OPARIN'S THEORIE VAN DE OORSPRONG VAN HET LEVEN: OORSPRONG, POSTULATEN - BIOLOGIE - 2025

De theorie van Oparin, de oorsprong van het leven , ook bekend als de 'Theorie van primitieve of oersoep', probeert uit te leggen hoe het leven op aarde is ontstaan ​​in omstandigheden die kenmerkend waren voor miljoenen jaren geleden toen ze de eerste organische moleculen.

Deze theorie van Oparin is een van de meest geaccepteerde in de wetenschappelijke gemeenschap. Het blijft geldig, zelfs met de vele vorderingen in de moderne wetenschap, aangezien nieuwe gerelateerde ontdekkingen erin slagen haar aan te vullen en te versterken.

Foto door Aleksandr Oparin (Bron: Pavel Troshkin via Wikimedia Commons)

Oparin classificeerde in zijn geschriften levende (biotische) organismen op een organisatieniveau van niet-levende materie (abiotisch). Hij stelde toen voor dat deze niet-levende materie geleidelijk aan veranderde en complexer werd, totdat het de eerste levende cellen vormde.

Oparin's theorie opende de deuren voor de ontwikkeling van een tak van biologische wetenschappen die bekend staat als "Synthetische Biologie". Deze wetenschap probeert de omgevingscondities te reconstrueren waarin een "primitieve soep" de levende organismen deed ontstaan ​​die tegenwoordig op aarde leven.

Een gelijkaardige theorie werd onafhankelijk naar voren gebracht door de evolutiebioloog John Haldane, die de vroege late Precambriaanse watermassa's, die voornamelijk uit metaalelementen en water bestonden, "Primitieve Soep" noemde.

Oorsprong van de theorie

Oparin's theorie werd voorgesteld door Aleksandr Ivanovitsj Oparin, die in 1894 werd geboren in een klein Russisch stadje genaamd Uglich. Van jongs af aan was Oparin al gepassioneerd door planten en was hij bekend met Darwins evolutietheorieën.

Hij studeerde Plantenfysiologie aan de Universiteit van Moskou, waar hij jaren later doceerde aan de leerstoelen Biochemie en Plantenfysiologie.

Het was tijdens zijn universitaire studie dat Oparin zich ernstige zorgen begon te maken over micro-organismen die, bestaande uit alleen koolstof-, stikstof- en wateratomen, het vermogen hebben om zichzelf te organiseren om complexe processen uit te voeren, zoals fotosynthese.

In 1923 publiceerde Oparin zijn experimenten in een boek met de titel 'The Origin of Life'. Dit boek bevat de theorie die, samen met de bijdragen van een andere onderzoeker uit die tijd, John Haldane genaamd, probeert uit te leggen hoe de primordia van het leven op onze planeet ontstond.

Oparin's tekst legt met een zeer eenvoudige en didactische taal uit hoe de "evolutie" van organische materie begon vóór de vorming van planeet aarde. Het legt ook uit hoe organisch materiaal wordt gevormd door de werking van zonnestralen, vulkaanuitbarstingen en elektrische ontladingen van natuurlijke oorsprong.

Het is belangrijk om te benadrukken dat Oparin fervent gekant was tegen de theorie van spontane generatie en zijn ideeën over Darwins evolutietheorie en Mendelejevs "abiogene" synthese van olie ondersteunde; vaststellen dat het begin van het leven het gevolg was van een soort 'chemische evolutie' die de elementen van de primitieve aarde organiseerde om complexe moleculen te vormen.

Postulaten

Hoewel er bijna 100 jaar zijn verstreken sinds Oparin zijn theorie naar voren bracht, is deze nog steeds geldig. De verzoenende benadering van Oparin, die uiteenlopende disciplines als scheikunde, astronomie, natuurkunde en biologie samenbrengt, biedt voor veel wetenschappers een rationele benadering om uit te leggen hoe het leven op aarde is ontstaan.

Oparin lokaliseert het ontstaan ​​van leven tijdens het Precambrium, waar een sterk reducerende atmosfeer bestond, rijk aan twee van de meest voorkomende elementen van levende organismen: koolstof (in de vorm van methaan en cyanogenen) en stikstof (in de vorm van ammoniak).

Zijn theorie was voornamelijk gebaseerd op het feit dat de energie afkomstig van ultraviolet licht, vulkanen en elektrische stormen het neerslaan van water in gasvorm veroorzaakte, waardoor hevige regenval veroorzaakte die andere verbindingen zoals ammoniak neersloeg. , methaan, stikstof, etc.

Stortregens dreven de neergeslagen elementen in de zeeën, waardoor wat Oparin een 'primitieve bouillon' noemde. Deze bouillon diende als het podium voor een reeks chemische reacties die aanleiding gaven tot de eerste organische moleculen vergelijkbaar met aminozuren.

Deze colloïdale "aminozuurachtige" moleculen en andere van vergelijkbare aard organiseerden zich spontaan om peptide-, eiwit- en lipide-achtige structuren te vormen, die Oparin coacervaten noemde.

Vervolgens werden de coacervaten nog meer gespecialiseerd en slaagden ze erin om structuren te vormen die erg lijken op de levende cellen die we tegenwoordig kennen.

Deze oercellen verwierven in de loop van de tijd het vermogen om een ​​primitief metabolisme te ontwikkelen, door chemische verbindingen uit de omgeving op te nemen om er voedsel en energie uit te halen, om te overleven en zich te vermenigvuldigen.

Natuurlijke selectie in coacervaten

De coacervaten die door Oparin werden voorgesteld, gebruikten, zoals reeds vermeld, kleine moleculen die uit de omgeving werden opgevangen voor voedsel en energie. Volgens Oparin werden deze moleculen geassimileerd door andere grotere moleculen, die hij "primitieve enzymen" van de coacervaten noemde.

De verwerving van een absorptie- en assimilatiemechanisme binnen elk coacervaat zou een voordeel zijn ten opzichte van de andere coacervaten, daarom zouden de coacervaten met een betere assimilatiecapaciteit sneller en efficiënter groeien.

Oparin stelde vast dat er een groeilimiet was voor de "meest succesvolle" coacervaten op een punt waar ze thermodynamisch onstabiel werden. Dientengevolge begonnen de coacervaten te compartimenteren of "onder te verdelen" in kleinere coacervaten.

Het vermogen om grote coacervaten in kleinere coacervaten te verdelen, zou de hoeveelheid coacervaten van dit type in het midden vergroten. Deze coacervaten, die in grotere aantallen of frequenties worden aangetroffen, zouden een soort "selectieve druk" op anderen hebben kunnen uitoefenen, in het voordeel van degenen met een groter vermogen om te "delen" of segmenteren.

Een ander kenmerk van de coacervaten die een soort "natuurlijke selectie" op de anderen hadden kunnen uitoefenen, was misschien het vermogen om een ​​energiemetaboliet te synthetiseren uit het voedsel dat werd verkregen uit de primitieve bouillon waarin ze "groeiden".

Dus alleen coacervaten die in staat zijn om omgevingsverbindingen te metaboliseren en hun eigen voedsel en reserve-energie produceren, hebben het waarschijnlijk overleefd.

Actualiteit van de theorie

Darwins theorie van natuurlijke selectie was cruciaal voor Oparin om betekenis te geven aan "concurrentie" en "prevalentie" onder coacervaten. Zelfs jaren later, met de ontdekking van genen en erfelijk materiaal, schreef Oparin aan deze moleculen de verantwoordelijkheid toe voor een groot deel van de replicatie van coacervaten.

Momenteel zijn veel biologen toegewijd aan het herscheppen van de primitieve omstandigheden op aarde die aanleiding gaven tot de door Oparin voorgestelde coacervaten.

Een van de beroemdste experimenten van dit type was die van Stanley Miller en Harold Urey, die experimenteel de "abiogenese" van aminozuren zoals glycine (glycine-type) verifieerden.

Verschillende wetenschappers die gespecialiseerd zijn in synthetische biologie voeren experimenten uit om, kunstmatig, de organisatie van leven te bereiken, maar gebaseerd op andere verbindingen dan koolstof, wat suggereert dat dit "leven" het soort leven kan zijn dat we op andere planeten vinden.

Thema's van belang

Theorieën over de oorsprong van het leven.

Chemosynthetische theorie.

Creationisme.

Panspermia.

Theorie van spontane generatie.

Referenties

1. Das, A. (2019). De oorsprong van het leven op aarde-virussen en microben. Acta Scientific Microbiology, 2, 22-28.
2. Fry, I. (2006). De oorsprong van onderzoek naar de oorsprong van het leven. Endeavour, 30 (1), 24-28.
3. Herrera, AS (2018). De oorsprong van het leven volgens Melanine. MOJ Cell Sci Rep, 5 (1), 00105.
4. Kolb, VM (2016). Origins of Life: Chemische en filosofische benaderingen. Evolutionaire biologie, 43 (4), 506-515.
5. Lazcano, A. (2016). Alexandr I. Oparin en de oorsprong van het leven: een historische herbeoordeling van de heterotrofe theorie. Journal of moleculaire evolutie, 83 (5-6), 214-222.
6. Oparin, AI (1957). De oorsprong van het leven op aarde. De oorsprong van het leven op aarde., (3e editie).