В те времена атмосфера Земли была иной, чем наблюдаемая сей час. Гравитационное поле еще недостаточно плотной планеты не могло эффективно удерживать вблизи своей поверхности легкие атомы. Они постоянно улетучивались из атмосферы. Основными компонентами атмосферы были простейшие газы - азот, окись углерода, водяной пар и активно улетучивающийся из атмосферы водород. Что могло, вообще говоря, произойти в таких условиях? Из азота и окиси углерода с участием водорода легко могли возникнуть молекулы аммиака и метана дополнительно с молекулами воды. А.И. Опарин и несколько позже Дж.Б.С. Холдейн независимо постулировали, что первичная атмосфера Земли состояла из смеси молекул водорода, метана, аммиака и паров воды.

В отличие от современной, первичная атмосфера не должна была содержать кислород. По характеру она должна была быть восстановительной, а не окислительной средой. Восстановительный характер атмосферы тех времен подтверждается наличием в самых древних породах Земли металлов в восстановительной форме, например, как двухвалентное железо. Отсутствие кислорода в атмосфере, по-видимому, является необходимым условием для возникновения жизни. Эксперимент говорит, что органические соединения легче создаются в восстановительной, чем окислительной среде. Проще говоря, реакция синтеза органических веществ из неорганических может протекать лишь при условии отсутствия в системе молекул кислорода.

Таким образом, в условиях восстановительной среды могли синтезироваться различные, начиная с простейших, органические соединения при наличии источников энергии. Необходимость наличия источников энергии диктуется тем, что такие реакции, как правило, для своего протекания требуют затрат энергии. Получить эту энергию тогда было не сложно. Источниками энергии являлись ультрафиолетовое излучение Солнца, радиоактивное излучение Земли, электрические разряды молний в атмосфере, тепло вулканов и многое другое. При этом имелись суточные циклы типа освещения - затенения, нагревания - охлаждения, высыхания - увлажнения и т.д.

Первый эксперимент с целью проверки гипотезы Опарина был поставлен в 1953 году Стенли Миллером. Ему удалось синтезировать многие биологически важные вещества, в том числе ряд аминокислот. Этим однозначно было показано, что вещества биологической значимости могут быть синтезированы в небиологических условиях. Так возникла новая область исследования - предбиологическая химия. Последователи Миллера моделировали все большее число источников энергии, которые могли существовать во времена пер вичной атмосферы Земли. В 1960 году Дж. Оро удалось на этом пути синтезировать аденин, молекула которого входит в генетический алфавит. Далее были синтезированы рибоза и дезоксирибоза, то есть два сахара, которые входят в состав генетического материала.

К 1970 году стало очевидно, что все биологически значимые органические молекулы, или строительные блоки, такие, как аминокислоты, сахара и аденин, могли быть очень легко синтезированы при тех условиях, которые, наиболее вероятно, преобладали на поверхности примитивной Земли. У нас есть все основания считать, что первой стадией добиологической эволюции был синтез мономерных органических соединений. Следующая стадия должна была состоять в создании из мономеров нуклеиновых кислот и белков. Однако здесь возникает проблема, которую Опарину разрешить не удалось. Проблема, связанная с объяснением качественно го перехода от неживого к живому. Эта проблема может быть разрешена лишь в рамках современной молекулярной биологии. Тем не менее, полезно ознакомиться и с идеями Опарина в этом вопросе.

Опарин полагал, что решающая роль в переходе неживое - живое принадлежит белкам. По его мнению, в водах первичного океана про исходило накопление созданных органических веществ, как в самом океане, так и на поверхности Земли. В результате вулканической деятельности на поверхность из расплавленных зон Земли в огромных количествах выносились соединения металлов с углеродом - карбиды. При их взаимодействии с водой образуются углеводородные соединения. Далее эти соединения попадали в океан, тем самым увеличивая в нем концентрацию простейшего органического вещества. В океане возникло нечто, что получило название «первичный бульон». Под первичным бульоном следует понимать просто смесь продуктов химической эволюции на ранней Земле. Именно в нем, по мнению Опарина, и возникла жизнь. Хочу обратить внимание на то, что эта идея вполне разумна, поскольку разнообразие находившихся в океане простейших органических соединений должно впечатлять в силу не малости площади поверхности Земли, доступности требуемой внешней энергии и масштабности времени, предоставленного для создания жизни.

Лучше всех о недостатках гипотезы Опарина образно сказал Фред Хойл. Он высказал мнение, что мысль о возникновении живого в результате описанных выше случайных взаимодействий молекул столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над местной свалкой, может привести к сборке «Боинга-747».