Теория возникновения жизни по Опарину

Содержание

Введение 3

1. Опарин Александр Иванович - биография 5

2.Теория возникновения жизни по Опарину 6

Заключение 13

Список использованной литературы 14

Введение

Наверное, каждый человек когда-либо задавался вопросами, на которые  не мог ответить сразу: что такое  жизнь? как все произошло? где? откуда? когда? Одним из наиболее трудных и в тоже время интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Он не только привлекает к себе пристальное внимание ученых разных стран и специальностей, но интересует вообще всех людей в мире. Рассматривалось множество гипотез и предположений о зарождении жизни: религиозная теория, теория самозарождения, теория панспермии, теория вечного существования жизни… Человечество до сих пор не может до конца разгадать эту загадку. И сколько еще будет открытий в этой области, остается только догадываться! Рассмотрим самые основные, классические и новейшие, набирающие обороты теории, которые имеют как сторонников, так и противников.

Около 8 миллиардов лет тому назад  Земля представляла собой раскаленный  шар. Постепенно, выделяя тепло в  космос, она охлаждалась, и на ее поверхности образовалась твердая  кора, которую беспрерывно расплавляли  миллионы действовавших вулканов. Кора утолщалась, и вода, входившая в  состав раскаленных веществ и  атмосферы, заполнила впадины.

Энергия Солнца, воздействие космоса, силы притяжения, сложные физико-химические реакции, постоянно протекающие  в недрах Земли,- это факторы, изменяющие ее поверхность, климат, состав атмосферы, а вместе с тем и органический мир, который в свою очередь оказывает  активное влияние на Землю.

Жизнь - одно из сложнейших явлений  природы. Со времен глубокой древности она казалась людям таинственной и непознаваемой. Приверженцы религиозных идеалистических взглядов считали жизнь духовным, нематериальным началом, возникшим в результате божественного творения. В средние века жизнь связывалась с присутствием в организмах некоей "жизненной силы", недоступной для познания средствами науки и практики.

Все воздействующие на планету Земля  процессы, подразделяются на экзогенные (протекающие на поверхности Земли  и в при поверхностных слоях земной коры) и эндогенные (протекающие в недрах Земли). К экзогенным процессам относятся: выветривание, действие наземных и подземных вод, деятельность живых организмов, в том числе человека. К эндогенным - тектонические движения в земной коре, магматические процессы (образование магмы и магматических горных пород), метаморфические процессы (преобразование горных пород).

Процессы, протекающие на протяжении многих миллиардов лет развития Земли, формируют ее рельеф, климат, атмосферу

В развитии учений о происхождении  жизни существенное место занимает теория, утверждающая, что все живое  происходит только от живого - теория биогенеза. Эту теорию в середине ХIХ века противопоставляли ненаучным представлениям о самозарождении организмов (червей, мух и др.). Однако как теория происхождения жизни  - биогенез несостоятелен, поскольку принципиально противопоставляет живое неживому, утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни.

Абиогенез - идея о происхождении  живого из неживого - исходная гипотеза современной теории происхождения  жизни.

1. Опарин Александр Иванович - биография

Александр Иванович Опарин – академик, советский биохимик, создатель материалистической гипотезы возникновения жизни на Земле.

Александр Иванович Опарин родился 2 марта 1894 года в городе Угличе. В 1912г. окончил Вторую московскую гимназию.

С детства будущего ученого интересовала биология: он знал названия многих растений и условия их произрастания. В  Московском университете Опарин слушал лекции К. А. Тимирязева. Учение Ч. Дарвина  потрясло его, но одновременно оставило чувство неудовлетворенности: не была решена проблема происхождения живого. Этой проблеме Александр Иванович посвятил всю свою жизнь.

Уже в 1922 г. он сформулировал основные положения своей теории происхождения  жизни на Земле в результате эволюции углеродистых соединений. Но лишь в 1953 г. появилось ее первое экспериментальное  подтверждение. Американские ученые С. Миллер и Г. Юри поставили эксперимент по программе, намеченной Опариным, и получили результаты, которые побудили ученых различных стран заняться исследованиями возможных путей предбиологической эволюции.

