Prema najnovijem istraživanju znanstvenika sa Sveučilišta u Kaliforniji, život je na Zemlji nastao prije 4,1 milijun godina, 300 milijuna godina nakon što je planet nastao. Prema svemirskim standardima, to je gotovo odmah. I odmah nakon njegove pojave život je polako ali sigurno počeo osvajati svaki komadić prostora. Nakon trilijuna generacija i mutacija pojavili su se oblici života koje možemo promatrati u naše vrijeme. Naravno, evolucija se nastavlja i neće završiti sve dok zemaljsku kuglu ne uništi zaraslo Sunce.

Tijekom milijuna i milijuna godina, život je poprimio različite oblike, veličine i vrste, od kojih mnogi izgledaju toliko strano da se nama čine stranima. I što dublje kopate u povijest, ove se vrste mogu činiti čudnijima. Unatoč stalnim promjenama, mnoge vrste živih organizama nisu doživjele promjene ni nakon stotina stoljeća, nadživjevši dinosaure. Prikupili smo 10 najpoznatijih "živih fosila" sa cijelog planeta.

Cijanobakterije - 3,5 milijarde godina

Ukoliko želite izraziti zahvalnost za svoje postojanje, slobodno se obratite cijanobakteriji. Ponekad se nazivaju modro-zelene alge. Ova sićušna stvorenja učinila su gotovo nemoguće: promijenila su strujni krug kemijske reakcije na površini planeta Zemlje, što omogućuje kolonizaciju složenijih organizama. Cijanobakterije su prve koristile fotosintezu, ispuštajući kisik u atmosferu kao otpadne proizvode. Ovaj događaj nazvan je "Velika oksigenacija". Iako za naše postojanje vrijedi zahvaliti cijanobakterijama, aktivan rast populacije ovih organizama doveo je do toga da su zamijenili sve druge vrste anaerobnih organizama, koji su jednostavno izumrli.

Kolonije cijanobakterija na fotografiji iz orbite

Postavši dominantnom vrstom na planetu, cijanobakterije su ispuštale goleme količine kisika, koji je u kombinaciji s metanom stvarao ugljikov dioksid. To je dovelo do promjene temperaturnog okruženja, što je zauzvrat postalo prijetnja životu same bakterije. Pomoć je neočekivano stigla od živih organizama, za koje je atmosfera kisika postala ugodna. Zapravo, kloroplast u modernim biljkama je simbiotski organizam iz kolonija cijanobakterija ujedinjenih u jedinstveni sustav još u pretkambrijskoj eri. I usput: od tada samo jedna vrsta živih bića može tako radikalno utjecati na okoliš. I ti si mu u točnom odnosu.

Spužve - 760 milijuna godina

Premotajmo značajan vremenski period: pred nama je obična morska spužva. Eoni su bili potrebni bakterijama da evoluiraju u nešto složenije. Trenutno postoji oko 5000 vrsta spužvi. I iako izgledaju kao biljke, spužve su životinje. Najstarijom vrstom smatra se Otavia Antiqua, otkrivena u stijene pustinjska Namibija. Ova je vrsta bila rasprostranjena na ovom području (tada još pod vodom) prije otprilike 760 milijuna godina. Fosili nisu veći od promjera zrna pijeska. Međutim, te su spužve bile prvi višestanični živi organizmi i preci svih živih organizama koji se mogu klasificirati kao "životinje".

Jedna od najčešćih vrsta spužvi

Otkriće fosila Otavia Antiqua dokazalo je da su se složeni organizmi pojavili na planetu ranije nego što se očekivalo (prije ovog otkrića smatralo se da su se višestanična stvorenja pojavila prije 600 milijuna godina). Ovi podaci koreliraju s teorijom "molekularnog sata": sve varijante sekvenci DNK, bez obzira na njihovu složenost, razvijaju se i evoluiraju relativno trajnom i postojanom brzinom. A prema ovoj teoriji, prvi složeni živi organizam trebao se pojaviti prije 750 milijuna godina.

Meduza - stara 505 milijuna godina

Prije 550 milijuna godina život na planetu bio je rijedak: kopno je bilo napušteno, a oceanom su dominirali mikrobi i spužve. Međutim, tada se dogodio događaj, nazvan "Kambrijska eksplozija", koji je trajao nekoliko milijuna godina i potpuno promijenio izgled Zemlja. U tom kratkom razdoblju, s geološke točke gledišta, pojavio se ogroman broj različitih vrsta živih organizama, od kojih su neki postali prvi grabežljivci. Dva su razloga, prema modernim znanstvenicima: evolucija i zasićenost kisikom. Vrste su se počele boriti za opstanak. Možemo reći da je tada počela “trka u naoružanju” koja do danas nije prestala.

Kao što znate, meka tkiva živih organizama rijetko su okamenjena, ali znanstvenici su 2007. godine uspjeli pronaći otisak najstarije meduze. U ravnicama Utaha pronađene su 4 vrste meduza koje su živjele na ovom području prije više od 500 milijuna godina (kada je ovdje još postojao ocean, naravno). Tijekom tog vremena meduze se nisu mnogo promijenile: isto tijelo u obliku zvona, uzice i ticala. U isto vrijeme, meduze su nastanjivale Zemlju 200 milijuna godina prije nego što smo zamislili.

Potkovičari - stari 455 milijuna godina

Potkovičari odgovaraju nazivu "živući fosil" kao nitko drugi. Oni podsjećaju na rakove, ali su zapravo paukovi, što znači da su im pauci i škorpioni najbliži. Zahvaljujući manjim promjenama u njihovom staništu, ova drevna stvorenja malo su se promijenila u proteklih 455 milijuna godina.

Potkovičari postoje u oceanskom ekosustavu toliko dugo da opstanak desetaka vrsta živih bića izravno ovisi o njima: ženka polaže oko 90.000 jaja, ali samo 10 od njih proizvodi novi život, sve ostalo postaje hrana za druge organizme.

Vanjska građa potkovnjaka

Krv rakova potkova je plava jer sadrži puno bakra, koji oksidira u interakciji sa slanom vodom. Nedostaju im bijele krvne stanice, koje su dizajnirane za borbu protiv infekcije. Međutim, njihovo je tijelo naučilo lokalizirati bolest, spriječiti njeno širenje po cijelom tijelu – opet, zbog specifičnog sastava krvi. Ne čudi da na crnom tržištu lijekova litra krvi sabljarke košta i do 15.000 dolara!

Naborani morski psi - stari 450 milijuna godina

Ta su stvorenja u jednakoj mjeri nedostižna i zastrašujuća. Prava čudovišta iz oceanskih dubina. Ova vrsta morskog psa živi u dubokim slojevima vode duž obale u mnogim klimatskim zonama planeta. Prva dva ulovljena primjerka opisana su 1881. Otkriveni su u Tokijskom zaljevu. Postoji verzija da je naborani morski pas postao mitska morska zmija koja je stoljećima plašila mornare. Bilo kako bilo, ova vrsta je jedna od najstarijih. Ove relativno male ribe (mogu doseći jedan i pol metara duljine) izuzetno se rijetko pokazuju ljudima. U njihovom prirodnom staništu bilo ih je moguće promatrati tek 2004. godine.

