Как произошла жизнь на земле


Каким образом мы все появились на Земле? На протяжении многих веков люди задавали себе этот вопрос и пытались найти на него ответ. Это одна из самых сложных загадок для человеческого разума.

Одной из общепринятых версий возникновения жизни на Земле является теория Большого взрыва. Согласно ей, около 15 млрд лет назад Вселенная представляла собой небольшой горячий объект. Затем произошел Большой взрыв, и этот объект стал расширяться и существенно увеличиваться в размерах. Так произошло рождение Вселенной. Образовались галактики, звезды, в том числе и Солнце. Вокруг него начали вращаться 8 планет, одна из которых — наша Земля.

Формирование планеты Земля

Около 4,6 млрд лет назад Земля выглядела совсем по-другому. Вместо привычных зеленого, голубого и белого цветов наша планета была красно-оранжевой. Ее поверхность покрывал океан кипящей лавы. Вместо кислорода, которым мы дышим сегодня, воздух был насыщен смертельно ядовитыми газами.

На протяжении первых 500 млн лет своего существования Земля представляла собой огромный безжизненный шар огненной лавы. Затем в течение еще 300 млн лет планета была слишком горячей для появления воды. Потом она стала постепенно остывать. Повсюду начали идти дожди, причем настолько сильные, что образовались реки, озера, моря и океаны.


Но все водное и наземное пространство по-прежнему оставалось безжизненным: в воде не плавала рыба, по небу не летали птицы, не было ни людей, ни животных. Только песок и камень.

Появление жизни на Земле

По мнению биологов, жизнь на Земле образовалась в результате эволюции. Несмотря на видимую безжизненность древнего океана, он содержал химические соединения, которые были готовы преобразоваться в живые организмы. Ученые назвали эти строительные вещества первичным бульоном, т.е. возможным источником возникновения жизни на Земле. В состав этого бульона входили аминокислоты, белки, жиры, углеводы и другие основные компоненты клеток живого существа.

Когда на Земле зародилась жизнь?

Официальная «дата» зарождения жизни на Земле — 3,5 млрд. лет назад. Именно в это время возникли первые живые существа, населившие новую планету — сине-зеленые водоросли (простейшие цианобактерии). Они зародились совершенно уникальным образом в только что возникших океанах Земли и стали первыми «производителями» одного из главных элементов атмосферы нашей планеты — кислорода.

Несмотря на то, что время возникновения на Земле жизни научно доказано, тем не менее, некоторые геохимики, исследовав состав нашей планеты, утверждают, что жизнь на земном шаре возникла намного раньше — 4,4 млрд. лет назад, почти сразу же после рождения новой планеты.

Чем питались первые клетки?


Первые клетки питались, скорее всего, первичным бульоном, тем, из которого они образовались. Большое количество белков, жиров и аминокислот позволяло клеткам жить и размножаться. Они стали родоначальниками клеток животных. На протяжении миллионов лет запасы продовольствия постепенно сокращались. В результате стали образовываться новые клетки — так называемые продуценты. Они смогли развить способность создавать для себя пищу из окружающего строительного материала, используя энергию Солнца или тепло Земли. Эти клетки положили начало всему растительному миру.

Клетка — это основной элемент живого существа. Она может питаться, двигаться и образовывать себе подобных. Первые клетки были достаточно примитивными, но они смогли взять необходимые элементы из первичного бульона и начать свою очень короткую жизнь.

Эволюционные изменения

Чтобы жизнь вокруг нас стала такой, какой мы ее видим сейчас, был пройден долгий и трудный путь превращения простейшей клетки в многоклеточный организм.

Кислород — основа жизни

Переломным моментом на этом пути стало использование клетками кислорода. Ты уже знаешь, что изначально в земной атмосфере кислород содержался в минимальных количествах или отсутствовал вообще, поэтому и первые клетки были устроены так, что не нуждались в нем.

Тем не менее клетки развивались и выделяли кислород в атмосферу. В течение довольно длительного времени атмосфера Земли из смеси смертельно ядовитых газов превратилась в среду, благоприятную для живых существ.

Следующий этап развития


Развитие многоклеточных организмов — следующий этап эволюционного развития. Жизнь больше не ограничивалась одноклеточными существами. Стали появляться новые организмы, состоящие из двух, десяти, тысячи и даже миллиардов клеток. Более того, клетки с разным строением стали специализироваться на выполнении разных работ. Например, одни исполняли роль глаз, другие — сердца, третьи — мозга, тем самым усложняя и совершенствуя устройство живого организма.

