Prvi organizmi

Pasmine Archaea I ranog proterozoika stigao do nas u veoma izmenjenom stanju. Visoki pritisci i temperature promijenili su prvobitni izgled stijene, uništavajući sve tragove drevnog života. Stoga je proučavanje drevnog životinjskog i biljnog svijeta povezano s ogromnim poteškoćama. Međutim, tokom prošlog veka, uz pomoć instrumenata, bilo je moguće nešto razjasniti u izgledu prvi organizmi na Zemlji.

Koristeći elektronski mikroskop, hemijske i izotopske analize za proučavanje škriljaca formacije Onverwacht (Rodezija), koji su stari više od 3,2 milijarde godina, naučnici sa Univerziteta Arizona (SAD) otkrili su hiljade sićušnih formacija sferičnih, niti sličnih i oblika nalik na školjke. Veličina čestica nije prelazila 0,01 mm. Istraživanja su rađena u posebno opremljenoj laboratoriji, čime je isključena mogućnost kontaminacije uzoraka stranim organizmima. Naučnici vjeruju da su pronađene formacije fosilizirani ostaci jednoćelijskih algi. Međutim, drugi istraživači su kritični prema njihovim nalazima, vjerujući da ove formacije mogu imati nebiološko porijeklo.

Slični ostaci algi i bakterija u stijenama apsolutne starosti od 2,7-3,1 milijardi godina pronađeni su u silicijumskim i željeznim škriljevcima Sjeverne Amerike, Centralne Afrike i Australije. Ovi nalazi ukazuju na to do početka arhejske ere Hemijska evolucija je završila i biološka evolucija je počela.

Na osnovu izvedenih nalaza, može se pretpostaviti da već u okeanima Arhejsko i rano proterozojsko doba Dominirali su najjednostavniji jednoćelijski organizmi: bakterije, alge, gljive i protozoe. U Arhejcima su se prvi organizmi prilagodili različitim oblicima ishrane. Neki organizmi su apsorbovali hranljive materije iz vode, ugljen-dioksid i neorganske soli tokom fotosinteze (autotrofno); drugi su živjeli ili od autotrofa (heterotrofa) ili su se hranili raspadajućim organskim ostacima (saprofagi). Organski svijet je podijeljen na biljno i životinjsko carstvo.

U ranom proterozoju, očigledno, pojavili su se prvi višećelijski organizmi. Ovo su najprimitivniji oblici bez jasno diferenciranih tkiva. To uključuje, posebno, predstavnike tipa spužve - vodene organizme koji vode bentoški, vezani način života. Oblik sunđera je raznolik, može ličiti na cilindar, čašu, čašu ili loptu. Meko tkivo životinje sadrži organski ili mineralni skelet koji se sastoji od spikula. Predstavnici spužvi još uvijek naseljavaju mora i oceane naše planete, ali prvi primitivni spužvi su izumrli davno i do nas su stigli tek u fosilnom stanju.

Nešto kasnije pojavljuju se predstavnici tipa koelenterata. Već počinju da razlikuju svoja tkiva i organe. Predstavnici koelenterata, kao i spužvi, preživjeli su do danas i široko su naseljeni u morima, okeanima, pa čak i u slatkim vodama.Među njima su poznati koralji, meduze i hidra.

Od biljaka u arheju i ranom proterozoiku aktivno se razvijaju plavo-zelene alge. Ostaci ovih algi u obliku sferičnih, gljivastih i stupastih krečnjačkih tijela, karakteriziranih tankim koncentričnim slojevima, često se nalaze u proterozojskim stijenama. Vjeruje se da su prvi predstavnici organskog života na Zemlji bili upravo plavo-zelene alge . Eksperimenti sprovedeni na Moskovskom državnom univerzitetu još u prošlom veku pokazali su da mogu postojati u uslovima koji su „kontraindikovani“ za druge biljke i životinje. U hermetički zatvorenoj staklenoj kugli, ove alge su živjele više od 16 godina! Svi ostali stanovnici sličnih staklenih kuglica brzo su umrli, neke bakterije su "trajale" i po 12 godina, preživjele su samo one plavo-zelene. To dokazuje da se mogu razviti čak iu okruženju bez kisika.

Neverovatna prilagodljivost ovih algi je vidljiva iz činjenice da se danas nalaze na ledenom Arktiku, u vrelim gejzirima, na dnu Mrtvog mora, u izvorima nafte, u planinama na nadmorskoj visini većoj od 5000 metara. Ovo su jedini živi organizmi koji su preživjeli eksplozije atomskih i hidrogenskih bombi. Čak su pronađeni i unutar nuklearnih reaktora. Takva neverovatna vitalnost je omogućila nekim naučnicima da sugerišu nezemaljsko poreklo. plavo-zelene alge. Bilo kako bilo, ovo su prvi organizmi koji su se pojavili ne samo u drevnim oceanima, već i na kopnu.

To je pokazala studija američkog profesora E. Barghorna plavo-zelene alge bili su prvi koji su posudili gasoviti kiseonik iz vode. U okeanima u blizini njihovih kolonija stvorena je neka vrsta "vodene" atmosfere zasićene kisikom. Prvi morski organizmi (koelenterati, spužve) udisali su ovaj kiseonik. Postepeno se kisik počeo oslobađati u atmosferu i puniti je. Zahvaljujući životu plavo-zelene alge počeo da se formira na našoj planeti atmosfera kiseonika.

Iz arhive "Kontinenta"

Dobro je poznato da je naš svemir nastao prije oko 14 milijardi godina kao rezultat džinovske eksplozije poznate u nauci kao Veliki prasak. Nastanak Univerzuma „ni iz čega“ nije u suprotnosti s poznatim zakonima fizike: pozitivna energija tvari nastala nakon eksplozije je točno jednaka negativnoj energiji gravitacije, tako da je ukupna energija takvog procesa nula. Nedavno su naučnici raspravljali i o mogućnosti formiranja drugih univerzuma - "mjehurića". Svijet se, prema ovim teorijama, sastoji od beskonačnog broja svemira o kojima još uvijek ništa ne znamo. Zanimljivo je da se u trenutku eksplozije nije formirao samo trodimenzionalni prostor, već, što je veoma važno, vreme povezano sa prostorom. Vrijeme je razlog za sve promjene koje su se dogodile u svemiru nakon Velikog praska. Ove promene su se dešavale uzastopno, korak po korak kako se strelica vremena povećavala, i uključivale formiranje ogromnog broja galaksija (reda od 100 milijardi), zvezda (broj galaksija pomnožen sa 100 milijardi), planetarnih sistema i, na kraju, sam život, uključujući i inteligentni život. Da bi zamislili koliko zvijezda ima u svemiru, astronomi prave ovo zanimljivo poređenje: broj zvijezda u našem svemiru uporediv je s brojem zrna pijeska na svim plažama Zemlje, uključujući mora, rijeke i okeane. Univerzum zamrznut u vremenu bio bi nepromijenjen i malo interesantan i u njemu ne bi bilo razvoja, tj. sve one promjene koje su se kasnije dogodile i na kraju dovele do postojeće slike svijeta.

