Теория опарина-холдейна

Теория происхождения жизни

Теория первичного супа

После отказа от теории самозарождения, в середине 20-го века снова возникли вопросы происхождения жизни. В 1922 году Александр Опарин впервые постулировал свою теорию первичных организмов.

Опарин начал с теории абиогенеза, которая защищает возникновение жизни через неживую материю, инертную или через органические соединения, такие как углерод, водород и азот.

Объяснение русского языка основано на том, что эти органические соединения были даны из неорганических соединений. В этом смысле органические соединения, которые являются инертными организмами, постепенно накапливаются и образуют первые океаны, известные как «первичный суп» или «первородство».

Для опарина азот, метан, водяной пар, низкое содержание кислорода, а также другие органические соединения, присутствующие в первобытной атмосфере, были первыми основными элементами происхождения и эволюции жизни..

Формирование и состав первичного бульона

На примитивной Земле была интенсивная вулканическая активность из-за присутствия магматических пород в земной коре. Гипотеза Опарина утверждает, что вулканическая активность в течение длительного периода времени вызывала насыщение атмосферной влажности.

По этой причине температура в примитивной Земле снижалась, пока, наконец, не произошла конденсация водяного пара; то есть оно перешло из газовой в жидкую форму.

Когда начались дожди, вся накопленная вода была вытащена для формирования морей и океанов, где будут производиться первые аминокислоты и другие органические элементы..

Хотя температура на Земле продолжала оставаться очень высокой, Опарин пришел к выводу, что такие аминокислоты, которые образовались в дожде, не возвращаются в атмосферу в виде водяного пара, а остаются над большой скалой с высокой температурой..

Кроме того, он развил гипотезу, что эти аминокислоты с высокой температурой, ультрафиолетовыми лучами, электрическими разрядами плюс комбинация других органических соединений, дали начало первым белкам.

Коацерваты: первые живые организмы

Опарин пришел к выводу, что белки, образующиеся и растворяющиеся в воде после химических реакций, вызывают образование коллоидов, что впоследствии приводит к появлению «коацерватов»..

Коацерваты — это системы, образованные объединением аминокислот и белков, которые, как известно, являются первыми живыми элементами первобытной Земли. Термин «коацерваты» был предложен Опарином для протобионтов (первых структур молекул), присутствующих в водной среде..

Эти коацерваты были в состоянии ассимилировать органические соединения окружающей среды, которые постепенно эволюционировали, создавая первые формы жизни. Исходя из теорий Опарина, многие химики-органики смогли подтвердить микроскопические системы-предшественники клеток..

Идеи английского генетика Джона Холдейна о происхождении жизни были очень похожи на идеи Опарина. Холдейн принял теорию первичного бульона Опарина, добавив, что такое определение — химическая лаборатория, работающая на солнечной энергии.

Холдейн утверждал, что в атмосфере не было достаточного количества кислорода, и сочетание углекислого газа с ультрафиолетовым излучением привело к образованию большого количества органических соединений. Смесь этих веществ вызвала горячий бульон, образованный живыми организмами.

Естественный отбор применяется к вашей теории

Александр Опарин был идентифицирован с его ранних лет работами Дарвина, так как в то время они были в моде и стали более интересными, когда он начал свое обучение в университете.

Однако когда он учился, у него начались противоречия с теорией Дарвина, поэтому он начал собственное исследование..

Несмотря на это, он принял теорию естественного отбора Дарвина и адаптировал ее к тому, что он исследовал самостоятельно. Естественный отбор объясняет, как природа способствует или препятствует — в соответствии со свойствами и условиями — размножению организмов..

Опарин взял теорию естественного отбора Дарвина, чтобы объяснить эволюцию коацерватов. По словам русских, коацерваты начали размножаться и развиваться в процессе естественного отбора.

После нескольких лет этого процесса коацерваты — примитивные организмы — эволюционировали, образуя виды, населяющие Землю, и то, что известно по сей день..

11.Анаэробы.

Анаэробы способны
жить в отсутствии атмосферного кислорода;
некоторые виды бактерий, дрожжей,
простейших, червей. Энергию для
жизнедеятельности получают, окисляя
органические, реже неорганические
вещества без участия свободного кислорода
или используя энергию света (напр.,
пурпурные бактерии). Облигатные, или
строгие, анаэробы развиваются только
в отсутствии кислорода (напр., клостридии),
факультативные, или условные, анаэробы
— и в его присутствии (напр., кишечная
палочка, ресничные инфузории). Широко
распространены в почве, воде, в донных
отложениях.

