Наиболее популярной среди современных ученых является гипотеза Опарина-Холдейна о происхождении жизни на Земле. Согласно гипотезе, жизнь возникла из неживого вещества (абиогенным путем) в результате сложных биохимических реакций.
Положения
Чтобы кратко рассказать о гипотезе происхождения жизни, следует выделить три этапа становления жизни по Опарину:
- появление органических соединений;
- образование полимерных соединений (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов);
- появление примитивных организмов, способных к размножению.
Биологической эволюции предшествовала химическая эволюция, в результате которой из неорганических веществ в атмосфере Земли абиогенным путем образовались органические вещества. Их синтез проводился в бескислородных условиях под воздействием ультрафиолетовых лучей и грозовых разрядов.
Биополимеры возникли из органических веществ моря. Органические соединения в воде образовывали комки — коацерватные капли, которые со временем отделялись от внешней среды мембраной из липидов. Так возникли пробионты – примитивные формы жизни. Появление нуклеиновых кислот у пробионтов способствовало передаче наследственной информации и усложнению организации. В результате длительного естественного отбора остались только те, кто был способен к успешному воспроизводству.
Пробионты или проклетки до сих пор не были получены экспериментальным путём. Поэтому до конца непонятно, как возник генетический код и примитивное скопление биополимеров смогло перейти от неживого пребывания в бульоне к воспроизводству, питанию и дыханию.
История
Гипотеза Опарина-Холдейна прошла долгий путь и не раз подвергалась критике. История формирования гипотезы описана в таблице.
|
год |
Ученый |
Главные события |
|
1924 год |
Советский биолог Александр Иванович Опарин |
Основные положения гипотезы Опарина впервые были сформулированы в его книге «Происхождение жизни». Опарин предположил, что биополимеры (высокомолекулярные соединения), растворенные в воде, под действием внешних факторов могут образовывать капли коацервата или коацерваты. Это собранные вместе органические вещества, которые условно отделяются от внешней среды и вместе с ней начинают поддерживать обмен веществ. Процесс коацервации — расслоения раствора с образованием коацерватов — является предшествующим этапом коагуляции, т е слипания мелких частиц. Именно в результате этих процессов из «первичного бульона» (термин Опарина) — основы живых организмов — возникли аминокислоты |
|
1929 год |
Британский биолог Джон Холдейн |
Независимо от Опарина у него стали развиваться сходные взгляды на проблему происхождения жизни. В отличие от Опарина Холдейн предполагал, что вместо коацерватов образуются макромолекулярные вещества, способные к размножению. Холдейн считал, что первыми такими веществами были не белки, а нуклеиновые кислоты |
|
1953 год |
Американский химик Стэнли Миллер |
Будучи студентом, он воссоздал искусственную среду для получения аминокислот из неживых веществ (химических веществ). Эксперимент Миллера-Юри моделировал условия почвы в соединенных между собой колбах. Колбы были заполнены смесью газов (аммиак, водород, угарный газ), схожей по составу с ранней атмосферой Земли. В одной части системы постоянно находилась кипящая вода, пар которой подвергался электрическим разрядам (имитирующим молнию). По мере охлаждения пар собирался в виде конденсата в нижней трубе. Через неделю непрерывного эксперимента в колбе были обнаружены аминокислоты, сахара, липиды |
|
1979 год |
Британский биолог Ричард Докинз |
В своей книге «Эгоистичный ген» он предположил, что первобытный суп образовывал не капли коацервата, а молекулы, способные к размножению. Достаточно было возникновения одной молекулы, чтобы копии заполнили океан |
Эксперимент Миллера неоднократно подвергался критике, и до конца не признаётся практическим подтверждением теории Опарина-Холдейна. Главная проблема – получение из образованной смеси органических веществ клеток, составляющих основу жизни.
Что мы узнали?
Из урока мы узнали о сути гипотезы Опарина-Холдейна о происхождении жизни на Земле. Согласно теории, органические вещества (белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты) возникли из неживых веществ в результате сложных биохимических реакций под влиянием внешней среды. Гипотезу впервые проверил Стэнли Миллер, воссоздав условия на Земле до зарождения жизни. В результате были получены аминокислоты и другие сложные вещества. Однако то, как были воспроизведены эти вещества, до сих пор не подтверждено.
Комментирование закрыто