Naša galaksija je stara 12,4 milijarde godina, a naš solarni sistem 4,6 milijardi godina. Starost meteorita i najstarijih stijena na Zemlji je nešto manje od 3,8-4,4 milijarde godina. Prvi jednoćelijski organizmi, lišeni prokariotskih jezgara i zeleno-plavih bakterija, pojavili su se prije 3,0-3,5 milijardi godina. To su najjednostavniji biološki sistemi sposobni da formiraju proteine, lance aminokiselina koji se sastoje od osnovnih životnih elemenata C, H, O, N, S i vode samostalan način života. Jednostavne zeleno-plave "alge", tj. vodene biljke bez vaskularnog tkiva i „arhebakterije“ ili stare bakterije (koje se koriste za pripremu lijekova) i dalje su važan dio naše biosfere. Ove bakterije su prva uspješna adaptacija života na Zemlji. Zanimljivo je da zeleno-plave bakterije i drugi prokarioti ostaju gotovo nepromijenjeni milijardama godina, dok se izumrli dinosauri i druge vrste nikada više ne mogu roditi, jer uslovi na Zemlji su se uveliko promijenili i oni više ne mogu proći kroz sve faze razvoja kroz koje su prošli tih dalekih godina. Ako iz ovog ili onog razloga život na Zemlji prestane (zbog sudara sa ogromnim meteoritom, kao rezultat eksplozije supernove u blizini Sunčevog sistema, ili našeg vlastitog samouništenja), ne može ponovo početi u istom oblik, jer su sadašnji uslovi fundamentalno drugačiji od onih koji su bili pre oko četiri milijarde godina (na primer, prisustvo slobodnog kiseonika u atmosferi, kao i promene u Zemljinoj fauni). Evolucija, jedinstvena u svojoj suštini, više se ne može ponoviti u istom obliku i proći kroz sve faze kroz koje je prošla u proteklih milijardi godina. Dr Pejson iz Nacionalne laboratorije Los Alamos u SAD izneo je veoma zanimljivu ideju o ulozi evolucije u organizaciji sistema živih struktura: „Život je niz molekularnih interakcija. Ako otkrijemo drugi princip osim evolucije u biologiji, naučit ćemo stvarati žive sisteme u laboratoriji i tako razumjeti mehanizam nastanka života.” Razlog zašto ne možemo u laboratoriji izvršiti transformaciju vrsta (npr. muva Drosophila u neku drugu vrstu) je taj što su u prirodnim uslovima za to bili potrebni milioni godina, a danas ne znamo ni jedan drugi princip kako to izazvati transformacija.

Kako se broj prokariota povećavao, oni su "izmislili" fenomen fotosinteze, tj. složeni lanac kemijskih reakcija u kojima se energija sunčeve svjetlosti, zajedno s ugljičnim dioksidom i vodom, pretvara u kisik i glukozu. U biljkama se fotosinteza odvija u hloroplastima, koji se nalaze u njihovim listovima, što rezultira atmosferskim kisikom. Atmosfera zasićena kiseonikom pojavila se prije 2-2,5 milijarde. Eukarioti, višećelijske ćelije koje sadrže jezgro sa genetskom informacijom, kao i organele, formirane su prije 1-2 milijarde godina. Organele se nalaze u prokariotskim ćelijama, kao iu životinjskim i biljnim ćelijama. DNK je genetski materijal svake žive ćelije koja sadrži nasljedne informacije. Nasljedni geni nalaze se na hromozomima koji sadrže proteine ​​vezane za DNK. Svi organizmi – bakterije, flora i fauna – uprkos ogromnoj raznolikosti vrsta, imaju zajedničko porijeklo, tj. imaju zajedničkog pretka. Drvo života sastoji se od tri glavne grane - Bakterije, Arheje, Eukarije. Posljednja grupa uključuje cjelokupnu floru i faunu. Svi poznati živi organizmi proizvode proteine ​​koristeći samo 20 osnovnih aminokiselina (iako je ukupan broj aminokiselina u prirodi 70), a koriste i isti energetski molekul ATP za skladištenje energije u stanicama. Oni također koriste DNK molekule za prenošenje gena s jedne generacije na drugu. Gen je osnovna jedinica nasljeđa, dio DNK koji sadrži informacije potrebne za sintezu proteina. Različiti organizmi imaju slične gene, koji se mogu mutirati ili poboljšati tokom dugih perioda evolucije. Od bakterija do ameba i od amebe do ljudi, geni su odgovorni za karakteristike organizama i poboljšanje vrsta, dok proteini podržavaju život. Svi živi organizmi koriste DNK da prenesu svoje gene na sljedeću generaciju. Genetske informacije se prenose sa DNK na protein kroz složeni lanac transformacija kroz RNK, koja je slična DNK, ali se od nje razlikuje po svojoj strukturi. U lancu transformacija hemija®biologija®život sintetiše se organski molekul. Biolozi su dobro svjesni svih ovih transformacija. Najnevjerovatniji od njih je dešifriranje genetskog koda (The Human Genome Project), koji zadivljuje maštu i složenošću i savršenstvom. Genetski kod je univerzalan za sve tri grane drveta života.

Najzanimljivije pitanje na koje neko čovječanstvo traži odgovor kroz svoju historiju je kako je nastao prvi život, a posebno da li je nastao na Zemlji ili je donio iz međuzvjezdanog medija uz pomoć meteorita. Svi osnovni molekuli života, uključujući aminokiseline i DNK, također se nalaze u meteoritima. Teorija usmjerene panspermije sugerira da je život nastao u međuzvjezdanom prostoru (pitam se gdje?) i migrira kroz ogroman prostor, ali ova teorija ne može objasniti kako život može preživjeti u teškim uvjetima svemira (opasna radijacija, niske temperature, nedostatak atmosfere itd. .). Naučnici podržavaju teoriju da su prirodni, iako primitivni uslovi na Zemlji doveli do formiranja jednostavnih organskih molekula, kao i do razvoja oblika različite hemijske aktivnosti, što je na kraju pokrenulo drvo života. U vrlo zanimljivom eksperimentu Millera i Ureya, izvedenom 1953. godine, dokazali su stvaranje složenih organskih molekula (aldehida, karboksila i aminokiselina) propuštanjem snažnog električnog pražnjenja – analognog munji u prirodnim uvjetima – kroz mješavinu plinova CH4. , NH3, H2O, H2, koji su bili prisutni u Zemljinoj primarnoj atmosferi. Ovaj eksperiment je pokazao da su osnovne hemijske komponente života, tj. biološki molekuli mogu se prirodno formirati simulacijom primitivnih uslova na Zemlji. Međutim, nisu otkriveni nikakvi oblici života, uključujući polimerizaciju molekula DNK, koji bi, po svemu sudeći, mogli nastati samo kao rezultat dugotrajne evolucije.

U međuvremenu su se počele pojavljivati ​​složenije strukture, ogromne ćelije - organi i velike žive formacije koje se sastoje od miliona i milijardi ćelija (na primjer, osoba se sastoji od deset triliona ćelija). Složenost sistema zavisila je od protoka vremena i dubine prirodne selekcije, koja je očuvala vrste koje su bile najprilagođenije novim životnim uslovima. Iako su se svi jednostavni eukarioti razmnožavali fisijom, seksualnim odnosom nastali su složeniji sistemi. U drugom slučaju, svaka nova ćelija uzima polovinu gena od jednog roditelja, a drugu polovinu od drugog.

