Teorija Oparin izvoru življenja , znan tudi kot "teorijo primitivne ali prvobitni juho" poskuša razložiti, kako življenje izvira na Zemlji v razmerah, značilnih za milijone let nazaj, ko so se pojavili prvi organske molekule.
Ta teorija, ki jo je vzpostavil Oparin, je ena najbolj sprejetih v znanstveni skupnosti. Še vedno pa velja, tudi če gre za napredek sodobne znanosti, saj nova povezana odkritja to uspejo dopolniti in okrepiti.
Fotografija Aleksandra Oparina (Vir: Pavel Troškin prek Wikimedia Commons)
Oparin je v svojih spisih žive (biotske) organizme razvrstil na raven organizacije nežive snovi (abiotske). Nato je predlagal, da se ta neživa snov postopoma spreminja in postaja bolj zapletena, dokler ni oblikovala prvih živih celic.
Oparinova teorija je odprla vrata za razvoj veje bioloških znanosti, znane kot "Sintetična biologija." Ta znanost poskuša poustvariti okoljske razmere, v katerih je "primitivna juha" rodila žive organizme, ki danes naseljujejo zemljo.
Podobno teorijo je samostojno predstavil evolucijski biolog John Haldane, ki je zgodnje pozne predkambrijske vodne telese, ki so bila sestavljena v glavnem iz kovinskih elementov in vode, imenoval kot "primitivna juha".
Izvor teorije
Oparinovo teorijo je predlagal Aleksander Ivanovič Oparin, ki se je rodil leta 1894 v majhnem ruskem mestu, imenovanem Uglich. Že od malih nog je bil Oparin strast do rastlin in je poznal Darwinove evolucijske teorije.
Študiral je fiziologijo rastlin na moskovski univerzi, kjer je leta pozneje poučeval na katedrah za biokemijo in fiziologijo rastlin.
Že med študijem na univerzi se je Oparin začel resno ukvarjati z mikroorganizmi, ki so sestavljeni samo iz atomov ogljika, dušika in vode, da se lahko organizirajo za izvajanje zapletenih procesov, kot je fotosinteza.
Leta 1923 je Oparin svoje poskuse objavil v knjigi z naslovom "Izvor življenja." Ta knjiga vsebuje teorijo, ki želi skupaj s prispevki drugega raziskovalca časa, imenovanega Johna Haldaneja, razložiti, kako so se na našem planetu pojavile primordi življenja.
Oparinovo besedilo z zelo preprostim in didaktičnim jezikom razlaga, kako se je "evolucija" organske snovi začela pred nastankom planeta Zemlje. Pojasnjuje tudi, kako organske snovi nastajajo z delovanjem sončnih žarkov, vulkanskih izbruhov in električnih izpustov naravnega izvora.
Pomembno je poudariti, da je Oparin goreče nasprotoval teoriji spontane generacije, podpiral svoje ideje o Darwinovi teoriji evolucije in Mendeleevi "abiogenski" sintezi nafte; ugotovitev, da je bil začetek življenja posledica neke vrste "kemične evolucije", ki je elemente primitivne zemlje organizirala tako, da so tvorile zapletene molekule.
Postulati
Čeprav je minilo skoraj 100 let, odkar je Oparin predstavil svojo teorijo, velja še danes. Oparinov spravni pristop, ki združuje tako raznolike discipline, kot so kemija, astronomija, fizika in biologija, ponuja za številne znanstvenike racionalen pristop k razlagi, kako se je življenje na zemlji oblikovalo.
Oparin locira nastanek življenja v obdobju predkambrijcev, kjer je obstajala močno reducirajoča atmosfera, bogata z dvema najbogatejšima elementoma živih organizmov: ogljikom (v obliki metana in cianogenov) in dušikom (v obliki amoniaka).
Njegova teorija je temeljila predvsem na dejstvu, da je energija iz ultravijolične svetlobe, vulkanov in električnih neviht povzročila obarvanje vode, ki je bila v plinasti obliki, kar je povzročilo hudourniške deževe, ki so oborili druge spojine, kot je amonijak. , metan, dušik itd.
Obilno deževje je oborjene elemente pognalo v morja, kar je ustvarilo tisto, kar je Oparin imenoval "primitivna juha". Ta juha je služila kot podlaga za vrsto kemičnih reakcij, ki so povzročile prve organske molekule, podobne aminokislinam.
