Опарин пришел к выводу, что белки, образующиеся и растворяющиеся в воде после химических реакций, вызывают образование коллоидов, которые формируют «клейкие пленки».
Основные положения теории Опарина-Холдейна
До сих пор нет четкого ответа на вопрос о происхождении жизни на нашей планете. Одним из первых ученых, осмелившихся ответить на этот вопрос, был советский биолог А. И. Опарин. Своего расцвета он достиг в 1950-х и 1970-х годах, но уже в 1924 году вышла его книга «Происхождение жизни», в которой ученый изложил основные идеи своей гипотезы.
Опарин считал, что живые организмы на планете возникли в результате длительного эволюционного процесса образования живой материи из неживой. Простые органические соединения, образующиеся из неорганических соединений под воздействием факторов окружающей среды и сложных биохимических процессов. Подобные гипотезы были выдвинуты британским биологом Дж. Холдейном в 1929 году.
Таким образом, теория основана на концепции абиогенеза.
Внимание. Если профессор обнаружит плагиат в вашей работе, у вас будут большие неприятности (вплоть до исключения). Если вы не можете написать работу самостоятельно, закажите ее здесь.
Абиогенез — это естественный процесс возникновения жизни из неорганической среды.
Теория Опарина-Холдейна очень популярна и в контексте школьных уроков биологии является основополагающей для объяснения происхождения жизни на Земле. Однако в свете последних научных данных она вызывает много вопросов и кажется несколько устаревшей.
Основные положения, в чем суть, достоинства и недостатки
Согласно теории Опарина, биологической эволюции на Земле предшествовала химическая эволюция, которая предвосхитила образование сложных соединений. Возникновение жизни происходило в определенном порядке:
- образование органических веществ;
- возникновение полимерных соединений;
- зарождение первых, предельно простых организмов, которые могли воспроизводиться.
Жизнь, согласно теории, могла развиваться только в условиях длительно существующей атмосферы, которая сильно отличается от современной, и при отсутствии живых организмов. Эволюция и происхождение жизни согласно теории Опарина:
На ранних этапах своего существования Земля представляла собой раскаленный шар. Она постепенно остывала, и около 4 миллиардов лет назад на ее поверхности образовалась твердая кора.
Вещества из недр планеты извергались и со временем образовали атмосферу. К ним относятся:
- гидрогена;
- метана;
- аммиака;
- двуокиси углерода;
- нитрогена;
- водяных паров.
Образовался первичный океан, в котором начали синтезироваться простые органические молекулы: Аминокислоты, нуклеотиды, сахара, жирные и органические кислоты и спирты. Они накапливаются и образуют «первичный бульон». Энергетическими агентами композиции являются сталь:
- ультрафиолетовое излучение Солнца;
- космическое излучение;
- интенсивные молнии как источник электрических разрядов;
- извержения вулканов.
Затем из простых органических соединений образовались белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Опарин отвел белкам главную роль в дальнейшем процессе. Они образовывали коллоидные гидрофильные комплексы, которые соединялись друг с другом, образуя коацерваты — многомолекулярные органические комки, отделяющиеся от остальной массы воды.
В них попадали органические соединения из внешнего мира, что приводило к синтезу более сложных веществ. Межклеточные мембраны и окружающая среда были разделены молекулами липидов, что послужило основой для формирования простых клеточных мембран.
Затем клеи начали расти и взаимодействовать друг с другом и окружающей средой. После слияния клея и нуклеиновых кислот возникли протобионты — примитивные формы жизни, способные к самостоятельному размножению. Они были анаэробными и гетеротрофными, передавали свою генетическую информацию последующим поколениям и также подвергались естественному отбору. Это принцип органической эволюции.
Похожие идеи о происхождении жизни выдвинул Дж. Холдейн. Однако он считал, что образуются не клейкие пленки, а макромолекулярные вещества, способные к размножению. По его мнению, исходными веществами были нуклеиновые кислоты, а не белки.
Преимущества теории Опарина-Холдана:
- создание логической концепции, ставшей основой для современных теорий возникновения биологической жизни;
- экспериментально подтверждена возможность абиогенного синтеза органических биополимеров;
- соотносится с гипотезой химической эволюции.