Život je u veoma dugom periodu svoje istorije (skoro 90%) postojao u mikroskopskim i nevidljivim oblicima. Prije otprilike 540 miliona godina počelo je potpuno novo revolucionarno razdoblje, poznato u nauci kao Kambrijska era. Ovo je period brzog pojavljivanja ogromnog broja višećelijskih vrsta sa tvrdom ljuskom, skeletom i moćnom ljuskom. Pojavile su se prve ribe i kralježnjaci, biljke iz okeana su počele da migriraju širom Zemlje. Prvi insekti i njihovi potomci doprinijeli su širenju životinjskog svijeta po Zemlji. Insekti s krilima, vodozemci, prva stabla, gmizavci, dinosaurusi i mamuti, prve ptice i prvi cvjetovi su se počeli pojavljivati ​​sukcesivno (dinosaurusi su nestali prije 65 miliona godina, očigledno zbog džinovskog sudara Zemlje sa masivnim meteoritom). Zatim je došao period delfina, kitova, ajkula i primata, predaka majmuna. Prije otprilike 3 miliona godina pojavila su se stvorenja s neobično velikim i visoko razvijenim mozgom, hominidi (prvi preci ljudi). Pojava prvog čovjeka (homo sapiens) datira prije 200.000 godina. Prema nekim teorijama, pojava prvog čovjeka, koji se kvalitativno razlikuje od svih ostalih vrsta životinjskog svijeta, može biti rezultat snažne mutacije hominida, koji je bio izvor formiranja novog alela (alela) - modifikovani oblik jednog od gena. Pojava modernog čovjeka datira prije otprilike 100.000 godina, istorijski i kulturni dokazi naše istorije ne prelaze 3000-74000 godina, ali smo tehnološki napredna civilizacija postali tek nedavno, tek prije 200 godina!

Život na Zemlji je proizvod biološke evolucije koja datira otprilike 3,5 milijardi godina. Pojava života na Zemlji rezultat je velikog broja povoljnih uslova – astronomskih, geoloških, hemijskih i bioloških. Svi živi organizmi, od bakterija do ljudi, imaju zajedničkog pretka i sastoje se od nekoliko osnovnih molekula koji su zajednički svim objektima u našem svemiru. Glavna svojstva živih organizama su da reagiraju, rastu, reprodukuju i prenose informacije s jedne generacije na drugu. Mi, zemaljska civilizacija, uprkos svojoj mladosti, postigli smo mnogo: savladali smo atomsku energiju, dešifrovali ljudski genetski kod, stvorili složene tehnologije, počeli eksperimentisati u oblasti genetskog inženjeringa (sintetičkog života), bavimo se kloniranjem, i rade na povećanju našeg životnog vijeka (i danas naučnici raspravljaju o mogućnosti povećanja očekivanog životnog vijeka na 800 godina ili više), počeli su letjeti u svemir, izumili kompjutere i čak pokušavaju uspostaviti kontakt s vanzemaljskom civilizacijom (SETI program, Pretraga za vanzemaljsku inteligenciju). Jer druga civilizacija će proći potpuno drugačiji put razvoja, biće potpuno drugačija od naše. U tom smislu, svaka civilizacija je jedinstvena na svoj način - možda je to jedan od razloga zašto je SETI program bio neuspješan. Počeli smo da se miješamo u svetinju, tj. u procese koji bi u prirodnom okruženju trajali milione i milione godina.

Da bismo bolje razumeli koliko smo mladi, pretpostavimo da je ukupna istorija Zemlje godinu dana i da je naša istorija počela 1. januara. U ovoj skali, prokarioti i plavo-zelene bakterije pojavili su se već 1. juna, što je ubrzo dovelo do oksigenirane atmosfere. Kambrionska era počela je 13. novembra. Dinosaurusi su živeli na Zemlji od 13. decembra do 26. decembra, a prvi hominidi su se pojavili 31. decembra popodne. Do Nove godine, mi, već moderni ljudi, poslali smo prvu poruku u svemir - u drugi dio naše Galaksije. Samo za oko 100.000 godina (ili za 15 minuta na našoj skali) naša poruka (još niko nije pročitana) napustit će našu galaksiju i pojuriti u druge galaksije. Hoće li se ikada pročitati? Nećemo znati. Najvjerovatnije ne.

Ne samo da bi bile potrebne milijarde godina da se civilizacija slična našoj pojavi u drugom dijelu Univerzuma. Važno je da takva civilizacija ima dovoljno vremena za svoj razvoj i transformaciju u tehnološku, a što je najvažnije da se ne uništi (to je još jedan razlog zašto ne možemo naći drugu civilizaciju, iako je tražimo više od 50 godina). godine: može propasti prije nego što uspije postati tehnološka). Naša tehnologija može imati štetan uticaj na atmosferu. Već danas smo zabrinuti zbog pojave ozonskih rupa u našoj atmosferi, koje su se jako povećale u posljednjih 50 godina (ozon je troatomska molekula kisika, koja je, općenito, otrov). To je rezultat naše tehnološke aktivnosti. Ozonska školjka nas štiti od opasnog ultraljubičastog zračenja Sunca. Takvo zračenje, u prisustvu ozonskih rupa, dovešće do povećanja temperature Zemlje i, kao rezultat, do globalnog zagrevanja. Površina Marsa danas je sterilna zbog odsustva ozonskog omotača. U proteklih 20 godina, ozonska rupa u Zemljinoj atmosferi narasla je do veličine velikog kontinenta. Povećanje temperature od čak 2 stepena dovešće do topljenja leda, porasta nivoa okeana, kao i njihovog isparavanja i opasnog povećanja ugljen-dioksida u atmosferi. Tada će doći do novog zagrijavanja atmosfere, a taj proces će se nastaviti sve dok sva mora i okeani ne ispare (naučnici ovu pojavu nazivaju odbjeglim efektom staklene bašte). Nakon isparavanja okeana, količina ugljičnog dioksida u atmosferi će se povećati za oko 100.000 puta i iznositi oko 100%, što će dovesti do potpunog i nepovratnog uništenja ne samo ozonskog omotača Zemljine atmosfere, već i sav život na Zemlji. Ovaj razvoj događaja već se desio u istoriji našeg Sunčevog sistema na Veneri. Prije 4 milijarde godina, uslovi na Veneri bili su bliski onima na Zemlji i, možda, tamo je čak bilo života, jer... Sunce u tim dalekim vremenima nije sijalo tako jako (poznato je da se intenzitet sunčevog zračenja postepeno povećava). Moguće je da je život sa Venere migrirao na Zemlju, a sa Zemlje, kako se sunčevo zračenje povećava, migrira na Mars, iako je, po svemu sudeći, takav razvoj malo vjerojatan zbog problema migracije živih ćelija kroz svemir. Količina ugljičnog dioksida u atmosferi Venere danas iznosi 98%, a atmosferski pritisak je skoro sto puta veći nego na Zemlji. Ovo može biti rezultat globalnog zagrijavanja i isparavanja Venerinih okeana. Venera i Mars nas uče važnu lekciju, tj. danas znamo šta se može dogoditi našoj planeti ako se ne preduzmu mjere. Drugi problem je vezan za povećanje sunčeve radijacije, što će u konačnici uzrokovati nepovratni efekat staklene bašte na Zemlji sa poznatim rezultatom.

