HIPOTESIS HIDROTERMAL: APA ITU, LATAR BELAKANG DAN KRITIK - BIOLOGI - 2025

The hipotesis hidrotermal bertujuan untuk menjelaskan kondisi primitif di mana bentuk pertama kehidupan berasal di planet Bumi, mengusulkan sebagai pengaturan utama mata air panas yang terletak di kedalaman lautan.

Sederet sumber air panas telah ditemukan dengan suhu mencapai 350 ° C, di mana sederet fauna khas kondisi tersebut menghuni, seperti bivalvia, cacing, krustasea, porifera dan beberapa echinodermata (bintang laut dan kerabatnya).

Bukti ini menunjukkan bahwa lingkungan laut dalam mungkin cocok untuk asal mula kehidupan dan bentuk kehidupan paling awal adalah mikroorganisme kemoautotrofik.

Selain itu, air mendidih adalah rumah bagi serangkaian bakteri kemosintetik yang mengekstraksi energinya dari zat belerang, yang melimpah di lingkungan jenis ini.

Bakteri kemosintetik memiliki fungsi penghasil dalam ekosistem, menjadi dasar rantai makanan, analog dengan peran tumbuhan dalam ekosistem yang khas.

Ide terkait hipotesis hidrotermal mulai muncul pada awal 1977, ketika peneliti Corliss melakukan pengamatan langsung pada sistem hidrotermal yang terletak di Kepulauan Galapagos.

Teori latar belakang dan alternatif

Selama beberapa dekade, para peneliti telah mengajukan lusinan teori yang berusaha menjelaskan asal mula kehidupan dan lingkungan yang menguntungkan di mana ia seharusnya berkembang. Bagaimana kehidupan berasal telah menjadi salah satu pertanyaan ilmiah tertua dan paling kontroversial.

Beberapa penulis mendukung asal utama metabolisme, sedangkan lawan mereka mendukung asal usul genetik.

Panspermia

Pada pertengahan tahun 1900-an, ilmuwan terkenal Arrhenius mengajukan teori panspermia atau teori kosmologis. Ide ini memunculkan asal mula kehidupan berkat kedatangan mikroorganisme spasial dari planet tempat kehidupan sebelumnya ada.

Secara logika, teori kosmologis tidak memberikan ide-ide yang dapat memecahkan masalah tersebut, karena tidak menjelaskan bagaimana kehidupan di luar bumi berasal dari planet hipotetis tersebut.

Selain itu, sangat tidak mungkin bahwa entitas mikroskopis yang menjajah lingkungan prebiotik dapat bertahan dalam kondisi ruang sampai mereka mencapai planet Bumi.

Model abiotik

Model abiotik menyatakan bahwa kehidupan bermula selain "mikrostruktur" sebagai bentuk transisi antara molekul organik dan bentuk kehidupan awal. Di antara para pembela utama teori ini adalah Oparín, Sydney W. Fox dan Alfonso F. Herrera.

Menurut Oparin dan Haldane, coacervate adalah probionts prekursor kehidupan, dibatasi oleh membran plasma yang memungkinkan interaksi dengan lingkungannya. Menurut penulis, mereka berasal sebelum molekul yang mengirimkan informasi genetik: DNA atau RNA.

Sementara itu, Stanley Miller dan Harold Urey berhasil membangun sistem cerdik yang meniru "atmosfer primitif kehidupan". Komponen yang ada di atmosfer hipotetis, yang sangat berbeda dari atmosfer saat ini, mampu mensintesis molekul organik yang penting bagi kehidupan (seperti asam amino) ketika panas dan tegangan diterapkan.

Fox berhasil mendapatkan mikrosfer dengan ukuran yang mirip dengan bakteri, memasukkan asam amino ke sumber panas.

Dengan cara yang sama, peneliti lain telah mencapai sintesis molekul organik menggunakan molekul anorganik sebagai bahan mentah, sehingga menjelaskan asal mula kehidupan dari lingkungan abiotik.

Dunia RNA

Posisi lain dari asal mula kehidupan mendalilkan sebagai peristiwa utama munculnya molekul yang mengandung informasi genetik. Berbagai penulis mempertahankan asal mula kehidupan dari RNA dan berpendapat bahwa molekul ini berfungsi sebagai cetakan dan katalis pada saat yang sama.

