Kada je započela evolucija života na Zemlji?
Evolucija života na Zemlji započela je pojavom prvog
Dominantne su bile cijanobakterijske prostirke i arhejeoblik života na početku arhejskog razdoblja i bili su veliki evolucijski korak tog vremena. Fotosinteza kisika, koja se pojavila prije otprilike 2,5 milijardi godina, na kraju je dovela do oksigenacije atmosfere, koja je započela prije otprilike 2,4 milijarde godina.
Najraniji dokazi o eukariotima datiraju izPrije 1,8 milijardi godina, iako su se mogli pojaviti i ranije - diverzifikacija eukariota se ubrzala kad su počeli koristiti kisik u svom metabolizmu. Kasnije, prije oko 1,7 milijardi godina, počeli su se pojavljivati višećelijski organizmi s diferenciranim stanicama za obavljanje specijaliziranih funkcija.
Prije oko 1,2 milijarde godina, prvaalge, a već prije oko 450 milijuna godina - prve više biljke. Beskralješnjaci su se pojavili tijekom razdoblja Ediakarana, a kralježnjaci su se pojavili prije oko 525 milijuna godina tijekom kambrijske eksplozije.
Tijekom permskog razdoblja od velikih kralježnjakaSinapsidi, preci sisavaca, dominirali su, ali događaji permskog izumiranja (prije 251 milijun godina) uništili su 96% svih morskih vrsta i 70% vrsta kopnenih kralježnjaka, uključujući većinu sinapsida.
Tijekom razdoblja oporavka nakon ove katastrofeArhosauri su postali najrašireniji kopneni kralješnjaci i zamijenili su terapside sredinom trijasa. Na kraju trijasa, arhosauri su doveli do dinosaura koji su dominirali tijekom razdoblja jure i krede.
Preci sisavaca u to vrijeme bili sumale su kukcojede životinje. Nakon izumiranja u razdoblju krede i paleogena, koje se dogodilo prije oko 66 milijuna godina, svi dinosauri koji nisu bili ptičje vrste su izumrli, ostavljajući samo krokodile i ptice kao arhosaure.
Nakon toga sisavci su brzo postalipovećanje veličine i raznolikosti, jer se sada gotovo nitko nije natjecao s njima. Takva masovna izumiranja vjerojatno su ubrzala evoluciju dopuštajući da se nove skupine organizama diverzificiraju.
Fosilni ostaci pokazuju da cvjetanjebiljke su se pojavile u ranom razdoblju Krede (prije 130 milijuna godina) ili nešto ranije i vjerojatno su pomogle razvoju insekata oprašivača. Društveni insekti pojavili su se otprilike u isto vrijeme kad i cvjetnice. Iako zauzimaju samo mali dio "rodovnice" insekata, oni trenutno čine više od polovice ukupnog broja.
Ljudi su jedan od primata koji su počeli uspravno hodati prije otprilike 6 milijuna godina. Iako je veličina mozga njihovih predaka bila usporediva s veličinom ostalih hominida, poput čimpanzi.
Pojava života
Prema modernom konceptu RNA svijeta,Ribonukleinska kiselina (RNA) bila je prva molekula koja se sama replicirala. Mogli su proći milijuni godina prije nego što se prva takva molekula pojavila na Zemlji. Ali nakon njegovog formiranja, na našem se planetu pojavila mogućnost pojave života.
Molekula RNA može djelovati poput enzima, spajajući slobodne nukleotide u komplementarni niz. Tako se RNA umnožava.
Ali ti se kemijski spojevi još ne mogu nazvatiživo biće, jer nemaju tjelesne granice. Bilo koji živi organizam ima takve granice. Samo unutar tijela izoliranog od vanjskog kaotičnog kretanja čestica mogu se odvijati najsloženije kemijske reakcije, omogućujući biću da se hrani, razmnožava, pomiče itd.
Pojava izoliranih šupljina u oceanu -pojava je prilično česta. Nastaju od masnih kiselina (alifatskih kiselina) koje dospiju u vodu. Stvar je u tome što je jedan kraj molekule hidrofilan, a drugi hidrofoban.