Naš razvoj je eksponencijalan i ubrzan. Zemljina populacija se udvostručuje svakih 40 godina i povećala se sa otprilike 200 hiljada na 6 milijardi u proteklih 2000 godina. Međutim, zar takav brzi razvoj ne sadrži sjeme opasnosti za naše postojanje? Hoćemo li uništiti našu civilizaciju? Hoćemo li imati vremena da postanemo visoko razvijena civilizacija i shvatimo našu istoriju? Hoćemo li moći da odletimo duboko u svemir i pronađemo drugu civilizaciju poput naše? Prema Ajnštajnu, najneverovatnija stvar na svetu je da je svet poznat. Možda je to jedna od najintrigantnijih karakteristika ljudske civilizacije - sposobnost otkrivanja tajni svijeta. Možemo razumjeti svijet u kojem živimo i razumjeti zakone koji njime upravljaju. Međutim, zašto ovi zakoni postoje? Zašto je brzina svjetlosti, na primjer, jednaka 300.000 km/sec ili zašto je dobro poznati broj i u matematici (odnos obima kruga i njegovog prečnika) tačno 3,14159...? Američki fizičar A. Michelson dobio je Nobelovu nagradu za mjerenje brzine svjetlosti sa neviđenom preciznošću (da podsjetim da je to gigantska vrijednost: krećući se takvom brzinom našli bismo se na Mjesecu za otprilike jednu sekundu, na Suncu za 8 minuta, a u centru Galaksije za 28.000 godina). Drugi primjer je da je za dekodiranje genetskog koda, koji se sastoji od 30 miliona komada, svaki dug 500-600 slova, bilo potrebno 15 godina rada koristeći složene programe i kompjutere. Ispostavilo se da je dužina čitavog koda jednaka dužini od 100 miliona slova. Ovo otkriće je napravljeno na prijelazu dva milenijuma i pokazalo je da možemo biti u stanju liječiti bolesti bilo koje složenosti ispravljanjem grešaka u odgovarajućem dijelu oštećenog gena. Matematičari su uz pomoć brzih kompjutera izračunali broj I sa neverovatnom tačnošću do triliona decimala kako bi znali njegovu tačnu vrednost i opisali ovaj broj nekom jednostavnom formulom. Ko je smislio ove brojke i zašto su to što jesu? Kako je genetski kod mogao biti tako savršen? Kako su fizičke konstante povezane s našim svemirom? Naravno, oni odražavaju geometrijsku strukturu našeg svemira i očigledno imaju različita značenja za različite univerzume. To danas ne znamo, kao ni mnoge druge stvari. Ali mi težimo da pronađemo opšte zakone našeg sveta ili čak jedan zakon iz kojeg bismo mogli da izvedemo sve druge zakone u konkretnom slučaju, a takođe, što je veoma važno, da razumemo značenje svetskih konstanti. Takođe ne znamo da li je naše postojanje povezano sa ispunjavanjem neke vrste misije.

Ali vratimo se našoj istoriji i našoj evoluciji. Da li se završilo i šta znači? Šta će biti sa nama za milione godina, ako, naravno, uspemo da rešimo svoje tehnološke probleme i ne uništimo sami sebe? Šta znači pojavljivanje u našoj istoriji tako briljantnih ličnosti kao što su Ajnštajn, Šekspir ili Mocart? Da li je moguće imati novu mutaciju i stvoriti drugu savršeniju vrstu od ljudi? Može li ova nova vrsta riješiti probleme svemira i dati smisao našoj istoriji? Otkrili smo zakone i izmjerili svjetske konstante sa zadivljujućom preciznošću, ali ne razumijemo zašto su takve kakve jesu ili kakva je njihova uloga u svemiru. Kada bi se te konstante samo malo promijenile, onda bi cijela naša istorija izgledala drugačije. Uprkos svoj složenosti i misteriji genetskog koda, misterije samog Univerzuma izgledaju beskrajne. Koja je suština ovih misterija i hoćemo li ih moći dešifrirati? Naravno da ćemo se promijeniti. Ali kako? Da li smo mi najviša i poslednja karika u dugoj istoriji našeg razvoja? Da li je naša istorija rezultat nekog genijalnog plana ili je jednostavno rezultat stotina i hiljada povoljnih uslova koje je omogućilo vreme i duga evolucija? Nema sumnje da nema granica našem razvoju i da je beskrajan, kao što je i svijet beskrajan, koji se sastoji od miliona i miliona univerzuma koji se neprestano uništavaju i iznova formiraju.

Ilja Gulkarov, profesor, doktor fizičko-matematičkih nauka, Čikago
18. juna 2005

Kosti dinosaurusa i nevjerovatnih izumrlih životinja pronađene su u različitim razdobljima ljudske istorije. U nedostatku nauke, od pronađenih kostiju nastale su legende o divovima ili zmajevima. Samo moderni ljudi s razvojem nauke mogli su proučavati glavne faze razvoja života na Zemlji koristeći paleontološke nalaze.

Earth Education

Naša planeta je nastala prije oko 4,5 milijardi godina od zvjezdane prašine i čvrstih čestica. Kako se gravitacija povećavala, Zemlja je počela da privlači krhotine i kamenje iz svemira, koje je palo na površinu, postepeno zagrijavajući planetu. Vremenom je gornji sloj postao gušći i počeo se hladiti. Vrući plašt održava toplinu do sada, sprečavajući da se Zemlja pretvori u blok leda.

Planeta je dugo bila u beživotnom stanju. Atmosfera je bila ispunjena raznim gasovima i nije sadržavala kiseonik. Zahvaljujući oslobađanju velike količine pare iz utrobe Zemlje i gravitaciji, počeli su se formirati gusti oblaci. Intenzivne kiše doprinijele su nastanku Svjetskog okeana u kojem je nastao život.

Rice. 1. Formiranje Zemlje.

Kiseonik se pojavio u atmosferi pojavom prvih fotosintetskih biljaka.

Faze razvoja

Život na Zemlji povezan je sa geološkim eonima i erama. Eon je veliki segment geološke istorije koji objedinjuje nekoliko era. Zauzvrat, ere se dijele na periode. Svako doba karakterizira individualni razvoj životinjskog i biljnog svijeta, koji je često ovisio o klimi, stanju zemljine kore i podzemnim aktivnostima.

Rice. 2. Ere geološke istorije Zemlje.

Detaljniji opis eona predstavljen je u tabeli glavnih faza razvoja života na Zemlji.

TOP 1 članakkoji čitaju uz ovo

Eon	Era	Period	Karakteristično
Katarhey			Počelo je prije oko 4,5 milijardi godina, a završilo prije 4 milijarde godina. Sedimentne stijene su nepoznate. Površina planete je beživotna i prošarana kraterima
			Trajalo je od prije 4 do 2,5 milijarde godina. Krajem eoarheja pojavili su se prvi jednoćelijski organizmi - anaerobne bakterije. Formiranje karbonatnih naslaga i minerala. Formiranje kontinenata. Kiseonik se u Neoarheju proizvodi cijanobakterijama
	Paleoarchaean
	mezoarhejski
	neoarhejski
Proterozoik	Paleoproterozoik		Period je od prije 2,5 do 1,6 milijardi godina. Naprednije cijanobakterije oslobađaju velike količine kisika, što dovodi do kisikove katastrofe. Kiseonik postaje destruktivan za anaerobne organizme. Prvi aerobni eukarioti nastaju u staterijima
		Orosirium
		Staterius
	mezoproterozoik		Trajalo je prije 1,6-1 milijardu godina. Nastaju sedimentne stijene. U ektaziji se pojavljuju prvi višećelijski organizmi - crvene alge. U steniji nastaju eukarioti koji se razmnožavaju spolno
	Neoproterozoik		Počeo je prije milijardu godina, a završio prije 542 miliona godina. Jaka glacijacija zemljine kore. Prve višećelijske životinje mekog tijela - vendobionti - pojavljuju se u regiji Ediacaran.
		Kriogenijum
		Ediacaran
Fanerozoik	Paleozoik		Trajalo je od prije 541 do 290 miliona godina. Početkom ere javlja se raznolikost vrsta živih organizama. Između ordovicija i silura došlo je do izumiranja, zbog čega je više od 60% živih bića nestalo, ali već u devonu život je počeo razvijati nove ekološke niše. Pojavili su se preslica, paprat, golosjemenjača, veliki broj riba s režnjevim perajima, prve kopnene kičmenjake, insekti, pauci i amoniti. Događaj izumiranja se također dogodio na kraju devona. U karbonu se pojavljuju gmazovi, vodozemci, mekušci, mahunarke, člankonošci i hrskavice. Tokom permskog perioda pojavile su se bube, kukci čipkasti i grabežljivci
			Počeo je prije 252 miliona godina, a završio prije 66 miliona godina. Na spoju perma i trijasa događa se najveće masovno izumiranje, uslijed čega nestaje 90% morskih stanovnika i 70% kopnenih. U jurskom periodu pojavile su se prve cvjetnice koje su istisnule golosjemenke. Dominantnu poziciju zauzimaju reptili i insekti. Tokom perioda krede došlo je do zahlađenja i izumiranja većine biljaka. To dovodi do smrti biljojeda, a zatim predatorskih gmizavaca. Njihovo mjesto zauzimaju prve ptice i sisari
	Kenozoik	Paleogen	Počelo je prije 66 miliona godina i traje do danas. Raznolikost ptica, biljaka, insekata. Pojavljuju se kitovi, morski ježevi, glavonošci, slonovi i konji. U antropocenu - sadašnjem periodu - prije oko 2 miliona godina pojavili su se prvi ljudi (Homo)

