Е. А. ВЕСЕЛОВ

ДАРВИНИЗМ
учебник для педагогических институтов
издание третье, исправленное

 

Москва, "Государственное учебно-педагогическое издательство Министерства просвещения РСФСР", 1960

 

 

 

Вначале углеводороды и разнообразные образовавшиеся из них вещества находились в атмосфере в газообразном состоянии. Однако, когда температура на поверхности Земли опустилась ниже 100°, водяные пары атмосферы конденсировались; вода в виде горячих ливней полилась на Землю и образовала первородный океан. Углеводороды и их производные оказались растворенными в водах этого океана и претерпевали дальнейшие превращения. Этому процессу способствовали растворенные в воде в небольшом количестве известь, соли железа и другие неорганические вещества.

Возникли разнообразные производные углеводородов — спирты, альдегиды, органические кислоты, амины, амиды и т. д. Водные растворы этих веществ с течением времени подвергались существенному изменению. В растворах протекали окислительно-восстановительные реакции, реакции конденсации и полимеризации, образовались многочисленные высокомолекулярные соединения — аминокислоты и белки. Все эти реакции протекали в теплых водах земной гидросферы.

Первоначально высокомолекулярные соединения находились в воде морей и океанов в виде коллоидных растворов. Однако в дальнейшем, в результате смешения неодинаковых коллоидных растворов, происходило выделение этих веществ в виде особых так называемых коацерватных капелек.
В коацерватных каплях образующие их вещества резко отграничены ясно выраженной поверхностью от самого растворителя (воды) и не смешиваются с ним.

Образование коацерватных капель можно наблюдать в пробирке, смешивая два различных коллоидных раствора, например желатины и гуммиарабика или альбумина. Прозрачные растворы замутятся, и под микроскопом можно увидеть образовавшиеся плавающие в воде мелкие коацерватные капли (рис.83).

шш
Рис. 83. Коацерваты.
Вверху — схема расположения молекул воды вокруг коллоидной частицы гидрофильного золя; внизу — схема превращения коллоидного раствора в частицу коацервата (по Д. И. Опарину).
Ш

Несмотря на полужидкую ге-леобразную консистенцию, каждая капелька обладает определенной элементарной структурностью. Коллоидные частицы в коацер-ватной капле расположены опре-деленным образом по отношению  друг к другу. Эта структура имеет большое значение. Капелька может абсорбировать те или иные орга-нические и неорганические веще-ства из окружающей среды и расти за счет этого поступления веществ. Одновременно внутри капельки происходят и процессы распада.

Коацерватные капли обладают индивидуальностью, которая выра-жается в особенностях внутренней структуры. Благодаря этому процессы восприятия веществ и распада у разных капелек могут идти по-разному; одни капли в этом отношении более, другие менее устойчивы.

Легко представить, как в первичном океане возникли такие коацерватные капли, плавающие в растворе разнообразных органических и неорганических веществ. Одни из капель оказались более приспособленными (благодаря своей структуре) к процессам абсорбции веществ из окружающей среды, более устойчивыми, так как «усвоение» веществ у них шло быстрее, чем распад. Развивались и усложнялись процессы обмена веществ между коацерватной каплей и окружающей средой.

С химической точки зрения, обмен веществ любого организма представляет совокупность громадного количества сравнительно простых реакций окисления, восстановления, гидролиза и т. д. Специфика этих процессов в организме заключается в том, что они согласованы во времени и в пространстве.

Такой процесс согласования реакций синтеза и распада происходил и в ходе исторического развития коацерватных систем. Огромную роль в дальнейшем усложнении химических реакций и совершенствовании регуляции химических процессов сыграло возникновение в коацерватных белковых каплях органических катализаторов-ферментов.

Результатом роста коацерватной капли являлся ее распад на две или большее число более мелких капель. Таким образом, путем деления, шло размножение коацерватных капель. Абсорбированные вещества вступали во взаимодействие с веществами самого коацервата. Лучше всего размножались коацерватные капли, которые имели структуру, наиболее приспособленную для процесса ассимиляции, «усвоения» веществ из воды. Обычно сохранялись и лучше размножались (делились) наиболее динамически устойчивые коацерватные капли, с наиболее благоприятным соотношением синтеза и распада.

Так возникла закономерность более высшего, биологического порядка — естественный отбор наиболее приспособленных коацерватных капель. Отбор был направлен на лучшую согласованность реакций. Создавалась приспособленность внутренней организации коацерватных систем к ассимиляции, росту и размножению. Образовались первичные простейшие организмы в виде мельчайших комочков живого вещества, приспособленных к развитию, росту и размножению.

Так возникла жизнь и начался процесс ее исторического развития.

Ясно, что материальным носителем жизни являлась не единичная «генная» молекула, а вся протоплазма в целом.

Первичные организмы не имели клеточной структуры. Клеточное строение, связанное с образованием ядра, оболочки и других сложных структур, явилось следующим диалектическим скачком в истории органического мира.

Первые неклеточные и одноклеточные организмы, по мнению А. И. Опарина, обладали гетеротрофным, анаэробным обменом веществ. Они питались растворенными в воде органическими веществами, которых первое время было очень много.

Позже, по мере того как запас этих первично возникших органических веществ уничтожался бурно развивавшимися гетеротрофными организмами, естественный отбор выработал первые автотрофные формы. К тому времени в окружающей среде (воде, атмосфере) накопился запас углекислоты. У ав-тотрофных организмов выработалась способность питаться за счет неорганических соединений, путем синтеза органических веществ из углекислоты, воды и минеральных солей.

Возникновение и развитие первичного живого вещества и простейших неклеточных и одноклеточных форм жизни происходило не менее чем 1? — 2 миллиарда лет назад, в начале эозойской эры.

В последние годы теория А. И. Опарина претерпела некоторые изменения в связи с развитием космогонии. Советский ученый академик О. Ю. Шмидт разработал новую теорию происхождения Земли. На основании астрономических, космогонических и математических соображений он доказывает, что Земля и другие планеты солнечной системы возникли не из раскаленных газов солнечной атмосферы, а из холодной материи. Солнце увлекло в свою орбиту осколки небесных тел, пылевой и газовый материал, имеющийся в космическом пространстве. Постепенно происходило скучивание этого материала, образовались узлы сгущения, из которых в результате дальнейшего уплотнения и возникли планеты.

По О. Ю. Шмидту, планеты из первоначального холодного состояния в дальнейшем переходят в расплавленное состояние за счет энергии внутриатомного распада. Дальнейшее развитие планет идет так же, как рисует его классическая теория; планета постепенно остывает, образуется поверхностная кора и гидросфера.

Астрохимические исследования показали, что простейшие углеводороды имеются в космической пыли и газах. Если принять за основу гипотезу происхождения Земли О. Ю. Шмидта, то становится очевидным, что углеводороды вошли в состав земного шара вместе с первичными материалами, из которых он образовался. Это не исключает процессов образования углеводородов путем описанного выше взаимодействия огненножидких карбидов с перегретым паром. По-видимому, углеводороды, давшие начало на Земле более сложным органическим соединениям, имели различное происхождение.

Ряд новейших экспериментальных данных подтверждают основные положения теории А. И. Опарина.

Особый интерес представляют опыты американского ученого С. Миллера (1955). Он помещал в специальный прибор смесь газов, соответствующую составу первичной земной атмосферы (метан, аммиак, водород, пары воды). Пропуская через смесь тихие электрические разряды, он получил ряд разнообразных аминокислот. Опыты С. Миллера повторены и полностью подтверждены советскими учеными А. Пасынским и Т. Павловской.

Индийскому ученому К. Бахадуру (1954) удалось синтезировать различные аминокислоты из параформальдегида и азотнокислого калия в присутствии хлорного железа при действии солнечных лучей.

Таким образом, теория А. И. Опарина наиболее полно и всесторонне развивает высказанную Ф. Энгельсом единственно правильную материалистическую идею химического происхождения живого белка.