2. Partea principală
2.1 Ipoteza lui Oparin despre originea vieții pe Pământ
2.2 Punctele tari și punctele slabe ale conceptului
4. Literatura utilizată
Viața este atât de clară și, în același timp, atât de misterioasă pentru fiecare persoană care gândește. Se pare că sensul acestui cuvânt ar trebui să fie clar și neechivoc pentru toate timpurile și pentru toate popoarele. Cu toate acestea, știm că timp de multe secole părerile despre originea vieții s-au schimbat și au fost exprimate un număr mare de ipoteze și concepte diferite. Unele dintre ele au fost utilizate pe scară largă și dominate în diferite perioade de dezvoltare a științelor naturale.
Unul dintre principalele obstacole care au stat la începutul secolului XX. pe drumul spre rezolvarea problemei apariției vieții, a existat în știință și bazat pe experiența zilnică convingerea că între compuși organici și anorganici nu există nici o relație. Până la mijlocul secolului XX. mulți oameni de știință au crezut că compușii organici pot apărea numai într-un organism viu, biogenic. De aceea, ei erau numiți compuși organici, spre deosebire de substanțele de natură neînsuflețită - minerale, numite compuși anorganici. Se credea că natura substanțelor anorganice este complet diferită și, prin urmare, apariția chiar și a celor mai simple organisme din substanțe anorganice este fundamental imposibilă. Cu toate acestea, după ce primul compus organic a fost sintetizat din elemente chimice obișnuite, conceptul de două esențe diferite de substanțe organice și anorganice sa dovedit a fi inutil. Ca urmare a acestei descoperiri, chimia organică și biochimia au apărut ca procesele chimice de studiu în organismele vii.
În plus, această descoperire științifică a permis crearea unui concept de evoluție biochimică, conform căruia viața pe Pământ a apărut ca urmare a proceselor fizice și chimice. Baza inițială a acestei ipoteze a fost date privind similitudinea substanțelor care alcătuiesc plantele și animalele, precum și posibilitatea laboratorului de a sintetiza substanțele organice care alcătuiesc proteina.
2.1. Ipoteza AI Oparin despre originea vieții pe Pământ
În 1924, omul de știință rus Alexander Ivanovich Oparin a formulat pentru prima dată principalele prevederi ale conceptului evoluției prebiologice.
Apariția vieții el a privit ca un singur proces natural, care a constat din încasările în condițiile evoluția timpurie chimice originale Pământ, au scăzut treptat, la un nou nivel - evoluție biochimice. Esența ipotezei a rămas la următoarele: originea vieții pe Pământ este un proces evolutiv lung de formare a materiei vii în intestinul neînsuflețit. Și acest lucru sa întâmplat prin evoluția chimică, ca urmare a faptului că cele mai simple substanțe organice au fost formate din substanțe anorganice sub influența factorilor fizici și chimici puternici.
Având în vedere problema apariției vieții prin evoluție biochimică, Oparin distinge trei etape ale tranziției de la materie neînsufrată la viață:
1) etapa de sinteză a compușilor organici inițiali din substanțe anorganice în condițiile atmosferei primare a Pământului timpuriu;
2) etapa de formare a biopolimerilor, lipidelor, hidrocarburilor în compușii organici acumulați în rezervoarele primare ale Pământului;
3) stadiul autoorganizării compușilor organici complexi, apariția pe baza lor și perfecționarea evolutivă a proceselor de schimb de substanțe și reproducerea structurilor organice, având ca rezultat formarea celei mai simple celule.
În prima etapă, cu aproximativ 4 miliarde de ani în urmă, când Pământul era lipsit de viață, s-au produs sinteze abiotice ale compușilor carbonici și evoluția lor prebiologică ulterioară. Pentru această perioadă a evoluției Pământului, au fost caracteristice numeroase erupții vulcanice cu eliberarea unei cantități uriașe de lavă fierbinte. Pe măsură ce planeta sa răcit, vaporii de apă care se aflau în atmosferă s-au condensat și au căzut pe Pământ cu ploi torențiale, formând spații uriașe de apă. Pe măsură ce suprafața Pământului era încă fierbinte, apa se evaporă și, apoi, răcind în straturile superioare ale atmosferei, a căzut din nou pe suprafața planetei. Aceste procese au durat multe milioane de ani. Astfel, diferite săruri au fost dizolvate în apele oceanului primar. În plus, a inclus compuși organici: zaharuri, aminoacizi, baze azotate, acizi organici și altele asemenea. formate continuu în atmosferă sub influența radiației ultraviolete, a temperaturii înalte și a activității vulcanice active.