Недостатки теории:
Развитие и доказательства
Теория Опарина-Голдана вызвала жаркие споры в научном мире и подверглась большой критике. В свете новых открытий современной науки она претерпела значительные изменения. Например, в своей книге 1979 года «Эгоистичный ген» британский биолог Р. Докинз предположил, что в «первобытном бульоне» образовались не клейкие пленки, а самовоспроизводящиеся молекулы, заполнившие океан. С тех пор ученые дополнили и изменили эту теорию следующими утверждениями.
- Процесс самовоспроизведения возник раньше образования мембран и обмена веществ.
- Источниками энергии в процессе возникновения органических соединений, кроме указанных в теории Опарина-Холдейна, являлись также природная радиация, солнечный ветер.
- Древняя атмосфера имела иной состав, чем представлено в теории. Основными элементами были углекислый газ и азот, другие компоненты имели малую концентрацию.
- «Первичный бульон» — неподходящая среда для возникновения жизни, поскольку белки в воде неустойчивые, а значит, легко распадаются. Кроме того, процесс самовоспроизводства аминокислот в «первичном бульоне» считается недостижимым.
Новые модифицированные гипотезы:
- гипотеза «первичной пиццы (органические молекулы возникли на минеральных подкладках при их повторяющемся высыхании);
- гипотеза «первичного майонеза» (примитивные мембраны существовали до появления способности к самовоспроизведению).
Александр Опарин биография, теория и другие материалы
Александр Опарин (1894-1980) — российский биолог и биохимик, известный своим вкладом в теорию происхождения жизни на Земле и, в частности, своей теорией так называемого «первобытного супа», которая описывает эволюцию из молекул углерода.
После детальной разработки своих теорий о происхождении первых живых существ, позже была проведена серия экспериментов, которые послужили для объяснения теорий эволюции, дошедших до наших дней.
Опарин первым доказал существование первых живых существ — клеток-предшественников, которые он назвал «коккоидами». С другой стороны, он также интенсивно занимался энзимологией и внес вклад в развитие основ промышленной биохимии в Советском Союзе…
Хотя их теории сначала не были полностью приняты учеными того времени, эксперименты более поздних лет подтвердили правомерность многих из их гипотез. Александр Опарин получил множество наград за свою работу и считается «Дарвином двадцатого века».
- 1 Биография
- 1.1 Ранняя жизнь и ранние исследования
- 1.2 Начало его карьеры
- 1.3 Институт биохимии им. А.Н. Баха
- 1.4 Политика и наука
- 1.5 Последние годы
- 2.1 Теория первичного супа
- 2.2 Коацерваты: первые живые организмы
- 2.3 Естественный отбор применяется к вашей теории
- 3.1 Объяснение проблемы самозарождения
- 3.2 Работа с ферментами
Биография
Ранняя жизнь и ранние исследования
Александр Иванович Опарин родился 2 марта 1894 года в Угличе, подмосковном городе, Россия. Он был младшим сыном Ивана Дмитриевича Опарина и Александры Александровны, после своих братьев Дмитрия и Александра.
В его родном городе не было средней школы, поэтому его семье пришлось переехать в Москву, когда Александру было 9 лет. Сразу после окончания школы он собрал свой первый гербарий и заинтересовался эволюционной теорией английского натуралиста Чарльза Дарвина.
Он начал изучать физиологию растений в Московском государственном университете, где постепенно пришел к пониманию теорий Дарвина. Его знакомство с английскими теориями произошло благодаря публикациям российского профессора Климента Тимирязева.
Тимирязев был одним из величайших сторонников теории эволюции Дарвина, поскольку русский был лично знаком с англичанином по его работам по физиологии растений. Наконец, Александр Опарин получил диплом в 1917 году.
В 1918 году он попросил направить его в Женеву для работы с российским биохимиком Алексом Бахом, особенно над химической теорией растений. Опарин внес важный вклад в исследования и практический опыт Баха. Он также занимал другие должности при Бахе.
Начало его карьеры
В 1922 и 1924 годах он начал разрабатывать свою первую гипотезу о происхождении жизни, а именно о химической эволюции молекул углерода в примитивном бульоне.
