Evolucija organskog svijeta - Vodič za učenje (Voroncov N.N.) - Poglavlje: Razvoj ideja o poreklu života na internetu. Da li je moguć nastanak života na zemlji? Zašto je nemoguć ponovni nastanak života na zemlji?

kao i ovisnost ranih faza razvoja mnogih organizama od vodenog okoliša, značajnu raznolikost i bogatstvo morske faune u odnosu na kopno.

Rasprostranjeno je gledište prema kojem su najpovoljnije okruženje za nastanak života bile obalne regije mora i oceana. Ovdje, na spoju mora, kopna, zraka, stvoreni su povoljni uvjeti za stvaranje složenih organskih spojeva neophodnih za nastanak života.

Posljednjih godina pažnju naučnika privlače vulkanski dijelovi Zemlje kao jedan od mogućih izvora nastanka života. Prilikom erupcije vulkana oslobađa se ogromna količina plinova, čiji se sastav u velikoj mjeri poklapa sa sastavom plinova koji su formirali primarnu atmosferu Zemlje. Osim toga, visoka temperatura potiče reakcije.

1977. godine, takozvani "crni pušači" otkriveni su u okeanskim rovovima. Na dubini od nekoliko hiljada metara, pod pritiskom od stotine atmosfera, iz "cevi" izlazi voda temperature +200. . .+300°S, obogaćen gasovima karakterističnim za vulkanske regije. Na desetine novih rodova, porodica, pa čak i klasa životinja otkriveno je oko lula "crnih pušača". Mikroorganizmi su također izuzetno raznoliki, među kojima prevladavaju sumporne bakterije. Možda je život nastao u dubinama okeana u oštro kontrastnim uslovima temperaturne razlike (od +200 do +4°C)? Koji je život bio primarni - voda ili zemlja? Odgovore na ova pitanja treba dati nauci budućnosti.

Da li je život moguć na Zemlji? sad? Proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih jedinjenja bio je izuzetno dug. Da bi život izbio na Zemlji, bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo miliona godina, tokom kojeg su probionti iskusili dugotrajnu selekciju za otpornost, za sposobnost reprodukcije svoje vrste, za stvaranje enzima koji kontrolišu sve hemijski procesi u živim bićima. Faza prije života bila je očigledno duga. Ako je sada na Zemlji negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti i prilično složene organska jedinjenja, tada je vjerovatnoća bilo kakvog dugotrajnog postojanja ovih jedinjenja zanemarljiva. Heterotrofni organizmi će ih odmah koristiti. To je shvatio čak i Ch. Darwin, koji je 1871. godine napisao: „Ali ako sada (oh, kako je to veliko ako!) u nekom toplom rezervoaru koji sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupan je svetlosti, toploti, struji itd. , hemijski je formiran protein, sposoban za dalje sve složenije transformacije, tada bi se ta supstanca odmah uništila ili apsorbovala, što je bilo nemoguće u periodu pre pojave živih bića.

Na ovaj način, savremeno znanje o nastanku života na Zemlji dovode do sljedećih zaključaka:

Život je nastao na Zemlji na abiogeni način. Biološkoj evoluciji prethodila je duga hemijska evolucija.

Pojava života je faza u evoluciji materije u svemiru.

Pravilnost glavnih faza nastanka života može se eksperimentalno provjeriti u laboratoriji i izraziti sljedećom shemom: atomi ---- * - jednostavni molekuli -- ^ makromolekuli -- > ultramolekularni sistemi (probiont) -- > jednoćelijskih organizama.

Primarna atmosfera Zemlje imala je restorativni karakter. Zbog toga su prvi organizmi bili heterotrofi.

Darvinovski principi prirodne selekcije i preživljavanja najsposobnijih mogu se prenijeti na prebiološke sisteme.

Trenutno, živo dolazi samo od živog (biogeno). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.

PROVJERITE SE

\ . Na osnovu komparativne karakteristike koacervatne kapljice i žive organizme, dokazuju da je život na Zemlji mogao nastati na abiogeni način.

2. Zašto je nemoguća ponovna pojava života na Zemlji?

3. Među živim organizmima najprimitivnije su mikoplazme. Oni su manji od nekih virusa. Međutim, u tako maloj ćeliji postoji kompletan set vitalnih molekula: DNK, RNK, proteini, enzimi, ATP, ugljikohidrati, lipidi, itd. Mikoplazme nemaju nikakve organele, osim vanjske membrane i ribozoma. Na šta ukazuje postojanje ovakvih organizama?

ISTORIJA ZEMLJE I METODE NJENOG PROUČAVANJA

Sliku evolucijskog procesa od njegovog početka do danas stvara nauka o drevnom životu - paleontologija. Paleontolozi prate epohe udaljene u vremenu po fosiliziranim ostacima prošlih organizama sačuvanih u slojevima zemlje. Stoga se geološki slojevi mogu figurativno nazvati stranicama i poglavljima kamene kronike povijesti Zemlje. Ali je li moguće precizno odrediti njihovu starost, a ujedno i starost fosilnih organizama sadržanih u ovim slojevima?

Metode geohronologije. Postoje različite metode za određivanje starosti fosilnih ostataka i slojeva stijena. Svi se dijele na relativne i apsolutne. Metode relativna geohronologija na osnovu ideje da više

površinski sloj je uvijek mlađi od donjeg. Također se uzima u obzir činjenica da se svaka geološka epoha odlikuje svojim specifičnim izgledom – specifičnim skupom životinja i biljaka. Na osnovu proučavanja redoslijeda slojeva slojeva geološkog presjeka, sastavlja se dijagram rasporeda slojeva (stratigrafska šema) ovog područja. Paleontološki podaci omogućavaju identifikaciju identičnih ili sličnih vrsta u slojevima različitih geoloških presjeka različitih zemalja i kontinenata. Na osnovu sličnosti fosilnih oblika, zaključuje se o sinhronizmu slojeva koji sadrže tzv. njima koji pripadaju istoj isto vrijeme.

Metode apsolutna geohronologija zasnivaju se na prirodnoj radioaktivnosti određenih hemijskih elemenata. Po prvi put je predloženo korištenje ovog fenomena kao standarda vremena Pierre Curie (1859-1906). Stroga konstantnost brzine radioaktivnog raspada dovela je do ideje da se razvije jedna tačna hronološka skala istorije Zemlje. Kasnije su ovo pitanje razvili E. Rutherford (1871-1937) i drugi naučnici-

Za određivanje apsolutne starosti koriste se "dugovječni" radioaktivni izotopi, pogodni za proučavanje starosti najstarijih slojeva Zemlje. Brzina raspada radioaktivnog izotopa izražava se vremenom poluraspada. Ovo je vrijeme tokom kojeg se bilo koji početni broj atoma prepolovi.Poznavajući vrijeme poluraspada odgovarajućeg izotopa i mjerenjem omjera količine radioaktivnog izotopa i njegovih proizvoda raspada, može se odrediti starost određene stijene. Na primjer, vrijeme poluraspada uranijuma-238 je 4,498 milijardi godina. Kilogram uranijuma, bez obzira u kojim stenama leži, nakon 100 miliona godina daje 13 g olova i 2 g helijuma. Posljedično, što je više uranijuma olova u stijeni, to je ona starija i sloj koji ga uključuje. Ovo je princip rada "radioaktivnog sata". Razmatrani primjer ilustruje najstariju metodu izotopske geohronologije – olovo. Nazvan je tako jer je starost stijena određena akumulacijom olova tokom raspada uranijuma i torijuma. Kao rezultat radioaktivnog raspada uranijuma-238 nastaje olovo-206, uran-235, olovo-207, a tokom raspada torijuma-232 - olovo-208.

U zavisnosti od krajnjeg produkta radioaktivnog raspada, razvijene su i druge metode geohronologije izotopa: helijum, ugljenik, kalijum-argon itd.

