la primera enzima de la biología. Science 315: 1507-1508, 16 de marzo de 2007. ARN replicasa para unir nucleótidos de ARN en una plantilla. “Los métodos de evolución in vitro han permitido generar tales enzimas desde cero, a partir de una gran población de ARN con secuencias aleatorias”. “polimeriza hasta 14 NTP sucesivos con alta fidelidad”, esta polimerasa en particular no evoluciona para copiar moléculas de ARN mientras sea ella misma (~ 200 nucleótidos). Artículo principal MP Robertson y WG Scott. La base estructural del ensamblaje de ARN catalizado por robozima. Science 315: 1549, 16 de marzo de 2007

3. http://www.sciencedaily.com/rele … ribozima autorreplicante hecha por evolución in vitro

Lincoln y col. Replicación autosostenida de una enzima ARN. Ciencia, 8 de enero de 2009

4. Explorando Life’s Origins: ¿Qué es RNA? & nbsp; resumen

5. El estudio se basa en un escenario plausible para el origen de la vida en la Tierra; El estudio muestra cómo obtener la estereoquímica en el mundo del ARN.

6. El estudio de la evolución de los ribosomas desafía la hipótesis mundial del ARN Las proteínas estaban presentes antes del ribosoma Artículo original: http://news.illinois.edu/news/12 …; El documento está aquí: http://www.plosone.org/article/i …

7. L Orgel, un ácido nucleico más simple. Science 290: 1306-1307, 17 de noviembre de 2000. Un ácido nucleico más simple Los ácidos nucleicos de treosa son fáciles de sintetizar en condiciones prebióticas y actúan como ARN químicamente. Podrían ser precursores del ARN.

8. Síntesis de ARN dirigida por plantilla no enzimática dentro de las protocélulas modelo Síntesis de ARN dirigida por plantilla no enzimática dentro de las protocélulas modelo.

Ciencias. 2013 29 de noviembre; 342 (6162): 1098-100. doi: 10.1126 / science.1241888. Síntesis de ARN dirigida por plantilla no enzimática dentro de protoceldas modelo. Adamala K, Szostak JW.

Formación de planeta estrella

http://cougar.jpl.nasa.gov/HR479 …

http://origins.jpl.nasa.gov/libr …

Miller-Urey

1. Kawamoto K, Akaboshi H. Estudio sobre la evolución química de compuestos de bajo peso molecular en una atmósfera altamente oxidada utilizando descargas eléctricas. Orígenes de la vida y evolución de la biosfera 12: 133-141, 1982.

2. Lo sentimos

3. http://homepages.ihug.com.au/~pa … “La afirmación nunca fue que se había hecho vida, sino solo que las moléculas necesarias para la vida podían formarse espontáneamente. Desde que Wöhler sintetizó urea en 1828, esto se estaba volviendo Una conclusión inevitable: la naturaleza molecular de la vida era cada vez más ampliamente aceptada y aplicada. Ahora no había necesidad de pensar que las moléculas orgánicas debían provenir de sistemas orgánicos. Los experimentos posteriores usan una atmósfera más realista, reemplazando el metano con monóxido de carbono o dióxido (CO o CO2), o amoníaco con nitrógeno molecular (N2), con resultados similares “.

4. http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/ …

“Sin embargo, varios experimentos con el aparato de Miller-Urey y diferentes mezclas de gases han producido los 20 aminoácidos, ATP, algunos azúcares, lípidos y bases de ARN y ADN de purina y pirimidina”.

Nosotros (la vida en la Tierra) existimos. Dado que la abiogénesis es el proceso natural por el cual la vida surge de compuestos orgánicos simples, ese hecho por sí solo es una prueba 100% concluyente de que la abiogénesis es posible y ocurrió al menos una vez en nuestro universo. (Por supuesto, esto está dejando de lado la hipótesis de un origen sobrenatural para la vida que no es verificable y, por lo tanto, no es una hipótesis científica). Entonces, ahora que la abiogénesis es definitivamente posible, las únicas preguntas que quedan son:

• ¿Cuál es la probabilidad de que ocurra la abiogénesis en un determinado entorno adecuado en un determinado período de tiempo?
• ¿Cuál es el mecanismo exacto por el cual ocurre la abiogénesis?