Он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул , содержащих углерод , в первичный бульон.

Первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд. лет назад. Он состоял из аминокислот , полипептидов , азотистых оснований, нуклеотидов . Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.

В 1923 г. российский учёный Александр Иванович Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений — аммиака, метана, водорода и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов — молний. Возможно, эти органические вещества постепенно накапливались в Древнем океане, образуя первичный бульон, в котором и зародилась жизнь.

По гипотезе А. И. Опарина, в первичном бульоне длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться»
друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетового излучения. Происходило нечто подобное тому, что можно наблюдать, вылив на блюдце ртуть из разбитого градусника: рассыпавшаяся на множество мелких капелек ртуть постепенно собирается в капли чуть побольше, а потом — в один крупный шарик. Белковые «шарики» в «первичном бульоне» притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдалённо напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией, а получившиеся тела — коацерватными каплями, или просто коацерватами .

Первичный бульон

В 1924 году ученый Александр Опарин опубликовал книгу, в которой принес научному миру новую гипотезу возникновения первого простейшего организма. В 1929 году теория Опарина о происхождении жизни заинтересовала ученого Джона Холдейна. Британский исследователь занимался аналогичным изучением и пришел к выводам, подтверждавшим доктрину советского ученого. Общая трактовка теорий Опарина и Холдейна сводилась к следующему принципу:

  • Молодая Земля имела атмосферу из аммиака и метана, лишенную кислорода.
  • Грозы, воздействующие на атмосферу, привели к формированию органических веществ.
  • Органические вещества в огромном количестве и разнообразии накапливались в больших водоемах, что получило название «первичного бульона».
  • В определенных местах сконцентрировалось большое количество молекул, достаточных для зарождения жизни.
  • Взаимодействие между ними привело к образованию белков и нуклеиновых кислот.
  • Белки и нуклеиновые кислоты образуют генетический код.
  • Соединения молекул и генетический кода образовали живую клетку.
  • Клетка получала питательную среду из первичного бульона.
  • Когда из питательной среды пропали необходимые вещества, клетка научились пополнять их самостоятельно.
  • У клетки появился собственный обмен веществ.
  • Развились новые живые организмы.

Теория Опарина-Холдейна ответила на главный вопрос сторонников теории Дарвина о том, как мог появиться первый живой организм.

За миллиард лет до нашей эры

ВОБР — это событие, произошедшее на Земле 470 миллионов лет назад, в ордовикский период. Заключалось оно в том, что за очень короткий (в геологическом отношении) промежуток времени число видов, населявших первобытный океан, увеличилось во много раз. Новые виды сильно потеснили старые, населявшие океан в предыдущий, кембрийский период, а затем некоторые из этих новых видов выбрались на сушу.

Так на суше и появились первые растения — мхи и лишайники, первые животные — членистоногие. И началась стремительная эволюция наземных видов, приведшая в итоге к появлению человека.

Но «историческое значение» (как писали раньше в учебниках) ВОБР заключается не только в этом. Великое ордовикское биологическое разнообразие, случившееся 470 миллионов лет назад, представляет собой одну из величайших научных загадок — ведь ни до него, ни после не происходило подобной «биологической революции».

Метеориты с кулак

Шведский геолог Биргер Шмиц в 2001 году обнаружил в скалах времён среднего ордовика большое число крупных, размером с кулак, оплавленных остатков метеоритов. Их количество было столь велико, что для объяснения находки Шмиц выдвинул сенсационное предположение: в те времена метеориты падали на Землю в сотни раз чаще, чем теперь. Причём эта бомбардировка длилась несколько миллионов лет и происходила именно во времена ВОБР.

Астрономы косвенно подтвердили правоту Шмица. Компьютерное моделирование метеоритных потоков с учётом всех законов небесной механики показало, что в те времена действительно мог расколоться один очень большой астероид, двигавшийся по орбите между Марсом и Юпитером. Его обломки как раз и должны были попасть на Землю в ближайшие миллионы лет в виде крупных метеоритов.

Как тут было не предположить, что существует причинно-следственная связь между усиленной метеоритной бомбардировкой Земли и началом «биологической революции»? И хотя ни Шмиц, ни его последователи так и не сумели внятно объяснить, как именно падение метеоритов могло «запустить» ВОБР, эта гипотеза на протяжении долгих 16 лет представлялась исследователям даже более привлекательной, нежели «вулканическая».

