Početne faze razvoja života na Zemlji

Prirodne su znanosti pozvale pomoći čovječanstvu da upoznaju sebe i svijet oko sebe, i, naravno, saznati kako se naš život pojavio u svim njegovim oblicima i manifestacijama na našem planetu. Bez ulaska u vjerske dogme o stvaranju svijeta vrhovnom duhovnom moći - Bogom, proučavat ćemo hipoteze o podrijetlu živućih materija, na kojoj djeluje biologija. Glavne faze razvoja života na Zemlji pomoći će nam otkriti problem svog porijekla i manifestacije u okolnom svijetu.

Zastupljenost znanstvenika o procesu evolucije žive prirode

Ako kombiniramo sve biološke vrste organizama, i moderne i dugo izumrle, dobit ćete astronomski broj - do jedne milijarde vrsta. Nije iznenađujuće da su znanstvenici koji su živjeli u različito vrijeme pokušali izdvojiti glavne etape u razvoju života na Zemlji, što je dovelo do pojave tih vrsta živih organizama, kao i stvaranja moderne slike prirode. Osnivač sistematike Carla Linnea u 18. stoljeću postavio je temelje ove znanosti u načelo "življenje od živih", u kojem je tvrdio da život može nastati samo iz već postojeće žive tvari. Linnaeus nije dopuštao ni prijedlog takozvane spontane generacije organizama. Njemački biolog E. Haeckel prvi je izrazio ideju monofilije - podrijetlo svih živih organizama od jednog predaka. Jean-Baptiste Lamarck i branio ideju jednostaničnih predaka oblika, od kojih je pojava se dogodila u ranim fazama razvoja života na Zemlji. Sažeti sve gore navedeno, može se tvrditi da postoje hipoteze o znanosti podrijetlo života razvrstavaju se u dvije skupine. Prvo - abiogenic, to uključuje i ideje o formiranju žive tvari iz nežive prirode (Aleksandar Oparin, Haldane, D., S. Miller). Drugi je biogen, sadrži ideje o izgledu živih bića samo na vlastitu (Virchow, K. Linney, C. Darwin).

Jesu li primarni organizmi zajednički predaka

Prve faze razvoja života na Zemlji, i to abiotski (kemijski), tada je razdoblje od pojave biopolimera (proteina i nukleinskih kiselina) se zove prebiological i, konačno, u fazi biološke evolucije (formiranje primarnih jednostaničnih organizama). Kombiniraju se i nazivaju biopoezije. Neki istraživači (npr D. Bernal, S. Miller) predložio ideju progenote - pretka, iz koje arheje, eubakterije, stanica s jezgrom. Drugi istraživači vjeruju da cukariotc nije nastao iz progenote, a bili su rezultat simbioze, ili je nastao kao rezultat promjena u vanjskoj membrani protobionts. Razmotrimo ove hipoteze detaljnije.

Hipoteza Oparina-Haldana

Među mnogim znanstvenim verzijama koje pokušavaju objasniti fenomen poznat u znanosti kao prebiološku pozornicu u razvoju života na Zemlji, hipoteza kapi koacervata je vrlo popularna. Formirao ga je ruski znanstvenik AI Oparin. Slične su ideje izrazile britanski istraživač D. Haldane. Ideje znanstvenika rezoniraju s dugogodišnjom hipotezom u biologiji o spontanom stvaranju života.

Bit hipoteze koacervata

Akademik A. Oparin sugerirao je da skupine molekula organskih spojeva koje su se pojavile kao rezultat procesa kemijske faze mogu stvoriti prilično gustu ljusku. Tako su odvojeni od primarnog bujona - vodenog okoliša drevnog oceana. Ove skupine molekula znanstvenika zove coacervates. Već su bili sposobni za neovisno postojanje, nastavljajući razmjenjivati ​​primarno rješenje. Za vrlo važnu, prema Oparinu, svojstva koacervata bila su njihova sposobnost da rastu i zgnječe (množite). D. Haldane, oslanjaju se na pokuse Miller-Urey, u kojima je eksperimentalno dobiven kompleks organskih tvari iz smjese metana, amonijaka, vodika i ugljičnog dioksida. To uključuje molekule aminokiselina i jednostavne šećere. To je dovelo do mogućnosti pojave izoliranih struktura - probionts.

Prema Oparinu i Haldaneu, početne faze razvoja života na Zemlji, koje su dovele do formiranja primarnih kompleksa - preteča stanica, pružile su temelj za daljnji razvoj živih tvari. Treba napomenuti da su za pokuse znanstvenici uspješno modelirali moguće uvjete koji bi mogli biti u atmosferi i primarnom svijetu oceana, naime: visoku temperaturu i tlak, ionizirajuće zračenje i električna ispuštanja.

