Când a început evoluția vieții pe Pământ?
Evoluția vieții pe Pământ a început odată cu apariția primului
Covoarele cianobacteriene și arheile au fost dominanteformă de viață la începutul perioadei arheice și au fost un pas uriaș evolutiv al acelui timp. Fotosinteza oxigenului, care a apărut în urmă cu aproximativ 2,5 miliarde de ani, a dus în cele din urmă la oxigenarea atmosferei, care a început cu aproximativ 2,4 miliarde de ani în urmă.
Cele mai vechi dovezi ale eucariotelor datează dinCu 1,8 miliarde de ani în urmă, deși s-ar putea să fi apărut mai devreme - diversificarea eucariotelor s-a accelerat când au început să utilizeze oxigen în metabolismul lor. Mai târziu, acum aproximativ 1,7 miliarde de ani, au început să apară organisme multicelulare cu celule diferențiate pentru a îndeplini funcții specializate.
Acum aproximativ 1,2 miliarde de ani, primulalge și deja cu aproximativ 450 de milioane de ani în urmă - primele plante superioare. Invertebratele au apărut în timpul perioadei Ediacaran, iar vertebratele au apărut în urmă cu aproximativ 525 de milioane de ani în timpul exploziei din Cambrian.
În perioada Permiană de la vertebrate mariAu predominat sinapsidele, strămoșii mamiferelor, dar evenimentele de extincție a Permianului (acum 251 de milioane de ani) au distrus 96% din toate speciile marine și 70% dintre speciile de vertebrate terestre, inclusiv majoritatea sinapsidelor.
În perioada de recuperare după acest dezastruArhozaurii au devenit cele mai răspândite vertebrate terestre și au înlocuit terapsidele la mijlocul Triasicului. La sfârșitul Triasicului, arhozaurii au dat naștere dinozaurilor care au dominat în perioada Jurasic și Cretacic.
Strămoșii mamiferelor din acea vreme au fostsunt animale mici insectivore. După evenimentul de extincție din Cretacic-Paleogen, care a avut loc acum aproximativ 66 de milioane de ani, toți dinozaurii non-aviari au dispărut, lăsând doar crocodili și păsări ca arhozauri.
După aceea, mamiferele au devenit rapidcreșterea în dimensiune și varietate, deoarece acum aproape nimeni nu a concurat cu ei. Astfel de extincții de masă probabil au accelerat evoluția, permițând diversificării noilor grupuri de organisme.
Rămășițele fosile arată că înflorireaplantele au apărut la începutul perioadei Cretacice (acum 130 de milioane de ani) sau ceva mai devreme și probabil au ajutat la dezvoltarea insectelor polenizatoare. Insectele sociale au apărut în același timp cu plantele cu flori. Deși ocupă doar o mică parte din „pedigree” al insectelor, în prezent reprezintă mai mult de jumătate din total.
Oamenii sunt unul dintre primatele care au început să meargă în poziție verticală acum aproximativ 6 milioane de ani. Deși dimensiunea creierului strămoșilor lor era comparabilă cu cea a altor hominizi, precum cimpanzeii.
Apariția vieții
Conform conceptului modern al lumii ARN,acidul ribonucleic (ARN) a fost prima moleculă care a devenit autoreplicantă. Milioane de ani ar fi putut trece înainte ca prima astfel de moleculă să apară pe Pământ. Dar după formarea sa, posibilitatea apariției vieții a apărut pe planeta noastră.
Molecula de ARN poate funcționa ca o enzimă, unind nucleotidele libere într-o secvență complementară. Așa se înmulțește ARN-ul.
Dar acești compuși chimici nu pot fi încă numițio ființă vie, deoarece nu au limite corporale. Orice organism viu are astfel de limite. Doar în interiorul unui corp izolat de mișcarea haotică externă a particulelor pot avea loc cele mai complexe reacții chimice, permițând creaturii să se hrănească, să se reproducă, să se miște și așa mai departe.
Apariția cavităților izolate în ocean -fenomenul este destul de comun. Sunt formați din acizi grași (acizi alifatici) care intră în apă. Chestia este că un capăt al moleculei este hidrofil, iar celălalt este hidrofob.
