人类是复杂的实体，除了满足基本需求外，还需要对其存在和起源做出解释。由此产生了各种各样的假设，涵盖了宗教、哲学和科学领域。在科学传统中，分子进化论就曾被提出。 化学合成理论这一假说基于科学家亚历山大·奥帕林和约翰·霍尔丹的研究，尽管他们并非合作者，却得出了相同的假设。奥帕林和霍尔丹在20世纪20年代（按古典学说，是1924年）提出的这一假说，延续了大爆炸理论奠定的基础，反对自然发生论，并为生命起源的宗教理论提供了一种替代方案。
化学合成理论建立了什么？
La 生命起源的化能合成理论 氢（H）2存在于原始大气中的物质与碳、氮或氧原子反应，形成…… 富含简单有机化合物的营养肉汤这种肉汤，也叫 原始汤 o 长汤当它与各种原始能量源（闪电、紫外线辐射、火山热）接触时，产生了多种…… 氨基酸这些分子构成了有机生命的基本组成单元。经过漫长的岁月，这些分子不断结合、排列，变得越来越复杂，最终形成了它们。 具有代谢活性的分子聚集体也就是说，能够执行类似于当今最简单的生物体所执行的过程的系统。
换句话说，化能合成理论认为，在地球最初数十亿年的大气和能量条件下，碳基生命的过程开始了。 有机分子的非生物合成随着时间的推移，这些分子形成了 有组织的结构 （根据不同作者的说法，可能是凝聚体、原生菌、蛋白质微球、硫生菌）逐渐获得了营养、排泄、繁殖和遗传信息储存等特性，从而使得第一批细胞得以出现。
化能合成理论：地球上的生命是如何产生的？
根据最广为接受的宇宙学理论，宇宙起源于一个极其致密和炽热的状态，随着时间的推移，星系、恒星和行星逐渐形成。在此背景下， 原始地球 它诞生于一大片氢气和其他轻元素的云团中。与此同时，太阳和太阳系的其他行星也形成了，这颗年轻的行星经历了剧烈的地质和火山活动时期。
起初， 地球温度 温度极高，但渐渐地冷却了下来。 原始海洋 由水蒸气凝结而成。当时的大气与今天截然不同：它主要由……组成。 水蒸气中， 甲烷 （CH4），该 氨 （NH3），该 二氧化碳 （CO2）和 分子氢 (H2这种混合气体构成了一种主要由……组成的大气。 减速器与目前富含氧气的氧化性大气环境截然不同。
与今天的情况不同，在最初阶段并没有 臭氧层 如今，它保护着地球表面免受大部分紫外线辐射。因此，包括紫外线和红外线在内的所有类型的辐射都直接到达了地球表面。此外，剧烈的火山活动、陨石撞击和频繁的雷暴也加剧了这一现象。 巨大的能量在这种高度动态和充满活力的环境中，原始海洋中的第一批有机化合物——例如 简单的碳水化合物, 血脂 y 氨基酸它们可以反复形成和瓦解，直到最终某些组合达到某种程度。 化学稳定性 这有利于它的积累和演化。
数百万年来，这些物质相互发生化学反应，形成了 日益复杂的分子 根据奥帕林的说法，这些界限是由某种…… 自发性膜这些具有一定组织性和与介质分离程度的分子聚集体被称为 原生物这些原始系统的存在持续了很长时间，经过几代繁衍，其中一些系统逐渐获得了生物的特征，例如……的能力 滋养, 排泄废物 y 品种后一个过程涉及能够储存和传递遗传信息的分子的出现，例如 核酸.