Probabilidad de abiogénesis:

Solía ​​pensar que, dado que la vida apareció en la Tierra dentro de 500 millones de años después de que la corteza se enfriara lo suficiente como para permitir la vida, la probabilidad de que la vida surja en un entorno adecuado es alta. Sin embargo, tener solo un ejemplo de vida realmente ocurrida no da ninguna evidencia significativa para esa hipótesis. (Vea la respuesta de Frank Heile a Bioquímica: ¿Cuáles son los orígenes químicos de la vida? … para obtener más información sobre por qué eso es cierto).

Por ejemplo, si el tiempo promedio para la aparición de la vida en un planeta adecuado es algo así como 1 o 2 mil millones de años, entonces es razonable que tengamos suerte de que la vida siga funcionando dentro de medio billón de años. Esto también significaría que la vida es muy común ya que ahora está claro por los resultados del satélite Kepler que hay muchos planetas y un número significativo de planetas similares a la Tierra que son adecuados para la vida.

Para un ejemplo más extremo, ¡supongamos que el tiempo promedio para que la vida emerja en un ambiente adecuado fuera de 200 mil millones de años! (¡El universo tiene solo 13.8 mil millones de años!) Ahora, dado que la estrella promedio como nuestro Sol solo tiene una vida útil de aproximadamente 10 mil millones de años, entonces la posibilidad de que CUALQUIER planeta adecuado similar a la Tierra tenga vida sería MUY pequeña. Sin embargo, si tuvimos mucha suerte aquí en la Tierra, tal vez todos los pasos requeridos ocurrieron en un tiempo mucho más corto que el promedio. Entonces, si el tiempo promedio fuera de 200 mil millones de años, podríamos ser el único planeta con vida en toda nuestra galaxia.

Si el tiempo promedio de vida para emerger fue de 20,000 billones de años, ¡podríamos ser el único planeta con vida en todo el universo observable! Así que realmente no sabemos nada acerca de la probabilidad de que surja la vida. En este caso, el hecho de que la Tierra tenga vida solo significa que este fue el único planeta afortunado del universo, y por supuesto, ¡estamos en este planeta afortunado ya que ese es el único lugar en el que podríamos estar!

Otra posibilidad sería que tal vez la abiogensis sea muy rara, pero la vida es realmente común en nuestra galaxia por una de dos razones: 1. Debido a la panspermia: la panspermia es la hipótesis de que los meteoritos o los granos de polvo del planeta donde comenzó la vida podrían extenderse por todas partes. la galaxia y genera vida en muchos planetas adecuados. La otra razón podría ser: 2. Porque la vida inteligente surgió una sola vez de abiogensis hace miles de millones de años. Entonces esa vida inteligente visitó a propósito los sistemas estelares recién formados y sembró sus planetas con vida.

Mecanismo para la abiogénesis:

En términos del mecanismo real para la abiogénesis, hay muchas teorías posibles pero una clara falta de evidencia experimental de una forma u otra. Un buen ejemplo de una serie de mecanismos potenciales para hacer posible la abiogénesis se muestra en TODAS las respuestas a la pregunta: ¿Cuáles son los orígenes químicos de la vida? ¿Cómo generaron los compuestos químicos no vivos formas de vida complejas y autorreplicantes?

Pero una forma que simplemente NO PUEDE ser el mecanismo para la abiogénesis es simplemente tener una sopa primordial de aminoácidos y otras moléculas orgánicas simples que simplemente forman una célula viva de forma espontánea y accidental. La celda más primitiva que conocemos hoy en día es increíblemente complicada y podría tomar una gran cantidad de años para que esto suceda en un paso accidental (supongo que como mínimo algo así como [matemáticas] 10 ^ {50} [/ matemáticas] años, pero eso es puramente una suposición).

Una vez que comienza la vida, el tremendo éxito de la evolución por selección natural entra en acción y creará fácilmente todo tipo de vida muy compleja en un corto período de tiempo.

Es un poco extraño tratar de pensar en “evidencia de abiogénesis”. Es bastante sencillo notar que en un momento no había vida en la tierra, y ahora sí la hay. Algo debe haber sucedido en el medio, y sea lo que sea, es abiogensis (el surgimiento de la no vida).

La pregunta es cómo sucedió, y hay muchas hipótesis diferentes. Realmente, la distinción que presumiblemente pretende la pregunta es la hipótesis “goddidit”, ya que es solo en contraste con esa hipótesis que las otras teorías terminan agrupadas como “abiogénesis”. Y dado que “godddidit” en realidad no es una hipótesis en ningún sentido significativo (no es comprobable y nos permite sacar conclusiones útiles, que en realidad son dos formas de decir lo mismo), realmente no tiene mucho sentido mirarlo desde esa perspectiva .

