Quando começou a evolução da vida na Terra?
A evolução da vida na Terra começou com o aparecimento dos primeiros
Tapetes de cianobactérias e archaea eram dominantesforma de vida no início do período Arqueano e foram um grande passo evolutivo daquela época. A fotossíntese do oxigénio, que surgiu há cerca de 2,5 mil milhões de anos, acabou por levar à oxigenação da atmosfera, que começou há cerca de 2,4 mil milhões de anos.
As primeiras evidências de eucariotos datam de1,8 bilhão de anos atrás, embora possam ter aparecido antes - a diversificação dos eucariotos se acelerou quando eles começaram a usar o oxigênio em seu metabolismo. Mais tarde, cerca de 1,7 bilhão de anos atrás, organismos multicelulares começaram a aparecer com células diferenciadas para desempenhar funções especializadas.
Cerca de 1,2 bilhão de anos atrás, o primeiroalgas, e já cerca de 450 milhões de anos atrás - as primeiras plantas superiores. Os invertebrados surgiram durante o período ediacariano e os vertebrados surgiram há cerca de 525 milhões de anos, durante a explosão cambriana.
Durante o período Permiano de grandes vertebradosOs sinapsídeos, ancestrais dos mamíferos, predominaram, mas os eventos da extinção do Permiano (251 milhões de anos atrás) destruíram 96% de todas as espécies marinhas e 70% das espécies de vertebrados terrestres, incluindo a maioria dos sinapsídeos.
Durante o período de recuperação após este desastreOs arcossauros se tornaram os vertebrados terrestres mais difundidos e substituíram os terapsídeos no Triássico Médio. No final do Triássico, os arcossauros deram origem aos dinossauros que dominaram durante os períodos Jurássico e Cretáceo.
Os ancestrais dos mamíferos naquela época eramsão pequenos animais insetívoros. Após o evento de extinção do Cretáceo-Paleógeno, que ocorreu há cerca de 66 milhões de anos, todos os dinossauros não-aviários foram extintos, restando apenas crocodilos e pássaros como arcossauros.
Depois disso, os mamíferos rapidamente se tornaramaumento em tamanho e variedade, já que agora quase ninguém competia com eles. Essas extinções em massa provavelmente aceleraram a evolução, permitindo que novos grupos de organismos se diversificassem.
Restos fósseis mostram que a floraçãoas plantas apareceram no início do período Cretáceo (130 milhões de anos atrás) ou um pouco antes, e provavelmente ajudaram a desenvolver insetos polinizadores. Os insetos sociais apareceram na mesma época que as plantas com flores. Embora ocupem apenas uma pequena parte do “pedigree” dos insetos, atualmente representam mais da metade do total.
Os humanos são um dos primatas que começaram a andar eretos há cerca de 6 milhões de anos. Embora o tamanho do cérebro de seus ancestrais fosse comparável ao de outros hominídeos, como os chimpanzés.
O surgimento da vida
De acordo com o conceito moderno do mundo do RNA,o ácido ribonucléico (RNA) foi a primeira molécula a se tornar autorreplicante. Milhões de anos poderiam ter se passado antes que a primeira dessas moléculas aparecesse na Terra. Mas após sua formação, surgiu a possibilidade do surgimento de vida em nosso planeta.
A molécula de RNA pode funcionar como uma enzima, unindo nucleotídeos livres em uma sequência complementar. É assim que o RNA se multiplica.
Mas esses compostos químicos ainda não podem ser chamadosum ser vivo, uma vez que não têm limites corporais. Qualquer organismo vivo tem tais limites. Somente dentro de um corpo isolado do movimento caótico externo das partículas podem ocorrer as reações químicas mais complexas, permitindo que a criatura se alimente, se reproduza, se mova e assim por diante.
O aparecimento de cavidades isoladas no oceano -o fenômeno é bastante comum. Eles são formados por ácidos graxos (ácidos alifáticos) que entram na água. O problema é que uma extremidade da molécula é hidrofílica e a outra é hidrofóbica.
Os ácidos graxos aprisionados na água formam esferas de tal forma que as extremidades hidrofóbicas das moléculas ficam dentro da esfera. Talvez as moléculas de RNA tenham começado a cair nessas esferas.
Uma cavidade isolada criada por moléculas de fosfolipídios
- Primeiro metabolismo
A capacidade de reprodução e a presença de limites corporais -estes não são todos os sinais que distinguem um ser vivo da natureza inanimada. Para se reproduzir dentro de uma esfera de ácidos graxos, a molécula de RNA teve que ajustar o processo metabólico.
- Primeira divisão celular
Como surgiram as primeiras células, compostas porMoléculas de RNA e membranas de ácidos graxos são atualmente desconhecidas. Talvez a nova molécula de RNA construída dentro da membrana tenha começado a se afastar da primeira.
No final, um deles rompeu a membrana. Junto com a molécula de RNA, uma parte das moléculas de ácido graxo saiu, formando uma nova esfera ao seu redor.
Pré-cambriano ou criptose
O Pré-cambriano durou quase 4 bilhões de anos.Durante esse período, mudanças significativas ocorreram na Terra: a crosta esfriou, os oceanos apareceram e, o mais importante, a vida primitiva apareceu. No entanto, vestígios dessa vida no registro fóssil são raros, uma vez que os primeiros organismos eram pequenos e não possuíam cascas duras.
O Pré-cambriano é responsável pela maior parte da história geológica da Terra – cerca de 3,8 mil milhões de anos. Além disso, a sua cronologia é muito menos desenvolvida do que a do Fanerozóico que se seguiu.
