Wetenskaplikes van die Universiteit van Cambridge (Groot-Brittanje), onder leiding van 'n dokter (Emily Mitchell), het uitgepluis hoe vermenigvuldiging vermenigvuldig word - een van die eerste meersellige organismes op aarde. 'N Artikel hieroor verskyn in die vaktydskrif Aardherverkoop die werf LeefWetenskap.

Rangeomorphs het 565 jaar gelede gedurende die Ediacar-periode (Neo-Proterozoic era) in die see gewoon. Aangesien hulle nog baie primitiewe diere was, het hulle nie 'n mond of ander organe gehad nie en kon nie beweeg nie, maar aan die seebodem geheg word. Hul liggaam het bestaan ​​uit vertakkings van vier vlakke en het vaagweg soos die moderne varings se blare gelyk.

Wetenskaplikes van Cambridge het fossielafdrukke van verteenwoordigers ontleed Fractofusus, een van die genera rangeomorf, van Ediacar-rotse ongeveer. Newfoundland (Kanada), waar die oorblyfsels van lewende wesens uit hierdie geologiese periode die beste in die wêreld bewaar word.

Met behulp van statistiese metodes vir die ontleding van die ligging van rankgeomorf-vingerafdrukke, het Cambridge-bioloë bevind dat hulle twee teelstrategieë gebruik. Die eerste generasie van hierdie lewende wesens, wat hulle in enige gebied gevestig het, is gebore uit 'n geskil wat deur water gebring is. (Dit is nog nie duidelik of hierdie geskille seksueel of ongeslagtelik gevorm is nie.) Daaropvolgende geslagte het reeds met behulp van prosesse van hierdie pioniers afgesplits.

"Reproduksie op hierdie manier het die rankeomorph baie suksesvol gemaak, omdat hulle vinnig nuwe gebiede kon ontwikkel en hulle net so vinnig kon bevolk," sê dr. Mitchell. "Die vermoë van hierdie organismes om tussen twee verskillende broeipatrone te wissel, toon hoe ingewikkeld hulle ideologie was, wat verbasend is omdat die meeste ander lewensvorme in daardie era uiters primitief was."

Die rangomorfe het baie wyd versprei in die seë van die Ediacaria, maar aan die begin van die volgende Kambriese periode (wat tot die Paleozoïese era behoort het), het hulle skielik op 'n geheimsinnige manier verdwyn. Om hierdie rede kan wetenskaplikes nog nie betroubare 'familielede' onder lewende organismes vir hulle kies nie.

Met die ontdekking wat Dr Mitchell en kollegas ontdek het, neem ons kennis dat dit belangrik is om die voortplantingsprosesse van die eerste meersellige diere en hul lewens in die algemeen te begryp.

Die studie van antieke organismes, volgens hul fossieloorblyfsels, lei soms tot onverwagte resultate. U het byvoorbeeld onlangs eers die anatomie van die fossiele voorouer van moderne wurms uitgepluis, en wetenskaplikes kon die funksies van die voorouer van alle wurms wat in die era van die Kambriese ontploffing (540 miljoen jaar gelede) geleef het, uitvind en hul naam noem vir die bisarre voorkoms. Hallucigenia. Dit het geblyk dat die kop van hierdie wurm nog steeds verkeerd is, die stert is, en die 'bene' is spikkels aan die agterkant.

Panspermia

Voorstanders van die idee van panspermia is daarvan oortuig dat die eerste mikroörganismes vanuit die ruimte na die aarde gebring is. So het die beroemde Duitse ensiklopediese geleerde Duitse Helmholtz, die Engelse fisikus Kelvin, die Russiese wetenskaplike Vladimir Vernadsky, en die Sweedse chemikus Svante Arrhenius, wat vandag as die stigter van hierdie teorie beskou word, geglo.

Dit word wetenskaplik bevestig deur die feit dat meteoriete vanaf Mars en ander planete herhaaldelik ontdek is, moontlik van komete wat selfs uit uitheemse sterre stelsels kon kom. Niemand twyfel dit vandag nie, maar dit is nog nie duidelik hoe die lewe op ander wêrelde kon ontstaan ​​het nie. In werklikheid dra apologete vir panspermia 'verantwoordelikheid' oor wat met uitheemse beskawings gebeur.

Primêre sousteorie

Die ontstaan ​​van hierdie hipotese is vergemaklik deur die eksperimente van Harold Urey en Stanley Miller, wat in die 1950's uitgevoer is. Hulle kon byna dieselfde toestande herskep wat op die planeet se oppervlak voor die geboorte van die lewe bestaan ​​het. Klein elektriese ontladings en ultraviolet lig is deur 'n mengsel van molekulêre waterstof, koolstofmonoksied en metaan gevoer.

Die opkoms van die lewe

Volgens die moderne konsep van die RNA-wêreld, was ribonukleïensuur (RNA) die eerste molekule wat die vermoë verkry het om homself voort te plant. Miljoene jare kon verloop voordat die eerste sulke molekule op aarde verskyn. Maar na die vorming daarvan het die moontlikheid van die voorkoms van lewe op ons planeet verskyn.

'N RNA-molekule kan optree as 'n ensiem deur vrye nukleotiede in 'n komplementêre volgorde te kombineer. Die vermenigvuldiging van RNA vind dus plaas. Maar hierdie chemiese verbindings kan nog nie 'n lewende wese genoem word nie, aangesien dit nie die grense van die liggaam het nie. Enige lewende organisme het sulke grense. Slegs binne die liggaamsdeeltjies wat van die chaotiese beweging van die liggaam afgesonder is, kan daar ingewikkelde chemiese reaksies voorkom wat die dier laat voed, vermeerder, beweeg, ensovoorts.

Die voorkoms van geïsoleerde holtes in die oseaan is 'n redelik gereelde verskynsel. Dit word gevorm deur vetsure (alifatiese sure) wat in die water geval het. Die saak is dat die een einde van die molekule hidrofilies is, en die ander een hidrofobies. Vetsure wat in water vasgevang is, vorm sfere op so 'n manier dat die hidrofobiese ente van die molekules binne die sfeer is. Miskien het die RNA-molekules in sulke gebiede begin val.

Hoe oud is die mensdom?

Nie baie mense ken die ouderdom van die moderne spesie Homo Sapiens nie, wat 'n redelike persoon beteken, wat volgens wetenskaplikes slegs 200 duisend jaar is. Dit wil sê dat die ouderdom van die mensdom as 'n spesie 1250 keer minder is as die ouderdom van die reptielklas, waaraan dinosourusse behoort het.

Om by die bewussyn in te pas en hierdie data te organiseer, is nodig as ons wil begryp hoe die lewe aanvanklik op ons planeet gelyk het. En waar kom die mense wat hierdie lewe vandag probeer verstaan?

Geklassifiseerde materiaal van wetenskaplikes het vandag openbaar geword. Die skokkende geskiedenis van die eksperimente van die afgelope jare, wat die evolusieteorie herskryf en lig werp op hoe die lewe op ons planeet begin het, het jare lange gevestigde dogmas opgeblaas. Geheime van genetika, meestal slegs toeganklik vir 'n nou kring van 'ingewydes', het 'n ondubbelsinnige antwoord gegee op Darwin se aanname.

Soort Homo Sapiens (Homo sapiens) is slegs 200 duisend jaar oud. En ons planeet is 4,5 miljard!

Eerste seldeling

Hoe die eerste selle wat bestaan ​​uit 'n RNA-molekule en 'n membraan van vetsure, begin verdeel, is tans onbekend. Miskien het 'n nuwe RNA-molekule wat in die membraan gebou is, van die eerste begin afstoot. Uiteindelik het een van hulle deur die membraan gebreek. Saam met die RNA-molekule het sommige van die vetsuurmolekules wat 'n nuwe sfeer rondom gevorm het, ook vertrek.

Geheime materiale

Slegs 'n paar eeue gelede vir sulke idees, kan 'n mens uitvoering op die spel verwag. Giordano Bruno is 'n bietjie meer as 400 jaar gelede, in Februarie 1600, weens kettery verbrand. Maar vandag het klandestiene studies van gewaagde pioniers openbare kennis geword.

Selfs 50 jaar gelede het vaders uit onkunde die kinders van ander mans grootgemaak, selfs die moeder self het nie altyd die waarheid geweet nie. Om vaderskap te vestig, is vandag 'n gewone ontleding. Elkeen van ons kan 'n DNA-toets bestel en uitvind wie sy voorouers was, wie se bloed in sy are vloei. Die spore van geslagte word vir ewig vasgelê in die genetiese kode.

Dit is in hierdie kode dat die antwoord op die brandendste vraag wat die gedagtes van die mensdom beset, bevat: hoe het die lewe begin?

Die geklassifiseerde materiaal van wetenskaplikes onthul die geskiedenis van die begeerte om die enigste regte antwoord te vind. Dit is 'n verhaal van deursettingsvermoë, deursettingsvermoë en ongelooflike kreatiwiteit, wat die grootste ontdekkings van die moderne wetenskap omvat.

In hul soeke om te verstaan ​​hoe die lewe begin het, het mense die verre uithoeke van die planeet gaan verken. In die loop van hierdie soektogte het sommige geleerdes die stigma van “monsters” ontvang vir hul eksperimente, terwyl ander dit onder die toesig van die totalitêre stelsel moes doen.

Prekambrium (kriptose)

Prekambrium het amper 4 miljard jaar geduur. Gedurende hierdie periode het daar aansienlike veranderinge op die aarde plaasgevind: die kors het afgekoel, die oseane het verskyn en die belangrikste is dat die primitiewe lewe verskyn het. Spore van hierdie lewe in die fossielrekord is egter skaars, aangesien die eerste organismes klein was en nie harde skulpe gehad het nie.

Voorkambrium is verantwoordelik vir die grootste deel van die geologiese geskiedenis van die aarde - ongeveer 3,8 miljard jaar. Boonop is die chronologie daarvan baie erger ontwikkel as die daaropvolgende Phanerozoic. Die rede hiervoor is dat organiese oorblyfsels in voorkambriese sedimente uiters skaars is, wat een van die kenmerke van hierdie antieke geologiese formasies is. Daarom is die paleontologiese metode van studie nie van toepassing op Pre-Kambrium strata nie.

Archean Aeon (4,6 - 2,5 miljard jaar gelede)

Studies van meteoriete, gesteentes en ander materiale van die tyd toon dat ons planeet ongeveer 4,6 miljard jaar gelede gevorm het. Tot op daardie tydstip was daar slegs 'n vaag skyf rondom die son, bestaande uit gas en kosmiese stof. Toe, onder die invloed van swaartekrag, het stof in klein liggame begin versamel wat uiteindelik in planete verander het.

Vir baie miljoene jare het daar geen lewensvorme op aarde bestaan ​​nie. Na die argeologiese aflevering van die smelt van die boonste mantel en die oorverhitting daarvan met die voorkoms van die magmatiese oseaan in hierdie geosfeer, het die hele ongerepte oppervlak van die aarde, tesame met die primêre en aanvanklik digte litosfeer, vinnig in die smelt van die boonste mantel gedompel. Die atmosfeer destyds was nie dig nie en het bestaan ​​uit giftige gasse soos ammoniak (NH₃) metaan (CH₄), waterstof (H₂), chloor (Cl₂), swael. Die temperatuur het 80 ° C bereik. Natuurlike radioaktiwiteit was baie keer hoër as die huidige. Die lewe in sulke omstandighede was onmoontlik.

4.5 Aarde biljoen jaar gelede het die Aarde na bewering met 'n hemelliggaam van Mars, die hipotetiese planeet Teia, gebots. Die botsing was so sterk dat die puin wat tydens die botsing gevorm is, in die ruimte gegooi is en die maan gevorm het. Die vorming van die maan het bygedra tot die ontstaan ​​van die lewe: dit het getye veroorsaak wat bygedra het tot die suiwering en deurlugting van die seë, en het gestabiliseer [ bron nie gespesifiseer 2933 dae ] rotasie-as van die aarde.

Die eerste chemiese spore van die lewe van ongeveer 3,5 miljard jaar oud is in die rotse van Australië (Pilbara) ontdek. Organiese koolstof is later ontdek in gesteentes wat 4,1 miljard jaar oud is. Miskien het die lewe in warmwaterbronne ontstaan, waar daar baie voedingstowwe was, insluitend nukleotiede.

Die lewe in die Argeense het ontwikkel tot bakterieë en sianobakterieë. Hulle het 'n lewenstyl van naby die bodem gelei: hulle bedek die bodem van die see met 'n dun slymlaag.

Hoe het die lewe op aarde begin?

Miskien is dit die moeilikste van alle bestaande vrae. Oor die millennia het die oorgrote meerderheid mense dit met een tesis verduidelik - 'die gode het lewe geskep'. Ander verduidelikings was eenvoudig ondenkbaar. Maar mettertyd het die situasie verander. Die afgelope eeu het wetenskaplikes probeer uitvind presies hoe die eerste lewe op die planeet ontstaan ​​het, skryf Michael Marshall vir die BBC.

Die meeste moderne wetenskaplikes wat die oorsprong van die lewe bestudeer, is seker dat hulle in die regte rigting beweeg - en die eksperimente wat uitgevoer is, versterk net hul vertroue. Ontdekkings in genetika herskryf die kennisboek van die eerste bladsy tot die laaste.

• Nie so lank gelede het wetenskaplikes die oudste voorouer van die mens ontdek wat ongeveer 540 miljoen jaar gelede op die planeet gewoon het nie. Volgens die navorsers sê alle werweldiere van hierdie 'tandesak'. Die grootte van die gemeenskaplike voorouer was net 'n millimeter.
• Moderne navorsers het selfs daarin geslaag om die eerste semi-sintetiese organisme te skep met fundamentele veranderinge in DNA. Ons is reeds baie naby aan die sintese van nuwe proteïene, dit wil sê 'n heeltemal kunsmatige lewe. In net 'n paar eeue het die mensdom daarin geslaag om die skepping van 'n nuwe soort lewende organisme te bemeester.
• Nie net skep ons nuwe organismes nie, maar wysig ons ook die bestaande met selfvertroue. Wetenskaplikes het selfs 'sagteware' geskep waarmee die gebruik van DNA-instrumente die DNA-ketting kan redigeer. Terloops, slegs 1% DNA bevat genetiese inligting, sê die navorsers. Waarom benodig ons die oorblywende 99%?
• DNA is so veelsydig dat u inligting daarop soos op 'n hardeskyf kan bêre. 'N Fliek is al op DNA opgeneem en kon die inligting sonder probleme aflaai, aangesien dit voorheen lêers vanaf 'n diskette geneem het.

Beskou u uself as 'n opgevoede en moderne mens? Dan moet u dit eenvoudig weet.

Alhoewel die ontdekking van DNA uit 1869 dateer, was dit eers in 1986 dat hierdie kennis die eerste keer in die forensika gebruik is.

