Возникновение жизни

 

Данная биохимическая  концепция является современным  взглядом на происхождение жизни  на планете Земля. По – другому ее еще называют «Коацерватная теория Опарина – Холдейна».

Теория биохимической  эволюция была впервые выдвинута  советским биохимиком А.И.Опариным в 1924 году. Эта концепция доказывает, что жизнь на Земле является закономерным результатом химической революции, соединений углерода во Вселенной.

Есть несколько этапов процесса возникновения жизни на нашей планете:

1. Возникновение органических веществ.

2. Образование из простых органических веществ биополимеров и образование коацерватных капель.

3. Образование полинуклеотидов (ДНК, РНК)

4. Возникновение простейших, примитивных, самовоспроизводящихся организмов.

В далеком прошлом, около 4.5 млрд. лет назад, предположительно учеными, планета Земля была очень  горячей, 4000—8000°С. По мере остывания  углерод и другие металлы конденсировались и образовывали земную кору. В ее состав входят соединения алюминия, кальция, железа, магния, натрия, калия и других элементов. В результате вулканической  деятельности, непрерывных подвижек коры и сжатия, вызванного охлаждением, на Земле образовывались складки  и возвышения. Легкие газы — водород, гелий, азот, кислород и аргон —  уходили из атмосферы, так как  гравитационное поле планеты не могло  их удерживать. Однако простые соединения - вода, аммиак, диоксид углерода и  метан, цианистый водород – удерживались у Земли.

При остывании Земли на поверхности происходило конденсирование паров воды, что привело к появлению водного океана. Под воздействием различных видов энергии из простых соединений образовались более сложные органические вещества, а затем и биополимеры. Отсутствие в атмосфере кислорода было необходимым условием образования органических веществ. Это предположение подтверждается результатами лабораторных опытов, показавшими, что органические вещества гораздо легче создаются в отсутствии кислорода.

 

По мнению Опарина, разнообразие простых соединений океана, большая  площадь поверхности Земли, доступность  энергии и большой промежуток времени показывают, что в океане постепенно происходило накопление органических веществ, что в итоге  могло привести к образованию  «первичного бульона», в котором  могла бы возникнуть жизнь.

 

Опарин полагал, что важную роль в переходе из неживого в живое принадлежит белкам. Благодаря своим свойствам белковые молекулы притягивают к себе молекулы воды, которые создают вокруг них оболочку. Эти комплексы могут обособляться от всей массы воды и сливаться друг с другом, приводя к образованию коацерватов. Разнообразие состава «первичного бульона» в разных местах вело к различиям в химическом составе коацерватов и поставляло таким образом материал для «биохимического естественного отбора».

Коацерваты обладали способностью поглощать различные вещества из окружающей их водной среды. Включение  в их состав ионов металлов привело  к образованию ферментов.

На границе между коацерватами и внешней средой выстраивались  молекулы липидов, что привело к  образованию примитивной клеточной  мембраны, обеспечивающей коацерватам  стабильность. В результате включения  в свой состав нуклеиновой кислоты, а также благодаря внутренней  перестройке, приведшей к появлению  ферментов, из покрытого липидной оболочкой  коацервата могла возникнуть примитивная  клетка, обладающая свойствами живого.

Поглощение из «первичного  бульона» новых веществ способствовало увеличению размеров коацерватов и их фрагментации, что приводило, возможно, к образованию идентичных коацерватов, т.е. к их «размножению». В ходе такой предположительной последовательности событий и должен был возникнуть примитивный самовоспроизводящийся гетеротрофный организм, питавшийся органическими веществами «первичного бульона».

 

Таким образом, жизнь на Земле  могла возникнуть при следующих  условиях: наличие определенных химических веществ, отсутствие газообразного  кислорода, наличие источников энергии  и безгранично долгое время.

 

Система взглядов А.И. Опарина  получила название коацерватной гипотезы.

 

К аналогичным рассуждениям и выводам независимо от Опарина  пришел в 1929 г. Ученый Дж. Б. Холдейн, в связи с чем в настоящее время эта гипотеза возникновения жизни называется коацерватной гипотезой Опарина—Холдейна.

В 1947 г. Английский ученый Джон Бернал сформулировал гипотезу биопоэза. Дж. Бернал считает, что формирование жизни на Земле шло в три этапа:

            абиогенное возникновение органических веществ;

формирование биополимеров;

развитие мембранных структур и первых организмов.

Но все же важнейшей  биохимической гипотезой происхождения  жизни на Земле является коацерватная гипотеза Опарина—Холдейна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теория стационарного состояния.

 

Согласно теории стационарного  состояния жизнь на планете Земля  существовала всегда. Со временем она, конечно же, претерпевала какие –  либо изменения. Все живые существа, бактерии, микроорганизмы и прочее существовали на нашей планете всегда. Изменения, касающиеся живых существ, имели лишь два характера: либо это  было вымирание вида, либо изменение  численности.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определённых ископаемых остатков может  указывать на время появления  или вымирания того или иного  вида, и приводят в качестве примера  представителя кистеперых рыб –  латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода, 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что, только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, её немногочисленные сторонники интерпретируют появление какого-либо ископаемого вида в определённом пласте и объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении.

Однако гипотеза стационарного  состояния в корне противоречит данным современной астрономии, которые  указывают на конечное время существования  любых звёзд и, соответственно, планетных  систем вокруг звёзд. По современным  оценкам, основанным на учете скоростей  радиоактивного распада, возраст Земли, Солнца и Солнечной системы исчисляется ~4,6 млрд лет. Поэтому эта гипотеза обычно не рассматривается академической наукой.

Приверженцами данной гипотезы были немецкий ученый Прейер, основоположник этой теории, и академик Вернадский. Другое название теории стационарного состояния – гипотеза этернизма.

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

 

 В.Н. Пармон. Новое в теории появления жизни, «Химия и жизнь» №5, 2005.

В.Н. Снытников. Астрокатализ как стартовый этап геобиологических процессов. Жизнь создает планеты? // В кн.: Эволюция биосферы и биоразнообразия. К 70-летию А.Ю. Розанова. М.: КМК, 2006. С. 49-59.

           Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса 11-летней общеобразовательной школы, для базового и повышенного уровней. Н.Д. Лисов, Л.В. Камлюк, Н.А. Лемеза и др. Под ред. Н.Д. Лисова.- Мн.: Беларусь, 2002.- 279 с

           Г.В. Войткевич «Возникновение и развитие жизни на Земле»

          А.И. Опарин «Возникновение жизни»