Где впервые зародилась жизнь на земле


Возникновение жизни на Земле — одна из самых впечатляющих загадок, которая будоражит умы человечества в течение всей нашей разумной истории. Сегодня мы хорошо знаем, когда появилась первая жизнь на нашей планете.

Это произошло около 4 млрд. тому назад, тогда как Cambrian explosion, т.е. период бурного появления многоклеточных организмов, соответствует времени 540 миллионов лет тому назад. С тех пор жизнь на Земле совершенствовалась в течение длительного времени, вследствие Дарвиновской эволюции. Огромные изменения, которые произошли в жизни человечества и во Вселенной, показывают, что наша эволюция даже ускоряется. Наша технология и сама жизнь становятся всё более и более совершенными. Мы движемся вперёд с огромным ускорением, и мы не знаем сегодня, что может стать результатом этих ускорений.

Где впервые зародилась жизнь на земле


Как же возникла первая жизнь на Земле? В Книге Бытия утверждается, что жизнь, включая самого человека, была создана богом из земной пыли (“The God formed man of dust of the ground”, Genesis). Любопытно, что, в общем, это соответствует действительности, хотя естественно и не объясняется как же это произошло на самом деле. Ответ на этот вопрос может быть найден с помощью науки, задачей которой является объяснение естественных процессов внутри нашей Вселенной. Наука не оперирует не доказанными утверждениями. Цель науки не только проследить все этапы возникновения жизни на Земле, но и воспроизвести эти этапы в лабораторных условиях, как, например, физики не только объяснили механизмы термоядерных реакций внутри Солнца, высвобождающие гигантскую энергию, но и создали водородную бомбу, работающую на основе тех же принципов. Физики называют её маленькое Солнце на Земле. Немецкий учёный Г. Бете стал лауреатом Нобелевской премии за объяснение термоядерных процессов внутри Солнца.

Сегодня учёными доказано, что живые организмы возникли из неживой материи в длинной цепочке превращений от простых молекул до первой жизни — бактерии. Бактерия — это одноклеточный организм, тогда как сложные живые структуры являются многоклеточными. Например, человек состоит из триллиона клеток, в то время как бактерия лишь из одной. Более того, используя эти цепочки, учёные пытаются создать в лабораторных условиях полностью самовоспроизводящие искусственные организмы. Эти исследования позволяют проверить: является ли правильным наше понимание сложных процессов, приведших к возникновению первой жизни. В 2009 г. учёные создали в лаборатории первую молекулярную систему, которая копировала себя и могла эволюционировать.


Биологи нашли способ формирования сложных генетических молекул (РНК и ДНК), используя простые молекулы (О, С, N, Р), существовавшие на ранней стадии развития Земли несколько миллиардов лет тому назад. Открытие структуры РНК и ДНК позволяет понять ключевую особенность биологических молекул — копировать себя и эволюционировать. ДНК — это сложная молекула с молекулярной массой в один триллион, тогда как РНК имеет молекулярную массу всего 35000. Напомню, что молекулярная масса воды равна 18, а углерода 12. Основными элементами жизни на Земле являются вода и углерод. Углерод способен вступать в различные химические связи с другими элементами и производить сложные органические молекулы, включая липиды, карбогидраты, протеины и генетические молекулы РНК и ДНК, которые являются основными молекулами жизни. Поэтому жизнь на нашей Земле — это carbon — based life, хотя в других местах Вселенной возможны и другие формы жизни, например, silicon — based life.

Где впервые зародилась жизнь на земле

Известно, что основными элементами во Вселенной являются водород и гелий.
имательный читатель может спросить, каким же образом сложные молекулы или тяжёлые элементы, отличные от водорода и гелия, появились на нашей планете. Кто их «принёс» на Землю? Ответ на этот вопрос нам хорошо известен из астрономии: так называемые сверхмассивные звёзды производят в своих недрах многие известные нам химические элементы вследствие различных термоядерных реакций. После гибели таких звёзд они выбрасывают эти элементы внутрь галактики, которые становятся частью межзвёздной пыли и планет. Все тяжёлые элементы на Земле — это результат взрыва сверхновых звёзд, которые в конечном счёте обусловили появление первой жизни на Земле.