Hier is die verhaal van die oorsprong van die lewe op aarde

Die lewe is oud. Dinosourusse is miskien die beroemdste van alle uitgestorwe wesens, maar dit het slegs 250 miljoen jaar gelede verskyn. Die eerste lewe op die planeet het veel vroeër ontstaan.

Volgens die kenners is die oudste fossiele ongeveer 3,5 miljard jaar oud. Met ander woorde, hulle is 14 keer ouer as die eerste dinosourusse!

Dit is egter nie die limiet nie. In Augustus 2016 is fossielbakterieë byvoorbeeld ontdek waarvan die ouderdom 3,7 miljard jaar is. Dit is 15 duisend keer ouer as dinosourusse!

Die aarde self is nie veel ouer as hierdie bakterieë nie - ons planeet het uiteindelik ongeveer 4,5 miljard jaar gelede gevorm. Dit wil sê, die eerste lewe op aarde is redelik “vinnig” gebore, na ongeveer 800 miljoen jaar op die planeet was daar bakterieë - lewende organismes, wat volgens wetenskaplikes daarin geslaag het om mettertyd meer ingewikkeld te raak en eerste te begin vir eenvoudige organismes in die oseaan, en aan die einde -end, en aan die menslike ras self.

In 'n onlangse verslag van Kanada word hierdie gegewens bevestig: die oudste bakterieë word geskat tussen 3 770 en 4,300 miljard jaar oud. Dit wil sê, die lewe op ons planeet het heel moontlik 200,000 jaar na die vorming daarvan "ongeveer" ontstaan. Mikroörganismes wat gevind is, het op yster geleef. Hul oorskot is in kwartsgesteentes gevind.

As ons aanneem dat lewe op aarde ontstaan ​​het - wat redelik klink, aangesien ons dit nog nie op ander kosmiese liggame gevind het nie, hetsy op ander planete of op fragmente van meteoriete wat uit die buitenste ruimte gebring is, dan moes dit in daardie tydperk gebeur het , wat 'n miljard jaar strek tussen die oomblik toe die planeet uiteindelik gevorm is, en die datum waarop fossiele in ons tyd gevind is.

Dus, nadat ons die periode wat ons interesseer, verklein het, op vertroue op onlangse studies, kan ons aanneem wat presies die eerste lewe op aarde was.

Wetenskaplikes herskep die voorkoms van prehistoriese reuse vanaf die geraamtes wat tydens opgrawings gevind is.

Elke lewende organisme bestaan ​​uit selle (en so is jy ook)

In die 19de eeu het bioloë gevind dat alle lewende organismes uit 'selle' bestaan ​​- klein organiese materiaal van verskillende vorms en groottes.

Selle is eers in die 17de eeu ontdek, terselfdertyd as die uitvinding van relatief kragtige mikroskope, maar wetenskaplikes het eers na 'n anderhalf eeu tot dieselfde gevolgtrekking gekom: selle is die basis van alle lewens op die planeet.

Natuurlik lyk die mens nie soos visse of dinosourusse nie, maar kyk net deur 'n mikroskoop om seker te maak dat mense uit byna dieselfde selle bestaan ​​as verteenwoordigers van die dierewêreld. Boonop lê dieselfde selle onder plante en swamme.

Alle organismes bestaan ​​uit selle, insluitend u.

Die grootste vorm van lewe is eensellige bakterieë.

Die meeste lewensvorme kan vandag veilig mikroörganismes genoem word, wat elkeen slegs uit een enkele sel bestaan.

Die bekendste soort so 'n lewe is bakterieë wat oral in die wêreld woon.

In April 2016 het wetenskaplikes 'n bygewerkte weergawe van die 'boom van die lewe' aangebied: 'n soort genealogiese boom vir elke soort lewende organisme. Die oorgrote meerderheid van die "takke" van hierdie boom is bakterieë. Die vorm van die boom dui ook daarop dat die voorouer van alle lewe op aarde 'n bakterie was. Met ander woorde, die hele verskeidenheid lewende organismes (insluitend u) kom van 'n enkele bakterie.

Ons kan dus die kwessie van die oorsprong van die lewe meer akkuraat benader. Om die heel eerste sel te herskep, moet u die toestande wat meer as 3,5 miljard jaar gelede op die planeet geheers het, so noukeurig moontlik herskep.

So hoe moeilik is dit?

Eensellige bakterieë is die algemeenste lewensvorm op aarde.

Aanvang van eksperimente

Vir baie eeue was die vraag "waar het die lewe begin?" het prakties nie ernstig gevra nie. Soos ons al van die begin af onthou, was die antwoord inderdaad bekend: die lewe is deur die Skepper geskep.

Tot die 19de eeu het die meeste mense in “vitalisme” geglo. Hierdie leer is gebaseer op die idee dat alle lewende wesens toegerus is met 'n spesiale, bonatuurlike krag wat hulle onderskei van lewelose voorwerpe.

Die idees van vitalisme het dikwels weerklank gevind met godsdienstige postulate. Die Bybel sê dat God die eerste mense deur die 'asem van die lewe' gebruik het, en dat die onsterflike siel een van die manifestasies van vitalisme is.

Maar daar is een probleem. Die idees van vitalisme is fundamenteel verkeerd.

Aan die begin van die 19de eeu het wetenskaplikes verskeie stowwe ontdek wat eksklusief van lewende wesens beskikbaar was. Ureum in uriene was een van hierdie stowwe, en dit is in 1799 verkry.

Hierdie ontdekking is egter nie in stryd met die konsep van vitalisme nie. Ureum het slegs in lewende organismes verskyn, sodat hulle miskien 'n spesiale lewensbelangrike energie het, wat hulle uniek maak.

Dood van vitalisme

Maar in 1828 kon die Duitse chemikus Friedrich Wöhler ureum sintetiseer van 'n anorganiese verbinding - ammoniumsianaat, wat niks met lewende dinge te doen gehad het nie. Ander wetenskaplikes kon sy eksperiment herhaal, en dit het gou duidelik geword dat alle organiese verbindings uit eenvoudiger anorganiese verbindings verkry kon word.

Dit het die vitalisme as wetenskaplike konsep beëindig.

Maar om van hul oortuigings ontslae te raak, was vir mense redelik moeilik. Die feit dat organiese verbindings slegs vir lewende wesens eintlik niks besonders is nie, was vir baie mense die lewe ontneem van 'n magie-element, wat mense van goddelike wesens byna in masjiene maak. Natuurlik was dit baie strydig met die Bybel.

Selfs sommige geleerdes het voortgegaan om te veg vir vitalisme. In 1913 bevorder die Engelse biochemikus Benjamin Moore sy teorie van 'biotiese energie', wat in wese dieselfde vitalisme was, maar op 'n ander bedekking. Die idee van vitalisme het op emosionele vlak redelik sterk wortels in die menslike siel gevind.

Vandag kan die weerkaatsings daarvan op die mees onverwagse plekke gevind word. Neem byvoorbeeld 'n aantal wetenskapfiksieverhale waarin die 'lewensenergie' van 'n karakter aangevul of ontleed kan word. Onthou die 'energie van wedergeboorte' wat gebruik word deur die wedloop van die tydmanne uit die reeks Doctor Who. Hierdie energie kan aangevul word as dit tot 'n einde kom. Alhoewel die idee futuristies lyk, is dit in werklikheid 'n weerspieëling van outydse teorieë.

Dus, na 1828, het wetenskaplikes uiteindelik goeie redes gehad om 'n nuwe verduideliking vir die oorsprong van die lewe te soek, hierdie keer spekulasie oor goddelike ingryping weggegooi.

Maar hulle het nie begin soek nie. Dit wil voorkom asof die onderwerp van navorsing tot sy reg gekom het, maar in werklikheid het 'n paar dekades nie die raaisel van die oorsprong van die lewe bereik nie.Miskien was almal nog te geheg aan vitalisme om aan te gaan.

Darwin en die evolusieteorie

Die belangrikste deurbraak op die gebied van biologiese navorsing in die 19de eeu was die evolusieteorie, ontwikkel deur Charles Darwin en deur ander wetenskaplikes voortgesit.

Darwin se teoriesoos beskryf in die oorsprong van die spesies van 1859, verduidelik hoe die verskeidenheid van diere in een dier voortspruit.

Darwin beweer dat God nie elke spesie lewende wesens afsonderlik geskep het nie, en dat al hierdie spesies afkomstig is van 'n primitiewe organisme wat miljoene jare gelede verskyn het, wat ook die laaste algemene gemeenskaplike voorouer genoem word.

Die idee blyk uiters kontroversieel te wees, omdat dit Bybelse postulate weerlê het. Darwin se teorie is fel gekritiseer, veral deur aanstootlike Christene.

Maar die evolusieteorie het nie 'n woord gesê oor hoe die heel eerste organisme verskyn het nie.

Hoe het die eerste lewe ontstaan?

Darwin het verstaan ​​dat dit 'n deeglike vraag was, maar (miskien nie in 'n ander konflik met die geestelikes wou gaan nie) het hy dit slegs in 'n brief van 1871 aangeraak. Die emosionele toon van die brief het getoon dat die wetenskaplike bewus was van die diepgaande betekenis van hierdie saak:

'... Maar as dit nou is [o hoe groot as!] in 'n warm dam wat al die nodige soute van ammonium en fosfor bevat en toeganklik is vir lig, hitte, elektrisiteit, ens., is 'n proteïen chemies gevorm wat tot meer ingewikkelde transformasies kon lei ... ”

Met ander woorde: stel jou voor 'n klein dam wat gevul is met eenvoudige organiese verbindings en onder die son geleë is. Sommige van die verbindings kan moontlik begin om in wisselwerking te wees, wat meer ingewikkelde stowwe skep, soos proteïene, wat op hul beurt ook sal reageer en ontwikkel.

Die idee was nogal oppervlakkig. Maar dit vorm nietemin die basis van die eerste hipoteses oor die oorsprong van die lewe.

Darwin het nie net 'n evolusieteorie geskep nie, maar ook voorgestel dat die lewe ontstaan ​​het in warm water versadig met die nodige anorganiese verbindings.

Die revolusionêre idees van Alexander Oparin

En die eerste stappe in hierdie rigting is glad nie gedoen waar u verwag het nie. U dink miskien dat sulke studies, wat die vryheid van denke impliseer, byvoorbeeld in die Verenigde Koninkryk of die VSA moes gewees het. Maar die eerste hipoteses oor die oorsprong van die lewe is inderdaad in die inheemse uitgestrektheid van die Stalinistiese USSR voorgehou, 'n wetenskaplike wie se naam u waarskynlik nooit gehoor het nie.

Dit is bekend dat Stalin baie studies op die gebied van genetika gesluit het. In plaas daarvan bevorder hy die idees van die landboukundige Trofim Lysenko, wat volgens hom meer geskik was vir die kommunistiese ideologie. Wetenskaplikes wat navorsing op die gebied van genetika doen, was verplig om die idees van Lysenko in die openbaar te ondersteun, anders sou hulle in die kampe verkeer.

Dit was in so 'n gespanne atmosfeer dat die biochemikus Alexander Ivanovich Oparin sy eksperimente moes uitvoer. Dit was moontlik omdat hy homself gevestig het as 'n betroubare kommunis: hy ondersteun die idees van Lysenko en ontvang selfs die Orde van Lenin - die eerwaardigste toekenning van alles wat destyds bestaan ​​het.

In 1924 publiseer Oparin die boek On the Origin of Life. Daarin het hy sy siening van die oorsprong van die lewe uiteengesit, wat verbasend gelyk het aan die sketsagtige voorbeeld van Darwin se “warm reservoir”.

Die Sowjet-biochemikus Alexander Oparin het voorgestel dat die eerste lewende organismes gevorm word as koeverte.

'N Nuwe teorie van die eerste lewe op aarde

Oparin beskryf wat die aarde was in die eerste dae na die vorming daarvan. Die planeet het 'n brandende warm oppervlak en het klein meteoriete aangetrek. Rondom was slegs halfgesmelte klippe, wat 'n groot verskeidenheid chemikalieë bevat het, baie van hulle gebaseer op koolstof.

Uiteindelik het die aarde voldoende afgekoel, en die damp het eers in vloeibare water verander en sodoende die eerste reën geskep. Na 'n geruime tyd het warm oseane op die planeet verskyn wat ryk was aan koolstof-gebaseerde chemikalieë. Verdere gebeure kan in twee scenario's ontwikkel.

Die eerste was die interaksie van stowwe waarin meer komplekse verbindings sou voorkom. Oparin het voorgestel dat suiker en aminosure wat belangrik is vir lewende organismes, in die waterbak van die planeet kan vorm.

In die tweede scenario het sommige stowwe tydens die interaksie mikroskopiese strukture begin vorm. Soos u weet, is baie organiese verbindings nie oplosbaar in water nie: olie vorm byvoorbeeld 'n laag op die oppervlak van die water. Sommige stowwe wat met water in aanraking kom, vorm bolvormige kogels, of 'coacervates', met 'n deursnee van tot 0,01 cm (of 0,004 duim).

As u die coacervates onder 'n mikroskoop waarneem, kan u die ooreenkoms met lewende selle opmerk. Hulle groei, verander van vorm en word soms in twee dele verdeel. Hulle is ook in wisselwerking met omliggende verbindings, sodat ander stowwe daarin kan konsentreer. Oparin het voorgestel dat coacervates die voorouers van moderne selle was.

John Haldane se Theory of First Life

Vyf jaar later, in 1929, het die Engelse bioloog John Burdon Sanderson Haldane sy teorie onafhanklik voorgehou met soortgelyke idees, wat gepubliseer is in die tydskrif "Rationalist Annual".

Haldane het teen daardie tyd reeds 'n groot bydrae gelewer tot die ontwikkeling van die evolusieteorie, en het daartoe bygedra dat Darwin se idees in die wetenskap van genetika bygedra het.

En hy was 'n baie gedenkwaardige persoon. Een keer tydens 'n eksperiment in 'n dekompressie-kamer het hy 'n breuk van die trommelvlies ervaar, wat hy later oor die volgende geskryf het: 'Die membraan genees al, en al is daar 'n gat daarin, ondanks die doofheid, sal dit moontlik wees om deurdringende rook van tabakrook uit te laat, wat ek dink 'n belangrike prestasie. ”

Soos Oparin, het Haldane presies voorgestel hoe organiese verbindings in water kan inwerk: "(vroeër) het die eerste oseane die konsekwentheid van 'n warm bouillon bereik." Dit het die voorwaardes geskep vir die voorkoms van "die eerste lewende of halflewende organismes." Onder dieselfde omstandighede kan die eenvoudigste organismes in die "oliefilm" wees.

John Haldane, onafhanklik van Oparin, het soortgelyke idees oor die oorsprong van die eerste organismes voorgelê.

Die Oparin-Haldane-veronderstelling

Oparin en Haldane was dus die eerste bioloë wat hierdie teorie gevorderd het. Maar die idee dat God of selfs 'n abstrakte 'vitale krag' nie aan die vorming van lewende organismes deelgeneem het nie, was radikaal. Soos Darwin se evolusieteorie, was hierdie gedagte 'n klap vir die Christendom.

