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Die Bedeutung und Ursprünge des Stoffwechsels Vorlesung Entstehung des Lebens Teil 9
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Text zum Nachlesen: https://internet-evoluzzer.de/die-bed... • Kapitel: • 0:00 alkalische hydrothermale Schlote • 1:45 Grundlagen des Stoffwechsels (Redoxreaktionen, Autotrophie, Heterotrophie) • 6:55 Thermophorese • 9:08 Die Chemie der frühen Ozeane • 13:49 Das Problem CO2 mit H2 reagieren zu lassen - und die Lösung • • Homepage: https://internet-evoluzzer.de/ • Homepage AG Evolutionsbiologie: https://www.ag-evolutionsbiologie.de/ • Twitter: / internetevoluz1 • Instagram: / internetevoluzzer • Die Weißen Raucher in der Tiefsee liefern ideale Bedingungen für die Entstehung von Leben: ein hoher Kohlenstoff- und Energiefluss, der physikalisch über anorganische Katalysatoren geleitet wird und so eingeschränkt ist, dass sich hohe Konzentrationen an organischen Stoffen ansammeln können. Die hydrothermalen Fluide sind reich an gelöstem Wasserstoff und enthalten geringe Mengen anderer reduzierter Gase wie Methan, Ammoniak und Sulfid. Lost City und andere bekannte alkalische Schlote sind mikroporös - es gibt keinen zentralen Schornstein, sondern das Gestein selbst ist wie ein mineralisierter Schwamm, mit dünnen Wänden, die miteinander verbundene Poren von Mikrometern bis Millimetern Größe voneinander trennen und insgesamt ein riesiges Labyrinth bilden, durch das die alkalischen hydrothermalen Fluide sickern. Da diese Fluide nicht durch Magma überhitzt werden, begünstigen ihre Temperaturen nicht nur die Synthese organischer Moleküle, sondern auch langsamere Fließgeschwindigkeiten. Die Fluide werden nicht mit rasender Geschwindigkeit herausgepumpt, sondern schlängeln sich sanft über katalytische Oberflächen. • In diesem Beitrag werden wir erkunden, was überhaupt Stoffwechsel ist und wie die ersten Stoffwechselreaktionen: die Reaktion von CO2 mit H2. Einige urtümliche Bakterien und Archeen sind in der Lage diese beiden Moleküle miteinander reagieren zu lassen, wobei organische Moleküle entstehen können. Jedoch reagieren CO2 und H2 nicht einfach so miteinander - und es stellt sich die Frage wie das vor der Entstehung des Lebens überhaupt möglich war. • Unter alkalischen hydrothermalen Bedingungen sollte H2 mit CO2 reagieren und organische Moleküle bilden. Unter fast allen anderen Bedingungen ist das nicht der Fall. Aus thermodynamischen Gründen können wir feststellen, dass für die Herstellung einer Zelle aus dem Nichts einen kontinuierlichen Fluss von reaktivem Kohlenstoff und chemischer Energie über rudimentäre Katalysatoren in einem eingeschränkten Durchflusssystem erfordert. Nur hydrothermale Schlote bieten die erforderlichen Bedingungen, und nur eine Untergruppe von Schloten – die alkalischen Weißen Raucher - erfüllen alle erforderlichen Bedingungen. Aber alkalische Schlote haben jedoch sowohl ein ernstes Problem als auch eine schöne Antwort auf dieses Problem. • Das ernste Problem besteht darin, dass diese Schlote reich an Wasserstoffgas sind, aber Wasserstoff reagiert nicht mit CO2 zu organischen Stoffen. Die schöne Antwort ist, dass die physikalische Struktur der alkalischen Schlote - natürliche Protonengradienten über dünne halbleitende Wände - (theoretisch) die Bildung von organischen Stoffen vorantreiben wird und diese sich dann konzentrieren.
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