Peringkat awal pembangunan kehidupan di Bumi

sains semula jadi yang direka untuk membantu manusia tahu sebagai diri kita dan dunia di sekeliling kita dan, sudah tentu, untuk mengetahui bagaimana di planet kita berasal hidup dalam segala bentuk dan manifestasinya. Tanpa pergi ke dogma agama penciptaan tenaga rohani yang tertinggi - Allah, kita akan mengkaji hipotesis asal-usul benda hidup, yang beroperasi dalam biologi. Peringkat utama pembangunan kehidupan di Bumi akan membantu kita untuk mendedahkan masalah asal dan manifestasinya di dunia.

Perwakilan saintis mengenai evolusi hidupan liar

Jika kita berkumpul bersama semua spesies organisma, moden dan pupus, anda akan mendapat nombor astronomi - satu bilion spesies. Ia tidak menghairankan bahawa ahli-ahli sains, yang tinggal di masa yang berlainan, berusaha untuk mengenal pasti tahap utama pembangunan kehidupan di Bumi, yang membawa kepada kemunculan jenis-jenis organisma hidup, serta kepada pembentukan gambar-gambar moden alam. Pengasas taksonomi Karl Linney dalam abad ke-18 berdasarkan prinsip-prinsip sains ini "hidup dari yang hidup," yang berhujah bahawa kehidupan hanya boleh timbul daripada yang sedia ada bahan hidup. Linnaeus tidak membenarkan walaupun sedikit generasi spontan yang dipanggil organisma. ahli biologi Jerman Ernst Haeckel pertama mencadangkan idea monophyletic - asal-usul semua organisma hidup daripada moyang yang tunggal. Jean-Baptiste Lamarck juga mempertahankan idea bentuk nenek moyang unisel, kejadian yang berlaku di peringkat awal pembangunan kehidupan di Bumi. Meringkaskan semua di atas, ia boleh dikatakan bahawa sains yang sedia ada pada hipotesis asal-usul kehidupan adalah dikelaskan kepada dua kumpulan. Pertama - abiogenic, ia termasuk idea-idea tentang pembentukan perkara hidup dari alam semula jadi yang tidak bernyawa (Alexander Oparin, Haldane, D., S. Miller). Lain - biogenik, termasuk idea kemunculan makhluk hidup hanya dengan jenis mereka sendiri (Virchow, Linnaeus, Darwin).

Sama ada organisma utama mempunyai bentuk pusaka bersama-sama

Peringkat pertama pembangunan kehidupan di Bumi, dan ia abiotik (kimia), maka tempoh kemunculan biopolimer (protein dan asid nukleik) dipanggil prebiological dan, akhirnya, peringkat evolusi biologi (pembentukan utama organisma unisel). Mereka telah digabungkan dan dinamakan biopoeza. Beberapa penyelidik (contohnya, D. Bernal, S. Miller) mencadangkan idea progenote - moyang, dari mana Arkea, eubacteria, sel-sel ternukleus. Lain-lain penyelidik percaya bahawa eukariot tidak timbul daripada progenote, dan ini adalah hasil daripada simbiosis, atau terbentuk hasil perubahan dalam protobionts membran luar. Pertimbangkan hipotesis ini dengan lebih terperinci.

Hipotesis Oparin - Haldane

Antara banyak versi saintifik, cuba untuk menjelaskan fenomena itu, diketahui oleh sains sebagai peringkat pra-biologi perkembangan dunia kehidupan, hipotesis coacervate sangat popular turun. Ia dirumuskan oleh Rusia saintis A. I. Oparinym. idea-idea yang sama telah dinyatakan oleh penyelidik British D. Haldane. Saintis idea bergema dengan lama terkenal dalam biologi hipotesis generasi spontan kehidupan.

Intipati hipotesis coacervates

Ahli akademik Oparin mencadangkan bahawa kumpulan molekul sebatian organik, hasil daripada proses peringkat kimia boleh membuat kulit yang cukup padat. Oleh itu, mereka telah dipisahkan dari sup primordial - persekitaran air lautan purba. Kumpulan-kumpulan molekul saintis dipanggil coacervates. Mereka mampu kewujudan bebas, meneruskan perkongsian penyelesaian utama. Buat masa yang penting, menurut Oparin, sifat-sifat coacervates dirawat keupayaan mereka untuk berkembang dan pemecahan (pembiakan). D. Haldane, bergantung pada pengalaman Miller-Juri, yang uji kaji yang diperolehi bahan-bahan organik yang kompleks daripada campuran metana, ammonia, hidrogen, dan karbon dioksida. Ia terdiri daripada molekul asid amino dan gula ringkas. Ini telah membawa kepada kemungkinan struktur yang berasingan - probiontov.

Menurut Oparin dan Haldane, peringkat awal pembangunan kehidupan di Bumi, yang membawa kepada pembentukan kompleks utama - sel-sel leluhur, dengan syarat asas bagi proses selanjutnya evolusi perkara hidup. Ia harus diperhatikan bahawa untuk eksperimen saintis telah berjaya simulasi keadaan mungkin bahawa mungkin berada di dalam atmosfera dan lautan di sekolah rendah, iaitu suhu dan tekanan tinggi, sinaran mengion dan pelepasan elektrik.