Die mag van die USSR bevredig hierdie feit heeltemal. Onder die Sowjet-regime het ateïsme in die land geheers, en die owerhede het met blydskap materialistiese verklarings van sulke ingewikkelde verskynsels soos die lewe ondersteun. Terloops, Haldane was ook 'n ateïs en 'n kommunis.

"In daardie dae is hierdie idee bloot deur die prisma van hul eie oortuigings beskou: godsdienstige mense het dit met vyandigheid gesien, in teenstelling met die ondersteuners van kommunistiese idees," sê Armen Mulkidzhanyan, 'n kenner van die oorsprong van die lewe aan die Universiteit van Osnabrück in Duitsland. 'In die Sowjetunie is hierdie idee met blydskap aanvaar omdat hulle God nie nodig gehad het nie. En in die Weste word dit deur dieselfde linkse ondersteuners, kommuniste, ens. Gedeel. ”

Die konsep dat lewe gevorm is in die 'primêre bouillon' van organiese verbindings, word genoem die Oparin-Haldane-veronderstelling. Sy het oortuigend genoeg gelyk, maar daar was een probleem. Destyds is daar nie 'n enkele praktiese eksperiment uitgevoer wat die waarheid van hierdie hipotese kon bewys nie.

Sulke eksperimente het eers na bykans 'n kwarteeu begin.

Die eerste eksperimente om lewe "in vitro" te skep

Die vraag na die oorsprong van die lewe het belanggestel in Harold Urey, 'n beroemde wetenskaplike wat in 1934 reeds die Nobelprys vir chemie ontvang het en selfs aan die skepping van die atoombom deelgeneem het.

Tydens die Tweede Wêreldoorlog het Yuri aan die Manhattan-projek deelgeneem en die onstabiele uraan-235 versamel vir die kern van 'n bom. Na afloop van die oorlog bepleit Yuri burgerlike beheer van kerntegnologie.

Yuri het belanggestel in chemiese verskynsels in die buitenste ruimte. En die interessantste vir hom was die prosesse wat tydens die vorming van die sonnestelsel plaasgevind het. In een van sy lesings het hy daarop gewys dat daar aanvanklik op aarde nie suurstof was nie. En hierdie toestande was ideaal vir die vorming van die 'primêre bouillon', waaroor Oparin en Haldane gepraat het, aangesien sommige van die nodige stowwe so swak was dat dit in kontak met suurstof sou oplos.

Die lesing is bygewoon deur 'n doktorale student met die naam Stanley Miller, wat hom tot Yuri wend met die voorstel om op hierdie idee 'n eksperiment uit te voer. Aanvanklik was Yuuri skepties oor die idee, maar later kon Miller hom oorreed.

In 1952 het Miller die beroemdste eksperiment uitgevoer van alles wat verband hou met 'n uiteensetting van die oorsprong van die lewe op aarde.

Die Stanley Miller-eksperiment het die bekendste geword in die geskiedenis van die studie van die oorsprong van lewende organismes op ons planeet.

Die bekendste eksperiment oor die oorsprong van lewe op aarde

Voorbereiding het nie baie tyd geneem nie. Miller het 'n reeks glasflesse verbind waardeur 4 stowwe wat vermoedelik op die vroeë aarde bestaan ​​het, gesirkuleer is: kookwater, waterstof, ammoniak en metaan. Gasse het stelselmatige vonkontladings ondergaan - dit was 'n simulasie van weerligstakings, wat op die vroeë aarde algemeen was.

Miller het bevind dat "die water in die kolf sigbaar na die eerste dag pienk geword het, en na die eerste week het die oplossing bewolk geword en donkerrooi geword." Daar was die vorming van nuwe chemiese verbindings.

Toe Miller die samestelling van die oplossing ontleed het, het hy gevind dat dit twee aminosure bevat: glisien en alanien. Soos u weet, word aminosure dikwels as boustene van die lewe beskryf. Hierdie aminosure word gebruik in die vorming van proteïene wat die meeste van die biochemiese prosesse in ons liggaam beheer. Miller het letterlik van nuuts af die twee belangrikste komponente van 'n lewende organisme geskep.

In 1953 word die resultate van die eksperiment in die gesogte tydskrif Science gepubliseer. Yuri, deur 'n edele, hoewel nie kenmerkend van 'n wetenskaplike van sy ouderdom nie, het sy naam van die titel verwyder en al die eer aan Miller oorgelaat. Maar ten spyte hiervan word die studie gewoonlik die 'Miller-Yuri-eksperiment' genoem.

Die belang van die Miller-Yuri-eksperiment

"Die waarde van die Miller-Urey-eksperiment is dat dit toon dat daar selfs in 'n eenvoudige atmosfeer baie biologiese molekules gevorm kan word," sê John Sutherland, 'n wetenskaplike aan die Cambridge Laboratory of Molecular Biology.

Nie alle besonderhede van die eksperiment was akkuraat nie, aangesien dit later geblyk het. In werklikheid het studies getoon dat ander gasse in die atmosfeer van die vroeë aarde was. Maar dit doen nie afbreuk aan die belangrikheid van die eksperiment nie.

"Dit was 'n landmerk-eksperiment wat die verbeelding van baie mense geskud het, en daarom word daar vandag verwys," sê Sutherland.

In die lig van Miller se eksperiment, het baie wetenskaplikes begin om maniere te soek om eenvoudige biologiese molekules van nuuts af te skep. Die antwoord op die vraag “Hoe het die lewe op aarde begin?” Lyk baie naby.

Maar toe blyk dit dat die lewe baie ingewikkelder is as wat u kan dink. Lewende selle is, soos dit geblyk het, nie net 'n stel chemiese verbindings nie, maar ingewikkelde klein meganismes. Skielik het die skepping van lewende selle van nuuts af 'n baie ernstiger probleem geword as wat wetenskaplikes verwag het.

Die studie van gene en DNA

Teen die begin van die vyftigerjare van die 20ste eeu was wetenskaplikes reeds ver verwyder van die idee dat die lewe 'n geskenk van die gode was.

In plaas daarvan het hulle die moontlikheid van 'n spontane en natuurlike voorkoms van lewe op die vroeë aarde begin bestudeer - en danksy Stanley Miller se landmerk-eksperiment het bewyse uit hierdie idee begin blyk.

Terwyl Miller van nuuts af probeer het om lewe te skep, het ander wetenskaplikes vasgestel waaruit gene bestaan.

Op hierdie punt is die meeste biologiese molekules reeds bestudeer. Dit sluit suiker, vette, proteïene en nukleïensure in, soos “deoksiribonukleïensuur” - dit is ook DNA.

Vandag weet almal dat ons gene in DNA vervat is, maar vir bioloë van die 1950's was dit 'n werklike skok.

Proteïene het 'n meer ingewikkelde struktuur, en daarom glo wetenskaplikes dat geeninligting daarin voorkom.

Die teorie is in 1952 weerlê deur wetenskaplikes van die Carnegie-instituut - Alfred Hershey en Marta Chase. Hulle bestudeer eenvoudige virusse, bestaande uit proteïene en DNA, wat vermenigvuldig is deur ander bakterieë te besmet. Wetenskaplikes het gevind dat virale DNA, nie proteïene, die bakterieë binnedring nie. Hieruit is die gevolgtrekking gemaak dat DNA geneties materiaal is.

Die ontdekking van Hershey en Chase was die begin van 'n wedloop met die doel om die struktuur van DNA en die beginsels van die werk daarvan te bestudeer.

Martha Chase en Alfred Hershey het ontdek dat DNA genetiese inligting bevat.

Spiraal-DNA-struktuur - een van die belangrikste ontdekkings van die 20ste eeu

Francis Crick en James Watson van die Universiteit van Cambridge, sonder die onvoorwaardelike hulp van hul kollega, Rosalind Franklin, was die eerste om die kwessie op te los. Dit het gebeur 'n jaar na die eksperimente van Hershey en Chase.

Hul ontdekking het een van die belangrikste in die 20ste eeu geword. Hierdie ontdekking het die manier waarop ons na die oorsprong van die lewe kyk, verander en die ongelooflike komplekse struktuur van lewende selle onthul.

Watson en Crick het ontdek dat DNA 'n dubbele heliks (dubbele skroef) is wat soos 'n geboë trap lyk. Elk van die twee “pole” van hierdie leer bestaan ​​uit molekules wat nukleotiede genoem word.

Hierdie struktuur maak dit duidelik hoe selle hul DNA kopieer. Met ander woorde, dit word duidelik hoe ouers kopieë van hul gene aan kinders deurgaan.

Dit is belangrik om te verstaan ​​dat die dubbele heliks “losgemaak” kan word. Dit bied toegang tot die genetiese kode, wat bestaan ​​uit 'n reeks genetiese basisse (A, T, C en G), wat gewoonlik binne die "trappe" van die DNA-leer omsluit word. Elke draad word dan as sjabloon gebruik wanneer 'n kopie van 'n ander gemaak word.

Met hierdie meganisme kan gene van die begin van die lewe af geërf word. U eie gene is uiteindelik afkomstig van 'n antieke bakterie - en met elke oordrag het hulle dieselfde meganisme gebruik as wat Crick en Watson ontdek het.

In 1953 publiseer Watson en Crick hul verslag in die tydskrif Nature. Die volgende paar jaar het wetenskaplikes probeer presies verstaan ​​watter inligting in DNA bevat en hoe dit in lewende selle gebruik word.

Vir die eerste keer is een van die innerlike geheime van die lewe aan die publiek geopenbaar.

DNA-struktuur: 2 ruggraatjies (antiparallelle kettings) en pare nukleotiede.

DNA-uitdaging

Soos blyk, het DNA slegs een taak. U DNA vertel die selle van u liggaam hoe om proteïene (proteïene) te skep - molekules wat baie belangrike take verrig.

Sonder proteïene sou u nie voedsel kon verteer nie, sou u hart ophou klop, en u asem sou ophou.

Maar die proses van proteïenvorming met behulp van DNA herskep is 'n ongelooflike moeilike taak. Almal wat die oorsprong van die lewe probeer verklaar, kon eenvoudig nie verstaan ​​hoe iets so kompleks selfs op sigself kan verskyn en ontwikkel nie.

Elke proteïen is in wese 'n lang ketting van aminosure wat in 'n spesifieke volgorde verweef is. Hierdie orde bepaal die driedimensionele vorm van die proteïen en dus die doel daarvan.

Hierdie inligting word in die DNA-basisvolgorde gekodeer.Dus, wanneer 'n sel 'n spesifieke proteïen moet skep, lees dit die ooreenstemmende geen in die DNA om 'n gegewe reeks aminosure op te bou.

Wat is RNA?

In die proses om DNA-selle te gebruik, is daar een nuanse.

• DNA is die kosbaarste selbron. Daarom verkies selle om nie toegang tot DNA met elke aksie nie.
• In plaas daarvan, kopieer selle inligting vanaf DNA na klein molekules van 'n ander stof wat genoem word RNA (ribonukleïensuur).
• RNA is soortgelyk aan DNA, maar dit het slegs een string.

As ons 'n analogie tussen DNA en 'n biblioteekboek teken, sal die RNA hier lyk soos 'n bladsy met 'n samevatting van die boek.

Die proses van omskakeling van inligting deur die RNA-ketting na proteïene word voltooi met behulp van 'n baie komplekse molekule genaamd "ribosoom".

Hierdie proses vind in elke lewende sel plaas, selfs in die eenvoudigste bakterieë. Om die lewe te behou, is dit net so belangrik soos voedsel en asemhaling.

Dus, elke verduideliking van die voorkoms van die lewe moet aantoon hoe 'n komplekse trio verskyn het, en hoe dit begin werk het, wat insluit DNA, RNA en ribosome.

Die verskil tussen DNA en RNA.

Alles is baie ingewikkelder.

Die teorieë van Oparin en Haldane het nou naïef en eenvoudig gelyk, en die eksperiment van Miller, waartydens verskeie aminosure wat nodig was vir die vorming van die proteïen, was amateursagtig. Op die lang pad om lewe te skep, was sy navorsing, hoewel produktief, duidelik net die eerste stap.

"DNA laat RNA proteïene maak, alles in 'n geslote sak chemikalieë," sê John Sutherland. 'Jy kyk daarna en verwonder jou aan hoe moeilik dit is. Wat moet ons doen om 'n organiese verbinding te vind wat dit alles in een slag doen? '

Miskien het die lewe begin met RNA?

Die eerste wat hierdie vraag probeer beantwoord het, was 'n Britse chemikus met die naam Leslie Orgel. Hy was een van die eerstes wat die DNA-model wat deur Crick en Watson geskep is, gesien het, en het later NASA gehelp as deel van die Viking-program, waartydens landingsmodules na Mars gestuur is.

Orgel was bedoel om die taak te vereenvoudig. In 1968, met die ondersteuning van Crick, het hy voorgestel dat daar geen proteïene of DNA in die eerste lewende selle was nie. Inteendeel, hulle het feitlik geheel en al uit RNA bestaan. In hierdie geval moes die primêre RNA-molekules universeel wees. Hulle moes byvoorbeeld hul eie kopieë maak, waarskynlik met behulp van dieselfde paringsmeganisme as DNA.

Die idee dat die lewe met RNA begin het, het 'n ongelooflike impak op alle verdere navorsing. En dit het hewige debatte in die wetenskaplike gemeenskap veroorsaak wat tot vandag toe nog nie opgehou het nie.

As ons aanvaar dat die lewe met RNA en 'n ander element begin het, het Orgel voorgestel dat een van die belangrikste aspekte van die lewe - die vermoë om homself te reproduseer - vroeër as ander verskyn het. Ons kan sê dat hy nie net besin het oor hoe die lewe vir die eerste keer verskyn het nie, maar ook oor die wese van die lewe gepraat het.

Baie bioloë het saamgestem met Orgel se idee dat 'voortplanting die eerste was'. In Darwin se evolusieteorie is die vermoë om te voortbou op die voorpunt: dit is die enigste manier waarop die liggaam in hierdie wedloop 'kan wen' - dit wil sê, talle kinders agterlaat.

Leslie Orgel het die idee voorgestel dat die eerste selle op grond van RNA funksioneer.

Verdeling in 3 kampe

Maar ander kenmerke is kenmerkend van die lewe, net so belangrik.

Die duidelikste hiervan is metabolisme: die vermoë om omgewingsenergie op te neem en om dit te oorleef.

Vir baie bioloë is metabolisme 'n kenmerkende eienskap van die lewe; hulle plaas die vermoë om voort te plant.

Dus begin wetenskaplikes wat met die raaisel van die oorsprong van die lewe in die 1960's sukkel, in twee kampe verdeel word.

“Eersgenoemde beweer dat metabolisme vroeër as genetika voorgekom het, en laasgenoemde was van die teenoorgestelde mening,” verduidelik Sutherland.

