Если  система может быть представлена в виде двух взаимодействующих подсистем, то максимум энтропии достигается, когда обе подсистемы приходят в тепловое равновесие. При отсутствии перехода энергии из одной подсистемы в другую, такое состояние может долго существовать, нарушаемое только флуктуациями. Но тепловое равновесие – равновесие динамическое: в его основе лежит непрерывное движение, не воспринимаемое внешним наблюдателем. Это состояние, соответствующее максимуму энтропии, может быть достигнуто максимальным числом способов, и чем большим числом способов оно достигается, тем выше его вероятность.

    3. Теория Опарина о происхождении  жизни на Земле

    «Жизнь – есть способ существования белковых тел, существенным моментом, которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».⁵

       Среди современных теорий происхождения жизни на Земле, наиболее обоснованной является теория академика А. И. Опарина. Согласно этой теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

1. Возникновение органических веществ;
2. Возникновение белков;
3. Возникновение белковых тел.

       Астрономические исследования показывают, что как  звезды, так и планетные системы возникли из газопылевого вещества. В некоторых случаях эта газопылевая материя объединяется в плотный, которые можно видеть невооруженным глазом. Химические исследования находящегося в галактике газопылевого вещества показали, что в нем наряду с металлами и их окислами обнаружено:  водород, аммиак, вода и простейший углеводород – метан.

       Второй  этап – возникновение белков. Условия  для начала процесса формирования белковых структур создались с момента создания первичного океана. Прежде всего в водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы.

       Известно, что белковая молекула состоит из отдельных звеньев – аминокислот, которые соединены между собой при помощи полиптеидных связей. Показано, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты, но и другие биохимические вещества.

       Большой победой современной биохимии является первый полный синтез молекулы белков: синтезирован иксулин-гармон, управляющий углеводным обменом. Все эти эксперименты подтверждают правильность разбираемой теории.

       Согласно  теории Опарина, дальнейшим шагом по пути к возникновению белковых тел могло явиться образование коацерватных капель, т. е. капель микроскопического размера, выпадающих при смешении двух белковых растворов. Отсюда возникла новая закономерность уже биологического характера – естественный отбор коацерватных капель. Под влиянием естественного отбора качество организации белкового вещества все время менялось. В результате возникла та согласованность процессов синтеза и распада, которая привела к возникновению первых живых организмов.

    Гипотеза  А.И.Опарина о возникновении жизни на Земле опирается на представление о постепенном усложнении химической структуры и морфологического облика предшественников жизни (пробионтов) на пути к живым организмам. На стыке моря, суши и воздуха создавались благоприятные условия для образования сложных органических соединений. В концентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот могут образовываться сгустки подобно водным растворам желатина. А.И.Опарин назвал эти сгустки коацерватными каплями или коацерватами.

    В результате многочисленных исследований А.И.Опариным были разработаны рациональные биохимические основы для технологии производства сахара, хлеба, чая, вина, табака. Предложенные им научные принципы технологии широко используются в пищевой промышленности. Режим длительного хранения сахарной свеклы позволил удлинить  сезон работы сахарных заводов в полтора раза. Биохимический контроль на чайных фабриках обеспечивает получение чая более высокого качества.

    Правильные  методы определения свойств муки и составления мучных смесей широко применяются в хлебопечении. А.И. Опарин создал новое направление в области учения о ферментах, исследующее действие ферментов в живой клетке; его теория обратимости ферментативных реакций в живых растениях позволяет объяснить ряд физических и хозяйственно важных особенностей у культурных растений (их сахаристость, скороспелость, засухоустойчивость и др.).

    Разрабатывая  теоретические основы биологии, А.И. Опарин выдвинул теорию возникновения жизни на Земле. На основе фактических материалов из области астрономии, химии, геологии и биологии А.И. Опарин предложил гипотезу развития материи, объясняющую возникновение жизни на Земле. Проблему происхождения жизни он рассматривал с материалистической позиции и объяснял возникновение жизни как определенный и закономерный качественный этап в историческом развитии материи.

    А.И. Опарин полагал, что первоначально имело место образование белковоподобных соединений, комплексных  коллоидных систем "коацерватов" и затем первичных живых тел.

    Белково-коацерватная теория Опарина

    Основным  ее постулатом было то, что спонтанно  возникавшие в первичном "бульоне" белковоподобные соединения объединялись" в коацерватные капли - обособленные коллоидные системы (золи), плавающие в более разбавленном водном растворе. Это давало главную предпосылку возникновения организмов - обособление некой биохимической системы от окружающей среды, ее компартментализацию. Так как некоторые белковоподобные соединения коацерватных капель могли обладать каталитической активностью, то появлялась возможность прохождения биохимических реакций синтеза внутри капель - возникало подобие ассимиляции, а значит, роста коацервата с последующим его распадом на части - размножением. Ассимилирующий, растущий и размножающийся делением коацерват рассматривался как прообраз живой клетки (рис. 1)⁶.

 Рис. 1 Схематическое представление пути происхождения жизни согласно белково-коацерватной теории А.И. Опарина

    Все было хорошо продумано и научно обосновано в теории, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путем случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам?

    Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения - внутри коацервата и в поколениях - единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур.

    Итак, сущность теории Опарина можно сформулировать в виде трёх постулатов:

1. Жизнь - одна из стадий эволюции Вселенной.
2. Возникновение жизни закономерный результат химической эволюции соединений углерода. Опарин подчёркивал, что специфическая особенность единственного известного нам варианта земной жизни состоит в том, что в основе его лежала прогрессивная эволюция усложняющихся соединений углерода и формировавшихся из них многомолекулярных систем.
3. Для перехода от химической эволюции к биологической необходимы формирование и естественный отбор целостных обособленных от среды, но постоянно с ней взаимодействующих многомолекулярных систем, которые были названы пробионтами.

Список литературы

1. Гоголев  К. Н. История древнего мира - М.: 2001.
2. Дубнищева Т.Я. Концепции Современного естествознания. Основной курс в вопросах и ответах – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2003.
3. Небел Б. Наука об окружающем мире. Как устроен мир. – М.: Мир, 2000.
4. Пахустов Б.К. Концепции современного естествознания: УМК. – Новосибирск: СибАГС, 2001.
5. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. – М.: Мир, 1999.
6. Силин А. А. Энтропия, вероятност, информация // В мире науки, 1998. - №9. – С. 12 – 41.
7. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физики? – М.: Изд – во иностр. Лит-ры, 1999.