TEORIA POCHODZENIA ŻYCIA OPARINA: POCHODZENIE, POSTULATY - BIOLOGIA - 2026

Teoria Oparin pochodzenia życia , znany również jako „Teorii prymitywnego lub pierwotnej zupy” stara się wyjaśnić, jak powstało życie na Ziemi w warunkach typowych dla milionów lat temu, gdy pojawiły się pierwsze organiczne molekuły.

Ta teoria ustalona przez Oparina jest jedną z najbardziej akceptowanych w społeczności naukowej. Pozostaje aktualny, nawet pomimo wielu postępów współczesnej nauki, ponieważ nowe, powiązane odkrycia potrafią ją uzupełniać i wzmacniać.

Zdjęcie: Aleksandr Oparin (źródło: Pavel Troshkin via Wikimedia Commons)

Oparin w swoich pismach klasyfikował organizmy żywe (biotyczne) na poziomie organizacji materii nieożywionej (abiotycznej). Zaproponował więc, że ta nieożywiona materia zmieniała się stopniowo i stawała się coraz bardziej złożona, aż utworzyła pierwsze żywe komórki.

Teoria Oparina otworzyła drzwi do rozwoju gałęzi nauk biologicznych znanej jako „biologia syntetyczna”. Nauka ta stara się odtworzyć warunki środowiskowe, w których „prymitywna zupa” dała początek żywym organizmom, które dziś zamieszkują ziemię.

Podobną teorię wysunął niezależnie biolog ewolucyjny John Haldane, który wczesne późne prekambryjskie zbiorniki wodne, składające się głównie z pierwiastków metalicznych i wody, nazwał „prymitywną zupą”.

Geneza teorii

Teoria Oparina została zaproponowana przez Aleksandra Iwanowicza Oparina, który urodził się w 1894 roku w małym rosyjskim miasteczku Uglicz. Od najmłodszych lat Oparin pasjonował się roślinami i znał teorie ewolucyjne Darwina.

Studiował fizjologię roślin na Uniwersytecie Moskiewskim, gdzie po latach wykładał w katedrach biochemii i fizjologii roślin.

To właśnie w czasie studiów Oparin zaczął mieć poważne obawy co do mikroorganizmów, które zbudowane tylko z atomów węgla, azotu i wody są zdolne do organizowania się w celu przeprowadzenia złożonych procesów, takich jak fotosynteza.

W 1923 roku Oparin opublikował swoje eksperymenty w książce zatytułowanej „Pochodzenie życia”. Ta książka zawiera teorię, która wraz z wkładem innego badacza tamtego czasu, Johna Haldane'a, stara się wyjaśnić, w jaki sposób primordia życia pojawiły się na naszej planecie.

Tekst Oparina wyjaśnia w bardzo prostym i dydaktycznym języku, jak rozpoczęła się „ewolucja” materii organicznej przed powstaniem planety Ziemi. Wyjaśnia również, w jaki sposób materia organiczna powstaje w wyniku działania promieni słonecznych, erupcji wulkanów i wyładowań elektrycznych pochodzenia naturalnego.

Należy zauważyć, że Oparin żarliwie sprzeciwiał się teorii spontanicznego generowania się, wspierając swoje poglądy na temat teorii ewolucji Darwina i „abiogenicznej” syntezy ropy Mendelejewa; ustalenie, że początek życia był wynikiem pewnego rodzaju „chemicznej ewolucji”, która zorganizowała pierwiastki prymitywnej ziemi w złożone cząsteczki.

Postulaty

Chociaż minęło prawie 100 lat, odkąd Oparin przedstawił swoją teorię, jest ona nadal aktualna. Koncyliacyjne podejście Oparina, łączące tak różne dyscypliny, jak chemia, astronomia, fizyka i biologia, oferuje wielu naukowcom racjonalne podejście do wyjaśnienia, jak powstało życie na Ziemi.

Oparin lokalizuje pojawienie się życia w okresie prekambryjskim, gdzie istniała silnie redukująca atmosfera, bogata w dwa pierwiastki występujące najczęściej w organizmach żywych: węgiel (w postaci metanu i cyjanogenów) oraz azot (w postaci amoniaku).

Jego teoria opierała się głównie na fakcie, że energia pochodząca ze światła ultrafioletowego, wulkanów i burz elektrycznych powodowała wytrącanie się wody w postaci gazowej, powodując ulewne deszcze, które wytrącały inne związki, takie jak amoniak. metan, azot itp.