Daar was 'n derde groep wat beweer dat daar aanvanklik 'n houer vir sleutelmolekules moes verskyn, wat hulle nie sou laat disintegreer nie.

“Kompartementering was veronderstel om eerste te kom, want daarsonder maak selmetabolisme geen sin nie,” verduidelik Sutherland.

Met ander woorde, 'n sel moes by die oorsprong van die lewe gestaan ​​het, soos Oparin en Haldane reeds 'n paar dekades tevore benadruk het, en miskien moes hierdie sel met eenvoudige vette en lipiede bedek gewees het.

Elk van die drie idees het sy ondersteuners aangeskaf en tot vandag toe oorleef. Wetenskaplikes het soms van koelbloedige professionaliteit vergeet en een van drie idees blindelings ondersteun.

Gevolglik is wetenskaplike konferensies oor hierdie kwessie dikwels vergesel deur skandale, en joernaliste wat hierdie gebeure behandel het dikwels onaangename terugvoering van wetenskaplikes uit die een kamp gehoor oor die werk van hul kollegas van die ander twee.

Danksy Orgel het die idee dat die lewe met RNA begin het, die publiek 'n stap verder tot die antwoord gebring.

En in die 1980's het 'n verbysterende ontdekking plaasgevind wat Orgel se hipotese eintlik bevestig het.

Wat was die eerste: houer, metabolisme of genetika?

In die laat 1960's is wetenskaplikes in drie kampe verdeel op soek na 'n antwoord op die raaisel van die oorsprong van die lewe op die planeet.

1. Eersgenoemde was seker dat die lewe begin het met die vorming van primitiewe weergawes van biologiese selle.
2. Die tweede het geglo dat die eerste en belangrikste stap die metaboliese stelsel was.
3. Nog ander het gefokus op die belangrikheid van genetika en voortplanting (replikasie).

Hierdie derde kamp het probeer uitvind hoe die heel eerste replikator kan lyk, met die idee dat die replikator uit RNA moet bestaan.

Die vele gesigte van RNA

Teen die 1960's het wetenskaplikes baie redes gehad om te glo dat RNA die bron van alle lewe was.

Hierdie redes sluit in die feit dat RNA kon doen wat DNA nie kon nie.

As 'n enkelstrengse molekule, kan RNA buig en homself verskillende vorme gee, wat met twee kettings ontoeganklik was vir rigiede DNA.

Origami-vormende RNA het sterk gelyk aan proteïene in sy gedrag. Per slot van rekening is proteïene in wese dieselfde lang kettings, maar bestaan ​​uit aminosure, nie nukleotiede nie, waardeur hulle meer komplekse strukture kan skep.

Dit is die sleutel tot die wonderlikste vermoë van proteïene. Sommige proteïene kan chemiese reaksies versnel of 'kataliseer'. Hierdie proteïene word ensieme genoem.

Die menslike ingewande bevat byvoorbeeld baie ensieme wat ingewikkelde voedselmolekules in eenvoudige (soos suiker) afbreek - dit wil sê dié wat later deur ons selle gebruik word. Om sonder ensieme te leef sou eenvoudig onmoontlik wees. Die onlangse dood van die halfbroer van die Koreaanse leier op die Maleisiese lughawe was byvoorbeeld te wyte aan die feit dat 'n ensiem wat die senuwee-reagens VX onderdruk, ophou funksioneer het in sy liggaam - as gevolg daarvan is die asemhalingstelsel verlam en die persoon sterf binne 'n paar minute. Ensieme is so belangrik vir die werking van ons liggaam.

Leslie Orgel en Francis Crick het nog 'n hipotese voorgehou. As RNA kon optel, soos proteïene, kan dit ook ensieme vorm?

As dit so blyk te wees, kan RNA 'n oorspronklike - en uiters universele - lewende molekule wees wat inligting stoor (soos DNA doen) en reaksies kataliseer, wat kenmerkend is vir sommige proteïene.

Die idee was interessant, maar oor die volgende tien jaar is daar geen bewyse gevind om dit te ondersteun nie.

RNA Ensieme

Thomas Check is gebore en getoë in Iowa. Selfs in sy kinderjare was sy passie klippe en minerale. En al op die hoërskool was hy gereelde gas by die geoloë van die plaaslike universiteit, wat vir hom modelle van minerale strukture gewys het. Hy word uiteindelik 'n biochemikus, en fokus op die studie van RNA.

In die vroeë 1980's bestudeer Chek en sy kollegas aan die Universiteit van Colorado in Boulder 'n eensellige organisme met die naam Tetrahymena-termofiel. 'N Deel van hierdie sellulêre organisme het RNA-kettings ingesluit. Check het opgemerk dat een van die RNA-segmente soms van die ander geskei is, asof dit met 'n skêr geskei is.

Toe sy span al die ensieme en ander molekules uitskakel wat as molekulêre skêr kan dien, het RNA steeds die segment geïsoleer. Terselfdertyd is die eerste RNA-enzym ontdek: 'n klein RNA-segment wat onafhanklik kan skei van die groot ketting waaraan dit gekoppel is.

Check het die resultate in 1982 gepubliseer. 'N Jaar later ontdek ander navorsers die tweede RNA-ensiem, ook bekend as “ribozyme”.

Aangesien twee RNA-ensieme relatief vinnig gevind is, het wetenskaplikes voorgestel dat daar baie meer kan wees. Meer en meer feite spreek ten gunste van die feit dat die lewe met RNA begin het.

Thomas Check het die eerste RNA-ensiem gevind.

RNA Wêreld

Die eerste wat hierdie konsep genoem het, was Walter Gilbert.

As 'n fisikus wat skielik in molekulêre biologie belanggestel het, was Gilbert een van die eerstes wat voorgestaan ​​het vir die teorie van volgorde van die menslike genoom.

In 'n artikel in 1986 in die tydskrif Nature het Gilbert voorgestel dat die lewe in die sogenaamde RNA World begin het.

Die eerste fase van evolusie, volgens Gilbert, het bestaan ​​uit "'n proses waarin RNA-molekules as katalisators opgetree het en hulself in 'n bouillon van nukleotiede versamel het."

Deur verskillende RNA-fragmente in 'n gemeenskaplike ketting te kopieer en te plak, het RNA-molekules meer bruikbare kettings geskep op grond van bestaande. As gevolg hiervan, het die oomblik gekom toe hulle geleer het om proteïene en proteïenensieme te skep, wat baie nuttiger blyk te wees as die RNA-weergawes, en dit vir die grootste deel verplaas en gelei tot die lewe wat ons vandag waarneem.

Die RNA-wêreld is 'n mooi elegante manier om ingewikkelde lewende organismes van nuuts af te skep.

In hierdie konsep hoef u nie op die gelyktydige vorming van dosyne biologiese molekules in die “primêre sous” te vertrou nie, dit sal voldoende wees vir net een molekule waarmee dit begin het.

Bewys van

In 2000 het die RNA Wêreld-hipotese goeie bewyse gekry.

Thomas Steitz het dertig jaar bestudeer aan die struktuur van molekules in lewende selle. In die negentigerjare begin hy die hoofstudie in sy lewe: die bestudering van die struktuur van die ribosoom.

In elke lewende sel is 'n ribosoom teenwoordig. Hierdie groot molekule lees instruksies van RNA en kombineer aminosure om proteïene te skep. Ribosome in menslike selle staan ​​byna in elke liggaam.

Teen daardie tyd was dit al bekend dat die ribosoom RNA bevat. Maar in 2000 het die Steitz-span 'n gedetailleerde model van die struktuur van die ribosoom aangebied waarin RNA verskyn het as die katalitiese kern van die ribosoom.

Hierdie ontdekking was ernstig, veral as gesien word hoe oud en fundamenteel belangrik vir die lewe die ribosoom was. Die feit dat so 'n belangrike meganisme op RNA gebaseer was, het die teorie van die “RNA-wêreld” in die wetenskaplike gemeenskap baie aanneemliker gemaak. Die meeste van alles was die ondersteuners van die konsep van die RNA-wêreld oor die opening en Steitz het in 2009 die Nobelprys ontvang.

Maar daarna het wetenskaplikes begin twyfel.

Probleme van die “RNA World” -teorie

Die teorie van die “RNA World” het aanvanklik twee probleme gehad.

Kan RNA eerstens alle belangrike funksies verrig? En kon dit gevorm het in die toestande van die vroeë aarde?

Daar is 30 jaar verloop sedert Gilbert die teorie van die “RNA-wêreld” geskep het, en ons het nog steeds nie 'n volledige bewys dat RNA regtig in staat is tot alles wat in die teorie beskryf word nie. Ja, dit is 'n ongelooflike funksionele molekule, maar is een RNA genoeg vir al die funksies wat daaraan toegeskryf word?

Een teenstrydigheid was opvallend. As die lewe met 'n RNA-molekule begin het, beteken dit dat RNA sy eie kopieë of replikasies kan skep.

Nie een van alle bekende RNA's het hierdie vermoë nie. Om 'n eksakte kopie van 'n RNA- of DNA-fragment te maak, is baie ensieme en ander molekules nodig.

Daarom het 'n groep bioloë in die laat 80's 'n taamlike desperate studie begin. Hulle het bedoel om RNA te skep wat in staat is tot selfreplikasie.

Pogings om self-reproduseer RNA te skep

Jack Shostak van die Harvard Medical School was die eerste van hierdie navorsers. Van die vroeë kinderjare af was hy so passievol oor chemie dat hy selfs sy kelder in 'n laboratorium verander het. Hy het sy veiligheid verwaarloos, wat eens gelei het tot 'n ontploffing wat 'n glasfles aan die plafon vasgespyker het.

In die vroeë tagtigerjare het Shostak helder aangetoon hoe menslike gene hulself teen die verouderingsproses beskerm. Hierdie vroeë navorsing sou hom later op die lys van die Nobelpryswenners gebring het.

Maar hy het gou geïnspireer geraak deur Chek se navorsing wat verband hou met RNA-ensieme. “Ek dink dit is 'n ongelooflike werk,” sê Shostak. 'In beginsel is dit baie waarskynlik dat RNA kan dien as 'n katalisator vir die maak van u eie kopieë.'

In 1988 ontdek Chek 'n RNA-enzym wat 'n klein RNA-molekule van 10 nukleotiede kon vorm.

Shostak het besluit om verder te gaan en nuwe RNA-ensieme in die laboratorium te skep. Sy span het 'n stel willekeurige rye geskep en elkeen getoets om ten minste een te vind wat die vermoë van 'n katalisator het. Verder het die rye verander, en die toets is voortgesit.

Na tien pogings kon Shostak 'n RNA-ensiem skep wat die reaksie 7 miljoen keer vinniger as 'n katalisator vinniger as in die natuur gedoen het.

Shostak se span het bewys dat RNA-ensieme uiters kragtig kan wees. Maar hul ensiem kon nie hul replieke skep nie. Dit was 'n doodloopstraat vir Shostak.

Ensiem R18

In 2001 word die volgende deurbraak gemaak deur 'n voormalige student van Shostak - David Bartel van die Massachusetts Institute of Technology in Cambridge.

Bartel het 'n RNA-ensiem genaamd R18 geskep, wat op die bestaande RNA-ketting nuwe nukleotiede tot die RNA-ketting kon voeg.

Met ander woorde, die ensiem het nie net ewekansige nukleotiede bygevoeg nie, maar die volgorde presies gekopieër.

Selfreproduseerende molekules was nog ver weg, maar die rigting was reg.

Die R18-ensiem bestaan ​​uit 'n ketting wat 189 nukleotiede bevat, en kan 'n verdere 11 byvoeg - dit wil sê 6% van sy lengte. Navorsers het gehoop dat in nog 'n paar eksperimente hierdie 6% tot 100% kon omskep word.

Die suksesvolste op hierdie gebied was Philip Holliger van die Laboratorium vir Molekulêre Biologie in Cambridge. In 2011 het sy span die R18-enzym aangepas om die tC19Z-ensiem te skep, wat 'n opeenvolging van tot 95 nukleotiede kon kopieer. Dit was 48% van sy lengte - meer as R18, maar 100% is duidelik nie nodig nie.

Gerald Joyce en Traci Lincoln van Scripps La Jolla Research Institute het 'n alternatiewe benadering tot die kwessie aangebied. In 2009 het hulle 'n RNA-ensiem geskep wat die replika indirek skep.

Hul ensiem kombineer twee kort fragmente van RNA en skep 'n ander ensiem. Hy kombineer op sy beurt twee ander RNA-fragmente om die oorspronklike ensiem te herskep.

Met grondstowwe kan hierdie eenvoudige siklus onbepaald aangaan. Maar ensieme werk slegs as hulle die regte RNA-kettings het wat deur Joyce en Lincoln geskep is.

Vir baie wetenskaplikes wat skepties is oor die idee van die “RNA-wêreld”, is die gebrek aan selfreplikasie van RNA die hoofrede vir skeptisisme. RNA hanteer eenvoudig nie die rol van die skepper van 'n leeftyd nie.

Chemici in die skepping van RNA van nuuts af voeg geen optimisme by nie. Alhoewel RNA 'n veel eenvoudiger molekule as DNA is, is die vorming daarvan 'n ongelooflike probleem.

Die eerste selle is waarskynlik vermenigvuldig met deling.

Die probleem is suiker

Dit gaan oor die suiker wat in elke nukleotied en die nukleotiedbasis voorkom.Dit is realisties om dit apart te skep, maar dit is nie moontlik om dit aan mekaar te koppel nie.

Aan die begin van die 90's was hierdie probleem al voor die hand liggend. Sy het baie bioloë oortuig dat die 'RNA World'-hipotese, hoe aantreklik dit ook al mag lyk, steeds 'n hipotese is.

• Miskien was daar aanvanklik nog 'n molekule op die vroeë aarde: dit was eenvoudiger as RNA en het daarin geslaag om vanuit die 'primêre bouillon' te vergader en later selfreproduksie te begin.
• Miskien was hierdie molekule die eerste, en daarna verskyn RNA, DNA en ander.

Poliamied-nukleïensuur (PNA)

In 1991 het Peter Nielsen van die Universiteit van Kopenhagen in Denemarke 'n geskikte kandidaat vir die rol van primêre replikator gevind.

In werklikheid was dit 'n aansienlik verbeterde weergawe van DNA. Nielsen het die basis onveranderd gelaat - standaard A, T, C en G - maar in plaas van suikermolekules te gebruik, gebruik hy molekules genaamd polyamides.

Hy noem die resulterende molekule 'n poliamied-nukleïensuur, oftewel PNA. Met verloop van tyd het die dekodering van die afkorting om een ​​of ander rede egter verander in 'n “peptiednukleïensuur”.

In die natuur word PNA nie aangetref nie. Maar haar gedrag stem baie ooreen met die gedrag van DNA. Die PNA-ketting kan selfs die ketting in die DNA-molekule vervang, en die basisse pas soos gewoonlik. Boonop kan PNA in 'n dubbele heliks gedraai word, soos DNA.

