Aleksander Oparin nie tylko studiował życie. Próbował zrozumieć, jak to się zaczęło od nieożywionych substancji chemicznych. Urodzony w 1894 roku w Ugliczu w Rosji biochemik stał się kluczową postacią w zrozumieniu, że życie pochodzi z chemikaliów. Przyjął teorię ewolucji Karola Darwina i odwrócił ją: do pojawienia się zwierząt. Przed pojawieniem się roślin. Od mieszania prostych materiałów organicznych i nieorganicznych po stworzenie pierwszych złożonych związków. I wreszcie pojawienie się pierwszych żywych istot.
Jego historia zaczyna się od przeprowadzki. W wieku dziewięciu lat rodzina Oparina opuściła wioskę i wyjechała do Moskwy. W domu nie było szkoły średniej. To była konieczność. Studiował fizjologię roślin na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym. Był pod wpływem K.A. Timiryazev był rosyjskim botanikiem, który dobrze znał Darwina. Tę pośrednią linię można prześledzić w pracach Oparina: zastosowanie logiki darwinowskiej do chemii.
Sytuacja polityczna uległa zmianie. Zbliżała się rewolucja. Botanik A.N. Bach, mentor Oparina, uciekł z Rosji, ale później wrócił. Pomimo chaosu i biedy epoki sowieckiej, rząd nadal cenił naukę i w 1935 roku założył Instytut Bacha. W jego powstaniu pomógł Oparin. Kierował nim aż do swojej śmierci w 1980 roku.
Hipoteza heterotroficzna i wczesna odporność
Wiosną 1922 roku na posiedzeniu Rosyjskiego Towarzystwa Botanicznego Oparin wydał sensacyjne oświadczenie. Uważał, że wczesne organizmy nie wytwarzały własnego pożywienia. Żywiły się istniejącymi związkami organicznymi. Była to heterotroficzna teoria pochodzenia życia.
Nie była popularna. Została odrzucona niemal jednogłośnie. Dlaczego? Ponieważ ogólny konsensus był taki, że wczesne organizmy były autotrofami. Jak rośliny. Zsyntetyzowali wszystko od zera. Oparin twierdził coś przeciwnego. Wczesna Ziemia, stwierdził, była „pierwotną zupą” pełną dostępnych składników odżywczych. Pierwszym życiem był konsument, a nie producent.
Kwestionował także podstawowe założenia fizyczne. Wierzono, że życie to po prostu chaos cząsteczek. Oparin zaproponował wysoce uporządkowaną i funkcjonalną organizację. Podkreślił, że istoty żywe są systemami otwartymi. Pochłaniają energię i materię. Nie siedzą w zamkniętym pudełku. Oznacza to, że można obejść drugą zasadę termodynamiki, która ściśle dotyczy tylko układów zamkniętych. Inteligentne posunięcie.
Testowanie skuteczności koacerwatów i enzymów
Jego pomysły przez lata pozostawały uśpione w zapomnieniu. Kiedy Louis Pasteur wysuwał swoje twierdzenia, chemia organiczna nie była jeszcze dostatecznie rozwinięta. Wciąż dominował witalizm, pogląd, że życie wymaga szczególnej „iskry”. Ale Oparin nadal pracował.
Czego brakowało? Dwie rzeczy. Po pierwsze, wyjaśnienia, jak duże, złożone cząsteczki przyjmują określone kształty, a nie przypadkowe. Po drugie, w jaki sposób systemy takie jak komórki faktycznie się rozmnażają.
W końcu inne laboratoria również znalazły odpowiedź. Odkryli, że aminokwasy wiążą się w sposób uporządkowany ze względu na swój kształt i ładunek. Obserwowali, jak małe krople wody tworzą pąki, które rosły, a następnie ponownie się rozpadały. Odpowiadało to przewidywaniom Oparina.
Swoją teorię sprawdził za pomocą kropli koacerwatu. Są to mikroskopijne jednostki składające się z żelatyny i gumy arabskiej. Użył ich jako modelu wczesnych komórek. Wyniki mówią same za siebie. Enzymy działają lepiej w tej sztucznej granicy niż w otwartej wodzie. To pokazuje, że komórki zapewniają niezbędne środowisko dla metabolizmu. Zdrowe komórki są ważne.
Międzynarodowe uznanie i dziedzictwo
Oparin zrobił więcej niż tylko publikował artykuły. Zorganizował. W 1957 zorganizował w Moskwie pierwszą międzynarodową konferencję na temat pochodzenia życia. Wzięli w nim udział przedstawiciele szesnastu krajów. Powtórzono je w 1963 r. Trzecia konferencja odbyła się we Francji w 1970 r.
Jego autorytatywna książka The Origin of Life on Earth (wyd. 3, 1957) stała się standardowym podręcznikiem. Ale zajmował się czymś więcej niż tylko kwestiami pochodzenia. Poświęcił dziesięciolecia studiom enzymologii i biochemii przemysłowej. Jego artykuł z okazji 70. rocznicy, „Problemy ewolucji i biochemii przemysłowej”, pokazuje, jak szerokie były jego zainteresowania.
Został odznaczony Orderem Lenina. Bohater Pracy Socjalistycznej. Złoty medal imienia Miecznikowa. Został nagrodzony wieloma innymi nagrodami. Ale jego prawdziwym dziedzictwem są ramy koncepcyjne, które stworzył. Pokazał, że życie może powstać z chemii. To nie magia. To nie jest iskra boska. Tylko cząsteczki, energia i czas.
Instytut nazwany na cześć A.N. Baja jest nadal jego domem. Pod jego kierownictwem naukowcy nadal badają te same pytania. Czy problem został całkowicie rozwiązany? Nie, dokładna ścieżka nie jest znana. Przeskok z chemii do biologii pozostaje luką, którą najtrudniej wypełnić. Ale Oparin dał nam mapę. Teraz po prostu idziemy wzdłuż drogi.
