ТЕОРИЯТА НА ОПАРИН ЗА ПРОИЗХОДА НА ЖИВОТА: ПРОИЗХОД, ПОСТУЛАТИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В теорията на Опарин произхода на живота, известен също като "Теория на примитивна или първична супа" се опитва да обясни как е зародил животът на Земята в условия, характерни за преди милиони години, когато се появиха първите органични молекули.

Тази теория, установена от Опарин, е една от най-приетите в научната общност. Той остава валиден дори при многото постижения на съвременната наука, тъй като новите свързани открития успяват да го допълнят и укрепят.

Снимка на Александър Опарин (Източник: Павел Трошкин през Wikimedia Commons)

Опарин в своите трудове класифицира живите (биотични) организми на ниво организация на неживата материя (абиотична). Тогава той предложи тази нежива материя прогресивно да се променя и да става по-сложна, докато не образува първите живи клетки.

Теорията на Опарин отвори вратите за развитието на клон на биологичните науки, известен като "Синтетична биология". Тази наука се опитва да пресъздаде условията на околната среда, при които „примитивна супа“ е породила живите организми, които днес обитават земята.

Подобна теория беше представена независимо от еволюционния биолог Джон Халдан, който нарече ранните късни докамбрийски водни тела, които бяха съставени главно от метални елементи и вода, като "Примитивна супа".

Произход на теорията

Теорията на Опарин е предложена от Александър Иванович Опарин, който е роден през 1894 г. в малък руски град, наречен Углич. От много млада възраст Опарин вече се е занимавал с растения и е бил запознат с еволюционните теории на Дарвин.

Учи растителна физиология в Московския университет, където години по-късно преподава на катедрите по биохимия и растителна физиология.

По време на своите университетски проучвания Опарин започва да има сериозни опасения по отношение на микроорганизмите, които, съставени само от въглеродни, азотни и водни атоми, имат способността да се организират да извършват сложни процеси като фотосинтеза.

През 1923 г. Опарин публикува експериментите си в книга, озаглавена „Произходът на живота“. Тази книга съдържа теорията, която заедно с приноса на друг изследовател от времето на име Джон Халдан се стреми да обясни как са се появили първообразите на живота на нашата планета.

Текстът на Опарин обяснява с много прост и дидактичен език как започва „еволюцията“ на органичната материя преди формирането на планетата Земя. Той също така обяснява как органичната материя се образува при действието на слънчевите лъчи, вулканичните изригвания и електрическите заряди от естествен произход.

Важно е да се подчертае, че Опарин пламенно се противопоставя на теорията за спонтанното генериране, подкрепяйки идеите му за теорията на еволюцията на Дарвин и „абиогенния“ синтез на нефт на Менделеев; установявайки, че началото на живота се дължи на един вид "химическа еволюция", която организира елементите на примитивната земя за образуване на сложни молекули.

постулати

Въпреки че са минали почти 100 години откакто Опарин изложи теорията си, тя е валидна и до днес. Помирителният подход на Опарин, който обединява толкова разнообразни дисциплини, колкото химия, астрономия, физика и биология, предлага за много учени рационален подход за обяснение как се е образувал животът на земята.

Опарин локализира появата на живот през периода докембрия, където е съществувала силно редуцираща атмосфера, богата на два от най-изобилните елементи в живите организми: въглерод (под формата на метан и цианогени) и азот (под формата на амоняк).

Теорията му се основава главно на факта, че енергията, идваща от ултравиолетова светлина, вулкани и електрически бури, причинява утаяването на водата в газообразна форма, причинявайки проливни дъждове, които утаяват други съединения като амоняк, метан, азот и т.н.

Проливните дъждове изхвърлиха утаените елементи в моретата, създавайки онова, което Опарин нарече "примитивен бульон". Този бульон послужи като сцена за поредица от химически реакции, които породиха първите органични молекули, подобни на аминокиселините.

Тези колоидни „подобни на аминокиселини“ молекули и други с подобно естество спонтанно се организират, за да образуват пептидни, протеинови и липидни подобни структури, които Опарин нарече коацервати.

Впоследствие коацерватът стана още по-специализиран, успявайки да образува структури, много подобни на живите клетки, които познаваме днес.

Тези примитивни "клетки" с течение на времето придобиха способността да развиват примитивен метаболизъм, като вземат химически съединения от околната среда, за да извличат храна и енергия от тях, за да оцелеят и да се размножават.

Естествен отбор в коацервати

Предложените от Oparin коацервати са използвали малки молекули, улавени от заобикалящата ги среда за храна и енергия. Според Опарин тези молекули били асимилирани от други по-големи молекули, които той нарекъл "примитивни ензими" на коацерватите.

Придобиването на механизъм за абсорбция и асимилация в рамките на всеки коацерват би представлявало предимство пред останалите коацервати, следователно коацерватите с по-добър асимилационен капацитет биха растат по-бързо и по-ефективно.

Опарин определи, че има граница на растеж на "най-успешните" коацервати в момент, в който, термодинамично, те стават нестабилни. Следователно, коацерватите започват да се разделят или „подразделят“ на по-малки коацервати.

Възможността за разделяне на големи коацервати на по-малки коацервати би увеличила количеството коацервати от този тип в средата. Тези коацервати, които се намират в по-голям брой или честота, биха могли да окажат някакъв „селективен натиск“ върху останалите, като предпочитат тези с по-голям капацитет да „разделят“ или сегментират.

Друга характеристика на коацерварите, които биха могли да упражняват някакъв „естествен подбор” на другите, е може би способността да се синтезира някакъв енергиен метаболит от храната, получена от примитивния бульон, където те „растат”.

По този начин вероятно оцеляват само коацервати, способни да метаболизират съединенията в околната среда и да произвеждат собствена храна и резервна енергия.

Актуалност на теорията

Теорията на Дарвин за естествения подбор е била решаваща за Опарин да осмисли "конкуренцията" и "разпространението" сред коацерватите. Дори години по-късно, с откриването на гени и наследствен материал, Опарин приписва на тези молекули отговорността за голяма част от репликацията на коацерватите.

В момента много биолози са посветени на пресъздаването на примитивните условия на земята, породили коацерватите, предложени от Опарин.

Един от най-известните експерименти от този тип беше този на Стенли Милър и Харолд Урей, ​​които експериментално провериха "абиогенезата" на аминокиселини като глицин (тип глицин).

Няколко учени, специализирани в синтетичната биология, извършват експерименти за изкуствено постигане на организацията на живота, но на базата на съединения, различни от въглерода, предполагайки, че този „живот“ може да е типът живот, който откриваме на други планети.

Теми на интерес

Теории за произхода на живота.

Хемосинтетична теория.

Креационизмът.

Панспермия.

Теория на спонтанното поколение.

Препратки

1. Das, A. (2019). Произходът на живота на Земята-вируси и микроби. Acta Scientific Microbiology, 2, 22-28.
2. Фрай, И. (2006). Произходът на изследванията за произхода на живота. Ендевор, 30 (1), 24-28.
3. Herrera, AS (2018). Произходът на живота според Меланин. MOJ Cell Sci Rep, 5 (1), 00105.
4. Kolb, VM (2016). Произход на живота: химически и философски подходи. Еволюционна биология, 43 (4), 506-515.
5. Lazcano, A. (2016). Александър I. Опарин и произходът на живота: историческа преоценка на хетеротрофната теория. Списание за молекулна еволюция, 83 (5-6), 214-222.
6. Опарин, AI (1957). Произходът на живота на земята. Произходът на живота на земята. (3 изд.).