Теория:

В основе современных научных представлений о происхождении жизни лежит гипотеза биохимической эволюции ОпаринаХолдейна.
 
14-03-2018 10-50-31.jpg
  Александр Опарин                   Джон Холдейн
 
Согласно теории биохимической эволюции формирование жизни на Земле шло в три этапа:
  • абиогенный синтез органических веществ;
  • образование биополимеров;
  • формирование мембранных структур и появление самовоспроизведения.
 
Абиогенный синтез органических веществ
Согласно теории Опарина возникновение жизни на Земле возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.
 
На первых этапах своего существования наша Земля представляла собой раскалённый шар.
По мере её остывания постепенно формировалась первичная атмосфера, состоящая из аммиака, метана, углекислого газа, цианистого водорода и паров воды. Ни кислорода, ни озона в атмосфере древней Земли не было.
 
При дальнейшем понижении температуры образовался первичный океан. Под действием различных видов энергии (электрические разряды, ядерные реакции, солнечная радиация, извержения вулканов) образовались простые органические соединения: формальдегид, спирты, муравьиная кислота, аминокислоты и т. д. 
 
Окисление образовавшихся веществ не происходило, так как отсутствовал свободный кислород. Синтезированные вещества в течение десятков миллионов лет постепенно накапливались в древнем океане. Их накопление в итоге привело к образованию однородной массы —  «первичного бульона». По мнению Опарина, именно в «первичном бульоне» и возникла жизнь.
 
Этот этап биохимической эволюции был подтверждён экспериментально биохимиками С. Миллером, Дж. Оро и другими учёными. В экспериментальных установках, моделирующих условия первобытной Земли, ими были получены альдегиды, аминокислоты, простые сахара, пуриновые и пиримидиновые основания, нуклеотиды.
Образование биополимеров
Из простых органических веществ при определённых условиях синтезировались биополимеры. Аминокислоты соединялись в полипептиды, простые сахара превращались в полисахариды, а нуклеотиды — в нуклеиновые кислоты. Карбоновые кислоты, соединяясь со спиртами, могли образовать липиды, которые покрывали поверхность водоёмов жирной плёнкой.
 
Возникшие белки формировали коллоидные комплексы, притягивающие к себе молекулы воды. Так появились коацерваты — сгустки органических веществ, обособленные от остальной массы воды. В коацерваты постоянно поступали органические соединения, в результате чего происходил синтез более сложных веществ. Они могли сливаться и увеличиваться в размерах.
 
 14-03-2018 11-28-18.jpg
Слияние коацерватных капель  
 
Образование биополимеров и коацерватов в условиях древней Земли подтверждено экспериментально работами Л. Орджела и С. Акабюры. Ими были получены простейшие белки и нуклеотидные цепи.
Формирование мембранных структур и появление самовоспроизведения  
Из липидных пленок на поверхности коацерватов могла сформироваться биологическая мембрана.
  
Объединение коацерватов с нуклеиновыми кислотами привело к образованию примитивных  самовоспроизводящихся живых организмов — пробионтов. Эти первичные организмы были анаэробами и гетеротрофами и питались веществами «первичного бульона».
  
Таким образом, около \(3,5\) млрд лет назад, согласно этой гипотезе, завершилось зарождение жизни на Земле.
 
42e297b32cfdc68ef25252d1adb7b48a.jpeg