Stanley Miller was geïntrigeerd. Met diep skeptisisme oor die konsep van die “RNA-wêreld”, het hy geglo dat PNA beter geskik is vir die rol van die eerste genetiese materiaal.

In 2000 ondersteun hy sy mening met bewyse. Teen daardie tyd was hy al 70 jaar oud en het hy verskeie beroertes beleef, waarna hy in 'n verpleeginrigting kon beland het, maar hy wou nie opgee nie.

Miller het sy klassieke eksperiment wat vroeër beskryf is, herhaal, met behulp van metaan, stikstof, ammoniak en water, en uiteindelik die polyamiedbasis van PNA gekry.

Hieruit volg dat op die vroeë Aarde wel omstandighede kon bestaan ​​vir die voorkoms van PNA, in teenstelling met RNA.

PNA-gedrag lyk soos DNA.

Treose nukleïensuur (TNC)

Intussen het ander chemici hul eie nukleïensure geskep.

In 2000 het Albert Eschenmozer threose-nukleïensuur (TNC) geskep.

In werklikheid was dit dieselfde DNA, maar met 'n ander soort suiker aan die basis. TNC-kettings kan 'n dubbele heliks vorm, en inligting kan oorgedra word van RNA na TNC's en omgekeerd.

Daarbenewens kan TNC's ook komplekse vorms vorm, insluitend die vorm van 'n proteïen. Dit het aangedui dat TNC's net soos RNA as 'n ensiem kan optree.

Glikol Nukleïensuur (GNA)

In 2005 het Eric Meggers 'n glikol-nukleïensuur geskep wat ook 'n heliks kon vorm.

Elk van hierdie nukleïensure het hul eie ondersteuners gehad: gewoonlik die skeppers van die sure self.

Maar in die natuur was daar geen spoor van sulke nukleïensure nie, en selfs as ons aanneem dat dit in die eerste lewe gebruik is, moes dit hulle op 'n sekere tydstip laat vaar het ten gunste van RNA en DNA.

Klink aanneemlik, maar word nie gerugsteun deur bewyse nie.

Dit was 'n goeie konsep, maar ...

Teen die middel van die eerste dekade van die 21ste eeu het voorstanders van die RNA Wêreld-konsep dus in 'n kwandier gebly.

Aan die een kant het RNA-ensieme in die natuur bestaan ​​en het een van die belangrikste fragmente van biologiese meganismes - die ribosoom - ingesluit. Dis nie sleg nie.

Aan die ander kant was daar geen self-reproduseerende RNA in die natuur nie, en niemand kon presies verduidelik hoe RNA in die “primêre sous” gevorm is nie. Laasgenoemde kan verklaar word deur alternatiewe nukleïensure, maar selfs in die natuur het hulle al bestaan ​​(of nooit) nie. Dit is sleg.

Die uitspraak oor die hele konsep van die “RNA-wêreld” was voor die hand liggend: die konsep is goed, maar nie uitputtend nie.

Intussen het die middel van die tagtigerjare stadigaan 'n teorie ontwikkel. Haar ondersteuners beweer dat die lewe nie met RNA, DNA of enige ander genetiese stof begin het nie.Volgens hulle is die lewe gebore as 'n meganisme om energie te gebruik.

Energie eers?

Daarom het wetenskaplikes wat by die oorsprong van die lewe betrokke was, in drie kampe verdeel.

Verteenwoordigers van die eerstes was daarvan oortuig dat die lewe met 'n RNA-molekule begin het, maar hulle kon nie uitvind hoe RNA-molekules of soortgelyke RNA's daarin kon slaag om spontaan op die vroeë aarde te verskyn en selfreproduksie te begin nie. Die sukses van wetenskaplikes was aanvanklik verheug, maar uiteindelik het navorsers tot stilstand gekom. Maar selfs toe hierdie studies in volle gang was, was daar al mense wat seker was dat die lewe op 'n heel ander manier gebore is.

Die teorie van die “RNA-wêreld” is gebaseer op 'n eenvoudige idee: die belangrikste funksie van die liggaam is die vermoë om te voortbring. Die meeste bioloë stem hiermee saam. Alle lewende wesens, van bakterieë tot blouwalvisse, is geneig om nageslag te laat.

Baie navorsers oor hierdie kwessie stem nie saam dat voortplantingsfunksie eerste kom nie. Hulle sê dat voordat die voortplanting begin, die liggaam selfonderhoudend moet word. Hy moet die lewe in homself kan onderhou. Uiteindelik sal u nie kinders kan hê as u daarvoor sterf nie.

Ons ondersteun die lewe deur voedsel, terwyl plante energie uit sonlig opneem.

Ja, 'n man wat dit geniet om 'n sappige tjop te eet, lyk duidelik nie soos 'n eeue-oue eikebome nie, maar in werklikheid absorbeer hulle albei energie.

Energie-opname is die basis van die lewe.

Metabolisme

Praat oor die energie van lewende wesens, het ons te doen met metabolisme.

1. Die eerste fase is om energie te verkry, byvoorbeeld van stowwe wat ryk is aan energie (byvoorbeeld suiker).
2. Die tweede is die gebruik van energie om gesonde selle in die liggaam te bou.

Die gebruik van energie is baie belangrik, en baie navorsers is seker dat dit hy is wat die lewe begin het.

Maar hoe kan organismes met slegs 'n metaboliese funksie lyk?

Gunther Wachtershauzer het die eerste en invloedrykste aanname in die laat 80's van die 20ste eeu gemaak. Hy was van beroep 'n patentadvokaat, maar het 'n ordentlike kennis op die gebied van chemie.

Wachtershauzer het voorgestel dat die eerste organismes 'dramaties verskil van alles wat ons weet.' Hulle het nie uit selle bestaan ​​nie. Hulle het nie ensieme, DNA of RNA gehad nie.

Ter wille van die duidelikheid het Wachtershauser die stroom warm water wat vanaf 'n vulkaan vloei, beskryf. Die water was versadig met vulkaniese gasse soos ammoniak en bevat deeltjies minerale uit die middel van die vulkaan.

Op plekke waar die stroom oor die rotse gevloei het, het chemiese reaksies begin. Metale in water het bygedra tot die skepping van groot organiese verbindings uit eenvoudiger verbindings.

Metaboliese siklus

Die keerpunt was die skepping van die eerste metaboliese siklus.

Tydens hierdie proses word een chemiese stof in verskeie ander verander, en so aan, totdat alles uiteindelik tot die heropbou van die eerste stof kom.

Tydens die proses versamel die hele stelsel wat by die metabolisme betrokke is, energie, wat gebruik kan word om die siklus te herbegin of om 'n nuwe proses te begin.

Metaboliese siklusse, ten spyte van hul “meganiese werking”, is lewensbelangrik.

Al die ander dinge waaraan moderne organismes toegerus is (DNA, selle, brein), het later verskyn en op grond van hierdie chemiese siklusse.

Metaboliese siklusse lyk nie baie soos die lewe nie. Daarom het die Wachtershauser sy uitvindings 'voorloperorganismes' genoem en geskryf dat dit 'amper lewendig' genoem kan word.

Maar die metaboliese siklusse wat deur Wachtershauser beskryf word, staan ​​altyd in die middelpunt van enige lewende organisme.

U selle is eintlik mikroskopiese plante wat sommige stowwe voortdurend afbreek en dit in ander verander.

Metaboliese siklusse, ten spyte van hul “meganiese werking”, is lewensbelangrik.

Die laaste twee dekades van die 20ste eeu het Wachtershauzer sy teorie gewy en dit in detail uitgewerk.Hy het beskryf watter minerale beter as ander sou wees en watter chemiese siklusse kan plaasvind. Sy redenasie begin ondersteuners kry.

Eksperimentele bevestiging

Maar die saak het nie verder gegaan as teorieë nie. Die wag het 'n praktiese ontdekking nodig wat sy teorie sou bewys. Gelukkig is dit tien jaar tevore al gedoen.

In 1977 duik die Jack Corliss-span van die Universiteit van Oregon in die oostelike Stille Oseaan tot op 'n diepte van 2,5 kilometer. Wetenskaplikes bestudeer die warmwaterbron van Galapagos op 'n plek waar bergreekse van onder af opgekom het. Dit is bekend dat die rante aanvanklik vulkanies aktief was.

Corliss het ontdek dat die reekse feitlik met warmwaterbronne besaai was. Warm en chemies-versadigde water het onder die seebodem opgekom en deur openinge in die rotse gevloei.

Verbasend genoeg is hierdie "hidrotermiese ventilasies" dig bevolk deur vreemde wesens. Dit was groot weekdiere van verskillende soorte, mossels en anneliede.

Water was ook vol bakterieë. Al hierdie organismes het op energie van hidrotermiese ventilasies geleef.

Die opening van hidrotermiese ventilasies het Corliss 'n uitstekende reputasie geskep. Dit het hom ook laat nadink.

Hidrotermiese openings in die oseaan sorg vir die lewe van organismes vandag. Miskien het dit die primêre bron geword?

Hidrotermiese ventilasies

In 1981 het Jack Corliss voorgestel dat sulke ventilasies 4 miljard jaar gelede op die aarde bestaan ​​het, en dat die lewe rondom hulle gebore is. Hy het sy verdere loopbaan gewy aan die ontwikkeling van hierdie idee.

Corliss het voorgestel dat hidrotermiese ventilasies 'n mengsel van chemikalieë kan skep. Volgens hom is elke ventilator 'n soort “primêre bouillon” -verstuiver.

• Terwyl warm water deur die rotse gevloei het, het hitte en druk die eenvoudigste organiese verbindings tot meer ingewikkelde verbindings soos aminosure, nukleotiede en suiker laat verander.
• Nader aan die uitgang na die see, waar die water nie meer so warm was nie, het hulle kettings begin vorm, wat koolhidrate, proteïene en nukleotiede vorm soos DNA.
• Toe, al in die oseaan self, waar die water aansienlik afgekoel het, het hierdie molekules in eenvoudige selle versamel.

Die teorie het redelik geklink en aandag getrek.

Maar Stanley Miller, wie se eksperiment vroeër bespreek is, het nie entoesiasme gedeel nie. In 1988 skryf hy dat die ventilasie-openinge te warm is om daarin te vorm.

Corliss se teorie was dat uiterste temperature die vorming van stowwe soos aminosure kan veroorsaak, maar Miller se eksperimente het getoon dat sy dit ook kon vernietig.

Sleutelverbindings soos suiker kan 'n paar sekondes duur.

Boonop sou hierdie eenvoudige molekules amper nie kettings kon vorm nie, aangesien die omringende water dit amper onmiddellik sou breek.

Warm, selfs warmer ...

Op hierdie punt het die geoloog Mike Russell by die bespreking aangesluit. Hy het geglo dat ontluchtingsteorie perfek pas by die aannames van Wachtershauser oor voorgangerorganismes. Hierdie gedagtes het daartoe gelei dat hy een van die gewildste teorieë oor die oorsprong van die lewe geskep het.

Russell se jeug het die skepping van aspirien deurgemaak en waardevolle minerale bestudeer. En tydens die moontlike uitbarsting van die vulkaan in die 60's, het hy 'n reaksieplan suksesvol gekoördineer, met geen ervaring agter die rug nie. Maar hy was geïnteresseerd in die studie van die aardoppervlak oor verskillende tydperke. Die geleentheid om vanuit die perspektief van 'n geoloog na die geskiedenis te kyk, vorm sy teorie oor die oorsprong van die lewe.

In die 80's het hy fossiele gevind wat daarop dui dat daar in antieke tye hidrotermiese ventilasies was, waar die temperatuur nie meer as 150 grade Celsius was nie. Volgens hierdie gematigde temperature kan molekules baie langer duur as wat Miller gedink het.

Daar is boonop iets interessants in die fossiele van hierdie minder warm ventilasies gevind.'N Mineraal genaamd piriet, bestaande uit yster en swael, in die vorm van buise van 1 mm lank.

In sy laboratorium het Russell ontdek dat piriet ook sferiese druppels kan vorm. Hy het voorgestel dat die eerste komplekse organiese molekules presies binne pirietstrukture gevorm het.

Ongeveer dieselfde tyd begin Wachttershauser sy teorieë publiseer gebaseer op die feit dat die vloei van water ryk aan chemikalieë met 'n sekere mineraal in wisselwerking was. Hy het selfs voorgestel dat piriet hierdie mineraal kan wees.

Russell kon slegs 2 en 2 byvoeg.

Hy het erken dat binne die warm hidrotermiese openings in die diepsee, waar pirietstrukture kon gevorm het, die Wachtershauser voorloperorganismes gevorm het. As Russell nie verkeerd was nie, het die lewe in die dieptes van die see ontstaan, en die metabolisme het eerste verskyn.

Dit alles is uiteengesit in 'n artikel van Russell, wat in 1993 gepubliseer is, 40 jaar na Miller se klassieke eksperiment.

Die resonansie in die pers het veel minder ontstaan, maar die belangrikheid van die ontdekking doen nie afbreuk daaraan nie. Russell het twee verskillende idees (Wachtershauzer metaboliese siklusse en Corliss hidrotermiese ventilasies) in een redelik oortuigende konsep gekombineer.

Die konsep het selfs indrukwekkender geword toe Russell sy idees deel oor hoe die eerste organismes energie opgeneem het. Met ander woorde, hy het verduidelik hoe hul metabolisme kan werk. Sy idee was gebaseer op die werk van een van die vergete genieë van die moderne wetenskap.

Die 'belaglike' Mitchell-eksperimente

In die 60's is biochemikus Peter Mitchell weens siekte gedwing om die Universiteit van Edinburgh te verlaat.

Hy het die herehuis in Cornwall in 'n persoonlike laboratorium omskep. Afgesny van die wetenskaplike gemeenskap het hy sy werk gefinansier deur die melk van sy huishoudelike koeie te verkoop. Baie biochemici, waaronder Leslie Orgel, wie se RNA-studies vroeër bespreek is, het Mitchell se werk as baie belaglik beskou.

Byna twee dekades later het Mitchell geseëvier nadat hy in 1978 die Nobelprys vir chemie ontvang het. Hy het nie beroemd geword nie, maar sy idees kan in enige biologiese handboek opgespoor word.

Mitchell het sy lewe daaraan gewy om te bestudeer hoe organismes energie uit voedsel spandeer. Met ander woorde, hy was geïnteresseerd in hoe ons van sekonde na sekonde oorleef.

Die Britse biochemikus Peter Mitchell het die Nobelprys vir chemie ontvang vir sy werk aan die ontdekking van die meganisme van ATP-sintese.

Hoe die liggaam energie berg

Mitchell het geweet dat alle selle energie in 'n spesifieke molekule stoor - adenosien-trifosfaat (ATP). Die belangrikste is dat 'n ketting van drie fosfate aan adenosien geheg is. Die byvoeging van die derde fosfaat neem baie energie in, wat later in ATP lê.

As 'n sel energie benodig (byvoorbeeld met spierkontraksie), sny dit die derde fosfaat van ATP af. Dit verander ATP in adenosidifosfaat (ADP) en stel gestoorde energie vry.