Za određivanje geološke starosti do 50 hiljada godina široko se koristi radiokarbonska metoda. Zasniva se na činjenici da se pod dejstvom kosmičkog radijusa i Zemljine atmosfere azot pretvara u radioaktivni n:utop ugljenika "C, sa vremenom poluraspada od 5750 godina. U živim organizmima, usled stalne razmene sa okoline, koncentracija radioaktivnog izotopa ugljika je konstantna, dok je nakon smrti i prestanka razmjene

tvari, radioaktivni izotop "" * C počinje da se razgrađuje. Poznavajući vrijeme poluraspada, možete vrlo precizno odrediti starost organskih ostataka: uglja, grana, treseta, kostiju. Ova metoda datira epohe glacijacije, faze drevne ljudske civilizacije, itd.

Poslednjih godina uspešno se razvija dendrohronološka metoda. Proučavajući utjecaj vremenskih uvjeta na rast prstenova rasta na drvetu, biolozi su otkrili da izmjena prstenova niskog i visokog rasta daje jedinstvenu sliku. Sastavljanjem krivulje prosječnog prirasta drva za svaki region, moguće je datirati bilo koji komad drveta s tačnošću od godinu dana. Tako, na primjer, sovjetski arheolozi precizno datiraju starost drveta korištenog za izgradnju drevnog Novgoroda.

Poput prstenova drveća, oni odražavaju dnevne, sezonske i godišnje cikluse linija rasta koralja. Kod ovih morskih beskičmenjaka, vanjski dio skeleta prekriven je tankim krečnjačkim slojem tzv. epitheca. Uz dobro očuvanje, na epntec-u su vidljivi čisti prstenovi - rezultat periodične promjene u stopi taloženja kalcijum karbonata. Ove formacije su grupisane u pojaseve. Američki paleontolog J. Wells je to dokazao-hall (1963.). kružne linije a pojasevi na epiteku koralja su dnevne i godišnje formacije. Istražujući moderne vrste koralja koji formiraju grebene, izbrojao je oko 360 linija u njihovoj godišnjoj zoni, odnosno svaka linija odgovara porastu u jednom danu. Zanimljivo je da koralji koji su živjeli prije oko 370 miliona godina imaju od 385 do 399 linija u godišnjoj zoni. Na osnovu toga, J. Wells je došao do zaključka da je broj dana u godini u tom dalekom geološkom vremenu bio veći nego u našoj eri. Zaista, kao što pokazuju astronomski proračuni i paleontološki podaci, Zemlja je rotirala brže i stoga je dužina dana bila otprilike 22 sata. Poznavanje redoslijeda pojavljivanja pojedinih organizama i starosti različitih slojeva zemljine kore, naučnici su uopšteno sastavili hronologiju istorije naše planete i opisali razvoj života na njoj.

Kalendar istoriju zemlje. Istorija Zemlje je podeljena na duge periode - era. Ere se dijele na itdriods, periodi - na doba, era - na veka.(Kalendar istorije Zemlje predstavljen je u tabeli.)

Podjela na ere i periode nije slučajna. Kraj jedne ere i početak druge obilježile su značajne transformacije lica Zemlje, promjena odnosa kopna i mora, intenzivni procesi izgradnje planina -

Ime ur grčkog porijekla: Kineski -ispod antičkogarhejski - drevni, Proterozoik - primarni život,Paleozoik - drevni život,mezozoik - prosečan život.kenozoik- novi život (sl. 40).

j 55

Uspon sisara

Uspon reptila

Uspon vodozemaca

osvajanje zemlje

drevnih kičmenjaka

Izgled ozonskog ekrana

Sunđeri, crvi

arheociti

Formiranje Kurske željezne rude

Hidroidni polipi su višećelijski. Zelene alge-bilo eukarioti. Pojava tla Plavo-zelene alge.

emergence život

Vulkanizam, kondenzacija vodene pare, akumulacija sekundarne atmosfera

Obrazovanje zemljine kore

Formiranje planeta

Slika 40. Istorija razvoja života na Zemlji

Geohronološki sto

		Trajanje (u milionima godina)	počevši do današnjih dana (u milionima godina)
Kenozoik	Kvartarni holocen 0,02 0,02 Pleistocen 1,5 1,5
	Tercijarni pliocen 11 neogen

Nastavak

	paleogen	Oligocen Eocen Paleocen
		Kasno rano
		Kasno rano
Mezozoik Paleozoik		Kasno srednje rano
		Kasno rano
		Srednje rano
		Kasno srednje rano
		Kasno rano
		Kasno srednje rano
		Late Middle
Proterozoik	Kasni proterozojski rifej
	Kasni proterozojski rifej	Kasno srednje rano
		Proterozoik
		Rani proterozoik
			1100--1400 3500-3800
catarchean

PROVJERITE SE

1. Koja je suština glavnih metoda datiranja stijena i fosilnih ostataka organizama?

2. Koji je princip rada "radioaktivnog sata"?

3. Šta je kalendar istorije Zemlje?

RAZVOJ ŽIVOTA U PREKAMBRIJANU

Donedavno su paleontolozi mogli da se zadube u istoriju života samo za 500-570 miliona godina, a prikaz paleontoloških zapisa počeo je iz perioda kambrija. U pretkambrijskim naslagama dugo vremena nije bilo moguće pronaći ostatke organizama. Ali ako imate na umu da je 7/8 geološka istorija Zemlja je zauzeta prekambrijumom, razumljivo je brz razvoj posljednjih godina paleontologija.

Archaeus. Paleontološki podaci o najstarijim sedimentnim slojevima pokazuju da je predorganizam evolucije trajao 1,5-1,6 milijardi godina nakon formiranja Zemlje kao planete. Catarchaeum je bio "spektakl bez gledalaca". Život je nastao na granici katarheje i arheje. O tome svjedoče nalazi mikrobnih ostataka u ranim arhejskim stijenama starim 3,5-3,8 milijardi godina. Malo se zna o životu u Arhejcima. Arhejske stijene sadrže veliki broj grafit. Smatra se da grafit potiče od ostataka organskih spojeva koji su bili dio živih organizama. To su bile mobilne o "kariotima - bakterije i plavo-zelene. Proizvodi vitalne aktivnosti ovih primitivnih mikroorganizama su i najstarije sedimentne stijene (stromatoliti) - vapnenačke formacije u obliku stupova pronađene u Kanadi, Australiji, Africi, Uralu i Sibiru. Sedimentne stijene željeza, nikla, mangana imaju bakterijsku osnovu. Do 90% svjetskih rezervi sumpora nastalo je kao rezultat vitalne aktivnosti sumpornih bakterija. Mnogi mikroorganizmi su aktivni učesnici u formiranju kolosalnih, još malo istraženih mineralnih resursa na dnu okeana. Postoje nalazišta gvožđa, mangana, bakra, nikla, kobalta. Uloga mikroorganizama je također velika u stvaranju uljnih škriljaca, nafte i plina.

Plavo-zelene bakterije brzo su se proširile u Arhejcima i postale gospodari planete. Ovi organizmi nisu imali zasebno jezgro, ali su imali razvijen metabolički sistem i sposobnost razmnožavanja. Plavo-zelena je, osim toga, posjedovala aparat za fotosintezu. Pojava potonjeg bila je najveća aromirfoza u evoluciji žive prirode i otvorila je jedan od puteva (vjerojatno specifično kopnenih) za stvaranje slobodnog kisika.

Do kraja arheja (prije 2,8-3 milijarde godina), prvi

kolonijalne alge, čiji se fosilizirani ostaci nalaze u Australiji, Africi, Sovjetskom Savezu.