Iako naborani morski pas podsjeća na mumificiranu zmiju, njegova su usta doista strašna: sadrže 300 oštrih, nazubljenih zuba. Iako znanstvenici još nisu vidjeli lov na naboranog morskog psa, postoji teorija prema kojoj grabežljivac privlači morski život svojim bijelim očnjacima, a zatim napada brzinom munje, poput kopnene zmije. Još jedna sjajna činjenica o ovom stvorenju: razdoblje trudnoće naboranog morskog psa dvostruko je duže od vremena trudnoće afričkog slona - 42 mjeseca. Ihtiolozi vjeruju da je to zbog pritiska dubokog mora.

Neolectomycetes - 400 milijuna godina

Sve do 1969. gljive su pripadale biljnom carstvu. To ne čudi: imaju stabljiku, korijenski sustav, statička svojstva i načine dobivanja hranjivih tvari. Međutim, kasnije se pokazalo da imaju mnogo više dodirnih točaka sa životinjama, pa su gljive svrstane u zasebno biološko carstvo. Slučajno je da su gljive prvi složeni organizmi koji su stigli na kopno. To se dogodilo prije otprilike 450 milijuna godina. Tortotubus je najstarija vrsta pronađena među fosilima.

Jedan od najstarijih živih fosila

Kako su gljive pomogle drugim vrstama da se prilagode životu na kopnu? Oni su stvorili sve hranjive tvari koje su učinile da gornji sloj stijena postane tlo bogato kisikom i dušikom.

Neolectomycetes, složene gljive, pojavile su se na planetu prije 400 milijuna godina. Najbliži rođaci ove vrste su kvasci. No, sama činjenica da ova vrsta toliko dugo živi na Zemlji i da je rasprostranjena po cijelom planetu govori o njenoj nevjerojatnoj vitalnosti (preživjela je čak i razilaženje kontinenata i sva globalna izumiranja).

Coelacanths - 360 milijuna godina

Ne tako davno, coelacanths su se smatrali izumrlom vrstom riba s režnjevim perajama, precima vodozemaca. Najstariji otkriveni fosil star je 360 ​​milijuna godina, a najmlađi 80 milijuna godina. U vezi s nalazima, znanstvenici su zaključili da je ova vrsta umrla u vrijeme dinosaura (prije oko 65 milijuna godina). Zamislite iznenađenje znanstvene zajednice kada je 1938. godine uz obale Južne Afrike uhvaćen živi primjerak! Vrsta je nazvana Latimeria Chalumnae. Zatim je još jedna vrsta pronađena u blizini Indonezije. Trenutačno su otkrivene samo dvije vrste koelakanti, ali u doba procvata bilo ih je više od 90.

Sačuvani primjerak u Britanskom muzeju

Koelakanti se razlikuju od ostalih vrsta živih riba: imaju poseban organ kojim osjećaju elektromagnetsko polje drugih živih bića. Ovo je idealno oružje za lov u mrklom mraku. Osim toga, čeljusti su pričvršćene za lubanju na takav način da coelacanth može otvoriti usta mnogo šire od ostalih riba (dizajn pomalo podsjeća na ljuljačku). Peraje coelacanths su također vrijedne pažnje - imaju koštanu potporu, tako da se ribe mogu čak i osloniti na njih. U daljnjem evolucijskom razvoju upravo se ovaj dizajn pretvorio u šape i noge.

Drvo ginka - staro 270 milijuna godina

Ginko biloba je najstarija biljna vrsta koja još uvijek postoji na planeti. Kao i neolekti, ginko nema bliskih srodnika među predstavnicima faune. Ginko je najbliži obitelji cikasa koja se pojavila prije 360 ​​milijuna godina.

Ginkgo biloba je posebna vrsta biljke

Većina fosiliziranih ostataka ginka bilobe otkrivena je u Uzbekistanu. Iskapanja su omogućila da se dokaže da je vrsta cvjetala tijekom period jure(prije 206–144 milijuna godina). Klimatske promjene koje su se dogodile prije 65 milijuna godina nisu ubile samo divovske guštere: od nekoliko vrsta samo je Ginkgo biloba ostao živ, koji sada raste samo u nekoliko lokalnih područja u Kini. Ovu vrstu karakterizira iznimna vitalnost i dugovječnost: najstarije stablo, Maidenheir Tree, staro je tri i pol tisuće godina.

Platypuses - 120 milijuna godina

Bez sumnje, kljunar je najčudnije živo biće na planeti. Možemo reći da su kljunaši nešto između životinja, ptica i gmazova. Hibrid vrijedan posebne knjige u srednjovjekovnom bestijariju. Sisavac je jer ima mliječne žlijezde za prehranu mladih. Ali bebe se izlegu iz jaja. Ovaj način rađanja postoji samo kod kljunaša i ehidni koje se nalaze u Australiji i Novoj Gvineji. Kljun i krzno su divna kombinacija. Ovome dodajte način na koji se gmazovi kreću i otrovne bodlje na njihovim laktovima. Osim toga, ova vrsta nema dva para kromosoma (XX i XY), već pet! Ako na Zemlji postoje vanzemaljska stvorenja, onda su to kljunari (i hobotnice).

Znanstvenici vjeruju da su monotremi postali posebna vrsta prije oko 120 milijuna godina i da su se od tada polako razvijali zbog sporog metabolizma i brzine disanja. Osim toga, staništa su bila malo podložna podjeli ekosustava prema sustavu predator/biljojed - u prirodnom okruženju kljunari jednostavno nemaju neprijatelja.

Marsovski mravi (Martialis Heureka) – stari 120 milijuna godina

Nazvane po svom kozmičkom izgledu, Martialis Heureka postale su zasebna vrsta prije 120 milijuna godina. Ovo je najstarija vrsta mrava, otkrivena tek 2003. godine u prašumama Amazone.

Marsovski mrav izbliza

Ova vrsta je bliska osi kao nijedna druga, a svojim izgledom je vrlo daleko od izgleda ostalih mrava (zbog čega su joj znanstvenici dali tako "govorljivo" ime).

Odsutnost očiju i blijeda boja daju naslutiti - ovo je podzemno stvorenje koje izlazi na površinu samo noću. Njegova prehrana temelji se na ličinkama mekog tijela drugih insekata, poput termita.

Zemlja još uvijek ima mnogo neistraženih kutaka u dubinama voda, polarnom ledu, divljim džunglama i vrućim pustinjama. I moguće je da će uskoro mnoge vrste živih bića koje su se smatrale izumrlim ponovno objaviti svoje postojanje. Na primjer, plesiosaur po imenu Nessie.

Stranica 20 od 36

Kako je bilo drevni život?

Naše znanje o organizmima koji su ranije živjeli je ograničeno. Uostalom, milijarde pojedinaca predstavljaju najviše različite vrste, nestao bez ikakvog traga. Prema nekim paleontolozima, ostaci samo 0,01% svih vrsta živih organizama koji su nastanjivali Zemlju stigli su do nas u fosilnom obliku. Među njima su samo oni organizmi koji su mogli sačuvati strukturu svojih oblika zamjenom ili kao rezultat očuvanja otisaka. Sve druge vrste jednostavno nisu dospjele do nas, i nikada nećemo moći ništa naučiti o njima.