Эти теории были представлены в его книге «Происхождение жизни», в которой он очень простыми словами объяснил, что для него было происхождением и эволюцией первых живых организмов.
Позже, в 1925 году, ему разрешили продиктовать свой курс в Московском университете под названием «Химические принципы жизненных процессов». С 1927 по 1934 год Опарин работал в Центральном институте сахарной промышленности в Москве в качестве заместителя директора и заведующего биохимической лабораторией.
Помимо работы в промышленности, он преподавал техническую биохимию в Институте химического машиностроения в Москве и в Институте зерна и муки. В эти годы он исследовал биохимию чая, сахара, муки и злаков.
Хотя Опарин учился и преподавал в Московском университете в течение нескольких лет, он так и не получил степень магистра. Однако в 1934 году Академия наук СССР присудила ему степень доктора биологических наук без защиты диссертации.
Институт биохимии им. А.Н. Баха
После получения докторской степени Опарин продолжал работать с Бахом. Несмотря на экономические трудности того времени, советское правительство открыло в 1935 году биохимический институт в Москве с помощью Баха и Опарина. Его окончательный труд о «Происхождении жизни» был окончательно опубликован в 1936 году.
Бах был ученым секретарем Отделения химических наук Института, а Опарин в 1939 году был избран членом Отделения естественных наук и математики.
После смерти Баха в 1946 году институт был переименован в Институт биохимии имени А.Н. Баха, а Опарин был назначен директором. В том же году Опарин стал членом Академии по отделению биохимических наук…..
Политика и наука
В 1940-х и 1950-х годах он поддерживал теории российского агронома Трофима Лысенко, что актуально и сегодня, поскольку он поддержал его предложение по генетике. Лысенко отстаивал позицию французского натуралиста Жана-Батиста Ламарка, который предлагал наследование приобретенных признаков.
Объяснение к проблеме самозарождения
Теория спонтанного возникновения была описана с помощью экспериментов и наблюдений за такими процессами, как разложение. После наблюдений за разлагающейся плотью были замечены личинки или черви, из чего был сделан вывод, что жизнь возникает из неживой материи.
Одна из его первых публикаций была посвящена проблеме автогенеза, недалеко от выхода в свет его книги «Происхождение жизни».
В этой публикации он рассуждал о сходстве протоплазмы (части клетки) с коллоидными гелями и утверждал, что между живой и неживой материей нет разницы и что ее нельзя объяснить физическими и химическими законами…..
Что касается спонтанного образования, он утверждал, что постепенное накопление и коагуляция элементов углерода и водорода на Земле может привести к спонтанному образованию коллоидных гелей с живыми свойствами…
Я работаю с энзимами
Хотя Опарин был известен своим вкладом в исследования и теории происхождения жизни, он также интенсивно посвятил себя изучению энзимологии растений и промышленной биохимии, что зафиксировал в своей работе «Проблемы эволюционной и промышленной биохимии».
С другой стороны, он проводил эксперименты, в которых анализировал ферменты как биологические катализаторы, поскольку они способны ускорять метаболические процессы ранних живых существ…
Биография академика А.И. Опарина
Rubrica Биология и естественные науки Посмотреть ниже реферат Язык Русский Дата добавления 01.04.2012 Размер файла 25,5 K Студенты, аспиранты и молодые ученые, которые используют базу знаний для своей учебы и работы, будут очень благодарны.
Доступно на сайте http://www.allbest.ru/
Муниципальное автономное образовательное учреждение
«Вечерняя школа (смена)».
РЕФЕРАТЫ по биологии
БИОГРАФИЯ АКАДЕМИКА А.И. ОПАРИНА
Студент Стажировка Студент
Гулько Александр Евгеньевич
СТАРАЯ РОССИЯ 2012
Теория А.И. Опарина.
Важнейшие даты и этапы жизни А.И. Опарина.
ВВЕДЕНИЕ
Александр Иванович Опарин — ученый, советский биохимик, основатель материалистической гипотезы о происхождении жизни на Земле.
С детства будущий ученый интересовался биологией: он знал названия многих растений и условия, в которых они растут. В Московском университете Опарин слушал лекции К. А. Тимирязева. Учение Дарвина потрясло его, но в то же время оставило чувство неудовлетворенности: проблема происхождения живых существ не была решена. Александр Иванович посвятил этой проблеме всю свою жизнь.