La pregunta podría entonces reformularse como “¿qué evidencia tenemos que nos ayude a comprender cómo surgieron los primeros organismos que se autoperpetúan?” Y la respuesta a esa pregunta es “Prácticamente todo el campo de la química orgánica, junto con la astroquímica, la geología y unas pocas docenas de otros campos”.

Realmente no hay ninguna distinción significativa entre los químicos “vivos” y los “no vivos”. Hay vías químicas que tienen lugar dentro de los organismos vivos. Hay otras formas de sintetizar los mismos productos químicos sin un organismo vivo; nunca hemos observado una molécula que solo pueda ser sintetizada por un organismo vivo y no hay razón para esperar que alguna vez lo hagamos. Las versiones sintéticas de estas moléculas son químicamente idénticas y se absorberán fácilmente en un cuerpo vivo cuando se consuman. (No es necesariamente barato hacerlo: la evolución ha encontrado algunas rutas sorprendentes para las que no hemos encontrado una manera más fácil).

Hay literalmente millones de moléculas diferentes que se encuentran en los organismos vivos; aún no entendemos completamente qué papel juegan todos en el proceso de la vida. Tampoco entendemos en qué punto de la historia de la Tierra se sintetizaron por primera vez, ya sea mediante el uso de mecanismos dentro de las células o mediante procesos completamente no vivos. Pero aquí hay algunas síntesis de elección que vienen a la mente:

* Los experimentos de Miller-Urey, que sintetizan aminoácidos (componentes básicos de proteínas) a partir de nada más que hidrógeno, metano y amoníaco (sustancias químicas abundantes en el universo)

* Máquinas de PCR, que duplican ADN y ARN sin la ayuda de una célula.

* Todo tipo de moléculas complejas que se encuentran en el espacio interestelar, desde azúcares hasta hidrocarburos aromáticos policíclicos.

* Fischer-Tropsch, que convierte el monóxido de carbono en hidrocarburos de cadena larga

* La gran cantidad de productos químicos sintéticos en alimentos y drogas. Algunos son duplicados de los que se encuentran en la naturaleza; otros son inventos completos. Las síntesis modernas de estos comienzan con moléculas orgánicas, pero solo por conveniencia y gasto, no una diferencia fundamental entre moléculas vivas y no vivas.

Cuando observamos posibles moléculas que pueden auto replicarse y transportar información adecuadamente, encontramos tres opciones: proteínas, ADN y ARN .

Pero vea, las enzimas proteicas son esenciales para replicar el ADN / ARN, pero el ADN y el ARN son esenciales para la formación de proteínas. Una preocupante paradoja del huevo de gallina.

¿Qué pudo haber venido primero?

Se sabe lo suficiente sobre la tierra de los Andes para descartar proteínas. Y dado que el ADN en sí mismo es extremadamente no reactivo, y dado que requerimos que las moléculas de procesamiento de información sean lo suficientemente inestables y reactivas como para replicarse sin acción enzimática, el titular principal de datos para la primera célula parece ser el ARN. Esto condujo a la hipótesis del mundo del ARN.

La síntesis no enzimática de ARN fue demostrada parcialmente por Schrammet al. en 1962 [1].

Pero había tres problemas:

Problemas estructurales

Los extremos 2-prime y 5-prime de los nucleótidos adyacentes se unirían más fácilmente que los extremos 3-prime y 5-prime. Esto es un problema porque si se observaran las moléculas de nucleótidos, los 2 carbonos primos y 3 primos tienen ambos oxígenos. Sin enzimas para dirigir el espectáculo, la unión del carbono 5 primario con el carbono 3 primario se factoriza por casualidad por completo.

Una ARN polimerasa funciona contra esta interacción electrostática para unir 3-primo con el extremo 5-primo, creando una estructura que conserva de forma estable la información que se transferirá durante el próximo ciclo de replicación.

Demasiado lento! –

Se demostró que la replicación de ARN no enzimática es extremadamente lenta. El tiempo requerido para la reacción palpable varió en el orden de días, y solo vio un 2% de eficiencia.

Y no muy preciso.

La replicación catalizada por proteínas es muy precisa y precisa. Pero la naturaleza compartida de la adenina-guanina y la timina-citosina asegura que no haya una copia inexacta de la información.

Además, el ARN dimerizado se derrite a temperaturas superiores a 100 ° C, lo que dificulta aún más la replicación de una sola cadena.

Avance hecho desde entonces –

El campo ha llegado muy lejos con Jack Szostak produciendo algunos resultados notables en esta área. Sin embargo, estos tres problemas siguen siendo de alguna manera el quid del problema mundial del ARN.

Le animo a que lea la respuesta de Sam Sinai a Además del experimento Miller-Urey, ¿hay algún otro experimento que se realice hoy que pueda ayudar a apoyar el concepto de abiogénesis? para obtener una visión muy bien organizada de los experimentos actuales.

¡Ahí lo tienes! La teoría actual más fuerte es que había un montón de cosas pegajosas muy calientes.

Entonces sucedió algo (estamos tratando de resolver esta parte) que condujo al ARN.

Luego sucedió algo más (estamos tratando de resolver esta parte también) que condujo a un montón de estos.

Uno de ellos condujo a esto.

Lo que finalmente condujo a esto.

Notas al pie

[1] Página en wiley.com

Creo que la mejor evidencia para esto es la existencia de autamata computacional compleja, generada espontáneamente sin esfuerzo, a partir de cualquier combinación de partes capaces de almacenar memoria y producir transformaciones en esta memoria. Esto fue descubierto por Nils Barricelli, John Conway, y Stephen Wolfram lo condujo a casa de manera más sorprendente, siguiendo el enfoque de Barricelli.

La existencia de computadoras naturales a partir de simples bloques de construcción significa que hay sistemas donde la evolución darwiniana comienza a suceder espontáneamente, mucho antes de que cualquier entidad precisa de autorreplicación esté a punto de producirse. La evolución puede proceder a producir vida, y yo definiría el origen de la vida como el momento de producción del autómata informático, no la etapa de autorreplicación, que es bastante tardía en el juego.

Lo expliqué con más detalle en la respuesta aquí: ¿Cómo comenzó la vida en la Tierra? .

La “prueba” de la abiogénesis es realmente inútil. Como alguien dijo, en un momento no había vida y en otro momento sí había vida, por lo que la abiogénesis es un hecho. En otras palabras, antes de que hubiera organismos unicelulares no había organismos unicelulares, por lo que el primero no provenía del anterior (y no existente). Prueba simple

La verdadera pregunta no es si hubo abiogénesis, sino cuál fue la causa conmovedora de que la materia se organizara o se organizara en la vida. Lanzarse al hombre de paja inmediato de “Goddidit” no es una hipótesis científica y, por lo tanto, la prueba de que Dios no lo hizo es una pista falsa. La pregunta aquí no es probar o refutar a Dios, sino determinar la forma más plausible en que surgió originalmente la vida. Afirmar que creer en un dios no es científico y, por lo tanto, no es una fuente legítima de vida original, no prueba que la vida solo pudiera haber surgido por medios completamente naturalistas sin ayuda. El uno no sigue al otro, por lo que argumentar si hay pruebas científicas de que Dios existe es nuevamente una pista falsa y un hombre de paja. No responde nada y es 100% circular, no es diferente de las “pruebas” ontológicas y teliológicas de que Dios existe. Porque no se puede demostrar que Dios exista o que se demuestre que no existe, el problema no es un iniciador y debe ignorarse.

La mejor manera de abordar la pregunta es a través de la construcción de un modelo funcional y demostrable y luego sacar conclusiones de ese modelo. Actualmente, el único modelo comprobable y científicamente probado para la formación de la vida es que solo la vida engendra vida. Por lo tanto, desviarse de este modelo requiere más pruebas que simplemente ofrecer explicaciones increíblemente plausibles, que son meras historias por ahora, ya que nunca ha habido una sola instancia de vida que surja completamente de la no vida. Por lo tanto, hasta que se haga un modelo científicamente verificable y repetible que muestre que la vida puede surgir sin la ayuda de la vida, el mejor modelo que tenemos es que la vida solo proviene de la vida. Actualmente observamos con miles de millones de ejemplos que los organismos vivos y solo los organismos vivos son capaces de organizar elementos y compuestos previamente sin vida en una estructura coherente que reconoceríamos como vida, es decir, capaces de continuar el proceso indefinidamente hasta que haya un evento de muerte. En ese momento, la organización deja de vivir y es completamente incapaz de ser restaurada a sus condiciones de vida. Solo otro organismo vivo puede convertir y organizar la materia ahora sin vida en un organismo vivo. Por ejemplo, matamos una planta o animal de una manera que asegura que nunca pueda volver a la vida (matando animales o moliendo granos para obtener harina). De todos modos, la materia no tiene vida como organismo, pero en el momento en que la comemos se convierte en nosotros y, por lo tanto, vivimos de nuevo (a pesar de que organismos más simples como microbios y gusanos pueden vivir en ella y convertirla nuevamente en materia viva, pero eso no es diferente de nosotros haciéndolo). De lo contrario, nunca volverá a hacer la vida. Sorprendentemente, es así a pesar de que un cuerpo muerto todavía contiene prácticamente todo lo necesario para mantener la vida: ADN, proteínas, grasas, tejido nervioso y muscular organizado, sistema circulatorio, etc. A pesar de la gran cantidad de materiales que dan vida, nunca más se organizarán en la vida a menos que otro organismo los consuma.

