Концепции А.И. Опарина и ее роль в решении проблемы происхождения жизни

 Начало научной  деятельности А.И.Опарина совпало  с победой Великой Октябрьской  социалистической революции и  началом построения социализма  в нашей стране. Развитие советской  пищевой промышленности было  связано с переходом от мелких кустарных пищевых предприятий к крупному заводскому производству. Стране были необходимы углубленные теоретические исследования биохимических процессов для их практического использования в зарождающейся пищевой промышленности. А.И.Опарин по праву считается создателем в отечественной науке направления, которое получило название технической биохимии.

 Изучая в  течение длительного времени  действие ферментов в различных  растительных объектах, А.И.Опарин  пришел к выводу, что в основе технологии производств, имеющих дело с переработкой растительного сырья, лежат ферментативные процессы. Именно продукты ферментативных реакций, протекающих в автолитических смесях, придают растительному сырью качества готового изделия: усвояемость, вкус, аромат и т. д. Так, совместно со своими сотрудниками А.И.Опарин в середине 30-х годов на основе изучения биохимических процессов в хранящихся корнях разработал режимы длительного хранения сахарной свеклы, позволившие в полтора раза удлинить сезон работы сахарных заводов, следовательно, и увеличить их производительность без дополнительных капиталовложений и без потерь сырья. Пионерские исследования А.И.Опарина, начатые им в 1935 г., сыграли существенную роль при разработке биохимических основ производства чая. К 1938 г. А.И.Опарин заложил энзимологические основы хлебопечения. Много ценного внесено А.И.Опариным и в другие области технической биологии – пивоварение, виноделие, сыродельную и другие отрасли пищевой промышленности.

 Многогранная  научная деятельность А.И.Опарина неразрывно сочетается с постоянной педагогической работой. Со студенческих лет его жизнь связана с Московским государственным университетом (студент, лаборант, аспирант, старший преподаватель, профессор). В 1925 г. он начал читать в МГУ свой первый курс "Химические основы жизненных процессов". Почти 20 лет (1942–1960) А.И.Опарин заведовал кафедрой биохимии растений и читал курс общей биохимии и технической биохимии, а также спецкурс по энзимологии и проводил консультации и семинары для студентов-дипломников, с 1975 г. по настоящее время он читает спецкурс по проблеме происхождения жизни.

 А.И.Опарин  был также профессором Московского  химико-технологического института  им. Д. И. Менделеева (1929–1931), профессором  и заведующим кафедрой технической биохимии Московского института технологии зерна и муки (1930–1931), профессором Московского технологического института пищевой промышленности (1937–1949).

 Среди его  многочисленных учеников – академики  и члены корреспонденты АН  СССР и члены академий союзных республик доктора и кандидаты наук, ведущие большую научную н педагогическую работу в республиках нашей страны.

 В 1939 г.  А.И.Опарин был избран членом-корреспондентом,  а в 1946 г. он избирается действительным  членом Академии наук СССР.

 А.И.Опарин не только выдающийся ученый, но и организатор советской науки. В 1935 г. он совместно с А.Н.Бахом организует первый в стране Институт биохимии, директором которого oн был избран в 1946 г. и деятельностью которого он руководит по настоящее время. С 1945 по 1948 г. он был заместителем академика секретаря Отделения биологических наук АН СССР, а с 1948 по 1955 г. – академиком-секретарем Отделения биологических наук АН СССР и членом Президиума АН СССР.

 В 1959 г.  А.И.Опарин возглавляет организацию  Всесоюзного биохимического общества и избирается его президентом, а 1964 г. по настоящее время является почетным президентом общества. С 1952 г. по настоящее время А.И.Опарин – председатель Национального комитета советских биохимиков. В 1962 г. он был избран вице-президентом Международного биохимического союза А.И.Опарин был председателем Экспертной комиссии по при суждению золотых медалей и именных премий Президиума Академии наук, членом Научного совета АН СССР по комплексной проблеме "Биологические функции белка и структура клетки".

 С 1963 г.  он председатель Научного совета  по эволюционно биохимии и  проблеме возникновения жизни  АН СССР, координирует и направляет  работу многочисленных исследователей, работающих в различных институтах  по этой проблеме.

