ТЕОРИЯ ОПАРИНА-ХЭЙЛДЕНА О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЖИЗНИ

<

112314 2117 1 ТЕОРИЯ ОПАРИНА ХЭЙЛДЕНА О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЖИЗНИЖизнь — одно из сложнейших явлений природы.
Со
времен глубокой древности она казалась людям таинственной и непознаваемой. Приверженцы религиозных идеалистических взглядов считали жизнь духовным, нематериальным началом, возникшим в результате божественного творения. В средние века жизнь связывалась с присутствием в организмах некоей «жизненной силы», недоступной для познания средствами науки и практики.

Все воздействующие на планету Земля процессы, подразделяются на экзогенные (протекающие на поверхности Земли и в приповерхпостных слоях земной коры) и эндогенные (протекающие в недрах Земли). К экзогенным процессам относятся: выветривание, действие наземных и подземных вод, деятельность живых организмов, в том числе человека. К эндогенным — тектонические движения в земной коре, магматические процессы (образование магмы и магматических горных пород), метаморфические процессы (преобразование горных пород).

Процессы, протекающие на протяжении многих миллиардов лет развития Земли, формируют ее рельеф, климат, атмосферу

В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория, утверждающая, что все живое происходит только от живого — теория биогенеза. Эту теорию в середине ХIХ века противопоставляли ненаучным представлениям о самозарождении организмов (червей, мух и др.). Однако как теория происхождения жизни — биогенез несостоятелен, поскольку принципиально противопоставляет живое неживому, утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни.

Абиогенез — идея о происхождении живого из неживого — исходная гипотеза современной теории происхождения жизни.

Теория самозарождения жизни занимала центральное место в античной греческой философии. Согласно этой теории жизнь зарождается самопроизвольно из неживой материи. Вера в это сохранялась до XIX столетия, пока опыты Луи Пастера не разрушили ее окончательно. Однако после выхода книги «Происхождение видов и возникновения дарвинизма» появилась необходимость в естественнонаучном объяснении происхождения жизни.

Это привело к возрождению теории самозарождения. Новая версия получила название теория химической эволюции. Одним из главных ее пропагандистов стал биохимик-марксист Александр Опарин (1894-1980).

Он изложил свои идеи в книге  «Происхождение жизни», опубликованной в Советском Союзе в 1924 году и переведенной на английский язык в 1938 году.

Теорию  Опарина горячо поддержал кембриджский профессор Хэлдейн (J.B.S. Haldane), воинствующий атеист, многолетний главный редактор коммунистической газеты Дейли Уоркер. Хэлдейн открыл полемику по проблеме происхождения жизни в статье, опубликованной в Rationalist Annual в 1929 году.

В ней Хэлден выдвинул гипотезу о том, что на первобытной Земле скопились огромные количества органических соединений, образовав то, что он назвал горячим разбавленным бульоном (hot dilute soup; впоследствии прижилось название первичный бульон или протобульон — primeval soup).

Современное двуединое понятие первобытного бульона и самозарождения жизни исходит из теории Опарина-Хэлдейна о происхождении жизни.

Теория эта общепризнанна, преподается в школах и колледжах.

  1. Первобытная Земля имела разреженную (то есть лишенную кислорода) атмосферу.
  2. Когда на эту атмосферу стали воздействовать различные естественные источники энергии — например, грозы и извержения вулканов — то при этом начали самопроизвольно формироваться основные химические соединения, необходимые для органической жизни.

    3. С течением времени молекулы органических веществ накапливались в океанах, пока не достигли консистенции горячего разбавленного бульона. Однако в некоторых районах концентрация молекул, необходимых для зарождения жизни, была особо высокой, и там образовались нуклеиновые кислоты и протеины.

    4. Некоторые из этих молекул оказались способны к самовоспроизводству.
    5. Взаимодействие между возникшими нуклеиновыми кислотами и протеинами в конце концов привело к возникновению генетического кода.
    6. В дальнейшем эти молекулы объединились, и появилась первая живая клетка.
    7. Первые клетки были гетеротрофами, они не могли воспроизводить свои компоненты самостоятельно и получали их из бульона. Но со временем многие соединения стали исчезать из бульона, и клетки были вынуждены воспроизводить их самостоятельно. Так клетки развивали собственный обмен веществ для самостоятельного воспроизводства.

    8. Благодаря процессу естественного отбора из этих первых клеток появились все живые организмы, существующие на Земле.

    Наибольшим успехом теории Опарина-Хэлдейна стал широко разрекламированный эксперимент, проведенный в 1953 году американским аспирантом Стэнли Миллером.