Dugo se vremena vjerovalo da je starost najstarijih otisaka živih organizama, u koje spadaju trilobiti i drugi visokoorganizirani vodeni organizmi, 570 milijuna godina. Kasnije su pronađeni tragovi mnogo drevnijih organizama - mineraliziranih nitastih i okruglih mikroorganizama desetak različitih vrsta, koji podsjećaju na jednostavne bakterije i mikroalge. Starost ovih ostataka procijenjena je na 3,2-3,5 milijardi godina. Pronađeni su u silikatnih slojeva Zapadna Australija. Ti su organizmi očito imali kompleks unutarnja struktura, bili su prisutni kemijski elementi, čiji su spojevi bili sposobni za provođenje fotosinteze. Ti su organizmi beskrajno složeni u usporedbi s najsloženijim poznatim organskim spojevima neživog (abiogenog) podrijetla. Nema sumnje da se ne radi o najranijim oblicima života, te da je bilo i više davnih prethodnika.

Stoga danas znanstvenici više ne sumnjaju da počeci života na Zemlji sežu u one „mračne“ prve milijarde godina postojanja našeg planeta, koje nisu ostavile traga u njegovoj geološkoj povijesti. Ovo gledište potvrđuje i činjenica da se dobro poznati biogeokemijski ciklus ugljika povezan s fotosintezom u biosferi stabilizirao prije više od 3,8 milijardi godina. To sugerira da je fotoautotrofna biosfera postojala na našem planetu prije najmanje 4 milijarde godina. Ali prema citologiji i molekularna biologija, fotoautotrofni organizmi bili su sekundarni u procesu evolucije žive tvari. Autotrofnom načinu prehrane živih organizama trebao je prethoditi heterotrofni način jer je bio jednostavniji. Autotrofni organizmi, koji svoja tijela grade pomoću anorganskih minerala, imaju kasnije podrijetlo. O tome svjedoče sljedeće činjenice:

Svi moderni organizmi imaju sustave prilagođene za korištenje već gotovih tvari organska tvar kao polazni građevni materijal za procese biosinteze;

Pretežni broj vrsta organizama u suvremenoj biosferi Zemlje može postojati samo uz stalnu opskrbu gotovim organskim tvarima;

Kod heterotrofnih organizama nema znakova ili rudimentarnih ostataka onih specifičnih enzimskih kompleksa i biokemijskih reakcija koji su potrebni za autotrofni način prehrane.

Dakle, možemo zaključiti o primatu heterotrofnog načina prehrane. Najraniji život vjerojatno je postojao kao heterotrofna bakterija koja je dobivala hranu i energiju iz organskog materijala abiogenog podrijetla, nastalog još ranije, u kozmičkom stupnju evolucije Zemlje. Na temelju toga, početak života kao takvog pomaknut je još dalje, izvan kamenog zapisa zemljine kore, više od
prije 4 milijarde godina.

S obzirom na navedeno, nije teško doći do općeg zaključka da život na Zemlji postoji otprilike onoliko dugo koliko postoji i sam planet. Upravo na to je mislio V.I. Vernadskog, kada je govorio o vječnosti života na Zemlji.

Govoreći o najstarijim organizmima na Zemlji, također treba napomenuti da su prema vrsti njihove strukture bili prokarioti, koji su nastali ubrzo nakon pojave arhećelije. Za razliku od eukariota, oni nisu imali formiranu jezgru, a molekula DNA nalazila se slobodno u stanici, tj. nije odvojena od citoplazme nuklearnom membranom. Razlike između prokariota i eukariota mnogo su dublje nego između viših biljaka i viših životinja, a oboje pripadaju eukariotima. Predstavnici prokariota žive i danas. To su bakterije i modrozelene alge. Očito su im slični prvi organizmi koji su živjeli u vrlo surovim uvjetima prvobitne Zemlje.

Znanstvenici također ne sumnjaju da su najstariji organizmi na Zemlji bili anaerobni organizmi koji su potrebnu energiju dobivali fermentacijom kvasca. Većina suvremenih organizama su aerobni i koriste disanje kisikom (oksidacijski procesi), što im daje potrebnu količinu energije za život.

Danas više nema sumnje da je V.I. Vernadsky, koji je sugerirao da je život odmah nastao u obliku primitivne biosfere, bio je u pravu. Samo različite vrste živih organizama mogu osigurati ispunjavanje svih funkcija žive tvari u biosferi. Na kraju krajeva, život je moćna geološka sila, sasvim usporediva u troškovima energije i vanjskim učincima s takvom geološkim procesima, poput izgradnje planina, vulkanskih erupcija, potresa itd. Život ne samo da postoji u svom okruženju, već ga aktivno oblikuje, transformirajući ga "za sebe". Ne treba zaboraviti da cijelo lice moderna Zemlja, svi njegovi krajolici, sve sedimentne stijene, metamorfne stijene (graniti, gnajsovi nastali od sedimentnih stijena), rezerve minerala i suvremena atmosfera rezultat su djelovanja žive tvari.

Ti su podaci omogućili Vernadskom da tvrdi da je od samog početka biosfere život koji ulazi u nju trebao biti složeno tijelo, a ne homogena tvar, budući da se biogeokemijske funkcije života, zbog njihove raznolikosti i složenosti, ne mogu samo povezati. s bilo kojim oblikom života. Tako je primarna biosfera u početku bila predstavljena bogatom funkcionalnom raznolikošću. Budući da se organizmi ne pojavljuju pojedinačno, već u masovnom učinku, prvo pojavljivanje života mora se dogoditi ne u obliku bilo koje vrste organizama, već u njihovoj skupini. Drugim riječima, primarne biocenoze trebale su se pojaviti odmah. Sastojali su se od najjednostavnijih jednostaničnih organizama, budući da oni mogu obavljati sve, bez iznimke, funkcije žive tvari u biosferi.

I na kraju treba reći da primarni organizmi i biosfera mogu postojati samo u vodi. Već smo rekli gore da su svi organizmi na našem planetu usko povezani s vodom. Upravo vezana voda, koja ne gubi svoja osnovna svojstva, najvažniji je sastojak živih organizama i čini 60–99,7% njegove mase.

U vodama iskonskog oceana nastao je "primarni bujon". Uostalom, sama morska voda je prirodna otopina koja sadrži sve kemijske elemente. Prvo je formirao jednostavne, a zatim i složene organske spojeve, uključujući aminokiseline i nukleotide. Upravo u toj "iskonskoj juhi" dogodio se skok koji je iznjedrio život na Zemlji. Od nemale važnosti za izgled i daljnji razvojŽivot je imao radioaktivnost u vodi, koja je tada bila 20-30 puta veća nego sada. Iako su primordijalni organizmi bili puno otporniji na zračenje od modernih, mutacije su se tada događale puno češće, pa je prirodna selekcija bila intenzivnija nego danas.

Osim toga, ne treba zaboraviti da primarna atmosfera Zemlje nije sadržavala slobodni kisik, pa nije postojao ozonski štit koji je štitio naš planet od ultraljubičastog zračenja Sunca. Iz tih razloga život jednostavno nije mogao nastati na kopnu, a voda je služila kao dovoljna prepreka tim zrakama.