Естественный отбор: выживают сильнейшие

Почему так происходит? Давай разбираться. Жизнь на Земле началась с простейших клеток, которые впоследствии развились в растения, животных и все остальные организмы. Но кто решил, как будет выглядеть каждый из них?

Почему у животных есть глаза, уши, нос и другие органы? Почему существует так много видов живых существ?

Да, и этот «кто-то» — естественный отбор. Согласно закону естественного отбора, сильный выживает, а слабый погибает. Например, в стае львов только самые сильные и здоровые животные способны к воспроизведению, т.е. выведению потомства.

Каким образом определяется внешний вид животных?


Ты сам можешь дать ответ на этот вопрос. Посмотри на себя в зеркало. На кого ты похож? На своих родителей, бабушек и дедушек.

То же происходит и с животными. У львов рождаются львята, у сов — совята и т.д. И если у львов длинный хвост, то такой же будет у львенка, когда он вырастет. Маленький совенок очень похож на своих взрослых родителей, и вряд ли ты его перепутаешь с птенцом павлина или цыпленком. Детеныши перенимают все внешние признаки своих родителей.

Эволюция в действии — совершенствование поколений

Представь, миллионы лет назад на Земле жили птицеподобные животные, которые не могли летать. Со временем у некоторых из них развилась способность высоко прыгать и, возможно, даже пролетать небольшие дистанции. Совершенно очевидно, что это умение давало им неоспоримые преимущества перед другими видами живых существ. Прыгучие животные могли беспрепятственно скрываться от погони, быстрее перемещались и находили пищу. Поэтому выжили именно эти особи, а их детеныши унаследовали способность высоко прыгать и пролетать небольшие расстояния. И так происходило с каждым поколением, причем потомки еще выше прыгали и еще дольше могли находиться в воздухе. А выживали самые сильные и здоровые, и у них появлялись детеныши, обладавшие выдающимися качествами своих родителей.

В конце концов спустя миллионы лет птицы стали непревзойденными асами полета.

Источник: SiteKid.ru


Как на Земле появилась жизнь? Кто мы есть и как наша планета стала такой, какой мы ее знаем? Что вообще такое жизнь, частью которой мы все являемся? Почти все, что мы слышали раньше по этой теме, может оказаться не более чем красивой легендой. В этой статье мы вместе проанализируем новые научные факты и сделаем по-настоящему шокирующий вывод о том, как на самом деле могла появиться жизнь на Земле.

Растиражированная, или господствовавшая ранее научная версия.

Многие слышали популярную историю о том, как приблизительно 3.8 миллиарда лет назад, на Земле в зоне мелководных соленых морей выпадали полициклические углеводороды, а по краям океанических плато появлялись конкурирующие органические структуры, или мир-РНК.

В последствии, на рубеже 3.8 -3.7 миллиарда лет назад, произошло самопроизвольное зарождение жизни на основе воспроизводящихся молекул РНК. Эта красивая и в целом оптимистичная концепция известна как теория Абиогенеза – самопроизвольного зарождения жизни на Земле.


Дивный древний мир, растиражированный в сотнях научно-популярных фильмов и статей, настойчиво и последовательно интегрированный в систему современного мировосприятия. Настоящая, глубинная основа общепринятой научной картины мира, на поверку, оказывается просто фантазией, полностью противоречащей открытым в последние годы фактам.

Оказывается, все было совсем не так…

В 2010 году на основе анализа ДНК различных биологических видов было установлено, что существовал единственный предок всех форм земной жизни. Его назвали Лука (LUCA- last Universal Common Ancestor), или последний универсальный общий предок. Важно отметить для себя, что это совсем не первый живой организм на Земле, а просто общий генетический предок. Эдакий «последний герой» или своего рода победитель в длительном состязании на роль самого успешного выживальщика.

Так как ископаемых остатков нашего прародителя найти не удалось, ученым приходиться изучать его при помощи сравнения геномов его многочисленных потомков (среди которых числимся и мы с вами).

Этим методом удалось установить 355 генов, которыми точно обладал Лука.

Наш общий предок был маленьким одноклеточным существом, у которого с большей вероятностью была ДНК, состоящая из тех-же основных нуклеотидов что и у современных организмов. Для построения белков использовались 20 аминокислот, одно цепочная РНК и рибосомы, состоящие из двух субъединиц.


Добавьте сюда полный набор (несколько сотен) каталитических ферментов, энергетический цикл на основе молекулы АТФ и водную цитоплазму, окруженную липидной двуслойной мембраной, оснащенной активными ионными каналами. В целом простая, но вполне современная клетка, в которой для полного комплекта не хватает только ядра и митохондрии.

