Γιατί μια μειωμένη ατμόσφαιρα ευνοεί την προέλευση της ζωής;
1. Διαθεσιμότητα απλών δομών:
* Μειωμένα μόρια: Μια μειωμένη ατμόσφαιρα είναι πλούσια σε μειωμένα μόρια όπως το μεθάνιο (CH4), η αμμωνία (NH3) και το υδρογόνο (Η2). Αυτά είναι τα ίδια τα δομικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για τη διαμόρφωση σύνθετων οργανικών μορίων όπως τα αμινοξέα, τα σάκχαρα και τα νουκλεοτίδια, τα βασικά συστατικά της ζωής.
* απουσία οξυγόνου: Η απουσία οξυγόνου σε μια μειωμένη ατμόσφαιρα εμποδίζει την κατανομή αυτών των οργανικών μορίων, επιτρέποντάς τους να συσσωρεύονται και να αντιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μεγαλύτερες και πιο σύνθετες δομές.
2. Πηγές ενέργειας για χημικές αντιδράσεις:
* Ακτινοβολία UV: Η ατμόσφαιρα της πρώιμης γης δεν διέθετε στρώμα όζοντος, καθιστώντας την εξαιρετικά εκτεθειμένη σε υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτή η ενέργεια θα μπορούσε να αποτελέσει πηγή για την οδήγηση χημικών αντιδράσεων που συνθέτουν οργανικά μόρια από απλούστερα ανόργανα μόρια.
* Lightning: Οι συχνές απεργίες αστραπής θα μπορούσαν επίσης να έχουν παράσχει την ενέργεια που απαιτείται για χημικές αντιδράσεις, ιδιαίτερα παρουσία υδρατμών, οδηγώντας στο σχηματισμό οργανικών ενώσεων.
3. Σχηματισμός μακρομορίων:
* Υδροθερμικές αεραγωγοί: Αυτές οι θερμές πηγές στο ωκεάνιο δάπεδο απελευθερώνουν μια ποικιλία χημικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης των αερίων όπως το μεθάνιο και το υδρόθειο, τα οποία θα μπορούσαν να συμβάλουν στον σχηματισμό οργανικών μορίων.
* Ηφαιστειακή δραστηριότητα: Οι ηφαιστειακές εκρήξεις απελευθερώνουν επίσης αέρια όπως μεθάνιο, αμμωνία και διοξείδιο του άνθρακα, συμβάλλοντας στην ομάδα οργανικών ενώσεων στην πρώιμη γη.
4. Σχηματισμός κυτταρικών μεμβρανών:
* αυτοσυναρμολόγηση: Σε μια μειωμένη ατμόσφαιρα, τα απλά οργανικά μόρια θα μπορούσαν να έχουν αυτοσυναρμολογηθεί σε λιπιδικές διπλοστοιβάδες, οι οποίες είναι οι βασικές δομές των κυτταρικών μεμβρανών. Αυτό επέτρεψε το σχηματισμό διαμερισμάτων, ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη της πρώιμης ζωής.
5. Σημασία του νερού:
* διαλύτης: Το νερό είναι απαραίτητο για τη ζωή και μια μειωμένη ατμόσφαιρα είναι πιο ευνοϊκή για την παρουσία νερού. Το νερό λειτουργεί ως διαλύτης, επιτρέποντας τη μεταφορά οργανικών μορίων και αντιδράσεων που είναι απαραίτητες για τη ζωή.
Συνοπτικά, μια μειωμένη ατμόσφαιρα παρέχει τα απαραίτητα συστατικά και συνθήκες για την προέλευση της ζωής, συμπεριλαμβανομένων:
* δομικά στοιχεία: Μειωμένα μόρια που είναι άμεσα διαθέσιμα για τη διαμόρφωση οργανικών ενώσεων
* Πηγές ενέργειας: Η υπεριώδη ακτινοβολία και οι χημικές αντιδράσεις οδήγησης αστραπής
* σχηματισμός μακρομορίων: Υδροθερμικές αεραγωγές και ηφαιστειακή δραστηριότητα που συμβάλλουν στη σύνθεση οργανικών μορίων
* Σχηματισμός κυτταρικής μεμβράνης: Αυτοσυναρμολόγηση των λιπιδικών διπλοστοιβάδων
* νερό: Ένα ζωτικό διαλύτη και αντιδραστήριο για τη ζωή
Ενώ μια μειωμένη ατμόσφαιρα ήταν κρίσιμη για την προέλευση της ζωής, η μετάβαση σε μια οξειδωτική ατμόσφαιρα με την άνοδο των οργανισμών που παράγουν οξυγόνο ήταν εξίσου σημαντική για την εξέλιξη της ζωής όπως την γνωρίζουμε σήμερα.