Dakle, da rezimiramo, treba napomenuti da su primarni organizmi koji su nastali na Zemlji prije više od 4 milijarde godina imali sljedeća svojstva:

Bili su heterotrofni organizmi, odnosno hranili su se gotovim organskim spojevima akumuliranim u fazi kozmičke evolucije Zemlje;

Bili su to prokarioti - organizmi bez formirane jezgre;

Oni su bili anaerobni organizmi koji su koristili fermentaciju kvasca kao izvor energije;

Pojavile su se u obliku primarne biosfere, koja se sastoji od biocenoza, uključujući različite vrste jednostaničnih organizama;

Pojavili su se i postojali dugo vremena samo u vodama primarnog oceana.

Pojava života na Zemlji jedna je od najdojmljivijih misterija koja je opsjedala umove čovječanstva kroz cijelu našu inteligentnu povijest. Danas dobro znamo kada se prvi život pojavio na našem planetu.

To se dogodilo prije otprilike 4 milijarde, dok je kambrijska eksplozija, tj. razdoblje brzog nastanka višestaničnih organizama odgovara vremenu od prije 540 milijuna godina. Od tada se život na Zemlji poboljšavao tijekom dugog vremenskog razdoblja, zahvaljujući darvinističkoj evoluciji. Ogromne promjene koje su se dogodile u ljudskom životu iu Svemiru pokazuju da se naša evolucija čak i ubrzava. Naša tehnologija i sam život postaju sve napredniji. Idemo naprijed ogromnim ubrzanjem, a danas ne znamo što može biti rezultat tih ubrzanja.

Kako je nastao prvi život na Zemlji? Knjiga Postanka navodi da je život, uključujući i samog čovjeka, stvorio Bog iz praha zemaljskog ("Bog stvori čovjeka od praha zemaljskoga", Postanak). Zanimljivo je da, općenito, to odgovara stvarnosti, iako naravno nije objašnjeno kako se to zapravo dogodilo. Odgovor na ovo pitanje može pronaći znanost, čija je zadaća objasniti prirodne procese unutar našeg Svemira. Znanost ne operira nedokazanim izjavama. Cilj znanosti nije samo pratiti sve faze nastanka života na Zemlji, već i reproducirati te faze u laboratorijskim uvjetima, kao što su, na primjer, fizičari ne samo objasnili mehanizme termonuklearnih reakcija unutar Sunca, oslobađajući gigantske energije, ali i stvoreno hidrogenska bomba, radeći na istim principima. Fizičari ga zovu malo Sunce na Zemlji. Laureat je postao njemački znanstvenik G. Bethe Nobelova nagrada za objašnjenje termonuklearnih procesa unutar Sunca.

Danas su znanstvenici dokazali da su živi organizmi nastali iz nežive materije u dugom lancu transformacija od jednostavnih molekula do prvog života – bakterije. Bakterija je jednostanični organizam, dok su složene žive strukture višestanične. Na primjer, čovjek se sastoji od trilijun stanica, dok bakterija ima samo jednu. Štoviše, pomoću ovih lanaca znanstvenici pokušavaju u laboratoriju stvoriti potpuno samoreproduktivne umjetne organizme. Ove nam studije omogućuju da testiramo je li naše razumijevanje složenih procesa koji su doveli do nastanka prvog života ispravno. Godine 2009. znanstvenici su u laboratoriju stvorili prvi molekularni sustav koji je sam sebe kopirao i mogao se razvijati.

Biolozi su pronašli način za formiranje složenih genetskih molekula (RNA i DNA) pomoću jednostavnih molekula (O, C, N, P) koje su postojale u ranim fazama razvoja Zemlje prije nekoliko milijardi godina. Otkriće strukture RNK i DNK omogućuje nam da razumijemo ključnu značajku bioloških molekula – kopiranje samih sebe i evolucija. DNK je složena molekula s molekularnom težinom od jednog trilijuna, dok RNK ima molekularnu masu od samo 35.000 Da vas podsjetim da je molekularna težina vode 18, a ugljika 12. Glavni elementi života na Zemlji su voda. i ugljik. Ugljik je sposoban ući u razne kemijske veze s drugim elementima i proizvode složene organske molekule, uključujući lipide, ugljikohidrate, proteine ​​i genetske molekule RNA i DNA, koje su osnovne molekule života. Stoga je život na našoj Zemlji život temeljen na ugljiku, iako su drugi oblici života mogući na drugim mjestima u svemiru, na primjer život temeljen na siliciju.

Poznato je da su glavni elementi u svemiru vodik i helij. Pažljivi čitatelj može se zapitati kako su se na našem planetu pojavile složene molekule ili teški elementi osim vodika i helija. Tko ih je "donio" na Zemlju? Odgovor na ovo pitanje dobro nam je poznat iz astronomije: takozvane supermasivne zvijezde u svojim dubinama proizvode mnoge kemijske elemente koji su nam poznati kao rezultat raznih termonuklearnih reakcija. Nakon smrti takve zvijezde, one izbacuju te elemente u galaksiju, koji postaju dio međuzvjezdane prašine i planeta. Svi teški elementi na Zemlji rezultat su eksplozija supernova, koje su u konačnici dovele do prvog života na Zemlji.

Bez ovih elemenata život bi jednostavno bio nemoguć. Možemo čak tvrditi (možda s ponosom!) da smo dio zvijezda ("Mi smo zvijezde!"). Na primjer, prisutnost željeza u našim tijelima, koja određuje boju naše krvi, rezultat je proizvodnje željeza unutar zvijezda, koje se oslobađa nakon smrti zvijezde. Spektralna analiza materije unutar zvijezda i galaksija pokazuje da se sva tijela u Svemiru sastoje od istog skupa elemenata koji čine periodni sustav, a svi živi organizmi, uključujući biljni svijet, imaju zajedničkog pretka, tj. došli su iz istog korijena stabla života. Samo drvo života sastoji se od tri glavna dijela (eukarije, arheje, bakterije), a samo dvije grane "eukarije" uključuju sve biljke i životinjski svjetovi. Život na Zemlji nije nastao odmah, već nakon gotovo 10 milijardi godina od Velikog praska, kada su se stvorili svi potrebni uvjeti za nastanak prvog života. Zanimljivo je da je naš Svemir također nastao iz ogromne eksplozije iz jedne "točke". Ova "točka", koju fizičari nazivaju "singularnost", bila je iznimno male veličine i gotovo beskonačno gusta. Zbog inflacije (brzog širenja) i ubrzanja naš je Svemir danas postao gigantski. Svjetlost može prijeći svemir za samo 14 milijardi godina, iako prijeđe udaljenost od Zemlje do Sunca za samo osam minuta.

Vratimo se, međutim, glavnom pitanju ovog članka - kako je nastao prvi život na Zemlji. Dva izvanredna znanstvenika sa Sveučilišta u Chicagu L.Miller i H.Urey proveli su najzanimljiviji eksperiment, koji je pokazao da je život mogao nastati prirodnim putem iz skupa različitih molekula (H2. H2O, CH4, NH3) koje su postojale na ranoj Zemlji i niza kemijskih reakcija. Eksperiment je pokazao da se osnovne molekule života - aminokiseline (proteini) i nukleinske kiseline (RNA i DNA baze) - mogu lako dobiti iz molekula koje su bile prisutne u primordijalnoj atmosferi rane Zemlje. Stavili su vodu, vodik, metan i amonij u staklenu cijev i prošli snažno električna struja, što je analog munje u prirodi. Nakon tjedan dana u cijevi su pronađene razne organske molekule, uključujući proteine. Potonji su odgovorni za sve složene metaboličke funkcije žive stanice. Međutim, takvi eksperimenti, iako su bili prvi važan korak na putu od nežive materije do prvog života, nisu mogli objasniti mnoge druge procese koji uključuju prijelaz iz aminokiselina (proteina) u prvi život i, posebno, kako bi se primitivna stanica mogla reproducirati, evoluirati, tj. kako je to dovelo do pojave novog života.

