Pół wieku teorii Oparina

Szczepan W. Ślaga

Pół wieku teorii Oparina

1976

Studia Philosophiae C hristianae ATK

12(1976)1

SZCZEPAN W. SLAGA

PÓŁ WIEKU TEORII OPARINA

W polskim piśm iennictw ie biologicznym p raw ie niepostrze­ żenie m inęły dw ie w ażne rocznice, dotyczące osoby, k tó re j zna­ ne n a całym świecie nazw isko zw iązane jest niero zerw alnie z b ad an iam i n aukow ym i dotyczącym i zagadnienia pochodzenia życia organicznego n a Ziemi.

P ro feso r A lek san d er Iw anow icz O p a ri n, a k tu a ln ie d y rek ­ to r In s ty tu tu B iochem ii im. A. N. Bacha A k a d e m ii N au k Z w ią z­

k u Radzieckiego w Moskwie, obchodził w 1974 ro ku 80-tą rocz­

nicę urodzin. T en osobisty jubileusz n a b ie ra szczególnej w y­ m ow y i znaczenia w kontekście doniosłego naukow o i społecz­ nie w ydarzenia, jak im było obchodzone w ty m sam ym ro k u 50-lecie biochem icznej teo rii abiogenezy, k tó re j tw órcą i pio­ n ierem b y ł O parin.

Teoria genezy życia, opracow yw ana przez ponad pół w ieku przez O parina i jego w spółpracow ników oraz k on ty n u ato ró w w różnych k raja ch , o p a rta jest o b ogaty m ate ria ł faktyczny, zaczerpnięty z b ad a ń astronom icznych, kosm ochem icznych, ge- ologiczno-paleontologicznych, biologicznych. U znaw ana jest pow szechnie przez specjalistów za jed ną z n ajb ard ziej w płasz­ czyźnie przyrodniczej w szechstronnych i k o h e ren tn y ch teorii; za teorię, k tó ra w n ajszerszym zakresie stw arza rea ln e możliwości bezpośredniego i pośredniego zw eryfikow ania jej założeń i d a­ jących się zeń w ysnuć im plikacji testow ych. W ram ach k r ó t ­ kiego a rty k u łu poświęconego p rzypom nieniu obydw u rocznic nie jest an i m ożliw e an i konieczne refero w an ie zaw artości tr e ­ ściow ej teo rii abiogenezy czy w yliczanie w ynikających z niej

tw ierd zeń szczegółowych m ogących podlegać testow aniu przez dośw iadczenie oraz w skazyw anie na dokonyw ane obecnie efek­ ty w n e p róby w ery fik acji ek sp ery m en taln ej i teo rety czn ej om a­ w ian ej teorii. Z nane są one za pośrednictw em licznych op ra­ cowań oraz dzięki niezw ykłym zdolnościom pop ularyzatorskim samego O parina, k tó ry głów ne założenia sw ej teorii i u z y sk i­ w ane co raz to now e re z u lta ty swoich badań upow szechnia w różnych językach w form ie p opularnonaukow ej. Znaleźć je rów nież m ożna w każdym podręczniku biologii.

M niej n ato m iast znane są zarów no istotniejsze fa k ty z życia O parina, jak też jego b adan ia naukow e nie wchodzące bezpo­ średnio w zakres p rob lem aty k i genezy życia. W spom inając w skrócie o jedn y ch i dru g ich w persp ek ty w ie m inionych obchodów jubileuszow ych, sp ró b u jm y podsum ow ać niek tóre p rzy n ajm n iej oceny i spojrzenia specjalistów n a ogrom ny do­ robek n aukow y akad em ik a O parina.

A. O parin (ur. 3.3.1894) ukończył w 1917 r. studia w z ak re­ sie biochem ii roślin na U niw ersytecie M oskiewskim, a w 1929 zostaje profesorem tegoż U n iw e rsy te tu h W raz z A. Bachem organizuje I n s ty tu t B iochem ii A ka d em ii N auk, w k tó ry m p ra ­ cuje od 1935, a od 1946 jest jego d y rek to rem . W 1950 zostaje członkiem Św ia to w ej R ady P okoju, a w 1952 w iceprezydentem

M iędzynarodow ej Federacji U czonych. J e st członkiem i dokto­

rem honoris causa w ielu u n iw ersy tetó w i to w arzystw nauko­ w ych k rajow y ch i zagranicznych, a po u tw orzeniu In tern a tio ­

nal S ociety fo r th e S tu d y of th e Origin of L ife b ył jego p ierw ­

szym p rezydentem . Za sw e w y b itn e osiągnięcia naukow e o trzy ­ m ał liczne nagrody, m . in. w 1950 w raz ze w spółpracow nikam i o trzy m u je nagrodę im. A. Bacha i J. J. M iecznikowa oraz o rder Lenina. O rderem ty m jako najw yższą państw ow ą n ag ro ­ dą przy zn an ą za działalność naukow ą i a rty s ty c z n ą . O parin został pow tórnie odznaczony w 1964 r. z okazji 70-tej rocznicy urodzin.

