A legelső organizmusok

Fajták ArchaeaÉs korai proterozoikum erősen megváltozott állapotban jutott el hozzánk. A magas nyomás és hőmérséklet megváltoztatta a szikla eredeti megjelenését, elpusztítva az ősi élet minden nyomát. Ezért az ősi állat- és növényvilág tanulmányozása óriási nehézségekkel jár. Az elmúlt évszázad során azonban a műszerek segítségével sikerült valamit tisztázni a megjelenésben a legelső élőlények a Földön.

Az Arizonai Egyetem (USA) tudósai elektronmikroszkóppal, kémiai és izotópos elemzésekkel tanulmányozták a több mint 3,2 milliárd éves Onverwacht Formáció (Rhodesia) agyagpaláját. és kagylószerű formák. A részecskeméretek nem haladták meg a 0,01 mm-t. A vizsgálatokat speciálisan felszerelt laboratóriumban végezték, amely kizárta a minták idegen szervezetekkel való szennyeződésének lehetőségét. A tudósok úgy vélik, hogy a talált képződmények egysejtű algák megkövesedett maradványai. Más kutatók azonban kritikusan értékelik eredményeiket, úgy vélik, hogy ezeknek a képződményeknek nem biológiai eredetűek lehetnek.

Hasonló alga- és baktériummaradványokat találtak kőzetekben, 2,7-3,1 milliárd éves abszolút korú észak-amerikai, közép-afrikai és ausztrál kovás- és vaspalában. Ezek a megállapítások arra utalnak az archeanus korszak elejéig A kémiai evolúció véget ért, és elkezdődött a biológiai evolúció.

A tett leletek alapján feltételezhető, hogy már az óceánokban Őskori és korai proterozoikum kor A legegyszerűbb egysejtű szervezetek domináltak: baktériumok, algák, gombák és protozoák. Az Archaeában az első élőlények alkalmazkodtak a táplálkozás különféle formáihoz. Egyes szervezetek a fotoszintézis során (autotróf) vízből, szén-dioxidból és szervetlen sókból vettek fel tápanyagokat; mások vagy autotrófokból (heterotrófokból), vagy bomló szerves maradványokból (szaprofágokból) éltek. Az organikus világ növényvilágra és állatvilágra oszlott.

A korai proterozoikumban, úgy tűnik, megjelentek az első többsejtű szervezetek. Ezek a legprimitívebb formák, egyértelműen megkülönböztetett szövetek nélkül. Ide tartoznak különösen a szivacstípus képviselői - a bentikus, kötődő életmódot folytató vízi szervezetek. A szivacsok alakja változatos, hasonlíthat hengerre, csészére, üvegre vagy labdára. Az állat lágy szövete tüskékből álló szerves vagy ásványi vázat tartalmaz. A szivacsok képviselői ma is élnek bolygónk tengereiben és óceánjaiban, de az első primitív szivacsok már régen kihaltak, és csak kövület formájában jutottak el hozzánk.

Valamivel később megjelennek a coelenterate típus képviselői. Már kezdik megkülönböztetni szöveteiket és szerveiket. A coelenterátusok, valamint a szivacsok képviselői a mai napig fennmaradtak, és széles körben elterjedtek a tengerekben, óceánokban és még az édesvízi testekben is.

Növényekből az archeusban és a korai proterozoikumban aktívan fejlődnek kék zöld algák. Ezen algák maradványai gömb alakú, gomba alakú és oszlopos meszes testek formájában, amelyeket vékony koncentrikus rétegződés jellemez, gyakran megtalálhatók a proterozoikum kőzeteiben. Úgy tartják, hogy a szerves élet első képviselői a Földön pontosan voltak kék zöld algák . A Moszkvai Állami Egyetemen a múlt században végzett kísérletek azt mutatták, hogy létezhetnek olyan körülmények között, amelyek „ellenjavallt” más növények és állatok számára. Egy hermetikusan lezárt üveggolyóban ezek az algák több mint 16 évig éltek! A hasonló üveggolyók többi lakója gyorsan elpusztult, néhány baktérium 12 évig „kitartott”, csak a kékeszöldek maradtak életben. Ez bizonyítja, hogy oxigénmentes környezetben is képesek fejlődni.

Ezen algák elképesztő alkalmazkodóképessége nyilvánvaló abból a tényből, hogy manapság megtalálhatók a jeges sarkvidéken, forró gejzírekben, a Holt-tenger fenekén, olajforrásokban, hegyekben, több mint 5000 méteres magasságban. Ezek az egyetlen élő szervezetek, amelyek túlélték az atom- és hidrogénbombák robbanásait. Még az atomreaktorokban is megtalálták őket. Ez a csodálatos életerő lehetővé tette néhány tudós számára, hogy földöntúli eredetre utaljanak. kék-zöld algák. Bárhogy is legyen, ezek az első szervezetek, amelyek nemcsak az ősi óceánokban, hanem a szárazföldön is megjelentek.

E. Barghorn amerikai professzor tanulmánya kimutatta kék zöld algák elsőként vettek kölcsön gáz halmazállapotú oxigént a vízből. A kolóniáik közelében lévő óceánokban egyfajta „vizes” oxigénnel telített légkör jött létre. Az első tengeri élőlények (coelenterátumok, szivacsok) belélegezték ezt az oxigént. Fokozatosan az oxigén kezdett felszabadulni a légkörbe, és kitöltötte azt. Az életnek köszönhetően kék-zöld algák kezdett kialakulni bolygónkon oxigén atmoszféra.

A "kontinens" archívumából

Köztudott, hogy Univerzumunk körülbelül 14 milliárd évvel ezelőtt keletkezett egy óriási robbanás eredményeként, amelyet a tudomány az ősrobbanásként ismer. Az Univerzum „a semmiből” keletkezése nem mond ellent a fizika ismert törvényeinek: a robbanás után keletkező anyag pozitív energiája pontosan megegyezik a gravitáció negatív energiájával, így egy ilyen folyamat összenergiája nulla. A közelmúltban a tudósok más univerzumok - „buborékok” – kialakulásának lehetőségéről is beszéltek. A világ ezen elméletek szerint végtelen számú univerzumból áll, amelyekről még mindig semmit sem tudunk. Érdekesség, hogy a robbanás pillanatában nem csak a háromdimenziós tér jött létre, hanem, ami nagyon fontos, a térrel asszociált idő. Az idő az oka minden változásnak, amely az Univerzumban az Ősrobbanás után történt. Ezek a változások egymás után következtek be, lépésről lépésre, ahogy az idő nyila nőtt, és magában foglalta hatalmas számú galaxis (100 milliárd nagyságrendű), csillagok (a galaxisok száma 100 milliárddal szorozva), bolygórendszerek és végső soron maga az élet, beleértve az intelligens életet is. Hogy elképzeljük, hány csillag van az Univerzumban, a csillagászok ezt az érdekes összehasonlítást teszik: a mi Univerzumunkban lévő csillagok száma összemérhető a Föld összes partján lévő homokszemek számával, beleértve a tengereket, folyókat és óceánokat is. Egy időben megfagyott univerzum változatlan és kevéssé érdekelne, és nem lenne benne fejlődés, pl. mindazok a változások, amelyek később következtek be, és végül a létező világképhez vezettek.