    <

    Эксперимент Миллера

    Чарльз Дарвин верил, что неживая материя может преобразоваться в живую с помощью электричества — ведь еще на его деда, Эразма Дарвина, произвел большое впечатление Франкенштейн, вышедший из-под пера Мэри Шелли. Мысль о том, что пиротехнические упражнения с электричеством могут породить жизнь, имела огромную притягательность; так что неудивителен огромный интерес к эксперименту Стэнли Миллера, результаты которого были опубликованы в 1953 году.

    Эксперимент Миллера, ставший поворотным пунктом в этой области, был предельно прост. Аппарат состоял из двух стеклянных колб, соединенных в замкнутую цепь. В одну из колб помещено устройство, имитирующее грозовые эффекты — два электрода, между которыми происходит разряд при напряжении около 60 тысяч вольт; в другой колбе постоянно кипит вода. Затем аппарат заполняется атмосферой, предположительно существовавшей на древней Земле: метаном, водородом и аммиаком. Аппарат проработал неделю, после чего были исследованы продукты реакции. В основном получилась вязкое месиво случайных соединений; в растворе также было обнаружено некоторое количество органических веществ, в том числе и простейшие аминокислоты — глицин (NH2CH2COOH) и аланин (NH2CH(CH3)COOH).

    Публикация данных эксперимента Миллера вызвала беспрецедентный интерес, и вскоре многие другие ученые стали повторять этот эксперимент. При этом обнаружилось, что видоизменение условий эксперимента дает возможность получать небольшое количество других аминокислот. Однако повторить эксперимент было сложно, и многие результаты были получены только после множества безрезультатных попыток.

    Сообщалось о том, что в процессе экспериментов возникли основные компоненты, необходимые для жизни. Так, в широко распространенном учебнике биохимии Ленинджера (Lehninger, 1970) говорится, что в ходе экспериментов были получены представители всех важнейших типов молекул, имеющихся в клетках. Это утверждение абсолютно неверно, так как из многих биохимических веществ, имеющихся в клетках, только два подобны тем, что получены в экспериментах типа миллеровских — это глицин и аланин. Но и они были представлены в очень малых концентрациях. К тому же в ходе экспериментов ни разу не были получены нуклеиновые кислоты, протеин, липид и полисахарид — более 90% веществ, составляющих живую клетку.

     

     

     

    2. Происхождение жизни по А.И. Опарину

     

    Согласно гипотезе советского ученого А. И. Опарина о происхождении жизни на Земле, в воде было растворено огромное количество химических веществ, которые, вступая между собой в различные реакции на протяжении миллиардов лет, привели к образованию органического вещества.

    Гипотеза А.И.Опарина о возникновении жизни на Земле опирается на представление о постепенном усложнении химической структуры и морфологического облика предшественников жизни (пробионтов) на пути к живым организмам. На стыке моря, суши и воздуха создавались благоприятные условия для образования сложных органических соединений. В концентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот могут образовываться сгустки подобно водным растворам желатина. А.И.Опарин назвал эти сгустки коацерватными каплями или коацерватами.

    Труды А.И.  Опарина посвящены изучению биохимических основ переработки растительного сырья, вопросам действия ферментов в живом организме и проблеме возникновения жизни на Земле. Его работы заложили основы технической биохимии СССР. Исследуя действия ферментов в различных растениях, А.И.  Опарин пришел к выводу, что в основе технологии ряда производств, имеющих дело с сырьем растительного  происхождения, лежит биологический катализ.

    В результате многочисленных исследований А.И.Опариным были разработаны рациональные биохимические основы для технологии производства сахара, хлеба, чая, вина, табака. Предложенные им научные принципы технологии широко используются в пищевой промышленности. Режим длительного хранения сахарной свеклы позволил удлинить сезон работы сахарных заводов в полтора раза. Биохимический контроль на чайных фабриках обеспечивает получение чая более высокого качества.

    Правильные методы определения свойств муки и составления мучных смесей широко применяются в хлебопечении. А.И. Опарин создал новое направление в области учения о ферментах, исследующее действие ферментов в живой клетке; его теория обратимости ферментативных реакций в живых растениях позволяет объяснить ряд физических и хозяйственно важных особенностей у культурных растений (их сахаристость, скороспелость, засухоустойчивость и др.).

    Разрабатывая теоретические основы биологии, А.И. Опарин выдвинул теорию возникновения жизни на Земле. На основе фактических материалов из области астрономии, химии, геологии и биологии А.И. Опарин предложил гипотезу развития материи, объясняющую возникновение жизни на Земле. Проблему происхождения жизни он рассматривал с материалистической позиции и объяснял возникновение жизни как определенный и закономерный качественный этап в историческом развитии материи.