Sw oją działalność naukow ą rozpoczął O parin od badań odno­

szących się do biochem icznych podstaw przem ian dok o nują­ cych się w sokach roślin i działania enzym ów roślinnych. Nowy k ieru n e k w bad an iach n a d ferm en ta m i i procesam i k ata lity c z ­ ny m i stw orzył podstaw y biochem ii technicznej stosow anej w różnych działach przem ysłu spożywczego. W 1964 r. u okazji 70-tej rocznicy urodzin O p arin a ukazała się praca zbiorow a k tó re j znaczna część pośw ięcona jest p rez e n ta c ji osiągnięć w łaśnie w dziedzinie biochem ii roślin. Tego ty p u badania o w ielkim znaczeniu p rak ty czn y m k o n ty n u u je się nadal, cho­ ciaż sam O parin z pew n ą g ru p ą badaczy, głów nie swoich ucz­ niów 3, zajął się niem al w yłącznie zagadnieniem pochodzenia życia na Ziemi. Od dłuższego czasu w A kadem ii N auk w r a ­ m ach In sty tu tu Biochem ii działa sp ecjalna R ada N aukow a do sp raw ew olucji biochem icznej i pochodzenia życia, k tó re j O pa­ rin przew odniczy 4.

Prob lem genezy życia intereso w ał i pobudzał w yobraźnię O parin a od sam ego początku jego p racy naukow ej. W p rze d ­ m owie do sw ej pierw szej w języku angielskim książki (1938) a u to r w yznaje: „Od dłuższego czasu intrygow ało m nie p y ta ­ nie, jak i b y ł początek życia n a Ziem i i od ponad 15 la t zają­ łem się czynnie poszukiw aniem rozw iązania tego problem u, k tó ry pobudzał m nie ta k intensyw nie. W yniki rozw ażań i po­ szukiw ań po tej linii b y ły prezen to w an e w serii odczytów n a u ­ kow ych i po p u larn y ch essejów. W 1924 r. opublikow ałem ksią­ żeczkę pośw ięconą ty m problem om , w k tó re j po raz pierw szy w yłożyłem m ój pogląd, zgodnie z k tó ry m życie pojaw iło się w trak cie stopniow ej ew olucji podstaw ow ych sub stan cji orga­

2 Problemy ewoljucionnoj i techniczeskoj biochimii. К 70-letju akade­

m ika A. 1. Oparina, Moskwa 1964, Izd. N auka (Akad. Nauk SSSR Insti­

tu t Biochimii im. A. Bacha), ss. 364.

3 M. in.: T. L. A uerm an, T. O. Bałajerwskaja. G. A. Deborin, W. A. Ga- wniłowa, W. B. Jew stigniejew , A. W. Kotelnikowa, G. I. Łozowaja, L. Mojsiejewa, Т. E. Pawłowska ja, K. B. Serebrow skaja, W. S. Sidorow, J. G. Sudina i inni.

4 Pełna nazw a tej rady brzimi: „Akadem ija N auk SSSR Naucznyj So­ wiet po Problem am Ewoljucdonnoij Biochimii i Woznikno w ienija Żizmi”.

nicznych. N astępnie zająłem się dalszym rozw inięciem te j idei i udow odnieniem jej poprzez dane zaczerpnięte z różnych b a­ dań przeprow adzonych przez astronom ów , geologów, biochem i­ ków i innych, pracu jący ch w pokrew nych dziedzinach” 5. G łów ne koncepcje odnośnie pochodzenia życia opublikow ane w 1924 r. w pracy Pochodzenie życia 6 w eszły w skład w iększej całości w yd an ej w 1938 r o k u 7, będącej podstaw ą edycji angiel­ skiej, z k tó re j pochodzi pow yższy cytat.

Ju ż w cześniej n a posiedzeniu M oskiew skiego O ddziału Ro­

syjskieg o T o w a rzystw a Botanicznego 3 m aja 1922 O p arin w y­

głosił re fe ra t, w k tó ry m w ypow iedział tezę, że pow stanie życia było zjaw iskiem podlegającym praw om p rzy ro d y i ściśle zw ią­ zanym z całością ew olucji kosmosu. W ty m referacie O parin postulow ał już w tedy, że ew olucja związków w ęgla na p ie r­ w otnej Ziem i w in n a prow adzić do abiogennej (nieorganicznej) syn tezy związków organicznych począw szy od węglow odorów aż do pojaw ienia się zw iązków białkow ych 8.

O dtąd O parin w raz z gronem swoich w spółpracow ników z In s ty tu tu Biochem ii n ieu stan n ie rozw ija idee dotyczące ewo­ lu cji m ate rii i pow stania życia, w licznych pracach książko­ w ych i a rty k u ła c h naukow ych, w y k o rzy stując dane ro zw ija­ jących się n au k przyrodniczych. P ostęp ty ch n a u k sp rzy jał dalszem u rozw ojow i sam ej teorii. W su k u rs przyszły także inne koncepcje genezy życia, form ułow ane w ty m czasie niezależnie od siebie. W spom nieć tu trzeb a przede w szystkim o teorii J.B.S. H ald an e’a, sform ułow anej w kilka lat później (1927),

5 A. Qparin: The origin of life, transi. S. Morgulis, 2 ed., New York 1953, Dover Pubi., s. X X III (Pierwsze w ydanie The M acmillan Company N. Y. 1938).

