תורת Oparin מוצא החיים , הידוע גם בשם "תורת מרק פרימיטיבי או קדומים" מנסה להסביר איך החיים על כדור הארץ מקורו בתנאים אופייניים של מיליוני שנים קודם לכן כשהם יצאו הראשון מולקולות אורגניות.
תיאוריה זו שהוקמה על ידי אופרין היא אחת המקובלות ביותר בקהילה המדעית. זה נשאר תקף, אפילו עם ההתקדמות הרבה במדע המודרני, שכן תגליות חדשות הקשורות מצליחות להשלים אותו ולחזק אותו.
תצלום מאת אלכסנדר אופרין (מקור: פאבל טרושקין באמצעות ויקימדיה ויקימית)
אופקין, בכתביו, סיווג אורגניזמים חיים (ביוטיים) ברמה של ארגון של חומר שאינו חי (אביוטי). אם כן, הוא הציע כי החומר הלא-חי הזה ישתנה בהדרגה והופך למורכב יותר, עד שייווצר את התאים החיים הראשונים.
התיאוריה של אופרן פתחה את הדלתות להתפתחות ענף של מדעים ביולוגיים המכונה "ביולוגיה סינתטית". מדע זה מנסה לשחזר את התנאים הסביבתיים בהם הוליד "מרק פרימיטיבי" את האורגניזמים החיים המאכלסים כיום את כדור הארץ.
תיאוריה דומה הוצגה באופן עצמאי על ידי הביולוג האבולוציוני ג'ון הלדאן, שכינה את גופי המים המוקדמים המוקדמים המאוחרים, שהיו מורכבים בעיקר מאלמנטים מתכתיים ומים, כ"מרק פרימיטיבי ".
מקור התיאוריה
התיאוריה של אופרין הוצעה על ידי אלכסנדר איבנוביץ 'אופרין, שנולד בשנת 1894 בעיירה רוסית קטנה בשם אוגליץ'. מגיל צעיר מאוד, אופרן כבר התלהב מצמחים והיה בקיא בתיאוריות האבולוציוניות של דרווין.
הוא למד פיזיולוגיה של הצמח באוניברסיטת מוסקבה, שם, שנים לאחר מכן, לימד בכסאות הביוכימיה והפיזיולוגיה הצמחית.
זה היה במהלך לימודיו באוניברסיטה, כי אופרן החל לחשוש רציני לגבי מיקרואורגניזמים המורכבים רק מאטומי פחמן, חנקן ומים, ויכולים לארגן את עצמם לביצוע תהליכים מורכבים כמו פוטוסינתזה.
בשנת 1923 פרסם אופרין את הניסויים שלו בספר שכותרתו "מוצא החיים". ספר זה מכיל את התיאוריה שיחד עם תרומותיו של חוקר אחר באותה תקופה בשם ג'ון האלדאן, מבקש להסביר כיצד קדמו החיים על כדור הארץ שלנו.
הטקסט של אופרין מסביר, בשפה מאוד פשוטה ודידקטית, כיצד החלה "ההתפתחות" של החומר האורגני לפני היווצרות כדור הארץ. זה גם מסביר כיצד נוצר חומר אורגני על ידי פעולתם של קרני שמש, התפרצויות געשיות ופריקות חשמל ממקור טבעי.
חשוב להדגיש כי אופרין התנגד בתוקף לתיאוריה של דור ספונטני, ותמך ברעיונותיו על תורת האבולוציה של דרווין והסינתזה "האביבוגנית" של מנדלייב לשמן; הקובע כי ראשית החיים נבעה ממעין "אבולוציה כימית" שארגנה את יסודות כדור הארץ הפרימיטיביים ליצירת מולקולות מורכבות.
מוצבים
אף על פי שכמעט 100 שנה עברו מאז שהגיש אופרין את התיאוריה שלו, היא עדיין תקפה כיום. הגישה הפייסנית של אופרין, המאגדת דיסציפלינות מגוונות כמו כימיה, אסטרונומיה, פיסיקה וביולוגיה, מציעה עבור מדענים רבים גישה רציונלית להסביר כיצד נוצרו החיים על פני האדמה.
אופרין מאתרת את הופעת החיים בתקופה הפרה-קומבריה, בה התקיימה אווירה מצמצמת מאוד, עשירה בשניים מהיסודות השופרים ביותר באורגניזמים חיים: פחמן (בצורה של מתאן וציאנוגנים) וחנקן (בצורה של אמוניה).
התיאוריה שלו התבססה, בעיקר, על העובדה שהאנרגיה מאור אולטרה סגול, הרי געש וסופות חשמל גרמו לשקעים של מים שהיו בצורת גזים, וגרמו לגשמים סוערים שהשליכו תרכובות אחרות כמו אמוניה. , מתאן, חנקן וכו '.
