7.3. В чём состоит сущность теории биохимической эволюции?

Академик А.И. Опарин явился основоположником современной модели зарождения жизни на Земле – теории биохимической эволюции. Зарождение жизни рассматривается как ЕСТЕСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС, который проходил в особых условиях, отсутствующих сейчас на Земле. Ключевыми положениями этой теории являются:

1. АБИОГЕННЫЙ СИНТЕЗ органических соединений из неорганических и накопление «первичного бульона» в океане;

2. КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ органических веществ, образование белков и других биополимеров;

3. КОАЦЕРВАЦИЯ – образование, укрупнение и усложнение белковых коллоидных гидрофильных комплексов (коацерватов), по существу – предшественников биологических клеток;

Опарин высказал мнение, что В УСЛОВИЯХ ПЕРВИЧНОЙ АТМОСФЕРЫ Земли, значительно отличающейся от нынешней, мог протекать синтез всех необходимых для зарождения жизни веществ – прежде всего, в океане. В далекие геологические эпохи условия на поверхности Земли резко отличались от современных. Первичная атмосфера состояла преимущественно ИЗ АММИАКА, ВОДЫ, МЕТАНА, УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА. Отсутствие кислорода придавало ей восстановительные свойства, что облегчало синтез и сохранность органических веществ.

Через атмосферу легко проникало коротковолновое солнечное УФ-излучение. Иными были и температурные условия – в насыщенной водяными парами атмосфере шли электрические разряды. Именно в таких условиях и мог произойти абиогенный синтез органических соединений. В океанах постепенно накопились органические вещества и образовался, по выражению Опарина, «первичный бульон», в котором затем возникла жизнь.

Гидросфера Земли, включающая Мировой океан, возникла из паров мантийного материала. Первые порции конденсированной воды на Земле имели повышенную кислотность. Они представляли собой раствор с высоким содержанием ионов галогенов (фтор, хлор, бром, иод) которые и сейчас присутствуют в морской воде.

Но главный вопрос – механизм перехода от неживого к живому – теория Опарина все же оставила открытым. Предполагалось, что главная роль принадлежала белкам – они образовывали капли-коацерваты.

Эти структуры могли обмениваться веществами с окружающей средой и накапливать различные соединения. Различие состава коацерватов открывало возможности для биохимического естественного отбора. В самих каплях происходили дальнейшие химические превращения попавших туда веществ. На границе капель с внешней средой выстраивались молекулы жиров (липиды), образуя примитивную мембрану – защитную оболочку.

При включении в коацерват или при образовании внутри него первой молекулы, способной к самовоспроизведению тем или иным путем, появлялась первая клеткоподобная структура. Коацерватные капли могли расти и даже размножаться – капли, ставшие большими, делились на две или больше частей. Такие образования А.И. Опарин называет «протобионтами», т.е. предшественниками живых организмов.

Рост размеров коацерватов и их деление могли привести к образованию идентичных копий коацерватов. Они также поглощали компоненты окружающей среды, и процесс продолжался. Таким путем мог возникнуть первый гетеротрофный организм, использовавший для питания органические вещества «первичного бульона».

Таким образом, ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ произошли ОТ НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ (абиогенный процесс), причем биологической эволюции предшествовал длительный период химической эволюции – период образования и усложнения молекул органических соединений.