Fase prebiotik dan teorinya

Fase prebiotik Bumi tidak berlangsung lama dalam sejarah planet ini, hampir 500 juta tahun, tetapi pada saat itu semua molekul yang diperlukan untuk metabolisme berevolusi menuju penyebaran informasi dalam gen primordial dan perakitan membran sendiri., sehingga sel proto tersedia.

Ini menunjukkan bahwa lingkungan kimia prebiotik itu kompleks, dengan planet menyediakan kondisi ideal di permukaannya untuk menghasilkan molekul yang diperlukan untuk kehidupan.

Mereka adalah kondisi yang jauh lebih menguntungkan daripada yang ada di media antarbintang untuk generasi itu, suhu, kepadatan, air dalam keadaan cair, sambaran petir, aktivitas gunung berapi.

Bumi prebiotik dapat dianggap sebagai sistem terbuka di mana materi dan energi selalu dapat diperlakukan dalam kesetimbangan termal lokal.

Ada dua teori tentang produksi molekul-molekul ini yang diperlukan untuk kehidupan selama fase prebiotik planet ini.

Salah satunya berdasarkan produksi eksogennya, yaitu molekul prebiotik terbentuk di meteorit yang memperkaya bumi dengan bertabrakan di atasnya.

Teori ini didasarkan pada analisis organik meteorit, ditambah fakta bahwa tingkat tumbukan benda-benda ini tinggi pada periode itu.

Teori kedua didasarkan pada produksi endogen, tanpa faktor eksternal yang campur tangan dalam karir evolusionernya, teori ini menganugerahkan bahwa molekul disintesis dalam skala besar di planet ini. 

Bukti pertama dan paling terkenal untuk jenis produksi ini adalah eksperimen Urey-Miller, yang menunjukkan bahwa molekul yang menghasilkan kehidupan dihasilkan dari campuran gas yang ada di atmosfer purba Bumi.  

Urey-Miller mulai dari premis bahwa atmosfer bumi akan bebas oksigen dan akan memiliki komposisi yang mirip dengan Jupiter.

Sebagian besar terdiri dari H2, CH4 dan NH3, selain uap air, yang akan diringkas dalam atmosfer pereduksi.  

Dari sumber energi utama yang tersedia pada periode itu, radiasi matahari, petir, dan aktivitas gunung berapi, kedua ilmuwan itu awalnya hanya berhasil mensimulasikan petir, menggunakan pelepasan listrik pada campuran gas.

Hasilnya adalah produksi 20 jenis asam amino yang semuanya diperlukan untuk kehidupan.

Pembentukan asam amino dalam percobaan Urey dan Millar hampir pasti dihasilkan melalui sintesis Strecker.

Di dalamnya aldehida awalnya bereaksi dengan NH3 untuk menghasilkan zat antara di mana HCN kemudian ditambahkan dalam adisi nukleofilik. The dihasilkan α-amino neutril mengalami hidrolisis, dengan pembentukan karboksil di tempat kelompok neutril sehingga menyelesaikan sintesis.   

Mekanismenya menunjukkan bahwa asam amino tidak terbentuk dari pelepasan listrik, tetapi dari reaksi yang terjadi setelah kondensasi air.

Dengan kata lain, proses ini akan menghasilkan akumulasi asam amino di lautan dari waktu ke waktu.

Teori-teori ini menunjukkan bahwa produksi asam amino tampaknya sederhana untuk dijelaskan baik secara eksogen maupun endogen. 

Sementara caral atmosfer primitif terbaru menunjukkan bahwa itu tidak akan berkurang seperti yang disimulasikan oleh Urey-Miller.

Pertama-tama, percobaan tidak memperhitungkan pembentukan gas dari aktivitas gunung berapi.

Pada tahun 1980-an diusulkan bahwa atmosfer purba akan terdiri dari CO2, N2, H2O dan dalam jumlah yang lebih kecil dari CO dan H2.

Selain itu, H2 adalah gas ringan, yang kemudian secara bertahap hilang oleh planet

Di sisi lain, pada waktu itu luminositas Matahari 25% lebih rendah dari sekarang.

Tanpa efek rumah kaca yang besar akan terjadi pembekuan lautan, fakta ini menyebabkan prediksi tingkat CO2 di atmosfer purba meningkat drastis.

Dan dengan menggunakan yang baru ini, produksi asam amino dan molekul prebiotik lainnya jauh lebih sedikit, yang sangat membahayakan teori endogen.

Akhirnya, pada tahun 2005 De Sterck dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa pelepasan H2 dari atmosfer purba pasti terjadi dua kali lebih lambat dari yang diusulkan sebelumnya.

Keseimbangan antara pelepasan H2 dan emisi gas yang sama oleh gunung berapi dan lautan menjaga konsentrasinya mendekati 30%.

Dengan suasana ini produksi endogen molekul prebiotik dapat dipertimbangkan kembali.

Scroll to Top