    А.И. Опарин полагал, что первоначально имело место образование белковоподобных соединений, комплексных коллоидных систем «коацерватов» и затем первичных живых тел.

    Белково-коацерватная теория Опарина

    Основным ее постулатом было то, что спонтанно возникавшие в первичном «бульоне» белковоподобные соединения объединялись» в коацерватные капли — обособленные коллоидные системы (золи), плавающие в более разбавленном водном растворе. Это давало главную предпосылку возникновения организмов — обособление некой биохимической системы от окружающей среды, ее компартментализацию.

    Так как некоторые белковоподобные соединения коацерватных капель могли обладать каталитической активностью, то появлялась возможность прохождения биохимических реакций синтеза внутри капель — возникало подобие ассимиляции, а значит, роста коацервата с последующим его распадом на части — размножением. Ассимилирующий, растущий и размножающийся делением коацерват рассматривался как прообраз живой клетки (см. рис. 1).

    Все было хорошо продумано и научно обосновано в теории, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путем случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам?

    112314 2117 2 ТЕОРИЯ ОПАРИНА ХЭЙЛДЕНА О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЖИЗНИ


    Схематическое представление пути происхождения жизни согласно белково-коацерватной теории А.И. Опарина

    Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения — внутри коацервата и в поколениях — единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур.

     

     

    Заключение

     

    В фундаментальных положениях теории химической эволюции найдены ошибки. Теория не объясняет ни происхождения подавляющего большинства аминокислот, ни происхождения нуклеиновых кислот, их саморепликации и способности собирать протеины из аминокислот с помощью генетического кода. Не более удачно и объяснение того, как из всех этих компонентов образовалась клетка, как в ней возникли метаболические процессы. Концепция первобытного бульона больше не считается научной, а относится, скорее, к мифологии. У нее нет ни серьезной теоретической основы, ни достаточного экспериментального подтверждения. Но почему же эта теория до сих пор печатается в учебниках и изучается в школах и колледжах?

    Ответ таков: эволюционистам необходима вера в теорию химической эволюции, поскольку они исключили из своих допущений возможность бытия Бога. Но Второй закон термодинамики, приложенный к теории информации, требует, чтобы существовал Логос — источник генетической информации. В основе эволюционистских убеждений лежит материалистическое объяснение происхождения жизни; и эволюционисты глядят слепыми глазами на очевидный замысел, существующий в природе.

    А. И. Опарин, выдвинув ряд тезисов в 30 годах, пытался доказать случайность и спонтанность возникновения живой клетки, но его труды не увенчаются успехом и он будет вынужден признаться: «К сожалению происхождение клетки является самым туманным вопросом, охватывающим теорию эволюции в целом.»

    Однако до этого момента ему удалось убедить большинство западных ученых, веривших в натуралистическую дарвиновскую теорию происхождения видов.

    Работы А.И. Опарина по этому вопросу переведены на многие языки народов мира. В 1950 году А.И. Опарин  совместно с другими был удостоен премии имени А.Н.Баха и имени И.И.Мечникова, а в 1974 году — Ленинской премии. За заслуги в области науки он также награжден 5 орденами Ленина, двумя другими орденами, иностранными орденами и медалями.

     

    Список ЛИТЕРАТУРЫ

     

  3. Белоцерковский О.М., Опарин А.И. Численный эксперимент в турбулентности от порядка к хаосу. РАН 2-е, доп. изд.- М.: Наука, 2000.-223с.
  4. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания.–М.: Гардарики, 2002.
  5. Опарин А.И.Возникновение жизни на Земле. 3-е перераб. изд.-М.: АН СССР, 1957.-458с.
  6. Опарин А.И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. Ин-т биохимии. — М.: АН СССР, 1968.-174с.
  7. Тутуков А.В. Происхождение планетных систем. //ЗиВ, 1999.- N 6. — С. 17-24.
  8. Гиндилис Л.М. SETI в России: последнее десятилетие ХХ века. //ЗиВ, 2000. N 5. — С. 39-48; N 6. — С. 64-72.
  9. Лефевр В.А., Ефремов Ю.Н. Космический разум и черные дыры: от гипотезы к научной фантастике. //ЗиВ, 2000. — N 5. — С. 69-83.
  10. Левитан Е.П., Филиппова Л.Н. К обучению астрономии через педагогику SETI. //ЗиВ, 2000. — N 6. — С. 73-82.
  11. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания.–Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.
  12. Язев С.А. Почему же все-таки молчит космос? // ЗиВ, 1998. — N 1. — С. 65-71.
<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.92MB/0.00038 sec

WordPress: 23.06MB | MySQL:116 | 1,520sec