Неоправданность теории

Опыт, проведенный Миллером, в течение тридцати лет представлял собой научную ценность. Однако в 80-е годы ученые выяснили, что первичная атмосфера Земли состояла не из аммиака и метана, как говорилось в теории Опарина, а из азота и двуокиси углерода. Более того, химик пренебрег тем, что вместе с аминокислотами образовались вещества, нарушающие функции живого организма.

Это стало плохой новостью для химиков по всему миру, придерживающихся, как им тогда казалось, самой фундаментальной теории. Как же тогда зародилась жизнь, если взаимодействие азота и двуокиси углерода образует недостаточное количество органических соединений? Ответа у Миллера не было, а теория Опарина потерпела крах.

Неоправданность теории

Опыт, проведенный Миллером, в течение тридцати лет представлял собой научную ценность. Однако в 80-е годы ученые выяснили, что первичная атмосфера Земли состояла не из аммиака и метана, как говорилось в теории Опарина, а из азота и двуокиси углерода. Более того, химик пренебрег тем, что вместе с аминокислотами образовались вещества, нарушающие функции живого организма.

Это стало плохой новостью для химиков по всему миру, придерживающихся, как им тогда казалось, самой фундаментальной теории. Как же тогда зародилась жизнь, если взаимодействие азота и двуокиси углерода образует недостаточное количество органических соединений? Ответа у Миллера не было, а теория Опарина потерпела крах.

Примечания

  1. Voet, Donald; Voet, Judith G. Biochemistry 1 (3rd ed.). — New York: John Wiley & Sons, 2004. — ISBN 0-471-19350-X.
  2. Яновская М. И. «Пастер» / Серия «Жизнь замечательных людей». — М.: «Молодая гвардия», 1960.
  3. Morgulis, Sergius; Oparin, Aleksandr Ivanovich. The origin of life. — New York: Dover Publications, 2003. — P. 25. — ISBN 0-486-49522-1.
  4. ↑ Paul F. Lurquin. The origins of life and the universe. — Columbia University Press, 2003. — p. 96—99
  5. H. Rauchfuss Chemical Evolution and the Origin of Life. — Springer, 2008. — p. 85—110
  6. Paul F. Lurquin. The origins of life and the universe. — Columbia University Press, 2003. — p. 96
  7. И. С. Шкловский. Вселенная, жизнь, разум. 4-е изд., доп. — М.: Наука, 1976. — С. 160 (гл. 13).
  8. Наточин Ю. В. Роль ионов натрия как стимула в эволюции клеток и многоклеточных животных // Палеонтологический журнал. — 2005. — № 4. — С. 19—24.
  9. Mulkidjanian, A. Y.; Galperin, M. Y. (2009) «1. On the origin of life in the Zinc world. 2. Validation of the hypothesis on the photosynthesizing zinc sulfide edifices as cradles of life on Earth», Biology Direct.
  10. Sugawara, T. et al. (2011). Self-reproduction of supramolecular giant vesicles combined with the amplification of encapsulated DNA, Nature Chemistry, 1127.
  11. . Pons, M-L, (2011).Early Archean serpentine mud volcanoes at Isua, Greenland, as a niche for early life, PNAS, Sept. 15.
  12. Марков, А. В. . Рождение сложности : Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы. — М. : Астрель : CORPUS, 2010 . — С. 60. — 248 с. — (Элементы). — ISBN 978-5-17-084031-1.
  13. Crick F. Life itself: its origin and nature. — Simon and Schuster, 1981. — 192 p. — ISBN 0671255622.
  14. . Правда.Ру (26 декабря 2011). Дата обращения 20 января 2012.

Похожее

  • Добиологическая эволюция
    Александр Марков
    Как развивались представления о появлении жизни на Земле? Каковы основные этапы абиогенеза? При каких условиях возможен синтез органических соединений? И как ученые смогли синтезировать рибонуклеотиды? Об этом рассказывает доктор биологических наук Александр Марков.

  • Происхождение жизни
    Александр Марков
    Наши далекие предки и не подозревали, что вопрос о происхождении живого из неживого может стать серьезной проблемой для их потомков. Для них все вокруг было живым, одухотворенным: солнце и воздух, горы и реки, облака и море. Мудрецы Античности и Средневековья тоже не видели непроходимой грани между живым и неживым. Вслед за Аристотелем все ученые вплоть до 17 века полагали самозарождение жизни самым обычным явлением. В гниющих отходах зарождаются черви и мухи, в старом тряпье – мыши, на подводных камнях и днищах кораблей – моллюски. Могучая «животворная сила» пронизывает мироздание; она-то и заставляет косную материю порождать жизнь. Это учение – витализм – не противоречило и библейской версии космогенеза.