Без этих элементов жизнь была бы просто невозможной. Мы можем даже утверждать (возможно, с гордостью!), что являемся частью звёздного вещества (“We are star stuff!”). Например, наличие железа в нашем организме, которое определяет цвет нашей крови, является результатом производства железа внутри звёзд, который высвобождается после гибели звезды. Спекральный анализ вещества внутри звёзд и галактик показывает, что все тела во Вселенной состоят из одинакового набора элементов, составляющих таблицу Менделеева, а все живые организмы, включая растительный мир, имеют единого предка (a common ancestor), т.е. они появились из одного и того же корня дерева жизни. Само дерево жизни состоит из трёх основных частей (eukarya, archaea, bacteria) и лишь две ветки “eukarya” включают в себя весь растительный и животный миры. Жизнь на Земле возникла не сразу, а после почти 10 млрд.


т с момента Big Bang, когда появились все необходимые условия для возникновения первой жизни. Интересно, что наша Вселенная также произошла в результате гигантского взрыва из одной «точки». Эта «точка», которую физики называют “singularity”, имела чрезвычайно маленький размер и почти бесконечную плотность. Вследствие инфляции (быстрое расширение) и ускорений наша Вселенная стала сегодня гигантской. Свет может пересечь Вселенную лишь за 14 млрд. лет, хотя и покрывает расстояние от Земли до Солнца всего за восемь минут.

Вернёмся однако к основному вопросу этой статьи — как возникла первая жизнь на Земле. Два выдающихся учёных из the University of Chicago L.Miller and H.Urey ещё в 1950-х годах провели интереснейший эксперимент, который продемонстрировал, что жизнь могла быть сформирована естественным путём из набора различных молекул (H2. H2O, CH4, NH3), существовавших на ранней Земле, и серии химических реакций. Эксперимент показал, что основные молекулы жизни — аминокислоты (протеины) и нуклеиновые кислоты (основания РНК и ДНК) — могут быть легко получены из молекул, которые имелись в первичной атмосфере ранней Земли. Они поместили в стеклянную трубку воду, водород, метан и аммоний и пропустили через неё сильный электрический ток, который является аналогом молнии в природе. Через неделю в трубке были обнаружены различные органические молекулы, включая протеины. Последние ответственны за все сложные метаболические функции живой клетки. Однако, подобные эксперименты, хотя и явились первым важным шагом на пути от неживой материи к первой жизни, они не могли объяснить многие другие процессы, включающие переход от аминокислот (протеинов) к первой жизни и, в частности, каким образом примитивная клетка могла воспроизводить себя, эволюционировала, т.е. как она приводила к появлению новой жизни.


Где впервые зародилась жизнь на земле

В последнее время учёные сумели объяснить все основные процессы, каким образом первые живые организмы на Земле возникли из неживой материи (например, журнал “Scientific American”, September, 2009). Эти процессы включают формирование нуклеотидов, состоящих из сахаров, фосфатов, оснований цианидов, ацетилена и воды, генетические молекулы РНК и ДНК, а также протоклетки, дающей рост первой жизни. Молекула РНК может быть сформирована из простых молекул имеющихся на ранней Земле до формирования первой жизни. Она была первым генетическим материалом сформировавшим жизнь на Земле вместе с ДНК, явившимся результатом эволюции позже. РНК порождает ДНК, которая в свою очередь порождает протеины. «РНК мир» включает в себя появление первого живого организма — протоклетки с РНК геномом, способной к самокопированию и Дарвиновской эволюции, тогда как «ДНК мир» включает бактериальную клетку с ДНК геномом, протеины и начало дерева жизни с общим предком для всего живого на Земле.
а РНК и ДНК имеют длинные основания (от 2 до 40 в случае РНК и от 1000 до миллиона в случае типичного гена), которые включают сахара, фосфаты и простые молекулы — цианид, ацетилен, формальдегид и воду, имевшихся в ранней Земле. Нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК) ответственны за генетический код и дают инструкции для всех процессов внутри клетки. Чтобы образовать протеины, нуклеиновые кислоты должны сформировать длинные и сложные цепи. Все молекулы ДНК во всех живых организмах на Земле имеют одинаковую структуру, хотя и разный набор генов, и отличаются друг от друга различным подключением их ДНК.