Paleontološka istraživanja će postupno upotpuniti sliku života u ranim fazama njegove evolucije. Do sada je hronologija tog dalekog vremena ocrtana samo shematski. Kamena hronika je već počelo, ali tragovi "pisanja" e.tse su vrlo rijetki-

Hipoteza o ozonu ekran. Najvažnija faza u razvoju života na Zemlji usko je povezana sa promjenom koncentracije kisika u atmosferi i formiranjem ozonskog zaslona. Ovu pretpostavku izneli su američki naučnici G. Berkner i L. Marshall krajem 60-ih godina našeg veka. Sada to potvrđuju i podaci biogeohemije i paleontologije. Zahvaljujući vitalnoj aktivnosti plavo-zelenog, sadržaj slobodnog kiseonika u atmosferi ^ " je značajno povećan. Dostizanjem takozvane "Pasterove tačke" koncentracije kiseonika - 1% njegove koncentracije u savremenoj atmosferi - stvoreni su preduslovi za ispoljavanje aerobnog mehanizma disimilacije-disanja.anaerobni (bez kiseonika) procesi Pojava disanja je bila velika aromorfoza, usled koje se oslobađanje energije za vitalne procese višestruko povećalo.

Akumulacija kiseonika dovela je do pojave primarnog ozonskog ekrana u gornjim slojevima biosfere, koji je otvorio ogromne horizonte za procvat života, jer je sprečavao prodor destruktivnih ultraljubičastih zraka na Zemlju.

Pojava ozonskog ekrana i prelazak sa anaerobnih procesa na disanje odvija se u vendu - najnovijoj fazi proterozoika i dovodi do razvoja fotosintetskih organizama - autotrofi u gornjim slojevima okeana bogatim sunčevim zracima. Zauzvrat, akumulacija organskih spojeva od strane autotrofnih organizama kao rezultat fotosinteze stvorila je uvjete za evoluciju njihovih potrošača - heterotrofnih organizama.

U paleozoiku, na granici silura i devona, sadržaj kiseonika u atmosferi dostigao je 10% njegove današnje koncentracije. Do tog vremena, snaga ozonskog ekrana je toliko porasla da je omogućila živim organizmima da dođu do kopna.

Dokument

Opcionodobro-seminar BORGES I NABOKOV U POTRAZI... o rezultatima se očekuje da će se raspravljati u ovom kurs-seminar, pokazao da je sličan ... i kulturno-istorijski kontekst. Real dobro- Seminar je namijenjen svim zainteresovanima za uporedne ...

Evolucija organskog svijeta - Tutorial(Voroncov N.N.)

Na putu do pojave primarnih organizama

Probiont i njihova dalja evolucija. Kako je došlo do prelaska sa biopolimera na prva živa bića? Ovo je najteži dio problema porijekla života. Njegovo rješenje naučnici pokušavaju pronaći i na osnovu eksperimenata na modelima. Eksperimenti A. I. Oparina i njegovih saradnika bili su najpoznatiji. Na početku, A. I. Oparin je sugerirao da je prijelaz s kemijske na biološku evoluciju povezan s pojavom najjednostavnijih fazno odvojenih organskih sistema - probionata, sposobnih da koriste tvari i energiju iz okoline i na osnovu toga provode najvažniji život. funkcije - rasti i podvrgnuti prirodnoj selekciji . Takav sistem je otvoreni sistem, koji se može predstaviti sledećim dijagramom:

gdje su S i L vanjsko okruženje, A je supstanca koja ulazi u sistem, B je proizvod reakcije sposoban da difundira u vanjsko okruženje.

Koacervatne kapi mogu poslužiti kao najperspektivniji objekt za modeliranje takvog sistema. A. I. Oparin je uočio kako u koloidnim rastvorima polipeptida, polisaharida, RNK i drugih makromolekularnih jedinjenja, pod određenim uslovima, nastaju ugrušci zapremine od 10"8 do 10 ~ cm3. Ovi ugrušci se nazivaju koacervozne kapi ili koacervati. Oko kapi postoje je interfejs koji je jasno vidljiv pod mikroskopom. hemijska jedinjenja i ide na sintezu novih jedinjenja. Pod dejstvom mehaničkih sila, koacervatne kapi se drobe. Ali koacervati još nisu živa bića. Ovo su samo najjednostavniji modeli probionata, koji pokazuju samo vanjsku sličnost sa osobinama živih bića kao što su rast i metabolizam sa okruženje.

Od posebne važnosti u evoluciji probionata bilo je formiranje katalitičkih sistema. Prvi katalizatori su bila najjednostavnija jedinjenja, soli gvožđa, bakra i drugih teških metala, ali njihovo dejstvo je bilo veoma slabo. Postepeno, na osnovu prebiološke selekcije, evolucijski su se formirali biološki katalizatori. Od ogromnog broja hemijskih jedinjenja prisutnih u "primordijalnoj supi" odabrane su najefikasnije kombinacije molekula. U određenoj fazi evolucije, jednostavni katalizatori su zamijenjeni enzimima. Enzimi kontrolišu dobro definisane reakcije, a to je bilo od velikog značaja za poboljšanje metaboličkog procesa.

Pravi početak biološke evolucije obilježen je pojavom probionata sa kodiranim vezama između proteina i nukleinskih kiselina. Interakcija proteina i nukleinskih kiselina dovela je do pojave takvih svojstava živih bića kao što su samoreprodukcija, očuvanje nasljednih informacija i njihov prijenos na sljedeće generacije. Vjerovatno su u ranijim fazama prije života postojali nezavisni molekularni sistemi polipeptidi i polinukleotidi sa vrlo nesavršenim metabolizmom i mehanizmom samoreprodukcije." Ogroman korak naprijed napravljen je upravo u trenutku kada je došlo do njihovog ujedinjenja: sposobnost samoreprodukcije nukleinskih kiselina dopunjena je katalitičkom aktivnošću proteina. Probiontima , u kojima je metabolizam spojen sa sposobnošću samoreprodukcije, imali su najbolje izglede da se očuvaju u predbiološkoj selekciji.Njihov dalji razvoj je već u potpunosti dobio crte biološke evolucije koja se odvijala najmanje 3,5 milijardi godina.

Predstavili smo ažurirani, uzimajući u obzir podatke posljednjih deset

godine, koncept postepenog prelaska sa hemijske na biološku evoluciju, koji je povezan sa idejama A. I. Oparina. Međutim, ove ideje nisu općenito prihvaćene. Postoje stavovi genetičara, prema kojima je život počeo pojavom samoreproducirajućih molekula nukleinske kiseline. Sljedeći korak bilo je uspostavljanje veza između DNK i RNK i sposobnost RNK da se sintetizira na DNK šablonu. Uspostavljanje veza DNK i RNK sa proteinskim molekulima kao rezultat abiogene sinteze je treća faza u evoluciji života.

Na počecima života. Teško je reći koji su bili prvi početni oblici organizama za sva živa bića. Očigledno, nastali u različitim dijelovima planete, oni su se međusobno razlikovali. Svi su se razvili u anaerobnom okruženju, koristeći za svoj rast gotova organska jedinjenja sintetizovana tokom hemijske evolucije, odnosno bili su heterotrofi. Kako se "primordijalna supa" ujedinila, počele su se pojavljivati i druge metode razmjene, zasnovane na korištenju energije kemijskih reakcija za sintezu organskih tvari. To su hemoautotrofi (bakterije gvožđa, bakterije sumpora). Sljedeća faza u osvit života bila je pojava procesa fotosinteze, koji je značajno promijenio sastav atmosfere: iz redukcijske atmosfere pretvorila se u oksidirajuću. Zahvaljujući tome, postalo je moguće cijepanje kisika organskih tvari, pri čemu se dobiva višestruko više energije nego bez kisika. Tako je život prešao u aerobnu egzistenciju i mogao je doći do kopna.

