Суть гипотезы Опарина заключается в следующем: зарождение жизни на Земле — длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. Произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химических процессов.
Первый этап — химическая эволюция. Когда Земля была еще безжизненной (около 4 млрд лет назад), на ней происходили абиотический синтез углеродистых соединений и их последующая предбиоло- гическая эволюция.
Для этого периода эволюции Земли были характерны многочисленные вулканические извержения с выбросом огромного количества раскаленной лавы. По мере остывания планеты водяные пары, находившиеся в атмосфере, конденсировались и обрушивались на Землю ливнями, образуя огромные водные пространства (первичный океан). Эти процессы продолжались многие миллионы лет.
Концентрация органических соединений постоянно увеличивалась, и, в конце концов, воды океана стали «бульоном» из белковопо- добных веществ — пептидов.
Второй этап — появление белковых веществ. По мере смягчения условий на Земле, под воздействием на химические смеси первичного океана электрических разрядов, тепловой энергии и ультрафиолетовых лучей стало возможным образование сложных органических соединений — биополимеров и нуклеотидов, которые, постепенно объединяясь и усложняясь, превращались в протобионтов (доклеточных предков живых организмов). Итогом эволюции сложных органических веществ стало появление коацерватов, или ко- ацерватных капель.
Коацерваты — комплексы коллоидных частиц, раствор которых разделяется на два слоя: слой, богатый коллоидными частицами, и жидкость, почти свободную от них.
Третий этап — формирование способности к самовоспроизводству, появление живой клетки. В этот период начал действовать естественный отбор, т.е. в массе коацерватных капель происходил отбор ко- ацсрватов, наиболее устойчивых к данным условиям среды. Процесс отбора шел в течение многих миллионов лет. Сохранившиеся ко- ацерватные капли уже обладали способностью к первичному метаболизму — главному свойству жизни.
Вместе с тем, достигнув определенных размеров, материнская капля распадалась на дочерние, сохраняющие особенности материнской структуры.
Внутренняя среда коацервата нуждалась в защите от воздействий окружающей среды. Поэтому вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделившие ко- ацерват от окружающей его водной среды. В процессе эволюции липиды трансформировались в наружную мембрану, что значительно повысило жизнеспособность и устойчивость организмов.
Появление мембраны предопределило направление дальнейшей биологической эволюции по пути все более совершенной авторегуляции, завершившейся образованием первичной клетки — археклет- ки. Клетка — элементарная биологическая единица, структурно-фун- кциональная основа всего живого. Клетки осуществляют самостоятельный обмен веществ
Первая аксиома связана с именами Дж.Неймана – Н.Винера. Все живые организмы должны быть единством фенотипа и генотипа, передающегося по наследству из поколения в поколение.
Другими словами, по наследству передается не структура, а описание структуры и инструкция ее изготовления. В таком понимании сущности эволюции первая аксиома лишь функциональна и не связана с какими-либо конкретными химическими веществами, обуславливающими жизнь. В земных условиях основу фенотипа составляют белки, а основу генотипа – нуклеиновые кислоты. На какой-либо другой планете иной галактики жизнь может быть построена на другой основе, но по единому для всей вселенной принципу первой аксиомы. Жизнь на основе только одного фенотипа или одного генотипа невозможна, так как при этом нельзя обеспечить ни самовоспроизведения самой структуры, ни ее самоподдерживания.
Вторая аксиома связана с именем Н.К.Кольцова. «Наследственные молекулы» синтезируются матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предыдущего поколения. Или другими словами, жизнь – это матричное копирование с последующей самосборкой копий. Веществом наследственности оказалась ДНК, а у некоторых вирусов РНК. В земных условиях белки оказались плохими матрицами, а нуклеиновые кислоты – хорошими. На других планетных системах вселенной может быть иначе, т.к. гены могут состоять из других соединений, но множиться они должны по аксиомам 1 – 2.
Третья аксиома. В процессе передачи от поколения к поколению генетические программы изменяются случайно и ненаправленно, но лишь случайно эти изменения оказываются приспособительными. Эта аксиома – основана на важнейших принципах статистической физики и принципе неопределенности Гейзенберга. Отбор случайных изменений – не только основа эволюции жизни, но и причина ее становления, потому что без мутаций отбор не действует.