БИОГРАФИЯ
Александр Иванович Опамрин родился 18 февраля (2 марта) 1894 года в городе Угличе Ярославской губернии.
В 1917 году он окончил физический факультет физико-математического факультета Московского государственного университета. В 1925 году он начал читать лекции в МГУ. Он получил докторскую степень по биологии (1934).
В начале 1935 года начал работу Институт биохимии Академии наук СССР, основанный Опариным совместно с А. Н. Бахом. С момента основания института Опарин возглавлял лабораторию энзимологии, которая впоследствии стала лабораторией эволюционной биохимии и субклеточных структур. До 1946 года он был заместителем директора, а после смерти А.Н. Баха стал директором Института.
3 мая 1924 года на заседании Русского ботанического общества он представил доклад под названием «О происхождении жизни», в котором выдвинул теорию происхождения жизни из бульона органических веществ. В середине 20-го века сложные органические вещества были экспериментально созданы путем пропускания электрических зарядов через смесь газов и паров, которые предположительно соответствовали составу атмосферы древней Земли. Опарин считал агрегированные пленки — органические структуры, окруженные жировыми мембранами, — протоклетками.
В 1942-1960 годах Опарин заведовал кафедрой биохимии растений Московского государственного университета, где читал лекции по общей и технической биохимии, а также специальные курсы по энзимологии и происхождению жизни.
После смерти С.И. Вавилова в 1951 году А.И. Опарин стал вторым председателем правления Всесоюзного просветительного общества «Знание». Он оставался на этом посту до 1956 года, когда президентом «Знания» был избран М.Б. Митин.
В 1970 году было основано Международное общество по изучению происхождения жизни, и Опарин был избран его первым президентом, а затем почетным президентом. В 1977 году Исполнительный комитет ISSOL учредил Золотую медаль имени А. И. Опарина, присуждаемую за наиболее выдающиеся экспериментальные исследования в этой области.
Опарин много лет посвятил изучению биохимических основ переработки растительного сырья и влияния ферментов на живые растительные организмы. Огромное количество реального материала привело Опарина к выводу, что биологический катализ стоит за технологией многих производителей, работающих с сырьем растительного происхождения. Некоторые из принципов технологии, предложенной Опариным, используются в пищевой промышленности и сегодня. Например, специальная схема длительного хранения сахарной свеклы позволила значительно увеличить время работы сахарных заводов, а тщательный биохимический контроль производства на чайных фабриках дал возможность производить новые сорта чая более высокого качества. Теория обратимости ферментных реакций, разработанная Опариным, хорошо объясняет ряд экономически важных свойств культуры, таких как сахаристость, раннеспелость, засухоустойчивость.
Подобные документы
Краткое описание теории Опарина об автогенезе жизни под влиянием физико-химических процессов, протекавших в условиях первозданной Земли. Гипотеза об образовании соосадителей. Условия и этапы образования белков. Искусственный синтез аминокислот.
Характеристика и особенности теории Опарина, основной идеей которой является постепенное усложнение химической структуры и морфологической формы предшественников жизни на пути к живым организмам. Этапы зарождения жизни в разные периоды существования планеты.
Загадка происхождения жизни на Земле. Развитие представлений о происхождении жизни на Земле и природе концепций эволюционной химии. Анализ теории биохимической эволюции академика Опарина. Этапы процесса, который привел к возникновению жизни на Земле. Проблемы теории эволюции.
Докембрийский этап эволюции Земли. Необходимые условия для возникновения и зарождения жизни на Земле. Происхождение жизни по гипотезе академика А.И. Опарина. Первые формы жизни на нашей планете. Основные теории возникновения и развития эукариот.
История возникновения эмпирического знания. Математика, астрономия египтян и вавилонян. Древнекитайские труды по точным наукам, происхождение письменности. Открытие понятия энтропии, принципа роста. Теория Опарина о происхождении жизни на Земле.
Обзор научной литературы. Гипотеза Крика-Оргеля о возможности случайного посева. Теории происхождения жизни Y. Колесников, В. Мартин и М. Рассел, Сванте Аррениус и гипотеза А.И. Опарина. Исследования: абиотический синтез биомономеров и полимеров.