Jedan od uslova za nastanak života na ranoj Zemlji bilo je postojanje primarne atmosfere koja je imala svojstva obnavljanja. U ranom arheju, Zemljina primarna atmosfera sastojala se od ugljičnog dioksida, dušika, vodene pare, argona i abiogenog metana. Za nastanak života na Zemlji, voda u tečnoj fazi je apsolutno neophodna. U Arheju je sjaj Sunca bio 25% manji nego danas, tako da su pozitivne temperature mogle postojati samo na ekvatoru.

Iz gasova primarne atmosfere u prisustvu katalizatora abiogeno su nastala prva najjednostavnija organska jedinjenja: metan CH 4, formaldehid HCOH, cijanovodonik HCN, amonijak NH 3. Od ovih spojeva nastaju varijeteti ribonukleinskih kiselina (RNA).

Potom je nastala riboza kao produkt polimerizacije formaldehida, a sintetiziran je i adenin kao produkt polimerizacije cijanovodonične kiseline. Početni produkti adenin i riboza poslužili su kao materijal za sintezu nukleotida (slika 4.1) i adenozin trifosfata (ATP).

Rice. 4.1. Formiranje nukleotida - karika molekule DNK
od tri komponente

U kasnom arheju (prije 3 milijarde godina), na dnu toplih rezervoara, iz formiranih organskih spojeva nastali su koloidni saradnici, odvojeni od ostatka vodene mase lipidnom ljuskom (membranom). Kasnije, zahvaljujući biosimbiozi aminokiselina i polupropusnih membrana, ovi suradnici su se formirali u najmanja primitivna jednoćelijska bića - protobiote (prokariote) - ćelijske oblike bakterija bez nuklearne energije. Izvori energije ovih primitivnih oblika života bile su anaerobne hemogene reakcije, koje su dobijale energiju za disanje fermentacijom (hemosintezom). Fermentacija je neefikasan način obezbeđivanja energije, tako da evolucija protobionata nije mogla ići dalje od jednoćelijskog oblika organizacije života.Na primer, kemosintezu trenutno koriste termofilne bakterije u "crnim pušačima" srednjeokeanskih grebena.

U kasnom arheju i ranom proterozoiku otkrivene su formacije stromatolita, čija je nutritivna baza bio abiogeni metan. Najbogatije nalazište grafita na svijetu Cheber (1,5 miliona tona), čiji sadržaj u stijenama prelazi 27%, otkriveno je u Jakutiji. Posebnost ove činjenice je da su akumulacije grafita pronađene u kristalnim škriljcima arhejskog kompleksa starosti od oko 4 milijarde godina.

Rice. 4.2 Šema distribucije mikrofosila u arhejskom i ranom proterozoju: 1 – 4 – nano- i cijanobakterije; 5 – 10 – razni mikrofosili; 11 – 20 – otisci krupnih morfoloških
složenih oblika

Više od 2 hiljade mikroorganizama je identifikovano i opisano u stenama starim do 4 milijarde godina (slika 4.2). Mikroorganizmi u drevnim stijenama nalaze se u providnim tankim dijelovima od 0,03 mm.Kao rezultat gubitka vode, planktonske životinje su podvrgnute mumificiranju uz zadržavanje intravitalne boje. Osim toga, mikroorganizmi su prošli grafitizaciju kada se organska tvar pretvorila u grafit. Visoka koncentracija mikroorganizama u grafitnim gnajsovima i rudama dokazuje primarno organsko porijeklo ugljika u ležištima grafita, što je u skladu s rezultatima izotopske analize. Možemo reći da su naslage grafita groblja drevnih mikroorganizama - svojevrsna proba za život na Zemlji.

Rijetki jednoćelijski i višećelijski organizmi pronađeni su u drevnim stijenama starim do 3,8 milijardi godina. Masivni nalazi bili su karbonatne stijene koje su formirale bakterije i modrozelene alge koje su akumulirale kalcijev karbonat. Njihova starost je oko 1,5 milijardi godina.

Kasnije su se u vodi pojavile složenije organske tvari, sposobne za fotosintezu. Uključivanje fotosintetskih supstanci u sastav protobiontskih stanica učinilo ih je autotrofnim. Količina kiseonika u vodi počela je da raste. Zbog ispuštanja kisika u atmosferu, prešao je iz redukcijske u oksidacijsku.

Rice. 4.3. Evolucija sadržaja kiseonika u atmosferi
i raznim oblicima života

Eukarioti su nastali kao rezultat biosimbioze prokariotskih bakterija. Tako je, u uslovima redukujuće atmosfere, nastao primitivni život, koji je potom stvorio povoljne uslove za razvoj visokoorganizovanog života na Zemlji.

Početkom ranog proterozoika došlo je do naglog povećanja obilja fotosintetskih mikroorganizama - plavo-zelenih algi. Nešto kasnije pojavili su se fotosintetski jednoćelijski organizmi poput cijanobakterija, sposobnih za oksidaciju željeza. Možda su prvi fotohemijski organizmi koristili zračenje ultraljubičastog dijela spektra. Nakon pojave slobodnog kiseonika (slika 4.3) i ozonskog omotača, autotrofni fotosintetski organizmi počeli su da koriste zračenje vidljivog dela sunčevog spektra. U to vrijeme postojale su mnoge vrste algi, koje su slobodno plutale u vodi i bile pričvršćene za dno.

Evolucija biosfere

Evolucija, primijenjena na žive organizme, može se definirati na sljedeći način: razvoj složenih organizama kroz vrijeme od jednostavnijih organizama.

U prirodnoj nauci postoji koncept "Pasterove tačke" - koncentracija slobodnog kiseonika pri kojoj disanje kiseonika postaje efikasniji način korišćenja sunčeve energije od anaerobne fermentacije. Ovaj kritični nivo jednak je 1% trenutnog nivoa kiseonika u atmosferi. Kada se koncentracija kiseonika približila Pasteurovoj tački, pobjeda aerobnih nad anaerobima postala je konačna. Zemljina atmosfera je prešla ovaj prag prije otprilike 2,5 milijarde godina. Od tog vremena razvoj života odvijao se pod uticajem oksigenacije atmosfere i mnogih drugih uslova sredine (sl. 4.4).

Disanje je obrnuti proces fotosinteze, koji oslobađa desetine puta više energije od fermentacije. Ova energija se može koristiti za rast i kretanje organizama. Životinje su ovaj višak energije dobro iskoristile: naučile su da se slobodno kreću u potrazi za hranom. Kretanje je zahtijevalo koordinaciju dijelova tijela i sposobnost donošenja složenih odluka. Za to je bio potreban mozak koji razlikuje životinje od biljaka. Dakle, nastanak biosfere počinje hemijskim procesima, koji kasnije dobijaju biohemijski karakter.