В 1957 г. в Москве состоялся 1 и Международный  симпозиум по проблеме происхождения  жизни. Спустя десятилетие было организовано Международное общество по изучению происхождения жизни, объединившее ученых разных специальностей: биологов и химиков, геологов и астрономов, физиков и математиков. По предложению  американских ученых в 1977 г. им была учреждена  Золотая медаль имени А. И. Опарина, присуждаемая раз в три года за выдающиеся заслуги в изучении возможных  путей происхождения жизни. А. И. Опарин работал не только над проблемой  происхождения жизни. Его трудами  заложены основы советской технической  биохимии: биохимии хлебопечения (совместно  с А. Н. Бахом), сыроделия, виноделия, хранения овощей и др¹.

Более 50 лет жизни посвятил Опарин подготовке советских биохимиков, в  течение 25 лет он заведовал кафедрой биохимии растений Московского государственного университета.

Всех, кто работал с Опариным, поражала его способность необычайно быстро вникать в суть любой проблемы и находить лучшие пути ее решения. Энциклопедические знания, острота  и широта ума, способность воспринимать новое, умение радоваться жизни и  желание прийти на помощь привлекали к нему людей, работавших рядом с  ним.

С основания Института биохимии АН СССР (1935) Опарин был заместителем директора, а затем его директором. Долгое время работал академиком-секретарем отделения биологии Академии наук СССР, был первым президентом, а затем  почетным президентом Всесоюзного  биохимического общества и Международного общества по изучению происхождения  жизни, председателем Всесоюзного  общества "Знание", членом Всемирного Совета Мира и вице президентом Международной  федерации ученых².

А. И. Опарину присвоено высокое  звание Героя Социалистического  Труда и лауреата Ленинской премии.

2.Теория  возникновения жизни по Опарину

Александр Иванович Опарин – создатель  всемирно признанной теории происхождения  жизни, положения которой блестяще выдержали более чем полувековую  проверку временем; один из крупнейших советских биохимиков, заложивший фундамент  исследований в области эволюционной и сравнительной биохимии, энзимологии, биохимии растений и субклеточных структур, основатель советской технической  биохимии; выдающийся педагог, организатор науки, общественный деятель и блестящий популяризатор научных знаний.

Труды А.И.  Опарина посвящены изучению биохимических основ переработки растительного сырья, вопросам действия ферментов в живом организме и проблеме возникновения жизни на Земле. Его работы заложили основы технической биохимии СССР. Исследуя действия ферментов в различных растениях, А.И.  Опарин пришел к выводу, что в основе технологии ряда производств, имеющих дело с сырьем растительного  происхождения, лежит биологический катализ.

Разрабатывая теоретические основы биологии, А.И. Опарин выдвинул теорию возникновения жизни на Земле. На основе фактических материалов из области астрономии, химии, геологии и биологии А.И. Опарин предложил гипотезу развития материи, объясняющую возникновение жизни на Земле. Проблему происхождения жизни он рассматривал с материалистической позиции и объяснял возникновение жизни как определенный и закономерный качественный этап в историческом развитии материи.

Уже ранние исследования А.И.Опарина  в области сравнительной биохимии окислительно-восстановительных процессов  у простейших водорослей привели  его к изучению эволюционного  развития жизни и разработке основных положений проблемы происхождения  жизни на Земле. В те годы (в начале XX века) среди естествоиспытателей  проблема происхождения жизни считалась  проблемой, не допускающей экспериментального подхода и не разрешимой методами естественных наук. Крупнейшей научной  за слугой А.И.Опарина является то, что  он убедительно показа возможность  научного экспериментального подхода  к исследованию проблемы происхождения  жизни. Он изложил свои идеи в книге   «Происхождение жизни», опубликованной в Советском Союзе в 1924 году и переведенной на английский язык в 1938 году. Пик исследований А. И. Опарина и его соавторов приходился на 50-60-е годы, хотя его книга «Происхождение жизни» была опубликована раньше.

Появление жизни А.И. Опарин рассматривал как единый естественный процесс, который  состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень - биохимическую эволюцию.

1. Первобытная Земля имела разреженную  (то есть лишенную кислорода)  атмосферу. Когда на эту атмосферу  стали воздействовать различные  естественные источники энергии  - например, грозы и извержения  вулканов - то при этом начали  самопроизвольно формироваться  основные химические соединения, необходимые для органической  жизни.

С самого начала этот процесс был  связан с геологической эволюцией. В настоящее время принято считать, что возраст нашей планеты составляет примерно 4,3 млрд лет. В далеком прошлом Земля была очень горячей (4000-8000 °С). По мере остывания образовывалась земная кора, а из воды, аммиака, двуокиси углерода и метана - атмосфера. Такая атмосфера называется «восстановительной», поскольку не содержит свободного кислорода. При падении температуры на поверхности Земли ниже 100⁰C образовались первичные водоемы. Под действием электрических разрядов, тепловой энергии, ультрафиолетовых лучей на газовые смеси происходил синтез органических веществ-мономеров, которые локально накапливались и соединялись друг с другом, образуя полимеры. Можно допустить, что тогда же одновременно, с полимеризацией шло образование надмолекулярных комплексов-мембран.

2. С течением времени молекулы  органических веществ накапливались  в океанах, пока не достигли  консистенции горячего разбавленного  бульона. Однако в некоторых  районах концентрация молекул,  необходимых для зарождения жизни,  была особо высокой, и там  образовались нуклеиновые кислоты и протеины³.

По однотипным правилам синтезировались  в «первичном бульоне» гидросферы Земли  полимеры всех типов: аминокислоты, полисахариды, жирные кислоты, нуклеиновые кислоты, смолы, эфирные масла и др. Это предположение было проверено экспериментально в 1953 году на установке Стэнли Миллера.

Эксперимент Миллера, ставший поворотным пунктом в этой области, был предельно  прост. Аппарат состоял из двух стеклянных колб, соединенных в замкнутую  цепь. В одну из колб помещено устройство, имитирующее грозовые эффекты - два  электрода, между которыми происходит разряд при напряжении около 60 тысяч  вольт; в другой колбе постоянно  кипит вода. Затем аппарат заполняется  атмосферой, предположительно существовавшей на древней Земле: метаном, водородом  и аммиаком. Аппарат проработал неделю, после чего были исследованы продукты реакции. В основном получилась вязкое месиво случайных соединений; в растворе также было обнаружено некоторое  количество органических веществ, в  том числе и простейшие аминокислоты - глицин и аланин.

Первичные клетки предположительно возникли при помощи молекул жиров (липидов). Молекулы воды, смачивая только гидрофильные концы молекул жиров, ставили их как бы «на голову», гидрофобными концами вверх. Таким способом создавался комплекс упорядоченных молекул жиров, которые за счет прибавления к ним новых молекул постепенно отграничивали от всей окружающей среды некоторое пространство, которое и стало первичной клеткой, или коацерватом — пространственно обособившейся целостной системой. Коацерваты оказались способными поглощать из внешней среды различные органические вещества, что обеспечивало возможность первичного обмена веществ со средой.

3. Первые клетки были гетеротрофами,  они не могли воспроизводить  свои компоненты самостоятельно  и получали их из бульона.  Но со временем многие соединения  стали исчезать из бульона,  и клетки были вынуждены воспроизводить  их самостоятельно. Так клетки  развивали собственный обмен  веществ для самостоятельного воспроизводства.

Таким образом, первичная клеточная  структура, по Опарину, представляла собой  открытую химическую микроструктуру, которая была наделена способностью к первичному обмену веществ, но еще  не имела системы для передачи генетической информации на основе нуклеиновых кислот. Такие системы, черпающие из окружающей среды вещества и энергию, могут противостоять нарастанию энтропии и способствовать ее уменьшению в процессе своего роста и развития, что является характерным признаком всех живых систем. Отдельная молекула, даже очень сложная, не может быть живой. Это значит, что не разрозненные части определяют собой организацию целого, а целое, продолжая эволюционировать, обусловливает целесообразность строения частей.