Prve ćelije - prokarioti - nisu imale zasebno jezgro. Kasnije, u procesu evolucije, pod uticajem prirodne selekcije, ćelije se poboljšavaju. Nakon prokariota nastaju eukarioti - ćelije koje sadrže odvojeno jezgro, a zatim nastaju specijalizovane ćelije viših višećelijskih organizama.

okruženje za nastanak života. Glavna komponenta živih bića je voda. S tim u vezi, može se pretpostaviti da je život nastao u vodenoj sredini. Ovu hipotezu podržava sličnost sastava soli morske vode i krvi nekih morskih životinja (tablica),

Koncentracija iona u morskoj vodi i krvi nekih morskih životinja (koncentracija natrijuma se konvencionalno uzima kao 100%)



Morska voda Medusa potkovica	100 3,61 ;t.91 100 5,18 4,13 100 5,61 4,06

kao i ovisnost ranih faza razvoja mnogih organizama od vodenog okoliša, značajnu raznolikost i bogatstvo morske faune u odnosu na kopno.

Postoji široko rasprostranjeno gledište prema kojem su najpovoljnije okruženje za nastanak života bile obalne regije mora i oceana. Ovdje, na spoju mora, kopna, zraka, stvoreni su povoljni uvjeti za stvaranje složenih organskih spojeva neophodnih za nastanak života.

1977. godine, takozvani "crni pušači" otkriveni su u okeanskim rovovima. Na dubini od nekoliko hiljada metara, pod pritiskom od stotine atmosfera, iz "cevi" izlazi voda temperature +200. . .+300°C, obogaćen gasovima tipičnim za vulkanska područja. Na desetine novih rodova, porodica, pa čak i klasa životinja otkriveno je oko lula "crnih pušača". Mikroorganizmi su također izuzetno raznoliki, među kojima prevladavaju sumporne bakterije. Možda je život nastao u dubinama okeana u oštro kontrastnim uslovima temperaturne razlike (od +200 do +4°C)? Koji je život bio primarni - voda ili zemlja? Odgovore na ova pitanja mora dati nauka budućnosti.

Da li je sada moguć život na Zemlji? Proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih jedinjenja bio je izuzetno dug. Da bi na Zemlji izbio život, bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo miliona godina, tokom kojeg su probionti iskusili dugotrajnu selekciju na otpornost, na sposobnost reprodukcije svoje vrste, na stvaranje enzima koji kontrolišu svih hemijskih procesa u živom. Faza prije života bila je očigledno duga. Ako sada na Zemlji negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti mogu nastati prilično složena organska jedinjenja, onda je vjerovatnoća bilo kakvog dugotrajnog postojanja ovih spojeva zanemarljiva. Heterotrofni organizmi će ih odmah koristiti. To je shvatio čak i Charles Darwin, koji je 1871. napisao: „Ali ako sada (oh, kako je to veliko ako!) u nekom toplom rezervoaru koji sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupan je svjetlosti, toplini, struji itd. hemijski je formiran protein, sposoban za dalje sve složenije transformacije, tada bi se ta supstanca odmah uništila ili apsorbovala, što je bilo nemoguće u periodu pre pojave živih bića.

Dakle, savremena saznanja o nastanku života na Zemlji dovode do sljedećih zaključaka:

Život je nastao na Zemlji na abiogeni način. Biološkoj evoluciji prethodila je duga hemijska evolucija.

Pojava života je faza u evoluciji materije u svemiru.

Pravilnost glavnih faza nastanka života može se eksperimentalno potvrditi u laboratoriji i izraziti kao sljedeća šema: atomi ---- * - jednostavni molekuli -- ^ makromolekuli --> ultramolekularni sistemi (probioti) --> jednoćelijski organizmi.

Primarna atmosfera Zemlje imala je restorativni karakter. Zbog toga su prvi organizmi bili heterotrofi.

Darvinovski principi prirodne selekcije i preživljavanja najsposobnijih mogu se prenijeti na prebiološke sisteme.

Trenutno, živo dolazi samo od živog (biogeno). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.

PROVJERITE SE

Na osnovu komparativnih karakteristika koacervatnih kapi i živih organizama dokazati da je život na Zemlji mogao nastati na abiogeni način.

2. Zašto je nemoguća ponovna pojava života na Zemlji?

Da li je sada moguć život na Zemlji?

Istraživačka hipoteza

Ako je život nastao na abiogeni način, tada je ponovno pojavljivanje života na zemlji nemoguće.

Ciljevi istraživanja

Saznajte da li je sada moguća pojava života na Zemlji?

Napredak

1. Pregled literature i korištenje interneta o problemu istraživanja;

2. Odgovor na pitanje: Da li je sada moguća pojava života na Zemlji?

Rezultati istraživanja

U toku studije, studenti su sugerisali da ako prilično složena organska jedinjenja mogu nastati negde na Zemlji sada u oblastima intenzivne vulkanske aktivnosti, onda je verovatnoća bilo kakvog produženog postojanja ovih jedinjenja zanemarljiva. Oni će odmah biti oksidirani ili iskorišteni od strane heterotrofnih organizama.

Pretpostavku su potvrdile riječi Charlesa Darwina: on je 1871. godine napisao: , kemijski je formiran protein sposoban za dalje, sve složenije transformacije, tada bi se ova supstanca odmah uništila ili apsorbirala, što je bilo nemoguće u periodu prije nastanak živih bića. Učenici su došli do zaključka da je ponovno pojavljivanje života na Zemlji nemoguće.

Zaključak

Život je nastao na Zemlji na abiogeni način. Trenutno živa bića nastaju samo na biogeni način, tj. reprodukcijom roditeljskih organizama. Stoga je isključena mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.

Uvod.

1. Koncepti nastanka života na Zemlji.

2. Poreklo života.

3. Pojava najjednostavnijih oblika života.

Zaključak.

Spisak korišćene literature

Uvod

Pitanja o poreklu prirode i suštini života dugo su bila predmet interesovanja čoveka u njegovoj želji da razume svet oko sebe, razume sebe i odredi svoje mesto u prirodi. Nastanak života jedan je od tri najvažnija svjetonazorska problema uz problem nastanka našeg Univerzuma i problem porijekla čovjeka.

Stoljetna istraživanja i pokušaji rješavanja ovih pitanja doveli su do različitih koncepata o poreklu života.

1. Koncepti nastanka života na Zemlji

Kreacionizam je božanska kreacija života.

Prema kreacionizmu, pojava života na Zemlji nije se mogla ostvariti na prirodan, objektivan, pravilan način; život je rezultat božanskog stvaralačkog čina. Poreklo života se odnosi na određeni događaj u prošlosti koji se može izračunati. Godine 1650. irski nadbiskup Asher izračunao je da je Bog stvorio svijet u oktobru 4004. godine prije Krista, a u 9 sati ujutro 23. oktobra, čovjeka. Ovaj broj je dobio analizom starosti i porodičnih veza svih osoba koje se spominju u Bibliji. Međutim, tada je na Bliskom istoku već postojala razvijena civilizacija, što dokazuju i arheološka istraživanja. Međutim, pitanje stvaranja svijeta i čovjeka nije zatvoreno, jer se biblijski tekstovi mogu tumačiti na različite načine.

Koncept višestrukog spontanog (spontanog) generisanja života iz nežive materije(Njega se još uvijek pridržavao Aristotel, koji je vjerovao da živa bića mogu nastati i kao rezultat razgradnje tla). Teorija o spontanom nastanku života nastala je u Babilonu, Egiptu i Kini kao alternativa kreacionizmu. Zasniva se na konceptu da pod uticajem prirodnih faktora, živo može nastati iz neživog, organsko iz neorganskog. To seže do Aristotela: određene „čestice“ materije sadrže neku vrstu „alternativnog principa“, koji, pod određenim uslovima, može stvoriti živi organizam. Aristotel je vjerovao da je aktivni princip u oplođenom jajetu, sunčevoj svjetlosti, trulom mesu. Za Demokrita je početak života bio u mulju, za Talesa u vodi, za Anaksagoru u vazduhu. Na osnovu informacija o životinjama koje su dolazile od vojnika Aleksandra Velikog i trgovačkih putnika, Aristotel je formirao ideju o postepenom i kontinuiranom razvoju živog od neživog i stvorio ideju o "ljestvici prirode". u odnosu na životinjski svijet. Nije sumnjao u spontano nastajanje žaba, miševa i drugih malih životinja. Platon je govorio o spontanom nastanku živih bića iz zemlje u procesu propadanja.