Rice. 4.4. Šema evolucije sastava atmosfere i biosfere

Ovi događaji su osigurali brzo širenje života u vodenoj sredini i razvoj eukariotskih ćelija. Vjeruje se da su se prve ćelije s jezgrom pojavile nakon što je sadržaj kisika u atmosferi dostigao 4% modernih nivoa. To se dogodilo prije otprilike 1 milijardu godina. Prije oko 700 miliona godina pojavili su se višećelijski organizmi.

Prijelaz iz proterozoika u fanerozoik bio je oštra geološka i biološka granica koja je radikalno promijenila ekološku situaciju na Zemlji. Od tog trenutka atmosfera se pretvorila u oksidacijsku, što je omogućilo bioti da se prebaci na metabolizam zasnovan na reakcijama oksidacije organske tvari koju sintetiziraju biljke.

Pored povećanja parcijalnog pritiska kiseonika u atmosferi, pomeranje kontinenata, klimatske promene, transgresija i regresija okeana postali su važni faktori koji utiču na evoluciju biosfere. Ovi faktori su promijenili ekološke niše bioloških zajednica i intenzivirali njihovu borbu za opstanak. Na primjer, u siluru i devonu nivo okeana je porastao za 250 m; u periodu krede globalna transgresija dostigla je 400 m. Tokom perioda glacijacije, voda se čuvala u kontinentalnim glečerima, što je snizilo nivo okeana za 130 m. procesi značajno promijenili klimu na Zemlji. Značajno povećanje površine okeana i smanjenje površine kopna ublažilo je sezonske i geografske klimatske promjene. Kako se okean povlačio, kontinentalnost Zemljine klime se povećavala i sezonski temperaturni kontrasti su se povećavali.

Snažni procesi koji su utjecali na klimu i njenu geografsku zonalnost bili su bakterijsko uklanjanje dušika iz atmosfere i fluktuacije ugla Zemljine precesije u zavisnosti od drifta kontinenata i glacijacija na visokim geografskim širinama. Osim toga, promjene u relativnom položaju kontinenata promijenile su biološku produktivnost okeana i cirkulaciju oceanskih struja. Na primjer, nakon što se Australija preselila sjeverno od Antarktika, nastala je južna cirkumpolarna struja koja je odsjekla Antarktik od topla tri okeana koji su ga ispirali. Ovaj sistem klimatske izolacije Antarktika je na snazi ​​i danas.

Radikalno restrukturiranje metabolizma okeanskih organizama dogodilo se prije oko 400 miliona godina, kada su se pojavili oblici s plućima u životinjskom carstvu. Pojava ovog organa, prilagođenog razmjeni gasova u zraku, omogućila je visoko organiziranom životu da stigne do kopna.

U ranoj kredi (prije oko 100 miliona godina) počela je tektonska aktivnost Zemlje, što je dovelo do razdvajanja kontinenata i napredovanja mora na kopno. Rezultat je bio povećanje raznolikosti faune kako su se šelfske provincije kontinenata izolirale. Kredna transgresija dovela je do procvata faune i mikroflore koja konzumira karbonate na policama, što je rezultiralo formiranjem slojeva krede za pisanje. Međutim, ova transgresija izazvala je krizne pojave u životu biocenoza koraljnih atola oceana.

Sve glavne prekretnice geološke povijesti i odgovarajuća podjela geohronološke skale na ere, periode i epohe u velikoj su mjeri determinisane takvim događajima kao što su sudari i rascjepi kontinenata, pojava i zatvaranje ekoloških niša, formiranje, izumiranje i očuvanje pojedinačnih oblici života. Svi ovi procesi na kraju su uzrokovani tektonskom aktivnošću Zemlje. Upečatljiv primjer za to su endemski oblici života Australije i Južne Amerike.

U posljednjoj fazi glacijacije Valdai (prije 10-12 hiljada godina), većina faune "mamuta" je izumrla: mamuti, divovski jeleni, pećinski medvjedi, sabljozubi tigrovi. To je dijelom bilo zbog ljudske krivnje, a dijelom zbog činjenice da je vlažnost atmosfere značajno porasla, zime su postale snježne, što je otežavalo biljojedima pristup pašnjacima. Kao rezultat toga, biljojedi su umrli od gladi, a grabežljivci su umrli od nedostatka biljojeda.

Vrlo je vjerovatno da su neandertalci izumrli prije oko 30 hiljada godina, ne samo zbog konkurencije s kromanjoncima, već i zato što nisu mogli izdržati zahlađenje ledenog doba. Oštre klimatske fluktuacije odredile su migraciju naroda i formiranje rasnog sastava ljudi.

Dakle, evolucija biosfere tokom 3,5 milijardi godina razvijala se u bliskoj vezi sa geološkom evolucijom planete. Istovremeno, postoji i povratna informacija – uticaj života na tok geoloških procesa. IN AND. Vernadsky je napisao: „Na zemljinoj površini nema hemijske sile snažnije po svojim posljedicama od živih organizama uzetih u cjelini.” Organski život igra veliku ulogu u sedimentogenezi karbonata i fosforita, uglja i nafte i plina. naslaga, u procesima trošenja i kruženja zemaljske materije.

Nakon što je koncentracija kiseonika u atmosferi porasla na nivo od 10% sadašnjeg nivoa, ozonski omotač je počeo efikasno da štiti živu materiju od tvrdog zračenja, nakon čega je život počeo postepeno da dolazi do kopna.Prvo su biljke prodrle u kopno stvarajući tlo. tada su predstavnici različitih svojti beskičmenjaka i kralježnjaka prodrli u životinje. Prolazile su ere i periodi kada je jedan sastav flore i faune zamijenjen drugim, progresivnijim sastavom i pojavom svih postojećih oblika (sl. 4.5).

Rice. 4.5. Eksplozivna priroda razvoja života na granici proterozoika i fanerozoika

Nakon što je koncentracija kiseonika u atmosferi porasla na nivo od 10% savremenog nivoa ( 2. Pasteurova tačka) ozonski omotač je počeo efikasno da štiti živu materiju od tvrdog zračenja.

Kambrij je doživio evolucijsku eksploziju novih životnih oblika: spužvi, koralja, mekušaca, morskih algi i predaka sjemenskih biljaka i kralježnjaka. Tokom narednih perioda paleozojske ere, život je ispunio Svetski okean i počeo da stiže do kopna.

Dalje formiranje kopnenih ekosistema odvijalo se nezavisno od evolucije vodenih ekosistema. Zelena vegetacija je davala velike količine kiseonika i hrane za kasniju evoluciju velikih životinja. Istovremeno, okeanski plankton je popunjen oblicima s vapnenačkim i silicijumskim školjkama.

Krajem paleozoika klima na Zemlji se promijenila. Tokom ovog perioda povećana je bioproduktivnost i stvorene su ogromne rezerve fosilnih goriva. Kasnije (prije 200–150 miliona godina) sadržaj kiseonika i ugljičnog dioksida stabilizirao se na nivou naših dana, au određenim periodima dolazi do klimatskih promjena koje su uzrokovale promjene u nivou Svjetskog okeana. Periodi opšteg hlađenja na planeti smenjivali su se sa periodima zagrevanja sa ciklikom od oko 100 hiljada godina.U srednjem pleistocenu (pre 45–60 hiljada godina) snažan glečer se spustio na 48°N. u Evropi i do 37 o S. u Sjevernoj Americi. Glečeri su se topili relativno brzo - u roku od hiljadu godina.