U u posljednje vrijeme znanstvenici su uspjeli objasniti sve osnovne procese kako su prvi živi organizmi na Zemlji nastali iz nežive materije (primjerice, časopis “Scientific American”, rujan, 2009.). Ti procesi uključuju stvaranje nukleotida koji se sastoje od šećera, fosfata, cijanidnih baza, acetilena i vode, genetskih molekula RNA i DNA te protostanice iz koje nastaje prvi život. Molekula RNA možda je nastala od jednostavnih molekula prisutnih na ranoj Zemlji prije formiranja prvog života. Bio je to prvi genetski materijal koji je formirao život na Zemlji, zajedno s DNK, koja je bila rezultat kasnije evolucije. Iz RNK nastaje DNK, koja zauzvrat stvara proteine. "RNK svijet" uključuje pojavu prvog živog organizma - protostanice s RNK genomom, sposobne za samokopiranje i darvinističku evoluciju, dok "DNK svijet" uključuje bakterijsku stanicu s DNK genomom, proteine ​​i početak stablo života sa zajedničkim pretkom za sav život na Zemlji . I RNA i DNA imaju duge baze (od 2 do 40 u slučaju RNA i od 1000 do milijun u slučaju tipičnog gena) koje uključuju šećere, fosfate i jednostavne molekule - cijanid, acetilen, formaldehid i vodu - koji se nalaze u ranoj Zemlji. Nukleinske kiseline (RNA i DNA) odgovorne su za genetski kod i daju upute za sve procese unutar stanice. Da bi formirale proteine, nukleinske kiseline moraju formirati duge i složene lance. Sve molekule DNK u svim živim organizmima na Zemlji imaju istu strukturu, iako imaju različit set gena, a međusobno se razlikuju po različitim vezama svoje DNK.

Dakle, u prvoj fazi jednostavne i organske molekule, kao i razne kemijske reakcije, dovele su do stvaranja nukleotida. Tri komponente nukleotida - šećeri, fosfati i baze nukleinske kiseline - nastale su spontano iz jednostavnih molekula. Zatim su spojeni nukleotidi dali prvu genetsku molekulu - RNK, a potom, u kasnijoj fazi razvoja, molekulu DNK. Nukleinske kiseline, koje su skup nukleotida, sadrže genetske informacije. Sljedeća faza je formiranje primitivne stanice s RNA genomom, uključujući membranu i sposobnu za samokopiranje diobom. Protoćelija se počela razvijati. Metabolizam, koji uključuje niz kemijskih reakcija, omogućio je protostanici da dobije energiju iz okruženje. Sljedeća faza je formiranje DNK i nastanak nove stanice s DNK genomom, koja ima ulogu primarne genetske molekule. RNK sada ima posrednu ulogu između DNK i proteina. Pojavljuje se prva bakterija s DNA genomom i membranom. Sposoban je samokopirati se i sposoban je evoluirati. Ako je ranije RNA bila odgovorna za stvaranje proteina, sada proteini preuzimaju funkcije RNA u provođenju samokopiranje stanice i metaboličkih procesa. Zanimljivo, stari paradoks - što je bilo prvo, "kokoš ili jaje" - nalazi jednostavno objašnjenje na temelju ovih procesa: prvo je bila kokoš (nukleinske kiseline), a onda su se pojavila jaje (proteini). Tada su proteini (jaje) poslužili kao početak stvaranja nukleinskih kiselina (piletina).

Život je kemijski sustav sposoban za samokopiranje i darvinističku evoluciju. E. Schrödinger, jedan od utemeljitelja kvantne mehanike, u svojoj knjizi “Život sa stajališta fizike” dao je sljedeću definiciju života: “Živi sustavi se sami okupljaju protiv težnje prirode prema neredu, odnosno entropiji.”

Sažmimo. Život je počeo poslije kemijske molekule Rana Zemlja formirala je nukleotide, važne elemente RNK. Tada je nastala protostanica s RNA genomom, u sljedećoj fazi nastala je DNA i prva bakterija s DNA genomom. Bakterije su ostale nepromijenjene milijardama godina i počele su se razvijati u složenije organizme kada je počelo doba nazvano kambrijska eksplozija, kada je životinjsko carstvo evoluiralo od malih i primitivnih organizama do višestaničnih organizama. U isto vrijeme, na temelju Darwinove evolucije, pojavila se ogromna raznolikost životinjskog svijeta i prije oko 5 milijuna godina pojavila su se prva humanoidna bića, hominidi. Nedavno je otkriven hominid Ardi koji je star 4,4 milijuna godina i možda predstavlja prvu fazu u evoluciji čovjeka. Moderni ljudi, homo sapiens, pojavili su se prije otprilike 50.000-100.000 godina u jugoistočnoj Africi i kasnije su se proširili po cijelom svijetu. Prije 5000 godina izgrađene su egipatske piramide. Prije otprilike dvjesto godina postali smo tehnološka civilizacija Kada je otkriven elektricitet, pojavili su se parni strojevi i zrakoplovi. Ako se to vrijeme usporedi sa starošću našeg svemira (14 milijardi godina), onda je to samo 0,00001% ovog vremena, tj. Mlada smo civilizacija, iako smo u mnogočemu uspjeli. Druga se usporedba temelji na korištenju kozmičkog kalendara. Ako pretpostavimo da je cijela povijest Svemira bila jednaka jednoj godini, onda je prva moderni ljudi pojavio se prije samo dvije minute, prije 11 sekundi izgrađene su egipatske piramide, prije jedne sekunde Galileo i Kepler su dokazali da je Sunčev sustav heliocentričan, a prije samo pola sekunde postali smo tehnološka civilizacija.

Pogledajmo u našu budućnost i zapitajmo se je li naša evolucija gotova. Da bismo odgovorili na ovo pitanje moramo razumjeti zašto dolazi do evolucije, tj. promjene u našem tijelu tijekom vremena i pojavljuju li se novi geni u našem genomu. Odgovor na drugo pitanje je pronađen - da, pojavljuju se dodatni geni i naša se evolucija ne samo nastavlja, već se i ubrzava u vremenu. Eva Jablonsky, biološka teoretičarka sa Sveučilišta u Tel Avivu, objavila je svoje istraživanje koje pokazuje da postoji više od stotinu nasljednih promjena koje nedostaju u sekvenci DNK. Ove promjene uključuju bakterije, gljivice, biljke, kao i životinje. Otrovne tvari, prehrana pa čak i stres mogu uzrokovati promjene u genomu. Mutacije su uzrok nastanka novih gena. Mi se danas mijenjamo brže nego ikada prije u našoj povijesti.