6 A. Oparin: Proischożdienije żizni, Moskwa 1924, lad. Mostkowisklj Ratooczij.

7 A. Oparin: WozniknonAenije żizni na Żemle, Moskwa 1938, Izd. Bio- medgiz.

8 R eferat ten nie został opublikowany, wspomina o nim m. in. sam Oparin: W ozniknowienije i naczalnoje razw itje żizni, Moskwa 1966, Izd. Medicina, 37.

która w istotnych p u n k tac h była ta k zbieżna z ideam i O pa­ rina, że w lite ra tu rz e anglosaskiej często w y stę p u ją one pod w spólną nazw ą teo rii H ald an e’a — O p arin a 9. Podobnie w ielki w kład w rozw ój teo rii abiogenezy p rzy p ad a w udziale fizykow i J. D. B ernalow i.

P u n k te m n iew ątp liw ie zw ro tny m w półw iekow ej h isto rii om aw ianej teo rii było jej e k sp ery m en taln e po tw ierdzenie przez S. L. M illera w 1953 r. W y k orzy stu jąc re z u lta ty b a d a ń H. C. U re y ’a dotyczące sk ład u i odtw orzonego c h a ra k te ru p ierw o t­ nej atm o sfery ziem skiej M iller zsyntetyzow ał la b o ra to ry jn ie p rzy użyciu w yładow ań elek try czn y ch kilk a am inokw asów , uzyskując ty m sam ym p otw ierdzenie odnośnych założeń teorii O parin a 10. O dtąd n iep rzerw an ie m nożą się tego ty p u dośw iad­ czenia tak, że już na I M ięd zyn a ro d o w ym S y m p o z ju m Bioche­

m ic zn y m w M oskwie w 1957 r., k tó re zgrom adziło uczonych

z 17 k rajó w , zaprezentow ano pokaźny dorobek ek sp ery m en ta l­ nych b ad ań abiogenezy. W lata ch n astęp n y ch odbyw ało się w iele tak ich sp o tk ań i zjazdów u , m. in. w: W akulla S prings 1963, P a ry ż 1965, H uston 1968, M adryt 1969, Liège 1970, P o n t- -à-M ousson 1970, B arcelona 1973, w większości k tó ry ch b ra ł udział (niektórym przew odniczył) O parin. W ty m okresie O pa­ rin w dalszym ciągu udoskonala i p recy zu je sw oją teo rię p rze ­

9 Haldane w dyskusji po referacie O parina na II międzynarodowym sympozjum biochemicznym w W akulla Springs na Florydzie stw ierdza, że swoje tezy odnośnie pochodzenia życia wypowiedział nie znając pracy Oparina, ale pierwszeństwo przypisuje wyraźnie Oparinowi — por.

The origins of prebiological system s and of their molecular matrices.

„Proc. of a Conference conducted at W akulla Springs, Florida on 27—30 October 1963”... Ed. by S. W. Fox, New York-London 1965, 98.

10 S. L. Miller: A production of amino acids under possible prim itive

earth conditions, „Science”, 117 (1953) 528—529; por. S. L. Miller,

H. C. Urey -.Organic compound synthesis on the prim itive earth, „Scien­ ce”, 130 (1959) 245—251; S. L. Miller: The atmosphere of the prim itive

earth and the prebiotic synthesis of amino acids, „Origins of Life”,

5 (1974) 139—151.

11 Por. Sz. W. Slaga: Problem genezy życia na sym pozjach m iędzyna­

prow adzając dośw iadczenia n a d koacerw atam i i procesem koa- cerw acji.

Równocześnie ro zw ijają się now e k ieru n k i w ery fik acji teorii abiogenezy. M iędzy inn y m i w latach 50-tych rozpoczyna się in ­ ten sy w n y rozw ój b ad ań n ad zaw artością zw iązków organicz­ n ych w y k ry w an y ch w m eteorytach. Podobnie postępy w b a ­ daniach paleobiochem icznych pozw alają stw ierdzić istnienie złożonych zw iązków organicznych w osadach p rekam b ry jskich, k tó ry ch pow stanie tłu m aczy się — podobnie, jak w w ypadku m eteory to w ych związków organicznych — syntezą abiogenną. L a ta 70-te to znów pow stanie kosm ochem ii organicznej, w r a ­ m ach k tó rej w y k ry to istn ien ie k ilk u n a stu już zw iązków orga­ nicznych w p rzestrzen i m iędzygw iezdnej. Te różnokierunkow e b adania p o tw ierd zają tezę O parina o pow szechnej ew olucji m a­ te rii w k ieru n k u życia. Słusznie pisze N. H. H orow itz, że: „ P u n k tem w yjścia w szystkich w spółczesnych d ysku sji n ad tym problem em jest teo ria O parina, w edług k tó re j pow stanie ży­ cia okazuje się etapem w ew olucji m a te rii organicznej. O grom ­ n a w artość teo rii O p arin a polega na tym , że znaczna jej część może być spraw dzona lub pow iązana logicznie z założeniam i podlegającym i sp raw d zen iu ” 12.