גשמים סוערים הכניסו את היסודות המשקעים לים ויצרו מה שאופרין כינה "מרק פרימיטיבי". מרק זה שימש את הבמה לסדרת תגובות כימיות שהולידו את המולקולות האורגניות הראשונות הדומות לחומצות אמינו.
מולקולות "דמויי חומצת אמינו" קולואידאליות ואחרות בעלות אופי דומה מאורגנות באופן ספונטני ליצירת מבנים פפטידיים, חלבונים ושומנים, שאותם כינה אופרין ככוכב.
לאחר מכן, הקואוובריאטות נעשו מתמחות עוד יותר, והצליחו ליצור מבנים הדומים מאוד לתאים החיים שאנו מכירים כיום.
"תאים" פרימיטיביים אלה רכשו עם הזמן את היכולת לפתח מטבוליזם פרימיטיבי, תוך שהם מוציאים תרכובות כימיות מהסביבה כדי לחלץ מהן מזון ואנרגיה, על מנת לשרוד ולהתרבות.
בחירה טבעית בשכבות
הכוסות המוצעות על ידי אופרן, כאמור, השתמשו במולקולות קטנות שנלכדו מהסביבה מסביב למזון ואנרגיה. לפי אופירין, מולקולות אלה הוטמעו על ידי מולקולות גדולות אחרות, שאותן כינה "אנזימים פרימיטיביים" של הכמויות.
רכישת מנגנון ספיגה והטמעה בתוך כל קואווטרייט מייצג יתרון על פני שאר השקעים האחרים, לפיכך, השקעים בעלי יכולת הטמעה טובה יותר יגדלו מהר ויעיל יותר.
אופרן קבע כי יש גבול צמיחה לקוטמות "המוצלחות ביותר" בנקודה בה, באופן תרמודינמי, הם הפכו לא יציבים. כתוצאה מכך, השקעים החלו להתפלג או "להתחלק" לכדי שכבות קטנים יותר.
היכולת לחלק שכבות גדולות לשכבות קטנות יותר תגדיל את כמות הקטרואטות מסוג זה באמצע. שכבות נחיות אלה, שנמצאו במספרים גדולים יותר או בתדירות גבוהה יותר, יכלו להפעיל סוג של "לחץ סלקטיבי" על אחרים, ולהעדיף את אלה עם יכולת גדולה יותר "לחלק" או לפלח.
מאפיין נוסף של השכבות שיכול היה להפעיל סוג של "סלקציה טבעית" על האחרות היה, אולי, היכולת לסנתז מעט מטבוליט אנרגטי מהמזון שהתקבל מהמרק הפרימיטיבי בו הם "גדלו".
לפיכך, שרדו רק שכבות המסוגלות לחילוף חומרים סביבתיים ולייצר מזון משלהן ואנרגיות מילואים.
אקטואליות התיאוריה
התיאוריה של דרווין על הברירה הטבעית הייתה מכרעת עבור אופרין כדי להבין את ה"תחרות "וה"שכיחות" בקרב הכמויות. אפילו שנים לאחר מכן, עם גילוי הגנים והחומר התורשתי, אופרן ייחס למולקולות אלה את האחריות בחלק ניכר משכפול הכוסות.
נכון לעכשיו, ביולוגים רבים מוקדשים לשחזור התנאים הפרימיטיביים של כדור הארץ שהולידו את השכבות שהציע אופרין.
אחד הניסויים המפורסמים מסוג זה היה זה של סטנלי מילר והרולד אורי, אשר אימתו באופן ניסיוני את "האביוגנזה" של חומצות אמינו כמו גליצין (סוג גליצין).
מדענים שונים המתמחים בביולוגיה סינתטית מבצעים ניסויים להשגה, באופן מלאכותי, לארגון החיים, אך בהתבסס על תרכובות שאינן פחמן, ומציעים כי "חיים" אלה עשויים להיות סוג החיים שאנו מוצאים בכוכבי לכת אחרים.
ערכות נושא
תיאוריות על מקור החיים.
תיאוריה כימוסינתטית.
הבריאה.
פנספרמיה.
תיאוריה של דור ספונטני.
הפניות
- Das, A. (2019). מקור החיים על כדור הארץ-ווירוסים ומיקרובים. אקטה מיקרוביולוגיה מדעית, 2, 22-28.
- Fry, I. (2006). מקורות המחקר על מקורות החיים. מאמץ, 30 (1), 24-28.
- Herrera, AS (2018). מקור החיים על פי מלנין. MOJ Cell Sci Rep, 5 (1), 00105.
- קולב, VM (2016). מקורות החיים: גישות כימיות ופילוסופיות. ביולוגיה אבולוציונית, 43 (4), 506-515.
- Lazcano, A. (2016). אלכסנדר I. Oparin ומקור החיים: הערכה מחודשת של התיאוריה ההטרוטרופית. כתב העת להתפתחות מולקולרית, 83 (5-6), 214-222.
- Oparin, AI (1957). מקור החיים על פני האדמה. מקור החיים על פני האדמה., (Ed Ed).