Postoji nepromjenjiv zakon života: bilo koja grupa neprimitivnih živih organizama prije ili kasnije izumire, a masovna izumiranja čitavih životinjskih vrsta su se ponavljala. Dakle, prije 65 miliona godina mnogi gmizavci su nestali (slika 4.6). Njihovi posljednji predstavnici nestali su na granici kenozoika. Ova izumiranja nisu bila simultana, rasprostranjena tokom mnogo godina i nisu bila povezana s ljudskom aktivnošću. Prema paleontolozima, većina (do 98%) vrsta koje su ikada postojale na Zemlji (do 500 miliona vrsta) je izumrla.

Rice. 4.6. Uspon i izumiranje gmizavaca

Evolucijski napredak nije bio slučajan. Život je zauzimao nove prostore, uvjeti postojanja na Zemlji su se stalno mijenjali i sva živa bića su se morala prilagoditi tome. Zajednice i ekosistemi su zamijenili jedni druge. Pojavili su se progresivniji, pokretljiviji oblici, bolje prilagođeni novim uslovima života.

Biosfera se razvija kroz blisku koevoluciju organizama. IN AND. Vernadsky je, nastavljajući iskustvo prethodnih prirodoslovaca, formulirao sljedeće načelo: "Živa bića dolaze samo od živih bića; postoji neprolazna granica između živih i neživih stvari, iako postoji stalna interakcija."

Ova bliska ekološka interakcija između velikih grupa organizama (na primjer, biljaka i biljojeda) naziva se koevolucija. Koevolucija se na Zemlji odvija milijardama godina. Antropogeni faktori su nastali u vrlo kratkom vremenu, ali su po snazi ​​uticaja na biosferu postali uporedivi sa prirodnim. Priroda i biosfera u savremenoj prirodnoj nauci su predstavljeni kao dinamički sistemi koji prolaze kroz stanja krize, katastrofe i tačke bifurkacije.

Evolucija biosfere je podložna sljedeća tri zakona:

- zakon konstantnosti evolucijski proces u biosferi: evolucija živih organizama odvija se stalno sve dok postoji Zemlja;

- zakon nepovratnosti evolucija: ako vrsta izumre, nikada se više neće pojaviti;

- zakon divergencije: iz pradjedovskog oblika sukcesivno se formiraju nove populacije viših sistematskih kategorija.

Prije oko 400 miliona godina, život je počeo kolonizirati zemlju. Prvo su biljke prodrle na kopno stvarajući tamo tlo, zatim su prodrli predstavnici različitih svojti beskičmenjaka i kralježnjaka. Do kraja devona cijelo je zemljište bilo prekriveno vegetacijom. Krajem karbona pojavili su se golosemenci, leteći insekti i prvi kopneni kralježnjaci mesožderi i biljojedi. Na kraju perma dolazi do velikog izumiranja (koralji, amoniti, drevne ribe, itd.).

Rice. 4.7. Fragment istorije razvoja oblika života na Zemlji
u mezozoiku i kenozoiku

Prvi kopneni kralježnjaci dali su početak vodozemaca, od kojih su nastali gmizavci. Gmizavci su procvjetali u mezozoiku (slika 4.7) i dali su početak pticama i sisavcima. Sredinom jure živjeli su džinovski četveronožni dinosaurusi biljojedi, dugi do 30 m i teški od 30 do 80 tona.Pojavile su se ajkule modernog tipa. Prve životinje - preci modernih sisara - pojavile su se prije oko 200 miliona godina.

Tokom perioda krede, Južna Amerika i Afrika su se udaljile jedna od druge. U tom periodu dogodilo se još jedno veliko izumiranje: dinosaurusi su nestali.Nakon globalnog izumiranja velikih dinosaurusa, sisari su zauzeli vodeće pozicije i danas dominiraju. Trenutno na Zemlji živi do 3 miliona vrsta životinja.

Došlo je do stvaranja novih vrsta i izumiranja onih oblika koji nisu mogli izdržati konkurenciju ili se nisu prilagođavali promjenama u prirodnom okruženju. Prije pojave ljudi, izumiranje pojedinih vrsta odvijalo se polako tokom mnogo miliona godina. Utvrđeno je da je prosečan životni vek vrste ptica 2 miliona godina, a sisara 600 hiljada godina.Prirodna sredina se mnogo puta menjala. Na promjenu faune uticali su abiotički faktori. Došlo je do sklapanja i izgradnje planina, a klima se promijenila. Došlo je do smjenjivanja zagrijavanja i glacijacije, podizanja i pada nivoa mora, a sušna klima je zamijenjena vlažnom.

Mogu se razlikovati sljedeće glavne faze u evoluciji biosfere.

1. Faza prokariotske biosfere, koja se završila prije 2,5 milijarde godina, koju karakterizira: reducirajuće vodeno stanište (bez kisika) i kemosinteza, pojava prvih fotosintetskih organizama poput cijanobakterija, vitalna aktivnost fotosintetskih prokariota do 1. Pasteurove tačke.

2. Faza prokariotske biosfere sa oksidirajućim vodenim staništem, koja se završila prije oko 1,5 milijardi godina. Ovu fazu, koja je nastupila nakon dostizanja 1. Pasteurove tačke, karakteriše: pojava u najjednostavnijim organizmima disanja, koje je 14 puta energetski efikasnije od procesa fermentacije; pojava prvih eukariotskih (sa jezgrom) jednoćelijskih organizama.

3. Stadij jednoćelijskih i netkivnih organizama u trajanju do 700 miliona godina. Stadij je završio prije oko 800 miliona godina i karakterizira ga: pojava biodiverziteta jednostavnih organizama uslijed simbiogeneze; prijelazni period do pojave višećelijskih organizama.

4. Stadij višećelijskih tkiva. U ovoj fazi: u devonu (prije oko 350 miliona godina) pojavila se kopnena vegetacija; sisari su se pojavili prije oko 200 milijuna godina; prevladava razvoj biodiverziteta biljaka, gljiva i životinja.

5. Antropogena faza – pojava Homo sapiensa u biosferi.

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

Panspermija

Kako je nastala naša Zemlja? Biografija planete je jedinstvena i ljudi je pokušavaju razotkriti na različite načine. Postoji hipoteza da se život koji postoji u svemiru širi kroz meteoroide (nebeska tijela srednje veličine između međuplanetarne prašine i asteroida), asteroide i planete. Pretpostavlja se da postoje oblici života koji mogu izdržati izloženost (zračenje, vakuum, niske temperature, itd.). Zovu se ekstremofili (uključujući bakterije i mikroorganizme).

Oni padaju u krhotine i prašinu, koji se bacaju u svemir nakon očuvanja, dakle, života nakon smrti malih tijela Sunčevog sistema. Bakterije mogu dugo putovati u stanju mirovanja prije ponovnog slučajnog susreta s drugim planetama.

Takođe se mogu mešati sa protoplanetarnim diskovima (gusti oblak gasa oko mlade planete). Ako se na novom mjestu „postojani, ali pospani vojnici“ nađu u povoljnim uslovima, oni postaju aktivni. Proces evolucije počinje. Priča se razotkriva uz pomoć sondi. Podaci iz instrumenata koji su bili unutar kometa ukazuju na: u ogromnoj većini slučajeva potvrđuje se vjerovatnoća da smo svi „mali vanzemaljci“, jer je kolevka života svemir.

Biopoeza

Evo još jednog mišljenja o tome kako je život počeo. Na Zemlji postoje živa i neživa bića. Neke nauke pozdravljaju abiogenezu (biopoezu), koja objašnjava kako je, kroz prirodnu transformaciju, biološki život nastao iz neorganske materije. Većina aminokiselina (koje se nazivaju i građevni blokovi svih živih organizama) mogu se formirati pomoću prirodnih kemijskih reakcija koje nemaju nikakve veze sa životom.