Probione i njihova svojstva

Najraniji stupnjevi u razvoju života na Zemlji - Katarčani, a zatim arheološki, obilježili su prijelaz iz samoorganiziranih koacervata (probionts) u primarne živčane stanice. Postalo je moguće zahvaljujući jedinstvenim svojstvima probionata: sposobnosti stvaranja izoliranih membrana, sposobnosti najjednostavnijih oblika reprodukcije, elementarnim procesima razmjene s vanjskom okolinom. Samoregulirane molekule nukleoproteina, nastale kao rezultat kemijske faze, predvidjele su probionts manifestaciju najvažnijeg svojstva žive tvari - sposobnost prijenosa nasljednih informacija.

Karakteristike prvog živog organizma

Prije mnogo godina (prije otprilike 3,5 milijardi godina) nastale su sedimentne stijene u kojima su otkriveni tragovi organskog života. Imali su izgled lime školjaka cyanobakterija i ostataka mureinskih zidova bakterijskih stanica. Geokemijski uvjeti litosfere u arheanskoga doba stalno se mijenjaju, pa se primarni ekosustavi prokariota mogli prilagoditi njima akumuliranjem mnogih fenotipskih varijanti. Fotosinteza se provodi plavo-zelene alge (cijanobakterije), pod uvjetom temeljnu promjenu u sastavu plina iz primordijalnog atmosferi Zemlje, čime se omogućuje daljnje izlaznih bića vodenih staništa na kopnu. Aktivnost prva prokariotskih organizama, a oni su uglavnom sumpora i željeza bakterija, rezultirala formiranjem ne samo sedimenta, ali kao nafte i prirodnog plina.

Zašto nastanak eukariotskih stanica

Kao što je ranije spomenuto, fotosintetska aktivnost zelenih i ljubičasta bakterija sumpora i željeza bakterija pridonijeli formiranje štita ozonskog sloja i pojavu aerobnih eukariotskim stanicama. Drugim riječima, prva 3 faze života u svijetu dovela je do formiranja biocenoza sadrži jednostaničnih i višestanični eukariotskim organizmima. Većina znanstvenika je sklona vjerovati da je njihova pojava došla oko 600 milijuna godina. U početku, nuklearni organizmi predstavljali su jednostanični flagelatni oblici. Kao rezultat razilaženja, prve biljke - alge, kao i protozoe i gljive - potječu od njih. Zanimljivo je mišljenje nekih istraživača da prokariota su evolucijski ćorsokak, jer oni nisu mnogo promijenili u ranim fazama razvoja života na Zemlji. Biologija čini dva razloga za nedostatak evolucijskog razvoja ne-nuklearnih organizama.

Prva od njih je nemogućnost prokariotskih stanica do povećanja organizacije i diferencijacije. Drugi razlog je kruti kruti nasljedni prokariotski materijal, predstavljen jednim kružnim molekulom DNA, nazvanim plazmidom.

Simbioza, koja je dovela do revolucionarnih promjena u prirodi

Uobičajeno je objasniti pojavu nuklearnih stanica u znanstvenim krugovima od položaja simbiogeneze, teorije koju je predložio A. Shimper. Od formiranja stanične jezgre, čija prisutnost je glavna značajka eukariota i formiranje mitohondrijima i kloroplastima omogućena transformacijom određenih aerobnih bakterija. Nakon što je prodrla u primarnu ćeliju s nasljednom supstancom, zasebnom membranom, bakterije su sinkronizirale metabolizam s stanicom domaćina. Kao rezultat toga, izgubili su sposobnost samostalnog postojanja izvan ćelije i postali njezini obvezni organeli. Poznato je hipoteza koja objašnjava pojavu kloroplasta. Ne smije se zaboraviti da je porijeklo ovih organela osigurana fenomen Autotrofno prehrane i fotosintezu. Nakon A. Shimperom takvi poznati ruski znanstvenici su KS Merezhkovsky, BM Kozo-Polyansky i drugi skrenuo pozornost na grupu fotosintetskih bakterija sposobnih za simbiozi s heterotrofnih stanica. Nakon što se u citoplazmi, očito asimilirali s stanični metabolizam i funkciju kao i čeličnih organela, kasnije nazvanih kloroplasta. Heterotrofne stanice su se mutirale u jednolančane zelene alge, postajući prvi autotrofični eukarioti.

Biogeocenoses of Vendian razdoblje

Dakle, suživot nekoliko vrsta ne-nuklearnih organizama - bakterija - može dovesti do stvaranja novog živog sustava - eukariotske stanice. Nastavljajući se proučavati prve faze razvoja života na Zemlji, usredotočit ćemo se na Vendijansko razdoblje Proterozočno doba, koji je zamijenio arhean. U vodenom okolišu - glavnom kolijevku života na planetu, formirane su prve biogeocenoze. Proizvođači su bili fotosintetske bakterije, kao i jednostanične i kolonijalne zelene alge.

Izoliraju kisik, sintetizirane organske tvari koje koriste heterotrofni organizmi: jednostanični protozoi, kao i višestanični oblici: koelentati i trilobiti. Vanjsko razdoblje završava prve etape razvoja života na Zemlji. Eram i razdoblja koja slijede, bilo je potrebno izvršiti daljnje procese evolucije žive prirode, zasnovane na nasljednoj varijabilnosti i prirodnoj selekciji.