A razão para isso é que os resíduos orgânicos emOs depósitos pré-cambrianos são extremamente raros, o que é uma das características distintivas dessas antigas formações geológicas. Portanto, o método paleontológico de estudo para os estratos pré-cambrianos é inaplicável.
- Éon catarquico (4,54 - 4,0 bilhões de anos atrás)
Pesquisa de meteoritos, rochas e outrosmateriais daquela época mostram que nosso planeta foi formado há cerca de 4,54 bilhões de anos. Até aquele momento, havia apenas um disco borrado ao redor do Sol, consistindo de gás e poeira cósmica. Então, sob a influência da gravidade, a poeira começou a se acumular em pequenos corpos, que eventualmente se transformaram em planetas.
Durante muitos milhões de anos na Terra não houvenão havia formas de vida. Após o episódio arqueano de derretimento do manto superior e seu superaquecimento com o surgimento de um oceano de magma nesta geosfera, toda a superfície intocada da Terra, juntamente com sua litosfera primária e inicialmente densa, afundou muito rapidamente nos derretimentos do manto superior. manto.
A atmosfera naquela época não era densa e consistia emde gases tóxicos como amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2), cloro (Cl2), enxofre. Sua temperatura atingiu 80 ° С. A radioatividade natural era muitas vezes maior do que a atual. A vida em tais condições era impossível.
4,533 bilhões de anos atrás, supõe-se que a Terracolidiu com um corpo celeste do tamanho de Marte, o hipotético planeta Theia. A colisão foi tão forte que os destroços da colisão foram jogados no espaço e formaram a lua.
A formação da Lua contribuiu para o surgimento da vida: causou as marés, que ajudaram a limpar e arejar os mares, e estabilizou o eixo de rotação da Terra.
Éon catarquico, 4,54-4 bilhões de anos atrás,conhecido como o estágio protoplanetário no desenvolvimento da Terra. Cobre a primeira metade do criptozóico. A terra naquela época era um corpo frio com uma atmosfera rarefeita e sem hidrosfera. Em tais condições, nenhuma vida poderia aparecer.
Durante o katarchei, a atmosfera não era densa. Consistia em gases e vapor de água que apareceram quando a Terra colidiu com asteróides.
Devido ao fato de a Lua estar muitopróximo (apenas 170 mil km) da Terra (a extensão do equador é de 40 mil km), o dia não durou muito - apenas 6 horas. Mas, à medida que a lua se afastava, o dia começou a aumentar.
- Archean Eon (4,0 - 2,5 bilhões de anos atrás)
Os primeiros traços químicos de vida são sobre3,5 bilhões de anos foram descobertos nas rochas da Austrália (Pilbara). Mais tarde, o carbono orgânico foi descoberto em rochas que datam de 4,1 bilhões de anos. Talvez a vida tenha se originado precisamente nas fontes termais, onde havia muitos nutrientes, incluindo nucleotídeos.
A vida no Arqueano evoluiu para bactérias e cianobactérias. Eles levavam um estilo de vida próximo ao fundo: cobriam o fundo do mar com uma fina camada de muco.
Eoarcheus:
Durou de 4 a 3,6 bilhões de anos atrás. Os procariontes podem ter aparecido já no final do Eoarchean. Além disso, as rochas geológicas mais antigas - a Formação Isua na Groenlândia - pertencem aos Eoarquianos.
Paleoarqueano:
O Paleoarquiano durou de 3,6 a 3,2 bilhões de anos atrás. A forma de vida mais antiga que data dessa época é encontrada na Austrália - restos bem preservados de bactérias com idade de 3,46 bilhões de anos.
Mesoarquiano:
Estromatólito do período Mesoarquiano
A Mesoarquéia durou 3,2-2,8 bilhões de anos atrás. Estromatólitos já são encontrados na Mesoarquéia.
Neoarquiano:
Neoarchean durou 2,8-2,5 bilhões de anos atrás.Durante este período, apareceu a fotossíntese de oxigênio, o que causou a catástrofe de oxigênio que ocorreu no Paleoproterozóico. Durante este período, bactérias e algas se desenvolvem ativamente.
Qual foi o progenitor dos organismos vivos?
Cientistas da Universidade de Nagoya, no Japão, acreditam que antes do surgimento da primeira célula viva, existia um mundo pré-RNA baseado em ácidos xenonucleicos (XNA).
Ao contrário das cadeias de RNA, a replicação e montagem do XNA não requerem enzimas. As cadeias de ácido xenonucleico são estáveis o suficiente para transportar informação genética.
Eles também são capazes de se ligar a proteínas e ter funções enzimáticas como as ribozimas (como os cientistas chamam os ácidos ribonucléicos que podem catalisar reações bioquímicas).
Os cientistas sintetizaram fragmentos do ácido nucleico alifático (não cíclico) L-treoninol (L-aTNA), que se acredita ter existido antes do advento do RNA.
Eles também fizeram uma cadeia L-aTNA mais longa,que era complementar à sequência original de fragmentos, assim como duas fitas de DNA complementares entre si criam uma dupla hélice.
Em um tubo de ensaio sob condições controladas mais do quefragmentos curtos de L-aTNA juntam-se e ligam-se uns aos outros na cadeia mais longa de L-treoninol. Isso aconteceu na presença de um composto chamado N-cianoimidazol e um íon metálico como o manganês, ambos provavelmente presentes na Terra primitiva.
Fragmentos de L-aTNA também podem se ligar a DNA e RNA. Isso sugere que o código genético pode ser transferido de DNA e RNA para L-aTNA e vice-versa.
De acordo com os cientistas, os resultados do estudo ajudarão a desenvolvimentos futuros para criar vida artificial e ferramentas de biotecnologia altamente funcionais, consistindo de XNAs acíclicos.
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