Итак, на первом этапе простые и органические молекулы, а также различные химические реакции привели к образованию нуклеотидов. Три компоненты нуклеотидов — сахара, фосфаты и нуклеиновые основания — образовались спонтанно из простых молекул. Затем нуклеотиды соединившись дали начало первой генетической молекуле — РНК, а затем, на более поздней стадии развития, молекулу ДНК. Нуклеиновые кислоты, представляющие совокупность нуклеотидов, содержат генетическую информацию. Следующий этап — образование примитивной клетки с РНК геномом, включающая мембрану и способной к самокопированию путём деления. Протоклетка начала эволюционировать. Метаболизм, включающий серию химических реакций, позволил протоклетке получать энергию из окружающей среды. Следующий этап — образование ДНК и появление новой клетки с ДНК геномом, играющей роль первичной генетической молекулы.


К теперь выполняет промежуточную роль между ДНК и протеином. Возникает первая бактерия с ДНК геномом и мембраной. Она способна к самокопированию и способна эволюционировать. Если раньше РНК была ответственна за образование протеинов, теперь протеины принимают на себя функции РНК в осуществлении самокопирования клетки и метаболических процессов. Интересно, что старый парадокс — что появилось раньше «курица или яйцо» — находит на основе этих процессов простое объяснение: сначала была курица (нуклеиновые кислоты), а затем уже появилось яйцо (протеины). Затем протеины (яйцо) служили началом образования нуклеиновых кислот (курица).

Жизнь — это химическая система способная к самокопированию и Дарвиновской эволюции. Э. Шредингер, один из основателей квантовой механики, в своей книге «Жизнь с Точки Зрения Физика» дал следующее определение жизни: “The living systems is self-assemble against nature’s tendency toward disorder, or entropy”.

Где впервые зародилась жизнь на земле

Подведём итоги. Жизнь началась после того как химические молекулы ранней Земли сформировали нуклеотиды, важные элементы РНК. Затем образовалась протоклетка с РНК геномом, на следующем этапе образовалась ДНК и первая бактерия с ДНК геномом. Бактерии оставались без изменений миллиарды лет и начали эволюционировать в более сложные организмы, когда началась эра под названием Cambrian explosion, когда мир животных эволюционировал из маленьких и примитивных организмов в многоклеточные организмы.
это же время на основе Дарвиновской эволюции появилось огромное разнообразие мира животных и около 5 млн. лет тому назад появились первые человекоподобные существа hominids. Недавно был обнаружен hominid Ardi, которому 4.4 млн. лет и который, возможно, является первой фазой в эволюции человека. Современный человек homo sapiens появился примерно 50,000-100,000 лет тому назад на юго-востоке Африки и позднее распространился по всему миру. 5000 лет тому назад были построены Египетские пирамиды. Около двести лет назад мы стали технологической цивилизацией, когда было открыто электричество, появились паровые машины и самолёты. Если это время сравнить с возрастом нашей Вселенной (14 млрд. лет), то оно составляет лишь 0.00001% от этого времени, т.е. мы являемся молодой цивилизацией, хотя и во многом преуспели. Другое сравнение основано на использовании космического календаря. Если принять, что вся история Вселенной равнялась одному году, то первые современные люди появились лишь две минуты назад, 11 секунд назад были построены египетские пирамиды, одну секунду назад Галилей и Кеплер доказали, что солнечной система является гелиоцентрической и лишь полсекунды назад мы стали технологической цивилизацией.