  • Химики преодолели главное препятствие на пути к абиогенному синтезу РНК
    Александр Марков
    Попытки воспроизвести в лаборатории ключевой этап добиологической эволюции — синтез активированных рибонуклеотидов из простейших органических соединений — до сих пор не приводили к успеху из-за упорного нежелания рибозы и азотистого основания соединяться друг с другом. Британские химики нашли изящный обходной путь, позволяющий получить нуклеотиды Ц и У в условиях, которые вполне могли существовать в мелких водоемах на ранней Земле.

  • Тайна происхождения рибосом разгадана?
    Александр Марков
    Ученые пришли к выводу, что рибосомы могли сформироваться в результате постепенной эволюции из очень простой маленькой молекулы РНК — «проторибосомы», способной катализировать реакцию соединения двух аминокислот. Все остальные структурные блоки рибосомы последовательно добавлялись к проторибосоме, не нарушая ее структуру и постепенно повышая эффективность ее работы.

  • Рождённые из кристаллов?
    Николай Юшкин
    По своей структуре простейшие биосистемы и углеводородные кристаллы необыкновенно похожи. Если такой минерал дополнить компонентами белка, то мы получим реальный протоорганизм. Именно так видит начало начал кристаллизационная концепция происхождения жизни.

  • Жизнь начиналась с РНК
    Валентин Власов, Александр Власов
    Множество данных свидетельствует о том, что «мир РНК» действительно существовал. Правда, не совсем ясно — где. Некоторые специалисты полагают, что начальные этапы эволюции происходили не на Земле, что на Землю были занесены уже функционально активные системы, которые приспособились к местным условиям. Однако с химической и биологической точки зрения это не меняет сути дела. В любом случае остаётся загадкой — в результате каких процессов в окружающей среде рибоциты образовались и за счёт каких компонентов существовали.

  • Эволюция в пробирке
    Александр Власов

    Давняя мечта химиков и биологов — научиться создавать молекулы с определёнными заданными свойствами, которые могли бы стать основой молекулярных устройств или новых материалов с нужной биологической активностью. Но создание новых соединений методом рационального дизайна требует синтеза и исследования большого количества разных соединений, являясь дорогим малопроизводительным способом. Кроме того, этот подход может быть применён лишь тогда, когда учёный понимает, как должна быть устроена искомая молекула, чтобы обладать требуемыми свойствами. А бывает это, к сожалению, не всегда. Как же быть в таких случаях?

  • Химикам удалось стабилизировать абиогенный синтез сахаров, необходимых для зарождения жизни
    Александр Марков
    Химики предполагают, что на заре жизни углеводы синтезировались из простых молекул в ходе автокаталитической реакции Бутлерова. Однако в стандартных условиях эта реакция производит смесь из множества разнообразных сахаров, среди которых молекулы, необходимые для жизни, составляют лишь доли процента и существуют недолго.

  • Биогенез
    Михаил Никитин

    В научных представлениях о происхождении жизни в последнее десятилетие происходит настоящая революция, и она далеко не завершена. К сожалению, эта информация доступна в основном только на английском языке. Цикл статей, предлагаемый вниманию читателей, отчасти восполнит этот пробел.

  • Теория PHK-мира
    Александр Марков
    Какую функцию выполняет РНК в живой клетке? Когда произошло открытие ферментативной РНК? В чем заключается теория РНК-мира? И какие основные проблемы стоят перед этой теорией? Об этом рассказывает доктор биологических наук Александр Марков.

Далее >>>

Опыт Миллера

Научное сообщество заинтересовалось экспериментальной проверкой гипотезы первичного бульона. Для подтверждения теории Опарина химик Миллер придумал уникальное устройство. В нем он смоделировал не только первобытную атмосферу Земли (аммиак с метаном), но и предполагаемый состав первичного бульона, из которого состояли моря и океаны. К устройству подавались пар и имитация молнии — исковой разряд. В ходе эксперимента Миллеру удалось получить аминокислоты, которые являются строительной основой всех белков. Благодаря этому теория Опарина приобрела еще большую популярность и значимость в мире науки.