W św ietle naszkicow anego rozw oju teorii abiogenezy nie dziw i nas, iż ta k 80-ta rocznica urodzin O parina, jak zw łasz­ cza 50-lecie teo rii stało się dla uczonych okazją do złożenia hołdu jej Tw órcy oraz zaprezentow ania dorobku ostatnich lat w tej dziedzinie. Te niecodzienne rocznice uczczone zostały przez w ydanie specjalnych publik acji i zorganizow anie ju b ileu ­ szowych sym pozjów i sem inariów naukow ych, po dsum ow ują­ cych półw iekow y rozw ój i a k tu a ln y stan badań w zakresie p ro ­ b lem aty k i genezy życia.

Półwiecze teo rii O p arin a było obchodzone niejako d w u k ro t­

12 N. H. Horowitz: Izuczenije kosmosa i proischożdienije żizni, w: P ro­ blemy ewoljuoionnoj i technic zesikoj bioohimii, 12.

nie. Z ain aug u ro w ał je w 1972 r. a rty k u ł P a w ło w s k ie j13, uczen­ nicy i w spółpracow nicy O parina, naw iązujący do w spom nia­ nego w y stąp ien ia O p arina w R o sy jsk im T o w a rzystw ie B ota­

nicznym . Badaczka podkreśla, że w p row adzenie zasady ew olu­

cy jnej m iało h eu ry sty czn e i ro zstrzy g ające znaczenie w op ra­ cow aniu teorety czn y ch i dośw iadczalnych podstaw naukow ego podejścia w rozw iązyw aniu pro b lem u pochodzenia życia. I n ­ tensyw n e i ciągłe rozszerzanie się fro n tu b ad ań w tej dziedzi­ nie dowodzi niezbicie, iż in icjato r i w spółtw órca ty ch badań uzyskał niezaprzeczalnie „obyw atelstw o naukow e n a całym św iecie” 14.

Do tego sam ego w yd arzen ia naw iązała sesja jubileuszow a zorganizow ana 30 m aja 1972 r. przez W yd zia ł biochem ii, bio­

fiz y k i i chem ii zw ią zkó w fizjologicznie c zy n n y c h A ka d em ii N au k w raz z Radą naukow ą do spraw ew olucji biochem icznej i pochodzenia życia tejż e A ka d em ii. N a se sji k ilk u n a stu uczo­

n y ch radzieckich zaprezentow ało w y n ik i swoich b a d a ń 13. W słow ie w stęp n y m prof. B iełozierskij stw ierdził, że zasługą O parin a było w ykazanie, że p ro b lem abiogenezy może być b a­ dany m eto d am i naukow ym i, a głów ne założenia jego teorii podlegają dośw iadczalnem u spraw d zen iu oraz to, że teo ria ta zainicjow ała in te n sy w n y rozw ój badań. M iędzy in ny m i O. G a- zenko i D. M artynow m ów ili o in sp iru jącej roli m y śli O parina w rozw oju b ad ań kosm icznych i o p roblem ach istnien ia życia pozaziem skiego. W. F lorow skij zajął się geologicznym i asp ek­ tam i pochodzenia życia i ew olucją p ierw o tn ej atm osfery. T. E. P aw ło w sk aja m ów iła o abiogennej syntezie zw iązków o r­ ganicznych i początkow ych etapach ew olucji życia. P roblem y

13 T. E. Paw łow skaja: К 50-letju teorii A. I. Oparina o proischożdienii

żizni na Ziemie, Ż urnał Ewoljuieiannoj Biochimii i Fizjologii, 8 (1972), 5,

473—474.

14 T am że, 474.

is W edług rela cji K. L. G ładilina: Jubilejnaja sessija poswjaszczennaja 50-letju sozdanija akadem ikom A. I. Oparinom teorii proischożdienija żizni, Izw iestija Ä kad. N au k S S S R . S erija B iołogiczesk aja, n. 6 (1972) 930—931.

zw iązane z tw orzeniem się zw iązków m etaloporfirynow ych i ich roli w kształto w an iu się procesu fotosyntezy poruszał A. A. K rasnow skij. T. N. Jew rein o w a p rezento w ała w yniki b a­ dań nad koacerw atam i, ich porów nanie z kom órkam i i problem m odelow ania rea k c ji ferm en tacy jn y ch na koacerw atach. In n e w ystąp ien ia dotyczyły ew olucji system ów energetycznych, nie- enzym atycznych m odeli syn tezy białka, pochodzenia kom ór- re k itp.