To potvrđuje Muller-Urey eksperiment. Naučnik je 1953. godine propuštao struju kroz mješavinu plinova i dobio nekoliko aminokiselina u laboratorijskim uvjetima koji su simulirali uslove rane Zemlje. U svim živim bićima aminokiseline se transformišu u proteine ​​pod uticajem čuvara genetske memorije, nukleinskih kiselina.

Potonji se sintetiziraju nezavisno biohemijski, a proteini ubrzavaju (katalizuju) proces. Koji je organski molekul prvi? I kako su međusobno komunicirali? Abiogeneza je u procesu pronalaženja odgovora.

Kosmogonijski trendovi

Ovo je doktrina o svemiru. U specifičnom kontekstu svemirske nauke i astronomije, pojam se odnosi na teoriju stvaranja (i proučavanja) Sunčevog sistema. Pokušaji da se gravitiraju naturalističkoj kosmogoniji ne podnose kritiku. Prvo, postojeće naučne teorije ne mogu objasniti glavnu stvar: kako je nastao sam Univerzum?

Drugo, ne postoji fizički model koji objašnjava najranije trenutke postojanja Univerzuma. Pomenuta teorija ne sadrži koncept kvantne gravitacije. Iako teoretičari struna kažu da elementarne čestice nastaju kao rezultat vibracija i interakcija kvantnih struna, oni koji proučavaju porijeklo i posljedice Velikog praska (kvantna kosmologija petlje) se ne slažu s tim. Oni vjeruju da imaju formule za opisivanje modela u smislu jednačina polja.

Uz pomoć kosmogonijskih hipoteza ljudi su objasnili homogenost kretanja i sastava nebeskih tijela. Mnogo prije nego što se život pojavio na Zemlji, materija je ispunila sav prostor i potom evoluirala.

Endosymbiont

Endosimbiotsku verziju prvi je formulirao ruski botaničar Konstantin Merežkovski 1905. On je vjerovao da su neke organele nastale kao slobodno živeće bakterije i da su usvojene u drugu ćeliju kao endosimbioti. Mitohondrije su evoluirale iz proteobakterija (posebno Rickettsiales ili bliskih srodnika), a hloroplasti iz cijanobakterija.

To sugerira da su višestruki oblici bakterija ušli u simbiozu kako bi formirali eukariotsku ćeliju (eukarioti su ćelije živih organizama koje sadrže jezgro). Horizontalni prijenos genetskog materijala između bakterija također je olakšan simbiotičkim odnosima.

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

Spontana generacija

Sve do ranog 19. vijeka, ljudi su općenito odbacivali "iznenadnost" kao objašnjenje kako je nastao život na Zemlji. Neočekivano spontano stvaranje određenih oblika života iz nežive materije činilo im se nevjerovatnim. Ali vjerovali su u postojanje heterogeneze (promjena načina razmnožavanja), kada jedan od oblika života dolazi od druge vrste (na primjer, 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 lako uočljiva istina: lisne uši nastaju iz rose koja pada na biljke; muhe - od pokvarene hrane, miševi - od prljavog sijena, krokodili - od trulih trupaca na dnu rezervoara i tako dalje. Teorija spontanog nastajanja (pobijena od strane hrišćanstva) je potajno postojala vekovima.

Općenito je prihvaćeno da je teorija konačno opovrgnuta u 19. vijeku eksperimentima Louisa Pasteura. Naučnik nije proučavao porijeklo života, proučavao je nastanak mikroba kako bi se mogao boriti protiv zaraznih bolesti. Međutim, Pasteurov dokaz više nije bio kontroverzan, već strogo naučne prirode.

Teorija gline i sekvencijalna kreacija

Pojava života na bazi gline? Moguće je? Škotski hemičar po imenu A. J. Kearns-Smith sa Univerziteta u Glazgovu 1985. je autor takve teorije. Na osnovu sličnih pretpostavki drugih naučnika, on je tvrdio da su organske čestice, jednom između slojeva gline i u interakciji s njima, usvojile metodu skladištenja informacija i rasta. Stoga je naučnik smatrao da je "gen gline" primarni. U početku su mineral i život u nastajanju postojali zajedno, ali su se u određenoj fazi „rasuli“.

Ideja destrukcije (haosa) u svijetu u nastajanju utrla je put teoriji katastrofizma kao jednoj od prethodnica teorije evolucije. Njegovi zagovornici vjeruju da je Zemlja bila pogođena iznenadnim, kratkotrajnim, nasilnim događajima u prošlosti, a sadašnjost je ključ prošlosti. Svaka uzastopna katastrofa uništavala je 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. To su iznijeli materijalisti. Vjeruju da je život nastao kao rezultat postepenih kemijskih transformacija koje su se širile kroz vrijeme i prostor, a koje su se po svoj prilici dogodile prije skoro 3,8 milijardi godina. Ovaj razvoj se naziva molekularnim; utječe na područje dezoksiribonukleinskih i ribonukleinskih kiselina i proteina (proteina).

Kao naučni pokret, doktrina je nastala 1960-ih, kada su sprovedena aktivna istraživanja koja su uticala na molekularnu i evolucionu biologiju i populacionu genetiku. Naučnici su zatim pokušali razumjeti i potvrditi nedavna otkrića u vezi s nukleinskim kiselinama i proteinima.

Jedna od ključnih tema koja je potaknula razvoj ove oblasti znanja bila je evolucija enzimske funkcije, korištenje divergencije nukleinskih kiselina kao „molekularnog sata“. Njegovo otkrivanje doprinijelo je dubljem proučavanju divergencije (grananja) vrsta.

Organsko porijeklo

Pristalice ove doktrine govore o tome kako se život pojavio na Zemlji na sljedeći način. Formiranje vrsta počelo je davno - prije više od 3,5 milijardi godina (broj označava period u kojem je postojao život). Vjerovatno je u početku postojao spor i postepen proces transformacije, a onda je počela brza (unutar Univerzuma) faza poboljšanja, prijelaz iz jednog statičkog stanja u drugo pod utjecajem postojećih uvjeta.

Evolucija, poznata kao biološka ili organska, je proces promjene tokom vremena u jednoj ili više nasljednih osobina koje se nalaze u populacijama organizama. Nasljedne osobine su posebne karakteristične karakteristike, uključujući anatomske, biohemijske i bihevioralne, koje se prenose s jedne generacije na drugu.

Evolucija je dovela do raznolikosti i diverzifikacije svih živih organizama (diverzifikacija). Charles Darwin opisao je naš šareni svijet kao “beskonačne forme, najljepše i najdivnije”. Stiče se utisak 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 Svemogući. Sa njima je počeo život na Zemlji, vjeruju kršćani, muslimani i jevreji. Tri religije su se složile da je Bog stvorio svemir za sedam dana, čineći šesti dan kulminacijom svog rada: stvorio je Adama od praha zemaljskog i Evu od njegovog rebra.

Sedmog dana Bog se upokojio. Zatim je udahnuo i poslao ga da čuva vrt koji se zove Eden. U centru je raslo Drvo života i Drvo spoznaje dobra. Bog je dao dozvolu da se jedu plodovi sa svih drveća u vrtu osim sa drveta znanja („jer u dan kada budeš jeo s njega umrijećeš“).

Ali ljudi nisu poslušali. Kuran kaže da je Adam predložio probati jabuku. Bog je oprostio grešnicima i poslao ih obojicu na zemlju kao svoje predstavnike. Pa ipak... Odakle je došao život na Zemlji? Kao što vidite, nema jasnog odgovora. Iako su savremeni naučnici sve skloniji abiogenoj (anorganskoj) teoriji o poreklu svih živih bića.