Первичный бульон

В 1924 году ученый Александр Опарин опубликовал книгу, в которой принес научному миру новую гипотезу возникновения первого простейшего организма. В 1929 году теория Опарина о происхождении жизни заинтересовала ученого Джона Холдейна. Британский исследователь занимался аналогичным изучением и пришел к выводам, подтверждавшим доктрину советского ученого. Общая трактовка теорий Опарина и Холдейна сводилась к следующему принципу:

  • Молодая Земля имела атмосферу из аммиака и метана, лишенную кислорода.
  • Грозы, воздействующие на атмосферу, привели к формированию органических веществ.
  • Органические вещества в огромном количестве и разнообразии накапливались в больших водоемах, что получило название «первичного бульона».
  • В определенных местах сконцентрировалось большое количество молекул, достаточных для зарождения жизни.
  • Взаимодействие между ними привело к образованию белков и нуклеиновых кислот.
  • Белки и нуклеиновые кислоты образуют генетический код.
  • Соединения молекул и генетического кода образовали живую клетку.
  • Клетка получала питательную среду из первичного бульона.
  • Когда из питательной среды пропали необходимые вещества, клетка научились пополнять их самостоятельно.
  • У клетки появился собственный обмен веществ.
  • Развились новые живые организмы.

Теория Опарина-Холдейна ответила на главный вопрос сторонников теории Дарвина о том, как мог появиться первый живой организм.

6.Предбиологический отбор.

Предбиологический
отбор коацерватов, по-видимому, шел по
нескольким направлениям. Во-первых, в
направлении выработки способности
накопления специальных белковоподобных
полимеров, ответственных за ускорение
химических реакций. В результате строение
нуклеиновых кислот изменялось в
направлении преимущественного
“размножения ” систем, в которых
удвоение нуклеиновых кислот осуществлялось
с участием ферментов. На этом пути и
возникает характерный для живых существ
циклический обмен веществ.

Во-вторых, в системе
коацерватов происходил и отбор самих
нуклеиновых кислот по наиболее удачному
сочетанию последовательности нуклеотидов.
На этом пути формировались гены.
Самовоспроизводящиеся системы со
сложившейся стабильной последовательностью
нуклеотидов в нуклеиновой кислоте уже
могут быть названы живыми. (Найдыш В.М.
Концепции современного естествознания.
– М.,1999).

Понятие о биологических мембранах.

Биологические
мембраны, тонкие (не более 10 нм толщиной)
липопротеидные пленки, состоящие из
двойного слоя липидных молекул, в которых
включены молекулы разнообразных белков.
Расположены на поверхности клеток
(плазматическая мембрана) и внутриклеточных
частиц (ядра, митохондрии и др.). В состав
многих мембран входят углеводы, количество
которых может достигать 2-10%.

8.
Коацерваты.

Коацерваты –
области полимера, биополимера (капли,
слои) с повышенной концентрацией этого
вещества по сравнению со всем остальным
раствором. Коацерватные капли – это
сгустки подобно водным растворам
желатина. Коацерваты способны абсорбировать
различные вещества. (В. С. Данилова, Н.
Н. Кожевников «Основные концепции
современного естествознания»)

Вулканы или метеориты?

В начале исследования ВОБР учёные полагали, что главную роль тут сыграли земные вулканы. Из-за существенных подвижек геологических плит в раннем и среднем ордовике закрывались одни моря и открывались другие. Плиты, несущие на себе эти моря, входили одна под другую, из-за чего возникали очаги гигантских землетрясений и вулканических извержений. Это приводило к выбросу в воду огромного количества новообразованных химических веществ, которые с удовольствием поедались первобытным планктоном.

Ну а бурное размножение планктона, которым питались в то время все остальные морские обитатели, и «запустило» ВОБР.

Кроме того, значительные выбросы в атмосферу вулканической пыли могли надолго затмить солнце, что привело к снижению температуры от кембрийских 70-80 °С до вполне комфортных ордовикских 35-40 «С. Отчего бы в таких условиях, наевшись планктона, и не попытаться выбраться на сушу?

Всё бы хорошо, но у сторонников «вулканической» гипотезы пока не получается «привязать» по времени описываемые тектонические сдвиги и начало ВОБР.

Другой, альтернативной гипотезой появления ВОБР до последнего времени считалась мощная метеоритная бомбардировка Земли.

И снова — неизвестность

Однако в начале 2017 года «космическая» гипотеза была опровергнута. Журнал Nature Communications в январе 2017 года опубликовал статью шведских и датских исследователей, в которой были приведены доказательства того, что метеоритная бомбардировка Земли произошла лишь спустя три миллиона лет после начала ВОБР. Более точную датировку этого события им удалось установить, исследуя найденные в одном из шведских карьеров метеориты с кристаллами циркона.