Другими словами, это не переходная форма от неживой материи и не убогий прототип жизни, а полностью сформированный белковый организм нашего (земного) типа.

Лука был способен на хемиосмос и окисление водорода с образованием углекислого газа.

В общем все данные выглядят логично и предсказуемо, если бы не один важный и шокирующий факт – возраст этого организма…

Ученые из Бристольского университета в Великобритании путем все того-же генетического анализа установили, что общий предок всех современных представителей жизни на Земле, чьи следы сохранились в ДНК всех ныне живущих организмов, жил не в океане как думали ранее, а у горячих источников на суше 4.52-4.47 млрд лет назад.

Не может быть!

Это шокирующая цифра, по той причине, что Земля как планета образовалась из газопылевого протопланетного диска только 4.54 млрд лет назад. Выходит, Лука появился на Земле практически сразу после того, как газ и пыль вокруг новорожденного Солнца стала формировать зародыш будущей голубой планеты.


В то время Земля представляла из себя настоящую космическую пустыню, по сравнению с которой условия открытого космоса могли показаться лучшей альтернативой.

Земля четыре с половиной миллиарда лет назад.

Это была эпоха или геологический эон, который ученые называют Катархей. Наша планета в то время напоминала современную Луну. Типичным ландшафтом была суровая и холодная пустыня с черным небом. Атмосферы в те времена, практически не было.

Солнце грело на 30% меньше, чем сейчас, поэтому на Земле в ту эпоху царил постоянный холод. Вся поверхность была покрыта толстым слоем реголита (как сейчас на Луне) и относительно небольшим количеством воды в виде льда.

В популярной литературе растиражирована картинка бурной вулканической и гидротермальной деятельности в то время.

В действительности, никаких вулканов, извергающих потоки лавы, горячих источников, газовых фонтанов и паров воды в те времена не было, так как не существовало гидросферы и плотной атмосферы.


Небольшие порции газов и паров воды, которые выделялись при падении на поверхность молодой Земли планетезималей (древних метеоритов), быстро поглощались пористым реголитом.

Но даже этот неприветливый мир довольно скоро был полностью уничтожен…

Рождение Луны, или Земля в огне.

Луна сформировалась 4.51 млрд лет назад в результате столкновения молодой Земли с объектом по размерам сопоставимым с Марсом. При том столкновении образовалось в 100 миллионов раз больше энергии, чем при падении метеорита, предположительно убившего динозавров.

Этого было достаточно для испарения внешних слоев Земли. Часть мантии вообще была выброшена на орбиту и послужила строительным материалом для формирования Луны, а вся поверхность молодой Земли превратилась в океан кипящей магмы.

Очевидно, что никаких мелководных морей, тогда просто не существовало. Вода вообще попала на Землю намного позже, в результате поздней тяжелой бомбардировки, которая терзала нашу планету 4.1 – 3.8 млрд лет назад. В тот более поздний период, на Землю падали тысячи метеоритов некоторые из которых были больше 10 км в диаметре.

То время ученые называют архейским эпизодом расплавления и перегрева верхней мантии. Тогда в геосфере образовался магматический океан, и вся твердая первозданная поверхность Земли вместе с ее первичной литосферой очень быстро погрузилась в расплавы древней мантии.

Магнитного поля, защищающего Землю от космической радиации, тогда еще не было (оно сформировалось только 3.5 миллиарда лет назад).


В общем, на планете после эпохи сухой холодной пустыни, внезапно образовался настоящий раскаленный радиоактивный крематорий.

Но жизнь в тот момент уже существовала и отчаянно пыталась освоить земную поверхность! В 2015 году в формации Исуа в Гренландии обнаружен углерод потенциально биогенного происхождения возрастом 3.8 млрд лет. В 2017 году найдены ископаемые следы микроорганизмов возрастом от 3.77 до 4.28 млрд лет в ржавчинных осадочных породах в Квебеке (Канада).

Что это значить?

Вывод тут только один – наша планета была обитаемой фактически все время своего существования.

Жизнь на Земле не могла зародиться самостоятельно, у нее для этого не было ни защищенного, удобного места, ни продолжительного времени. Наша биологическая конструкция была доставлена на планету в готовом виде.