Ulewne deszcze wypędziły wytrącone pierwiastki do mórz, tworząc coś, co Oparin nazwał „prymitywnym bulionem”. Bulion ten posłużył za etap szeregu reakcji chemicznych, które dały początek pierwszym cząsteczkom organicznym podobnym do aminokwasów.

Te koloidalne cząsteczki „podobne do aminokwasów” i inne o podobnym charakterze spontanicznie zorganizowały się w struktury peptydowe, białkowe i lipidopodobne, które Oparin nazwał koacerwatami.

Następnie koacerwaty stały się jeszcze bardziej wyspecjalizowane, tworząc struktury bardzo podobne do żywych komórek, które znamy dzisiaj.

Te prymitywne „komórki” z biegiem czasu nabyły zdolność do rozwijania prymitywnego metabolizmu, pobierając związki chemiczne ze środowiska w celu wydobywania z nich pożywienia i energii, aby przetrwać i rozmnażać się.

Dobór naturalny w koacerwatach

Koacerwaty zaproponowane przez Oparina, jak już wspomniano, wykorzystywały małe cząsteczki wychwycone z otaczającego środowiska jako pożywienie i energię. Według Oparina cząsteczki te zostały przyswojone przez inne większe cząsteczki, które nazwał „prymitywnymi enzymami” koacerwatów.

Nabycie mechanizmu absorpcji i asymilacji w każdym koacerwacie stanowiłoby przewagę nad innymi koacerwatami, dlatego też koacerwaty o lepszej zdolności asymilacji rosłyby szybciej i wydajniej.

Oparin ustalił, że istnieje granica wzrostu dla „najbardziej udanych” koacerwatów w punkcie, w którym termodynamicznie stają się one niestabilne. W konsekwencji koacerwaty zaczęły się dzielić lub „dzielić” na mniejsze koacerwaty.

Możliwość podziału dużych koacerwatów na mniejsze koacerwaty zwiększyłaby ilość tego typu koacerwatów w środku. Te koacerwaty, występujące w większej ilości lub częstotliwości, mogły wywierać rodzaj „selektywnej presji” na inne, sprzyjając tym, którzy mają większą zdolność do „dzielenia” lub segmentowania.

Inną cechą koacerwatów, która mogła wywierać rodzaj „doboru naturalnego” na inne, była być może zdolność syntezy jakiegoś metabolitu energetycznego z pożywienia uzyskanego z pierwotnego bulionu, na którym „wyrosły”.

Tak więc prawdopodobnie przetrwały tylko koacerwaty zdolne do metabolizowania związków środowiskowych i wytwarzania własnej żywności oraz rezerw energii.

Aktualność teorii

Teoria doboru naturalnego Darwina była kluczowa dla Oparina, aby nadać sens „konkurencji” i „przewadze” wśród koacerwatów. Nawet lata później, wraz z odkryciem genów i materiału dziedzicznego, Oparin przypisywał tym cząsteczkom odpowiedzialność za dużą część replikacji koacerwatów.

Obecnie wielu biologów poświęca się odtworzeniu prymitywnych warunków na Ziemi, które dały początek koacerwatom zaproponowanym przez Oparina.

Jednym z najbardziej znanych eksperymentów tego typu był Stanley Miller i Harold Urey, którzy eksperymentalnie zweryfikowali „abiogenezę” aminokwasów, takich jak glicyna (typ glicyny).

Różni naukowcy specjalizujący się w biologii syntetycznej przeprowadzają eksperymenty w celu sztucznego zorganizowania życia, ale w oparciu o związki inne niż węgiel, co sugeruje, że to „życie” może być typem życia, które znajdujemy na innych planetach.

Interesujące tematy

Teorie pochodzenia życia.

Teoria chemosyntetyczna.

Kreacjonizm.

Panspermia.

Teoria spontanicznego generowania.

Bibliografia

1. Das, A. (2019). Pochodzenie życia na Ziemi - wirusy i drobnoustroje. Acta Scientific Microbiology, 2, 22–28.
2. Fry, I. (2006). Geneza badań nad początkami życia. Endeavour, 30 (1), 24-28.
3. Herrera, AS (2018). Pochodzenie życia według melaniny. MOJ Cell Sci Rep, 5 (1), 00105.
4. Kolb, VM (2016). Początki życia: podejścia chemiczne i filozoficzne. Evolutionary Biology, 43 (4), 506-515.
5. Lazcano, A. (2016). Alexandr I. Oparin i pochodzenie życia: historyczna ponowna ocena teorii heterotrofii. Journal of Molecular evolution, 83 (5-6), 214-222.
6. Oparin, AI (1957). Pochodzenie życia na ziemi. Pochodzenie życia na ziemi. (Wyd. 3).