Probionty dan harta mereka

Peringkat awal pembangunan kehidupan di Bumi - Hadean, Archean dan kemudian, menandakan peralihan dari coacervates sendiri menganjurkan (probiontov) kepada sel-sel hidup utama. Beliau telah dibuat mungkin dengan sifat-sifat unik probiontov: keupayaan untuk membentuk membran terpencil, kemungkinan satu bentuk yang paling mudah pengeluaran semula, pertukaran asas proses persekitaran luaran. molekul diri yang dianjurkan nucleoprotein, akibat daripada peringkat kimia, yang disediakan di probiontov manifestasi sifat-sifat yang paling penting dalam benda hidup - keupayaan untuk memindahkan maklumat genetik.

Ciri-ciri organisma hidup yang pertama

Untuk masa yang panjang (kira-kira 3.5 bilion tahun yang lalu) telah dibentuk sedimen di mana kesan hidup organik ditemui. Ia dalam bentuk cyanobacteria dan peluru berkapur sisa mureinovyh dinding sel bakteria. keadaan geokimia dalam litosfera era Archean sentiasa berubah, jadi prokariot ekosistem utama untuk menyesuaikan diri dengan mereka dengan pengumpulan banyak variasi fenotip. Fotosintesis dijalankan oleh alga biru-hijau (cyanobacteria), telah menyediakan perubahan asas dalam komposisi gas dalam atmosfera purba Bumi, membolehkan makhluk output lagi habitat akuatik di darat. Aktiviti organisma prokariot pertama, dan mereka kebanyakannya sulfur dan besi bakteria, menyebabkan pembentukan bukan sahaja sedimen, tetapi minyak dan gas asli.

Mengapa dilakukan kemunculan sel-sel eukariot

Seperti yang telah dinyatakan sebelum ini, aktiviti fotosintesis bakteria sulfur hijau dan ungu dan bakteria besi menyumbang kepada pembentukan perisai lapisan ozon dan kemunculan sel-sel eukariot aerobik. Dalam erti kata lain, 3 peringkat pertama kehidupan dunia yang membawa kepada pembentukan biocenosis mengandungi organisma eukariot unisel dan multisel. Kebanyakan ahli sains cenderung untuk mempercayai bahawa penampilan mereka berlaku kira-kira 600 juta tahun yang lalu. Pada mulanya organisma nuklear diwakili oleh bentuk mendera unisel. Hasil daripada pencaran mereka datang tumbuhan pertama - alga dan protozoa dan kulat. Pendapat menarik beberapa penyelidik yang prokariot adalah evolusi buntu, kerana mereka tidak banyak berubah pada peringkat awal pembangunan kehidupan di Bumi. Biologi meletakkan ke hadapan dua sebab bagi kekurangan perkembangan evolusi organisma bukan nuklear.

Yang pertama daripada mereka adalah berkaitan dengan ketidakupayaan sel-sel prokariot untuk meningkatkan organisasi dan pembezaan. Sebab kedua - keras tegar prokariot bahan baka dikemukakan hanya pekeliling molekul DNA, yang dipanggil plasmid a.

Simbiosis, yang membawa kepada perubahan revolusioner dalam sifat

Rupa sel ternukleus dalam kalangan saintifik untuk menjelaskan symbiogenesis kedudukan - teori yang dicadangkan oleh A. Shimperom. Sejak pembentukan nukleus sel, kehadiran yang merupakan ciri utama eukariot, serta pembentukan mitokondria dan kloroplas telah dilakukan oleh transformasi bakteria aerobik tertentu. Menyusup sel utama dengan bahan genetik membran berasingan, bakteria disegerakkan metabolisme dengan sel tuan rumah. Akibatnya, mereka telah kehilangan keupayaan untuk hidup bebas di luar sel dan mula organel mandatori. Perlu diberi perhatian adalah hipotesis yang menerangkan rupa kloroplas. Anda tidak boleh lupa bahawa asal-usul organel ini memastikan fenomena pemakanan autotrophic dan fotosintesis. Berikut A. Shimperom seperti saintis Rusia terkenal sebagai KS Merezhkovsky, BM Kozo-Polyansky dan lain-lain menarik perhatian kepada sekumpulan bakteria fotosintesis mampu simbiosis dengan sel-sel heterotrophic. Sekali dalam sitoplasma, mereka nampaknya diasimilasikan dengan metabolisme sel dan berfungsi sebagai organel keluli, yang kemudiannya dikenali sebagai kloroplas. Diri sel-sel heterotrophic berubah kepada alga hijau unisel, menjadi eukariot autotrophic pertama.

Biogeocoenoses Vendia

Oleh itu, kewujudan bersama beberapa jenis organisma bukan nuklear - bakteria - boleh membawa kepada pembentukan sistem hidup baru - sel eukariot. Meneruskan untuk mengkaji peringkat awal pembangunan kehidupan di bumi, marilah kita Vendia umur Proterozoik, yang menggantikan Archean. Dalam persekitaran akuatik, - buaian utama kehidupan di planet ini, yang biogeocoenoses pertama terbentuk. Producers ia bakteria fotosintesis dan alga hijau unisel dan kolonial.

Mereka terpencil oksigen, disintesis bahan-bahan organik yang digunakan oleh organisma heterotrophic: protozoa unisel dan bentuk multicellular: coelenterates dan trilobit- trilobit. tempoh Vendia berakhir pada peringkat pertama pembangunan kehidupan di Bumi. Eram dan tempoh yang mengikutinya, terpaksa melaksanakan lagi proses evolusi alam semula jadi hidup, semua berdasarkan variasi genetik dan pemilihan semula jadi.