Masne kiseline zarobljene u vodi tvore kugle na takav način da su hidrofobni krajevi molekula unutar kugle. Možda su molekule RNA počele padati u takve sfere.
Izolirana šupljina koju stvaraju molekule fosfolipida
- Prvi metabolizam
Sposobnost reprodukcije i prisutnost tjelesnih granica -to nisu svi znakovi koji razlikuju živo biće od nežive prirode. Da bi se reproducirala unutar sfere masnih kiselina, molekula RNA morala je prilagoditi metabolički proces.
- Prva dioba stanica
Kako su prve stanice, koje se sastoje odMolekule RNA i membrane masnih kiselina trenutno su nepoznate. Možda se nova molekula RNA izgrađena unutar membrane počela odgurivati od prve.
Na kraju je jedan od njih probio membranu. Zajedno s molekulom RNA otišao je i dio molekula masnih kiselina koji su oko nje stvorili novu kuglu.
Pretkambrij ili kriptoza
Pretkambrij je trajao gotovo 4 milijarde godina.U tom su se vremenskom razdoblju na Zemlji dogodile značajne promjene: kora se ohladila, pojavili su se oceani i, što je najvažnije, primitivni život. Međutim, tragovi ovog života u fosilnim zapisima su rijetki, jer su prvi organizmi bili mali i nisu imali tvrde ljuske.
Na pretkambrij se odnosi veći dio Zemljine geološke povijesti—oko 3,8 milijardi godina. Štoviše, njegova je kronologija mnogo manje razvijena od one u fanerozoiku koji je uslijedio.
Razlog tome je što organski ostaci uPrekambrijske naslage izuzetno su rijetke, što je jedna od karakterističnih karakteristika ovih drevnih geoloških formacija. Stoga je paleontološka metoda proučavanja predkambrijskih slojeva neprimjenjiva.
- Katarhejski eon (prije 4,54 - 4,0 milijarde godina)
Istraživanje meteorita, stijena i drugihmaterijali iz tog vremena pokazuju da je naš planet nastao prije otprilike 4,54 milijarde godina. Do tog vremena oko Sunca je postojao samo mutni disk koji se sastojao od plina i kozmičke prašine. Tada se pod utjecajem gravitacije prašina počela skupljati u mala tijela koja su se na kraju pretvorila u planete.
Mnogo milijuna godina na Zemlji nije bilonije bilo oblika života. Nakon arhejske epizode topljenja gornjeg plašta i njegovog pregrijavanja pojavom magmatskog oceana u ovoj geosferi, cijela netaknuta površina Zemlje, zajedno sa svojom primarnom i u početku gustom litosferom, vrlo brzo je potonula u taline gornjeg sloja. plašt.
Atmosfera u to vrijeme nije bila gusta i sastojala se od njeiz otrovnih plinova poput amonijaka (NH3), metana (CH4), vodika (H2), klora (Cl2), sumpora. Njegova temperatura dosegla je 80 ° S. Prirodna radioaktivnost bila je višestruko veća od trenutne. Život u takvim uvjetima bio je nemoguć.
Zemlja je trebala prije 4,533 milijarde godinasudario se s nebeskim tijelom veličine Marsa, hipotetičkim planetom Theia. Sudar je bio toliko jak da su krhotine sudara bačene u svemir i stvorile su mjesec.
Formiranje Mjeseca pridonijelo je nastanku života: uzrokovalo je plimu i oseku, što je pomoglo u čišćenju i prozračivanju mora te stabiliziralo Zemljinu os rotacije.
Katarhejski eon, prije 4,54-4 milijarde godina,poznat kao protoplanetarni stadij u razvoju Zemlje. Obuhvaća prvu polovicu kriptozoika. Tada je Zemlja bila hladno tijelo s razrijeđenom atmosferom i bez hidrosfere. U takvim se uvjetima nije mogao pojaviti život.
