Началните етапи на развитието на живота на Земята

Естествените науки са призовани да помогнат на човечеството да познава самите себе си и света около себе си и, разбира се, да разбере как се е появявал животът ни във всичките му форми и проявления на нашата планета. Без да влизаме в религиозните догми за създаването на света от върховната духовна сила - Бог, ще изследваме хипотезите за произхода на живата материя, върху която работи биологията. Основните етапи в развитието на живота на Земята ще ни помогнат да разкрием проблема за произхода и проявата в околния свят.

Представяне на учени за процеса на еволюцията на живата природа

Ако комбинирате всички биологични видове, както модерни, така и отдавна изчезнали, ще получите астрономически брой - до един милиард вида. Не е изненадващо, че учени, които са живели по различно време, се опитват да се отделят основните етапи в развитието на живота на Земята, което доведе до появата на тези видове живи организми, както и до формирането на модерна картина на природата. Основател на таксономията Линей през 18 век въз основа на принципите на тази наука "на живо от живите", който твърди, че животът може да възникне само от вече съществуваща жилищна вещество. Линей не позволи дори намек за т.нар спонтанно генериране на организми. Немски биолог Е. Хекел първо изразява идеята за монофилия - произхода на всички живи организми от един предшественик. Жан-Баптист Ламарк също защитава идеята за едноклетъчна родова форма, появата на която се е появила в ранните етапи от живота на Земята. Обобщавайки всичко по-горе, може да се твърди, че съществуващите в науката хипотези за произхода на живота се класифицират в две групи. Първият - абиогенен, той включва идеи за образуването на жива материя от нежелана природа (А. Опарин, Д. Халдане, С. Милър). Другият е биогенен, съдържа идеи за появата на живи същества само по себе си (Virchow, К. Линни, С. Дарвин).

Дали първичните организми имат обща родова форма

Първите етапи от развитието на живота на Земята, и то абиотични (химични), а след това в периода на появата на биополимери (белтъци и нуклеинови киселини), наречени появата на живота и най-накрая, на етапа на биологичната еволюция (образуване на първични едноклетъчни организми). Те се комбинират и се наричат ​​биопоезия. Някои изследователи (например, D. Бернал S. Miller) предложените идеята progenote - предшественик, от които Archaea, Eubacteria, ядрени клетки. Други изследователи смятат, че еукариотите не са възникнали от progenote, и са резултат от симбиоза, или образувани в резултат на промени в външни протобионти мембранни. Нека разгледаме тези хипотези по-подробно.

Хипотезата на Опарин-Халдане

Сред многото научни версии, опитвайки се да обясни този феномен, известен на науката като предварително биологичен етап на развитие на жизнения свят, много популярна хипотеза коацерват капки. Той е формулиран от руския учен AI Oparin. Подобни идеи бяха изразени от британския изследовател Д. Халдейн. Идеите на учените резонират с дългогодишната хипотеза в биологията за спонтанното генериране на живот.

Същността на хипотезата на коацервата

Акад Опарин предполага, че групата на молекули на органични съединения, получени при процесите на химически етап може да създаде достатъчно плътен повърхностен слой. По този начин, те са били отделени от изначалната супа - вода околната среда на древен океан. Тези групи от молекули учен наричат ​​коацератите. Те вече са способни на самостоятелно съществуване, като продължават да обменят с основното решение. До голяма степен, според Опарин, свойствата на коацерватите са тяхната способност да растат и да се размножават (умножават). D. Халдейн, се позовава на опита Милър-Юри, което е експериментално получени сложни органични вещества от смес от метан, амоняк, водород и въглероден диоксид. Той включваше молекули на аминокиселини и прости захари. Това доведе до възможността за появата на изолирани структури - probionts.

Според Опарин и Холдейн, началните етапи на развитието на живота на Земята, което води до образуването на първични комплекси - прогениторни клетки, залегнаха в основата на по-нататъшния процес на еволюцията на живата материя. Трябва да се отбележи, че за експериментите учени успешно моделирали възможни условия, които биха могли да бъдат в атмосферата и в океана на първичния свят, а именно: висока температура и налягане, йонизираща радиация и електрически разряди.