Por lo tanto, el enorme y abrumador peso de la evidencia conduce naturalmente a la conclusión de que el origen más racional y lógico de la vida en la tierra comenzó con alguna otra vida preexistente que no existía anteriormente en la tierra. De hecho, algunas de las evidencias ofrecidas para la abiogénesis es que las moléculas de azúcar y otros componentes básicos necesarios de la vida existen fuera de la tierra y pueden haber aterrizado en la tierra y contribuido a la formación de las primeras células vivas. Hasta cierto punto, un modelo mucho más científicamente plausible, que es consistente con todos los modelos de trabajo conocidos ahora y siempre existentes, es que la vida que antes no estaba en la Tierra vino a la Tierra y luego se convirtió en vida en la Tierra. Como la tierra es relativamente joven en comparación con el universo, hubo tiempo suficiente para que la vida surgiera en otro lugar y luego aterrizara en la tierra. Este es simplemente el siguiente paso lógico más allá de las moléculas necesarias para la vida que aterrizan en la Tierra desde meteoros y / o que se han generado in situ aquí en la Tierra. Nuevamente, este modelo es mucho más consistente con lo que observamos y puede probar de modo que, hasta que sea refutado, siga siendo la explicación más plausible y probable. No hay necesidad de “probar” la existencia de Dios para apoyar esta teoría. El argumento que renuncia a la mano de que creer en Dios no es científico y, por lo tanto, es un modelo científico ilegítimo, refuta esta teoría. Y debido a que vemos evidencia de esta teoría a nuestro alrededor, es la única teoría comprobable, mientras que todas las demás son meras hipótesis.

Además, la pregunta “sí, pero ¿de dónde vino la vida no terrestre” es como preguntar “¿qué vino antes de Dios”? Ambos son igualmente irrelevantes para la cuestión de cómo la vida llegó a existir en la tierra después del tiempo en que la vida no existía anteriormente.

En conclusión, creo que los experimentos que muestran cómo se formaron los elementos básicos de la vida son interesantes e intelectualmente desafiantes. Es como proporcionarme un laboratorio con más ingredientes para hacer mi trabajo que no tenerlos. Sin embargo, no hacen mi trabajo por mí. Nada de valor sucede hasta que organizo los ingredientes en algo útil. Por lo tanto, encontrar explicaciones sobre cómo los bloques de construcción para la vida pueden haber surgido sin vida ni refutar “goddidit” ni probar “goddidntdoit”. Almacenar mis estantes con productos químicos no prueba “iddidntdoit” cuando hago algo con ellos, ni el hecho de que algo se haya hecho prueba “ididit”. Pero una cosa es segura. A menos que haya un solo ejemplo repetible de productos químicos en un estante que se organice para realizar una reacción química compleja que nunca antes se haya observado que ocurriera sin que alguien lo diseñara y lo hiciera, la hipótesis más lógica es que “alguien lo hizo” incluso si no puede ser demostrado que “ididit”.

Por lo tanto, es irrelevante e irrelevante si “godidit” pero altamente relevante y material que toda la vida que podemos y hemos observado es porque “lifedidit”. Por lo tanto, la mejor explicación de cómo “comenzó” la vida en la tierra es ese “lifedidit”. Todavía no se ha demostrado que sea posible incluso por una preponderancia de la evidencia de que “no vivió”. Hasta ahora eso está en el ámbito de lo exagerado, algo así como el movimiento perpetuo o la energía libre, que viola las leyes de la física. Tal vez podamos llamarlo “vida libre”, que es similar a hacer del monstruo de Frankenstein. Parece mucho más probable que un conjunto de partes del cuerpo que alguna vez estuvieron vivas hace un minuto cobraría vida de nuevo que un conjunto aleatorio de precursores de la vida se autoensamblaría en algo que es la vida.

