Теория на Опарин

Първата добре обоснована абиогенна теория е представена през 1923 г. от руския академик Опарин. Основната идея на тези теория било предположението, че зараждането на живота е дълъг процес на създаване на жива материя е недрата на неживата Разнообразието от прости съединения в атмосферата и протоокеана, облъчвани обилно от външна енергия продължително време довели до образуването на "първичен бульон", в който възникнали по-сложни органични съединения и техни конгломерати във вид на "коацерварни капки".

Опарн приема, че животът се е появил след дълга еволюция на материята. Тази еволюция може да се раздели на 5 етапа:

1. Образуване на планетата Земя с обвивка от газове (атмосфера), които са могли да осигурят необходимите суровини за възникването на живота.
2. Синтез на биологични мономери - аминокиселини, захари и азотни бази.
3. Полимеризация на мономерите в примитивни белтъци и нуклеинови киселини във водна среда.
4. Обособяване на коацервати и оформянето им в пробионти със собствени химични реакции
5. Развитие на възпроизвеждащ механизъм, който да осигури на дъщерните клетки всички химични и матаболитни способности на майчината клетка.

Първи етап

Слънчевата система се е образувала от облак, който се състоял от студен газ, прах и други частици. Поради центробежната сила на въртене този облак се сплескал и в центъра се образувало първичното Слънце, а около него на различни разстояния - планетите на Слънчевата система.

Центробежната сила на въртене довела не само до уплътняване на студения облак, но и до неговото нагорещяване. Комбинацията от висока температура и слаба гравитация причинила загубата на повечето от летливите съставки на първичната атмосфера на Земята в космическото пространство. Поради отделената топлина при уплътняването на Земята се обособили земното ядро, мантията и земната кора. В началото земната кора била тънка, изградена главно от съединенията Si, Fe, Ca, Mg, Na, K, както и от някои органични вещества. Активната вулканична дейност с газови изригвания довела до образуването на вторичната атмосфера от водород, метан, амоняк, водни пари, редки и благородни газове и други елементи, някои от които са могли да бъдат катализатори на химичните процеси.



Животът такъв, какъвто го познаваме, не е могъл да възникне без свободна вода. Отделилата се от вътрешността на Земята при вулканичната дейност вода започнала да се кондензира. Завалели приливни горещи дъждове и започнало образуването на океаните и моретата.

Амонякът, въглеродният диоксид, циановодородната киселина от атмосферата, както и солите на другите вещества, измивани от повърхността на Земята, се разтваряли в горещата дъждовна вода и се натрупвали във водните басейни. Вторичната примитивна атмосфера на Земята не съдържала молекулен кислород, което според английския биохимик Джон Холдейн е необходимо условие за възникването на живота от неживата органична материя.

Втори етап

Натрупаната вода и разтворените в нея химични съединения облекчили протичането на реакции между веществата - разпадането на едни и образуването на нови. Като се основал на теоретични съображения, А. Опарин предположил, че органичните вещества се създават в океана от по-прости съединения, като необходимата енергия за това се получава от интензивната слънчева радиация, топлинната енергия на земните недра и електричните изпразвания. Под влияние на слънчевата светлина и по-специално на ултравиолетовите лъчи се извършва фотолиза на океанската вода. Водородът излита в космичното пространство, а намиращите се във водата въглеводороди се окисляват от кислорода до алдехиди, кетони, алкохоли и органични киселини. Те от своя страна влизат със взаимодействие с амоняка и се оформят още по-сложни органични съединения, съдържащи и азот. Образуват се основните мономери - някои аминокиселини (които са основа на белтъците), някои азотни бази (които са съставки на НК), някои захари (например рибозата) и техните фосфати, както и прости азотсъдържащи молекули като порфирините (важна съставка на ензимите).

Трети етап

Мономерните единици в първичния океан имали големи възможности за химични превръщания и реакции. В резултат от тези реакции мономерите се свързват в сложни макромолекули, като от аминкиселините се получават високомолекулни полимер, близки до белтъците, а мононуклеотидите полимеризират до молекули от типа на НК.

Образуват се сложни макромолекули, които са най-важната съставка на "първичния океан".

Четвърти етап

Според Опарин решаваща роля за превръщането на неживото в живо са изиграли аминокиселинните полимери. Благодарение на амфотерността на белтъчната молекула, те са способни да образуват колоидни хидрофилни комплекси, които привличат към себе си водни молекули, образуващи обвивка (мембрана). Едно от най-важните качества на колоидните разтвори е че те могат да преминават във състояние, наречено коацерват (сливане на колоидните комплекси един с друг и отделяне на колоида от водната среда).



Колоидните коацервати могат да обменят с околната среда вещества и избирателно да натрупват различни съединения. Разнообразният състав на първичния океан (бульона) е предпоставка за разнообразнието в химичния състав на коацерватите. Предполага се, че самите коцервати и влизащите в тях вещества са участвали в по-нататъшни химични реакции, като при това коацерватите са поемали йони на метали и са се образували ензими. На границата между коацерватната капка и околната среда са натрупали липидни молекули, което довело до образуването на примитивна обвивка (мембрана). Такава продължителна последователност от събития довела до възникването на примитивна клетка - пробионт.

Границата между двата етапа - етапа на чисто химичната еволюция и етапа на самоорганизацията на биологичните макромолекули е твърде условна.

Пети етап

При развитието на пробионите се зародила способността им да предават информация, което осигурява големи предимства на сложните макромолекулни комплекси и довежда до образуването на огромния информационен капацитет на живите клетки. Генетичният код се е формирал вероятно нивото на пробинтите - следващото равнище на биохимичната еволюция. Пробионитете са имали ограничени възможности "да разнообразят своите свойства", като синтезират органични вещества от неорганични чрез използване на слънчевата светлина.



През 1977 г. американският биохимик К. Уолз оповести резултати от свое изследване като откритие на първата форма на живот. В горещите води на Йолоустнския парк той открива микроорганизми, които се хранят с въглероден диоксид и отделят метан. Засега е общоприето, че пробионтите са имали белезите на йолоустонските произвеждащи метан бактарии и са живели без кислород, чрез ферментация.

Очевидно е, че същинският живот започва с появата на клетките. Биологичните мембрани спомагат за обединяването на различните огранели в едно цяло. Образува се истинската основа на живота, която бележи скок в еволюцията.

Веднъж възникнал на Земята, животът е изменил планетата и е унищожил условията, които са направили възможна първоначалната му поява.

Добави коментар

Трябва да сте регистриран потребител, за да коментирате материалите.

Коментари

Няма добавени коментари.