Содержание креационизма — философско-методологическая концепция происхождения жизни. Основные идеи гипотезы стационарного состояния, спонтанного происхождения и панспермии. Этапы происхождения живых существ согласно концепции биохимической эволюции Опарина.
- главная
- рубрики
- по алфавиту
- вернуться в начало страницы
- вернуться к началу текста
- вернуться к подобным работам
Институт биохимии им. А. Н. Баха
После получения докторской степени Опарин продолжал работать с Бахом. Несмотря на экономические трудности того времени, советское правительство открыло в 1935 году биохимический институт в Москве с помощью Баха и Опарина. Его окончательный труд о «Происхождении жизни» был окончательно опубликован в 1936 году.
Бах занимал должность ученого секретаря химического отделения института, а Опарин в 1939 году был избран на кафедру естественных наук и математики.
После смерти Баха в 1946 году институт был переименован в Институт биохимии имени А.Н. Баха, а Опарин был назначен его директором. В том же году Опарин стал членом Академии по отделению биохимических наук.
Политика и наука
В 1940-х и 1950-х годах он поддерживал теории российского агронома Трофима Лысенко, которые и сегодня вызывают споры, поскольку он отстаивал свое предложение в противовес генетике. Лысенко отстаивал позицию французского натуралиста Жана-Батиста Ламарка, который предлагал наследование приобретенных признаков.
Помимо параллельной научной работы, оба следовали линии Коммунистической партии во всех своих делах, не будучи активными членами партии. Оба ученых оказали сильное влияние на советскую биологию во время президентства Иосифа Сталина.
И Опарин, и Лысенко достигли высоких политических постов, но потеряли свое влияние в советской науке. Причины, по которым Опарин поддерживал некоторые теории Лысенко, вероятно, связаны с его политической позицией.
Опарин стал убежденным сторонником диалектического материализма, подхода, основанного на аксиомах Карла Маркса и ассоциирующегося с коммунизмом, который был представлен в Академии наук Советского Союза.
Применяя свои диалектические законы, Опарин отверг генетику и отрицал существование генов, вирусов и нуклеиновых кислот в происхождении и развитии жизни.
В последние годы
В 1957 году Опарин организовал в Москве первую международную конференцию по происхождению жизни, которую он повторил в 1963 году и несколько лет спустя. Позднее, в 1969 году, он был объявлен героем социалистического труда, а в 1970 году избран президентом Международного общества по изучению происхождения жизни.
В 1974 году он был удостоен Ленинской премии и Золотой медали имени Ломоносова за выдающиеся достижения в области биохимии. С другой стороны, он также получил высшую награду Советского Союза в 1979 году.
Александр Опарин до самой смерти возглавлял Институт биохимии имени А.Н. Баха. А.А. Бах до самой своей смерти. Его здоровье постепенно ухудшалось; в сочетании с ожирением и нарастающей глухотой он умер 21 апреля 1980 года, по-видимому, от сердечного приступа, через несколько дней после того, как ей было отказано в разрешении встретиться с ним в Израиле.
Герой Социалистического Труда
Орден Ленина № 402041
Александр Опарин был ученым в области биологии и биохимии, директором Института биохимии имени А.Н. Баха Академии наук СССР, профессором Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и академиком Академии наук СССР.
Родился 18 февраля (2 марта) 1894 года в Угличе Ярославской губернии, ныне Ярославской области. Он происходил из семьи торговцев. Русский. Беспартийный.
В 1912 году он окончил 2-ю московскую гимназию и поступил в Московский университет. В 1917 году он окончил физический факультет физико-математического факультета Московского университета. В 1917 году он остался в университете для подготовки к профессорскому званию и проработал там непрерывно в течение 63 лет. С 1915 года он работал в земских учреждениях в качестве химика и заведующего лабораторией химико-фармацевтической фабрики Всероссийской лиги городов. В 1917 году он опубликовал свою первую научную работу.
Во время Гражданской войны работал в советских экономических учреждениях: В 1919-1922 годах — член дирекции, заместитель заведующего химическим отделом и заведующий организационным подотделом ВСНХ РСФСР; в 1918-1922 годах — член ЦК профсоюза рабочих химической промышленности. Для научной стажировки он отправился в Германию (1922), Австрию и Италию (1924) и Францию (1925).