 А.И.Опарин  – замечательный популяризатор достижения науки как в нашей стране, так и за рубежом. Самые сложные научные проблемы он умеет ясно и просто объяснить даже неискушенному слушателю. В течение ряда лет он был председателем Всесоюзного общества по распространению политических и научных знаний, а в 1976 г. как лучший популяризатор науки был награжден международной премией Калинга (ЮНЕСКО).

 А.И.Опарин  – крупный общественный деятель.  Будучи начинающим научным работником  он принимал активное участие  в профсоюзном движении. В 1918 г. рабочими фармацевтического завода он был направлен делегатом на I Всероссийский съезд рабочих химической промышленности, на котором был избран членом ЦК Союза рабочих химической промышленности. ЦК этого союза направил А.И.Опарина в Химический отдел ВСНХ в качестве члена коллегии, где он активно участвовал в национализации и реорганизации химической промышленности. Большую общественно-политическую деятельность А.И.Опарин вел как депутат Московского областного Совета депутатов трудящихся, как депутат и член Президиума Верховного Совета РСФСР, а также как вице-президент Исполнительного комитета Всемирной федерации научных работников и член Всемирного Совета Мира, являясь одним из активных участников движения сторонников мира.

 А.И.Опарин  – член ряда зарубежных академий и научных обществ, почетный доктор многих иностранных университетов. Он неоднократно награждался золотыми и серебряными медалями зарубежных университетов и академий.

 За цикл  работ по происхождению жизни  А.И.Опарину в 1974 г. была присуждена  Ленинская премия. Научно-педагогическая  и общественная деятельность  А.И.Опарина была высоко оценена  Советским правительством. А.И.Опарин  – Герой Социалистического Труда,  он награжден пятью орденами Ленина и другими орденами и медалями СССР.

ГЛАВА II.

Концепции возникновения жизни. 

Существует  пять концепций возникновения  жизни:

Жизнь была создана  Творцом в определённое время  – креационизм.

Жизнь возникла самопроизвольно из неживого вещества (её придерживался ещё Аристотель который считал, что живое может возникать и в результате разложения почвы).

Концепция стационарного  состояния в соответствии с которой  жизнь существовала всегда.

Концепция панспермии – внеземного происхождения жизни;

Концепция происхождения  жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов  подчиняющихся физическим и химическим законам.

Согласно креационизму возникновение жизни относится  к определённому событию в  прошлом которое можно вычислить. В 1650 г. архиепископ Ашер из Ирландии вычислил что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э., а в 9 часов утра 23 октября и человека. Это число он получил из анализа возрастов и родственных связей всех упоминаемых в Библии лиц. Однако к тому времени на Ближнем Востоке уже была развитая цивилизация, что доказано археологическими изысканиями. Впрочем, вопрос сотворения мира и человека не закрыт, поскольку толковать тексты Библии можно по-разному.

Аристотель на основе сведений о животных, которые поступали от воинов Александра Македонского и купцов-путешественников, сформулировал идею постепенного и непрерывного развития живого из неживого и создал представление о «лестнице природы» применительно к животному миру. Он не сомневался в самозарождении лягушек, мышей и других мелких животных. Платон говорил о самозарождении живых существ из земли в процессе гниения.

С распространением христианства идеи самозарождения были объявлены еретическими, и долгое время о них не вспоминали. Гельмонт придумал рецепт получения мышей из пшеницы и грязного белья. Бэкон тоже считал, что гниение – зачаток нового рождения. Идеи самозарождения поддерживали Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель, Ламарк.

В 1688 г. итальянский  биолог Франческо Реди серией опытов с открытыми и закрытыми сосудами доказал, что появляющиеся в гниющем мясе белые маленькие черви – это личинки мух, и сформулировал свой принцип: всё живое – из живого. В 1860 г. Пастер показал, что бактерии могут быть везде и заражать неживые вещества, для избавления от них необходима стерилизация, получившая название пастеризации.

Теория панспермии (гипотеза о возможности переноса Жизни во Вселенной с одного космического тела на другие) не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни и переносит проблему в другое место Вселенной. Либих считал, что «атмосферы небесных тел, а также вращающихся космических туманностей можно считать как вековечные хранилища оживлённой формы, как вечные плантации органических зародышей», откуда жизнь рассеивается в виде этих зародышей во Вселенной.

