Гипотеза биохимической эволюции

В 1924 г. биохимиком А. И. Опариным, а позднее английским ученым Дж. Холдейном (1929) была сформулировала гипотеза, рассматривающая жизнь как результат длительной эволюции углеродных соединений.

В своей работе он подчеркивал, что предшественники организмов (пробионты) в ходе ряда химических и физиологических процессов (этап химической эволюции), происходивших на протяжении длительного времени в условиях молодой планеты, приобрели свойства организмов. После этого начался этап борьбы за существование с закономерностями, выявленными Ч. Дарвином (этап биологической эволюции).

Заслугой А. И. Опарина является создание теории эволюции живой материи.

А. И. Опарин (1894−1980).

Ее основные идеи:

• 1. Первоначально жизнь возникла в Мировом океане как результат химической эволюции (то есть абиогенно).
• 2. Развитие живой материи и появление большого разнообразия форм жизни происходило в процессе биологической эволюции (то есть биогенно), которая стала вторым этапом развития жизни на Земле.

Современная теория возникновения жизни на Земле, называемая теорией биопоэза, была сформулирована в 1947 г. английским ученым Дж. Берналом.

Основные этапы зарождения жизни на земле.

• 1 Образование Солнца и Солнечной системы из облака космической пыли более 7 млрд. лет назад
• 2 Образование планеты Земля (4,5 — 7 млрд. лет назад) из скопления газов и холодных (замерзших) пылевых частиц, состоящих из металлов и других химических элементов
• 3 Разогрев недр планеты под действием сил гравитации и под влиянием тепла от распада радиационных элементов, образование первичной газовой атмосферы Земли, состоящей из водорода, воды в виде пара, углекислого газа, метана и аммиака
• 4 Остывание поверхности планеты, конденсация паров воды, образование первичных морей и океанов

Возникновение и развитие жизни на Земле происходило на протяжении трех эволюционных этапов.

I. Химическая эволюция — абиогенный синтез органических полимеров.

• 1) Под действием ультрафиолетовых лучей и электрических разрядов молний в атмосфере образовались первые молекулы простейших органических соединений (аминокислоты, полинуклеотиды, полипептиды);
• 2) Образование в океане «первичного бульона»
• 3) Органические соединения, вступая между собой в различные взаимодействия в течение миллионов лет, образовали отдельные сложные молекулы: белки, липиды, нуклеиновые кислоты, сахара и др.

II.Предбиологическая эволюция — формирование белковонуклеиново-липидных комплексов (коацерваты, пробионты, прогеноты), способных к упорядоченному обмену веществ и самовоспроизведению. Появление первых примитивных живых организмов — прокариотов.

III. Биологическая эволюция. Состояла из ряда последовательно протекающих процессов.

• 1) Появление первых одноклеточных организмов (прокариотов). Они были гетеротрофами (т.к питательных веществ было много и производить самостоятельно не было потребности) с малоэффективным анаэробным типам обмена веществ.
• 2) Запас органических веществ на Земле стал постепенно истощаться, что послужила причиной к постепенному переходу к автотрофному питани.

Сначала эволюция прокариот пошла по пути процесса хемосинтеза — образования органических веществ из оксида углерода за счет энергии окисления неорганических веществ (серенные пурпурные бактерии).

• 3) Условия на Земле начали меняться: уменьшалась вулканическая деятельность, солнечный свет уже не задерживался атмосферой, так как в ней было меньше пыли. Поэтому дальнейшая эволюция пошла по пути использования солнечной энергии. Возник процесс фотосинтеза — образование органических веществ и кислорода из неорганических: углекислого газа и воды, с использованием энергии Солнца. Первыми фотосинтезирующими организмами были синезеленые водоросли.
• 4) с появлением фотосинтезирующих организмов в атмосферу стал выделяться кислород. Который под действием ультрафиолетового излучения частично превращается в озон. Сформировался защитный озоновый слой.
• 5) в условиях окислительной атмосферы появился энергетически более выгодный кислородный тип обмена веществ. Появились аэробные бактерии.

Основные положения:

• · Предшественники организмов (пробионты) в ходе ряда химических и физиологических процессов (этап химической эволюции), приобрели свойства организмов.
• · Развитие живой материи и появление большого разнообразия форм жизни происходило в процессе биологической эволюции (то есть биогенно), которая стала вторым этапом развития жизни на Земле.

Итоги: гипотеза биохимической эволюции является самой совершенной, так как ее можно смоделировать и археологически доказать.