Биохимическая теория.

Первую научную теорию относительно происхождения живых организмов на Земле создал советский биохимик А.И. Опарин (1894–1980). В 1924 г. он опубликовал работы, в которых изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции соединений углерода во Вселенной.

По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

· Возникновение органических веществ.

· Образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.).

· Возникновение примитивных самовоспроизводящихся организмов.

Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных учёных. Земля возникла около пяти миллиардов лет назад; первоначально температура её поверхности была очень высокой (4000 — 8000ºС). По мере её остывания образовались твёрдая поверхность (земная кора — литосфера).

Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 100ºС, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время, в соответствии с представлениями А.И. Опарина, состоялся абиогенный синтез, то есть в первоначальных земных океанах, насыщенных разными простыми химическими соединениями, «в первичном бульоне» под влиянием вулканического тепла, разрядов молний, интенсивной ультрафиолетовой радиации и других факторов среды начался синтез более сложных органических соединений, а затем и биополимеров. Образованию органических веществ способствовало отсутствие живых организмов — потребителей органики — и главного окислителя — кислорода. Сложные молекулы аминокислот случайно объединялись в пептиды, которые, в свою очередь, создали первоначальные белки. Из этих белков синтезировались первичные живые существа микроскопических размеров.

Наиболее сложной проблемой в современной теории эволюции является превращение сложных органических веществ в простые живые организмы. Опарин полагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. По-видимому, белковые молекулы, притягивая молекулы воды, образовывали коллоидные гидрофильные комплексы. Дальнейшее слияние таких комплексов друг с другом приводило к отделению коллоидов от водной среды (коацервация). На границе между коацерватом (от лат. coacervus — сгусток, куча) и средой выстраивались молекулы липидов — примитивная клеточная мембрана. Предполагается, что коллоиды могли обмениваться молекулами с окружающей средой (прообраз гетеротрофного питания) и накапливать определённые вещества. Ещё один тип молекул обеспечивал способность к самовоспроизведению. Система взглядов А.И. Опарина получила название «коацерватная гипотеза».

Теория была обоснована, 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? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения — внутри коацервата и в поколениях — единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур. В конце своей жизни в итоговой статье, опубликованной (посмертно) в журнале «Вопросы философии», академик Опарин сочувственно процитировал один из вариантов известной «теоремы о бесконечных обезьянах»: вероятность случайного первичного возникновения ДНК не больше того, как если бы «обезьяна, случайно ударяя по клавишам пишущей машинки, написала трагедию Шекспира “Гамлет”». Академик П.Л. Капица в своё время писал: «Оставив в стороне вопрос о том, как найти ту обезьяну, которая напишет нам “Гамлета”, простой математический подсчет вероятного числа четвероруких, при котором одно из них напечатает “Гамлета”, легко поддаётся определению: оказывается, что для перепечатывания не всей пьесы, но только одной её страницы, необходимо число обезьян, превосходящее число атомов во Вселенной» [1]. В 1966 г. немецкий биохимик Шрамм подсчитал вероятность случайного сочетания 6000 нуклеотидов в РНК-вирусе табачной мозаики: 1 шанс из 102000. Отметим, что математики считают вероятность события меньше 1 из 1050 равной нулю — то есть нужно говорить не о вероятности, а о невероятности. Поэтому в настоящее время гипотеза случайного соединения аминокислот не пользуется особым признанием.

Перейти на страницу: 1 2

Другое по географии

Сравнительный анализ Уральского и Приволжского федеральных округов
Современные показатели перехода России к рыночным отношениям показывают необходимость анализа развития каждого федерального округа РФ в отдельности. Каждый регион обладает определенным набором ресурсов, который сос ...