Ideja o spontanom naraštaju postala je rasprostranjena u srednjem vijeku i renesansi, kada je dopuštena mogućnost spontanog generiranja ne samo jednostavnih, već i prilično visoko organiziranih stvorenja, čak i sisara.
(na primjer, miševi iz krpa). Poznati su pokušaji Paracelzusa da razvije recepte za veštačku osobu (homunculus).

Helmont je smislio recept za dobijanje miševa iz pšenice i prljavog veša. Bacon je također vjerovao da je propadanje klica novog rođenja. Ideje spontanog nastajanja života podržavali su Galileo, Descartes, Harvey, Hegel.

Protiv teorije spontanog generisanja u 17. veku. govorio je firentinski doktor Francesco Redi. Stavljajući meso u zatvoreni lonac, F. Redi je pokazao da se larve puhača ne stvaraju spontano u trulom mesu. Pobornici teorije spontanog nastajanja nisu odustajali, tvrdili su da do spontanog stvaranja larvi nije došlo samo iz razloga što zrak nije ušao u zatvoreni lonac. Zatim je F. Redi stavio komade mesa u nekoliko dubokih posuda. Neke je ostavio otvorene, a neke prekrio muslinom. Nakon nekog vremena, u otvorenim posudama, meso je nabilo larve muva, dok u posudama prekrivenim muslinom nije bilo larvi u trulom mesu.

U XVIII vijeku. Njemački matematičar i filozof Leibniz nastavio je braniti teoriju spontanog nastajanja života. On i njegove pristalice tvrdili su da postoji posebna "životna snaga" u živim organizmima. Prema vitalistima (od latinskog "vita" - život), "životna sila" je prisutna svuda. Samo ga udahnite i neživo postaje živo.”

Mikroskop je ljudima otvorio mikrosvijet. Promatranja su pokazala da se u dobro zatvorenoj tikvici s mesnom juhom ili infuzijom sijena nakon nekog vremena otkrivaju mikroorganizmi. Ali čim se mesna čorba kuhala sat vremena i vrat zapečaćen, ništa se nije pojavilo u zatvorenoj tikvici. Vitalisti su sugerirali da produženo vrenje ubija "životnu snagu" koja ne može prodrijeti u zatvorenu bocu.

U 19. vijeku Čak je i Lamarck 1809. pisao o mogućnosti spontanog stvaranja gljiva.

Pojavom Darwinove knjige "Porijeklo vrsta" ponovo se postavilo pitanje kako je ipak nastao život na Zemlji. Francuska akademija nauka je 1859. godine dodijelila posebnu nagradu za pokušaj da se na nov način rasvijetli pitanje spontanog nastajanja. Ovu nagradu je 1862. godine primio poznati francuski naučnik Louis Pasteur. Koji je izveo eksperiment koji je u jednostavnosti parirao Redijevom čuvenom eksperimentu. U tikvici je prokuhao razne hranljive podloge u kojima su se mogli razviti mikroorganizmi. Dugotrajno ključanje u tikvici ubilo je ne samo mikroorganizme, već i njihove spore. Imajući na umu tvrdnju vitalista da mitska "životna sila" ne može prodrijeti u zatvorenu bocu, Pasteur je na nju pričvrstio cijev u obliku slova S sa slobodnim krajem. Spore mikroorganizama smjestile su se na površini tanke zakrivljene cijevi i nisu mogle prodrijeti u hranljivi medij. Dobro prokuhan hranljivi medij ostao je sterilan; u njemu nije uočeno spontano stvaranje mikroorganizama, iako je pristup zraku (a s njim i ozloglašeni " životnu snagu") je dostavljen.

Tako je dokazano da u naše vrijeme bilo koji organizam može nastati samo iz drugog živog organizma.

Koncept stabilnog stanja, prema kojoj je život oduvek postojao. Zagovornici teorije o vječnom postojanju života vjeruju da su na Zemlji koja uvijek postoji, neke vrste bile prisiljene izumrijeti ili dramatično promijeniti svoj broj na određenim mjestima na planeti zbog promjena vanjskih uslova. Jasan koncept na ovom putu nije razvijen, jer postoje neke praznine i nejasnoće u paleontološkom zapisu Zemlje. Sljedeća grupa hipoteza je također povezana sa idejom o vječnom postojanju života u Univerzumu.

Koncept panspermije- vanzemaljsko porijeklo života. Teorija panspermije (hipoteza o mogućnosti prenošenja Života u Univerzumu s jednog kosmičkog tijela na drugo) ne nudi nikakav mehanizam za objašnjenje primarnog porijekla života i prenosi problem na drugo mjesto u Univerzumu. Liebig je vjerovao da se "atmosfere nebeskih tijela, kao i rotirajuće kosmičke magline, mogu smatrati vjekovnim spremištima animirane forme, poput vječnih plantaža organskih klica", odakle se život raspršuje u obliku ovih klica u Univerzum.

Nemački lekar G. Rihter je 1865. godine izneo hipotezu kosmozoa (kosmičkih klica), prema kojoj je život večan i klice koje naseljavaju svetski prostor mogu se prenositi sa jedne planete na drugu. Ovu hipotezu su podržali mnogi eminentni naučnici. Slično su razmišljali Kelvin, Helmholc i dr. Početkom našeg veka Arrhenius je došao na ideju radiopanspermije. Opisao je kako čestice materije, čestice prašine i žive spore mikroorganizama napuštaju planete nastanjene drugim stvorenjima u svjetski prostor. Oni održavaju svoju održivost leteći u svemiru zahvaljujući laganom pritisku. Kada se nađu na planeti sa pogodnim uslovima za život, oni počinju novi zivot na ovoj planeti.

Za opravdanje panspermije obično se koriste pećinske slike koje prikazuju objekte koji izgledaju kao rakete ili astronauti, ili izgled NLO-a. Letovi svemirskih letjelica uništili su vjerovanje u postojanje inteligentnog života na planetama Solarni sistem, koji se pojavio nakon što je Schiaparelli otkrio kanale na Marsu.

Koncept nastanka života na Zemlji u istorijskoj prošlosti kao rezultat procesa koji se povinuju fizičkim i hemijskim zakonima.

Trenutno, hipoteza o nastanku života na Zemlji, koju je formulisao sovjetski naučnik akad. A. I. Oparin i engleski naučnik J. Haldane. Ova hipoteza se zasniva na pretpostavci o postepenom nastanku života na Zemlji iz neorganskih supstanci kroz dugotrajnu abiogenu (nebiološku) molekularnu evoluciju. Teorija A. I. Oparina je generalizacija uvjerljivih dokaza o nastanku života na Zemlji kao rezultat redovnog procesa tranzicije kemijskog oblika kretanja tvari u biološki.