Mitchell wou verstaan ​​hoe die selle aanvanklik daarin geslaag het om ATP te skep. Hoe konsentreer hulle genoeg energie in ADP om by die derde fosfaat aan te sluit?

Mitchell het geweet dat die ensiem wat ATP vorm, op die membraan is. Hy het tot die gevolgtrekking gekom dat die sel die deeltjies wat protone genoem word, deur die membraan pomp, en dat daar dus baie protone aan die een kant is, terwyl daar byna niemand aan die ander kant is nie.

Dan probeer die protone terug te keer na die membraan om balans aan elke kant te handhaaf, maar hulle kan net in die ensiem beland. Die vloei van verspreide protone gee ook die ensiem die nodige energie om ATP te skep.

Mitchell het hierdie idee vir die eerste keer in 1961 uitgespreek. Die volgende 15 jaar het hy sy teorie verdedig teen aanvalle, ondanks onweerlegbare bewyse.

Dit is vandag bekend dat die proses wat deur Mitchell beskryf word, kenmerkend is van alle lewende wesens op die planeet. Dit gebeur nou in u selle. Soos DNA, is dit 'n fundamentele deel van die lewe wat ons ken.

Catharheus

Catharheon aeon (antieke Grieksκατἀρχαῖος - 'laer as die oudste'), 4,6–4 miljard jaar gelede, staan ​​bekend as die protoplanetêre fase van die ontwikkeling van die aarde. Dek die eerste helfte van die Archean. Die aarde was destyds 'n koue liggaam met 'n seldsame atmosfeer en sonder 'n hidrosfeer. In sulke omstandighede kon geen lewe verskyn nie.

Die atmosfeer was nie dig tydens die catarchea nie. Dit het bestaan ​​uit gasse en waterdamp wat tydens die botsing van die Aarde met asteroïede verskyn het.

As gevolg van die feit dat die maan toe te naby was (slegs 170 duisend km) aan die aarde (ewenaar - 40 duisend km), het die dag nie lank geduur nie - slegs 6 uur. Maar toe die maan terugsak, het die dag begin toeneem.

Proterozoïese Aeon (2,5 miljard - 543 miljoen jaar gelede)

Proterozoïes (Grieks πρότερος - eerste, oudste, Grieks ζωή - lewe) word gekenmerk deur die opkoms van komplekse plante, sampioene en diere (byvoorbeeld sponse). Die lewe aan die begin van die Proterozoic was nog steeds in die seë gekonsentreer, aangesien die toestande op land nie heeltemal gunstig was nie: die atmosfeer bestaan ​​hoofsaaklik uit waterstofsulfied, CO₂, N₂, CH₄, en 'n baie klein hoeveelheid O₂.

Die bakterieë wat destyds in die seë gelewe het, het egter begin om O te produseer₂ as 'n neweproduk, en 2 miljard jaar gelede het die hoeveelheid suurstof reeds 'n konstante vlak bereik. Maar 'n skerp toename in suurstof in die atmosfeer het tot 'n suurstoframp gelei, wat gelei het tot 'n verandering in die asemhalingsorgane van die organismes wat destyds die oseane bewoon het (anaërobies is vervang deur aërobies) en 'n verandering in die samestelling van die atmosfeer (vorming van die osoonlaag). As gevolg van die afname in die kweekhuiseffek op die Aarde, het 'n langdurige Huron-gletsering plaasgevind: die temperatuur daal tot -40 ° С.

Verdere fossiele van die eerste meersellige vorm word na gletsering gevind. Destyds het oseane bewoon deur diere soos spriggin (Spriggina) - wurmvormige diere met 'n kop- en agterkant. Sulke diere het moontlik die voorouers van moderne diere geword.

Paleoproterosoïese

Paleoproterosoïese - die geologiese era, deel van die Proterozoïc, wat 2,5 miljard jaar gelede begin en 1,6 miljard jaar gelede geëindig het. Op hierdie tydstip was die eerste stabilisering van die vastelande. Sianobacteria, 'n soort bakterieë wat die biochemiese proses van fotosintese gebruik om energie en suurstof te produseer, het ook in hierdie tyd ontwikkel.

Die belangrikste gebeurtenis van die vroeë Paleoproterozoïese is suurstofkatastrofe. Voordat 'n beduidende toename in die suurstofinhoud in die atmosfeer was, was byna alle bestaande lewensvorme anaërobe, dit wil sê, die metabolisme in lewende vorme was afhanklik van die vorm van sellulêre asemhaling, wat geen suurstof benodig het nie. Die toegang van groot hoeveelhede suurstof is nadelig vir die meeste anaërobiese bakterieë, daarom het die meeste lewende organismes op aarde op hierdie tydstip verdwyn. Die oorblywende lewensvorme was óf immuun teen oksidasie en dodelike gevolge van suurstof, óf het hul lewensiklus deurgebring in 'n omgewing sonder suurstof.

Neoproterozoïcum

NeoproterozoïcumEngels Neoproterozoïese era is 'n geochronologiese era (die laaste era van die Proterozoïese), wat 1000 miljoen jaar gelede begin en 542 miljoen jaar gelede geëindig het.

Vanuit 'n geologiese oogpunt word dit gekenmerk deur die ineenstorting van die antieke superkontinent van Rodinia in ten minste 8 fragmente, in verband waarmee die antieke supersee van Mirovia ophou bestaan. Tydens kryogenese het die aarde se grootste gletsering plaasgevind - ys het die ewenaar (Aard-sneeubal) bereik.

Die laat neoproterozoïese (Ediacarius) bevat die oudste fossieloorblyfsels van lewende organismes, aangesien dit in hierdie tyd 'n soort harde dop of skelet in lewende organismes begin ontwikkel het.

Kambriese periode (543-490 miljoen jaar gelede)

In die Kambriese periode verskyn daar skielik 'n groot verskeidenheid lewende organismes - die voorouers van die huidige verteenwoordigers van groot dele van die diereryk (in die sedimente wat die Kambrium voorafgaan, is die oorblyfsels van sulke organismes afwesig).Hierdie gebeurtenis, onverwags op 'n geologiese skaal, maar in werklikheid miljoene jare duur, staan ​​in die wetenskap bekend as die Kambriese ontploffing.

Die fossiele oorblyfsels van diere uit die Kambriese periode word gereeld oor die hele wêreld aangetref. Aan die begin van die Kambriese periode (ongeveer 540 miljoen jaar gelede) word daar in sommige groepe diere 'n ingewikkelde oog gevorm. Die voorkoms van hierdie orrel was 'n groot evolusionêre stap - nou kon diere die wêreld rondom hulle sien. So, slagoffers kon nou jagters sien, en jagters hul slagoffers kan sien.

In die Kambriese periode het daar nie grond op grond bestaan ​​nie. Maar die oseane is dig bevolk deur ongewerweldes, byvoorbeeld sponse, trilobiete, anomalokars. Van tyd tot tyd het groot ondergrondse grondverskuiwings gemeenskappe van seediertjies onder tonne slik begrawe. Danksy hierdie grondverskuiwings kan ons sien hoe vreemd die fauna van die Kambriese periode was, omdat selfs sagte, sagte, diertjies perfek in die slik bewaar is as fossiele.

In die seë van die laat Kambriese periode was die belangrikste groepe diere geleedpotiges, slagoffers en weekdiere. Maar die belangrikste inwoner van die seë van daardie tyd was die kaaklose wese haikouihtis - benewens sy oë het hy 'n akkoord ontwikkel.

Ordowician periode (490–443 Ma gelede)

Gedurende die Ordowiciese land het die land onbewoon gebly, met die uitsondering van korstene, wat die eerste van die plante was wat op land gewoon het. Maar die belangrikste lewe het baie aktief in die seë ontwikkel.

Die belangrikste inwoners van die Ordoviciese seë was geleedpotiges, soos 'n megalograaf. Hulle kon kort-kort land toe gaan om eiers te lê. Maar daar was ander inwoners, byvoorbeeld, 'n verteenwoordiger van die orthoconus-sel in die blusvoet.

Die gewerwelde diere in die Ordovician is nog nie volledig gevorm nie. Afstammelinge van haikouihtis het in die seë geswem met 'n formasie wat soos 'n ruggraat lyk.

Ook in die seë van die Ordowisiese periode het verteenwoordigers van die derm, sproeiers, korale, sponse en ander ongewerweldes gewoon.

Siluriese periode (443-417 miljoen jaar gelede)

Sommige plante, byvoorbeeld kuksonia (Coocsonia), wat 'n hoogte van hoogstens 10 cm bereik het, en sommige soorte korstene, land in silurië. Sommige geleedpotiges het primitiewe longe ontwikkel, waardeur hulle atmosferiese lug kon inasem. Die brontoscorpio-skerpioen kan byvoorbeeld vier uur lank op land wees [ bron nie gespesifiseer nie 1968 dae ] .

Miljoene jare later vorm groot koraalriwwe in die seë, waar klein skaaldiere en brachopods toevlug gevind het. In hierdie periode word geleedpotiges nog groter, byvoorbeeld, die rasoscorpion pterygot kon 2,5 meter lank word, maar dit was te groot om na die land uit te kruip.

In die Siluriese seë verskyn eindelik gevormde gewerwelde diere. Anders as geleedpotiges, het gewerweldes 'n beenrif, wat hulle beter onder die water kan laat beweeg. Die werwelkefalaspis het byvoorbeeld ook sensoriese organe ontwikkel wat 'n spesiale magneetveld opgewek het waardeur dit die omgewing kon waarneem. Cephalaspis het ook 'n primitiewe brein ontwikkel wat die dier in staat gestel het om enkele gebeure te onthou.

Devoniese periode (417–354 miljoen jaar gelede)

In die Devoon ontwikkel die lewe steeds aktief op land en op see. Die eerste primitiewe woude kom voor, en bestaan ​​hoofsaaklik uit die oudste primitiewe boomagtige varings van archaeopteris (Archaeopteris), wat hoofsaaklik langs die oewers van riviere en mere groei.

Die hooflewe in die vroeë Devoon was hoofsaaklik verteenwoordig deur geleedpotiges en duisendpote, wat die hele oppervlak van die liggaam inasem en op baie vogtige plekke gewoon het. Aan die einde van die Devoon het die antieke geleedpotiges egter 'n chitineuse dop gehad, die aantal liggaamsegmente is verminder, die vierde pote het in antennas en kake verander, sommige het ook vlerke ontwikkel.Daar het dus 'n nuwe evolusionêre tak verskyn - insekte wat die mees uiteenlopende uithoeke van die planeet kon bemeester.

In die middel van die Devoon het die eerste amfibieë voet op die land geslaan (byvoorbeeld ginerpeton, ichthyostega). Hulle kon nie van water af wegbly nie, aangesien hul vel nog baie dun was en nie teen uitdroging beskerm is nie. Boonop kon amfibieë slegs met behulp van watereiers voortplant. Buite die water sou die nageslag van amfibieë sterf: die son sou die kaviaar uitdroog, omdat dit nie deur 'n dop behalwe 'n dun film beskerm word nie.

Die visse het kake ontwikkel sodat hulle vinnig-swem prooi kon vang. Hulle het vinnig begin toeneem. Die Devoonse periode word gekenmerk deur die blom van primitiewe vis, veral kraakbeenagtig. Aan die einde van die Devoon verskyn die eerste benerige visse in die seë, soos die reuse roofdier, wat kraakbeenvisse (veral die voorouers van moderne haaie) op die agtergrond gedruk het. Die mees formidabele inwoners van die Devoonse seë was egter verteenwoordigers van die plek-groep, soos Duncleosteus en Dinhis, wat 'n lengte van 8-10 meter bereik het.

Koolstofhoudende periode (354-290 miljoen jaar gelede)

In die koolstofagtige periode was die klimaat op byna die hele planeet warm en vogtig. In moerasagtige woude van destyds het hoofsaaklik perdekarre, boomagtige varings en reusagtige lepidodendrone gegroei, wat 'n hoogte van 10 tot 35 meter bereik het, en tot een meter in die deursnee van die stam.

Die fauna word deur 'n groot aantal wesens voorgestel. Die oorvloed van hitte, vog en suurstof het daartoe bygedra dat die geleedpotiges groot geword het, byvoorbeeld arthropleura kon 2,5 meter lank word en 'n groot draakvlieg-meganevra - 75 cm in vlerkspan.

Sulke toestande het bygedra tot die welvaart van amfibieë. Hulle (byvoorbeeld proterogyrinus) het alle kushabitats beset en byna heeltemal die diere met dubbeltjies asemhaling en borselkop uitgeput. In die koolstofagtige periode het amfibieë aanleiding gegee tot die eerste reptiele (sauropsids) en sinapsiede of hul gemeenskaplike voorouer. Die eerste diere van die reptiel was baie klein diere wat soos moderne akkedisse gelyk het, byvoorbeeld, die lengte van die petrolacosaurus het nie meer as 40 sentimeter lank nie. Hulle kon eiers op die land lê - dit was 'n groot evolusionêre stap. Boonop is hul vel beskerm deur digte skubbe wat die vel van die dier beskerm teen uitdroging, wat beteken dat hulle maklik van die water kon weggaan. Die aanwesigheid van sulke aanpasbare eienskappe het hul verdere evolusionêre sukses as landdiere bepaal.

Daar was ook baie lewensvorme in die seë van die koolstofagtige periode. Beenvis (die voorouers van die meeste moderne visse) het die waterkolom oorheers, en talle koraalriwwe het die seebodem bedek en het kilometers ver langs die kuslyne van antieke vastelande gestrek.

Die einde van die koolstofdioxide, ongeveer 290 miljoen jaar gelede, was 'n lang ystydperk wat aan die begin van die Perm verslaan het. Gletsers het stadig van die noorde en suide na die ewenaar gekom. Baie diere en plante kon nie by sulke klimaatstoestande aanpas nie en het gou uitgesterf.

Perm-periode (290–248 Ma gelede)

As gevolg van die ystydperk aan die einde van die koolstofhoudende in die Perm-periode, het die klimaat koeler en droër geword. Weelderige tropiese woude en moerasse is vervang deur eindelose woestyne en droë vlaktes. In sulke toestande het slegs die volhardendste plante gegroei - varings en primitiewe naaldbome.

As gevolg van die verdwyning van die moerasse, het die aantal amfibieë skerp afgeneem, aangesien hulle slegs naby water kon woon (byvoorbeeld amfibie-reptiliomorph seymuria). Die plek van amfibieë is deur reptiele en sinapsiede ingeneem, aangesien dit goed aangepas is vir die lewe in 'n droë klimaat. Synapsiede begin vinnig groei in grootte en aantal, hulle het daarin geslaag om oor die hele land te versprei, hulle het aanleiding gegee tot sulke groot landdiere soos pelicosaurs (byvoorbeeld dimetrodons en edaphosaurus). As gevolg van die koue klimaat, het hierdie diere 'n seil ontwikkel wat hulle gehelp het om hul liggaamstemperatuur te reguleer.