Y el argumento de que es más probable que ocurra en microbios unicelulares que en la vida compleja no es malo. Pero nunca se ha demostrado que una bacteria u otro microbio que fue asesinado de una manera en la que Cettain pueda volver a la vida, incluso si todavía contiene todos los componentes químicos necesarios para que la célula viva. Hasta que esto se pueda hacer, la historia de que las moléculas más simples hicieron lo que ningún microbio muerto hizo sigue siendo solo eso: una historia. Puede ser divertido e interesante, pero también lo es El señor de los anillos. Pero sigue siendo ficción.

¡Tener cuidado! ¡Entre las muchas respuestas sensatas aquí encontrarás algunas tonterías!

Las afirmaciones falsas más evidentes incluyen:

“Cientos de estudiantes de secundaria han hecho células vivas a partir de aminoácidos a través de proteínas como sus proyectos de feria de ciencias”.

y

“Cuando se agrega agua a las proteínas térmicas (o las proteínas se mueven al agua más fría en los respiraderos hidrotermales), las proteínas forman espontáneamente células vivas”.

En realidad, nadie ha sintetizado una célula viva y mucho menos estudiantes de secundaria. Eso, por cierto, incluye a Craig Venter quien, a pesar de las afirmaciones extravagantes, simplemente ha modificado las células preexistentes.

El segundo pasaje no logra hacer la distinción crucial entre las micelas proteicas y las células vivas. Por cierto, todas las células vivas conocidas en realidad tienen membranas lipídicas en lugar de estructuras proteicas. Claro, las micelas lipídicas simples son muy fáciles de hacer. Pero de ninguna manera califican para su inclusión como incluso las células vivas más primitivas.

Algunos comentaristas también inevitablemente protestan que la abiogénesis no es un proceso evolutivo. Sin embargo, es solo dentro de un cierto contexto que esto es cierto.

Los mecanismos anteriores propuestos para la abiogénesis estaban plagados de niveles prohibitivamente altos de improbabilidad; el simple hecho de que aún no se hubiera identificado una vía plausible no implica, sin embargo, que no exista tal y hoy, a la luz de nuevas observaciones, las cosas han cambiado.

Ninguno de los modelos de ADN primero, ARN primero, proteína primero o membrana celular primero que, incluso hoy en día, todavía son bandidos, son realmente compatibles con las leyes establecidas de la química y la física. El importante libro de Robert Shapiro ” Orígenes, una guía escéptica para la creación de vida en la Tierra ” en 1987 dio una explicación exhaustiva y definitiva de por qué este es el caso. Es una lectura obligada para cualquier persona interesada en el tema. Por favor, hazlo.

Sin embargo, en estos tiempos emocionantes, cada vez se reconoce más ampliamente que la noción inicial de que los primeros casos identificables de biología fueron moléculas auto replicantes desnudas (hebras de ADN, ARN o proteínas) o burbujas de lípidos “vacías”, es profundamente defectuosa. No tiene evidencia y, además, ni siquiera se le puede dar una base heurística sólida. Es uno de esos mitos que se ha infiltrado insidiosamente en los círculos científicos sin un desafío serio. Junto con las nociones igualmente poco prácticas que implican panspermia. Sin mencionar el débil error mental de que “Dios lo hizo”

Hoy, un modelo mucho más plausible que es consistente con los principios conocidos de la física y la química se deriva de la investigación en las últimas décadas de los respiraderos hidrotermales alcalinos de aguas profundas.

Finalmente, proporcionan una base para un modelo que proporciona la coevolución de enzimas, nucleótidos y, lo que es más importante, el componente que a menudo se pasa por alto, pero absolutamente crucial, una membrana celular equipada con medios de entrada selectiva de nutrientes y flujo de desechos.

Los penachos generados por los respiraderos proporcionan vastas matrices de cavidades catalíticas del tamaño de una celda, completas con precursores químicos adecuados, flujo y energía favorable que finalmente llevan las probabilidades dentro de límites razonables. Este escenario se explora en detalle en el capítulo 9 de mi libro reciente “ El generador de complejidad: empujando la química y la geometría hacia arriba “. Un libro en rústica de 338 páginas ahora disponible desde Amazon, etc.