Za vrijeme katarchei atmosfera nije bila gusta. Sastojalo se od plinova i vodene pare koji su se pojavili kad se Zemlja sudarila s asteroidima.
Zbog činjenice da je i Mjesec bioblizu (samo 170 tisuća km) od Zemlje (duljina ekvatora je 40 tisuća km), dan nije dugo trajao - samo 6 sati. Ali, kako se mjesec udaljavao, dan je počeo rasti.
- Archean Eon (prije 4,0 - 2,5 milijarde godina)
Otprilike su prvi kemijski tragovi životaU australskim stijenama (Pilbara) otkriveno je 3,5 milijardi godina. Organski je ugljik kasnije otkriven u stijenama koje su stare 4,1 milijardu godina. Možda je život nastao u vrućim izvorima, gdje je bilo mnogo hranjivih sastojaka, uključujući nukleotide.
Život u Arhejima razvio se u bakterije i cijanobakterije. Vodili su način života gotovo pri dnu: dno mora prekrili su tankim slojem sluzi.
Eoarhej:
Trajalo je prije 4-3,6 milijardi godina. Prokarioti su se mogli pojaviti već na kraju Eoarchea. Uz to, najstarije geološke stijene - formacija Isua na Grenlandu - pripadaju Eoarcheu.
Paleoarhejski:
Paleoarhejski je trajao od prije 3,6 do 3,2 milijarde godina. Najstariji oblik života koji potječe iz ove ere nalazi se u Australiji - dobro očuvani ostaci bakterija starih 3,46 milijardi godina.
Mezoarhejski:
Stromatolit mezoarhejskog razdoblja
Mezoarhejski je trajao prije 3,2-2,8 milijardi godina. Stromatoliti se već nalaze u Mezoarhejima.
Novoarhejski:
Neoarchean je trajao prije 2,8-2,5 milijardi godina.U tom se razdoblju pojavila fotosinteza kisika, što je uzrokovalo katastrofu kisika koja se dogodila u paleoproterozoiku. U tom se razdoblju aktivno razvijaju bakterije i alge.
Što je bilo rodonačelnik živih organizama?
Znanstvenici sa Sveučilišta Nagoya u Japanu vjeruju da je prije pojave prve žive stanice postojao svijet pre-RNA temeljen na ksenonukleinskim kiselinama (XNA).
Za razliku od RNA lanaca, replikacija i sastavljanje XNA ne zahtijeva enzime. Lanci ksenonukleinske kiseline dovoljno su stabilni da nose genetsku informaciju.
Također su se sposobni vezati za proteine i imaju enzimatske funkcije poput ribozima (kako znanstvenici nazivaju ribonukleinske kiseline koje mogu katalizirati biokemijske reakcije).
Znanstvenici su sintetizirali fragmente alifatske (neciklične) nukleinske kiseline L-treoninola (L-aTNA), za koju se vjeruje da je postojala prije pojave RNA.
Također su napravili duži L-aTNA lanac,koji je bio komplementaran izvornom slijedu fragmenata, baš kao što dva međusobno komplementarna lanca DNA stvaraju dvostruku zavojnicu.
U epruveti u kontroliranim uvjetima više odkratki fragmenti L-aTNA spajaju se i vežu jedni za druge na dužem lancu L-treoninola. To se dogodilo u prisutnosti spoja nazvanog N-cijanoimidazol i metalnog iona poput mangana, koji su najvjerojatnije bili prisutni na ranoj Zemlji.
Fragmenti L-aTNA također bi se mogli vezati za DNA i RNA. To sugerira da se genetski kod može prenijeti s DNA i RNA na L-aTNA i obrnuto.
Prema znanstvenicima, rezultati studije pomoći će budućem razvoju u stvaranju umjetnog života i visoko funkcionalnih alata za biotehnologiju, koji se sastoje od acikličkih XNA.
Čitaj više:
Stvorena je prva točna karta svijeta. Što nije u redu sa svima ostalima?
Znanstvenici objašnjavaju pojavu "pauka" na površini Marsa
Istraživači su prvi put uronili na najdublje potopljeni brod