ТЕОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ ОПАРИНА: ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ПОСТУЛАТЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

Теория Опарина о происхождении жизни , также известный как «Теории примитивной или первобытной» пытается объяснить , как возникла жизнь на Земле в условиях , характерных для миллионов лет назад , когда они появились первыми Органические молекулы.

Эта теория, установленная Опариным, является одной из наиболее принятых в научном сообществе. Оно остается в силе даже с учетом многих достижений современной науки, поскольку новые связанные с ним открытия могут дополнять и укреплять его.

Фото Александра Опарина (Источник: Павел Трошкин через Wikimedia Commons)

Опарин в своих трудах классифицировал живые (биотические) организмы по уровню организации неживой материи (абиотический). Затем он предположил, что эта неживая материя постепенно изменялась и становилась все более сложной, пока не сформировала первые живые клетки.

Теория Опарина открыла двери для развития отрасли биологических наук, известной как «синтетическая биология». Эта наука пытается воссоздать условия окружающей среды, в которых «примитивный суп» породил живые организмы, которые сегодня населяют Землю.

Подобная теория была независимо выдвинута биологом-эволюционистом Джоном Холдейном, который назвал ранние и поздние докембрийские водоемы, состоящие в основном из металлических элементов и воды, «примитивным супом».

Происхождение теории

Теорию Опарина предложил Александр Иванович Опарин, родившийся в 1894 году в небольшом русском городке Углич. С самого раннего возраста Опарин был увлечен растениями и был знаком с эволюционными теориями Дарвина.

Он изучал физиологию растений в Московском университете, где спустя годы преподавал на кафедрах биохимии и физиологии растений.

Именно во время учебы в университете Опарин начал серьезно беспокоиться о микроорганизмах, которые, состоящие только из атомов углерода, азота и воды, обладают способностью организовываться для выполнения сложных процессов, таких как фотосинтез.

В 1923 году Опарин опубликовал свои эксперименты в книге под названием «Происхождение жизни». Эта книга содержит теорию, которая вместе с вкладом другого исследователя того времени по имени Джон Холдейн пытается объяснить, как зародыши жизни возникли на нашей планете.

Текст Опарина очень простым и назидательным языком объясняет, как «эволюция» органического вещества началась до образования планеты Земля. Это также объясняет, как органическое вещество образуется под действием солнечных лучей, извержений вулканов и электрических разрядов естественного происхождения.

Важно подчеркнуть, что Опарин яростно выступал против теории самозарождения, поддерживая его идеи относительно теории эволюции Дарвина и «абиогенного» синтеза нефти Менделеева; установление того, что начало жизни произошло в результате своего рода «химической эволюции», которая организовала элементы примитивной земли в сложные молекулы.

Постулаты

Хотя с тех пор, как Опарин выдвинул свою теорию, прошло почти 100 лет, она актуальна и сегодня. Примирительный подход Опарина, объединяющий такие разные дисциплины, как химия, астрономия, физика и биология, предлагает многим ученым рациональный подход к объяснению того, как жизнь сформировалась на Земле.

Опарин указывает на появление жизни в докембрийский период, когда существовала сильно восстановительная атмосфера, богатая двумя наиболее распространенными элементами живых организмов: углеродом (в форме метана и цианогенов) и азотом (в форме аммиака).

Его теория была основана, главным образом, на том факте, что энергия, исходящая от ультрафиолета, вулканов и электрических штормов, вызвала осаждение воды, которая была в газообразной форме, вызывая проливные дожди, которые осаждали другие соединения, такие как аммиак. , метан, азот и др.

Проливные дожди вытеснили выпавшие в осадок элементы в моря, в результате чего возник то, что Опарин назвал «примитивным бульоном». Этот бульон послужил стадией для ряда химических реакций, которые привели к появлению первых органических молекул, похожих на аминокислоты.

Эти коллоидные «аминокислотноподобные» молекулы и другие подобной природы спонтанно организованы с образованием пептидных, белковых и липидоподобных структур, которые Опарин назвал коацерватами.

Впоследствии коацерваты стали еще более специализированными, им удалось сформировать структуры, очень похожие на живые клетки, которые мы знаем сегодня.

Эти примитивные «клетки» со временем приобрели способность развивать примитивный метаболизм, принимая химические соединения из окружающей среды для извлечения из них пищи и энергии, чтобы выжить и размножиться.

Естественный отбор у коацерватов

Коацерваты, предложенные Опарином, как уже упоминалось, использовали небольшие молекулы, захваченные из окружающей среды, для получения пищи и энергии. По словам Опарина, эти молекулы были ассимилированы другими более крупными молекулами, которые он назвал «примитивными ферментами» коацерватов.

Приобретение механизма абсорбции и ассимиляции в каждом коацервате представляет собой преимущество перед другими коацерватами, поэтому коацерваты с лучшей способностью к ассимиляции будут расти быстрее и эффективнее.

Опарин определил, что существует предел роста для «наиболее успешных» коацерватов в точке, где термодинамически они становятся нестабильными. Следовательно, коацерваты начали разделяться или «подразделяться» на более мелкие коацерваты.

Возможность разделить большие коацерваты на более мелкие коацерваты увеличит количество коацерватов этого типа в середине. Эти коацерваты, встречающиеся в большем количестве или часто, могли оказывать своего рода «избирательное давление» на других, отдавая предпочтение тем, у кого больше возможностей «делить» или сегментировать.

Другой характеристикой коацерватов, которая могла вызвать своего рода «естественный отбор» на других, была, возможно, способность синтезировать некий энергетический метаболит из пищи, полученной из примитивного бульона, в котором они «росли».

Таким образом, вероятно, выжили только коацерваты, способные метаболизировать соединения окружающей среды и производить собственную пищу и запасать энергию.

Актуальность теории

Теория естественного отбора Дарвина имела решающее значение для Опарина в понимании «конкуренции» и «преобладания» среди коацерватов. Даже спустя годы, с открытием генов и наследственного материала, Опарин приписал этим молекулам большую часть ответственности за репликацию коацерватов.

В настоящее время многие биологи занимаются воссозданием первобытных условий земли, породивших коацерваты, предложенные Опарином.

Одним из самых известных экспериментов такого типа был эксперимент Стэнли Миллера и Гарольда Ури, которые экспериментально подтвердили «абиогенез» таких аминокислот, как глицин (тип глицина).

Различные ученые, специализирующиеся на синтетической биологии, проводят эксперименты, чтобы добиться искусственной организации жизни, но на основе других соединений, кроме углерода, предполагая, что эта «жизнь» может быть тем типом жизни, который мы находим на других планетах.

Интересные темы

Теории происхождения жизни.

Хемосинтетическая теория.

Креационизм.

Панспермия.

Теория самозарождения.

Ссылки

1. Дас, А. (2019). Происхождение жизни на Земле - вирусы и микробы. Acta Scientific Microbiology, 2, 22-28.
2. Фрай, И. (2006). Истоки исследования происхождения жизни. Индевор, 30 (1), 24-28.
3. Эррера, А.С. (2018). Происхождение жизни по Меланину. MOJ Cell Sci Rep, 5 (1), 00105.
4. Колб, ВМ (2016). Истоки жизни: химический и философский подходы. Эволюционная биология, 43 (4), 506-515.
5. Ласкано, А. (2016). Александр И. Опарин и происхождение жизни: историческая переоценка гетеротрофной теории. Журнал молекулярной эволюции, 83 (5-6), 214-222.
6. Опарин А.И. (1957). Зарождение жизни на Земле. Происхождение жизни на Земле., (3-е изд.).