Acizii grași prinși în apă formează sfere în așa fel încât capetele hidrofobe ale moleculelor se află în interiorul sferei. Poate că moleculele de ARN au început să cadă în astfel de sfere.
O cavitate izolată creată de molecule de fosfolipide
- Primul metabolism
Capacitatea de reproducere și prezența limitelor corpului -acestea nu sunt toate semnele care disting o ființă vie de natura neînsuflețită. Pentru a se reproduce într-o sferă de acizi grași, molecula de ARN a trebuit să ajusteze procesul metabolic.
- Prima diviziune celulară
Cum au făcut primele celule, constând dinMoleculele de ARN și membranele de acizi grași sunt în prezent necunoscute. Poate că noua moleculă de ARN construită în interiorul membranei a început să se îndepărteze de prima.
În cele din urmă, unul dintre ei a rupt membrana. Împreună cu molecula de ARN, a părăsit o parte din moleculele de acid gras, care au format o nouă sferă în jurul ei.
Precambrian sau criptoză
Precambrianul a durat aproape 4 miliarde de ani.În această perioadă de timp, au avut loc schimbări semnificative pe Pământ: scoarța s-a răcit, au apărut oceanele și, cel mai important, a apărut viața primitivă. Cu toate acestea, urmele acestei vieți din înregistrările fosile sunt rare, deoarece primele organisme erau mici și nu aveau cochilii dure.
Precambrianul reprezintă cea mai mare parte a istoriei geologice a Pământului – aproximativ 3,8 miliarde de ani. Mai mult, cronologia sa este mult mai puțin dezvoltată decât cea a Fanerozoicului care a urmat-o.
Motivul pentru aceasta este că reziduurile organice dinZăcămintele precambriene sunt extrem de rare, ceea ce este una dintre trăsăturile distinctive ale acestor formațiuni geologice antice. Prin urmare, metoda paleontologică de studiu pentru straturile precambriene nu este aplicabilă.
- Eon catarheean (acum 4,54 - 4,0 miliarde de ani)
Cercetarea meteoriților, a rocilor și a altoramaterialele din acea perioadă arată că planeta noastră s-a format acum aproximativ 4,54 miliarde de ani. Până în acel moment, în jurul Soarelui exista doar un disc neclar, format din gaz și praf cosmic. Apoi, sub influența gravitației, praful a început să se adune în corpuri mici, care în cele din urmă s-au transformat în planete.
Timp de multe milioane de ani pe Pământ nu a existatnu existau forme de viata. După episodul arhean de topire a mantalei superioare și supraîncălzirea acesteia odată cu apariția unui ocean de magmă în această geosferă, întreaga suprafață curată a Pământului, împreună cu litosfera sa primară și inițial densă, s-au scufundat foarte repede în topiturile superioare. manta.
Atmosfera de atunci nu era densă și consta dindin gaze otrăvitoare precum amoniac (NH3), metan (CH4), hidrogen (H2), clor (Cl2), sulf. Temperatura sa a atins 80 ° С. Radioactivitatea naturală a fost de multe ori mai mare decât cea actuală. Viața în astfel de condiții era imposibilă.
Acum 4.533 miliarde de ani se presupune că Pământuls-a ciocnit cu un corp ceresc de mărimea lui Marte, ipotetica planetă Theia. Coliziunea a fost atât de puternică încât resturile din coliziune au fost aruncate în spațiu și au format luna.
Formarea Lunii a contribuit la apariția vieții: a provocat maree, care au ajutat la curățarea și aerisirea mărilor și a stabilizat axa de rotație a Pământului.
Eon catarheean, acum 4,54-4 miliarde de ani,cunoscut sub numele de etapa protoplanetară în dezvoltarea Pământului. Acoperă prima jumătate a criptozoicului. Pământul la acea vreme era un corp rece, cu o atmosferă rarefiată și fără hidrosferă. În astfel de condiții, nicio viață nu putea apărea.
