Коацерватная гипотеза Опарина-Холдейна

Коацерва́тная гипо́теза Опа́рина-Холде́йна — гипотеза о возникновении первых живых организмов в ходе постепенной химической эволюции молекул, содержащих углерод. Самоорганизация сгустков органических молекул в водах древнего океана привела к появлению первых примитивных одноклеточных существ, похожих на бактерий.

Среди современных взглядов на происхождение жизни важнейшее место занимает биохимическая концепция, которую в 1924 году выдвинул советский биохимик Александр Опарин. Согласно этой концепции жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и является закономерным результатом химической эволюции соединений углерода.

Получение коацерватов в химической лаборатории Коллежа Драммондвилла, Квебек (Канада)

Сущность гипотезы

Александр Опарин выдвинул гипотезу о возникновении первых живых организмов в ходе постепенной химической эволюции молекул. Учёный предположил, что под влиянием солнечной радиации, мощных электрических разрядов (молний) и извержений вулканов в атмосфере древней Земли 4 — 4,5 миллиарда лет назад из неорганических веществ могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для появления жизни. Преобразование молекул воды и минеральных соединений в древнем океане способствовало появлению первых одноклеточных организмов, похожих на современные бактерии.

Образование жизни согласно гипотезе Опарина-Холдейна

Биохимическая теория, разработанная российским учёным Александром Опариным в 1922 году, считается основополагающей концепцией для понимания эволюции органического мира. Согласно данной теории, первые органические молекулы образовались из простых неорганических веществ, таких как карбиды, окислы горных пород, углерод и водород. Энергия для этого процесса поступала от интенсивной солнечной радиации, преимущественно от ультрафиолетовой части спектра. Таким же образом под воздействием радиации, газовых разрядов, высоких температур и химических реакций формировались соединения, похожие на биологические:

• аминокислоты,
• нуклеиновые кислоты
• липиды и другие.

Александ Опа́рин, середина 70-х годов

Эти соединения накапливались как в земной атмосфере, так и в океане. Находясь в воде, вещества образовывали сгустки, называемые коацерватными каплями или коацерватами. Они формируются в результате объединения молекул и построения их комплексов. Благодаря гидрофильным и гидрофобным свойствам молекул, коацерваты способны избирательно адсорбировать вещества из окружающей среды и набирать определённую структуру, то есть между коацерватами и средой установился прообраз обмена веществ. На границе между коацерватами и внешней средой собирались молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны. По мере своего роста коацерваты могут распадаться на меньшие капли. Александр Опарин считал, поглощение из «первичного бульона» новых веществ способствовало увеличению размеров коацерватов и их фрагментации, что приводило к образованию идентичных коацерватов, то есть их «размножению». Большинство мелких коацерватов способны к избирательной абсорбции.

Коацерватные капли обладают основными свойствами живого — обменом веществ и способностью к размножению.

Жизнь на Земле могла возникнуть при следующих условиях:

• наличие определенных химических веществ
• отсутствие газообразного кислорода
• наличие источников энергии и безгранично долгое время

Система взглядов Александра Опарина получила название коацерватной гипотезы.

В 1929 году к аналогичным рассуждениям и выводам независимо от трудов Александра Опарина пришёл учёный Джон Бёрдон Холдейн, в связи с чем гипотеза возникновения жизни приобрела название коацерватная гипотеза Опарина—Холдейна.

В дальнейшем гипотеза была принята и развита многими учёными. Например, в 1947 году английский ученый Джон Бернал сформулировал теорию биопоэза, основанную на положениях коацерватной гипотезы Опарина-Холдейна.

Критика

Гипотеза столкнулась с критикой и ограничениями. Одно из основных замечаний касалось отсутствия конкретной доказательной базы существования коацерватов в условиях ранней Земли и неясности механизмов, которые могли бы привести к образованию живых клеток.

Современные исследования происхождения жизни фокусируются на более сложных и детализированных гипотезах, включая изучение гидротермальных источников и роли РНК в самовоспроизведении.

См. также

• Принцип ключевого ароморфоза
• Биопоэз
• Трудовая концепция антропосоциогенеза

Литература

• Аксенов Н.Д., Анцупов Н.А. Современные теории происхождения жизни // Скиф. Вопросы студенческой науки. — 2021. — С. 288—291.
• Костецкий Э.Я. Как возникла жизнь. Теория возникновения протоклеток и их структурных компонентов. Часть 1 // Известия Дальневосточного федерального университета. Экономика и управление. — 2008. — № 4. — С. 79—98.
• Кишкан В.В., Рядчиков Д.В., Озереденко З.В., Снежко А.А., Эльберг М.С. От атомов к протожизни // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. — 2010. — С. 370—371.
• Зусмановский А.Г., Эрнст Л.К. Живая материя: эволюция «Со стороны» биофизики // Вестник новых медицинских технологий. — 2007.
• Флоровская В. Н., Пиковский Ю. И., Раменская М.Е./Предбиологичесчкая эволюция углеродистых веществ на ранней Земле: Геологический аспект. Изд. стереотип. URSS. 2018. 224 с. ISBN 978-5-397-05931

Ссылки

• Теория Опарина о происхождении жизни и ее подтверждение теориями других ученых
• Видеоурок/Гипотезы о происхождении жизни | Биология 11 класс #30
• Презентация на тему: "Гипотеза А. И. Опарина о происхождении жизни на земле

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Коацерватная гипотеза Опарина-Холдейна», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Коацерватная_гипотеза_Опарина-Холдейна» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».