Zanimljivo je da je ubrzanje našeg Svemira otkriveno relativno nedavno. Postoji li ikakva veza između ubrzanja Svemira i ubrzanja naše evolucije? Kako bi objasnili razlog ubrzanja Svemira, fizičari su pretpostavili postojanje tamne energije, tj. posebna odbojna sila, koja određuje ubrzanje Svemira. Danas malo znamo o prirodi ove sile, unatoč činjenici da stotine znanstvenika diljem svijeta pokušavaju odgonetnuti njenu strukturu.

Vrijeme je temeljna karakteristika svemira i ono je odgovorno za sve promjene u našem svijetu. Razlog promjenama u svijetu možda je to što se temperatura svemira dramatično promijenila - od 1032K u vrijeme Velikog praska (ta je temperatura bilijun bilijun puta viša od temperature u središtu najtoplijih zvijezda) do 3K. danas (-270C) tijekom 14 milijardi godina. Ta se temperatura mjeri spektrom rezidualnog zračenja svemira koji ispunjava cijeli naš Svemir i koji je jasan dokaz realnosti Velikog praska i činjenice da je postojao početak svijeta. Tako naglo smanjenje temperature prostora povezano je s njegovim širenjem (inflacijom). Naravno, ovo širenje i opadanje temperature ne može a da ne utječe na brzinu svih procesa unutar Svemira, uzrokujući promjene ne samo u Svemiru, već također utječući na brzinu naše evolucije, koja će se uvijek nastaviti sve dok naš Svemir postoji i mijenja se tijekom vremena. Ako temperatura svemira padne na nulu, naš će svemir umrijeti, što će značiti kraj evolucije i samog života. Zanimljivo je da od četiri scenarija razvoja našeg Svemira, koji se razmatraju u astronomiji, postoje dokazi da će naš Svemir na kraju nestati, zbog nekontroliranog širenja i pada temperature na apsolutnu nulu. Ovaj zaključak temelji se na analizi podataka o eksplozijama takozvanih “bijelih patuljaka” (ekplozija supernove bijelog patuljka).

Tada će još jedan Veliki prasak navijestiti početak novog svemira i novog svijeta. Ovaj novi svemir proći će potpuno drugačiji put razvoja i imat će drugačije zakone fizike s drugačijim temeljnim konstantama, kao što su brzina svjetlosti, masa elektrona, gravitacijska konstanta itd., i, naravno, drugačiji život. Danas znanstvenici raspravljaju o mogućnosti postojanja drugih svemira (multiverzuma), u kojima je također moguć život, ali na temelju drugih principa i drugih zakona prirode.

Ilya Gulkarov, Chicago

Kako je život nastao na Zemlji? Detalji su nepoznati čovječanstvu, ali temeljni principi su uspostavljeni. Postoje dvije glavne teorije i mnogo manjih. Dakle, prema glavnoj verziji, organske komponente došle su na Zemlju iz svemira, prema drugoj - sve se dogodilo na Zemlji. Evo nekih od najpopularnijih učenja.

Panspermija

Kako se pojavila naša Zemlja? Biografija planeta je jedinstvena, a ljudi je pokušavaju razotkriti na različite načine. Postoji hipoteza da se život koji postoji u Svemiru širi uz pomoć meteoroida ( nebeska tijela, srednje veličine između međuplanetarne prašine i asteroida), asteroida i planeta. Pretpostavlja se da postoje oblici života koji mogu podnijeti izloženost (zračenje, vakuum, niske temperature itd.). Nazivaju se ekstremofili (uključujući bakterije i mikroorganizme).

Oni padaju u krhotine i prašinu, koji se bacaju u svemir nakon što su sačuvali, dakle, život nakon smrti malih tijela Sunčev sustav. Bakterije mogu dugo putovati u stanju mirovanja prije ponovnog slučajnog susreta s drugim planetima.

Također se mogu miješati s protoplanetarnim diskovima (gustim oblakom plina oko mladog planeta). Ako se na novom mjestu „čvrsti, ali pospani vojnici“ nađu u povoljnim uvjetima, postaju aktivni. Počinje proces evolucije. Priča se raspliće uz pomoć sondi. Podaci iz instrumenata koji su bili unutar kometa pokazuju: u velikoj većini slučajeva potvrđena je vjerojatnost da smo svi mi “mali vanzemaljci”, jer je kolijevka života svemir.

Biopoeza

Evo još jednog mišljenja o tome kako je život počeo. Na Zemlji postoje živa i neživa bića. Neke znanosti pozdravljaju abiogenezu (biopoezu), koja objašnjava kako, tijekom prirodne transformacije biološki život nastala iz anorganske materije. Većina aminokiselina (koje se također nazivaju građevnim blokovima svih živih organizama) može se formirati prirodnim kemijskim reakcijama koje nemaju nikakve veze sa životom.

To potvrđuje Muller-Ureyev eksperiment. Godine 1953. jedan je znanstvenik propustio struju kroz mješavinu plinova i dobio nekoliko aminokiselina u laboratorijskim uvjetima koji su simulirali uvjete rane Zemlje. U svim živim bićima aminokiseline se pretvaraju u proteine ​​pod utjecajem čuvara genetske memorije, nukleinskih kiselina.

Potonji se sintetiziraju neovisno biokemijski, a proteini ubrzavaju (kataliziraju) proces. Koja je organska molekula prva? I kako su komunicirali? Abiogeneza je u procesu pronalaženja odgovora.

Kozmogonijski trendovi

Ovo je doktrina u svemiru. U određenom kontekstu svemirska znanost i astronomije, pojam se odnosi na teoriju stvaranja (i proučavanja) Sunčevog sustava. Pokušaji gravitacije prema naturalističkoj kozmogoniji ne podnose kritiku. Prvo, postojeće znanstvene teorije ne može objasniti glavnu stvar: kako se pojavio sam Svemir?

Drugo, ne postoji fizički model koji objašnjava najranije trenutke postojanja Svemira. Spomenuta teorija ne sadrži koncept kvantne gravitacije. Iako teoretičari struna to kažu elementarne čestice proizlaze iz vibracija i interakcija kvantnih struna), istražujući podrijetlo i posljedice veliki prasak(kvantna kozmologija petlje), s ovim se ne slažemo. Vjeruju da imaju formule za opis modela u smislu jednadžbi polja.

Uz pomoć kozmogonijskih hipoteza ljudi su objašnjavali homogenost kretanja i sastava nebeskih tijela. Davno prije nego što se život pojavio na Zemlji, materija je ispunila sav prostor, a zatim se razvila.

Endosimbiont

Endosimbiotičku verziju prvi je formulirao ruski botaničar Konstantin Merezhkovsky 1905. godine. On je vjerovao da su neke organele nastale kao slobodno živuće bakterije i da su preuzete u drugu stanicu kao endosimbionti. Mitohondriji su se razvili iz proteobakterija (točnije Rickettsiales ili bliskih srodnika), a kloroplasti iz cijanobakterija.

Ovo sugerira da oblici množine bakterije ušle u simbiozu da bi stvorile eukariotsku stanicu (eukarioti su stanice živih organizama koje sadrže jezgru). Horizontalni prijenos genetskog materijala između bakterija također je olakšan simbiotskim odnosima.

Pojavi raznolikosti u oblicima života možda je prethodio posljednji zajednički predak (LUA) modernih organizama.