Пробиони и техните свойства

Най-ранните етапи от развитието на живота на Земята - на хадей, АРХАЙ и след това, отбелязани на прехода от самоорганизиращи коацервати (probiontov) до първичните живите клетки. Той е станало възможно чрез уникалните свойства probiontov: способността да образуват мембрани изолирани, възможността от най-простите форми на възпроизвеждане, основния обмен с процеса на външната среда. Самостоятелно организирано Нуклеопротеин молекули, в резултат на химична етап, предвидени в probiontov проява на най-важните свойства на живата материя - способността за прехвърляне на генетична информация.

Характеристики на първите живи организми

Преди много време (преди около 3.5 милиарда години) се образуваха седиментни скали, в които бяха открити следи от органичен живот. Имаха появата на варовикови черупки от цианобактерии и останките от стените на бананите на мурените. Геохимични условия на литосферата в археоложката епоха постоянно се променя, така че първичните екосистемни прокариоти се приспособят към тях от натрупването на много фенотипните варианти. Фотосинтезата се извършва от синьо-зелени водорасли (цианобактерии), е предоставил фундаментална промяна в състава на първичния атмосферата на Земята газ, което позволява по-нататъшни изходни същества от водната местообитание на сушата. Активност първите прокариотни организми, и те са предимно сяра и желязо бактерии, води до получаване не само на утайка, но като нефт и природен газ.

Защо появата на еукариотните клетки

Както споменахме по-горе, фотосинтетичната активност на зелени и пурпурни серни бактерии и железни бактерии допринесе за образуването на щита на озоновия слой и появата на аеробни еукариотни клетки. С други думи, първите 3 етапи от живота на света са довели до образуването на биоценоза съдържащ едноклетъчни и многоклетъчни еукариотни организми. Повечето учени са склонни да вярват, че появата им е станала преди около 600 милиона години. Първоначално ядрените организми се представят с едноклетъчни форми на фланела. В резултат на различията, първите растения - водорасли, както и протозои и гъби - произхождат от тях. Интересен мнение на някои изследователи, че прокариоти са еволюционен задънен, защото те не са се променили много в ранните етапи на развитието на живота на Земята. Биологията прави две причини за липсата на еволюционно развитие на неядрени организми.

Първата от тях е невъзможността прокариотни клетки за увеличаване на организацията и за диференциация. Втората причина е твърд твърд наследствен прокариот, представен от единична кръгова ДНК молекула, наречена плазмид.

Симбиозата, която доведе до революционни промени в природата

Външен вид на ядрени клетки в научните среди, за да обясни позицията ендосимбионтна теория - теория, предложен от А. Shimperom. Тъй като образуването на клетъчното ядро, присъствието на която е основната функция на еукариоти, както и образуването на митохондриите и хлоропласти е станало възможно чрез трансформиране на някои аеробни бактерии. След като проникнат в първичната клетка с наследствено вещество, отделна мембрана, бактериите синхронизират метаболизма си с клетката гостоприемник. В резултат на това те са загубили способността за самостоятелно съществуване извън клетката и започна своите задължителни органели. Интересно е хипотезата, която обяснява появата на хлоропласти. Вие не може да забрави, че произходът на тези органели гарантира явление аВтотрофична хранене и фотосинтеза. След A. Shimperom такива известни руски учени като KS Merezhkovsky, BM Kozo-Polyansky и други привлякоха вниманието към групата на фотосинтезиращи бактерии, способни да симбиоза с хетеротрофни клетки. След като в цитоплазмата, те очевидно се включва в броя на клетъчния метаболизъм и функция като стоманени органели, наречени по-късно хлоропласти. Самите хетеротрофни клетки мутира в едноклетъчни зелени водорасли, ставайки първите автотрофни еукариотите.

Биогеоценози на периода Vendian

Така че съвместното съществуване на няколко вида неядрени организми - бактерии - може да доведе до образуването на нова жива система - еукариотна клетка. Продължавайки да изучаваме първите етапи от развитието на живота на Земята, ще се съсредоточим върху времето на Вендиан Протерозоична ера, който замени Арча. Във водната среда - основната люлка на живота на планетата, се формират първите биогеоценози. Производителите са фотосинтетични бактерии, както и едноклетъчни и колониални зелени водорасли.

Те се изолират кислород, синтезирани органични вещества, използвани от хетеротрофни организми: едноклетъчен протозои и многоклетъчни форми: мешести и трилобити. Вендианският период завършва първите етапи от развитието на живота на Земята. Eram и периода след това, трябваше да продължи изпълнението на процесите на еволюция на живата природа, всички на основата на генетичното изменение и естествен подбор.