Na om aw ianej sesji w y stąp ił sam O parin z referatem , k tó ry n astęp n ie został opublikow any w postaci osobnego a rty k u łu 16 W yraża w nim zadowolenie, że w y su n ięte 50 lat te m u idee w y ­ trz y m ały próbę czasu i są dalej rozw ijane przez uczonych w ie­ lu krajów , o czym św iadczy ogrom ny w zrost lite ra tu ry przed ­ m iotu. Dane, zgrom adzone w trak cie inten syw n ych badań po­ zw alają n a bard ziej ogólny obraz rozw oju związków w ęgla w k ieru n k u pow stania życia, a ty m sam ym przejścia od ewo­ lucji chem icznej do biologicznej. P odkreśla, że pochodzenia ży­ cia nie m ożna ro zp atry w ać jako szczęśliwego przy p ad k u ani jako sk u tk u uprzednio istniejącego „plan u tw o rzen ia”; lecz jako n a tu ra ln y i nieu n ik n ion y proces ew olucji m ate rii od pow stania elem entów chem icznych do pojaw ienia się protobiontów . P ro ­ ces ten nie może też być pojm ow any m echanistycznie. Tw o­ rzące się stopniow o polim ery i związki biologicznie w ażne zy­ skiw ały stopniow o przystosow aw czość i celowość sw ej o rgani­ zacji w sk u tek działania doboru n aturalnego.

W łaściw e obchody jubileuszow e, już o zasięgu m iędzynaro- wym , zw iązane by ły z 50-tą rocznicą opublikow ania pracy O pa­ rin a Proischożdienije żizn i oraz 80-leciem jej A utora. To znowu stało się okazją do w ażnych w świecie nau kow ym w ydarzeń, z któ ry ch zwłaszcza dw a zasługują na podkreślenie.

Je d n y m z nich było m iędzynarodow e sem inarium zorganizo­ w ane przez A ka d em ię N auk Z w ią zk u Radzieckiego w dniach

16 A. I. Oparin: Istorija wozniknowienija i razwitija teorii proischoż-

dienija żizni. Izwiestija Akad. N auk SSSR. Serija Biołogiczeskaja, n. 6

od 2—7 sierpn ia 1974 r. w Moskwie. Prof. A. S. Spirin, prezes kom itetu organizacyjnego, n a otw arcie sesji m ów ił o tym , że dzięki in ten sy w ny m badaniom , zwłaszcza kosm icznym , teoria O parina w zbogaciła się istotnie o now e dane i now e sposoby podejścia do problem u. J a k re la cjo n u je K r ic k ij17 n a sym pozjum obecni byli znani specjaliści z różnych k rajó w św iata. M. in. S. W. Fox (U n iversity of M iam i) odczytał re fe ra t nieobecnego R. Y ounga (NASA), w k tó ry m podkreślono, że w y k ry w an ie przy pom ocy m etod radioastronom icznych i analizy chem icznej złożonych związków organicznych w kom etach, m eteo ry tach i przestrzen i m iędzygw iezdnej dostarcza nowego spojrzenia na historię naszej p la n e ty i ew olucję życia na innych planetach. Rozszerza więc b adania w zakresie genezy życia, ograniczone przedtem ty lk o do Ziemi.

Na posiedzeniu pośw ięconym geologicznym i paleontologicz­ nym aspektom pochodzenia życia P. S y lv e ste r-B ra d le y (U ni­

ve rsity of Leicester) m ów ił o pochodzeniu życia w zw iązku

z aktyw nością w ulkaniczną. W tra k c ie długiego procesu ew olu­ cji chem icznej w ielokrotnie zm ieniał się skład środow iska, a tak ie n agłe zm iany są ch a ra k te ry sty c z n e dla działalności w ulkanicznej. P raw dopodobnie p ierw o tn e życie przeszło przez szereg w aru n k ó w ekstrem aln y ch . W. Schopf (Los Angeles) w w ykładzie n a tem a t ew olucji biosfery p re k a m b ry jsk ie j przedstaw ił w y n ik i analizy pozostałości biochem icznych p ró b ek skał różnego w ieku geologicznego, potw ierdzając inne d ane od­ nośnie w czesnej ew olucji biochem icznej. B. S. Sokołow p rzed ­ staw iał tw o rzen ie się eobiontów (ok. 4.250 m ld lat), fotosyntezy, w zrostu w olnego tle n u i przejścia eobiontów n a system oddy­ chania tlenow ego.

O brady poświęcone abiogennej syntezie zw iązków organicz­ nych otw orzył C. P o n n am p eru m a (U n iversity of M aryland). Jego zdaniem tw orzenie się różnych złożonych zw iązków orga­ nicznych (am inokwasów, nukleo ty dó w itp.) jako s tru k tu r w y j­

17 M. S. Krickij: M ieżdunarodnyj Sem inar „Proischożdienije żizni”, Izwiestija Akad. N auk SSSR. Serija Bioł., m. 1 (1975) 160—163.