In die Laat Perm-era het 'n enkele superkontinent gevorm - Pangea. Op plekke met 'n besonder droë en warm klimaat het al hoe meer woestyne begin vorm. Op hierdie tydstip het pelikosourusse aanleiding gegee tot therapsids - die voorouers van soogdiere. Hulle het hoofsaaklik van hul voorouers verskil deurdat hulle 'n ander tandstruktuur gehad het, tweedens het hierdie groep gladde vel gehad (in die proses van evolusie het hul skubbe nie ontwikkel nie), en derdens het sommige verteenwoordigers van hierdie groep vibrissa ontwikkel ( en later die jas). Die therapsid-groep het beide bloeddorstige roofdiere (byvoorbeeld gorgonops) en begroeiende herbivore (byvoorbeeld diktodon) ingesluit. Benewens terapsids, het verteenwoordigers van die pareiasaurus-familie van die anapsiede subklas op land gewoon, byvoorbeeld 'n dik gepantserde scutosaurus. Die eerste archosaurusse, soos die archosaurus, verskyn ook. Soos therapsids, het hierdie wesens 'n aantal progressiewe tekens, veral 'n toename in die vlak van metabolisme (tot warmbloedigheid).

Aan die einde van die Perm-periode het die klimaat baie droër geword, wat gelei het tot 'n afname in die kusgebiede met digte plantegroei en 'n toename in woestyne. As gevolg van die gebrek aan leefruimte, voedsel en suurstof wat deur plante geproduseer word, het baie soorte diere en plante uitgesterf. Hierdie evolusiegebeurtenis is die Perm-massa-uitwissing genoem waartydens 95% van alle lewende wesens dood is. Wetenskaplikes redeneer steeds oor die oorsake van hierdie uitwissing en stel 'n paar hipoteses:

1. Die val van een of meer meteoriete of die botsing van die aarde met 'n asteroïed met 'n deursnee van etlike tientalle kilometer (een van die bewyse van hierdie teorie is die teenwoordigheid van 'n 500 km krater in die omgewing van Wilkes Aarde,
2. Verhoogde vulkaniese aktiwiteit
3. Die skielike vrystelling van metaan vanaf die bodem van die see,
4. Die uitvloei van lokvalle (basalts), eers relatief klein Emeishan-lokvalle ongeveer 260 miljoen jaar gelede, daarna die kolossale Siberiese strikke 251 miljoen jaar gelede. Vulkaniese winter, die kweekhuiseffek as gevolg van die vrystelling van vulkaniese gasse en ander klimaatsveranderings wat die biosfeer beïnvloed, kan hiermee verband hou.

Evolusie het egter nie daar gestop nie: na 'n geruime tyd het die oorlewende spesies lewende wesens aanleiding gegee tot nuwe, selfs meer uiterlike lewensvorme.

Mesosoïese era

Gedurende die Mesozoïkum het die bisarste organismes op aarde geleef. Die bekendste daarvan is dinosourusse. Hulle het 160 miljoen jaar op alle kontinente oorheers. Dit was van verskillende groottes: van 'n baie klein mikro-roofvoël, wat slegs 70 cm lank en 'n gewig van 0,5 kg bereik het, tot reuse-amphicelia, wat moontlik 'n lengte van 50 meter en 'n gewig van 150 ton bereik het. Maar behalwe dinosourusse, het destyds baie meer nie minder interessante wesens ons planeet bewoon nie. Reptiele wat na vore gekom het, beset ook die lug- en wateromgewing. Op daardie tydstip op aarde was daar 'n groot verskeidenheid lewensvorme wat voortgegaan het om te ontwikkel en te verbeter.

Trias (248–206 Ma gelede)

Aan die begin van die Triasperiode het die lewe op die planeet stadig herstel, ná die massa-uitsterwing van spesies aan die einde van die Perm-periode. Die klimaat in die grootste deel van die wêreld was warm en droog, maar die hoeveelheid reënval kan 'n redelike groot verskeidenheid plante bied. Die mees algemene in die Trias was primitiewe konifere, varings en ginkgoïede, waarvan die fossieloorblyfsels oor die hele wêreld voorkom, insluitend selfs die poolstreke van die aarde.

Diere wat die Perm-massa-uitwissing van spesies oorleef het, bevind hulle in 'n baie voordelige situasie - daar was immers amper geen voedselkompetisies of groot roofdiere op die planeet nie. Alhoewel dit reeds aan die einde van die Perm-periode was, het die argosauromorfe stadig maar seker begin na vore kom. Herbivore reptiele het vinnig in getalle begin groei. Dieselfde het met sommige roofdiere gebeur.Kort voor lank het die meeste diere aanleiding gegee tot baie nuwe en ongewone spesies. In die vroeë Triasperiode het sommige reptiele teruggekeer om in water te woon, en notosourusse en ander semi-akwatiese wesens het daaruit ontwikkel.

Aan die begin van die Triasperiode het die moontlike voorouers van dinosourusse, soos euparkeria, gewoon. 'N Kenmerk van die euparkeria van ander archosauromorphs was dat dit op sy agterpote kon opstaan ​​en loop.

In die laat Triasperiode (227–206 miljoen jaar gelede) het daar gebeure op die aarde plaasgevind wat die ontwikkeling van die lewe in die res van die dinosourus-era vooraf bepaal het. Die skeuring van die reuse-superkontinent Pangea het verskeie kontinente gevorm. Tot die laat Trias op land was die laaste therapsids wydverspreid, byvoorbeeld deur die placerias en listrosaurus, asook verskeie ander groepe bisarre reptiele, wat die tanistrofie en proterochus insluit. Maar in 'n relatiewe kort tydjie is die aantal terapiede aansienlik verminder (met die uitsondering van die groep sinodonte wat aan soogdiere aanleiding gegee het). Reptiele - archosaurusse het hul plek ingeneem, waarvan die drie hoofgroepe spoedig oorheersend geword het. Hierdie groepe diere was dinosourusse, voëls (waarskynlik afkomstig van dinosourusse), pterosaurusse en krokodilomorfe. Mariene reptiele het ook vinnig ontwikkel: vroeë ichthyosaurs en sauroterterigias.

Die einde van die Triasperiode was 'n nuwe massa-uitwissing van spesies, vergelykbaar met 'n soortgelyke gebeurtenis aan die einde van die Perm. Die oorsake daarvan bly 'n raaisel. Op 'n tyd het wetenskaplikes dit toegeskryf aan die val van 'n asteroïde op die Aarde, wat 'n groot krater Manikuagan (Kanada) met 'n deursnee van 100 km agtergelaat het, maar, soos dit geblyk het, het hierdie gebeurtenis veel vroeër plaasgevind.

Jurasperiode (206-144 miljoen jaar gelede)

In die vroeë Jurassiese periode (206-180 miljoen jaar gelede) het die klimaat op aarde warmer en natter geword. Naaldwoude het in die sirkumpolêre streke opgestaan, en die trope was bedek met ruigtes naaldbome, varings en sipresse. Terwyl die vastelande stadigaan afwyk, ontstaan ​​daar 'n moesonklimaat in sommige laagliggende dele van die planeet, en groot rivierkomme word gereeld met water oorstroom. In die vroeë Jurassiese periode neem dinosourusse en pterosaurusse vinnig toe, word hulle meer en meer uiteenlopend en begin dit oor die hele wêreld versprei. Mariene reptiele (ichthyosaurs en plesiosaurs), sowel as weekdiere (byvoorbeeld ammoniete) is nie ver agter hulle nie.

In die middel en laat Jurassic periode (180-144 miljoen jaar gelede) het die klimaat in sommige tropiese wêrelddele droër geword. Miskien was klimaatsverandering die rede dat baie dinosourusse vinnig in regte reuse begin verander het. Onder kruidende dinosourusse - sauropods - verskyn byvoorbeeld diplodokus, brachiosaurus en ander swaar monsters, en onder roofdiere - ontwikkel theropods - soos die groot allosaurus. Maar verteenwoordigers van ander dinosourusgroepe (byvoorbeeld stegosaurusse en otnieliah) het ook oor die land rondgetrek. Benewens dinosourusse, was landelike krokodilomorfe ook algemeen op land - ewe aktiewe, warmbloedige jagters (alhoewel 'n aantal omnivore of herbivore vorms bekend is), het hulle meer beskeie ekologiese nisse beset. Gevleuelde pterosaurusse word deur beide visvretende spesies (byvoorbeeld ramforinh) en klein insekvretende reptiele (byvoorbeeld anurognathus) voorgestel.

Die warm Jurassiese seë was oorvloedig met plankton, wat gedien het as voer vir lidsichtis en ander groot visse. Roofplesiosauriërs word voorgestel deur vorme van lang nek wat op vis voed, en kortnekse pliosauriede wat spesialiseer in groter prooi; in vlak see, jagte krokodilomorfe (byvoorbeeld metriorinchs) wat gejag is, wat skerp van ons gewone krokodille verskil.

Krytperiode (144–66 miljoen jaar gelede)

In die Krytperiode het die klimaat op die planeet warm gebly, weens swaar seisoenale reënval was byna die hele aardbol - van die ewenaar tot die poolstreke - bedek met welige plantegroei. In die laat Jurassiese periode, so gewoonlik vandag, verskyn bloeiende (angiosperms) plante, en in die Krytperiode het hulle reeds een van die dominante groepe plante op die planeet geword. Aan die einde van die Kryt beweer die bloeiende oorvol konifere, varings en sipresse in baie streke ernstig op hul dominante posisie in die plantewêreld, wat hulle uiteindelik in die Cenozoic-era sal vestig.

As gevolg van die voortdurende divergensie van die kontinente, is nuwe seestrome, seë en oseane gevorm wat die vrye beweging van diere op die planeet belemmer het. Geleidelik op die vastelande begin hulle eie spesies van plante en diere verskyn.

Die Krytperiode, soos die Jurassiese periode daarvoor, was die era van regte reuse. Die sauropods titanosaurs het in Suid- en Noord-Amerika gewoon - een van die swaarste diere wat nog ooit op aarde geleef het. Hulle is deur roofdiere soos Mapusaurs en Acrocanthosaurus gejag. In Noord-Amerika, naby die einde van die Kryt, is hierdie fauna vervang deur reuse-vleisetende tirannosauriede en horing-ceratops. In die algemeen het dinosourusse voortgegaan om te ontwikkel en te spesialiseer. Soogdiere (byvoorbeeld didlfodon) het nog steeds geen beduidende rol in die lewe van die planeet gespeel nie; hulle het klein diere gebly, maar hulle getalle (veral teen die einde van die Krytperiode) het aansienlik begin toeneem.

Groot veranderinge het in die seë plaasgevind. Hul voormalige heersers (ichthyosaurs en pliosaurs) het in verval geraak, en Mosasaurs het hul plek ingeneem - 'n nuwe groep reuse-mariene reptiele, insluitend platecarpus en tylosaurus.

Die grootte van die gevleuelde dinosourusse van pterosaurusse het toegeneem. Ornithoheyrus, pteranodon en ander groot pterosaurusse het groot afstande deur die lug gereis en miskien selfs van vasteland na kontinent gevlieg. Primitiewe voëls het in die lug gefladder (byvoorbeeld Iberomezornis), sommige seevoëls (soos Hesperornis) het nie geweet hoe om te vlieg nie, maar hulle het 'n indrukwekkende grootte.

Die einde van die Krytperiode (ongeveer 66 miljoen jaar gelede) is gekenmerk deur 'n nuwe massa-uitwissing van spesies wat ongeveer 40% van alle dierefamilies wat destyds bestaan, uitgewis het. Pterosauriërs, ammoniete en mosasaurusse het ook verdwyn, maar die beroemdste slagoffers van hierdie ramp was natuurlik dinosourusse wat nie troeteldiere was nie. Skaars herstel van hierdie toets en baie ander groepe lewende wesens.

Die vraag na die oorsake van die massa-uitwissing van spesies aan die einde van die Krytperiode wek steeds hewige debatte onder wetenskaplikes. Hier is 'n paar weergawes wat die meeste ondersteuners vind:

1) Die teorie oor die botsing van die aarde met 'n reuse-asteroïde het die meeste ondersteuners (en bewyse). Die botsing het op die gebied van die Yucatan-skiereiland in die Golf van Mexiko plaasgevind. Die meteoriet het 'n deursnee van ongeveer 10 km (die lengte daarvan was so groot dat toe die een deel daarvan aan die water in die baai raak, die ander nog in die boonste lae van die atmosfeer was), en na sy val 'n krater met 'n deursnee van 160 km gevorm het. Nie alle wetenskaplikes glo egter dat selfs so 'n sterk botsing soveel soorte diere in so 'n kort tydjie kan vernietig nie.

2) Sommige wetenskaplikes ondersteun die teorie van siektemigrasie: as gevolg van die daling in seevlak 66 miljoen jaar gelede, is sommige landoorgange van die vasteland na die vasteland gevorm. Diere het van die vasteland na die vasteland begin beweeg, en daarmee saam hul parasiete, siektes. Aangesien die immuniteit van diere van een kontinent nie aangepas is vir siektes en parasiete van 'n ander nie, kan selfs 'n nie-dodelike siekte vir diere, byvoorbeeld uit Asië, dodelik wees vir 'n dier, byvoorbeeld uit Amerika. As gevolg hiervan het massiewe epidemies begin.Rondewurms het byvoorbeeld na Asië gemigreer, en echinokokke het na Amerika gemigreer. Maar weereens is die moontlikheid van uitsterwing van so baie soorte diere weens die migrasie van parasiete buitengewoon klein - binnekort sal die diere by siektes aanpas.

3) Die uitwissing van Kryt - Paleogeen hou moontlik verband met verhoogde vulkaniese aktiwiteit. 66 miljoen jaar gelede het massa-uitbarstings op verskillende plekke regoor die wêreld voorgekom. Kragtige lavastrome het byvoorbeeld ontstaan ​​uit groot vulkane op die Hindustan. Lava vloei vernietig alle diere en hul habitat onderweg. Giftige gasse wat uit vulkane ontsnap, was selfs gevaarliker. Die nog steeds uitbroei welpies van die dinosourusse wat destyds leef, sterf daaruit, en volwasse diere het versmoor.

4) Ons planeet beweeg in die ruimte met die Melkwegstelsel. Daar is 'n teorie dat die Aarde en die sonnestelsel van tyd tot tyd in die ruimte val, waar daar baie klein en groot meteoriete is. Miskien was dit 66 miljoen jaar gelede dat iets soortgelyks gebeur het, en toe tref groot meteoriete die Aarde. Sommige meteoriete was so groot dat dit nie in die atmosfeer gebrand het nie en op die aarde neergestort het. Paleontoloë beskou hierdie teorie egter onwaarskynlik.

