Kedy začala evolúcia života na Zemi?
Evolúcia života na Zemi začala objavením sa prvého
Dominantné boli rohože zo siníc a archaeaformu života na začiatku archejského obdobia a boli obrovským evolučným krokom tej doby. Kyslíková fotosyntéza, ktorá sa objavila asi pred 2,5 miliardami rokov, nakoniec viedla k okysličovaniu atmosféry, ktoré sa začalo asi pred 2,4 miliardami rokov.
Najstaršie dôkazy o eukaryotoch pochádzajú z rokuPred 1,8 miliardami rokov, aj keď sa mohli objaviť skôr - diverzifikácia eukaryotov sa zrýchlila, keď začali používať kyslík vo svojom metabolizme. Neskôr, asi pred 1,7 miliardami rokov, sa začali objavovať mnohobunkové organizmy s diferencovanými bunkami na vykonávanie špecializovaných funkcií.
Asi pred 1,2 miliardami rokov prváriasy, a to už asi pred 450 miliónmi rokov - prvé vyššie rastliny. Bezstavovce sa objavili v období Ediacaranu a stavovce vznikli asi pred 525 miliónmi rokov počas kambrickej explózie.
Počas permského obdobia z veľkých stavovcovPrevládali synapsidy, predkovia cicavcov, ale udalosti permského vyhynutia (pred 251 miliónmi rokov) zničili 96 % všetkých morských druhov a 70 % suchozemských druhov stavovcov, vrátane väčšiny synapsidov.
Počas obdobia obnovy po tejto katastrofeArchosaury sa stali najrozšírenejšími suchozemskými stavovcami a v polovici triasu nahradili terapsidy. Na konci triasu dali archosaury vzniknúť dinosaurom, ktorí dominovali v období jury a kriedy.
Predkovia cicavcov v tom čase bolisú malé hmyzožravé živočíchy. Po zániku kriedy a paleogénu, ku ktorému došlo asi pred 66 miliónmi rokov, vyhynuli všetky nelietavé dinosaury a zostali len krokodíly a vtáky ako archosaury.
Potom sa cicavce rýchlo stalinárast veľkosti a rozmanitosti, pretože teraz s nimi takmer nikto nesúťažil. Takéto hromadné vymieranie pravdepodobne urýchlilo vývoj tým, že umožnilo diverzifikáciu nových skupín organizmov.
Fosílne zvyšky ukazujú, že kvitnúcerastliny sa objavili v ranej kriede (pred 130 miliónmi rokov) alebo o niečo skôr a pravdepodobne pomáhali pri vývoji opeľujúceho hmyzu. Spoločenský hmyz sa objavoval približne v rovnakom čase ako kvitnúce rastliny. Aj keď zaberajú iba malú časť „rodokmeňa“ hmyzu, v súčasnosti tvoria viac ako polovicu z celkového počtu.
Ľudia sú jedným z primátov, ktorí začali kráčať vzpriamene asi pred 6 miliónmi rokov. Aj keď veľkosť mozgu ich predkov bola porovnateľná s veľkosťou iných hominidov, napríklad šimpanzov.
Vznik života
Podľa moderného konceptu sveta RNARibonukleová kyselina (RNA) bola prvou molekulou, ktorá sa stala samoreplikujúcou sa. Predtým, ako sa na Zemi objavila prvá takáto molekula, mohli uplynúť milióny rokov. Ale po jeho vzniku sa na našej planéte objavila možnosť vzniku života.
Molekula RNA môže fungovať ako enzým a spája voľné nukleotidy do komplementárnej sekvencie. Takto sa rozmnožuje RNA.
Ale tieto chemické zlúčeniny ešte nemožno nazvaťživá bytosť, pretože nemajú hranice tela. Akýkoľvek živý organizmus má také hranice. Iba vo vnútri tela izolovaného od vonkajšieho chaotického pohybu častíc môžu prebiehať najkomplexnejšie chemické reakcie, ktoré umožňujú tvorovi kŕmiť sa, rozmnožovať sa, pohybovať sa atď.
Vzhľad izolovaných dutín v oceáne -jav je celkom bežný. Tvoria ich mastné kyseliny (alifatické kyseliny), ktoré sa dostávajú do vody. Ide o to, že jeden koniec molekuly je hydrofilný a druhý hydrofóbny.