Soy una especie de teísta y me pregunto si la vida trasciende las explicaciones naturalistas. No puedo ver ninguna ruta natural al azar del metano, CO2, etc., a un grupo suficientemente concentrado de ácidos nucleicos, y de eso a una molécula de ARN con longitud suficiente para transcribir todas las proteínas necesarias para un sistema vivo. El ARN básicamente se crea a sí mismo, se dice a sí mismo cuando está listo para dividirse, crea enzimas para descomprimirse. Todos los modelos que he escuchado simplifican un sistema vivo como si no fuera más complejo que un reloj o una computadora. Varios cientos de funciones se unen en una célula metabolizadora, autorreguladora y replicadora. Hasta que estén todos presentes, no hay entidad viviente, ni propagación, y por lo tanto, nada para sobrevivir y transmitir el ARN a una próxima generación. Me imagino que suena como un llamado al ‘Dios de los vacíos’ y una suplica ignorancia; La ciencia naturalista no tiene más remedio que ofrecer sus propias historias “así”. Copiar ARN en un laboratorio es más análogo a una teoría de diseño inteligente que las explicaciones naturalistas.

Como en la actualidad, no existe evidencia de vida derivada de la no vida, entonces uno solo puede concluir que si la abiogénesis ha ocurrido en algún momento de la historia de la Tierra, las condiciones necesarias para tal ocurrencia “milagrosa” ya no están presentes en la Tierra, o tal vez la vida, una vez establecida, evita que se repitan las condiciones necesarias para la abiogénesis. Si en el futuro los humanos adquieren el conocimiento necesario para crear las condiciones que dan vida a la no vida, entonces esto daría crédito a la proposición de que existe un creador inteligente de la vida. Por lo tanto, el comienzo de un creador inteligente surgió de un proceso aleatorio y luego, sujeto a miles de millones de años de selección natural, evolucionó a su forma actual. Este creador inteligente crea vida, pero luego niega que exista un creador inteligente. ¿Se descubrió o se creó la información para la creación? ¿La información siempre existió? ¿Evoluciona la información? ¿El creador ha negado su propia existencia? Me parece que, quizás algún día, el Científico pueda probar la existencia de un Dios. Por lo menos, una definición Diest de Dios.

No hay ninguno en absoluto. La creencia creacionista en la generación espontánea se basa en el supuesto de que los objetos inertes deben preceder a las máquinas vivas en el tiempo lineal. ¿Cuál es la base de tal suposición? Ninguno en absoluto. El calendario universal lineal en sí mismo es una proposición altamente incoherente que choca con la relatividad elemental. Es una suposición físicamente imposible que a su vez se da por sentado sin ningún fundamento lógico. Toda la evidencia sin una sola excepción es solo que se necesita una máquina para construir otra máquina. Todas las máquinas no vivas, incluso las más sofisticadas, no son más que extensiones simplificadas de las vivas. Incluso la máquina o herramienta no viviente más simple puede nunca construirse o ser construida por objetos inertes. Imposible, así que nunca sucede y nunca sucederá incluso en sextillones al sexagésimo poder de los años galácticos. Los objetos inertes simplemente no tienen razón para construir máquinas. Las máquinas están construidas para cumplir el propósito que sus constructores tienen en mente. Los objetos inertes no tienen ningún propósito en mente por definición. El principio fue claramente formulado por Virchow, pero durante el siglo pasado y media la biología ha estado en una lamentable regresión persiguiendo especulaciones sombrías como esa.

Bueno, por el momento no se sabe, e incluso es posible que nunca lo sepamos.
No soy un experto, pero aparentemente hay dos teorías dominantes. Uno afirma que todo comenzó con fosfolípidos o moléculas orgánicas anfipáticas similares que comenzaron a formar micelas o bicapas. Se muestra que estas bicapas en el laboratorio tienen la capacidad de autorreplicarse. Sin embargo, carecen de la diversidad inicial en la estructura requerida para que funcione la selección natural. Entonces, es posible que después de que se formaron estas estructuras, en algún momento incorporaran ARN / ADN en su estructura, lo que inició su camino hacia la complejidad.
Otra teoría es la hipótesis del mundo del ARN, que básicamente es lo contrario de la teoría anterior: establece que los ARN llegaron primero. Esto se ve respaldado por el hecho de que los ARN pueden autorreplicarse, además de ser capaces de evolucionar. ¿De dónde vino el ADN o el ARN?

