Contexte de l'hypothèse hydrothermale, ce qu'il contient et critique

Le hypothèse hydrothermale Il vise à expliquer les conditions primitives dans lesquelles les premières formes de vie sur la planète Terre, proposant que la scène principale des sources chaudes situées dans les profondeurs des océans leur origine.

Ont identifié un certain nombre de sources chaudes avec des températures atteignant 350 ° C, qui habite une série de la faune de ces conditions, comme bivalves, vers, crustacés, Porifera et quelques échinodermes (étoiles de mer et de leurs parents).

Ces preuves suggèrent que les environnements océaniques profonds étaient probablement adéquats pour l'origine de la vie et que les premières formes de vie étaient les microorganismes chimioautotrophes.

De plus, l'eau bouillante habite une série de bactéries chimiosynthétiques qui extraient leur énergie des substances soufrées, abondantes dans ce type d'environnement.

Les bactéries chimiosynthétiques ont des fonctions de producteurs dans les écosystèmes, étant la base de la chaîne alimentaire, analogue au rôle des plantes dans les écosystèmes typiques.

Des idées liées à l'hypothèse hydrothermale a commencé à émerger au début de 1977, lorsque le chercheur Corliss observations directes faites dans les systèmes hydrothermaux situés dans les îles Galapagos.

Index

• 1 Contexte et théories alternatives
  • 1.1 Panspermie
  • 1.2 Modèles abiotiques
  • 1.3 Monde de l'ARN
• 2 Qu'est ce que c'est?
• 3 critiques à la théorie
• 4 références

Contexte et théories alternatives

Pendant plusieurs décennies, les chercheurs ont proposé des dizaines de théories visant à expliquer l’origine de la vie et l’environnement propice dans lequel elle a été développée. L’origine de la vie a été l’une des questions scientifiques les plus anciennes et les plus controversées.

Certains auteurs soutiennent l'origine primaire du métabolisme, tandis que leurs adversaires soutiennent l'origine génétique.

Panspermie

Au milieu des années 1900, le célèbre scientifique Arrhenius proposa la théorie de la panspermie ou de la théorie cosmologique. Cette idée soulève l’origine de la vie grâce à l’arrivée de microorganismes spatiaux provenant d’une planète où la vie existait auparavant.

Logiquement, la théorie cosmologique ne fournit pas des idées qui permettent de résoudre le problème, car extra-terrestre n'explique pas comment la vie est apparue sur cette planète hypothétique.

De plus, il est peu probable que les entités microscopiques qui ont colonisé les environnements prébiotiques aient survécu aux conditions de l'espace jusqu'à ce qu'elles atteignent la planète Terre.

Modèles abiotiques

Les modèles abiotiques proposent que la vie soit loin des "microstructures" en tant que formes de transition entre les molécules organiques et les premières formes de vie. Oparín, Sydney W. Fox et Alfonso F. Herrera figurent parmi les principaux défenseurs de cette théorie.

Selon Oparin et Haldane, les coacervats sont des précurseurs de la vie, délimités par une membrane plasmique qui permet une interaction avec leur environnement. Selon les auteurs, ils sont nés avant les molécules qui transmettent l'information génétique: l'ADN ou l'ARN.

Pour leur part, Stanley Miller et Harold Urey ont réussi à construire un système ingénieux qui imitait «l’atmosphère primitive de la vie». Les composants de l'atmosphère hypothétique, très différents à partir d'aujourd'hui, ont réussi à synthétiser des molécules organiques essentiels à la vie (tels que les acides aminés) lorsque la chaleur et la tension appliquée.

Fox a réussi à obtenir des microsphères de taille similaire aux bactéries, soumettant les acides aminés à une source de chaleur.

De même, d'autres chercheurs ont réalisé la synthèse de molécules organiques en utilisant comme matières premières molécules inorganiques, ce qui explique l'origine de la vie d'un environnement abiotique.