С 1920 года он преподавал на кафедре физиологии и анатомии растений Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, с 1925 года был доцентом, а с 1929 по 1942 год — профессором кафедры биохимии Московского государственного университета. Еще в 1922 году он сформулировал теорию происхождения жизни на Земле, сделавшую его имя знаменитым (позднее подробно изложенную в книге «Происхождение жизни на Земле», 1924), в которой подробно документировал естественное происхождение жизни как результат длительного процесса химической эволюции материи и действия естественного отбора на уровне мультимолекулярных образований — доклеточных структур. Это был естественный и длительный процесс, который привел к качественному скачку — появлению жизни на Земле, — а не счастливая случайность или занесение жизни с других планет. Доказательства этой теории были основаны на сравнительной биохимии окислительно-восстановительных процессов у простейших водорослей. Не сумев в то время доказать свою теорию экспериментально, Опарин сформулировал основные направления экспериментальных исследований, которые начались в конце 1930-х годов и убедительно доказали ее правоту в последующие десятилетия. Он сразу же встал в ряд наиболее значимых отечественных биохимиков. Он совершил длительные научные поездки за границу, в Германию (1922), Австрию и Италию (1924) и Францию (1925).
Он стал инициатором серии тщательных теоретических исследований биохимических процессов для их практического использования в развивающейся пищевой промышленности. Он создал новую область бытовой науки — техническую биохимию. На основании изучения действия ферментов на различные растительные объекты он пришел к выводу, что технология переработки растительного сырья основана на ферментативных процессах. Это продукты ферментативных реакций, которые происходят в автолитических смесях и придают растительному сырью свойства конечного продукта: усвояемость, вкус, аромат и другие. Реализуя эти выводы, в середине 1930-х годов он разработал методы длительного хранения сахарной свеклы, что позволило увеличить время работы сахарных заводов в полтора раза, тем самым повысив их производительность без дополнительных инвестиций и потерь сырья. Она разработала биохимические основы приготовления чая, энзимологические основы хлебопечения и усовершенствовала технологии пивоварения, виноделия, сыроделия и других отраслей пищевой промышленности.
Основы общей и педагогической психологии в деятельности педагога образовательного учреждения
К этой скидке мы можем добавить скидку для вашего учебного заведения (в зависимости от того, сколько ваших коллег прошли курс «Инфоурок»).
В настоящее время 54 338 учебных заведений имеют право на накопительные скидки (от 2% до 25%). Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учреждения, войдите в личный кабинет Инфорурок.
«Домашнее обучение. Лайфхаки для родителей»
2 слайд Обогащение мировой науки 2 марта 1894 года в Угличе родился будущий ученый, которому суждено было стать знаменитым и обогатить мировую науку оригинальными идеями и исследованиями. Уже в ранние школьные годы он интересовался ботаникой, собирал ботанические заметки, проводил простые опыты с растениями. В 1912 году он поступил в Московский университет и выбрал своей будущей специальностью физиологию растений.
3 Фольга В 1922 году он прочитал свою первую публичную лекцию о гипотезе происхождения жизни (заседание Русского ботанического общества). В 1924 году его монография была опубликована в виде скромной брошюры, но с ярким названием «Происхождение жизни». Президент Ватиканской академии наук: «Знаете, профессор Опарин, я просто восхищен тем, как вам удалось так блестяще раскрыть Божье провидение…». Джон Бернал подчеркнул важность теории советского ученого: «Программа, которую описал Опарин, породила огромное количество исследований. … Эта работа … стала отправной точкой для всех остальных…».
4 слайд Блестящий популяризатор Александр Иванович обладал талантом блестящего популяризатора науки. Он мог ясно и просто объяснить самые сложные научные проблемы даже неопытному слушателю. Его публичные лекции собирали многие тысячи слушателей; все знали его имя.
В 1974 году он познакомился с Сальвадором Дали (на симпозиуме ISSOL в Барселоне). Знаменитый художник восхищался книгой Опарина «Происхождение жизни».
