Teorija Oparin podrijetlu života, također poznat kao „Teorija primitivnog ili primordijalne juhe” pokušava objasniti kako je život nastao na Zemlji u uvjetima tipičnim za milijuna godina kada su se pojavili prvi organske molekule.
Ova teorija koju je uspostavio Oparin jedna je od najprihvaćenijih u znanstvenoj zajednici. Ona ostaje važna čak i uz velik napredak moderne znanosti, jer nova povezana otkrića uspijevaju je nadopuniti i ojačati.
Fotograf Aleksandr Oparin (Izvor: Pavel Troshkin putem Wikimedia Commons)
Oparin je u svojim spisima živim (biotskim) organizmima razvrstao na razinu organizacije nežive materije (abiotsku). Tada je predložio da se ta neživa materija progresivno mijenja i postaje složenija, sve dok nije formirala prve žive stanice.
Oparinova teorija otvorila je vrata razvoju grane bioloških znanosti poznatih kao "Sintetska biologija". Ova znanost pokušava obnoviti uvjete okoliša u kojima je "primitivna juha" stvorila žive organizme koji danas naseljavaju zemlju.
Sličnu je teoriju samostalno iznio evolucijski biolog John Haldane, koji je rano kasne predkambrijske tijela tijela koja su bila sastavljena uglavnom od metalnih elemenata i vode, imenovala "primitivna juha".
Podrijetlo teorije
Oparinovu teoriju predložio je Aleksander Ivanovič Oparin, rođen 1894. godine u malom ruskom gradu zvanom Uglich. Još od malih nogu Oparin je već bio strastven prema biljkama i bio je upoznat s Darwinovim evolucijskim teorijama.
Studirao je biljnu fiziologiju na Sveučilištu u Moskvi, gdje je godinama kasnije predavao na stolicama biokemije i biljne fiziologije.
Tijekom svojih sveučilišnih studija Oparin je počeo ozbiljno zabrinjavati mikroorganizme koji se sastoje od atoma ugljika, dušika i vode koji se mogu organizirati za obavljanje složenih procesa poput fotosinteze.
Oparin je 1923. godine objavio svoje eksperimente u knjizi pod naslovom "Porijeklo života". Ova knjiga sadrži teoriju koja, zajedno s doprinosima drugog istraživača vremena po imenu John Haldane, želi objasniti kako su iskore života nastale na našoj planeti.
Oparin tekst objašnjava, vrlo jednostavnim i didaktičnim jezikom, kako je započela "evolucija" organske materije prije formiranja planete Zemlje. Također objašnjava kako organske tvari nastaju djelovanjem sunčevih zraka, vulkanskih erupcija i električnih pražnjenja prirodnog podrijetla.
Važno je istaknuti da se Oparin gorljivo suprotstavljao teoriji spontanog stvaranja, podupirući svoje ideje o Darwinovoj teoriji evolucije i Mendeleevoj "abiogenoj" sintezi nafte; utvrdivši da je početak života nastao zbog svojevrsne "kemijske evolucije" koja je organizirala elemente primitivne zemlje u obliku složenih molekula.
postulati
Iako je prošlo gotovo 100 godina od kako je Oparin iznio svoju teoriju, ona vrijedi i danas. Oparin pomirljivi pristup, koji okuplja raznolike discipline kao što su kemija, astronomija, fizika i biologija, nudi mnogim znanstvenicima racionalan pristup objašnjenju kako se život stvorio na zemlji.
Oparin locira nastanak života tijekom pretkambrijskog razdoblja, gdje je postojala visoko reducirajuća atmosfera, bogata dvama najbogatijim elementima u živim organizmima: ugljikom (u obliku metana i cijanogenova) i dušikom (u obliku amonijaka).
Njegova se teorija temeljila uglavnom na činjenici da je energija koja dolazi od ultraljubičastog svjetla, vulkana i električnih oluja uzrokovala taloženje vode koja je bila u plinovitom obliku, što je uzrokovalo bujicu kiše koja je taložila druge spojeve poput amonijaka, metan, dušik itd.
Obilne kiše odnijele su oborinske elemente u mora, stvarajući ono što je Oparin nazvao "primitivnom juhom". Ova juha poslužila je kao pozornica za niz kemijskih reakcija koje su pokrenule prve organske molekule slične aminokiselinama.