ściowych dla p ow stania pierw szych system ów żyw ych było nie tylko m ożliw ym , ale i koniecznym etap em w ew olucji Ziemi. J. Oró (U n iversity of H uston) przed staw ił m odel abiogennej sy n tezy oligo- i polinukłeotydów ; w ytw orzone m ikrosystem y m odelują organizację n ad m o lek u larn ą i pojaw ienie się ew olucji przedbiologicznej. W spom niany S. Fox na posiedzeniu p le n a r­ n y m podsum ow ał w ieloletni dorobek dotyczący syntezy pro - tein o id i m ik rosfer oraz p rzed staw ił o statnie badania nad po­ w staw aniem m echanizm ów kodow ania w m ikrosferach. R. B u- v et (U niversité de Parts) om ówił swe b ad ania n ad reak cjam i nieenzym atycznym i i m ożliwością ich przebiegu bez udziału ferm en tó w (transacetylow anie, transfosforylacja). A. S. S pirin zajm ow ał się jed n ą z w ażnych sp raw w genezie życia — po­ w stan iem a p a ra tu syn tezy białek. T rudność polega n a tym , że obecnie nie znam y żadnej prostszej form y takiego a p a ra tu u najniższych n aw et organizm ów . B adając rybosom y b a k te rii doszedł do w niosku, że p ierw o tn ą form ą m ógł być nieenzy- m atyczny system tra n sla c ji jako w zrost treści białkow ej rybo- somu. S. B resler opow iadał się raczej za n ukleinow ym syste­ m em pierw o tn ej syntezy białka. Z daniem Foxa b ył to albo sy­ stem białkow y albo rów noczesne w yko rzy stan ie białek i kw a­ sów nukleinow ych przy syntezie białek.

P ow staw an iem różnych form przem ian energetycznych, spo­ sobam i k on cen tracji energii, w yko rzy staniem energii słonecznej w tw orzącym się aparacie fotosyntezy zajm ow ali się A.A. K ras- now skij i W. Skulaczew . Osobne posiedzenie poświęcone było pochodzeniu i ew olucji w irusów , n a k tó ry m w ystąpił W .J. Agol, tra k tu ją c te jestestw a jako in te resu jąc y m odel bad ania pros­ ty ch system ów biologicznych.

W swoim w ykładzie w ygłoszonym n a om aw ianym sym po­ zju m m oskiew skim , a n astęp n ie ogłoszonym dru k iem 18 O parin stw ierdził, że chociaż ogólne założenia i podstaw y, na któ ry ch opierają się jego poglądy na pochodzenie życia jako n a proces

18 A. I. Oparin: Ewoljucija predstawlienij o proischożdienii żizni 1924—

ew olucyjnego rozw oju m aterii, pozostały niezm ienione, to jed ­ nak k o n k retn a form a poszczególnych etapów tego procesu przedstaw ia m u się nieco inaczej, niż 50 la t tem u. Ew olucja jego poglądów w ty m przedm iocie u w aru n k o w a n a b yła in te n ­ syw nym rozw ojem n a u k przyrodniczych, dostarczających wciąż nowego m a te ria łu faktycznego. W szczególności O parin zw raca uwagę n a obecny rozw ój b ad ań kosm ochem icznych, k tó re — poprzez stw ierd zen ie istnien ia złożonych w ysokom olekularnych związków w ęgla w p rze strz e n i kosm icznej — dostarczają bez­ pośrednich dowodów abiogennego tw orzenia się zw iązków or­ ganicznych. Podobnie w yniki b ad ań n ad zaw artością organicz­ ną chond rytó w w ęglistych oraz ziem skich skał osadow ych po­ zw alają n a to, ab y m ówić o kosm icznym pochodzeniu w yjścio­ w ych dla ew olucji zw iązków organicznych.

P rzeciw staw iając się poglądom p rzy jm u jący m jednorazow e przypadkow e pow stanie jed n ej „żyw ej m o lek u ły ” z w szystkim i cecham i życia i gotow ym p lan em dalszego rozw oju, O parin opowiada się za nieprzypadkow ym , d łu g otrw ałym procesem ew olucyjnego tw o rzen ia się związków organicznych, m ogącym przebiegać w ielokrotnie, w różnym tem pie w zależności od róż­ nych w aru n k ó w danego „are a łu sub w italn ego” . Celowe p rz y ­ stosow anie budow y w e w n ątrzm o le k u la m e j do w ykonyw ania określonych fu n k cji m ogło u jaw n ić się dopiero w całościow ym system ie, w yodręb nio n ym z w odnego ro ztw o ru pierw otn ych związków w ysokom olekularnych. W ytw orzenie się d y sk re tn y c h system ów było konieczne do inicjacji doboru n a tu ra ln e g o i przejścia od ew olucji chem icznej do biologicznej. Podlegając działaniu doboru n atu raln eg o , nie części ok reślały organizację całości, lecz odw rotnie, całościowo pojm ow any sy stem w sw oim rozw oju d eterm in o w ał celowość budow y części.