5 слайд Он был умным и разносторонним человеком; Апарин любил природу и поэзию, любил принимать гостей, был интересным собеседником, очень внимательным и обладал прекрасным чувством юмора. Профессор М.С. Крицкий, ассистент академика, вспоминал: «Особая индивидуальность Опарина неотделима от его внешности, вернее, от всего его облика. Высокая, массивная фигура, клиновидная борода, очки в роговой оправе и, конечно же, галстук-бабочка — эта внешность уникальна и легко узнаваема учеными (и не только ими) во всем мире.
6 Диа Александр Иванович Опарин — член иностранных академий наук и почетный доктор многих зарубежных университетов, выдающийся педагог и видный общественный деятель. В 1935 году вместе с академиком А.Н. Бахом он основал первый в стране Институт биохимии. Он основал отрасль отечественной науки под названием техническая биохимия. В 1974 году Опарин был удостоен Ленинской премии за серию работ о происхождении жизни. Герой социалистического труда, он был награжден пятью Ленинскими медалями и медалями СССР, в том числе орденом Трудового Красного Знамени.
История и эксперименты
Как и любая другая теория происхождения жизни, гипотеза Опарина подвергалась критике со стороны своих оппонентов и долгое время оспаривалась. Первоначально ученый опубликовал основные положения в своей работе «Происхождение жизни», в которой он предположил, что биополимеры, растворенные в жидкости под воздействием внешних условий, могут образовывать соосадки или соосаждающие капли.
Они представляют собой среду органического вещества, отделенную от внешней среды и находящуюся в обмене с ней с помощью мембраны. Этот процесс является предшественником коагуляции — объединения более мелких частиц.
Эти два процесса приводят к образованию аминокислот из «первичного бульона» (термин, введенный в научный обиход одним из академиков). Они, в свою очередь, стали основой всего живого.
Интересно, что британский биолог Джон Холдейн, которого также интересовал вопрос происхождения жизни на Земле, начал работать над этим вопросом независимо от Опарина. Однако взгляды двух исследователей разошлись: Холдейн считал, что в «первобытном бульоне» образовались не клейкие пленки, а макромолекулярные вещества, которые могли размножаться. Поэтому первичными веществами были нуклеиновые кислоты, а не белки.
Последующая разработка
Следующим шагом в развитии теории стали эксперименты и исследования американского химика Стэнли Миллера, который заинтересовался этой темой еще в студенческие годы. Ему удалось создать искусственную среду и получить аминокислоты из неживой материи. Суть эксперимента:
- В колбах, связанных между собой, были имитированы условия планеты.
- Колбы заполнили аммиаком, водородом и монооксидом углерода — смесью газов, которые составляли атмосферу Земли раннего периода.
- Часть системы составляла кипящая вода, пары при этом подвергались воздействию имитирующих молнию разрядов электричества.
- После охлаждения пар накапливался в нижней трубке в виде конденсата.
- Через неделю непрерывного процесса в колбе удалось обнаружить сахара, липиды и аминокислоты.
Однако эксперимент Миллера по-прежнему критикуется научным миром и не принимается как доказательство истинности гипотезы Опарина и Холдейна.
Еще одним поворотом в развитии теории является книга «Эгоистичный ген», опубликованная в 1979 году британским биологом-исследователем Ричардом Докинзом. Здесь ученый предположил, что изначально в первозданном бульоне самогенерирующиеся и воспроизводящиеся молекулы постепенно заполнили океан.
Отличия взглядов и вклад в науку
Рассматривая основные положения теории Опарина, можно заметить, что он и Холдейн независимо друг от друга развивали схожие идеи. Однако в гипотезах этих двух ученых есть некоторые различия. Самым важным является разница в их взглядах на то, какие первобытные элементы послужили зарождению жизни. По мнению Опарина, это были белки, но Холдейн считал, что главную роль играют нуклеиновые кислоты.
Еще одно отличие:
Суть теории
Основные аксиомы гипотезы двух авторов можно кратко суммировать: Живые организмы развились на планете из неживой материи, но условия на Земле миллиарды лет назад были необходимы для этого процесса. Сегодня кажется невозможным полностью восстановить картину, потому что о том, что происходило в атмосфере так давно, можно говорить только на уровне предположений.