Te koloidne molekule "aminokislinam" in druge podobne narave so se spontano organizirale, da tvorijo peptidne, beljakovinske in lipidom podobne strukture, ki jih je Oparin poimenoval koacervati.
Kasneje so se koacervati še bolj specializirali in uspeli so tvoriti strukture, ki so zelo podobne živim celicam, kakršne poznamo danes.
Te primitivne "celice" so sčasoma pridobile sposobnost razvoja primitivnega metabolizma, pri čemer so kemične spojine iz okolja črpale, da bi iz njih črpale hrano in energijo, da bi preživele in se množile.
Naravna selekcija v koacervatih
Koacervati, ki jih je predlagal Oparin, so za hrano in energijo uporabljali majhne molekule, ujete iz okoliškega okolja. Po molekuli Oparina so te molekule asimilirale druge večje molekule, ki jih je imenoval "primitivni encimi" koacervatov.
Pridobitev mehanizma absorpcije in asimilacije znotraj vsakega koacervata bi pomenila prednost pred drugimi koacervati, zato bi koacervati z boljšo asimilacijsko sposobnostjo hitreje in učinkoviteje rasli.
Oparin je ugotovil, da obstaja omejitev rasti za "najuspešnejše" koacervate na mestu, kjer so, termodinamično, postali nestabilni. Posledično so se koacervati začeli deliti ali »deliti« na manjše koacervate.
Sposobnost delitve velikih koacervavtov na manjše koacervate bi povečala količino te vrste koacervatov v sredini. Ti koacervati, ki jih najdemo v večjem številu ali pogostosti, bi lahko izvajali nekakšen "selektivni pritisk" na druge, da bi dali prednost tistim, ki imajo večjo sposobnost "razdeljevanja" ali segmentiranja.
Druga značilnost koacervatov, ki bi lahko imeli druge "naravne selekcije" pri drugih, je bila morda sposobnost sintetiziranja nekaj energijskega presnovka iz hrane, pridobljene iz primitivne juhe, kjer so "rasli".
Tako so verjetno preživeli le koacervati, ki so sposobni presnavljati okoljske spojine in proizvajati svojo hrano in rezervno energijo.
Aktualnost teorije
Darwinova teorija naravne selekcije je bila za Oparina ključnega pomena, da je razumel "konkurenco" in "razširjenost" med koacervati. Tudi leta kasneje je Oparin z odkritjem genov in dednega materiala tem molekulam pripisal odgovornost v veliki meri za podvajanje koacervatov.
Trenutno je veliko biologov posvečenih rekreaciji primitivnih razmer na zemlji, ki so povzročili koacervate, ki jih je predlagal Oparin.
Eden najbolj znanih tovrstnih poskusov je bil Stanley Miller in Harold Urey, ki sta eksperimentalno preverila "abiogenezo" aminokislin, kot je glicin (glicinski tip).
Več znanstvenikov, specializiranih za sintetično biologijo, izvaja eksperimente za umetno doseganje organizacije življenja, vendar na podlagi spojin, ki niso ogljik, kar kaže, da je to "življenje" lahko vrsta življenja, ki jo najdemo na drugih planetih.
Zanimive teme
Teorije nastanka življenja.
Kemosintetska teorija.
Kreacionizem.
Panspermija.
Teorija spontane generacije.
Reference
- Das, A. (2019). Izvor življenja na Zemlji-virusi in mikrobi. Acta Scientific Microbiology, 2, 22–28.
- Fry, I. (2006). Izvori raziskav o izvoru življenja. Prizadevanje, 30 (1), 24–28.
- Herrera, AS (2018). Izvor življenja po Melaninu. MOJ Cell Sci Rep, 5 (1), 00105.
- Kolb, VM (2016). Izvori življenja: kemijski in filozofski pristopi. Evolucijska biologija, 43 (4), 506–515.
- Lazcano, A. (2016). Aleksander I. Oparin in izvor življenja: zgodovinska ponovna ocena heterotrofne teorije. Časopis za molekularno evolucijo, 83 (5-6), 214-222.
- Oparin, AI (1957). Izvor življenja na zemlji. Izvor življenja na zemlji., (3. izd.).