Galaxisunk 12,4 milliárd éves, Naprendszerünk pedig 4,6 milliárd éves. A meteoritok és a Föld legrégebbi kőzeteinek kora valamivel kevesebb, mint 3,8-4,4 milliárd év. Az első egysejtű szervezetek, amelyek mentesek a prokarióta magoktól és a zöld-kék baktériumoktól, 3,0-3,5 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg. Ezek a legegyszerűbb biológiai rendszerek, amelyek képesek fehérjék, aminosavláncok kialakítására, amelyek az élet alapvető elemeiből állnak C, H, O, N, S, és önálló életmódot folytatnak. Egyszerű zöld-kék „algák”, azaz. Az edényszövet nélküli vízinövények és az „archebaktériumok” vagy a régi baktériumok (amelyeket gyógyszerek készítésére használnak) még mindig fontos részét képezik bioszféránknak. Ezek a baktériumok az élet első sikeres alkalmazkodása a Földön. Érdekes, hogy a zöld-kék baktériumok és más prokarióták szinte változatlanok maradtak évmilliárdok óta, míg a kihalt dinoszauruszok és más fajok soha többé nem születhetnek újjá, mert A földi körülmények nagymértékben megváltoztak, és már nem tudják végigmenni a fejlődés minden szakaszát, amelyen azokban a távoli években mentek. Ha ilyen vagy olyan oknál fogva megszűnik az élet a Földön (óriásmeteorittal való ütközés, a Naprendszer melletti szupernóva robbanása vagy saját önpusztításunk következtében), akkor az nem kezdődhet újra ugyanabban formája, mert a jelenlegi körülmények alapvetően eltérnek a körülbelül négymilliárd évvel ezelőttitől (például a szabad oxigén jelenléte a légkörben, valamint a Föld állatvilágában bekövetkezett változások). A lényegét tekintve egyedülálló evolúció már nem ismételheti meg önmagát ugyanabban a formában, és nem mehet át minden szakaszon, amelyen az elmúlt évmilliárdok során átment. Dr. Payson, az Egyesült Államok Los Alamos Nemzeti Laboratóriumából egy nagyon érdekes gondolatot fogalmazott meg az evolúció szerepéről az élő struktúrák rendszerének megszervezésében: „Az élet molekuláris kölcsönhatások sorozata. Ha az evolúción kívül más elvet fedezünk fel a biológiában, megtanulunk élő rendszereket létrehozni a laboratóriumban, és így megértjük az élet kialakulásának mechanizmusát.” A fajok laboratóriumi transzformációját (például a Drosophila légy más fajokká) azért nem tudjuk elvégezni, mert természetes körülmények között ez évmilliókig tartott, és ma már nem ismerünk más elvet, hogyan lehet ilyeneket előidézni. egy átalakulás.

A prokarióták számának növekedésével „feltalálták” a fotoszintézis jelenségét, i.e. kémiai reakciók összetett láncolata, amelyben a napfény energiája a szén-dioxiddal és a vízzel együtt oxigénné és glükózzá alakul. A növényekben a fotoszintézis a leveleikben található kloroplasztiszokban megy végbe, ami a légköri oxigént eredményezi. 2-2,5 milliárd évvel ezelőtt jelent meg egy oxigénnel telített légkör. Az eukarióták, többsejtű, genetikai információval rendelkező magot, valamint organellumokat tartalmazó sejtek 1-2 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek. Az organellumok a prokarióta sejtekben, valamint az állati és növényi sejtekben találhatók. A DNS minden élő sejt genetikai anyaga, amely örökletes információt tartalmaz. Az örökletes gének a kromoszómákon helyezkednek el, amelyek DNS-hez kötött fehérjéket tartalmaznak. Minden élőlénynek – baktériumoknak, növény- és állatvilágnak – a fajok óriási sokfélesége ellenére közös az eredete, pl. van közös őse. Az életfa három fő ágból áll - Baktérium, Archaea, Eukaria. Az utolsó csoportba tartozik a teljes növény- és állatvilág. Minden ismert élő szervezet mindössze 20 bázikus aminosav felhasználásával állít elő fehérjéket (bár a természetben összesen 70 aminosav van), és ugyanazt az ATP energiamolekulát használja a sejtekben való energia tárolására. DNS-molekulákat is használnak arra, hogy géneket adjanak át egyik generációról a másikra. A gén az öröklődés alapvető egysége, egy DNS-darab, amely tartalmazza a fehérjeszintézishez szükséges információkat. Különböző szervezeteknek hasonló génjeik vannak, amelyek hosszú evolúciós periódusok során mutálódhatnak vagy javíthatók. A baktériumoktól az amőbákig és az amőbáktól az emberekig a gének felelősek az élőlények jellemzőiért és a fajok fejlődéséért, a fehérjék pedig az életet. Minden élő szervezet DNS-t használ, hogy génjeit továbbadja a következő generációnak. A genetikai információ a DNS-ről a fehérjére egy összetett átalakulási láncon keresztül jut át ​​az RNS-en keresztül, amely hasonló a DNS-hez, de szerkezetében különbözik attól. A chemistry®biology®life átalakulások láncában egy szerves molekula szintetizálódik. A biológusok jól ismerik ezeket az átalakulásokat. Közülük a legcsodálatosabb a genetikai kód megfejtése (The Human Genome Project), amely bonyolultságával és tökéletességével egyaránt ámulatba ejti a képzeletet. A genetikai kód univerzális az életfa mindhárom ágára.

A legérdekesebb kérdés, amelyre az emberiség egy része történelme során választ keres, az az, hogy hogyan keletkezett az első élet, és különösen az, hogy a Földön keletkezett-e, vagy a csillagközi közegből hozták be meteoritok segítségével. Az élet összes alapvető molekulája, beleértve az aminosavakat és a DNS-t, szintén megtalálható a meteoritokban. Az irányított pánspermia elmélete azt sugallja, hogy az élet a csillagközi térben keletkezett (vajon hol?) és a hatalmas téren keresztül vándorol, de ez az elmélet nem tudja megmagyarázni, hogyan maradhat életben az élet az űr zord körülményei között (veszélyes sugárzás, alacsony hőmérséklet, légkör hiánya stb.). .). A tudósok egyetértenek azzal az elmélettel, hogy a Földön a természetes, bár primitív körülmények egyszerű szerves molekulák kialakulásához, valamint változó kémiai aktivitású formák kialakulásához vezettek, amelyek végül elindították az élet fáját. Miller és Urey 1953-ban végzett nagyon érdekes kísérletében összetett szerves molekulák (aldehidek, karboxilok és aminosavak) képződését bizonyították úgy, hogy erős elektromos kisülést vezettek át - a természetes körülmények között a villámhoz hasonlóan - CH4 gázkeveréken. , NH3, H2O, H2, amelyek jelen voltak a Föld elsődleges légkörében. Ez a kísérlet bebizonyította, hogy az élet alapvető kémiai összetevői, pl. biológiai molekulák természetes úton képződhetnek a Föld primitív körülményeinek szimulálásával. Azonban nem fedeztek fel olyan életformákat, beleértve a DNS-molekulák polimerizációját, amelyek nyilvánvalóan csak hosszú távú evolúció eredményeként jöhettek létre.

Időközben bonyolultabb struktúrák kezdtek megjelenni, hatalmas sejtek - szervek és nagy élő képződmények, amelyek millió és milliárd sejtekből állnak (például egy ember tíz billió sejtből áll). A rendszer összetettsége az idő múlásától és a természetes szelekció mélységétől függött, amely megőrizte az új életkörülményekhez leginkább alkalmazkodó fajokat. Bár az összes egyszerű eukarióta hasadással szaporodott, szexuális érintkezés útján bonyolultabb rendszerek is létrejöttek. Ez utóbbi esetben minden új sejt a gének felét az egyik szülőtől, a másik felét a másiktól veszi át.

Az élet történetének nagyon hosszú szakaszában (majdnem 90%) mikroszkopikus és láthatatlan formában létezett. Körülbelül 540 millió évvel ezelőtt kezdődött egy teljesen új forradalmi időszak, amelyet a tudomány kambriumi korszakként ismer. Ez az időszak nagyszámú, kemény héjjal, csontvázzal és erős héjjal rendelkező többsejtű faj gyors megjelenésének időszaka. Megjelentek az első halak és gerincesek, az óceánokból származó növények elkezdtek vándorolni a Földön. Az első rovarok és utódaik hozzájárultak az állatvilág elterjedéséhez a Földön. A szárnyas rovarok, kétéltűek, az első fák, hüllők, dinoszauruszok és mamutok, az első madarak és az első virágok egymás után kezdtek megjelenni (a dinoszauruszok 65 millió évvel ezelőtt tűntek el, nyilván a Föld és egy hatalmas meteorit óriási ütközése miatt). Aztán eljött a delfinek, bálnák, cápák és főemlősök korszaka, a majmok ősei. Körülbelül 3 millió évvel ezelőtt jelentek meg a szokatlanul nagy és fejlett agyú lények, a hominidák (az ember első ősei). Az első ember (homo sapiens) megjelenése 200 000 évvel ezelőttre nyúlik vissza. Egyes elméletek szerint az első ember megjelenése, aki minőségileg különbözik az állatvilág összes többi fajától, a hominidák erős mutációjának eredménye lehet, amely egy új allél (allél) kialakulásának forrása volt. - az egyik gén módosított formája. A modern ember megjelenése hozzávetőlegesen 100 000 évvel ezelőttre nyúlik vissza, történelmünk történelmi és kulturális bizonyítékai nem haladják meg a 3000-74 000 évet, de technológiailag fejlett civilizációvá csak nemrég, alig 200 éve váltunk!

A Földön az élet körülbelül 3,5 milliárd éves biológiai evolúció eredménye. Az élet megjelenése a Földön számos kedvező - csillagászati, geológiai, kémiai és biológiai - körülmény eredménye. Minden élő szervezetnek, a baktériumoktól az emberekig, közös őse van, és több olyan alapvető molekulából áll, amelyek az Univerzumunk összes objektumára jellemzőek. Az élő szervezetek fő tulajdonsága, hogy reagálnak, növekednek, reprodukálnak és információt továbbítanak egyik generációról a másikra. Mi, a földi civilizáció fiatal korunk ellenére sokat értünk el: elsajátítottuk az atomenergiát, megfejtettük az emberi genetikai kódot, komplex technológiákat alkottunk, elkezdtünk kísérletezni a géntechnológia (szintetikus élet) területén, klónozással foglalkozunk, és azon dolgoznak, hogy növeljék a várható élettartamunkat (a tudósok még ma is arról vitatkoznak, hogy a várható élettartamot 800 évre vagy még tovább növeljük), elkezdtek az űrbe repülni, számítógépeket találtak fel, sőt még a földönkívüli civilizációval is megpróbálnak kapcsolatba lépni (SETI program, Search). földönkívüli intelligencia számára). Mert egy másik civilizáció egészen más fejlődési utat fog bejárni, teljesen más lesz, mint a miénk. Ebben az értelemben minden civilizáció egyedi a maga módján – talán ez az egyik oka annak, hogy a SETI program sikertelen volt. Elkezdtünk beavatkozni a szentek szentjébe, i.e. olyan folyamatokba, amelyek a természeti környezetben több millió és millió évig tartanának.

Hogy jobban megértsük, milyen fiatalok vagyunk, tegyük fel, hogy a Föld teljes története egy év, és történelmünk január 1-jén kezdődött. Ebben a léptékben a prokarióták és a kékeszöld baktériumok már június 1-jén megjelentek, ami hamarosan oxigénnel dúsított atmoszférához vezetett. A kambrion korszak november 13-án kezdődött. A dinoszauruszok december 13-tól december 26-ig éltek a Földön, az első hominidák december 31-én délután jelentek meg. Az újévre mi, már modern emberek, elküldtük az első üzenetet az űrbe - Galaxisunk másik részére. Csak körülbelül 100 000 év múlva (vagy a mi léptékünk szerint 15 percen belül) üzenetünk (még senki által nem olvasott) elhagyja galaxisunkat, és más galaxisokba rohan. El fogják olvasni valaha? Nem fogjuk tudni. Nagy valószínűséggel nem.

Nemcsak évmilliárdok kellenek ahhoz, hogy a miénkhez hasonló civilizáció megjelenjen az Univerzum egy másik részén. Fontos, hogy egy ilyen civilizációnak legyen elég ideje a fejlődésére, technológiaivá való átalakulására, és ami a legfontosabb, hogy ne tegye tönkre önmagát (ez a másik oka annak, hogy nem találunk másik civilizációt, bár már több mint 50 éve kerestük év: elpusztulhat, mielőtt technológiássá válna). Technológiánk káros hatással lehet a légkörre. Már ma is aggódunk az ózonlyukak megjelenése miatt a légkörünkben, amelyek az elmúlt 50 évben jelentősen megnövekedtek (az ózon egy háromatomos oxigénmolekula, amely általában méreg). Ez technológiai tevékenységünk eredménye. Az ózonhéj megvéd minket a Nap veszélyes ultraibolya sugárzásától. Az ilyen sugárzás ózonlyukak jelenlétében a Föld hőmérsékletének növekedéséhez és ennek következtében globális felmelegedéshez vezet. A Mars felszíne ma steril az ózonréteg hiánya miatt. Az elmúlt 20 év során a Föld légkörében lévő ózonlyuk egy nagy kontinens méretűre nőtt. A hőmérséklet akár 2 fokos emelkedése a jég olvadásához, az óceánok szintjének emelkedéséhez, valamint azok párolgásához és a légkör szén-dioxid-tartalmának veszélyes növekedéséhez vezet. Ezután a légkör új felmelegedése következik be, és ez a folyamat addig tart, amíg az összes tenger és óceán el nem párolog (a tudósok ezt a jelenséget elszabadult üvegházhatásnak nevezik). Az óceánok elpárolgása után a szén-dioxid mennyisége a légkörben mintegy 100 000-szeresére nő, és eléri a 100%-ot, ami nemcsak a föld légkörének ózonrétegének teljes és visszafordíthatatlan pusztulásához vezet. minden élet a Földön. Az eseményeknek ez a fejlődése naprendszerünk történetében már megtörtént a Vénuszon. 4 milliárd évvel ezelőtt a Vénuszon a földi állapotokhoz közel álltak a körülmények, és talán még élet is volt ott, mert... A nap azokban a távoli időkben nem sütött olyan fényesen (tudható, hogy a napsugárzás intenzitása fokozatosan növekszik). Lehetséges, hogy a Vénuszról az élet a Földre vándorolt, a Földről pedig a napsugárzás növekedésével a Marsra vándorol, bár nyilvánvalóan az élősejtek űrben való vándorlásának problémái miatt ez a fejlődés nem valószínű. A Vénusz légkörében a szén-dioxid mennyisége ma 98%, a légköri nyomás pedig csaknem százszorosa a földinek. Ez a globális felmelegedés és a Vénusz-óceánok párolgása következménye lehet. A Vénusz és a Mars fontos leckét tanítanak nekünk, i.e. ma már tudjuk, mi történhet bolygónkkal, ha nem tesznek intézkedéseket. Egy másik probléma a napsugárzás növekedésével kapcsolatos, ami végeredményben ismert eredménnyel elszabadult üvegházhatást okoz a Földön.

Fejlődésünk exponenciális és felgyorsul. A Föld népessége 40 évente megduplázódik, és az elmúlt 2000 évben körülbelül 200 ezerről 6 milliárdra nőtt. Az ilyen gyors fejlődés azonban nem tartalmazza-e létünk veszélyének csíráit? Elpusztítjuk civilizációnkat? Lesz-e időnk fejlett civilizációvá válni és megérteni történelmünket? Képesek leszünk-e mélyre repülni az űrbe, és találunk-e egy másik, a miénkhez hasonló civilizációt? Einstein szerint a világ legcsodálatosabb dolga az, hogy a világ megismerhető. Talán ez az emberi civilizáció egyik legérdekesebb jellemzője - a világ titkainak felfedésének képessége. Megérthetjük a világot, amelyben élünk, és megérthetjük az azt irányító törvényeket. De miért léteznek ezek a törvények? Miért egyenlő például a fénysebesség 300 000 km/sec vagy miért pont a matematikában jól ismert i szám (a kör kerületének és átmérőjének aránya) pontosan 3,14159...? A. Michelson amerikai fizikus a fénysebesség példátlan pontosságú méréséért kapott Nobel-díjat (hadd emlékeztessem önöket, hogy ez óriási érték: ilyen sebességgel haladva körülbelül egy másodperc alatt a Holdon találjuk magunkat, a Napon 8 perc alatt, a Galaxis közepén pedig 28 000 év múlva). Egy másik példa, hogy a 30 millió darabból álló, egyenként 500-600 betűből álló genetikai kód dekódolása 15 évnyi munkát igényelt összetett programok és számítógépek segítségével. Kiderült, hogy a teljes kód hossza megegyezik 100 millió betű hosszával. Ez a felfedezés a két évezred fordulóján történt, és azt mutatta, hogy a sérült gén megfelelő szakaszán lévő hibák kijavításával képesek lehetünk bármilyen összetett betegség kezelésére. A matematikusok gyors számítógépek segítségével hihetetlen pontossággal, billió tizedesjegyig kiszámolták az I számot, hogy megtudják annak pontos értékét, és egy egyszerű képlettel leírják ezt a számot. Ki találta ki ezeket a számokat, és miért olyanok, amilyenek? Hogyan lehet a genetikai kód ilyen tökéletes? Hogyan kapcsolódnak a fizikai állandók univerzumunkhoz? Természetesen tükrözik Univerzumunk geometriai felépítését, és láthatóan eltérő jelentéssel bírnak a különböző univerzumok számára. Ezt ma nem tudjuk, ahogy sok mást sem. De arra törekszünk, hogy megtaláljuk világunk általános törvényeit, vagy akár egyetlen törvényt, amelyből az összes többi törvényt megkaphatnánk egy adott esetben, és ami nagyon fontos, hogy megértsük a világállandók jelentését. Azt sem tudjuk, hogy létünk összefügg-e valamilyen küldetés teljesítésével.

De térjünk vissza történelmünkhöz és fejlődésünkhöz. Véget ért és mi a jelentése? Mi lesz velünk évmilliók múlva, ha természetesen sikerül megoldanunk technológiai problémáinkat, és nem pusztítjuk el magunkat? Mit jelent annak, hogy történelmünkben olyan ragyogó személyiségek jelennek meg, mint Einstein, Shakespeare vagy Mozart? Lehetséges-e új mutáció és egy másik, az embernél tökéletesebb faj létrehozása? Meg tudja-e oldani ez az új faj az univerzum problémáit, és értelmet adhat-e történelmünknek? Felfedeztük a törvényeket és lélegzetelállító pontossággal megmértük a világ állandóit, de nem értjük, miért olyanok, amilyenek, vagy mi a szerepük az univerzumban. Ha ezek az állandók csak egy kicsit változnának, akkor az egész történelmünk másképp nézne ki. A genetikai kód bonyolultsága és rejtélye ellenére magának az Univerzumnak a rejtélyei végtelennek tűnnek. Mi ezeknek a rejtélyeknek a lényege, és vajon meg tudjuk-e fejteni őket? Természetesen változni fogunk. De hogyan? Mi vagyunk a legmagasabb és utolsó láncszem fejlődésünk hosszú történetében? Történelmünk valami zseniális terv eredménye, vagy egyszerűen az idő és a hosszú fejlődés által lehetővé tett kedvező feltételek százai és ezrei eredménye? Kétségtelen, hogy a fejlődésünknek nincs határa, és végtelen, ahogy a világ is végtelen, millió és millió univerzumból áll, amelyek folyamatosan pusztulnak és alakulnak újra.

Ilja Gulkarov, professzor, a fizikai és matematikai tudományok doktora, Chicago
2005. június 18

Az emberiség történelmének különböző korszakaiban dinoszauruszok csontjait és csodálatos kihalt állatokat találtak. Tudomány híján a talált csontokból legendák alakultak ki az óriásokról vagy a sárkányokról. Csak a tudomány fejlődésével rendelkező modern emberek tudták tanulmányozni a földi élet fejlődésének fő szakaszait paleontológiai leletek segítségével.

Föld oktatás

Bolygónk körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki csillagporból és szilárd részecskékből. A gravitáció növekedésével a Föld elkezdte vonzani a törmeléket és a sziklákat az űrből, amelyek a felszínre hullottak, és fokozatosan felmelegítették a bolygót. Idővel a felső réteg sűrűbbé vált és hűlni kezdett. A forró köpeny mindeddig fenntartja a hőt, megakadályozva, hogy a Föld jégtömbbé váljon.

A bolygó sokáig élettelen állapotban volt. A légkör tele volt különféle gázokkal, és nem tartalmazott oxigént. A nagy mennyiségű gőz felszabadulása a Föld beléből és a gravitáció miatt sűrű felhők kezdtek képződni. Az intenzív esőzések hozzájárultak a Világóceán kialakulásához, amelyben az élet keletkezett.

Rizs. 1. A Föld kialakulása.

Az oxigén az első fotoszintetikus növények megjelenésével jelent meg a légkörben.

A fejlődés szakaszai

A földi élet geológiai korszakokhoz és korszakokhoz kapcsolódik. Az eon a geológiai történelem nagy szakasza, amely több korszakot egyesít. A korszakokat viszont időszakokra osztják. Minden korszakra jellemző az állat- és növényvilág egyéni fejlődése, amely gyakran függött az éghajlattól, a földkéreg állapotától és a földalatti tevékenységtől.

Rizs. 2. A Föld geológiai történetének korszakai.

Az eonok részletesebb leírását a földi élet fejlődésének fő szakaszait bemutató táblázat tartalmazza.

TOP 1 cikkakik ezzel együtt olvasnak

Eon	Korszak	Időszak	Jellegzetes
Katarhey			Körülbelül 4,5 milliárd éve kezdődött és 4 milliárd évvel ezelőtt ért véget. Az üledékes kőzetek ismeretlenek. A bolygó felszíne élettelen és kráterekkel tarkított
			4-2,5 milliárd évvel ezelőtt tartott. Az Eoarchean végén megjelentek az első egysejtű szervezetek - anaerob baktériumok. Karbonát lerakódások és ásványok kialakulása. A kontinensek kialakulása. Az oxigént a neoarcheában a cianobaktériumok termelik
	paleoarchai
	mezoarcheai
	neoarcheai
Proterozoikum	Paleoproterozoikum		Ez az időszak 2,5-1,6 milliárd évvel ezelőtti. A fejlettebb cianobaktériumok nagy mennyiségű oxigént szabadítanak fel, ami oxigénkatasztrófához vezet. Az oxigén pusztítóvá válik az anaerob szervezetek számára. Az első aerob eukarióták az államokban keletkeznek
		Orosirium
		Staterius
	Mezoproterozoikum		1,6-1 milliárd éve tartott. Üledékes kőzetek keletkeznek. Az ektáziában megjelennek az első többsejtű szervezetek - vörös algák. Sthenia esetén eukarióták keletkeznek, amelyek szexuálisan szaporodnak
	Neoproterozoikum		1 milliárd éve kezdődött és 542 millió évvel ezelőtt ért véget. A földkéreg súlyos eljegesedése. Az első többsejtű lágytestű állatok – a vendobionták – az Ediacaran régióban jelennek meg.
		Cryogenium
		Ediacaran
Fanerozoikum	Paleozoikus		541-től 290 millió évig tartott. A korszak kezdetén megjelenik az élő szervezetek fajdiverzitása. Az ordovícium és a szilur között egy kihalási esemény következett be, melynek eredményeként az élőlények több mint 60%-a eltűnt, de már a devonban az élet új ökológiai fülkéket kezdett kialakítani. Megjelentek a zsurlófarkúak, páfrányok, gymnospermek, nagyszámú lebenyúszójú hal, az első gerinces szárazföldi állatok, rovarok, pókok és ammoniták. A devon végén a kihalás is bekövetkezik. A karbonban hüllők, kétéltűek, puhatestűek, mohafélék, ízeltlábúak és porcos halak jelennek meg. A perm korszakban megjelentek a bogarak, a fűzős rovarok és a ragadozó állatok
			252 millió évvel ezelőtt kezdődött és 66 millió évvel ezelőtt ért véget. A perm és a triász találkozásánál történik a legnagyobb tömeges kihalás, melynek következtében a tengeri lakosság 90%-a, a szárazföldiek 70%-a eltűnik. A jura időszakban megjelentek az első virágzó növények, amelyek kiszorították a tornatermőket. A hüllők és a rovarok domináns pozíciót foglalnak el. A kréta időszakban lehűlés és a legtöbb növény kihalása volt. Ez a növényevők, majd a ragadozó hüllők pusztulásához vezet. Helyüket az első madarak és emlősök veszik át
	cenozoikum	Paleogén	66 millió évvel ezelőtt kezdődött és a mai napig tart. Változatos madarak, növények, rovarok. Megjelennek a bálnák, a tengeri sünök, a lábasfejűek, az elefántok és a lovak. Az antropocénben - a jelenlegi időszakban - körülbelül 2 millió évvel ezelőtt jelentek meg az első emberek (homo)

Az élet kialakulásának egyik feltétele a korai Földön az elsődleges légkör megléte volt, amely helyreállító tulajdonságokkal rendelkezik. A korai archean idején a Föld elsődleges légköre szén-dioxidból, nitrogénből, vízgőzből, argonból és abiogén metánból állt. A földi élet létrejöttéhez feltétlenül szükséges a folyékony fázisú víz. Az Archeánban a Nap fényessége 25%-kal volt alacsonyabb, mint ma, így pozitív hőmérséklet csak az egyenlítőn létezhetett.

A primer atmoszféra gázaiból katalizátorok jelenlétében abiogén úton keletkeztek az első legegyszerűbb szerves vegyületek: metán CH 4, formaldehid HCOH, hidrogén-cianid HCN, ammónia NH 3. Ezekből a vegyületekből a ribonukleinsavak (RNS) változatai képződnek.

Ezt követően formaldehid polimerizációjának termékeként ribóz keletkezett, és a hidrogén-cianid polimerizációjának termékeként az adenint is szintetizálták. A kiindulási termékek az adenin és a ribóz a nukleotidok (4.1. ábra) és az adenozin-trifoszfát (ATP) szintézisének anyagaként szolgáltak.

Rizs. 4.1. Nukleotid képződése - egy DNS-molekula linkje
három összetevőből áll

A késő archeusban (3 milliárd évvel ezelőtt) a meleg tározók alján a képződött szerves vegyületekből kolloid asszociációk keletkeztek, amelyeket lipidhéj (membrán) választott el a víztömeg többi részétől. Később, az aminosavak és a félig áteresztő membránok bioszimbiózisának köszönhetően, ezekből a társulásokból a legkisebb primitív egysejtű lények - protobiontok (prokarióták) - a baktériumok magmentes sejtes formái alakultak ki. E primitív életformák energiaforrásai az anaerob kemogén reakciók voltak, amelyek fermentációval (kemoszintézis) nyerték a légzéshez szükséges energiát. Az erjedés nem hatékony módja az energiaellátásnak, ezért a protobionták evolúciója nem léphet túl az egysejtű életszervezési formán. Például a kemoszintézist jelenleg a termofil baktériumok alkalmazzák az óceánközépi gerincek „fekete dohányzóiban”.

A késő archeusban és a korai proterozoikumban stromatolit képződményeket fedeztek fel, amelyek táplálkozási alapja az abiogén metán volt. A világ leggazdagabb grafitlelőhelyét, a Chebert (1,5 millió tonna), amelynek kőzettartalma meghaladja a 27%-ot, Jakutföldön fedezték fel. Ennek a ténynek az a sajátossága, hogy grafitfelhalmozódásokat találtak az archeai komplexum kristályos palákjában, körülbelül 4 milliárd éves korban.

Rizs. 4.2. Mikrofosszíliák elterjedésének sémája az archeai és korai proterozoikumban: 1 – 4 – nano- és cianobaktériumok; 5 – 10 – különféle mikrofosszíliák; 11 – 20 – nagy morfológiai lenyomatok
összetett formák

Több mint 2 ezer mikroorganizmust azonosítottak és írtak le legfeljebb 4 milliárd éves kőzetekben (4.2. ábra). Az ősi kőzetekben a mikroorganizmusok 0,03 mm átlátszó vékony metszetekben találhatók meg. Ezenkívül a mikroorganizmusok grafitizálódtak, amikor a szerves anyag grafittá alakult. A mikroorganizmusok magas koncentrációja a grafitgneiszekben és ércekben a szén elsődleges szerves eredetét bizonyítja a grafittelepekben, ami összhangban van az izotóp-analízis eredményeivel. Azt mondhatjuk, hogy a grafitlerakódások ősi mikroorganizmusok temetői - egyfajta próba a földi élethez.

Ritka egysejtű és többsejtű élőlényeket találtak az ősi kőzetekben akár 3,8 milliárd éves korig. A hatalmas leletek kalcium-karbonátot felhalmozó baktériumok és kék-zöld algák által alkotott karbonát kőzetek voltak. Életkoruk körülbelül 1,5 milliárd év.

Később a vízben összetettebb, fotoszintézisre képes szerves anyagok jelentek meg. A fotoszintetikus anyagok bevonása a protobiont sejtek összetételébe autotrófsá tette azokat. Az oxigén mennyisége a vízben növekedni kezdett. Az oxigén légkörbe jutása miatt redukálóból oxidálóvá vált.

Rizs. 4.3. A légkör oxigéntartalmának alakulása
és különféle életformák

Az eukarióták a prokarióta baktériumok bioszimbiózisa következtében keletkeztek. Így a redukáló légkör körülményei között primitív élet keletkezett, amely ezt követően kedvező feltételeket teremtett a magasan szervezett élet kialakulásához a Földön.

A korai proterozoikum elején élesen megnőtt a fotoszintetikus mikroorganizmusok - kék-zöld algák - bősége. Valamivel később megjelentek a fotoszintetikus egysejtű szervezetek, például a cianobaktériumok, amelyek képesek a vas oxidálására. Talán az első fotokémiai organizmusok alkalmazták a spektrum ultraibolya részéből származó sugárzást. A szabad oxigén (4.3. ábra) és az ózonréteg megjelenése után az autotróf fotoszintetikus szervezetek elkezdték felhasználni a napspektrum látható részéből származó sugárzást. Abban az időben sokféle alga létezett, mind a vízben szabadon lebegtek, mind a fenékhez tapadtak.

A bioszféra evolúciója

Az evolúció az élő szervezetekre vonatkoztatva a következőképpen definiálható: összetett szervezetek időbeli fejlődése egyszerűbb élőlényekből.

A természettudományban létezik a „Pasteur-pont” fogalma – a szabad oxigén olyan koncentrációja, amelynél az oxigénlégzés a napenergia felhasználásának hatékonyabb módja, mint az anaerob fermentáció. Ez a kritikus szint a légkör jelenlegi oxigénszintjének 1%-a. Amikor az oxigénkoncentráció megközelítette a Pasteur-pontot, az aerobok győzelme az anaerobok felett véglegessé vált. A Föld légköre körülbelül 2,5 milliárd évvel ezelőtt lépte át ezt a küszöböt. Ettől kezdve az élet kialakulása a légkör oxigenizációja és sok más környezeti körülmény hatására ment végbe (4.4. ábra).

A légzés a fotoszintézis fordított folyamata, amely több tízszer több energiát szabadít fel, mint az erjedés. Ez az energia felhasználható élőlények növekedésére és mozgatására. Az állatok jól kamatoztatták ezt a felesleges energiát: megtanultak szabadon mozogni élelem után kutatva. A mozgás megkövetelte a testrészek koordinációját és összetett döntések meghozatalának képességét. Ehhez olyan agyra volt szükség, amely megkülönbözteti az állatokat a növényektől. Így a bioszféra kialakulása kémiai folyamatokkal kezdődik, amelyek később biokémiai jelleget kapnak.

Rizs. 4.4. A légkör és a bioszféra összetételének alakulásának vázlata

Ezek az események biztosították az élet gyors elterjedését a vízi környezetben és az eukarióta sejtek fejlődését. Úgy gondolják, hogy az első magos sejtek azután jelentek meg, hogy a légkör oxigéntartalma elérte a mai szint 4%-át. Ez körülbelül 1 milliárd évvel ezelőtt történt. Körülbelül 700 millió évvel ezelőtt megjelentek a többsejtű szervezetek.

A proterozoikumról a fanerozoikumra való átmenet éles geológiai és biológiai határvonal volt, amely gyökeresen megváltoztatta a Föld ökológiai helyzetét. Ettől a pillanattól kezdve a légkör oxidáló légkörbe fordult át, ami lehetővé tette a bióta számára, hogy a növények által szintetizált szerves anyagok oxidációs reakcióin alapuló anyagcserére váltson.

A légköri oxigén parciális nyomásának növekedése mellett a kontinensek sodródása, a klímaváltozás, az óceánok transzgressziója és visszafejlődése a bioszféra evolúcióját befolyásoló fontos tényezőkké váltak. Ezek a tényezők megváltoztatták a biológiai közösségek ökológiai réseit, és fokozták a túlélésért folytatott harcukat. Például a szilúrban és a devonban az óceán szintje a kréta korszakban 400 m-rel emelkedett folyamatok jelentősen megváltoztatták a Föld klímáját. Az óceán felszínének jelentős növekedése és a szárazföldi terület csökkenése mérsékelte a szezonális és szélességi éghajlatváltozásokat. Ahogy az óceán visszahúzódott, a Föld éghajlatának kontinentálissága nőtt, és nőttek a szezonális hőmérsékleti kontrasztok.

Az éghajlatot és annak szélességi zónáját befolyásoló erős folyamatok voltak a nitrogén baktériumok általi eltávolítása a légkörből, valamint a Föld precessziós szögének kontinensek sodródásától és a magas szélességi eljegesedésektől függő ingadozásai. Ezenkívül a kontinensek egymáshoz viszonyított helyzetében bekövetkezett változások megváltoztatták az óceánok biológiai termelékenységét és az óceáni áramlatok keringését. Például miután Ausztrália az Antarktisztól északra költözött, déli körkörös áramlat keletkezett, amely elvágta az Antarktiszt az azt mosó három meleg óceántól. Az Antarktisz éghajlati elszigeteltségének ez a rendszere ma is érvényben van.

Az óceáni élőlények anyagcseréjének radikális átstrukturálása körülbelül 400 millió évvel ezelőtt következett be, amikor a tüdővel rendelkező formák megjelentek az állatvilágban. Ennek a levegőben zajló gázcseréhez alkalmazkodó szervnek a megjelenése lehetővé tette a rendkívül szervezett életnek a szárazföldre jutását.

A kora kréta korszakban (kb. 100 millió évvel ezelőtt) megindult a Föld tektonikus tevékenysége, ami a kontinensek szétválásához és a tenger szárazföldre való előrenyomulásához vezetett. Az eredmény a fauna változatosságának növekedése volt, mivel a kontinensek talapzati tartományai elszigetelődtek. A kréta áthágás a karbonátfogyasztó fauna és mikroflóra felvirágzásához vezetett a polcokon, aminek következtében írókrétarétegek képződtek. Ez a kihágás azonban válságjelenségeket idézett elő az óceán korall-atolljainak biocenózisainak életében.

A geológiatörténet összes főbb mérföldkövét és a geokronológiai lépték korszakokra, időszakokra és korszakokra való felosztását nagymértékben olyan események határozzák meg, mint a kontinensek ütközése és szétválása, az ökológiai rések kialakulása és bezárása, az egyedek kialakulása, kihalása és megőrzése. életformák. Mindezeket a folyamatokat végső soron a Föld tektonikai tevékenysége okozza. Ennek szembetűnő példája Ausztrália és Dél-Amerika endemikus életformái.

A Valdai-jegesedés utolsó szakaszában (10-12 ezer évvel ezelőtt) a „mammut” fauna nagy része kihalt: mamutok, óriásszarvasok, barlangi medvék, kardfogú tigrisek. Ez részben emberi hibára vezethető vissza, részben pedig az, hogy jelentősen megnőtt a légkör páratartalma, a telek havasak lettek, ami megnehezítette a növényevők legelőre jutását. Ennek eredményeként a növényevők az éhezéstől, a ragadozók pedig a növényevők hiányától pusztultak el.

Nagyon valószínű, hogy a neandervölgyiek körülbelül 30 ezer évvel ezelőtt haltak ki, nemcsak a Cro-Magnonokkal való versengés miatt, hanem azért is, mert nem tudták ellenállni a jégkorszak lehűlésének. Az éles éghajlati ingadozások meghatározták a népvándorlást és az emberek faji összetételének kialakulását.

Így a bioszféra 3,5 milliárd év alatti evolúciója szoros összefüggésben alakult ki a bolygó geológiai evolúciójával. Ugyanakkor van visszacsatolás is – az élet hatása a geológiai folyamatok lefolyására. AZ ÉS. Vernadsky ezt írta: „A Föld felszínén nincs erősebb kémiai erő, mint az élő szervezetek összességében véve, a szerves élet nagy szerepet játszik a karbonátok és foszforitok, a szénhordozók és az olaj-gáz üledékképződésében.” lerakódások, a mállási folyamatokban és a földi anyag keringésében.

Miután a légkör oxigénkoncentrációja a jelenlegi szint 10%-ára emelkedett, az ózonréteg hatékonyan védeni kezdte az élő anyagot a kemény sugárzástól, majd az élet kezdett fokozatosan eljutni a szárazföldre ott aztán a gerinctelenek és gerincesek különböző taxonjainak képviselői behatoltak az állatokba. Olyan korok és időszakok teltek el, amikor a növény- és állatvilág egy-egy összetételét egy másik, progresszívebb összetétel váltotta fel, és minden létező forma megjelent (4.5. ábra).

Rizs. 4.5. Az élet fejlődésének robbanásszerű természete a proterozoikum és a fanerozoikum határán

Miután a légkör oxigénkoncentrációja a mai szint 10%-ára emelkedett. 2. Pasteur pont) az ózonréteg elkezdte hatékonyan megvédeni az élő anyagot a kemény sugárzástól.

A kambriumban új életformák evolúciós robbanását tapasztalták: szivacsok, korallok, puhatestűek, hínárok, valamint a magnövények és gerincesek ősei. A paleozoikum korszak következő időszakaiban az élet betöltötte a Világóceánt, és elkezdett eljutni a szárazföldre.

A szárazföldi ökoszisztémák további kialakulása a vízi ökoszisztémák evolúciójától függetlenül zajlott. A zöld növényzet nagy mennyiségű oxigént és táplálékot biztosított a nagy állatok későbbi evolúciójához. Ezzel egy időben az óceáni plankton feltöltődött mésztartalmú és szilíciumhéjú formákkal.

A paleozoikum végén a Föld éghajlata megváltozott. Ebben az időszakban nőtt a bioproduktivitás, és hatalmas fosszilis tüzelőanyag-tartalékok keletkeztek. Később (200-150 millió évvel ezelőtt) az oxigén- és szén-dioxid-tartalom a mai szinten stabilizálódott. A bolygón az általános lehűlés időszakai felmelegedési periódusokkal váltakoztak, amelyek ciklikussága körülbelül 100 ezer év A középső-pleisztocénben (45–60 ezer évvel ezelőtt) egy erőteljes gleccser 48°-ra ereszkedett le. Európában és az ÉSZ 37 o-ig. Észak-Amerikában. A gleccserek viszonylag gyorsan elolvadtak - 1000 éven belül.

Az életnek van egy megváltoztathatatlan törvénye: a nem primitív élőlények bármely csoportja előbb-utóbb kihal, többszörösen előfordult egész állatfaj tömeges kihalása. Így 65 millió évvel ezelőtt sok hüllő eltűnt (4.6. ábra). Utolsó képviselőik a kainozoikum határán tűntek el. Ezek a kihalások nem egyidejűek voltak, sok éven át terjedtek el, és nem kapcsolódtak az emberi tevékenységhez. A paleontológusok szerint a Földön valaha létezett fajok nagy része (akár 98%-a) (legfeljebb 500 millió faj) kihalt.

Rizs. 4.6. A hüllők felemelkedése és kihalása

Az evolúciós fejlődés nem volt véletlen. Az élet új tereket foglalt el, a földi létfeltételek folyamatosan változtak, és ehhez minden élőlénynek alkalmazkodnia kellett. A közösségek és az ökoszisztémák felváltották egymást. Progresszívabb, mobilabb formák jelentek meg, amelyek jobban alkalmazkodtak az új életkörülményekhez.

A bioszféra az élőlények szoros együtt-evolúciója révén fejlődik ki. AZ ÉS. Vernadsky, folytatva a korábbi természettudósok tapasztalatait, a következő elvet fogalmazta meg: „Az élőlények csak élőlényekből származnak, az élőlények és az élettelen dolgok között áthághatatlan határvonal van, bár állandó a kölcsönhatás”.

Ezt a nagy élőlénycsoportok (például növények és növényevők) közötti szoros ökológiai kölcsönhatást nevezzük koevolúció. A koevolúció évmilliárdok óta zajlik a Földön. Az antropogén tényezők nagyon rövid időn belül megjelentek, de a bioszférára gyakorolt ​​​​hatás erejét tekintve összehasonlíthatóvá váltak a természetesekkel. A természet és a bioszféra a modern természettudományban dinamikus rendszerként jelenik meg, amely válságos állapotokon, katasztrófákon és elágazási pontokon halad át.

A bioszféra evolúciója a következő három törvénytől függ:

- állandóság törvénye evolúciós folyamat a bioszférában: az élő szervezetek evolúciója folyamatosan megy végbe, amíg a Föld létezik;

- visszafordíthatatlanság törvénye evolúció: ha egy faj kihal, soha többé nem fog felbukkanni;

- divergencia törvénye: az ősi formából egymás után képződnek magasabb rendű kategóriájú új populációk.

Körülbelül 400 millió évvel ezelőtt az élet elkezdte kolonizálni a földet. Először a növények hatoltak be a földre, talajt hozva létre, majd a gerinctelenek és gerinces állatok különböző taxonjainak képviselői. A devon korszak végére az egész földet növényzet borította. A karbon korszak végére megjelentek a tornatermők, repülő rovarok, valamint az első húsevő és növényevő szárazföldi gerincesek. A perm végén nagy a kihalás (korallok, ammoniták, ősi halak stb.).

Rizs. 4.7. A földi életformák fejlődéstörténetének töredéke
a mezozoikumban és a kainozoikumban

Az első szárazföldi gerincesek kétéltűeket szültek, amelyekből hüllők születtek. A hüllők a mezozoikumban virágoztak (4.7. ábra), és madarakat és emlősöket hoztak létre. A jura korszak közepén hatalmas, négylábú növényevő dinoszauruszok éltek, akár 30 m hosszúak és 30-80 tonnás tömegűek, megjelentek a modern típusú cápák. Az első állatok - a modern emlősök ősei - körülbelül 200 millió évvel ezelőtt jelentek meg.

A kréta időszakban Dél-Amerika és Afrika eltávolodott egymástól. Ebben az időszakban egy másik nagy kihalás következett be: a dinoszauruszok eltűntek A nagy dinoszauruszok globális kihalása után az emlősök kerültek vezető pozícióba és uralják ma. Jelenleg 3 millió állatfaj él a Földön.

Új fajok keletkeztek és kihaltak azok a formák, amelyek nem bírták a versenyt, vagy nem alkalmazkodtak a természeti környezet változásaihoz. Az emberek megjelenése előtt az egyes fajok kihalása lassan, sok millió év alatt következett be. Megállapítást nyert, hogy egy madárfaj átlagos élettartama 2 millió év, az emlősöké 600 ezer év. A természeti környezet sokszor megváltozott. Az állatvilág változását abiotikus tényezők befolyásolták. Hajtogatás és hegyépítés zajlott, az éghajlat megváltozott. Felmelegedés és eljegesedés váltakozott, a tengerszint emelkedett és süllyedt, és a száraz éghajlatot párás váltotta fel.

A bioszféra fejlődésében a következő főbb szakaszok különböztethetők meg.

1. A prokarióta bioszféra stádiuma, amely 2,5 milliárd évvel ezelőtt ért véget, amelyre jellemző: redukáló (oxigénmentes) vízi élőhely és kemoszintézis, a fotoszintetikus prokarióták élettevékenysége; egészen az 1. Pasteur-pontig.

2. Az oxidáló vízi élőhellyel rendelkező prokarióta bioszféra szakasza, amely körülbelül 1,5 milliárd éve ért véget. Ezt a szakaszt, amely az 1. Pasteur-pont elérése után következett be, a következők jellemzik: a legegyszerűbb élőlényekben a légzés megjelenése, amely 14-szer hatékonyabb az erjedési folyamatoknál; az első eukarióta (maggal rendelkező) egysejtű szervezetek megjelenése.

3. Az egysejtű és nem szöveti élőlények 700 millió évig tartó stádiuma. A szakasz körülbelül 800 millió évvel ezelőtt ért véget, és jellemzői: az egyszerű organizmusok biológiai sokféleségének kialakulása a szimbiogenezis következtében az élőlények többsejtűségének kialakulásához vezető átmeneti időszak;

4. A többsejtű szöveti organizmusok stádiuma. Ebben a szakaszban: a devonban (kb. 350 millió évvel ezelőtt) a szárazföldi növényzet mintegy 200 millió évvel ezelőtt jelent meg a növények, gombák és állatok biológiai sokféleségének fejlődése;

5. Antropogén stádium – a Homo sapiens megjelenése a bioszférában.

Hogyan keletkezett az élet a Földön? A részleteket az emberiség nem ismeri, de az alapelveket megállapították. Két fő elmélet és sok kisebb elmélet létezik. Tehát a fő változat szerint a szerves összetevők az űrből érkeztek a Földre, egy másik szerint - minden a Földön történt. Íme néhány a legnépszerűbb tanítások közül.

Panspermia

Hogyan jelent meg Földünk? A bolygó életrajza egyedülálló, és az emberek különböző módokon próbálják megfejteni. Van egy hipotézis, amely szerint az Univerzumban létező élet meteoroidokon (a bolygóközi por és egy aszteroida között közepes méretű égitestek), aszteroidákon és bolygókon keresztül terjed. Feltételezik, hogy vannak olyan életformák, amelyek ellenállnak a kitettségnek (sugárzás, vákuum, alacsony hőmérséklet stb.). Extremofileknek (beleértve a baktériumokat és mikroorganizmusokat is) nevezik.

Törmelékbe és porba esnek, amelyek a Naprendszer kis testeinek halála után, így az élet megőrzése után az űrbe kerülnek. A baktériumok alvó állapotban hosszú ideig utazhatnak, mielőtt újabb véletlenül találkoznának más bolygókkal.

Előfordulhatnak protoplanetáris korongokkal is (sűrű gázfelhő egy fiatal bolygó körül). Ha egy új helyen az „állhatatos, de álmos katonák” kedvező körülmények közé kerülnek, aktívvá válnak. Megkezdődik az evolúció folyamata. A történetet szondák segítségével fejtik ki. Az üstökösök belsejében lévő műszerek adatai azt mutatják: az esetek túlnyomó többségében beigazolódik annak a valószínűsége, hogy mindannyian „kis idegenek” vagyunk, hiszen az élet bölcsője az űr.

Biopoiesis

Íme egy másik vélemény arról, hogyan kezdődött az élet. Vannak élő és élettelen dolgok a Földön. Egyes tudományok üdvözlik az abiogenezist (biopoézist), amely megmagyarázza, hogyan alakult ki a biológiai élet a szervetlen anyagokból a természetes átalakulás révén. A legtöbb aminosav (más néven minden élő szervezet építőköve) természetes kémiai reakciók segítségével képződhet, amelyeknek semmi közük az élethez.

Ezt a Muller-Urey kísérlet is megerősíti. 1953-ban egy tudós gázkeveréken vezette át az elektromosságot, és laboratóriumi körülmények között több aminosavat nyert, amelyek a korai Föld körülményeit szimulálták. Minden élőlényben az aminosavak a genetikai memória őrzői, a nukleinsavak hatására fehérjékké alakulnak át.

Ez utóbbiak biokémiai úton egymástól függetlenül szintetizálódnak, a fehérjék pedig felgyorsítják (katalizálják) a folyamatot. Melyik szerves molekula az első? És hogyan léptek kapcsolatba? Az Abiogenezis folyamatban van a válasz megtalálásában.

Kozmogonikus irányzatok

Ez az űrbeli doktrína. Az űrtudomány és a csillagászat sajátos kontextusában a kifejezés a Naprendszer létrejöttének (és tanulmányozásának) elméletére vonatkozik. A naturalista kozmogónia felé irányuló törekvések nem bírják a kritikát. Először is, a létező tudományos elméletek nem tudják megmagyarázni a fő dolgot: hogyan jelent meg maga az Univerzum?

Másodszor, nincs olyan fizikai modell, amely megmagyarázná az Univerzum létezésének legkorábbi pillanatait. Az említett elmélet nem tartalmazza a kvantumgravitáció fogalmát. Bár a húrelméleti szakemberek azt mondják, hogy az elemi részecskék a kvantumhúrok rezgései és kölcsönhatásai következtében keletkeznek, az Ősrobbanás eredetét és következményeit tanulmányozók (hurokkvantumkozmológia) ezzel nem értenek egyet. Úgy vélik, hogy képleteik vannak a modell leírására mezőegyenletekkel.

A kozmogonikus hipotézisek segítségével az emberek megmagyarázták az égitestek mozgásának és összetételének homogenitását. Jóval az élet megjelenése előtt a Földön az anyag betöltötte az egész teret, majd fejlődött.

Endosymbiont

Az endoszimbiotikus változatot először Konsztantyin Merezskovszkij orosz botanikus fogalmazta meg 1905-ben. Úgy vélte, hogy egyes organellumok szabadon élő baktériumokként keletkeztek, és endoszimbiontaként bekerültek egy másik sejtbe. A mitokondriumok proteobaktériumokból (konkrétan Rickettsialákból vagy közeli rokonokból), a kloroplasztiszok pedig cianobaktériumokból fejlődtek ki.

Ez arra utal, hogy a baktériumok többféle formája szimbiózisba lépve eukarióta sejtet alkotott (az eukarióták élő szervezetek sejtmagot tartalmazó sejtjei). A genetikai anyag baktériumok közötti vízszintes átvitelét a szimbiotikus kapcsolatok is elősegítik.

Az életformák sokféleségének megjelenését a modern organizmusok utolsó közös őse (LUA) előzhette meg.

Spontán generáció

A 19. század elejéig az emberek általában elutasították a "hirtelenséget" mint magyarázatot arra, hogyan kezdődött az élet a Földön. Az élet bizonyos formáinak váratlan spontán létrejötte az élettelen anyagból elképzelhetetlennek tűnt számukra. De hittek a heterogenezis (a szaporodási mód megváltozása) létezésében, amikor az egyik életforma egy másik fajból származik (például méhek virágból). A spontán keletkezésről szóló klasszikus elképzelések a következőkben csapódnak le: néhány összetett élő szervezet a szerves anyagok bomlása miatt jelent meg.

Arisztotelész szerint ez könnyen megfigyelhető igazság volt: a levéltetvek a növényekre hulló harmatból keletkeznek; legyek - romlott ételtől, egerek - piszkos szénától, krokodilok - a tározók alján lévő rothadó rönköktől stb. A spontán generáció elmélete (melyet a kereszténység cáfolt) titokban évszázadokon át létezett.

Általánosan elfogadott, hogy az elméletet végül a 19. században Louis Pasteur kísérletei cáfolták meg. A tudós nem az élet eredetét, hanem a mikrobák megjelenését tanulmányozta, hogy képes legyen leküzdeni a fertőző betegségeket. Pasteur bizonyítékai azonban már nem voltak vitatottak, hanem szigorúan tudományos jellegűek.

Az agyagelmélet és a szekvenciális teremtés

Az agyag alapú élet megjelenése? Lehetséges? Egy skót kémikus, A. J. Kearns-Smith, a Glasgow-i Egyetemről 1985-ben egy ilyen elmélet szerzője. Más tudósok hasonló feltételezései alapján azt állította, hogy a szerves részecskék, miután az agyagrétegek közé kerültek, és kölcsönhatásba léptek velük, az információ tárolásának és növekedésének módszerét alkalmazták. Így a tudós az „agyaggént” tekintette elsődlegesnek. Kezdetben az ásvány és a születőben lévő élet együtt létezett, de egy bizonyos szakaszban „szétszóródtak”.

A pusztulás (káosz) gondolata a feltörekvő világban megnyitotta az utat a katasztrófa elmélete előtt, mint az evolúcióelmélet egyik elődje előtt. Támogatói úgy vélik, hogy a Földet a múltban hirtelen, rövid ideig tartó, erőszakos események érintették, és a jelen a múlt kulcsa. Minden egymást követő katasztrófa elpusztította a létező életet. Az ezt követő alkotás már másként elevenítette fel, mint az előző.

Materialista doktrína

És itt van egy másik verzió arról, hogyan kezdődött az élet a Földön. A materialisták terjesztették elő. Úgy vélik, hogy az élet az időben és térben kiterjedt fokozatos kémiai átalakulások eredményeként keletkezett, amelyek minden valószínűség szerint csaknem 3,8 milliárd évvel ezelőtt történtek. Ezt a fejlődést molekulárisnak nevezik, ez érinti a dezoxiribonukleinsavak és ribonukleinsavak, valamint a fehérjék (fehérjék) területét.

Tudományos mozgalomként a doktrína az 1960-as években alakult ki, amikor aktív kutatások folytak a molekuláris és evolúciós biológiával, valamint a populációgenetikával kapcsolatban. A tudósok ezután megpróbálták megérteni és megerősíteni a nukleinsavakkal és fehérjékkel kapcsolatos legújabb felfedezéseket.

Az egyik kulcsfontosságú téma, amely ösztönözte ennek a tudásterületnek a fejlődését, az enzimatikus működés evolúciója, a nukleinsav-divergencia „molekuláris óraként” történő alkalmazása volt. Feltárása hozzájárult a fajok divergenciájának (elágazódásának) mélyebb vizsgálatához.

Szerves eredetű

E doktrína támogatói az alábbiak szerint beszélnek arról, hogyan jelent meg az élet a Földön. A fajok kialakulása régen kezdődött - több mint 3,5 milliárd évvel ezelőtt (a szám azt az időszakot jelzi, amelyben az élet létezett). Valószínűleg eleinte lassú és fokozatos átalakulási folyamat ment végbe, majd megkezdődött a javulás gyors (az Univerzumon belüli) szakasza, az egyik statikus állapotból a másikba való átmenet a fennálló feltételek hatására.

Az evolúció, amelyet biológiainak vagy szervesnek is neveznek, az a folyamat, amely az élőlények populációiban található egy vagy több öröklődő tulajdonság időbeli változását jelenti. Az örökletes tulajdonságok olyan különleges jellegzetességek, beleértve az anatómiai, biokémiai és viselkedési jellemzőket, amelyek egyik generációról a másikra öröklődnek.

Az evolúció az összes élő szervezet sokféleségéhez és diverzifikációjához vezetett (diverzifikáció). Charles Darwin úgy jellemezte színes világunkat, mint „végtelen formák, a legszebbek és a legcsodálatosabbak”. Az embernek az a benyomása, hogy az élet eredete egy történet, amelynek nincs kezdete és vége.

Különleges alkotás

Ezen elmélet szerint az élet minden formáját, amely ma a Földön létezik, Isten teremtette. Ádám és Éva az első férfi és nő, akit a Mindenható teremtett. Velük kezdődött az élet a Földön, hisz keresztények, muszlimok és zsidók. A három vallás egyetértett abban, hogy Isten hét nap alatt teremtette meg az univerzumot, így a hatodik nap lett munkája csúcspontja: Ádámot a föld porából, Évát pedig bordájából teremtette meg.

A hetedik napon Isten megpihent. Aztán levegőt vett, és elküldte, hogy gondozza az Éden nevű kertet. Középen nőtt az Élet fája és a Jó tudás fája. Isten engedélyt adott, hogy egye a kert összes fájának gyümölcsét, kivéve a Tudás Fáját („mert azon a napon, amelyen eszel róla, meghalsz”).

De az emberek nem engedelmeskedtek. A Korán azt mondja, hogy Ádám javasolta az alma kipróbálását. Isten megbocsátott a bűnösöknek, és mindkettőjüket képviselőként küldte a földre. És mégis... Honnan jött az élet a Földön? Amint látja, nincs egyértelmű válasz. Bár a modern tudósok egyre inkább hajlanak minden élőlény eredetének abiogén (szervetlen) elméletére.