Давайте заглянем в наше будущее и зададим себе вопрос — закончилась ли наша эволюция. Чтобы ответить на этот вопрос нам следует понять, почему происходит эволюция, т.е.
менения в нашем организме во времени, и появляются ли в нашем геноме новые гены. Ответ на второй вопрос найден — да, дополнительные гены появляются и наша эволюция не только продолжается, но и ускоряется во времени. Ева Яблонски, теоретик в области биологии из Тель-авивского университета, опубликовала результаты своих исследований, согласно которым имеется более ста наследственных изменений, которые отсутствовали в последовательности ДНК. Эти изменения охватывают бактерии, грибы, растения, а также животных. Токсические вещества, диета и даже стресс могут быть причиной изменений в геноме. Мутации — причина возникновения новых ген. Сегодня мы изменяемся быстрее, чем за любые предыдущие периоды нашей истории.

Где впервые зародилась жизнь на земле

Интересно, что сравнительно недавно было открыто ускорение нашей Вселенной. Нет ли какой-либо взаимосвязи между ускорениями Вселенной и ускорением нашей эволюции? Чтобы объяснить причину ускорения Вселенной, физики предположили существование тёмной энергии, т.е. особой силы отталкивания (a repulsive force), которая обусловливает ускорение Вселенной. Сегодня мы знаем немного о природе этой силы, несмотря на то, что сотни учёных around the world пытаются разгадать её структуру.

Время — самая фундаментальная характеристика Вселенной и оно ответственно за все изменения в нашем мире.
ичина изменений в мире, возможно, состоит в том, что температура космоса сильно изменилась — от 1032К во времена Big Bang (эта температура триллион триллионов раз превышает температуру в центре самых горячих звёзд) до 3К сегодня (-270С) в течение 14 млрд. лет. Эта температура измерена по спектру остаточного излучения космоса, которое заполняет всю нашу Вселенную и которое является ярким доказательством реальности Big Bang и того факта, что было начало мира. Такое резкое уменьшение температуры космоса связано с её расширением (inflation). Разумеется, это расширение и спад температуры не могут не отражаться на скорости всех процессов внутри Вселенной, обусловливая изменения не только Вселенной, но и влияют на темпы нашей эволюции, которая будет продолжаться всегда, пока наша Вселенная существует и изменяется во времени. Если температура космоса упадёт до нуля, наша Вселенная погибнет, что будет означать конец эволюции и самой жизни. Любопытно, что из четырёх сценариев развития нашей Вселенной, которые рассматриваются в астрономии, имеется доказательство, что наша Вселенная в конечном счёте погибнет, вследствие безудержного расширения и спада температуры до абсолютного нуля. Такой вывод основан на анализе данных о взрывах так называемых «белых карликов» (white dwarf supernova explosion).

Тогда другой Big Bang возвестит о начале новой вселенной и нового мира. Эта новая вселенная пройдёт совершенно другой путь развития и в ней будут другие законы физики с другими фундаментальными постоянными, такими как скорость света, масса электрона, гравитационная постоянная и т.д., и, разумеется, другой жизнью. Сегодня учёные обсуждают вероятность существования других вселенных (multiverse), в которых также возможна жизнь, но основанная на других принципах и других законах природы.

Илья Гулькаров, Чикаго

Источник: www.kontinent.org

Наша планета Земля появилась примерно 4.6 млрд лет назад. Полагают, что первые одноклеточные появились около 4 млрд лет назад. Как ученым найти их следы? В более поздние эпохи от наших древнейших предков, трилобитов, или динозавров оставались или окаменевшие кости, или хотя бы отпечатки в камне. А какие отпечатки могут остаться в древнейших камнях от бактерий?

Согласно принятым в наше время научным теориям, возникновение жизни началось с синтеза аминокислот. В 1952 году американский ученый Стэнли Миллер попробовал воссоздать в специально созданной установке условия Земли эпохи до возникновения жизни, предполагая, что тогда в атмосфере должны были присутствовать аммиак, водород, углеводороды.