Monde d'ARN

Une autre position de l'origine de la vie postule comme événement principal l'apparition de molécules contenant des informations génétiques. Plusieurs auteurs défendent l'origine de la vie de l'ARN et soutiennent que cette molécule a servi de matrice et de catalyseur en même temps.

La plus grande évidence est l'existence de ribosomes, de molécules d'ARN capables de catalyser des réactions et, en même temps, de stocker des informations dans leur séquence nucléotidique.

En quoi consiste?

L’hypothèse hydrothermale propose ces milieux aquatiques extrêmes comme lieu propice à la synthèse de composés organiques à l’origine des organismes vivants sur Terre.

Les auteurs de cette théorie sont basés sur des fossiles d'Archaea, des systèmes modernes d'évents hydrothermaux sous-marins et des observations théoriques et expérimentales.

Les systèmes hydrothermaux se caractérisent par des flux énergétiques élevés, un environnement fortement réducteur et des argiles minérales abondantes, qui sont des surfaces idéales pour les réactions catalytiques. En outre, il a de fortes concentrations de CH₄, NH₃, H₂ et différents métaux.

L’hypothèse consiste en la conversion séquentielle de CH₄, NH₃, H₂ en acides aminés, ceux-ci en protéines puis en polymères plus complexes, jusqu'à atteindre un métabolisme structuré et des organismes vivants.

Lors de l'examen de fossiles dans les roches précambriennes, des structures rappelant des cellules datant de 3,5 à 3,8 milliards d'années ont été trouvées dans des assemblages hydrothermaux sous-marins.

Contrairement aux hypothèses précédentes, l'hypothèse hydrothermale propose la chaleur comme source d'énergie et non les rayons UV et les décharges électriques, comme le modèle de la «soupe primordiale». De plus, ce modèle propose l'existence de gradients environnementaux en termes de température, de pH et de concentration chimique.

Critique à la théorie

Bien que l’hypothèse hydrothermale ait plusieurs arguments valables, elle n’est pas universellement acceptée. L'une des critiques de l'origine de la vie dans une source d'eau thermale est l'incongruité et le manque d'informations concernant les modèles géologiques de l'ère prébiotique.

De même, les molécules indispensables au développement de la vie - tels que les acides nucléiques, les protéines et les membranes - seraient confrontées à leur destruction immédiate, en raison des températures élevées des environnements hydrothermaux.

Cependant, il est également probable que les premières formes de vie aient été thermostables, semblables aux organismes thermophiles qui habitent actuellement des environnements extrêmes.

Par ailleurs, un autre inconvénient lié à la concentration des composants se pose. Il est peu probable que la vie ait pu évoluer dans l’immensité des océans prébiotiques, où les biomolécules seraient fortement diluées et dispersées.

Pour qu'un environnement soit adapté à l'origine de la vie, il doit favoriser les interactions entre les molécules, de sorte qu'elles forment des entités plus complexes. Ne les diluez pas comme vous le feriez dans les profondeurs de l'océan.

Les partisans de la théorie hydrothermale suggèrent que la vie aurait pu provenir de zones délimitées évitant la dilution de molécules nouvellement formées, telles que les cratères.

Références

1. Chatterjee, S. (2016). Une vue symbiotique de l'origine de la vie dans les lacs de cratère d'impact hydrothermal. Chimie physique physique chimique, 18(30), 20033-20046.
2. Corliss, J.B., Baross, J.A. & Hoffman, S.E. (1981). Une hypothèse concernant les relations entre les sources chaudes sous-marines et l'origine de la vie sur terre. Oceanologica Acta, numéro spécial.
3. Holm, N. G. (1992). Pourquoi les systèmes hydrothermaux proposés sont-ils des environnements plausibles pour l'origine de la vie? Dans Systèmes hydrothermaux marins et origine de la vie (pp. 5-14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Le paysage de l'émergence de la vie. La vie, 7(2), 27.
5. Lanier, K. A. et Williams, L. D. (2017). L'origine de la vie: modèles et données. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.