ТЕОРІЯ ОПАРІНА ПРО ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ: ПОХОДЖЕННЯ, ПОСТУЛАТИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Теорія Опаріна про походження життя , також відомий як «Теорії примітивної або первісної» намагається пояснити , як виникло життя на Землі в умовах , характерних для мільйонів років тому , коли вони з'явилися першими органічні молекули.

Ця теорія, встановлена ​​Опаріном, є однією з найбільш прийнятих у науковій спільноті. Він залишається дійсним навіть при безлічі досягнень сучасної науки, оскільки нові пов'язані з цим відкриття вдається доповнити та посилити.

Фотографія Олександра Опаріна (Джерело: Павло Трошкін через Wikimedia Commons)

Опарін у своїх працях класифікував живі (біотичні) організми за рівнем організації неживої речовини (абіотичної). Тоді він запропонував, щоб ця нежива матерія прогресивно змінювалася і ставала більш складною, доки вона не сформувала перші живі клітини.

Теорія Опаріна відкрила двері для розвитку галузі біологічних наук, відомої як "Синтетична біологія". Ця наука намагається відтворити умови навколишнього середовища, в яких "примітивний суп" породив живі організми, які сьогодні мешкають на землі.

Аналогічну теорію незалежно висунув еволюційний біолог Джон Халдайн, який назвав водойми раннього пізнього докембрію, які в основному складалися з металевих елементів і води, як "примітивний суп".

Походження теорії

Теорію Опаріна запропонував Олександр Іванович Опарін, який народився в 1894 році в невеликому російському містечку під назвою Угліч. З юних років Опарін вже захоплювався рослинами і був знайомий з еволюційними теоріями Дарвіна.

Він вивчав фізіологію рослин в Московському університеті, де через роки викладав на кафедрах біохімії та фізіології рослин.

Саме під час його університетських досліджень Опарін почав серйозно турбуватися про мікроорганізми, які, що складаються лише з атомів вуглецю, азоту та води, мають здатність організовувати себе для здійснення складних процесів, таких як фотосинтез.

У 1923 році Опарін опублікував свої експерименти у книзі, яку він назвав «Походження життя». У цій книзі міститься теорія, яка разом із внесками іншого дослідника того часу на ім’я Джона Халдайна прагне пояснити, як виникли первідії життя на нашій планеті.

У тексті Опаріна дуже простою і дидактичною мовою пояснюється, як почалася «еволюція» органічної речовини до утворення планети Земля. Це також пояснює, як органічна речовина утворюється під дією сонячних променів, вулканічних вивержень та електричних розрядів природного походження.

Важливо підкреслити, що Опарін гаряче виступав проти теорії мимовільного покоління, підтримуючи його ідеї щодо теорії еволюції Дарвіна та "абіогенного" синтезу нафти Менделєєва; встановивши, що початок життя був обумовлений своєрідною "хімічною еволюцією", яка організувала елементи первісної землі для формування складних молекул.

Постулати

Хоча минуло майже 100 років з того часу, як Опарін висунув свою теорію, вона діє і сьогодні. Погоджувальний підхід Опаріна, який поєднує в собі такі різноманітні дисципліни, як хімія, астрономія, фізика та біологія, пропонує для багатьох вчених раціональний підхід до пояснення того, як склалося життя на землі.

Опарін локалізує виникнення життя в докембрійський період, де існувала високоредукційна атмосфера, багата на два найпоширеніші елементи живих організмів: вуглець (у вигляді метану та ціаногенів) та азот (у вигляді аміаку).

Його теорія ґрунтувалася, головним чином, на тому, що енергія, що надходить від ультрафіолету, вулканів та електричних штормів, спричиняла осадження води в газоподібному вигляді, викликаючи проливні дощі, які осаджували інші сполуки, такі як аміак , метан, азот тощо.

Проливні дощі загнали осаджені елементи в моря, створивши те, що Опарін назвав "примітивним бульйоном". Цей бульйон послужив стадією для низки хімічних реакцій, які породили перші органічні молекули, схожі на амінокислоти.