Исходя из того, что было несколько катастрофических событий, гарантирующих полную стерилизацию поверхности, попыток заселения должно было быть несколько. Материальные следы жизни, предшествующие поздней тяжелой метеоритной бомбардировке, наталкивают именно на такой вывод. Наш прямой предок Лука, по всей вероятности, прибыл на Землю в последней волне колонизации не раньше, чем 3.5 – 3.6 млрд лет назад и именно по этой причине сумел выжить, и оставить многочисленных потомков.

А как же его генетический возраст?

В течение сотен миллионов лет пока наша планета была не пригодна для жизни, в период от 4.52 до 3.5 млрд лет назад, наш общий предок Лука (судя по результатам генетического анализа) действительно мог жить у горячих источников на суше. Но эта суша была не на Земле.

По той простой причине что на нашей планете в ту пору не было условий, к которым был приспособлен Лука. Кроме того, не нужно забывать, что ранние периоды относительной геологической стабильности несколько раз нарушались катастрофами, гарантирующими полную стерилизацию и уничтожение любой органической жизни.

Наблюдаемое сейчас биологическое разнообразие действительно результат последующей эволюции, но первоисточник нашей биологической конструкции гарантированно имел неземное происхождение и стал успешным захватчиком на этой планете, прибыв сюда в сформированном виде.

Это значить, что вся биосфера Земли — это результат успешной колонизации и последующей адаптации одной единственной биологической формы, которая сумела запустить процесс эволюции.

Но и это еще часть правды, которую открывает нам генетика и палеонтологическая летопись…

Скорость земной эволюции, как оказалось, сильно зависит от сложности участвующих в ней живых организмов. Чем проще конструкция, тем медленней она видоизменяется. Эволюции потребовалось почти 3 миллиарда лет для того, чтобы одноклеточные организмы смогли превратиться в многоклеточные.

При этом даже после такого длительного периода трансформации, древние клетки видоизменились не путем структурной перестройки, а при помощи симбиогенеза (объединения двух клеток в одну). Таким способом появились необходимые для создания многоклеточных организмов клеточные элементы (органеллы) — ядро и митохондрия.

Возраст нашей Вселенной 13,8 млрд лет. Этого времени может оказаться недостаточно для абиогенеза с «нуля».

Новые научные факты и известные параметры скорости земной эволюции заставляют задуматься, а было ли достаточно времени для самопроизвольного зарождения жизни где-либо за пределами Земли? 4.5 миллиарда лет назад наша Вселенная была значительно моложе. От момента большого взрыва тогда прошло чуть больше 9 миллиардов лет, а ранняя Вселенная состояла только из водорода, гелия и малых примесей лития.

Для биологической жизни нашего типа нужен довольно сложный химический состав. Человеческое тело это набор из более чем 60 химических элементов.

Для такого разнообразия нужны миллиарды лет термоядерных реакций в недрах звезд. После чего, должна сформироваться планета, обладающая химическим разнообразием с приемлемыми для белковой жизни параметрами и только потом, эволюция может приступить к созданию предков Луки.

Но мы знаем, что три миллиарда лет мало даже для сравнительно не сложной перестройки. А сколько нужно времени для создания всей системы с самого начала (как говориться с чистого листа)?

Оболочка, ДНК, рибосомы, ферментный комплекс, ионные каналы — каждый из перечисленных элементов создать также сложно как ядро или митохондрию и симбиоз в этом случае не поможет. На начальном этапе еще нет живых и пригодных для объединения кандидатов.

Беря во внимание известную нам скорость земной эволюции, давайте спросим себя: «Сколько нужно было времени, для того, чтоб при помощи абиогенеза построить первую живую клетку?»

12-15 или возможно 20 миллиардов лет? И это при условии достаточного химического разнообразия и стабильных условий внешней среды.

Выводы, о которых нельзя молчать.

Эволюция биологической жизни частью которой мы являемся, очевидно не отдельное и случайное явление, а часть какого-то глобального и очень древнего процесса трансформации и развития живой материи.

То, что мы наблюдаем на Земле, только одна глава этой великой повести. Сложность и эволюционная стабильность клеточной основы нашей биологической конструкции, позволяет нам сделать два вывода:

1- Жизнь, частью которой мы являемся, совершенно точно не могла сформироваться на планете Земля.

2- Есть достаточно весомые аргументы, которые заставляют усомниться в том, что белковая жизнь земного типа могла успеть самопроизвольно зародиться и эволюционировать где-либо в наблюдаемой Вселенной за время ее существования после большого взрыва.

Все это заставляет нас по-новому посмотреть на биосферу частью которой мы являемся и глядя в зеркало спросить себя: «Кто-же мы такие?»