从进化角度来看，这些原始生物先于…… 第一简单细胞 后来出现的。人们认为，地球上最早出现的生物与某些生物非常相似。 当前细菌：单细胞、原核、非常简单的生物体，以环境中已存在的有机化合物为食（异养生物），随着时间的推移而多样化并变得更加复杂，最终产生了多细胞生物。
根据化能合成原理的大气条件
化学合成理论指出： 原始气氛 它必须具备能够鼓励……的特征 还原反应因为，如果曾经存在过类似现在这种具有氧化倾向的大气环境，那么……的组成成分 “第一汤” 它们会迅速退化。因此，提出各种进化理论的科学家们声称，在地球的初始条件下， 不可能存在大量游离氧。因为氧化反应不会促进生命从不稳定的有机化合物中逐步发展而来。
这种还原性大气环境部分归因于氢气、甲烷、氨气和水蒸气等气体以及氰化氢等其他化合物的大量存在。在缺乏分子氧（O₂）的情况下，2）以及能够过滤辐射的臭氧层，高频太阳能和放电可以直接作用于这些气体， 断开连接 并有利于新分子的形成。这创造了一种化学环境，在这种环境中， 有机合成反应 它们在热力学上是可能的，并且可以持续存在。
化学合成理论基础
提出一系列与以往理论相悖的理论的阶段 自然发生论 （当时被广泛接受的）理论源于法国科学家路易·巴斯德的研究，他于1864年通过实验证明： “生物来源于生物”这些结果驳斥了生物体可以在当前条件下立即从惰性物质中产生的观点，并为在遥远的过去、在截然不同的条件下寻求更复杂、更连贯的生命起源解释铺平了道路。
这些新的解释中包括： 化学合成理论它指出生命起源于反应和结合 基本化学元素 早期大气圈和水圈中都存在这种现象。构成这一假设的主要要素详述如下：
地球早期阶段的组成： 该理论认为，行星最初拥有的大气层缺乏游离氧，但富含其他成分，主要是氢（高浓度所以当时的气氛是这样的。 减少这一特性促进了现有化学物质释放氢原子，从而有利于加成反应和合成反应的发生。此外，大气中还含有其他基本化合物，例如…… 氢氰酸 （HCN）， 甲烷 （CH4), 二氧化碳 （CO2), 水 (H2O）和其他物质。这种混合物构成了生命起源前化学反应的基础，这些反应最终产生了第一批有机化合物。
- 营养肉汤的形成： 也被称为 长汤由聚集体组成 富含简单分子的营养液体 它是由原始大气的所有成分溶解在水中形成的。这部分液体形成了最初的海洋。 这怎么发生的？ 化学合成理论指出，由于 大气逐渐冷却火山和地球炽热表面的水蒸气凝结。水滴携带气体和颗粒物，形成富含营养的浓汤，积聚在洼地（原始海洋和湖泊）中，由于缺乏氧气和分解生物，这些浓汤可以长期存在而不会发生大规模分解。
- 外观更复杂的结构： 在此过程中，各种因素的作用 能源例如雷暴、高能太阳辐射和火山爆发。这些反应的结果是形成了复杂的成分，例如： azúcares简单, 脂肪酸, 甘油 y 氨基酸随着时间的推移，化学演化产生了奥帕林所称的结构。 凝聚层，也就是说， 有机分子的胶体聚集体 比现在核酸的前体以及一般生命系统的前体更具抵抗力和先进性。
凝聚层的形成
奥帕林证实，在所含化学物质的演化过程中， 长子汤， 这 凝聚层这些是复杂的物种，由……形成 有机分子的结合 例如简单的蛋白质、脂质和多糖。在某些相分离过程中，这些分子聚集在一起形成更大、更稳定的结构，从而获得一种膜状结构，使其相对独立于周围环境。这样，能够……的系统 物质的自合成 （能够自行制造部分食物）并具备内部组织能力，这些组织会不断进化，最终形成越来越稳定和复杂的形态，成为真正的生命结构。根据化能合成理论，这些原始生物是地球上动植物世界的起源。
最初，没有臭氧层保护细胞免受阳光直射。因此，人们认为最初的细胞结构可能就是这样形成和发展的。 反复摧毁 由于直接受到太阳能的照射。经过数百万年的时间，其中一些原始细胞进化成了…… 更复杂的有机系统这将使它们能够更有效地繁殖。随后，其中一些生命形式开始…… 它们利用太阳能合成食物通过进行光合作用并将分子氧释放到大气中。随着时间的推移，大气中的氧气促成了……的形成 臭氧层这从根本上改变了地表环境，并使得更复杂的生命形式得以扩展。