2 . Poreklo života

Cryptozoic

Ovo geološko vrijeme počelo je od trenutka nastanka Zemlje prije 4,6 milijardi godina, obuhvata period formiranja zemljine kore i protookeana, a završava se širokom distribucijom visoko organiziranih organizama s dobro razvijenim vanjskim skeletom. Uobičajeno je da se kriptozoik podijeli na arhej, odnosno arheozoik, koji je trajao oko 2 milijarde godina, i proterozoik, čije je trajanje također blizu 2 milijarde godina. Negdje u kriptozoiku, najkasnije prije 3,5 milijardi godina, na Zemlji se pojavio život. Život je mogao nastati samo kada su se u Arheju razvili povoljni uslovi za to i, prije svega, povoljne temperature.
Živa materija, između ostalih supstanci, izgrađena je od proteina. Dakle, do trenutka nastanka života, temperatura na zemljinoj površini trebalo je dovoljno pasti da se proteini ne bi uništili. Poznato je da danas temperaturna granica postojanja žive materije leži na 90 C, a neke bakterije žive u vrelim izvorima na toj temperaturi. S ovim visoke temperature već se mogu formirati određena organska jedinjenja neophodna za stvaranje žive materije, prvenstveno proteini. Teško je reći koliko je vremena trebalo da se Zemljina površina ohladi na odgovarajuću temperaturu.
Mnogi istraživači koji proučavaju problem nastanka života na Zemlji vjeruju da je život nastao u plitkoj morskoj vodi kao rezultat uobičajenih fizičkih i kemijskih procesa svojstvenih neorganskoj tvari. Određena hemijska jedinjenja nastaju pod određenim uslovima i hemijski elementi se međusobno kombinuju u određenim težinskim omjerima.
Vjerojatnost stvaranja složenih organskih spojeva posebno je velika za atome ugljika zbog njihovih specifičnih karakteristika. Zato je ugljenik postao građevinski materijal iz kojeg su, prema zakonima fizike i hemije, relativno lako i brzo nastala najsloženija organska jedinjenja.
Molekuli nikako nisu odmah dostigli stepen složenosti koji je neophodan za konstrukciju „žive materije. Možemo govoriti o hemijskoj evoluciji koja je prethodila biološkoj i završila pojavom živih bića. Proces hemijske evolucije bio je prilično spor. Početak ovog procesa udaljen je od sadašnjosti za 4,5 milijardi godina i praktično se poklapa sa vremenom nastanka same Zemlje.

U ranim fazama svoje istorije, Zemlja je bila vruća planeta. Kao rezultat rotacije, uz postupno smanjenje temperature, atomi teških elemenata su se pomjerili u centar, a u površinskim slojevima koncentrirali su se atomi lakih elemenata (vodik, ugljik, kisik, dušik) koji čine tijela. živih organizama. Daljnjim hlađenjem Zemlje pojavila su se hemijska jedinjenja: voda, metan, ugljen-dioksid, amonijak, cijanovodonik, kao i molekularni vodonik, kiseonik, azot. Fizički i Hemijska svojstva voda (visok dipolni moment, viskoznost, toplotni kapacitet itd.) i ugljik (poteškoće u formiranju oksida, sposobnost redukcije i formiranja linearnih spojeva) utvrdili su da su oni bili u kolijevci života.

U tim početnim fazama formirana je primarna atmosfera Zemlje, koja nije bila oksidativnog, kao što je sada, već redukcionog karaktera. Pored toga, bio je bogat inertnim gasovima (helijum, neon, argon). Ova originalna atmosfera je već izgubljena. Na njegovom mjestu formirana je druga atmosfera Zemlje, koja se sastoji od 20% kisika - jednog od kemijski najaktivnijih plinova. Ova druga atmosfera je proizvod razvoja života na Zemlji, jedna od njegovih globalnih posljedica.

Daljnji pad temperature doveo je do prelaska niza gasovitih jedinjenja u tečno i čvrsto stanje, kao i do formiranja zemljine kore. Kada je temperatura Zemljine površine pala ispod 100°C, vodena para se zgusnula.

Dugi pljuskovi sa čestim grmljavinom doveli su do stvaranja velikih rezervoara. Kao rezultat aktivne vulkanske aktivnosti, iz unutrašnjih slojeva Zemlje izneseno je na površinu mnogo vruće mase, uključujući karbide - spojeve metala s ugljikom. Kada su karbidi stupili u interakciju s vodom, izolirana su jedinjenja ugljovodonika. Vruća kišnica, kao dobar rastvarač, sadržavala je otopljene ugljikovodike, kao i plinove (amonijak, ugljični dioksid, cijanovodonik), soli i druga jedinjenja koja su mogla ući u hemijske reakcije. Sasvim je logično pretpostaviti da je Zemlja već u početnim fazama svog postojanja imala određenu količinu ugljikovodika. Drugu fazu biogeneze karakterizirala je pojava složenijih organskih spojeva, posebno proteina, u vodama primarnog oceana. Zbog visoke temperature, pražnjenja groma, pojačanog ultraljubičastog zračenja, relativno jednostavne molekule organskih jedinjenja, u interakciji sa drugim supstancama, postaju složenije i formiraju ugljene hidrate, masti, aminokiseline, proteine i nukleinske kiseline.

Od određene faze u procesu kemijske evolucije na Zemlji kisik je počeo aktivno sudjelovati. Mogao bi se akumulirati u Zemljinoj atmosferi kao rezultat raspadanja vode i vodene pare pod djelovanjem ultraljubičastih zraka Sunca. (Bilo je potrebno najmanje 1-1,2 milijarde godina za transformaciju redukovane atmosfere primarne Zemlje u oksidovanu.) Sa akumulacijom kiseonika u atmosferi, redukovana jedinjenja su počela da oksidiraju. Tako su tokom oksidacije metana nastali metil alkohol, formaldehid, mravlja kiselina itd. Nastala jedinjenja nisu uništena zbog svoje isparljivosti. Napuštajući gornje slojeve zemljine kore, pali su u vlažnu hladnu atmosferu, koja ih je štitila od uništenja. Nakon toga su te tvari, zajedno s kišom, pale u mora, okeane i druge vodene bazene. Nagomilavajući se ovdje, opet su ušli u reakcije, uslijed čega ih više složene supstance(aminokiseline i spojevi kao što je adenitis). Da bi određene otopljene tvari međusobno djelovale, potrebna je njihova dovoljna koncentracija u otopini. U takvoj "čohi" bi se prilično uspješno mogao razviti proces formiranja složenijih organskih molekula. Tako su vode primarnog okeana postupno bile zasićene raznim organskim tvarima, formirajući "primarnu supu". Aktivnost podzemnih vulkana u velikoj je mjeri doprinijela zasićenju takvog "organskog bujona".

U vodama primarnog okeana povećavala se koncentracija organskih tvari, miješale su se, međusobno djelovale i kombinirale u male odvojene strukture otopine. Takve strukture se lako mogu dobiti umjetno miješanjem otopina različitih proteina, kao što su želatin i albumin. Ove organske multimolekularne strukture izolovane u rastvoru, istaknuti ruski naučnik A.I. Oparin se naziva koacervatnim kapima ili koacervatima. Koacervati - najmanje koloidne čestice - kapi sa osmotskim svojstvima. Istraživanja su pokazala da koacervati imaju prilično složenu organizaciju i niz svojstava koja ih približavaju najjednostavnijim živim sistemima. Na primjer, oni su u stanju apsorbirati različite tvari iz okoline koje stupaju u interakciju sa spojevima same kapi i povećati se u veličini. Ovi procesi donekle liče na primarni oblik asimilacije. Istovremeno, u koacervatima mogu nastati procesi raspadanja i oslobađanja produkata raspadanja. Odnos između ovih procesa u različitim koacervatima nije isti. Razlikuju se odvojene dinamički stabilnije strukture s prevladavanjem sintetičke aktivnosti. Međutim, sve to još uvijek ne daje osnova za pripisivanje koacervata živim sistemima, jer im nedostaje sposobnost samoreprodukcije i samoregulacije sinteze organskih tvari. Ali preduslovi za nastanak živih bića već su bili sadržani u njima.

Povećana koncentracija organskih tvari u koacervatima povećala je mogućnost interakcije između molekula i komplikacija organskih spojeva. Koacervati su nastali u vodi kada su dva polimera sa slabom interakcijom došla u kontakt.

Osim koacervata, u "primarnom bujonu" nakupljaju se polinukleotidi, polipeptidi i razni katalizatori bez kojih je nemoguće formiranje sposobnosti samoreprodukcije i metabolizma. Katalizatori mogu biti i neorganske supstance. Tako je J. Bernal svojevremeno iznio hipotezu da su najuspješniji uvjeti za nastanak života bili u malim, mirnim, toplim lagunama s velikom količinom mulja i glinaste zamućenosti. U takvom okruženju polimerizacija aminokiselina odvija se vrlo brzo; ovdje proces polimerizacije ne treba zagrijavati, jer čestice mulja djeluju kao neka vrsta katalizatora.

