Александр Опарин не просто изучал жизнь. Он пытался понять, как она началась из неживых химических веществ. Родившись в Угличе, Россия, в 1894 году, биохимик стал ключевой фигурой в понимании того, что жизнь происходит из химических веществ. Он взял теорию эволюции Чарльза Дарвина и развернул её вспять: до появления животных. До появления растений. От смешения простых органических и неорганических материалов для создания первых сложных соединений. И, наконец, появления первых живых существ.
Его история начинается со переезда. В девятилетнем возрасте семья Опарина покинула деревню и отправилась в Москву. Дома не было средней школы. Это была необходимость. Он изучал физиологию растений в Московском государственном университете. На него повлиял К.А. Тимирязев — российский ботаник, который хорошо знал Дарвина. Эта косвенная линия прослеживается в работах Опарина: применение дарвиновской логики к химии.
Политическая обстановка изменилась. Надвигалась революция. Ботаник А.Н. Бах, наставник Опарина, бежал из России, но позже вернулся. Несмотря на хаос и бедность советской эпохи, правительство по-прежнему ценило науку, и в 1935 году основало институт имени Баха. Опарин помог в его создании. Он руководил им до своей смерти в 1980 году.
Гетеротрофная гипотеза и раннее сопротивление
Весной 1922 года на заседании Русского ботанического общества Опарин произнес сенсационное заявление. Он считал, что ранние организмы не создавали пищу самостоятельно. Они питались существующими органическими соединениями. Это была гетеротрофная теория происхождения жизни.
Она не пользовалась популярностью. Её почти единодушно отвергли. Почему? Потому что общее мнение заключалось в том, что ранние организмы были автотрофами. Подобно растениям. Они синтезировали всё с нуля. Опарин утверждал обратное. По его словам, ранняя Земля представляла собой «первичный бульон», полный доступных питательных веществ. Первая жизнь была потребителем, а не производителем.
Он также подверг сомнению базовые физические предположения. Считалось, что жизнь — это просто хаос молекул. Опарин предложил высокоупорядоченную и функциональную организацию. Он указал, что живые существа являются открытыми системами. Они поглощают энергию и вещество. Они не сидят в закрытой коробке. Это означает, что второй закон термодинамики, который строго применим только к закрытым системам, можно обойти. Умный ход.
Проверка эффективности коацерватов и ферментов
Его идеи годами дремали в забвении. Когда Луи Пастер выдвигал свои утверждения, органическая химия ещё не была достаточно развитой. Витализм, идея о том, что жизнь требует особого «искра», всё ещё преобладала. Но Опарин продолжал работать.
Чего не хватало? Двух вещей. Во-первых, объяснения того, как крупные сложные молекулы принимают специфическую форму, а не случайную. Во-вторых, того, как системы, подобные клеткам, фактически воспроизводятся.
В конце концов, другие лаборатории также нашли ответ. Они обнаружили, что аминокислоты связываются упорядоченным образом благодаря своей форме и заряду. Они наблюдали, как маленькие водяные капли образуют почки, которые росли и снова распадались. Это соответствовало предсказанию Опарина.
Он проверял свою теорию с помощью капель коацервата. Это микроскопические единицы, состоящие из желатина и камеди арабской. Он использовал их в качестве модели для ранних клеток. Результаты говорят сами за себя. Ферменты работают лучше в этой искусственной границе, чем в открытой воде. Это показывает, что клетки обеспечивают необходимую среду для метаболизма. Здоровые клетки имеют важное значение.
Международное признание и наследие
Опарин делал больше, чем просто публиковал статьи. Он организовывал. В 1957 году он организовал первую международную конференцию по происхождению жизни в Москве. В ней приняли участие представители шестнадцати стран. Она прошла повторно в 1963 году. Третья конференция состоялась во Франции в 1970 году.
Его авторитетная книга «Происхождение жизни на Земле» (3-е изд., 1957) стала стандартным учебным пособием. Но он занимался не только вопросами происхождения. Он посвятил десятилетия изучению энзимологии и промышленной биохимии. Его юбилейная статья к 70-летию «Проблемы эволюции и промышленной биохимии» показывает, насколько широкими были его интересы.
Он был награждён орденом Ленина. Герой Социалистического Труда. Золотой медалью имени Мечникова. Был удостоен множества других наград. Но его настоящее наследие — это созданная им концептуальная основа. Он показал, что жизнь может возникнуть из химии. Это не магия. Это не божественная искра. Просто молекулы, энергия и время.
Институт имени А.Н. Баха по-прежнему является его домом. Под его руководством исследователи продолжают изучать те же вопросы. Является ли вопрос полностью решённым? Нет, точный путь неизвестен. Прыжок от химии к биологии остаётся самым сложным разрывом для преодоления. Но Опарин дал нам карту. Теперь мы просто идём по дороге.
