Коацерватная гипотеза Опарина-Холдейна

Александр Опарин выдвинул гипотезу о возникновении первых живых организмов в ходе постепенной химической эволюции молекул. Учёный предположил, что под влиянием солнечной радиации, мощных электрических разрядов (молний) и извержений вулканов в атмосфере древней Земли 4 — 4,5 миллиарда лет назад из неорганических веществ могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для появления жизни. Преобразование молекул воды и минеральных соединений в древнем океане способствовало появлению первых одноклеточных организмов, похожих на современные бактерии^[2].

Биохимическая теория, разработанная российским учёным Александром Опариным в 1922 году, считается основополагающей концепцией для понимания эволюции органического мира. Согласно данной теории, первые органические молекулы образовались из простых неорганических веществ, таких как карбиды, окислы горных пород, углерод и водород. Энергия для этого процесса поступала от интенсивной солнечной радиации, преимущественно от ультрафиолетовой части спектра. Таким же образом под воздействием радиации, газовых разрядов, высоких температур и химических реакций формировались соединения, похожие на биологические:

• аминокислоты,
• нуклеиновые кислоты
• липиды и другие.

Эти соединения накапливались как в земной атмосфере, так и в океане. Находясь в воде, вещества образовывали сгустки, называемые коацерватными каплями или коацерватами. Они формируются в результате объединения молекул и построения их комплексов. Благодаря гидрофильным и гидрофобным свойствам молекул, коацерваты способны избирательно адсорбировать вещества из окружающей среды и набирать определённую структуру, то есть между коацерватами и средой установился прообраз обмена веществ. На границе между коацерватами и внешней средой собирались молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны. По мере своего роста коацерваты могут распадаться на меньшие капли. Александр Опарин считал, поглощение из «первичного бульона» новых веществ способствовало увеличению размеров коацерватов и их фрагментации, что приводило к образованию идентичных коацерватов, то есть их «размножению». Большинство мелких коацерватов способны к избирательной абсорбции^[3].

Коацерватные капли обладают основными свойствами живого — обменом веществ и способностью к размножению.

Жизнь на Земле могла возникнуть при следующих условиях:

• наличие определенных химических веществ
• отсутствие газообразного кислорода
• наличие источников энергии и безгранично долгое время

Система взглядов Александра Опарина получила название коацерватной гипотезы.

В 1929 году к аналогичным рассуждениям и выводам независимо от трудов Александра Опарина пришёл учёный Джон Бёрдон Холдейн, в связи с чем гипотеза возникновения жизни приобрела название коацерватная гипотеза Опарина—Холдейна.

В дальнейшем гипотеза была принята и развита многими учёными. Например, в 1947 году английский ученый Джон Бернал сформулировал теорию биопоэза, основанную на положениях коацерватной гипотезы Опарина-Холдейна.

Гипотеза столкнулась с критикой и ограничениями. Одно из основных замечаний касалось отсутствия конкретной доказательной базы существования коацерватов в условиях ранней Земли и неясности механизмов, которые могли бы привести к образованию живых клеток.

Современные исследования происхождения жизни фокусируются на более сложных и детализированных гипотезах, включая изучение гидротермальных источников и роли РНК в самовоспроизведении.