Особенности атмосферы тех лет:
- Отсутствие кислорода (сейчас его образуют зеленые растения, которые в тот период, конечно, не существовали).
- Определенный температурный режим — очень жарко.
- Наличие источников энергии.
- Обязательное наличие воды.
Более того, эта гипотеза предполагает наличие в атмосфере неорганических веществ, которые были предшественниками органических соединений.
Согласно этой теории, существует пять этапов в зарождении и развитии жизни на планете, которые графически показаны в таблице.
Сцена Основные события Во-первых, 6,5-3,5 миллиарда лет назад. Образовалась первоначальная атмосфера из аммиака, метана, водорода, водяного пара, углекислого газа и угарного газа. Второй Поверхность планеты остывает до +100°C, первичный океан образуется в результате конденсации водяного пара. Газы и металлы растворяются в воде. Все это сопровождается сильными штормами. Молния и ультрафиолетовое излучение вызывают синтез аминокислот, сахаров и азотистых соединений — простых органических соединений. Третий Образование белков с более простой структурой. Компоненты, жиры. Четвертый — 3,5-3 миллиарда лет назад. Появление протобионтов, способных к метаболизму и самовоспроизводству. Пятый, 3 миллиарда лет назад Появление организмов с клеточной структурой (прокариотные бактерии). Представление о составе первичной планетарной атмосферы основано на данных других наук, а также на анализе оболочек других планет Солнечной системы. Кроме того, многочисленные эксперименты по синтезу жизни предоставили доказательства в пользу второго и третьего этапов.
Развитие и доказательства
Теории происхождения жизни на Земле обычно делятся на две большие группы: Биогенез — вся живая материя произошла из живой материи — и абиогенез — живая материя образовалась из неживой материи. Гипотеза Опарина-Холдейна относится ко второй категории. Благодаря современным исследованиям она может быть несколько изменена и дополнена.
Большинство исследователей сегодня предполагают, что организмы сначала развили способность к размножению, а затем к метаболизму. Самовоспроизведение является основой для передачи полезных характеристик следующему поколению, то есть важнейшим компонентом эволюции в целом и естественного отбора в частности.
Существуют и другие источники энергии, под воздействием которых развивались первые живые организмы. Помимо молний и ультрафиолетовых лучей, к ним относятся:
- естественную радиоактивность;
- вулканические извержения;
- солнечный ветер.
Все это способствовало образованию химических связей. Состав ранней атмосферы также менялся по мере получения новых объективных данных. В частности, было установлено, что концентрация углекислого газа была гораздо ниже, чем полагали авторы гипотезы. Атмосфера планеты была очень похожа на атмосферу Марса и Венеры: она состояла в основном из углекислого газа и азота, а другие газы присутствовали в очень низких концентрациях. Новые данные заставили Миллера повторить свой эксперимент, но в его системе эти вещества не привели к появлению органической материи.
Теория о происхождении жизни, которую автор называет «первичной Бужурди», сегодня считается устаревшей. На смену ей пришли гипотеза «первичной пиццы» (согласно которой живые организмы возникли на минеральных субстратах во время периодического высыхания этих субстратов) и гипотеза «первичного майонеза» (сформулированная Гарольдом Моровицем, суть которой заключается в том, что клеточные мембраны, а точнее их примитивные аналоги, существовали до появления способности к самовоспроизведению).
Кроме того, можно определить определенные свойства «первобытного бульона», которые делают его неподходящей средой для возникновения жизни:
- В водной среде белки обладают неустойчивостью, поэтому велик риск их распада. На безжизненной планете для образования соединений аминокислот требовалось избавление от воды, с этой целью можно было использовать лагуны, заливы, а также вулканические районы.
- «Первичный бульон» лишен границ, вот почему, несмотря на наличие мембран, первичные аминокислоты «растекались», передавая свои клетки соседним, что делало процесс самовоспроизводства невозможным.
Несмотря на недостатки, выявленные современными исследователями, гипотеза Опарина и Холдейна стала важнейшим шагом в изучении особенностей появления первых живых организмов на планете. Ученые смогли создать четкую концепцию, которая затем легла в основу многих теорий о первоначальном происхождении жизни, их отправной точки.