凝聚层形成过程的简化定义如下：
- 这一切都始于一个……的形成 有序且相对稳定的有机分子 在水性介质中。
- 随着时间的推移，会形成第二个互补分子（a 高分子例如肽或简单的聚合物），它成为凝聚体的一部分，稳定分子聚集体。
- 这种大分子，或者说它们的集合，可以到达 与原凝聚层分离保持其部分化学结构。
- 分离出的大分子开始 吸引其他相容化合物 并将它们与原结构连接起来，从而重新形成性质与原结构相似的新凝聚层。这样，过程…… 基本复制 以及化学选择。
关于凝聚体的这一假说被认为是生命起源早期化学合成理论的基本基础，早于具有 RNA 或 DNA 的原生物体出现，这些原生物体能够通过与现代原核细菌更相似的机制进行复制。
在更详细地确定凝聚层一词的含义之前，有必要回顾一下它的定义。 词源起源这个词源于拉丁语，具体来说，源于动词“coacervare”，可以翻译为： “积累”或“堆积”该术语指的是水介质中胶体液滴内分子的聚集或聚集现象。
MGI 凝聚层 因此，它们是由以下因素构成的系统： 复杂分子的结合 例如基本蛋白质和氨基酸，以及其他有机化合物。这些系统被认为是以下系统的模型： 极其原始的生物许多生物学家和生物化学家认为，尽管细胞没有发育成我们今天所知的完整细胞，但它们在地球生命的发展中发挥了关键作用。
其他细胞前模型：硫生物和蛋白质微球
随着时间的推移，许多研究人员提出了与凝聚层理论相替代或互补的模型来解释生命起源的早期阶段。尽管这些模型未必能完全代表早期地球上实际存在的结构，但它们确实揭示了生命是如何演化而来的…… 简单物质 可以生成具有特定特性的系统。 组织级别.
阿方索·埃雷拉（Alfonso Herrera）一位对生命起源问题非常感兴趣的墨西哥科学家描述了一些他称之为“前细胞模型”的细胞前体模型。 “硫生物”这些物质是从无机化合物中获得的，例如 硫氰酸铵 和 福尔马林无需借助预先存在的生物物质。虽然硫生物不太可能准确地代表第一个真正细胞出现之前的结构，但它们构成了一个说明物质如何实现的典型例子。 更高层次的组织 从更简单的级别开始。埃雷拉是第一个完全使用这种方法的研究人员。 非生物物质 设计与生命起源相关的实验模型。
西德尼·福克斯 他提出了另一种被称为细胞前系统的模型 “蛋白质微球”这些微球是通过一系列化学反应生成的，其中 氨基酸在热的作用下发生聚合反应。形成简单的肽链。随后，当这些聚合物在合适的pH值和盐浓度条件下溶解于水中时，它们倾向于…… 聚集成球形结构 微球体被某种膜状物或覆盖层包裹。尽管微球体在形态上与细胞有一些相似之处（它们呈球形，具有内外边界，甚至还有化学梯度），但它们并不被认为是完整的生命系统。然而，它们的形成为我们了解最早的生物是如何起源提供了宝贵的线索。 有组织的系统 在细胞之前。
关于“原始汤”的实验研究
除了凝聚层、硫生物和微球之外，人们还开发了许多实验来检验化能合成理论的合理性。这些研究旨在尽可能地重现…… 原始的大气和水圈条件 并观察哪些类型的有机分子可以自发形成。
西里尔·蓬纳姆佩鲁马 他进行了模拟以下情况的实验： 原始水圈和大气圈基于经典的米勒-尤里实验的一般原理。这位科学家将一个烧瓶放入水中，使水蒸发，并在还原性气氛中积累所有反应产物，这些产物与还原性气氛直接接触，形成他称之为……的物质。 “原始汤”在他的一项实验中，他提出了一种解决方案 氰化氢 将HCN在紫外线照射下持续数天，发现…… 含氮碱基腺嘌呤和鸟嘌呤核酸是生命系统中不可或缺的组成部分。这一结果强化了这样一种观点，即在早期地球的合理条件下，合成核酸是可能的。 遗传物质的关键组成部分 无需事先进行生物学干预。
斯坦利·米勒和哈罗德·尤里实验