Ці колоїдні "схожі на амінокислоти" молекули та інші подібного характеру спонтанно організовуються з утворенням пептидних, білкових та ліпідноподібних структур, які Опарін назвав коацервати.

Згодом коацервати стали ще більш спеціалізованими, встигаючи утворювати структури, дуже схожі на живі клітини, про які ми знаємо сьогодні.

Ці примітивні "клітини" з часом набули здатності розвивати примітивний метаболізм, вивозячи хімічні сполуки з навколишнього середовища, щоб добувати з них їжу та енергію, щоб вижити і розмножуватися.

Природний відбір у коацерватів

Коацерват, запропонований Опаріном, як уже згадувалося, використовував для їжі та енергії невеликі молекули, захоплені з навколишнього середовища. За Опаріном, ці молекули були асимільовані іншими більшими молекулами, яких він назвав "примітивними ферментами" коацерватів.

Придбання механізму поглинання та засвоєння всередині кожного коацервату представляло б перевагу перед іншими коацерватами, отже, коацервати з кращою здатністю до асиміляції зростали б швидше та ефективніше.

Опарін визначив, що існує межа росту "найбільш успішних" коацерватів у той момент, коли термодинамічно вони стають нестабільними. Отже, коацервати почали розділятись або «підрозділятися» на більш дрібні коацервати.

Можливість поділу великих коацерватів на більш дрібні коацервати збільшувала б кількість коацерватів цього типу в середині. Ці коацервати, виявлені в більшій кількості або частоті, могли б чинити певний "селективний тиск" на інших, надаючи перевагу тим, хто має більшу здатність до "поділу" або сегменту.

Ще однією характеристикою коацерватів, які могли мати певний "природний відбір" для інших, була, можливо, здатність синтезувати якийсь енергетичний метаболіт з їжі, отриманої з примітивного бульйону, де вони "виросли".

Таким чином, ймовірно, вижили лише коацервати, здатні метаболізувати сполуки навколишнього середовища та виробляти власну харчову та запасну енергію.

Актуальність теорії

Теорія природного відбору Дарвіна мала вирішальне значення для Опаріна для розуміння "конкуренції" та "поширеності" серед коацерватів. Навіть через роки, відкривши гени та спадковий матеріал, Опарін поклав на ці молекули відповідальність у значній частині за реплікацію коацерватів.

В даний час багато біологів присвячені відтворенню примітивних умов землі, що породили коацервати, запропоновані Опаріном.

Одним з найвідоміших експериментів цього типу був експеримент Стенлі Міллера та Гарольда Урея, які експериментально підтвердили «абіогенез» таких амінокислот, як гліцин (тип гліцину).

Різні вчені, що спеціалізуються на синтетичній біології, проводять експерименти для досягнення штучної організації життя, але на основі сполук, відмінних від вуглецю, припускаючи, що це "життя" може бути тим типом життя, який ми знаходимо на інших планетах.

Теми, що цікавлять

Теорії походження життя.

Хімосинтетична теорія.

Креаціонізм.

Панспермія.

Теорія спонтанного покоління.

Список літератури

1. Дас, А. (2019). Походження життя на Землі-віруси та мікроби. Acta Scientific Microbiology, 2, 22-28.
2. Фрай, І. (2006). Витоки дослідження витоків життя. Зусилля, 30 (1), 24-28.
3. Herrera, AS (2018). Походження життя за словами Меланіна. MOJ Cell Sci Rep, 5 (1), 00105.
4. Колб, В. М. (2016). Витоки життя: хімічний та філософський підходи. Еволюційна біологія, 43 (4), 506-515.
5. Ласкано, А. (2016). Олександр Ігорович Опарін та зародження життя: історична переоцінка гетеротрофної теорії. Журнал молекулярної еволюції, 83 (5-6), 214-222.
6. Опарін, А.І. (1957). Походження життя на землі. Походження життя на землі., (3-е видання).