În timpul katarchei, atmosfera nu era densă. A constat din gaze și vapori de apă care au apărut atunci când Pământul s-a ciocnit de asteroizi.
Datorită faptului că și Luna eraaproape (doar 170 mii km) de Pământ (lungimea ecuatorului este de 40 mii km), ziua nu a durat mult - doar 6 ore. Dar, pe măsură ce luna s-a îndepărtat, ziua a început să crească.
- Archean Eon (acum 4,0 - 2,5 miliarde de ani)
Sunt primele urme chimice ale viețiiS-au descoperit 3,5 miliarde de ani în stâncile din Australia (Pilbara). Carbonul organic a fost descoperit ulterior în roci care datează de 4,1 miliarde de ani. Poate că viața își are originea tocmai în izvoarele termale, unde existau mulți nutrienți, inclusiv nucleotide.
Viața în Arhean a evoluat în bacterii și cianobacterii. Au condus un stil de viață aproape de fund: au acoperit fundul mării cu un strat subțire de mucus.
Eoarcheu:
A durat acum 4-3,6 miliarde de ani. Probabil că procariotele au apărut deja la sfârșitul eoarheanului. În plus, cele mai vechi roci geologice - formațiunea Isua din Groenlanda - aparțin eoarheanului.
Paleoarhean:
Paleoarheanul a durat între 3,6 și 3,2 miliarde de ani în urmă. Cea mai veche formă de viață care datează din această epocă se găsește în Australia - rămășițe bine conservate de bacterii cu vârsta de 3,46 miliarde de ani.
Mezarheean:
Stromatolitul perioadei mezarheene
Mesarheeanul a durat acum 3,2-2,8 miliarde de ani. Stromatoliții se găsesc deja în mezarheean.
Neoarhean:
Neoarheanul a durat acum 2,8-2,5 miliarde de ani.În această perioadă a apărut fotosinteza oxigenului, care a provocat catastrofa oxigenului care a avut loc în paleoproterozoic. În această perioadă, bacteriile și algele se dezvoltă activ.
Care a fost progenitorul organismelor vii?
Oamenii de știință de la Universitatea Nagoya din Japonia cred că înainte de apariția primei celule vii, a existat o lume pre-ARN bazată pe acizi xenonucleici (XNA).
Spre deosebire de catenele de ARN, replicarea și asamblarea XNA nu necesită enzime. Lanțurile de acid xenonucleic sunt suficient de stabile pentru a transporta informații genetice.
De asemenea, sunt capabili să se lege de proteine și au funcții enzimatice precum ribozimele (așa cum oamenii de știință numesc acizi ribonucleici care pot cataliza reacțiile biochimice).
Oamenii de știință au sintetizat fragmente ale acidului nucleic alifatic (fără ciclu) L-treoninol (L-aTNA), despre care se crede că a existat înainte de apariția ARN-ului.
De asemenea, au realizat un lanț L-aTNA mai lung,care era complementară secvenței originale de fragmente, la fel cum două fire ADN complementare una cu cealaltă creează o dublă helix.
Într - o eprubetă în condiții controlate mai mult defragmentele scurte de L-aTNA se reunesc și se leagă între ele pe lanțul mai lung de L-treoninol. Acest lucru s-a întâmplat în prezența unui compus numit N-cianoimidazol și a unui ion metalic, cum ar fi manganul, ambii fiind cel mai probabil prezenți pe Pământul timpuriu.
Fragmente de L-aTNA s-ar putea lega, de asemenea, de ADN și ARN. Acest lucru sugerează că codul genetic poate fi transferat de la ADN și ARN la L-aTNA și invers.
Potrivit oamenilor de știință, rezultatele studiului vor ajuta evoluțiile viitoare pentru a crea viață artificială și instrumente biotehnologice extrem de funcționale, constând din XNA aciclice.
Citeste mai mult:
A fost creată prima hartă exactă a lumii. Ce este în neregulă cu toți ceilalți?
Oamenii de știință explică apariția „păianjenilor” pe suprafața lui Marte
Cercetătorii s-au aruncat pentru prima dată pe cea mai adâncă navă scufundată