Современные теории происхождения жизни на Земле

В настоящее время наиболее широкое признание получила гипотеза академика А. Опарина. Она исходит из предположения о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ путем длительной химической эволюции на уровне молекул.

По Опарину, процесс возникновения жизни можно поделить на ряд этапов:

1. Абиогенный синтез простейших органических соединений из неорганических.
2. Абиогенный синтез полимеров (белков, углеводов, нуклеиновых кислот) из простых органических соединений.
3. Образование коацерватов, как обособление в растворе высокомолекулярных веществ в виде высококонцентрированного раствора.
4. Взаимодействие коацерватов с окружающей средой, сходство с живыми существами: рост, питание, дыхание, обмен веществ, размножение.
5. Возникновение генетического кода, мембраны, начало биологической эволюции.

Доказательством того, что первый и второй этап может осуществляться без участия живых организмов, явились опыты С. Миллера и С. Фокса.

В 1955 г. С. Миллер создал установку, с помощью которой в миниатюре были воспроизведены условия, существовавшие на первобытной Земле. Атмосферой в этой модели служила смесь газообразного метана, воды, аммиака, водорода и углекислого газа. Именно такой, по мнению ученых, была первичная атмосфера. В камеру с атмосферой были вмонтированы электроды, для получения электрических разрядов, имитировавших молнию – один из возможных источников энергии для химических реакций на первобытной Земле. В результате опыта были получены простейшие углеводороды, и даже аминокислоты.

В 1953 г. С Фокс провел эксперимент: нагревая смесь аминокислот при нормальных атмосферных условиях, он получил полипептидные цепочки.

Эти опыты подтверждали гипотезу Опарина о том, что простые компоненты первичной атмосферы могли вступать во взаимодействие и усложняться, а затем конденсироваться с образованием полимеров.

Третий этап – образование коацерватов – тоже был подтвержден экспериментально. В коллоидных растворах полипептидов при определенных условиях образуются сгустки. Вокруг капель имеется граница раздела – водная оболочка. Коацерваты обладают способностью поглощать различные вещества, увеличиваться в размерах, т. е. проявлять признаки, напоминающие питание, рост.

В результате включения в коацерват молекул, способных к самовоспроизведению, могла возникнуть примитивная клетка, так называемый пробионт (предшественник первых живых организмов).

Англ. биохимик Д. Холдейн в 1929 г. выдвигает «генетическую теорию о происхождении живого»: первоосновой проявления жизни послужило возникновение ДНК. По гипотезе Холдейна в основе создания простейших живых систем (протобионтов) лежат не белки, а нуклеиновые кислоты, поскольку они служат матричной основой синтеза белков (информационная гипотеза).

Этапы возникновения жизни на Земле.

• Синтез простых (низкомолекулярных) органических соединений из неорганических.

• Возникновение сложных органических соединений в виде полимерных цепей белков и нуклеиновых кислот.

• Образование обособленных агрегатов органических веществ в виде коацерватов или протеиноидов, отделенных от внешней среды белковыми мембранами.

• Появление простейших клеток, обладающих свойствами живого организма.