Tako su se na površini mlade planete Zemlje postepeno nakupljala organska jedinjenja i njihovi polimeri, za koje se pokazalo da su prethodnici primarnih živih sistema - eobionta.

3 . Pojava najjednostavnijih oblika života.

Eobionti su se pojavili prije najmanje 3,5 milijardi godina.
Prvi živi organizmi odlikovali su se, naravno, izuzetnom jednostavnošću strukture. Međutim, prirodna selekcija, tokom koje su opstali mutanti koji su bolje prilagođeni uslovima sredine, a njihovi manje prilagođeni konkurenti izumrli, dovela je do stalne komplikacije životnih oblika. Primarni organizmi koji su se pojavili negdje u ranom arheju još nisu bili podijeljeni na životinje i biljke. Razdvajanje ove dvije sistematske grupe završeno je tek na kraju ranog arheja. Najstariji organizmi su živjeli i umirali u praokeanu, a nakupine njihovih mrtvih tijela već su mogle ostaviti jasne otiske u stijenama. Prvi živi organizmi mogli su se hraniti isključivo organskom materijom, odnosno bili su heterotrofni. Ali nakon što su iscrpili zalihe organske tvari u svom neposrednom okruženju, bili su suočeni s izborom: umrijeti ili razviti sposobnost sintetiziranja organskih tvari iz neživih materijala, prvenstveno iz ugljičnog dioksida i vode. Zaista, u toku evolucije, neki organizmi (biljke) su stekli sposobnost da apsorbuju energiju sunčeve svetlosti i uz njenu pomoć dele vodu na sastavne elemente. Korištenje vodonika za smanjenje reakcije, uspjeli su preraditi ugljični dioksid u ugljikohidrate i izgraditi druge organske tvari iz njega u svom tijelu. Ovi procesi su poznati kao fotosinteza. Organizmi sposobni da internim hemijskim procesima pretvaraju neorganske supstance u organske nazivaju se autotrofni.

Pojava fotosintetskih autotrofnih organizama bila je prekretnica u istoriji života na Zemlji. Od tada je počelo nakupljanje slobodnog kiseonika u atmosferi i ukupna količina organske materije koja postoji na Zemlji počela je naglo da raste. Bez fotosinteze dalji napredak u istoriji života na Zemlji bio je nemoguć. Nalazimo tragove fotosintetskih organizama u najstarijim slojevima zemljine kore.
Prve životinje i biljke bile su mikroskopska jednoćelijska stvorenja. Određeni korak naprijed bilo je udruživanje homogenih ćelija u kolonije; međutim, istinski ozbiljan napredak postao je moguć tek nakon pojave višećelijskih organizama. Njihovo tijelo sastojalo se od pojedinačnih ćelija ili grupa ćelija različitih oblika i namjena. To je dalo poticaj brzom razvoju života, organizmi su postali složeniji i raznovrsniji. Na početku Proterozoik period brzo napredovala flora i fauna planete. U morima su već cvjetali nešto napredniji oblici algi, pojavili su se prvi višećelijski organizmi: spužve, crijevne šupljine, mekušci i crvi. Naredne faze biološkog razvoja relativno se lako mogu pratiti fosiliziranim ostacima skeleta pronađenim u različitim slojevima zemljine kore. Ove ostatke, koji su se igrom slučaja i povoljnim okruženjem očuvali u sedimentima do danas, nazivamo fosilima ili fosilima.
Najstariji živi organizmi na zemlji pronađeni su u Prekambrij nalazišta Južne Afrike. Riječ je o organizmima sličnim bakterijama, čiju starost naučnici procjenjuju na 3,5 milijardi godina. Toliko su male (0,25 x 0,60 mm) da se mogu vidjeti samo elektronskim mikroskopom. Organski dijelovi ovih mikroorganizama su dobro očuvani i omogućavaju nam da zaključimo da su slični modernim bakterijama. Hemijska analiza otkrili njihovu biološku prirodu. Drugi dokazi pretkambrijskog života pronađeni su u drevnim formacijama Minesote (27 milijardi godina), Rodezije (2,7 milijardi godina), duž granice Kanade i SAD (2 milijarde godina), sjevernog Michigana (1 milijarda godina) i u drugim mjesta.
Ostaci životinja sa dijelovima skeleta otkriveni su u pretkambrijskim naslagama tek posljednjih godina. Međutim, u pretkambrijskim naslagama dugo su pronađeni ostaci raznih životinja bez kostura. Ova primitivna stvorenja još nisu imala vapnenački skelet ili čvrste potporne strukture, ali su se povremeno nalazili otisci tijela višećelijskih organizama, a kao izuzetak, njihovi fosilizirani ostaci. Primjer je otkriće u kanadskim krečnjacima neobičnih tvorevina u obliku kupa - Atikokania - za koje mnogi naučnici smatraju da su roditelji morskih spužvi. Vitalnu aktivnost većih živih bića, najvjerovatnije crva, pokazuju jasni cik-cak otisci - tragovi puzanja, kao i ostaci "minka" pronađenih u tankoslojnim sedimentima morskog dna. Meka tijela životinja su se raspala od pamtivijeka, ali su paleontolozi uspjeli pratiti način života životinja i utvrditi postojanje njihovih različitih rodova, na primjer, Planolithes, Russophycus itd. Izuzetno zanimljivu faunu otkrio je 1947. Australijski naučnik R.K. Spriggs u Ediacaran Hillsu, oko 450 km sjeverno od Adelaidea (Južna Australija). Ovu faunu proučavao je profesor na Univerzitetu Adelaide, Austrijanac porijeklom, N. F. Glessner, koji je izjavio da većina životinjskih vrsta iz Ediacare pripada do sada nepoznatim grupama neskeletnih organizama. Neki od njih pripadaju drevnim meduzama, drugi podsjećaju na segmentirane crve - annelide. U Ediacaranu i sličnim po starosti lokalitetima Južne Afrike i drugih regija pronađeni su i ostaci organizama koji pripadaju nauci potpuno nepoznatim grupama. Dakle, profesor X. D. Pflug je ustanovio na osnovu nekih ostataka novi tip primitivne višećelijske životinje Petalonamae. Ovi organizmi imaju tijelo nalik lišću i očigledno potječu od najprimitivnijih kolonijalnih organizama. Porodične veze petalonamija s drugim vrstama životinja nije sasvim jasna. Sa evolucijske tačke gledišta, međutim, veoma je važno da se u Ediacaran vremena, fauna slična po sastavu naseljavala je mora raznih regija
Zemlja.
Nedavno su mnogi sumnjali da su nalazi u Edijakaru proterozojskog porijekla. Nove radiometrijske metode su pokazale da su slojevi sa edijakarskom faunom stari oko 700 miliona godina. Drugim riječima, pripadaju Kasni proterozoik. Mikroskopske jednoćelijske biljke bile su još raširenije u proterozoju.

U sedimentima starim do 3 milijarde godina poznati su tragovi vitalne aktivnosti modrozelenih algi, takozvanih stromatolita, izgrađenih od koncentričnih slojeva vapna. Plavo-zelene alge nisu imale skelet, a stromatoliti su nastali od materijala taloženog kao rezultat biohemijskih procesa vitalne aktivnosti ovih algi. Plavo-zelene alge, zajedno s bakterijama, pripadaju najprimitivnijim organizmima - prokariotima, u čijim stanicama još nije bilo formiranog jezgra.
Dakle, život se pojavio u pretkambrijskim morima, a kada se pojavio, podijeljen je u dva glavna oblika: životinje i biljke. Prvi jednostavni organizmi razvili su se u višećelijske organizme, relativno složene žive sisteme koji su postali preci biljaka i životinja, koji su se u kasnijim geološkim epohama naselili širom planete. Život je umnožavao svoje manifestacije u plitkoj morskoj vodi, prodirući u slatkovodne bazene; mnogi oblici su se već pripremali za novu revolucionarnu fazu evolucije - za izlazak na kopno.