Oceanul primar a conținut probabil molecule organice și anorganice dizolvate care au intrat în atmosferă și straturi de suprafață ale Pământului. Concentrația compușilor organici a crescut constant și, în cele din urmă, apele oceanice au devenit un "bulion" de substanțe proteice - peptide.
În a doua etapă, cel puțin, să atenueze condițiile în lume, prin expunerea la descărcare chimice amestec ocean primar electric, căldură și raze ultraviolete au făcut posibilă formarea de compuși organici complecși - biopolimeri, și nucleotide, care sunt combinate în mod progresiv și complicate, transformat în protobionts (strămoși precellular organisme vii). Rezultatul evoluției substanțelor organice complexe a fost apariția coacervatelor sau a picăturilor coacervate.
Coacervatele sunt complexe ale particulelor coloidale, ale căror soluții sunt împărțite în două straturi: un strat bogat în particule coloidale și un lichid aproape fără ele. Coacervatele au capacitatea de a absorbi diferite substanțe dizolvate în apele oceanului primar. Ca urmare, structura internă a coacervatelor sa schimbat, ceea ce a condus fie la dezintegrarea lor, fie la acumularea de substanțe, i. E. la creșterea și schimbarea compoziției chimice, ceea ce le sporește stabilitatea în condițiile în continuă schimbare. Teoria evoluției biochimice privește coacervatele ca sisteme prebiotice, care sunt grupuri de molecule înconjurate de o membrană apoasă. Coacervatele s-au dovedit a fi capabile să absoarbă din mediul extern diferite substanțe organice, care au asigurat posibilitatea unui metabolism primar cu mediul.
În a treia etapă, după cum a sugerat Oparin, selecția naturală a început să funcționeze. În masa picăturilor coacervate s-au selectat coacervate care sunt cele mai rezistente la condițiile de mediu date. Procesul de selecție se desfășoară de mulți milioane de ani, lăsând doar o mică parte din coacervate. Cu toate acestea, picăturile coacervate rămase au capacitatea de metabolizare primară. Și metabolismul este prima proprietate a vieții. În același timp, atingând o anumită dimensiune, căderea maternă s-ar putea dezintegra în fiica, care a păstrat caracteristicile structurii mamă. Astfel, putem vorbi despre achiziționarea de către coacervate a proprietății de autoproducere - unul dintre cele mai importante semne ale vieții. De fapt, în această etapă, coacervatele s-au transformat în cele mai simple organisme vii.
Dezvoltarea ulterioară a acestor structuri prebiologice a fost posibilă numai dacă procesele de schimb și energie din interiorul coacervatului devin mai complicate. O izolare mai permanentă a mediului intern de la influențele externe ar putea fi asigurată numai de membrană. În jurul coacervatelor, bogate în compuși organici, au apărut straturi de lipide, care separă coacervatul de mediul acvatic din jur. În procesul de evoluție, lipidele s-au transformat într-o membrană exterioară, care a crescut semnificativ viabilitatea și stabilitatea organismelor.
In protocell cum ar fi coacervates sau microsfere au reacție nucleotide de polimerizare, în timp ce ei au format Protogenes - gena primară capabilă să catalizeze apariția unei anumite secvențe de aminoacizi - primă proteină. Probabil prima astfel de proteină a fost precursorul unei enzime care a catalizat sinteza ADN sau ARN. Acele protoceluri, în care a apărut mecanismul primitiv al eredității și sintezei proteinelor, s-au împărțit rapid și au luat în sine toate substanțele organice ale oceanului primar. În acest stadiu exista deja o selecție naturală a ratei de reproducere; orice îmbunătățire a biosintezei a fost preluată, iar protocoalele noi au eliminat toate cele anterioare.
Reprezentarea schematică a originii vieții conform teoriei coacervatei proteine Oparin
Conceptul dual modern al supusului primitiv și generarea spontană a vieții vine din teoria lui Oparin-Haldane despre originea vieții.