Mastné kyseliny zachytené vo vode vytvárajú guľôčky takým spôsobom, že hydrofóbne konce molekúl sú vo vnútri gule. Možno molekuly RNA začali padať do takýchto gúľ.
Izolovaná dutina vytvorená molekulami fosfolipidu
- Prvý metabolizmus
Schopnosť reprodukcie a prítomnosť hraníc tela -to nie sú všetky znaky, ktoré odlišujú živú bytosť od neživej prírody. Aby sa molekula RNA mohla reprodukovať v sfére mastných kyselín, musela upraviť metabolický proces.
- Prvé bunkové delenie
Ako vznikli prvé bunky, pozostávajúce zMolekuly RNA a membrány mastných kyselín sú v súčasnosti neznáme. Možno sa nová molekula RNA zabudovaná vo vnútri membrány začala odtláčať od prvej.
Nakoniec jeden z nich prerazil membránu. Spolu s molekulou RNA odišla časť molekúl mastných kyselín, ktoré okolo nej vytvorili novú guľu.
Prekambrium alebo kryptóza
Precambrian trval takmer 4 miliardy rokov.V tomto časovom období došlo na Zemi k významným zmenám: kôra sa ochladila, objavili sa oceány a hlavne sa objavil primitívny život. Stopy tohto života vo fosílnych záznamoch sú však zriedkavé, pretože prvé organizmy boli malé a nemali tvrdé škrupiny.
Prekambrium predstavuje väčšinu geologickej histórie Zeme – asi 3,8 miliardy rokov. Navyše, jeho chronológia je oveľa menej rozvinutá ako chronológia fanerozoika, ktoré po ňom nasledovalo.
Dôvodom sú organické zvyšky vPrekambrické ložiská sú mimoriadne zriedkavé, čo je jednou z charakteristických čŕt týchto starodávnych geologických útvarov. Paleontologická metóda štúdia preto nie je použiteľná pre prekambrické vrstvy.
- Katarský eón (pred 4,54 - 4,0 miliardami rokov)
Výskum meteoritov, hornín a ďalšíchmateriály z tej doby ukazujú, že naša planéta bola sformovaná asi pred 4,54 miliardami rokov. Do tej doby bol okolo Slnka iba rozmazaný disk pozostávajúci z plynu a kozmického prachu. Potom sa pod vplyvom gravitácie začal prach zhromažďovať do malých telies, ktoré sa nakoniec zmenili na planéty.
Po mnoho miliónov rokov na Zemi neexistoval žiadnyneexistovali žiadne formy života. Po archejskej epizóde topenia sa vrchného plášťa a jeho prehriatia so vznikom magmatického oceánu v tejto geosfére sa celý nedotknutý povrch Zeme spolu s jej primárnou a spočiatku hustou litosférou veľmi rýchlo ponoril do tavenín vrchného plášťa. plášť.
Atmosféra v tom čase nebola hustá a pozostávala zz jedovatých plynov, ako sú amoniak (NH3), metán (CH4), vodík (H2), chlór (Cl2), síra. Jeho teplota dosiahla 80 ° С. Prírodná rádioaktivita bola mnohonásobne vyššia ako tá súčasná. Život v takýchto podmienkach bol nemožný.
Pred 4 533 miliardami rokov sa predpokladá Zemsa zrazil s nebeským telesom veľkosti Marsu, hypotetickou planétou Theia. Zrážka bola taká silná, že trosky z tejto zrážky boli odhodené do vesmíru a vytvorili mesiac.
Vznik Mesiaca prispel k vzniku života: spôsobil príliv a odliv, ktorý pomáhal čistiť a prevzdušňovať moria a stabilizoval rotačnú os Zeme.
Katarejský vek, pred 4,54 - 4 miliardami rokov,známe ako protoplanetárne štádium vývoja Zeme. Zahŕňa prvú polovicu kryptozoidu. Zem bola v tom čase chladným telesom so zriedenou atmosférou a bez hydrosféry. Za takýchto podmienok sa nemohol objaviť žiadny život.