Zaključak.

Nakon što je nastao, život je počeo da se razvija brzim tempom (ubrzanje evolucije u vremenu). Dakle, za razvoj od primarnih protobionata do aerobnih oblika bilo je potrebno oko 3 milijarde godina, dok je od pojave kopnenih biljaka i životinja prošlo oko 500 miliona godina; ptice i sisari su evoluirali od prvih na kopnenim kičmenjacima u 100 miliona godina, primati su evoluirali za 12-15 miliona godina, trebalo je oko 3 miliona godina za formiranje čoveka.

Da li je sada moguć život na Zemlji?

Iz onoga što znamo o nastanku života na Zemlji jasno je da je proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih jedinjenja bio izuzetno dug. Da bi život nastao na Zemlji, bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo miliona godina, tokom kojeg su složene molekularne strukture, prije svega nukleinske kiseline i proteini, odabrane za stabilnost, za sposobnost reprodukcije vlastite vrste.

Ako sada na Zemlji negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti mogu nastati prilično složena organska jedinjenja, onda je vjerovatnoća bilo kakvog produženog postojanja ovih spojeva zanemarljiva. Oni će odmah biti oksidirani ili iskorišteni od strane heterotrofnih organizama. Charles Darwin je to vrlo dobro razumio: 1871. je napisao: protein sposoban za dalje, sve složenije transformacije. Ta supstanca bi se odmah uništila ili apsorbovala, što je bilo nemoguće u periodu pre pojave živih bića.

Život je nastao na Zemlji na abiogeni način. Trenutno, živo dolazi samo od živog (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji. Sada se živa bića pojavljuju samo kroz reprodukciju.

Bibliografija:

1. Naidysh V.M. Koncepti savremene prirodne nauke. - M.: Gardariki,

1999. - 476 str.

2. Slyusarev A.A. Biologija sa opštom genetikom. - M.: Medicina, 1978. -

3. Biologija / Semenov E.V., Mamontov S.G., Kogan V.L. – M.: postdiplomske škole, 1984. - 352 str.

4. Opća biologija / Belyaev D.K., Ruvinsky A.O. – M.: Prosvjeta, 1993.

Tutoring

Trebate pomoć u učenju teme?

Naši stručnjaci će savjetovati ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite prijavu naznačivši temu upravo sada kako biste saznali o mogućnosti dobivanja konsultacija.

Hipoteza A. I. Oparina. Najznačajnija karakteristika hipoteze AI Oparina je postepeno usložnjavanje hemijske strukture i morfološkog izgleda prekursora života (probionta) na putu do živih organizama.

Velika količina podataka ukazuje na to da bi obalni regioni mora i okeana mogli biti okruženje za nastanak života. Ovdje, na spoju mora, kopna i zraka, stvoreni su povoljni uvjeti za stvaranje složenih organskih spojeva. Na primjer, otopine određenih organskih tvari (šećeri, alkoholi) su vrlo stabilne i mogu postojati neograničeno. U koncentrovanim rastvorima proteina, nukleinskih kiselina, mogu se formirati ugrušci, slični ugrušcima želatine u vodeni rastvori. Takvi ugrušci se nazivaju koacervatne kapi ili koacervati (Sl. 70). Koacervati su sposobni da se adsorbuju razne supstance. Iz otopine u njih ulaze kemijska jedinjenja koja se transformiraju kao rezultat reakcija koje se odvijaju u koacervatnim kapima i ispuštaju se u okoliš.

Koacervati još nisu živa bića. Oni pokazuju samo vanjsku sličnost s takvim znakovima živih organizama kao što su rast i metabolizam s okolinom. Stoga se pojava koacervata smatra etapom u razvoju predživota.

Rice. 70. Formiranje kapi koacervata

Koacervati su prošli veoma dugu selekciju za stabilnost strukture. Stabilnost je postignuta stvaranjem enzima koji kontrolišu sintezu određenih spojeva. Najvažnija faza u nastanku života bila je pojava mehanizma za reprodukciju vlastite vrste i nasljeđivanje svojstava prethodnih generacija. To je postalo moguće zbog formiranja složenih kompleksa nukleinskih kiselina i proteina. Nukleinske kiseline sposobne za samoreplikaciju počele su kontrolirati sintezu proteina, određujući redoslijed aminokiselina u njima. A enzimski proteini su izvršili proces stvaranja novih kopija nukleinskih kiselina. Tako je nastala glavna osobina života - sposobnost reprodukcije molekula sličnih sebi.

Živa bića su tzv otvoreni sistemi, tj. sistemi u kojima energija dolazi spolja. Bez energije život ne može postojati. Kao što znate, prema načinu potrošnje energije (vidi Poglavlje III), organizmi se dijele u dvije velike grupe: autotrofne i heterotrofne. Autotrofni organizmi direktno koriste sunčevu energiju u procesu fotosinteze (zelene biljke), heterotrofni organizmi koriste energiju koja se oslobađa pri raspadanju organskih tvari.

Očigledno, prvi organizmi su bili heterotrofi, koji su dobijali energiju cijepanjem organskih spojeva bez kisika. U zoru života nije bilo slobodnog kiseonika u Zemljinoj atmosferi. Pojava atmosfere modernog hemijski sastav usko povezana sa razvojem života. Pojava organizama sposobnih za fotosintezu dovela je do oslobađanja kisika u atmosferu i vodu. U njegovom prisustvu postalo je moguće cijepanje kisika organskih tvari, pri čemu se dobiva višestruko više energije nego bez kisika.

Od trenutka svog nastanka, život čini jedan biološki sistem – biosferu (vidi Poglavlje XVI). Drugim riječima, život nije nastao u obliku odvojenih izoliranih organizama, već odmah u obliku zajednica. Evoluciju biosfere u cjelini karakterizira stalna komplikacija, odnosno nastanak sve složenijih struktura.

Da li je sada moguć život na Zemlji? Iz onoga što znamo o nastanku života na Zemlji jasno je da je proces nastanka živih organizama iz jednostavnih organskih jedinjenja bio izuzetno dug. Da bi život nastao na Zemlji, bio je potreban evolucijski proces koji je trajao mnogo miliona godina, tokom kojeg su složene molekularne strukture, prije svega nukleinske kiseline i proteini, odabrane za stabilnost, za sposobnost reprodukcije vlastite vrste.

Ako sada na Zemlji negdje u područjima intenzivne vulkanske aktivnosti mogu nastati prilično složena organska jedinjenja, onda je vjerovatnoća bilo kakvog produženog postojanja ovih spojeva zanemarljiva. Oni će odmah biti oksidirani ili iskorišteni od strane heterotrofnih organizama. Čarls Darvin je ovo veoma dobro razumeo. Godine 1871. napisao je: „Ali sada... u nekom toplom rezervoaru koji sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupan je svetlosti, toploti, elektricitetu itd., protein sposoban za dalje, sve složenije transformacije, tada bi ova supstanca odmah uništiti ili apsorbirati, što je bilo nemoguće u periodu prije pojave živih bića.

Život je nastao na Zemlji na abiogeni način. Trenutno, živo dolazi samo od živog (biogenog porijekla). Isključena je mogućnost ponovnog pojavljivanja života na Zemlji.

Navedite glavne faze iz kojih bi se mogao sastaviti proces nastanka života na Zemlji.
Kako je, po Vašem mišljenju, iscrpljivanje rezervi uticalo na dalju evoluciju hranljive materije u vodama prvobitnog okeana?
Objasnite evolucijski značaj fotosinteze.
Šta mislite zašto ljudi pokušavaju da odgovore na pitanje o poreklu života na Zemlji?
Zašto je ponovno pojavljivanje života na Zemlji nemoguće?
Definišite pojam "život".