In n y m doniosłym naukow o w yd arzen iem stało się opubliko­ w anie księgi pam iątk o w ej pt. T he Origin of L ife and E volutio­

na ry B io ch em istry 19 pośw ięconej obydw u om aw ianym roczni-19 The Origin of L ife and Evolutionary Biochem istry, ed. toy K. Dose, S. W. Fox, G. A. Deborin, T. E. Pavlovskaya, New York-London 1974, Plenum Press, ss. 476.

com. R edakto rzy księgi w e w stępie histo ry czny m pt. Oparin

i pow stanie życia p rzed staw iają głów ne linie rozw oju teorii

oraz w kład naukow y badacza radzieckiego w te j dziedzinie. Zgrom adzono 41 p rac 60-ciu badaczy specjalistów ze w szyst­ kich niem al krajów . Poszczególni au to rzy w zakresie sw ych specjalności p rez e n tu ją a k tu a ln y s ta n b ad ań określonego aspek­ tu p ro b lem aty k i abiogenezy, podkreślając in sp iru jącą dla tych b ad ań rolę idei ro zw ijan y ch w p racach O parina.

W pracach w chodzących w skład zbioru, k tó ry ch a u to ram i są znani badacze (np.: R. B uvet, M. Calvin, K. Dose, S. Fox, K. H arada, M. H asegawa, D. K enyon, K. K venvolden, L. Orgel, D. Rohlfing, A. W. Schw artz, R. Young) przeanalizow ano m. in. tak ie problem y: tw orzenia się złożonych związków organicz­ nych w p ierw o tn ej hydrosferze, sztuczna synteza różnych su b ­ stancji, ro la kondensacji, polim eryzacji i koacerw acji w tw o­ rzeniu się życia, pre-en zy m aty czn e u w aru n k o w an ia m etab o ­ lizm u, tw orzenie się i ew olucja a p a ra tu genetycznego, różne hipotezy i m odele chem icznej ew olucji fotosyntezy, analiza m odeli ew olucji p rebiotycznej (koacerw aty, m ikrosfery), zw iąz­ ki organiczne w m eteo ry tach w ęglistych i w skałach prek am - bryjsk ich , badanie w czesnej ew olucji w relik ta c h obecnego m e­ tabolizm u, asp ek ty term odynam iczne i energetyczne ew olucji system ów prebiotycznych itp. K ilka p rac 20 tego zbioru m a cha­ ra k te r bard ziej ogólny, o w ydźw ięku w y raźnie filozoficznym. Ten im ponujący przegląd w spółczesnych osiągnięć i k ie ru n ­ ków k o n firm acji teo rii genezy życia, za w a rty w om aw ianej p rac y zbiorow ej, jest najlep szy m dow odem trafno ści i h e u ry s- tyczno-naukow ej w artości koncepcji w y sun iętych przed pół w iekiem przez O parina.

P odsum ow ując te po-jubileuszow e oceny, w ypow iedzi i rem i­ niscencje, m am y podstaw ę do stw ierdzenia, że prof. A leksan­

20 Np.: A. G. C airns-Sm ith: The methods of science and the origin of

life, 53—58; D. H. Kenyon: Prefigured ordering and protoselection in the origin of life, 207—220; J. Keosian: L ife’s beginnings — origin or evolution?, 221,—231; C. B. van Niiel: A lexander Ivanow itch Oparin and the origin of life: a recollection and appreciation, 459—560.

der O parin zdobył najw yższy, niekw estionow any a u to ry te t n a u ­ kowy w śród uczonych na świecie, a jego koncepcje teorety czne i badania biochem iczne p rzyczyniły się do n ad an ia naukow ego c h a ra k te ru i now ych k ierun k ó w poszukiw ań w zakresie genezy życia. W całokształcie dorobku naukow ego O parina na szcze­ gólne podkreślenie zasługują m o m en ty następu jące.

1. Z ainicjow anie podejścia naukow ego do zagadnienia, któ re było p rzed tem uw ażane bądź za nierozw iązalne bądź należące w yłącznie do dziedziny dociekań i spek u lacji filozoficznych. N ajdobitniej w yraża to D ean H. K enyon z D ep a rtm en t of Cell

and M olecular Biology California S ta te U n iversity, gdy pisze:

„W szyscy jesteśm y zobow iązani Prof. O parinow i za podjęcie na nowo w kontekście n au kow y m p ro b lem u genezy życia. Jego prace b yły ory g in alną in sp iracją tego, co stało się im ponującą częścią b ad ania naukow ego, szczególnie w o statn im dw udzie­ stoleciu. N iezm ierną w artością ogólnych koncepcji O parina od­ nośnie biogenezy jest to, że stw orzył ogólne zręb y teoretyczne, na k tó ry ch są przep row adzan e i in te rp re to w a n e specyficzne doświadczenia. W o statnich lata ch pogląd, że życie jest n ieu n ik ­ nionym n astęp stw em w łaściw ości m a te rii i energii, pogląd d łu ­ go propagow any przez prof. O parina, u zy sk u je stale w z ra sta ­ jące w sp arcie” 21.