Počas katarchei atmosféra nebola hustá. Pozostávalo z plynov a vodných pár, ktoré sa objavili pri zrážke Zeme s asteroidmi.
Vzhľadom k tomu, že Mesiac bol tiežblízko (iba 170 tisíc km) k Zemi (dĺžka rovníka je 40 tisíc km), deň netrval dlho - iba 6 hodín. Ale ako sa mesiac vzďaľoval, deň začal pribúdať.
- Archean Eon (pred 4,0 - 2,5 miliardami rokov)
Prvé chemické stopy života sú oV austrálskych skalách (Pilbara) boli objavené 3,5 miliardy rokov. Organický uhlík bol neskôr objavený v horninách z doby pred 4,1 miliardami rokov. Možno život vznikol presne v horúcich prameňoch, kde bolo veľa výživných látok, vrátane nukleotidov.
Život v Archean sa vyvinul do baktérií a siníc. Viedli životný štýl blízky dnu: dno mora pokryli tenkou vrstvou hlienu.
Eoarcheus:
Trvalo to pred 4 - 3,6 miliardami rokov. Prokaryoty sa mohli objaviť už na konci Eoarcheanu. Najstaršie geologické horniny - formácia Isua v Grónsku - navyše patria k Eoarchejcom.
Paleoarchean:
Paleoarchean vydržal pred 3,6 až 3,2 miliardami rokov. Najstaršia forma života, ktorá sa datuje do tejto éry, sa nachádza v Austrálii - dobre zachované zvyšky baktérií vo veku 3,46 miliárd rokov.
Mezoarchejčina:
Stromatolit mezoarchejského obdobia
Mesoarchean trval pred 3,2 - 2,8 miliardami rokov. Stromatolity sa už nachádzajú v mezoarchejčine.
Neoarchean:
Neoarchean vydržal pred 2,8 - 2,5 miliardami rokov.V tomto období sa objavila fotosyntéza kyslíka, ktorá spôsobila kyslíkovú katastrofu, ktorá nastala v paleoproterozoiku. Počas tohto obdobia sa aktívne rozvíjajú baktérie a riasy.
Čo bol pôvodca živých organizmov?
Vedci z Nagoyskej univerzity v Japonsku veria, že pred objavením sa prvej živej bunky existoval svet pre-RNA založený na xenonukleových kyselinách (XNA).
Na rozdiel od reťazcov RNA replikácia a zostavenie XNA nevyžaduje enzýmy. Reťazce xenonukleovej kyseliny sú dostatočne stabilné na to, aby niesli genetickú informáciu.
Sú tiež schopné viazať sa na proteíny a majú enzymatické funkcie ako ribozýmy (ako vedci nazývajú ribonukleové kyseliny, ktoré môžu katalyzovať biochemické reakcie).
Vedci syntetizovali fragmenty alifatickej (necyklickej) nukleovej kyseliny L-treoninolu (L-aTNA), o ktorej sa predpokladá, že existovala pred príchodom RNA.
Vyrobili tiež dlhší reťazec L-aTNA,ktorý bol komplementárny k pôvodnej sekvencii fragmentov, rovnako ako dva navzájom sa doplňujúce reťazce DNA vytvárajú dvojitú špirálu.
V skúmavke za kontrolovaných podmienok viac akokrátke fragmenty L-aTNA sa spájajú a viažu sa na seba na dlhšom L-treoninolovom reťazci. Stalo sa tak v prítomnosti zlúčeniny nazývanej N-kyanoimidazol a kovového iónu, ako je mangán, ktoré boli s najväčšou pravdepodobnosťou prítomné na začiatku Zeme.
Fragmenty L-aTNA sa tiež mohli viazať na DNA a RNA. To naznačuje, že genetický kód je možné previesť z DNA a RNA do L-aTNA a naopak.
Podľa vedcov výsledky štúdie pomôžu budúcemu vývoju vytvoriť umelý život a vysoko funkčné biotechnologické nástroje pozostávajúce z acyklických XNA.
Čítaj viac:
Bola vytvorená prvá presná mapa sveta. Čo je zlé na všetkých ostatných?
Vedci vysvetľujú výskyt „pavúkov“ na povrchu Marsu
Vedci sa po prvý raz ponorili do najhlbšej potopenej lode