Te koloidne molekule „sličnih aminokiselinama“ i druge slične prirode spontano su se organizirale kako bi tvorile peptidne, proteinske i lipidno slične strukture, koje je Oparin nazvao koacervati.
Nakon toga, koacervati su se još više specijalizirali, uspijevajući formirati strukture vrlo slične živim stanicama kakve danas poznajemo.
Te su izvorne "stanice" s vremenom stekle sposobnost razvijanja primitivnog metabolizma, uzimajući kemijske spojeve iz okoliša kako bi iz njih izvlačili hranu i energiju, kako bi preživjeli i množili se.
Prirodna selekcija u koacervata
Koacervati koje je predložio Oparin, kao što je već spomenuto, koristili su male molekule zarobljene iz okruženja za hranu i energiju. Prema Oparinu, te molekule su se asimilirale drugim većim molekulama, koje je nazvao "primitivnim enzimima" koacervata.
Stjecanje mehanizma apsorpcije i asimilacije unutar svakog koacervata predstavljalo bi prednost u odnosu na ostale koacervate, stoga bi koacervati s boljim sposobnostima asimilacije rasli brže i učinkovitije.
Oparin je utvrdio da postoji granica rasta za "najuspješnije" koacervate na mjestu gdje su, termodinamički, postali nestabilni. Posljedično, koacervati su se počeli razdvajati ili „dijeliti“ na manje koacervate.
Mogućnost dijeljenja velikih koacervata na manje koacervata povećala bi količinu koacervata ove vrste u sredini. Ovi koacervati, pronađeni u većem broju ili učestalosti, mogli su vršiti neku vrstu "selektivnog pritiska" na ostale, favorizirajući one s većom sposobnošću da se "podijele" ili segmentiraju.
Još jedna karakteristika koacervata koji su mogli imati nekakvu "prirodnu selekciju" na ostalima bila je, možda, sposobnost sintetizacije nekog energetskog metabolita iz hrane dobivene iz primitivnog bujona gdje su "rasli".
Tako su vjerojatno preživjeli samo koacervati koji su sposobni metabolizirati spojeve iz okoliša i stvarati vlastitu hranu i rezervne energije.
Aktualnost teorije
Darwinova teorija prirodne selekcije bila je presudna za Oparina da shvati "konkurenciju" i "prevalenciju" među koacervatima. Čak i godinama kasnije, otkrićem gena i nasljednog materijala, Oparin je tim molekulama pripisao odgovornost velikim dijelom za replikaciju koacervata.
Trenutno su mnogi biolozi posvećeni rekreaciji primitivnih uvjeta zemlje koji su stvorili koacervate koje je predložio Oparin.
Jedan od najpoznatijih pokusa ove vrste bio je onaj Stanleyja Millera i Harolda Ureyja, koji su eksperimentalno potvrdili "abiogenezu" aminokiselina poput glicina (glicinski tip).
Nekoliko znanstvenika specijaliziranih za sintetsku biologiju provodi eksperimente kako bi umjetno postiglo organizaciju života, ali na temelju spojeva koji nisu ugljik, sugerirajući da je taj "život" možda vrsta života koju nalazimo na drugim planetima.
Teme interesa
Teorije o podrijetlu života.
Kemosintetska teorija.
Kreacionizam.
Panspermia.
Teorija spontane generacije.
Reference
- Das, A. (2019). Podrijetlo života na Zemlji-virusi i mikrobi. Acta Scientific Microbiology, 2, 22-28.
- Fry, I. (2006). Podrijetlo istraživanja porijekla života. Napor, 30 (1), 24-28.
- Herrera, AS (2018). Podrijetlo života prema Melaninu. MOJ Cell Sci Rep, 5 (1), 00105.
- Kolb, VM (2016). Podrijetlo života: kemijski i filozofski pristupi. Evolucijska biologija, 43 (4), 506-515.
- Lazcano, A. (2016). Alexandr I. Oparin i podrijetlo života: povijesno preispitivanje heterotrofne teorije. Časopis za molekularnu evoluciju, 83 (5-6), 214-222.
- Oparin, AI (1957). Podrijetlo života na zemlji. Podrijetlo života na zemlji., (3. izd.).