 Подобным  образом мыслили Кельвин, Гельмгольц  и др. в начале нашего века  с идеей радиопанспермии выступил  Аррениус. Он описывал, как с населённых  другими существами планет уходят  в мировое пространство частички  вещества, пылинки и живые споры микроорганизмов. Они сохраняют свою жизнеспособность, летая в пространстве Вселенной за счёт светового давления. Попадая на планету с подходящими условиями для жизни, они начинают новую жизнь на этой планете.

Эту гипотезу поддерживали многие, в том числе русские учёные академики Сергей Павлович Костычев (1877-1931), Лев Семёнович Берг (1876-1950) и Пётр Петрович Лазарев (1878-1942).

Для обоснования  панспермии обычно используют наскальные рисунки с изображением предметов, похожих на ракеты или космонавтов, или появления НЛО. Полёты космических аппаратов разрушили веру в существование разумной жизни на планетах солнечной системы, которая появилась после открытия Скиапарелли каналов на Марсе (1877). Но пока следов жизни на Марсе не найдено.

В конце 60-х годов  вновь возрос интерес к гипотезам  панспермии. Так, геолог Б.И.Чувашов (Вопросы  философии. 1966) писал, что жизнь во Вселенной, по его мнению, существует вечно.

При изучении вещества метеоритов и комет были обнаружены многие «предшественники живого» – органические соединения, синильная кислота, вода, формальдегит, цианогены. Формальдегид, в частности, обнаружен в 60% случаев в 22 исследованных областях, его облака с концентрацией примерно 1 тысяча молекул в куб.см заполняют обширные пространства. В 1975 г. предшественники аминокислот найдены в лунном грунте и метеоритах. Сторонники гипотезы занесения жизни из космоса считают их «семенами», посеянными на Земле.

В представлениях о зарождении жизни в результате физико-химических процессов важную роль играет эволюция живой планеты. По мнению многих биологов, геологов и физиков, состояние Земли за время её существования всё время изменялось. В очень давние времена Земля была горячей планетой, её температура достигала 5-8 тысяч градусов. По мере остывания планеты тугоплавкие металлы и углерод конденсировались и образовывали земную кору, которая не была ровной из-за активной вулканической деятельности и всевозможных подвижек формирующегося грунта. Атмосфера первичной Земли сильно отличалась от современной. Лёгкие газы – водород, гелий, азот, кислород, аргон и другие – не удерживались пока недостаточно плотной планетой, тогда как их более тяжёлые соединения оставались (вода, аммиак, двуокись углерода, метан). Вода оставалась в газообразном состоянии, пока температура не упала ниже 100оС.

Химический состав нашей планеты сформировался  в результате космической эволюции вещества солнечной системы, в ходе которой возникли определённые пропорции  количественных соотношений атомов. Поэтому современные данные о соотношении атомов химических элементов оказываются важными. Космическое обилие кислорода и водорода выразилось в обилии воды и её многочисленных окислов. Относительно более высокая распространённость углерода явилась одной из причин, определивших большую вероятность возникновения жизни. Обилие кремния, магния и железа способствовало образованию в земной коре и метеоритах силикатов. Источниками сведений о распространённости элементов служат данные о составе Солнца, метеоритов, поверхностей Луны и планет. Возраст метеоритов примерно соответствует возрасту земных пород, поэтому их состав помогает восстановить химический состав Земли в прошлом и выделить изменения, вызванные появлением жизни на Земле.

Научная постановка проблемы возникновения жизни принадлежит Энгельсу, считавшему, что жизнь возникла не внезапно, а сформировалась в ходе эволюции материи. В этом же ключе высказался и К.А.Тимирязев: «Мы вынуждены допустить, что живая материя осуществлялась так же, как и все остальные процессы, путём эволюции… Процесс этот, вероятно, имел место и при переходе из неорганического мира в органический» (1912). 
 
 
 
 
 
 
 

Концепция происхождения жизни А.И.Опарина . 

Теория, предложенная А. И. Опариным в первой половине ХХ века, основана на предположении о  химической эволюции, которая постепенно переходит к биохимической, а затем к биологической эволюции. Образование клетки явилось сложнейшим явлением. Но оно и положило начало развитию жизни и всему ее многообразию. Абиогенез - идея о происхождении живого из неживого - исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. Это привело к возрождению теории самозарождения. Новая версия получила название теория химической эволюции.