Bukti terbesar adalah keberadaan ribosom, molekul RNA yang mampu mengkatalisasi reaksi dan, pada saat yang sama, menyimpan informasi dalam urutan nukleotida mereka.

Terdiri dari apa?

Hipotesis hidrotermal mengusulkan lingkungan perairan yang ekstrim ini sebagai tempat yang tepat untuk sintesis senyawa organik yang mengarah pada asal mula organisme hidup di Bumi.

Penulis teori ini didasarkan pada fosil Archean, sistem ventilasi hidrotermal bawah air modern, serta pengamatan teoretis dan eksperimental.

Sistem hidrotermal dicirikan oleh fluks energi tinggi, lingkungan yang sangat reduksi, dan lempung mineral yang melimpah, yang merupakan permukaan ideal untuk reaksi katalitik. Selain itu, ia memiliki konsentrasi CH ₄ , NH ₃ , H _{2 yang tinggi} dan logam yang berbeda.

Hipotesis terdiri dari konversi sekuensial CH ₄ , NH ₃ , H ₂ menjadi asam amino, ini menjadi protein dan kemudian menjadi polimer yang lebih kompleks, hingga mencapai metabolisme terstruktur dan organisme hidup.

Memeriksa fosil di batuan Prakambrium telah menemukan struktur seperti sel yang berasal dari sekitar 3,5 hingga 3,8 miliar tahun yang lalu dalam kumpulan hidrotermal bawah laut.

Berbeda dengan hipotesis sebelumnya, hipotesis hidrotermal mengusulkan panas sebagai sumber energi dan bukan sinar UV dan pelepasan listrik, sebagai model "primal broth". Lebih lanjut, model ini mengusulkan adanya gradien lingkungan dalam hal suhu, pH dan konsentrasi kimia.

Kritik teori

Meskipun hipotesis hidrotermal memiliki beberapa argumen yang valid, itu tidak diterima secara universal. Salah satu kritik tentang asal mula kehidupan di sumber air panas adalah ketidaksesuaian dan kurangnya informasi mengenai model geologi Zaman Prebiotik.

Demikian pula, molekul esensial untuk perkembangan kehidupan - seperti asam nukleat, protein, dan membran - akan segera mengalami kehancuran, karena suhu lingkungan hidrotermal yang tinggi.

Namun, kemungkinan juga bahwa bentuk kehidupan pertama adalah termostabil, mirip dengan organisme termofilik yang saat ini mendiami lingkungan yang ekstrim.

Di sisi lain, masalah lain muncul terkait dengan konsentrasi komponen. Kecil kemungkinan bahwa kehidupan dapat berevolusi di lautan prebiotik yang sangat luas, di mana biomolekul akan sangat encer dan tersebar.

Agar lingkungan cocok untuk asal mula kehidupan, ia harus mendorong interaksi antar molekul, sehingga mereka membentuk entitas yang lebih kompleks; tidak mencairkannya, seperti yang akan terjadi di laut dalam.

Para pendukung teori hidrotermal menyatakan bahwa kehidupan bisa saja berasal dari area terbatas yang mencegah pengenceran molekul yang baru terbentuk, seperti kawah.

Referensi

1. Chatterjee, S. (2016). Pemandangan simbiosis tentang asal usul kehidupan di kawah dampak hidrotermal - danau. Fisika Kimia Fisika Kimia, 18 (30), 20033-20046.
2. Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, SE (1981). Hipotesis tentang hubungan antara mata air panas bawah laut dan asal mula kehidupan di bumi. Oceanologica Acta, Edisi khusus.
3. Holm, NG (1992). Mengapa sistem hidrotermal diusulkan sebagai lingkungan yang masuk akal untuk asal mula kehidupan?. Dalam Sistem Hidrotermal Laut dan Asal Mula Kehidupan (hlm. 5-14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Pemandangan Munculnya Kehidupan. Hidup, 7 (2), 27.
5. Lanier, KA, & Williams, LD (2017). The Origin of Life: Model dan Data. Jurnal Evolusi Molekuler, 84 (2), 85-92.