尽管化学合成理论的基本假设最初是由奥帕林和霍尔丹提出的，但后来又有两位科学家——斯坦利·米勒 y 哈罗德·尤里他们根据当时的模型，在一个缩小比例的实验室实验中重现了原始大气条件。为此，他们将一种混合物置于…… 氢, 甲烷 y 氨 倍数 电击其目的是模拟据信在早期地球上频繁发生的雷暴。最终结果是几种现象的综合结果。 有机酸包括氨基酸。
这项测试的根本目的是为了证明…… 有机化合物的合成 只要有足够的能量来源，这可能是由第一层大气中存在的简单分子自发产生的反应。这项实验是化学合成理论最具影响力的经验佐证之一。
在设计他们的实验时，米勒和尤里采用了一种 闭路中的玻璃容器实验中，将一定量的水放入烧瓶中，使其部分充满，并与装有上述混合气体的另一个腔室相连。水被加热至沸腾，产生蒸汽并循环进入气体腔室；同时，电极系统产生高压放电，穿过混合气体，模拟史前风暴。随后，蒸汽和气体再次冷凝并返回水瓶，从而形成闭合循环。实验持续了大约 一星期之后对生成的产物进行分析。
化学反应发生的第一个迹象是 水色变化最初是透明的，随着时间的推移，先是呈现出粉红色调，最终变成棕色。这种变化被解释为生长的结果。 氨基酸和其他有机分子的浓度 该系统中合成了多种氨基酸。利用化学分析技术鉴定了多种氨基酸，包括 甘氨酸 y 丙氨酸以及其他必需的有机化合物。
这项实验做出了决定性的贡献，支持了生命最初可能起源于……的理论。 自发化学反应 在原始的大气和海洋中，无需直接的超自然干预，而是由于适宜环境下的化学和物理定律而发生的。
验证的局限性
为验证化学合成理论而进行的实验已成功证明了该理论的正确性。 似是而非 生命的起源正如奥帕林和霍尔丹所描述的那样，并得到了米勒、尤里、蓬纳姆佩鲁马、福克斯等研究者的证实。然而，整个过程是一个渐进的过程，这一点不容忽视。 漫长的岁月这涵盖了地球化学成分的逐渐转变。
由于这段时间跨度很长，涵盖了地球生命出现的整个过程，结果证明 不可能完整且忠实地复制它。 在实验室里，科学家只能在某些假设下重现原始场景的片段，并研究能够提供线索的特定反应，以了解可能发生的事情，但他们无法准确地重现整个故事。
时间的障碍，再加上 直接证据几乎完全丧失 由于缺乏保存完好的早期生命阶段的岩石和化石，研究人员面临着复杂的局面。或许永远无法确切得知真相。 绝对精确 地球上最早的生物是如何形成的，以及化学和生物事件的确切顺序是什么，这些都不得而知。
尽管存在这一缺陷，化学合成理论仍然使我们能够绘制出一幅图景。 连贯且科学合理的图像 本文探讨了地球生命起源的可能机制。通过整合地质学、化学、分子生物学和天体生物学的数据，研究人员构建了一个解释框架：在环境的推动下，简单的分子逐渐演化成能够自我复制、新陈代谢和进化的复杂系统。这一观点不断被修正和完善，至今仍是解释地球上惰性物质如何转化为生命的最有力理论之一。
参考书目：
- 韦托，米莱娜（无日期）。化能合成理论：地球上生命的出现：
https://www.lifeder.com/teoria-quimiosintetica/
- 版权所有。(2008-2019) 凝聚体的定义：
https://definicion.de/coacervados/
- Manuel (Nd) 什么是化学合成理论？基本原理和实验。
https://www.recursosdeautoayuda.com/teoria-quimiosintetica/
- 霍尔丹-奥帕林（n.d.）。化学合成理论。
https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/biologia2/unidad1/teoriaQuimiosintetica
凭借所有这些理论和实验贡献，化学合成理论巩固了其作为关于生命起源最完整、最详细的科学解释之一的地位，它整合了原始地球的化学性质、该环境中可用的能量以及物质自我组织和演化成越来越复杂形式的固有能力。