Experimentul lui Miller, care a devenit un punct de cotitură în acest domeniu, a fost extrem de simplu. Aparatul a constat din două baloane de sticlă conectate într-un circuit închis. Unul dintre becuri conține un dispozitiv care simulează efectele de trăsnet - doi electrozi între care apare o descărcare la o tensiune de aproximativ 60.000 de volți; într-un alt balon, apa se fierbe constant. Apoi, dispozitivul este umplut cu atmosfera, probabil existând pe vechiul Pamant: metan, hidrogen si amoniac. Dispozitivul a funcționat timp de o săptămână, după care au fost investigate produsele de reacție. În general, a fost obținut un amestec vâscos de compuși aleatori; în soluție sunt, de asemenea, un număr de compuși organici au fost găsite, inclusiv cel mai simplu aminoacid - glicină (NH2CH2COOH) și alanină (NH2CH (CH3) COOH).
Publicarea datelor experimentului Miller a provocat un interes fără precedent și, în curând, mulți alți oameni de știință au început să repete acest experiment. S-a constatat că modificarea condițiilor experimentale face posibilă obținerea unei cantități mici de alți aminoacizi. Cu toate acestea, repetarea experimentului a fost dificilă și multe rezultate au fost obținute numai după o serie de încercări nereușite.
Sa raportat că în procesul de experimentare au apărut componentele de bază necesare vieții. Astfel, într-un manual larg distribuit al biochimiei lui Lehninger (Lehninger, 1970) se spune că în timpul experimentelor s-au obținut reprezentanți ai tuturor celor mai importante tipuri de molecule găsite în celule. Această afirmație este complet incorectă, deoarece din numeroasele substanțe biochimice prezente în celule, doar două sunt similare cu cele obținute în experimentele de tip Miller de tip glicină și alanină. Dar au fost prezentate și în concentrații foarte mici. În plus, în timpul experimentelor, acizi nucleici, proteine, lipide și polizaharide nu au fost niciodată primite - mai mult de 90% din substanțele care alcătuiesc celula vie.
2.2 Punctele tari și punctele slabe ale conceptului
Popularitatea conceptului lui Oparin în lumea științifică este foarte mare. Ucenicii și urmașii săi continuă cercetarea în această direcție. Dar acest concept are atât puncte forte, cât și puncte slabe.
Punctul forte al conceptului este suficient de studiu experimental precis al evoluției chimice, conform căreia originea vieții este rezultatul firesc al evoluției prebiotic al materiei. Un argument convingător în favoarea acestui concept este și posibilitatea verificării experimentale a principalelor sale prevederi. Aceasta nu este doar o reproducere în laborator a presupuselor condițiile fizice și chimice ale primare Pământului, dar, de asemenea, coacervates simulează strămoșii precellular și caracteristicile lor funcționale.
O slăbiciune a conceptului este imposibil de a explica momentul saltului de compuși organici complecși în organismele vii, de fapt, nici unul dintre set de experimente pentru a obține o viață și nu a reușit. În plus, Oparin a permis posibilitatea autoreproducției coacervatelor în absența sistemelor moleculare cu funcțiile unui cod genetic. Cu alte cuvinte, fără reconstrucția evoluției mecanismului de ereditate, procesul de salt de la neînsuflețit la viață nu poate fi explicat. Prin urmare, se consideră astăzi că a rezolva cele mai complexe probleme în biologie, fără a invoca conceptul de sisteme catalitice deschise, biologie moleculara si cibernetica nu va funcționa
În opera mea, consider teoria lui AI Oparin despre originea vieții pe Pământ. În știința modernă, știm un număr mare de concepte despre originea vieții pe Pământ, dar, cu toate acestea, popularitatea conceptului de Oparin în lumea științifică este foarte mare.
AI Oparin, înaintând o serie de rezumate în 30 de ani, a încercat să demonstreze producerea unui accident și spontaneitate a unei celule vii, dar eforturile sale nu au avut succes, iar el a fost nevoit să admită: „Din păcate, originea celulei este întrebările cele mai obscure care acoperă teoria evoluției în ansamblu“ .
Cu toate acestea, până în acest moment, el a reușit să convingă majoritatea oamenilor de știință occidentali care au crezut în teoria naturalistă darwinistă a originii speciilor.
Rezumând, putem spune că în problema apariției vieții pe Pământ, multe rămân neclare și incerte. Această problemă este departe de soluția sa finală.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: