Jak a kdy se na naší planetě objevil předek všeho živého?

Kdy začala evoluce života na Zemi?

Vývoj života na Zemi začal od prvního okamžiku

živý tvor - asi 2,7 miliardy (a do roku)některá data - před 4,1 miliardami let) a pokračuje dodnes. Podobnost mezi všemi organismy naznačuje přítomnost společného předka, ze kterého pocházejí všechny ostatní živé bytosti.

Dominantní byly rohože sinic a archeaforma života na začátku archeanského období a byly obrovským vývojovým krokem té doby. Kyslíková fotosyntéza, která začala asi před 2,5 miliardami let, nakonec vedla k okysličování atmosféry, která začala asi před 2,4 miliardami let.

Nejstarší důkazy o eukaryotech se datují doPřed 1,8 miliardami let, i když se mohly objevit dříve - diverzifikace eukaryot zrychlila, když začali používat kyslík ve svém metabolismu. Později, asi před 1,7 miliardami let, se začaly objevovat mnohobuněčné organismy s diferencovanými buňkami, aby mohly vykonávat specializované funkce.

Asi před 1,2 miliardami let, prvnířasy a již asi před 450 miliony let - první vyšší rostliny. Bezobratlí se objevili během ediacaranského období a obratlovci vznikli asi před 525 miliony let během kambrické exploze.

Během permu z velkých obratlovcůsynapsidy převládaly - předci savců, ale události vyhynutí v permu (před 251 miliony let) zničily 96% všech mořských druhů a 70% suchozemských druhů obratlovců, včetně většiny synapsidů.

V období zotavení po této katastrofěArchosaurové se stali nejhojnějšími suchozemskými obratlovci a ve středu triasu nahradili therapsidy. V pozdním triasu se z archosaurů staly dinosauři, kteří dominovali jurskému a křídovému období.

Předci savců v té době představovalijsou malí hmyzožravci. Po vyhynutí křídy-paleogenu, ke kterému došlo asi před 66 miliony let, vyhynuli všichni nelidští dinosauři a z archosaurů zůstali pouze krokodýli a ptáci.

Poté se savci rychle stalinárůst velikosti a rozmanitosti, protože teď s nimi téměř nikdo nekonkuroval. Takové hromadné vyhynutí pravděpodobně urychlilo vývoj tím, že umožnilo diverzifikaci nových skupin organismů.

Fosílie ukazují, že kvetenírostliny se objevily v rané křídě (před 130 miliony let) nebo o něco dříve a pravděpodobně pomohly vyvinout opylující hmyz. Společenský hmyz se objevil přibližně ve stejné době jako kvetoucí rostliny. I když zabírají pouze malou část „rodokmenu“ hmyzu, v současné době tvoří více než polovinu z celkového počtu.

Lidé jsou jedním z primátů, kteří začali chodit vzpřímeně asi před 6 miliony let. Ačkoli velikost mozku jejich předků byla srovnatelná s velikostí jiných hominidů, jako jsou šimpanzi.

Vznik života

Podle moderního pojetí světa RNA,Ribonukleová kyselina (RNA) byla první molekulou, která se sama replikovala. Mohly uplynout miliony let, než se na Zemi objevila první taková molekula. Ale po svém vzniku se na naší planetě objevila možnost života.

Molekula RNA může fungovat jako enzym a spojovat volné nukleotidy do komplementární sekvence. Takto se RNA množí.

Ale tyto chemické sloučeniny ještě nelze nazvatživá bytost, protože nemají žádné hranice těla. Každý živý organismus má takové hranice. Pouze uvnitř těla izolovaného od vnějšího chaotického pohybu částic může dojít k nejsložitějším chemickým reakcím, které umožní tvorovi krmit se, rozmnožovat se, pohybovat se atd.

Vzhled izolovaných dutin v oceánu -tento jev je poměrně častý. Jsou tvořeny mastnými kyselinami (alifatickými kyselinami) zachycenými ve vodě. Jde o to, že jeden konec molekuly je hydrofilní a druhý je hydrofobní.

Mastné kyseliny zachycené ve vodě tvoří koule takovým způsobem, že hydrofobní konce molekul jsou uvnitř koule. Možná, že molekuly RNA začaly padat do takových koulí.

Izolovaná dutina vytvořená molekulami fosfolipidů

  • První metabolismus

Schopnost reprodukce a přítomnost hranic těla -to nejsou všechna znamení, která odlišují živou bytost od neživé přírody. Aby se molekula RNA mohla množit v oblasti mastných kyselin, musela upravit metabolický proces.

  • První buněčné dělení

Jak fungovaly první buňkyMolekuly RNA a membrány vyrobené z mastných kyselin nejsou v současné době známy. Možná, že nová molekula RNA zabudovaná uvnitř membrány začala odpuzovat tu první.

Nakonec jeden z nich prorazil membránu. Spolu s molekulou RNA odešla část molekul mastných kyselin, které kolem ní vytvořily novou kouli.

Precambrian nebo kryptose

Precambrian trval téměř 4 miliardy let.Během této doby došlo na Zemi k významným změnám: kůra se ochladila, objevily se oceány a hlavně se objevil primitivní život. Stopy tohoto života ve fosilních záznamech jsou však vzácné, protože první organismy byly malé a neměly tvrdé skořápky.

Precambrian představuje většinu geologické historie Země - asi 3,8 miliardy let. Kromě toho je jeho chronologie mnohem horší rozvinutá než Phanerozoic, který následoval.

Důvodem je to, že organické zbytky vPrecambrian vkladů jsou extrémně vzácné, což je jeden z charakteristických rysů těchto starověkých geologických formací. Paleontologická metoda studia prekambrických vrstev je proto nepoužitelná.