Los detalles pueden ser interesantes. Como dije, es posible que nunca lo sepamos, pero tampoco importa. Al contrario de lo que los científicos creían anteriormente, las reacciones que ocurren en el espacio interestelar pueden dar lugar a moléculas orgánicas sorprendentemente complejas. Y lugares como Titán o Europa (la luna, por supuesto) tienen una cantidad decente de materia orgánica en ellos (obviamente, no “vida” como la conocemos, no que sepamos de todos modos). La presencia de cosas orgánicas en la tierra sería sorprendente si no se encontrara en otras partes del universo. Pero obviamente lo es.

Para ser justos, las cosas orgánicas en el espacio interestelar o el espacio en general no se parecen mucho a las que aparecen en la Tierra, pero, de nuevo, ocurre la química.

La abiogénesis no ha tenido grandes avances desde el experimento de Miller-Urey en 1952, que confirmó la idea original de Oparin. Las moléculas orgánicas son fáciles de formar en diversas condiciones plausibles. La forma en que se unen como organismos vivos sigue siendo incierta, aunque se han creado algunos subsistemas plausibles.

La investigación continúa y podría lograr nuevos avances, mostrando una ruta altamente plausible.

Podemos aprender mucho más si encontramos vida en Marte. Lo que aprenderíamos dependería mucho de lo que encontramos. Podría ser ancestral a la vida en la Tierra, o podría ser lo suficientemente diferente como para tener un origen separado o varias cosas intermedias.

Mi contribución a la abiogénesis es la idea de que la energía mecánica proporcionaba mucha de la energía necesaria para la abiogénesis, antes de que existiera la energía química [ATP es la energía química comúnmente utilizada en las células vivas].

Posible origen de la vida entre las sábanas de mica

La abuela dice que la vida evolucionó entre las láminas de mica

Puede sonar un poco como autopromoción, pero me fascinó y probé una simulación simple basada en los conceptos básicos de lo que explica Abiogenesis y obtuve excelentes resultados. He estado buscando código abierto y el documento para que la gente pueda agregarlo, aunque no estoy seguro de por dónde empezar, así que pensé que este sería un buen lugar

Aquí está el video. lo que muestra es una forma emergente de vida que aparece en un código no explícito (realmente no hay nada en el código que provoque este comportamiento de esos dos grandes). Realmente ni siquiera esperaba nada.
y aquí está el enlace al breve documento que escribí explicando lo que está sucediendo
Sopa Primordial.pdf

No dude en hacer cualquier pregunta. Estoy tratando de llevar este trabajo preliminar más allá

No hay pruebas de que la abiogénesis haya sucedido por procesos naturales. Todos los experimentos utilizados para tratar de probar la abiogénesis se quedan cortos, ya que todos los científicos trataron de eliminarse de la ecuación necesitaban inteligencia para intervenir en puntos críticos. Decir que la vida existe, por lo tanto, la abiogénesis sucedida es un razonamiento circular y no alcanza la prueba científica, ya que puedo argumentar fácilmente que la vida existe, por lo tanto, Dios existe y Dios creó todo.

Aquí hay algunos artículos muy recientes (últimos meses) de la sección de ciencia diaria del origen de la vida. Se está trabajando mucho, algunas cosas muy reveladoras de hecho.
http://www.sciencedaily.com/rele …
http://www.sciencedaily.com/rele …
http://www.sciencedaily.com/rele …
http://www.sciencedaily.com/rele …
http://www.sciencedaily.com/rele …
http://www.sciencedaily.com/rele …

Una vez que no había vida, ahora la hay, por lo que evidentemente la vida, al menos una vez, provino de la no vida (que es lo que significa “abiogénesis”). No necesitamos evidencia científica, el simple hecho de que podamos hacer la pregunta es evidencia suficiente (a menos que aparezca evidencia de que la vida siempre ha existido, lo cual es muy poco probable).

Como otros dijeron, hay muchas pequeñas noticias, pero no un gran avance. Los científicos añaden nuevas clases de moléculas más complejas a la lista de las que podrían formarse en un entorno abiótico, ya sea en la Tierra primitiva (en charcos de marea, en arcillas …) o incluso en el espacio. Sin embargo, todavía no estamos seguros, por ejemplo, primero se forman ácidos nucleicos o proteínas, y cómo fue la primera molécula replicante.