Spontana generacija

Sve do ranog 19. stoljeća ljudi su općenito odbacivali "iznenada" kao objašnjenje za početak života na Zemlji. Neočekivani spontani nastanak određenih oblika života iz nežive materije činio im se nevjerojatnim. Ali vjerovali su u postojanje heterogeneze (promjene u načinu razmnožavanja), kada jedan od oblika života dolazi od druge vrste (primjerice, pčele iz cvijeća). Klasične ideje o spontanom nastanku svode se na sljedeće: neki složeni živi organizmi nastali su razgradnjom organskih tvari.

Prema Aristotelu, ovo je bila istina koju je lako uočiti: lisne uši nastaju od rose koja pada na biljke; muhe - od pokvarene hrane, miševi - od prljavog sijena, krokodili - od trulih trupaca na dnu rezervoara i tako dalje. Teorija o spontanom naraštaju (pobijena od strane kršćanstva) potajno je postojala stoljećima.

Opće je prihvaćeno da je teorija konačno opovrgnuta u 19. stoljeću eksperimentima Louisa Pasteura. Znanstvenik nije proučavao podrijetlo života, proučavao je pojavu mikroba kako bi se mogao boriti protiv zaraznih bolesti. Međutim, Pasteurovi dokazi više nisu bili kontroverzni, već strogo znanstveni.

Teorija gline i sekvencijalno stvaranje

Pojava života na temelju gline? Je li ovo moguće? Škotski kemičar po imenu A. J. Kearns-Smith sa Sveučilišta u Glasgowu 1985. godine autor je takve teorije. Na temelju sličnih pretpostavki drugih znanstvenika, tvrdio je da su organske čestice, nalazeći se između slojeva gline i stupajući u interakciju s njima, usvojile metodu pohranjivanja informacija i rasta. Dakle, znanstvenik je smatrao "glineni gen" primarnim. U početku su mineral i novonastali život postojali zajedno, ali su se u određenoj fazi "raspršili".

Ideja destrukcije (kaosa) u svijetu u nastajanju utrla je put teoriji katastrofizma kao jednoj od prethodnica teorije evolucije. Njegovi zagovornici smatraju da su Zemlju u prošlosti pogodili iznenadni, kratkotrajni, nasilni događaji, a sadašnjost je ključ prošlosti. Svaka sljedeća katastrofa uništena postojeći život. Naknadno stvaranje ga je oživjelo već drugačije od prethodnog.

Materijalistička doktrina

A evo još jedne verzije o tome kako je nastao život na Zemlji. Iznijeli su ga materijalisti. Vjeruju da je život nastao kao rezultat postupnih kemijskih transformacija koje su se protezale kroz vrijeme i prostor, a koje su se, po svoj prilici, dogodile prije gotovo 3,8 milijardi godina. Ovaj razvoj nazivamo molekularnim, zahvaća područje dezoksiribonukleinske i ribonukleinske kiseline i proteina (proteina).

Kao znanstveni pokret, doktrina je nastala 1960-ih, kada su se provodila aktivna istraživanja koja su utjecala na molekularnu i evolucijsku biologiju te populacijsku genetiku. Znanstvenici su zatim pokušali razumjeti i potvrditi nedavna otkrića u vezi s nukleinskim kiselinama i proteinima.

Jedna od ključnih tema koja je potaknula razvoj ovog polja znanja bila je evolucija enzimske funkcije, korištenje divergencije nukleinske kiseline kao "molekularnog sata". Njegovo otkrivanje pridonijelo je dubljem proučavanju divergencije (grananja) vrsta.

Organsko porijeklo

Pristaše ove doktrine govore o tome kako se život pojavio na Zemlji na sljedeći način. Formiranje vrsta počelo je davno - prije više od 3,5 milijarde godina (broj označava razdoblje u kojem je postojao život). Vjerojatno je isprva postojao spor i postupan proces transformacije, a zatim je započela brza (unutar Svemira) faza poboljšanja, prijelaz iz jednog statičkog stanja u drugo pod utjecajem postojećih uvjeta.

Evolucija, poznata kao biološka ili organska, proces je promjene tijekom vremena jedne ili više nasljednih osobina pronađenih u populacijama organizama. Nasljedne osobine su posebne razlikovna obilježja, uključujući anatomske, biokemijske i bihevioralne, koje se prenose s jedne generacije na drugu.

Evolucija je dovela do raznolikosti i diversifikacije svih živih organizama (diverzifikacija). Charles Darwin opisao je naš šareni svijet kao "beskonačne oblike, najljepše i najčudesnije". Stječe se dojam da je nastanak života priča bez početka i kraja.

Posebna kreacija

Prema ovoj teoriji, sve oblike života koji danas postoje na planeti Zemlji stvorio je Bog. Adam i Eva su prvi muškarac i žena koje je stvorio Svevišnji. S njima je započeo život na Zemlji, vjeruju kršćani, muslimani i Židovi. Tri su se religije složile da je Bog stvorio svemir u sedam dana, čineći šesti dan vrhuncem svog rada: stvorio je Adama od praha zemaljskog, a Evu od njegova rebra.

Sedmoga dana Bog se odmarao. Zatim je udahnuo i poslao ga da se brine za vrt koji se zove Eden. U središtu je raslo Drvo života i Drvo spoznaje dobra. Bog je dao dopuštenje da se jedu plodovi svih stabala u vrtu osim Drveta spoznaje (“jer onog dana kad s njega jedeš, umrijet ćeš”).

Ali ljudi nisu poslušali. Kuran kaže da je Adam predložio da probate jabuku. Bog je oprostio grešnicima i obojicu poslao na zemlju kao svoje predstavnike. Pa ipak... Odakle život na Zemlji? Kao što vidite, nema jasnog odgovora. Iako su suvremeni znanstvenici sve skloniji abiogenoj (anorganskoj) teoriji nastanka svega živoga.

3. PRVI ŽIVI ORGANIZMI

Iako je građa prvih živih organizama bila mnogo savršenija od strukture koacervatnih kapljica, ipak je bila neusporedivo jednostavnija od današnjih živih bića. Prirodna selekcija, koji je započeo u koacervatnim kapljicama, nastavio se s pojavom života. S vremenom se građa živih bića sve više usavršavala i prilagođavala uvjetima postojanja (slika 7).

Slika 7. Nitasti oblik bakterije i bakterijska kolonija

U početku su samo organske tvari nastale iz primarnih ugljikovodika bile hrana živim bićima. Ali s vremenom se količina takvih tvari smanjila. U tim uvjetima primarni živi organizmi razvili su sposobnost izgradnje organskih tvari od elemenata anorganske prirode – od ugljičnog dioksida i vode. U procesu dosljednog razvoja stekli su sposobnost upijanja energije sunčeva zraka, pomoću njega razgrađuju ugljični dioksid i iz njegovog ugljika i vode grade organske tvari u vašem tijelu. Tako su nastale najjednostavnije biljke - modrozelene alge (slika 8).

Slika 8. Modrozelene alge

Ostaci modrozelenih algi nalaze se u najstarijim sedimentima zemljine kore.

Ostala živa bića zadržala su isti način prehrane, ali su im za hranu počele služiti primarne biljke. Tako su životinje nastale u svom izvornom obliku.