2. P rzy jęcie i rozw ijan ie sw oistej koncepcji życia organicz­ nego. W edług te j koncepcji, w y m agającej osobnego opracow a­ nia, życie ujm o w an e jest w kateg o riach całościowości, system o- wości i organizacji. Ż yw y organizm jest zin tegrow an ym sy ste­ m em m u ltim o lek u larn y m , o którego w łaściw ościach decyduje specyficzna „k om bin acja” w łaściw ości jego części i elem entów składow ych. C h arak tery sty czn ą cechą system ów żyw ych jest to, że wielość rea k c ji chem icznych jest nie tylko odpowiednio skoordynow ana, ale skierow ana n a sam ozachow anie i sam ore- p ro duk cję system u jako całości. Życie jest „ m a terialn e ” , ale różni się jakościowo od m a te rii nieorganicznej; podlega p ra ­ w om fizyki i chem ii, ale tak że praw o m szczególnym ,

nie biologicznym , nie dający m się zredukow ać do sam ych praw rządzących m aterią m artw ą 22.

3. W zw iązku z pow yższym O parin od sam ego początku opo­ w iadał się za tezą, że n a tu rę życia da się w pełni pojąć i zro­ zum ieć dopiero wówczas, gdy zbada się jego pow stanie i roz­ wój. B adając genezę i rozw ój życia, m ożna zrozum ieć, w jaki sposób i dlaczego tw o rzy ły się tak ie lub inne właściwości i praw idłow ości biologiczne, zwłaszcza przystosow aw czość i ce­ lowość organizacji. O parin stale 23 m a na uw adze to ścisłe po­ w iązanie pro blem u isto ty życia z zagadnieniem jego po­ chodzenia.

4. Ja k o jeden z pierw szych O parin już w najw cześniejszych swoich pracach p rzy ją ł założenie, że pierw sze organizm y żywe b yły hetero tro fam i. Cudzożywność p ierw otn ych organizm ów polegała na tym , że w procesach m etabolicznych w yk orzy sty­ w ały one tw orzące się na drodze abiogennej związki organiczne. Dopiero dalsza ew olucja przyczyniła się do przekształcenia p ierw o tn y ch h etero tro fó w w a u to tro fy zdolne do fotosyntezy. Taka teza została potw ierdzona przez O parina i w ielu innych badaczy licznym i arg u m en tam i i dziś jest pow szechnie akcep­ tow ana.

5. Spośród w ielu innych zasług w ym ieńm y jeszcze w ielolet­ nie bad an ia n ad k o acerw atam i i procesam i koacerw acji. W y­ chodząc z b ad ań H. G. B ungenberg de Jonga, O parin przyjął, że proces skupiania się różnego ty p u cząstek w roztw orze ko­ loidalnym i ich w y o drębnianie się od otoczenia może stanow ić w ygodny do analizy m odel pew nych etapów ew olucji związków organicznych w k ieru n k u pojaw ienia się pierw szej kom órki. Proces tw orzenia się k ropelek koacerw atów ze związków orga­ nicznych znajd u jący ch się w „pierw o tn y m bulionie” oceanicz­ nym zyskał w ysokie praw dopodobieństw o dzięki w ielorakim

22 A. O parine: L ’origine et l’évolution de la vie, 2e éd., M oscou 1967, Ed. M ir, 14, 19.

23 A. Oparin: Predislowie, w : Problema wozniknowienija i suszcznosti żizni, M oskw a 1973. Izd. N au k a (A kad. N au k S SSR ), 5.

badaniom n ad sztuczną koacerw acją p rzy w yko rzy stan iu tak biopolim erów , jak i polim erów sztucznych 24. Na różnego ty p u system ach koacerw atów m ożna prześledzić ta k tw orzenie się stru k tu ry , jak i różne rea k c je biochem iczne w łaściw e żyw ym organizm om . Teorię koaceratów p otw ierd zają także badania nad organizacją procesów ferm en tacy jn y ch u b akterii.

Te i inne zasługi, skrótow o p rzedstaw ione w yżej, w skazują bez w ątp ien ia na w y jątk o w e i trw ałe m iejsce A. O parina w h is­ to rii biologii. Szczególne zaś zasługi p rzy p a d a ją O parinow i za sform ułow anie i rozw ijanie przyrodniczej teo rii genezy życia, stw arzającej rea ln e m ożliwości różnokierunkow ego jej sp raw ­ dzania i dalszej rozbudow y.

Half-a-century of Oparin’s theory

In the article a brief survey of the foundation and development of A. O parin’s theory is given. The author sum m arizes and discusses va­ rious ways of interpretations and opinions th a t was made by m any research workers concerned w ith this theory of abiogenesis and its Pioneer. The occasion w as created by the fiftieth anniversary of the publication of book The Origin of Life and th e eightieth birthday of A. Oparin. The paper particularly discusses some com m em orating p u ­ blications and international m eetings dedicated to both anniversaries.

24 Рог. T. N. Evreinova, T. W. Mamontova, V. N. Karnauhov, S. B. Stephanov, U. R. H rust: Coacervate system s and the origin of life, „Ori­ gins of Life”, 5 (1974) 201—205.