  • Catarchean eon (před 4,54 - 4,0 miliardami let)

Výzkum meteoritů, hornin a dalšíchmateriály z té doby ukazují, že naše planeta byla vytvořena asi před 4,54 miliardami let. Do té doby byl kolem Slunce pouze rozmazaný disk, který se skládal z plynu a kosmického prachu. Poté se pod vlivem gravitace prach začal hromadit na malá tělesa, která se nakonec změnila na planety.

V průběhu mnoha milionů let žádné nebylyneexistovaly žádné formy života. Po archeanské epizodě tání horního pláště a jeho přehřátí se vznikem magmatického oceánu v této geosféře se celý nedotčený povrch Země spolu s jeho primární a původně hustou litosférou velmi rychle ponořil do tavenin horního plášť.

Atmosféra v té době nebyla hustá a skládala se zz jedovatých plynů, jako je amoniak (NH3), metan (CH4), vodík (H2), chlor (Cl2), síra. Jeho teplota dosáhla 80 ° С. Přirozená radioaktivita byla mnohonásobně vyšší než ta současná. Život v takových podmínkách byl nemožný.

Před 4,533 miliardami let se předpokládá Zeměse srazil s nebeským tělesem o velikosti Marsu, hypotetickou planetou Theia. Srážka byla tak silná, že trosky po srážce byly vyhozeny do vesmíru a vytvořily Měsíc.

Vznik Měsíce přispěl ke vzniku života: způsobil příliv a odliv, který pomohl očistit a provzdušnit moře, a stabilizoval osu otáčení Země.

Catarchean eon, před 4,54-4 miliardami let,známý jako protoplanetární fáze ve vývoji Země. Pokrývá první polovinu kryptozoicu. Země byla v té době chladným tělesem se zředěnou atmosférou a bez hydrosféry. Za takových podmínek se nemohl objevit žádný život.

Během katarchei nebyla atmosféra hustá. Skládalo se z plynů a vodní páry, které se objevily při srážce Země s asteroidy.

Vzhledem k tomu, že tehdy byl i měsícblízko (jen 170 tisíc km) k Zemi (délka rovníku - 40 tisíc km), den netrval dlouho - pouze 6 hodin. Ale jak se měsíc vzdaloval, den začal přibývat.

  • Archean Eon (před 4,0 - 2,5 miliardami let)

První chemické stopy života jsou asiVe skalách Austrálie (Pilbara) bylo objeveno 3,5 miliardy let. Organický uhlík byl později objeven ve skalách z doby před 4,1 miliardami let. Možná život vznikl přesně v horkých pramenech, kde bylo mnoho živin, včetně nukleotidů.

Život v Archeanu se vyvinul do bakterií a sinic. Vedli životní styl blízký dnu: pokryli dno moře tenkou vrstvou hlenu.

Eoarcheus:

Trvalo to před 4–3,6 miliardami let. Prokaryoti se možná objevili již na konci Eoarcheanu. Navíc nejstarší geologické horniny - formace Isua v Grónsku - patří k Eoarcheanům.

Paleoarchean:

Paleoarchean trval před 3,6 až 3,2 miliardami let. Nejstarší forma života z této doby se nachází v Austrálii - zachovalé zbytky bakterií ve věku 3,46 miliardy let.

Mezoarchejština:

Stromatolit z mezoarchejského období

Mesoarchean trval před 3,2-2,8 miliardami let. Stromatolity se již nacházejí v mezoarchejštině.

Neoarchean:

Neoarchean trval před 2,8-2,5 miliardami let.Během tohoto období se objevila fotosyntéza kyslíku, která způsobila kyslíkovou katastrofu, která nastala v paleoproterozoiku. Během tohoto období se bakterie a řasy aktivně rozvíjejí.

Co byl předek živých organismů?

Vědci z Nagoya University v Japonsku věří, že před první živou buňkou existoval svět před RNA založený na xenonukleových kyselinách (XNA).

Na rozdíl od řetězců RNA replikace a sestavení XNA nevyžaduje enzymy. Řetězce xenonukleové kyseliny jsou dostatečně stabilní, aby přenášely genetickou informaci.

Jsou také schopni vázat se na bílkoviny a mají enzymatické funkce jako ribozymy (jak vědci nazývají ribonukleové kyseliny, které mohou katalyzovat biochemické reakce).

Vědci syntetizovali fragmenty alifatické (bezkruhové) nukleové kyseliny L-threoninolu (L-aTNA), o které se předpokládá, že existovala před příchodem RNA.

Vyrobili také delší řetězec L-aTNA,který byl komplementární k původní sekvenci fragmentů, stejně jako dva navzájem komplementární řetězce DNA vytvářejí dvojitou šroubovici.

Ve zkumavce za kontrolovaných podmínek více nežkrátké fragmenty L-aTNA se spojují a váží se na sebe na delším řetězci L-threoninolu. Stalo se to v přítomnosti sloučeniny zvané N-kyanoimidazol a kovového iontu, jako je mangan, které byly s největší pravděpodobností přítomny na počátku Země.

Fragmenty L-aTNA by se mohly také vázat na DNA a RNA. To naznačuje, že genetický kód lze přenést z DNA a RNA na L-aTNA a naopak.

Podle vědců výsledky výzkumu pomohou budoucímu vývoji vytvořit umělý život a vysoce funkční biotechnologické nástroje, sestávající z acyklických XNA.

Přečtěte si více:

Byla vytvořena první přesná mapa světa. Co se děje s ostatními?

Vědci vysvětlují výskyt „pavouků“ na povrchu Marsu

Vědci se poprvé vrhli na nejhlubší potopenou loď