U zoru života, i biljke i životinje bile su sićušna jednostanična bića, slična bakterijama, modrozelenim algama i amebama koje žive u naše vrijeme. Veliki događaj u povijesti dosljednog razvoja žive prirode bila je pojava višestaničnih organizama, odnosno živih bića koja se sastoje od više stanica ujedinjenih u jedan organizam. Postupno, ali mnogo brže nego prije, živi organizmi postajali su složeniji i raznovrsniji.

Stvaranjem složenih ultramolekularnih sustava (probionata) koji uključuju nukleinske kiseline, proteine, enzime i mehanizam genetskog koda, nastaje život na Zemlji. Probioti su trebali drugačije kemijski spojevi- nukleotidi, aminokiseline itd. Zbog niskog stupnja genetske informacije probionti su imali dovoljno invaliditetima. Činjenica je da su za svoj rast koristili gotove organske spojeve sintetizirane tijekom kemijske evolucije, a da je život u ranoj fazi postojao samo u obliku jedne vrste organizma, tada bi primarna juha bila iscrpljena prilično brzo.

Međutim, zbog tendencije stjecanja najrazličitijih svojstava, a prije svega, zbog pojave sposobnosti sintetiziranja organskih tvari iz anorganskih spojeva pomoću sunčeve svjetlosti, to se nije dogodilo.

Na početku sljedeće faze formiraju se biološke membrane-organele, odgovorne za oblik, strukturu i aktivnost stanice (slika 9).

Slika 9. Membranske organele - endoplazmatski retikulum(ER), Golgijev aparat, mitohondriji, lizosomi, plastidi

Biološke membrane građene su od nakupina proteina i lipida koji su sposobni odvojiti organsku tvar od okoliša i služe kao zaštitni molekularni omotač. Pretpostavlja se da bi stvaranje membrana moglo započeti tijekom stvaranja koacervata. Ali za prijelaz iz koacervata u živu tvar nisu bile potrebne samo membrane, već i katalizatori kemijski procesi-- enzimi ili enzimi. Odabir koacervata pojačao je nakupljanje polimera sličnih proteinima odgovornih za ubrzavanje kemijskih reakcija. Rezultati selekcije upisani su u strukturu nukleinskih kiselina. Sustav uspješnog rada nukleotidnih sekvenci u DNK poboljšan je upravo selekcijom. Pojava samoorganizacije ovisila je kako o početnim kemijskim preduvjetima tako i o specifičnim uvjetima zemljinog okoliša. Samoorganizacija je nastala kao reakcija na određene uvjete. Tijekom samoorganizacije eliminirane su mnoge različite neuspješne opcije sve dok glavne strukturne značajke nukleinskih kiselina i proteina nisu postigle optimalnu ravnotežu sa stajališta prirodne selekcije.

Zahvaljujući predbiološkoj selekciji samih sustava, a ne samo pojedinačnih molekula, sustavi su stekli sposobnost poboljšanja svoje organizacije. To je već bila sljedeća razina biokemijske evolucije, koja je osigurala povećanje njihovog informacijske sposobnosti. U posljednjoj fazi evolucije izoliranih organskih sustava formiran je genetski kod (slika 10). Nakon formiranja genetskog koda, evolucija se nastavlja kroz varijacije. Što se dalje pomiče u vremenu, varijacije su sve brojnije i složenije.

Slika 10. Genetski kod u obliku tablice i grafičkog crteža

Nakon što se život pojavio, počeo se razvijati velikom brzinom, pokazujući ubrzanje evolucije tijekom vremena. Dakle, za razvoj od primarnih probionata do aerobnih oblika bilo je potrebno oko 3 milijarde godina, dok je nastanak čovjeka trajao oko 3 milijuna godina.

Utjecaj toksikanata na razvoj ličinki jezerske žabe

U posljednjih godina Diljem svijeta poljoprivredni proizvodi uzgojeni bez upotrebe pesticida imaju veliku prednost. Za vježbanje poljoprivreda Uvode se brojni netoksični lijekovi koji mogu zamijeniti pesticide...

Genetski modificirani organizmi. Principi dobivanja, primjena

Heterotrofni organizmi. Oksidacija organskih tvari (disanje) za opskrbu života energijom

Heterotrofni organizmi, heterotrofi, organizmi koji za svoju ishranu koriste gotove organske spojeve (za razliku od autotrofnih organizama...

Higijena vode

Korištenje tipičnih crijevnih organizama kao indikatora fekalne kontaminacije (a ne samih patogenih uzročnika) opće je prihvaćeno načelo za praćenje i procjenu mikrobiološke sigurnosti vodoopskrbe...

Život na Marsu i Jupiterovim mjesecima

Prve izjave o mogućnosti života na Marsu datiraju iz sredinom 17. stoljeća stoljeća kada su prvi put otkrivene i identificirane polarne kape Marsa; V krajem XVIII stoljeća, William Herschel je dokazao sezonski pad...

Doba velikih otkrića i izuma, koje je označilo početak novog razdoblja u ljudskoj povijesti, revolucioniralo je i prirodne znanosti. Otkriće novih zemalja donijelo je podatke o ogromnom broju fizičke činjenice dosad nepoznato...

Povijest razvoja meteorologije kao znanosti

Putnici i pomorci antike od davnina su obraćali pozornost na razlike u klimi pojedinih zemalja koje su posjećivali. Klimatologija je tako stoljećima išla ruku pod ruku s geografijom...

Koncepti moderna prirodna znanost

Moderna kozmologija nastala je početkom dvadesetog stoljeća. nakon stvaranja relativističke teorije gravitacije. Prvi relativistički model, koji se temelji na novoj teoriji gravitacije i koji tvrdi da opisuje cijeli Svemir, izgradio je A. Einstein 1917. godine...

Glavni problemi genetike i uloga reprodukcije u razvoju živih bića

Razvoj genetskog inženjeringa stvorio je temeljno novu osnovu za konstruiranje sekvenci DNK potrebnih istraživačima...

Mnogi istraživači prvim predstavnikom roda Homo smatraju Homo habilis - Homo habilis, kao i Homo rudolfensis Homo Rudolfensis...

Glavne faze evolucije primata

Godine 1959., u blizini koštanih ostataka Zinjanthropus bois, kasnije klasificiranih kao masivni australopitecin, Leakey je otkrio neobrađeno kameno oruđe. Umjetnost obrade kamenčića bila je nesumnjiva...

Značajke biologije i ekologije Aphroditiformia Barentsovo more

Ljuskavi mnogočetinasti crvi već dugo privlače pozornost istraživača. Već je Linnaeus u desetom izdanju svoje Systema naturae (1758.) identificirao Aphrodita aculeata kao samostalan rod...

Obojena jezera svijeta

Dakle, u prethodnom odlomku našeg rada uvjerili smo se da su mnoga jezera plava, plava, zelena, žuta, bijela...

Čovjek kao predmet prirodnih znanosti i društvenih znanosti

Živi organizmi ne samo da hvataju svjetlost i toplinu Sunca i Mjeseca, već imaju i razne mehanizme koji točno određuju položaj Sunca, reagiraju na ritam plime i oseke, mjesečeve mijene i kretanje našeg planeta. Rastu i razmnožavaju se u ritmu...