Для имитации древнего океана в одной из емкостей емкости было немного воды. Для имитации гроз, распространенных в те времена, там бушевали электрические разряды. Установка была запущена и некоторое время работала. Довольно долго, но уже никак не сотни миллионов лет, как на древнейшей Земле.

Эксперимент Миллера-Юри
Эксперимент Миллера-Юри
Фото: ru.wikipedia.org

После выключения установки Стэн обнаружил, что вода стала желтой. Анализ показал, что в ней полно аминокислот, кирпичиков для создания рибонуклеиновых кислот (РНК), сложных молекул, являющихся основой земной жизни.

Процесс создания РНК из аминокислот очень сложен, но ведь и времени до возникновения первых простейших от момента возникновения Земли прошло очень много — 600 миллионов лет. Очень длительный и сложный процесс привел к появлению первой РНК.

В древнем океане, кроме аминокислот, были еще и жирные кислоты, которые в воде образуют сферические полости. В одну из таких полостей попала РНК. Она начала размножаться, используя для дублирования самой себя имевшиеся в воде аминокислоты. В конце концов, РНК в той полости стало две, они отталкивались друг от друга и, разорвав оболочку, поделили между собой ранее общую полость из жирных кислот. В океане оказалось две «пра-клетки».

Процесс деления клетки повторялся снова и снова. Клетки начали распространяться по всему океану, потребляя аминокислоты из воды. Потом научились производить необходимую энергию, используя доступные им в воде химические соединения.

Эпоха простейших в истории планеты продлилась более двух миллиардов лет. Затем простейшие научились жить вместе, образовав первые содружества клеток. Такие содружества существуют и сегодня.

Геологи давно начали идентифицировать в осадочных породах некие структуры, которые они назвали строматолитами («каменной подстилкой», или «прослойкой»). В разных местах земного шара в древнейших слоях отложений геологи находили похожие структуры. Их считали особенностью древних отложений.

А потом на западе Австралии, в заливе Шарк-бей, в очень солёной мелководной бухте Хамелин-Пул были найдены полные аналоги тех самых геологических структур, причем — живые. Обнаруженные строматолиты являлись результатами жизнедеятельности гигантских колоний бактерий, некоего «бактериального сообщества», жившего миллиарды лет назад и живущего и в наше время. Воистину, самый древний живой организм, возраст которого составляет 2.7 миллиарда лет.

Современные строматолиты в заливе Шарк-Бэй в Западной Австралии
Современные строматолиты в заливе Шарк-Бэй в Западной Австралии
Фото: Paul Harrison, ru.wikipedia.org

Выглядят современные строматолиты как булыжники, покрытые слизью. Слизь эта — содружество цианобактерий, которые назвали «бактериальным матом». Те бактерии, что находятся в нижних слоях, вымирают и минерализуются, образуя все новые каменные слои строматолита.

По строматолитам архея ученые смогли понять, из чего состояла атмосфера в то время: из CO2, CO, CH4, NH3, H2S и инертных газов. Так было многие сотни миллионов лет.

Примерно 1.7 млрд лет назад бактерии освоили фотосинтез. Потом, около 1.2 млрд лет назад, и одноклеточные освоили фотосинтез — появились первые одноклеточные водоросли. Состав атмосферы Земли начал меняться, в ней появился свободный кислород. Жизнь начала развиваться и множиться.

От появления строматолитов до образования многоклеточных организмов было еще полмиллиарда лет, но процесс уже пошел. Одноклеточные простейшие в ходе эволюции стали учиться жить большими колониями.