Поражаясь красоте и многообразию окружающего мира, люди на протяжении веков гадали: как он появился? Каким образом сформировались планеты, на одной из которых зародилась жизнь? Почему земная жизнь основана на углероде и использует четыре типа звеньев в ДНК? Где во Вселенной стоит искать другие формы жизни, и чем они могут отличаться от нас? В книге Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки» (изданной «Альпина нон-фикшн» при поддержке фонда «Эволюция») собраны самые свежие ответы ученых на эти вопросы.

С любезного разрешения издательства, публикуем фрагмент из книги.

Получается, что с задачей хранения генетической информации в принципе могут справиться самые разные варианты нуклеиновых оснований, и А, Г, Т, Ц, возможно, были отобранып риродой совсем по другим признакам. Как считает известный биофизик Армен Мулкиджанян, таким признаком была устойчивость к ультрафиолетовому излучению (Mulkidjanian, A. Y., Galperin, M. Y., 2007).

6 июня просветительский фонд «Эволюция» запустил на своем сайте evolutionfund.ru ежегодную краудфандинговую кампанию. Собранные средства пойдут на развитие программ фонда — выпуск научно-популярных книг, тревел-гранты для школьников, литературу для учителей, обучение лекторов, поддержку просветительского сообщества и другие. Единственный источник финансирования фонда — пожертвования людей, которым небезразличны российская наука, образование и просвещение.

Присутствие в
водах первичного океана большого числа
органических соединений привело к
возникновению концентрированного
“первичного бульона”, в котором
осуществлялся дальнейший процесс
синтеза сложных органических молекул
– белков и нуклеиновых кислот – из
достаточно простых углеродных
соединений.(О.Н. Стрельник “концепция
современного естествознания”)

Первичный бульон
– термин, введенный российским биологом
Александром Ивановичем Опариным. В 1924
году он выдвинул теорию о возникновении
жизни на Земле через превращение в ходе
постепенной химической эволюции молекул,
содержащих углерод, в первичный бульон.

Современные научные представления

Основная статья: Химическая эволюция

Химическая эволюция или пребиотическая эволюция — первый этап эволюции жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, к которым относится большинство углеродосодержащих молекул.

Также этими терминами обозначается теория возникновения и развития тех молекул, которые имеют принципиальное значение для возникновения и развития живого вещества.

Генобиоз и голобиоз

В зависимости от того, что считается первичным, различают два методологических подхода к вопросу возникновения жизни:

Генобиоз — методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода.

Голобиоз — методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделённых способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма.

Мир РНК как предшественник современной жизни

Основная статья: Гипотеза мира РНК

К XXI веку теория Опарина—Холдейна, предполагающая изначальное возникновение белков, практически уступила место современной гипотезе мира РНК. Толчком к её разработке послужило открытие рибозимов — молекул РНК, обладающих ферментативной активностью и поэтому способных соединять в себе функции, которые в настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК, то есть катализирование биохимических реакций и хранение наследственной информации. Таким образом, предполагается, что первые живые существа были РНК-организмами без белков и ДНК, а прообразом их мог стать автокаталитический цикл, образованный рибозимами, способными катализировать синтез своих собственных копий. Сахара, необходимые для синтеза РНК, в частности, рибоза, обнаружены в метеоритах и наверняка присутствовали в то время на Земле.

Мир полиароматических углеводородов как предшественник мира РНК

Основная статья: Гипотеза мира полиароматических углеводородов

Гипотеза мира полиароматических углеводородов пытается ответить на вопрос, как возникли первые РНК, предлагая вариант химической эволюции от полициклических ароматических углеводородов до РНК-подобных цепочек.

Опыт Миллера

Научное сообщество заинтересовалось экспериментальной проверкой гипотезы первичного бульона. Для подтверждения теории Опарина химик Миллер придумал уникальное устройство. В нем он смоделировал не только первобытную атмосферу Земли (аммиак с метаном), но и предполагаемый состав первичного бульона, из которого состояли моря и океаны. К устройству подавались пар и имитация молнии — исковой разряд. В ходе эксперимента Миллеру удалось получить аминокислоты, которые являются строительной основой всех белков. Благодаря этому теория Опарина приобрела еще большую популярность и значимость в мире науки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector