Опарин-Хальданы таамаглал

Амьдрал амьгүй материас үүссэн гэсэн таамаглалыг 1924 онд оросын эрдэмтэн академич А.И.Опарин дэвшүүлжээ. Энэ үзлээр бол манай дэлхийн (мөн бусад гаригийн) ямар нэг цаг үед амьдрал үүсэх боломжтой зайлшгүй нэгэн нөхцөл бүрддэг. Материйн хөдөлгөөний химийн хэлбэр биологийн хэлбэрт зүй ёсоор шилжсэний үр дүнд манай дэлхий дээр амьдрал үүссэн байж болох юм гэж А.И.Опарин болон Ж.Б.С.Хальдан нар үзэж байв. 

Энэ онол ёсоор бол дэлхий нэгэн цагт хүйтэн байсан ч цацраг идэвхит бодисын задралын нөлөөгөөр улмаар бүлээсэж эхэлжээ. Дэлхийн төв дундах температур 1000°С-ээс давж гарахад хатуу чулуулгууд хайлж хүнд нь доош суун, хөнгөн нь дээш гадаргад гарч иржээ. Дэлхийн хөгжлийн энэ үе шатанд бодисууд хоорондоо химийн урвалд идэвхтэй орж, дулаан ихсэх тутам урвалуудын хурд улам нэмэгджээ.

Урвалаар үүссэн их хэмжээний хийн бодис дэлхийн дотоод их даралтанд шахагдаж гадарга дээр гарч дэлхийн анхны агаар мандлыг үүсгэв. Тэр үеийн агаарын найрлага одоо үеийн дэлхийн дэлбэрч буй галт уулын хийтэй төсөөтэй найрлагатай байсан гэж үздэг. Ийм хийн найрлаганд усны уур, нүүрсхүчлийн хий, нүүрстөрөгчийн исэл, хүхэрт устөрөгч, аммиак, метан их байдаг. Энд хүчилтөрөгчийн молекул бараг агуулагддаггүй. Учир нь хүчилтөрөгч нь маш идэвхтэй элемент тул бусад элементүүдтэй нэгдэл үүсгэн дэлхийн агаар мандал гарах боломжгүй болдог байжээ. Дэлхийн анхны агаар мандалд органик нэгдлийн үндсэн хэсэг болох нүүрстөрөгчийн нэгдэл байсан нь анхаарал татдаг. Дэлхийн анхны агаар мандалд азотын нэгдэл байгаагүй гэж мөн үздэг. Тэр нь хожим аммиак исэлдсэний үр дүнд үүсжээ (Sylvia S. Mader., 1998).

Дэлхийн гадарга дээрх температур нь 100°С-ээс буурахад их борооны үе эхэлжээ. Олон мянган жилийн турш бороо орж газрын хотгор хонхор усаар дүүрж далай тэгис бий болжээ. Борооны халуун усанд анхны агаар дахь аммиак, нүүрсхүчлийн хий, метан дэлхийн гадаргын өтгөн давхрааны давс болон бусад бодис уусан угаагдав. Анхны агаарт хэт ягаан туяа болон ионжсон туяаг шингээх чадвартай хүчилтөрөгч, озон байгаагүй учир энэ их цацраг эрчим хүч дэлхийн гадаргад асар хүчтэй үйлчилжээ. Тэр үед нар одоогийнхоос илүү хурц гэрлийг цацаргадаг байжээ. Ийм нөхцөлд хэт ягаан туяа, цацраг, цахилгаан цэнэгийн нөлөөн дор анхны далайн усанд ууссан бодисууд хоорондоо урвалд орж химийн нэгдэл үүсэх боломж гарчээ.

Дэлхийн гадарга дээр амьдрал үүсэх анхны алхам нь амьгүй молекулаас амьд молекул үүсэх биологийн биш нийлэгжил. Анхны далайн усанд байсан бодисуудаас цахилгаан цэнэг, хэт ягаан туяаны нөлөөн дор нийлмэл бүтэцтэй амьд (органик) бодис үүсч болохыг Америкийн эрдэмтэд болох Стэнли Миллер болон Харольд Ури нар, Оросын эрдэмтэн А.Г.Пасынский, Т.Е.Павловская нар туршлагаар баталсан юм. Америкийн химич С.Фокс, К.Дозе нар балар эртний дэлхийн нөхцлийг зохиомлоор бүрдүүлээд тийм нөхцөлд биологийн биш нийлэгжлээр уураг, шим бодис үүсэж болохыг тогтоосон байна. Органик бодис анхны далайн усанд хуримталсаар байв. Далайн усан дахь амьд бодис анхандаа шингэн уусмал хэлбэртэй байжээ.

Миллер-Уригийн туршилт

Дэлхий дээрхи амьдралы үүсэх хоёр дахь алхам нь амьд бодис өтгөрөх үзэгдэл юм. Академич А.И.Опарины үзлээр бол үлэмж молекулт бодис бүхэн өөрөө өтгөрч коацерват үүсгэх чадвартай байдаг ажээ. Үлэмж молекулт бодис зарим нөхцөлд тунадас байдлаар биш, харин илүү өтгөн уусмал байдлаар эх уусмал дотроо ялгарахыг коацерватын үзэгдэл гэнэ. Коацерватыг сэгсрэхэд жижиг дуслууд болон бутардаг. Коацерватын дуслууд гадаад байдлаараа амьд биеийн зарим шинжтэй төсөөтэйг А.И.Опарины судалгаа илрүүлжээ. Тэд эргэн тойрныхоо янз бүрийн бодис шингээж авдаг нь хооллох үйл явцтай, бодис шингээгээд өсөж томордог нь эсийн өсөх үйл явцтай төсөөтэй юм. Коацерват дусалд шингэсэн бодисууд урвалд орж, урвалын бүтээгдэхүүн дуслаас гадагш гадаад орчинд гарах нь бодисын солилцооны бүтээгдэхүүн эсээс гадагш гардагтай төсөөтэй юм. А.И.Опарины үзэж байгаагаар бол коацерват дуслууд хоорондоо амьдралын төлөөний тэмцэлтэй ойролцоо үйлдэлд орж орчиндоо илүү зохицсон, илүү бат тогтвортой дусал бүрэн бүтэн үлддэг.

Коацерват дусал ийнхүү гадаад байдал болон зарим бүтцийн шинжээрээ амьд биетэй төсөөтэй байгаа боловч тэд амьгүй юм. Найрлагаа өөрөө шинэчлэх, молекулаа нөхөн төлжүүлэх зэрэг амьд биеийн үндсэн шинжүүд коацерват дусалд үгүй юм.

Амьдралын үүслийн гуравдахь алхам нь молекул өөрийгөө нөхөн төлжүүлэх чадвартай болсон үзэгдэл юм. Өөрөө өөрийгөө бүтээдэг анхны молекул нь энгийн полинуклеотид байсан бололтой. Молекул бүтэц, найрлагаараа түүнтэй ижил өөр молекул угсрах нь зөвхөн амьд тогтолцоонд байдаг хэв загвараар нийлэгжих, химийн нийлэгжлийн цоо шинэ хэлбэр үүсэх учиртай байв. Полинуклеотид молекул өөрийгөө нөхөн төлжүүлэх үйл явцад заримдаа алдаа гарч шинэ молекул нь эх молекулын хуулбар байхгүй байх тохиолдол гардаг. Ийм “гажуу” шинэ молекул цаашид өөрийгөө хуулбарлан олширдог. Ийнхүү мутац үүсэж, янз бүрийн туяа, ялангуяа ионжуулах туяаны нөлөөгөөр мутаци үүсэх давтамж эрс нэмэгджээ. Энэ нь балар эртний үед РНХ байжээ.

Ийнхүү анхны прокариот эсүүд энэхүү коацерват, липосом, болон полинуклеотидын бүрдлээс үүссэн байна. Балар эртний амьд биес ихэвчлэн бэлэн бодисоор хооллодог (гетеротроф) байв. Цаашид амьд бие өсөн олширохын хирээр анхны далайн амьд бодис шавхагдаж, шинээр үүсэж буй нь тэжээлд хүрэлцэхээ болив. Ийнхүү хоол тэжээлийн өрсөлдөөн үүсэж аль илүү амьдралын идэвхитэй нь мэнд үлдэх болов. Удамших хувьслаар санамсаргүй олдсон ашигтай шинж чанар нь улам бэхждэг. Иймэрхүү байдлаар түүхэн хөгжлийн урт удаан үйл явцад анхны амьд биеэс одоогийн эс, хоруугийн нуклейн хүчлийн гадуур бүрхүүл, бөөмийг тойрон цитоплазмийн давхраа эсийн хальс, мембран бий болох замаар үүсжээ.

Амьдралын эволюцийн ам дахь нэг том алхам нь автотроф хооллолт үүссэн үзэгдэл юм. Амьд бодисын нөөц байнга багасаж байсан учир зарим амьд биет орчин тойрныхоо энгийн амьгүй нэгдлүүдээс бие даан амьд бодис нийлэгжүүлэх чадвартай болжээ. Энэ нийлэгжилд шаардлагатай эрчим хүчийг амьд биет исэлдүүлэн ангижруулах зэрэг хялбархан химийн урвалаар гаргах болов. Ингэж одоо ч зарим нянд эрчим хүчний эх үүсвэр болж байгаа хемосинтез үүсэв. Гэвч эрчим хүч гаргаж авах энэ арга нь асар их эх үүсвэр буюу хоол тэжээл шаарддаг арга байв.

Гэрэл нийлэгжил (фотосинтез) үүссэн нь амьдралын үүслийн замд гарсан дэвшилт их өөрчлөл (ароморфоз) байв. Амьд анх үүсэж байх үед агаар мандал, далайн алинд нь ч хүчилтөрөгч байгаагүй юм. Гэрэл нийлэгжил боловсронгуй болон хөгжиж агаар, усанд чөлөөт хүчилтөрөгч бий болсноор эрчим хүч гаргах шинэ арга болох хүчилтөрөгч задралын зам бий болсноор хүчилтөрөгчгүй замаас хорь дахин илүү эрчим хүч гаргаж авав.

Дэлхий дээр амьдрал үүсэж эхлэх үед амьд бүхнийг хөнөөх чадвартай хэт ягаан туяа нь маш эрчимтэй дэлхийн гадаргад хүрж байлаа. Гэрэл нийлэгжил бий болсноор чөлөөт хүчилтөрөгч агаарт хуримтлагдаж зарим хэсэг нь хэт ягаан туяаг шүүх озоны хөшиг болон тогтжээ. Ийнхүү газар дээрхи амьдрал байх нөхцөл бүрджээ.

Advertisements

Хариулт үлдээх

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Өөрчлөх )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Өөрчлөх )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Өөрчлөх )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Өөрчлөх )

Connecting to %s