5) Sommige wetenskaplikes glo dat 'n supernova 66 miljoen jaar gelede op 'n afstand van ongeveer 200-300 ligjare van die aarde af ontplof het. Sulke sterre versamel 'n groot hoeveelheid energie in hulself en ontplof, ongeag hul eie druk. Die energie van die ontploffing kan oor honderde ligjare versprei. Ten tyde van die ontploffing was daar so 'n uitbarsting van energie dat dit die osoonlaag in die aarde se atmosfeer verbrand het. Daarna was daar geen hindernisse meer vir sonstraling nie, en dit het die selle van plante en diere begin beïnvloed.

6) Baie paleontoloë glo ook dat nie een van die bogenoemde teorieë die dood van soveel soorte lewende dinge kan verklaar nie. Hulle glo dat slegs saam al hierdie rampe voldoende krag kan kry om massa-uitsterwing van spesies te veroorsaak: eers het die vulkaniese aktiwiteit op die planeet toegeneem, wat 'n daling in die vlak van die oseane kan veroorsaak, wat tot groot epidemies gelei het, toe ontplof 'n supernova naby ons sterrestelsel. die osoonlaag het gebrand, en uiteindelik val die Aarde in 'n gebied met 'n groot aantal meteoriete en ondergaan baie botsings met klein en uiteindelik een reusagtige, wat gelei het tot die einde van dinosourusse en vele ander diere.

Daar is ander teorieë rakende die uitwissing van Kryt - Paleogeen, maar dit word ondersteun deur baie min wetenskaplikes.

Hoe dit ook al sy, 66 miljoen jaar gelede was die Cenozoic-era, die 'ouderdom van soogdiere', wat die skielik voltooide Mesozoïese era vervang het - die 'era van reptiele'.

Cenozoic era

Die massa-uitsterwing van spesies 66 miljoen jaar gelede was die begin van 'n nuwe, voortdurende Senosoïese era. As gevolg van die rampspoedige gebeure van daardie verre tyd, het alle diere groter as 'n krokodil van ons planeet verdwyn. En die klein diere wat oorleef het, was met die koms van 'n nuwe era in 'n heel ander wêreld. In die Senosoïese het kontinentale drywing (divergensie) voortgeduur. Op elkeen is unieke gemeenskappe van plante en diere gevorm.

Paleogene periode

Paleogeen, Paleogeen, Paleogene stelsel - geologiese periode, die eerste Senosoïese periode. Dit het 66 miljoen jaar gelede begin, 24,6 miljoen en 40,4 miljoen jaar geduur.

In die Paleogene was die klimaat selfs tropies. Byna die hele Europa was bedek met immergroen tropiese woude, en bladwisselende plante groei slegs in die noordelike streke. In die tweede helfte van die Paleogene word die klimaat meer kontinentaal, en daar kom ysdekke by die pole voor.

In hierdie periode het die hoogty van soogdiere begin.Na die uitsterwing van 'n groot aantal reptiele het baie vrye ekologiese nisse ontstaan ​​wat nuwe soogdiere begin beset het. Oviparous, buideldiere en plasenta was algemeen. In die woude en woudstokke van Asië het die sogenaamde "indricoteric fauna" ontstaan.

Tandlose voëls wat aan die waai kom, oorheers in die lug. Groot roofvoëls (diatrims) is wydverspreid voor. Die verskeidenheid blomplante en insekte neem toe.

Benige visse floreer in die seë. Primitiewe walvisse verskyn, nuwe groepe korale, seegels, foraminifera - nummulitides bereik 'n paar sentimeter in deursnee, wat baie ooreenstem met eensellige. Die laaste belemniete sterf uit, die blomvorming van die blombokke begin met 'n verminderde of heeltemal verdwyn dop - seekatte, inktvis en inkvis, saam met die belemniete verenig in 'n groep koleoïede.

Paleoseen-era (66–55 miljoen jaar gelede)

Met die aanvang van die Paleoseen begin 'n leë planeet stadig herstel van die gevolge van die ramp. Die eerste wat in hierdie plant slaag. Na slegs 'n paar honderdduisend jaar was 'n beduidende deel van die aarde se aarde bedek met ondeurdringbare oerwoude en moerasse, digte woude wat selfs in die poolstreke van die aarde geritsel het. Diere wat die massa-uitsterwing van spesies oorleef het, bly klein; hulle het slim tussen die boomstompe beweeg en takke geklim. Die grootste diere van die planeet in daardie tyd was voëls. In die oerwoude van Europa en Noord-Amerika het die woeste roofdier Gastornis byvoorbeeld gejag en 'n hoogte van 2,2 meter bereik.

Die uitwissing van nie-voël-dinosourusse het soogdiere toegelaat om wyd oor die planeet te versprei en nuwe ekologiese nisse te beset. Aan die einde van die Paleoseen (ongeveer 55 miljoen jaar gelede) het hul diversiteit skerp toegeneem. Die voorouers van baie moderne groepe diere het op aarde verskyn - hoefdiere, olifante, knaagdiere, primate, vlermuise (byvoorbeeld vlermuise), walvisse, sirenes. So bietjie begin soogdiere die aardbol verower.

Eoseen-era (55-34 miljoen jaar gelede)

Aan die begin van die Eoseen was 'n beduidende deel van die land steeds bedek met ondeurdringbare oerwoud. Die klimaat het warm en vogtig gebly. Primitiewe soogdiere (klein perdepropaleotherium, leptidia, ens.) Het gehardloop en op die woudrommel gespring. Hodinasie het op die bome gewoon (een van die oudste primate), en ambulanse het in Asië gewoon - 'n primitiewe walvis wat op die land kon loop.

Ongeveer 43 miljoen jaar gelede het die klimaat op aarde koeler en droër geword. In 'n beduidende deel van die planeet het die digte oerwoud plek gemaak vir yl woude en stowwerige vlaktes. Die lewe in oop gebiede het bygedra tot die groei van soogdiere.

Asië het die geboorteplek geword van reuse-brontotheriums (byvoorbeeld emboloteria) en massiewe vleisetende diere (byvoorbeeld, die endrusarg, wat 5,5 meter lank was). In die warm seë het primitiewe walvisse geswem (byvoorbeeld basilosaurus en dorudon), en aan die kus van Afrika was daar 'n meritium en bisarre arsineuterium.

Ongeveer 36 miljoen jaar gelede het die Antarktika aan die suidpool begin vries, en die oppervlak was stadig bedek met groot ysplate. Die klimaat op die planeet het koeler geword, en die watervlak in die oseane het gedaal. In verskillende wêrelddele het die seisoenale ritme van reën dramaties verander. Baie diere kon nie by hierdie veranderinge aanpas nie, en na slegs 'n paar miljoen jaar het ongeveer 'n vyfde van alle lewende wesens op aarde uitsterf.

Oligoseen-era (34-24 miljoen jaar gelede)

Aan die begin van die Oligoseen was die klimaat op die planeet droog en koel, wat bygedra het tot die vorming van oop vlaktes, halfwoestyne en struike. As gevolg van klimaatsverandering aan die einde van die Eoseen, het baie antieke soogdierfamilies uitgesterf. Hul plek is ingeneem deur nuwe soorte diere, waaronder die direkte voorouers van 'n paar moderne soogdiere - renosters, perde, varke, kamele en konyne.

Reuse vegetariërs verskyn steeds onder soogdiere (Paraceratheriumhulle was byvoorbeeld nie minderwaardig as sommige dinosourusse nie - hulle kon 5 meter hoog word en tot 17 ton weeg) en roofdiere (soos entelodon en hyenodon).

As gevolg van die voortdurende divergensie van die vastelande, is Suid-Amerika en Australië heeltemal geïsoleerd van die res van die wêreld. Met verloop van tyd is 'n unieke fauna op hierdie "eiland" -kontinentale gevorm, verteenwoordig deur buideldiere en ander buitelandse diere.

Ongeveer 25 miljoen jaar gelede in Asië is die eerste kusvlaktes gevorm, bedek met graan - die steppe. Sedertdien het graan, wat vroeër 'n onbeduidende element van aardlandskappe was, in groot dele van die wêreld geleidelik verander na die dominante plantegroei wat uiteindelik die vyfde deel van die landoppervlak bedek het.

Neogene periode

Neogeen - geologiese periode, die tweede periode van die Cenozoic. Die Neogene-periode het ongeveer 25 miljoen jaar gelede begin, net 2 miljoen jaar gelede geëindig. Die duur van die Neogene is 23 miljoen jaar. Soogdiere bemeester die see en lug - walvisse en vlermuise kom voor. Plasentale word na die omtrek van die oorblywende soogdiere gedruk. Die fauna van hierdie periode word meer en meer soos die moderne een. Maar daar is nog steeds verskille: daar is nog steeds mastodons, hipparioene, sabeltande tiere. Groot voëlvrye voëls speel 'n groot rol, veral in geïsoleerde eilandekosisteme.

Mioseen-era (24-5 miljoen jaar gelede)

Die afwisseling van droë en reënseisoen het daartoe gelei dat 'n beduidende deel van die land in die Mioseen deur eindelose steppe bedek is. Aangesien graan en ander kruie swak verteer word, het plante met soorte plante hernude soorte tande gevorm, en die spysverteringstoestel het verander, wat hulle toelaat om die maksimum voedingstowwe uit hierdie maklik beskikbare voer te onttrek.

Die steppe het die geboorteplek geword van bulle, takbokke en perde. Baie van hierdie diere het in kuddes aangehou en van die plek na die reën afgedwaal. En ná die troppe herbivore het roofdiere hul hakke gevolg.

Ander soogdiere verkies om die blare van bome en struike te pluk. Sommige van hulle (byvoorbeeld dinoterium en chalicoterium) het baie groot groottes bereik.

In die Mioseen is baie bergstelsels gevorm - die Alpe, die Himalajas, die Andes en die Rockies. Sommige van hulle was so hoog dat dit die aard van lugsirkulasie in die atmosfeer verander het en 'n belangrike rol in die vorming van die klimaat begin speel.

Plioseen-era (5-2,6 miljoen jaar gelede)

In die Plioseen het die aarde se klimaat selfs meer divers geraak. Die planeet is verdeel in baie klimaatstreke - van gebiede wat deur ys bedek is tot die warm trope.

Nuwe soorte herbivore en roofdiere wat op hulle jag, verskyn in die steppe wat met graan van elke kontinent toegegroei is. In die oostelike en suidelike dele van Afrika het digte woude plek gemaak vir oop savanne, wat die eerste hominiede (byvoorbeeld Afar Australopithecus) gedwing het om van die bome af te wei en op die grond te wei.

Ongeveer 2,5 miljoen jaar gelede het die Suid-Amerikaanse vasteland, wat ongeveer 30 miljoen jaar van die res van die wêreld afgesonder was, met Noord-Amerika gebots. Smilodons en ander roofdiere het die gebied van die moderne Argentinië uit die noorde binnegedring, en reuse-toewyding, fororacosa, en ander verteenwoordigers van die Suid-Amerikaanse fauna het na Noord-Amerika verhuis. Hierdie hervestiging van diere is die Groot Uitruiling genoem. Aan die einde van die Plioseen het die mariene megafauna (soogdiere, seevoëls, skilpaaie en haaie) uitgesterf - 36% van die Plioseen-geslagte kon nie in die Pleistoseen oorleef nie. Uitsterwingsyfers was drie keer hoër as die gemiddelde Cenozoic-norm (2,2 keer hoër as in die Mioseen, 60% hoër as in die Pleistoseen).

Antropogeniese (kwaternêre) periode

Dit is die kortste geologiese periode, maar dit was in die kwaternêr dat die meeste moderne landvorme gevorm het en baie belangrike gebeure in die geskiedenis van die aarde plaasgevind het (uit die oogpunt van die mens), waarvan die belangrikste die ystydperk en die voorkoms van die mens was. Die duur van die kwaternêr is so kort dat die gewone paleontologiese metodes van relatiewe en isotopiese ouderdomsbepaling onvoldoende akkuraat en sensitief was. In so 'n kort tydsinterval word radiokoolstofanalise en ander metodes gebaseer op die verval van kortstondige isotope gebruik. Die spesifisiteit van die kwaternêre periode in vergelyking met ander geologiese periodes het 'n besondere tak van geologie - die kwaternêr - tot lewe gebring.

Die kwaternêr is verdeel in die Pleistoseen en Holoseen.

Pleistoseen-era (2,6 miljoen jaar gelede - 11,7 duisend jaar gelede)

Aan die begin van die Pleistoseen het 'n lang ystydperk op aarde begin. Oor die twee miljoen jaar het baie koue en relatiewe warm tydperke op die planeet baie keer afgewissel. In die koue strek, wat ongeveer 40 duisend jaar geduur het, is die kontinente deur gletsers binnegeval. In die tussenposes met warmer klimate (interglacials), het die ys teruggesak, en die watervlak in die seë het gestyg.

1250-700 duisend liter Gedurende die Midde-Pleistoseen-oorgang het die patroon van watersirkulasie skerp verander in die Beringsee, aangesien die Bering-straat deur 'n ysvlak geblokkeer is en die koue water wat in die Beringsee gevorm is as gevolg van yssmelting in die Stille Oseaan geblokkeer is.

Baie diere van die koue streke van die planeet (byvoorbeeld die mammoet en wollerige renoster) het 'n dik laag en 'n dik laag onderhuidse vet. Kudde takbokke en perde wei op die vlaktes wat deur grotleeus en ander roofdiere gejag is. En ongeveer 180 duisend jaar gelede het mense hulle ook begin jag - eers 'n Neanderdalman en daarna 'n redelike persoon.

Baie groot diere kon egter nie by die skerp klimaatskommelinge aanpas nie en het uitgesterf. Ongeveer tien duisend jaar gelede het die ystydperk geëindig, en die klimaat op aarde het warmer en natter geword. Dit het bygedra tot die vinnige toename in die menslike bevolking en die hervestiging van mense regoor die wêreld. Hulle het geleer om die land te ploeg en bewerkte plante te kweek. Aanvanklik het klein landbougemeenskappe gegroei, stede verskyn, en slegs 'n paar millennia later het die mensdom 'n wêreldsamelewing geword met al die prestasies van hoë tegnologie. Maar baie soorte diere waarmee mense van kleins af die planeet gedeel het, was op die rand van uitsterwing. Daarom sê wetenskaplikes dikwels dat 'n nuwe massa-uitwissing van spesies op die skuld van die mens op aarde uitgebreek het.

Holoseen-era (11,7 duisend jaar gelede - moderniteit)

Die lewe van diere en plante het tydens die Holoseen effens verander, maar daar is groot bewegings in hul verspreidings. Baie groot diere, waaronder mammoete en mastodons, katte met sabeltand (soos smilodons en homoterias) en reuse luiaardes, het begin uitsterf van die laat Pleistoseen tot die vroeë Holoseen. In Noord-Amerika het baie diere wat in ander dele (insluitend perde en kamele) gefloreer het, uitgesterf. Sommige geleerdes verduidelik die afname in Amerikaanse megafauna deur die hervestiging van die voorouers van die Amerikaanse Indiane, maar die meeste beweer dat klimaatsverandering 'n groter impak gehad het.