Источник: ShkolaZhizni.ru

Добрый день!Расскажу свою гипотезу (историю) от куда мы взялись:Несколько миллионов лет назад в нашей солнечной системе существовало 11 планет, на одной из них между Марсом и Юпитером, на планете «Нибиру» (как мы ее называем) существовала очень развитая цивилизация. Люди на этой планете научились летать, создали корабли, на которых можно было летать на другие планеты нашей солнечной системы. Через определенное время, когда на планете «Нибиру» стало тесно жить и надо было решить проблему с перенаселением народа, решили на пустой планете Земля создать все условия для проживания. Когда на земле создали все условия для жизни, посадили растительность, появился кислород, появилась атмосфера земли было решено на планете земля сделать зоопарк, чтобы животные и растительность могли удобрить почву, чтобы планета Земля «зажила». Перед тем как переправить животных с планеты «Нибиру» построили большие дома из монолитных каменных блоков, старались постройки делать как можно выше от земли, на горах, либо делали просто высокие стены и дома, чтобы дикие животные не могли пробраться в эти постройки. Ученые планеты «Нибиру» решили проводить эксперименты над животными, создать эксклюзивных животных, на которых потом прилетающие люди с планеты «Нибиру» могли смотреть как в зоопарке. Когда начали строить дома, смотровые площадки, решили разукрасить пустые песчаные каменные места на планете Земля рисунками животных, т.к. в этих местах все равно не было растительности, а прилетающие люди с планеты «Нибиру» при подлете могли бы эти рисунки видеть и видеть то (как реклама) какие животные их ждут в зоопарке. На планете «Нибиру» не было диковинных животных, поэтому рисовали рекламу тех животных, которых собирались привезти (и потом завезли) на планету Земля. Данные рисунки до сих пор остались в пустыне Наско. Кроме рисунков есть обычные полосы, эти полосы остались, когда настраивали приборы для рисования. И вот, на Землю завезли животных, ученые генетики сделали эксклюзивных животных как динозавров, ящеров, драконов (как мы их называем) и т.п. Динозавры вырастали большими, т.к. на планете Земля было посажено очень много растительности и климат был очень сырой, притяжение Земли в то время было совершенно другое. Люди с планеты «Нибиру» стали часто прилетать на экскурсию на Землю, даже с некоторыми животными могли играть, летать на них, хотя это было и опасно, не все животные поддавались дрессировке, но контактный зоопарк был. Продавцы, которые постоянно работали в зоопарке продавали сувениры, часть сувениров до сих пор находят археологи, это камни «Ики» на которых изображены разные животные и разные истории происходящие в зоопарке на Земле. Были поделки из золота космических кораблей, самолетов, продавали хрустальные черепа как сувениры. Через определенное время, случилась беда, на планету «Нибиру» летел большой блуждающий метеорит, который грозил уничтожить планету «Нибиру» и тут было срочно решено переселить как можно больше людей на планету Земля, всех людей с планеты «Нибиру» переселить возможности и времени не было, надо было быстро реагировать. Но тут возникла другая проблема, нельзя было переселить людей на планету Земля кишащую опасными животными, которые просто могли уничтожить прилетевших с планеты «Нибиру» Поэтому, отправили на планету Земля корабли с ядерными бомбами, чтобы как можно быстрее очистить планету от животных, так вымерли динозавры. После того, как радиация на планете «Земля» частично исчезла, но не до конца, а времени на переправку людей с планеты «Нибиру» почти не осталось, стали отправлять людей на Землю. Вскоре в планету «Нибиру» врезался метеорит и уничтожил всю планету, до сих пор от планеты «Нибиру» между Марсом и Юпитером летают камни. А прилетевшие люди с «Нибиру» кто смог перелететь, начали жить на Земле, но в некоторых местах, где радиация осталась, люди стали мутировать и превращаться в больших мутантов (циклопов) а так как они были огромными и есть им надо было больше, циклопы стали каннибалами, из за чего стала происходить война между обычными людьми и циклопами, пока циклопов всех не уничтожили. В связи с тем, что отправка людей с планеты «Нибиру» была второпях, много инструментов, техники, знаний не привезли на планету Земля, а из за войны с циклопами много людей погибло. Так люди превратились в первобытных людей и начали снова учиться, заново развиваться, а от скуки рисовали на скалах самих себя, космонафтов по памяти, так мы и появились на планете Земля, живем и снова развиваемся.Кто прочитал, спасибо за внимание!

Источник: pikabu.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.