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Afirmó que los seres vivos se originan a partir de la materia inanimada, activada por una fuerza o entelequia, este proceso ocurre al final de la vida.
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Experimentó colocando una camisa transpirada en un recipiente que contenía granos de trigo, al cabo de 20 días el fermento que surgía de la camisa penetraba en los granos de trigo que daba el origen a ratones.
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Descubrió las células observando en el microscopio una lámina de corcho, se dio cuenta que estaba formada por cavidades poliédricas que recordaban a las celdillas de un panal.
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Quería desmostar que los seres vivos no se originaban por generación espontánea. Su idea era que los gusanos aparecen sobre la carne, se originan por las moscas que posan sobre esta. Experimentó colocando carne fresca en recipientes. Algunos estaban sellados y otros no, en los sellados no aparecieron moscas y en los abiertos sí. Allí comprobó que esta teoría es falsa.
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Construyó un microscopio de mayor aumento que los que había hasta entonces. La llegada de la microscopia mostró un mundo microscópico de enorme diversidad pero, al contrario, llevo a que se reavivara con fuerza la creencia de la generación espontánea.
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Experimentó llenando recipientes con caldos que calentó durante unos minutos para eliminar los microorganismos, tapo los recipientes con tapones de corcho, sin sellarlos. Pudo observar que había microorganismos que se desarrollaron de los caldos, lo que apoyaba la teoría de la generación espontánea.
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Realizó el mismo experimento que Needham pero sellando los recipientes; ademas calentó los caldos durante más tiempo y no obtuvo aparición de microbios. Llegó a la conclusión de que los organismos encontrados en los caldos de Needham procedían del aire que pasaba por los tapones de corcho.
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Experimentó colocando caldo en un recipiente con su parte inferior esférica y un pequeño cuello al que después le dio forma de "S". Hizo hervir el caldo para eliminar los posibles microorganismos. La forma "S" era para que el aire pudiera entrar y que los microorganismos se quedasen en la parte más baja del tubo. Después de un tiempo los caldos estaban limpios. Pudo comprobar que los microorganismos no se originan a partir de los caldos, por generación espontánea, como muchos creían.
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Propuso que los gérmenes de la vida (baterías o esporas) habrían llegado del espacio exterior en meteoritos que se habían desprendido de un planeta en el que ya habría vida. Usó la palabra panspermia para explicar el comienzo de la vida en la Tierra.
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Propuso que los primeros seres vivos se originaron por la combinación de diferente moléculas orgánicas. Sostuvo que la atmósfera primitiva no poseía oxígeno. También propuso que esa atmósfera estaba formada por los gases, hidrógeno, metano, vapor de agua y amoniaco.
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Trabajó con Oparin. Sus ideas se basaban en el que la atmósfera primitiva era muy diferente de la actual. Propusieron entonces que la aparición de la vida fue precedida por un largo periodo que denominaron "Evolución Química".
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Experimentó con moléculas orgánicas, utilizó un balón en el que colocó los gases propuesto por Oparin. Para recrear la energía de las descargas de las tormentas y las radiaciones del Sol. Como resultado obtuvo solamente algunos ácidos del grupo al que pertenece los aminoácidos. Sus experimentos no llegaron a los primeros seres vivos.
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Realizó un experimento parecido al de Miller agregando a los gases ácido cianhídrico. Halló adenina,un compuesto que forma parte de los ácidos nucleicos. Convenció a los científicos que el ADN, ARN, proteínas, pequeños lípidos y algunos azúcares forman parte del caldo primitivo.
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Postuló la llamada "teoría endosimbiótica" para explicar el origen de algunos organelas eucariontes.