Может оказаться так, что наша форма жизни это не случайная попытка обосноваться на новой планете, а подготовленный и хорошо спланированный процесс колонизации трехмерного пространства, которое мы теперь называем – «Наша… наблюдаемая Вселенная».

Когда статья уже была готова…

26 августа 2020 года в журнале Frontiers in Microbiology были опубликованы результаты трехлетнего эксперимента, проведенного японскими учеными на борту МКС. Исследователи пытались выяснить, смогут ли обычные земные бактерии рода Deinococcus выжить в открытом космосе без какой-либо защиты. Стоит отметить, что несмотря на то, что деинококки довольно устойчивы к радиации, они не относятся к экстремофилам.

Результаты показали, что колония бактерий в виде гранулы от 0.5 миллиметра может прожить на поверхности космического корабля от 15 до 45 лет и гарантированно перенести путешествие в границах Солнечной системы. Даже в совершенно свободном (неприкрепленном к поверхности) положении в открытом космосе, бактериальная колония диаметром в миллиметр может жить до 8 лет.

Это довольно серьезный аргумент в пользу теории панспермии, утверждающей что жизнь была занесена на Землю во время падения астероида или кометы.

Дальше больше… и интересней…

В следующих статьях мы продолжим говорить про эволюцию и вместе попробуем ответить на вопрос: «Как эволюция влияет на человека сегодня и что ждет наш биологический вид в будущем. Для этого мы поговорим о сущности человеческого интеллекта и о том, правильно ли мы понимаем, что такое хищник.

Описанные в этой статье идеи, аргументы и выводы являются частью доктрины Синтропизма.

https://www.syntropism.com/

Источник: zen.yandex.com

Жизнь на Земле. Теории возникновения жизни на Земле

Происхождение жизни на Земле — один из наиболее трудных и в то же время актуальный и интересный вопрос в современном естествознании.

Земля сформировалась, вероятно, 4,5—5 млрд. лет назад из гигантского облака космической пыли. частицы которой спрессовались в раскаленный шар. Из него в атмосферу выделялся водяной пар, а из атмосферы на медленно остывавшую Землю в течение миллионов лет в виде дождей выпадала вода. В углублениях земной поверхности образовался доисторический Океан. В нем примерно 3,8 млрд. лет назад зародилась первоначальная жизнь.

  • Возникновение жизни на Земле
  • Как выглядела первобытная Земля?
  • Теории происхождения жизни на Земле
    • Теория биогенеза
    • Теория панспермии
    • Зарождение жизни на Земле невозможно без метеоритов и комет
  • Жизнь на Земле могла возникнуть благодаря глине

Возникновение жизни на Земле

Как произошла сама планета и как на ней появились моря? По этому поводу существует одна широко признанная теория. В соответствии с ней Земля образовалась из облаков космической пыли, содержащей все известные в природе химические элементы, которые спрессовались в шар. Горячий водяной пар вырывался с поверхности этого раскаленного докрасна шара, окутывая его сплошным облачным покровом, Водяной пар в облаках медленно охлаждался и превращался в воду, которая выпадала в виде обильных непрерывных дождей на еще раскаленную, пылающую Землю. На ее поверхности она снова превращалась в водяной пар и возвращалась в атмосферу. За миллионы лет Земля постепенно потеряла так много тепла, что ее жидкая поверхность, остывая, начала твердеть. Так образовалась земная кора.

Жизнь на Земле

Прошли миллионы лет, и температура поверхности Земли еще больше понизилась. Ливневые воды перестали испаряться и стали стекать в огромные лужи. Так началось воздействие воды на земную поверхность. А потом из-за понижения температуры произошел настоящий потоп. Вода, которая до этого испарялась в атмосферу и превратилась в ее составную часть, беспрерывно низвергалась на Землю, с громом и молниями обрушивались из облаков мощные ливни.

Мало-помалу в самых глубоких впадинах земной поверхности скапливалась вода, которая уже не успевала совсем испариться. Ее было так много, что постепенно на планете образовался доисторический Океан. Молнии рассекали небо. Но никто этого не видел. На Земле еще не было жизни. Непрерывный ливень начал размывать горы. Вода стекала с них шумными ручьями и бурными реками. За миллионы лет водные потоки глубоко разъели земную поверхность и кое-где появились долины. В атмосфере уменьшалось содержание воды, а на поверхности планеты ее скапливалось все больше.

Сплошной облачный покров становился тоньше, пока в один прекрасный день Земли не коснулся первый луч солнца. Непрерывный дождь кончился. Большую часть суши покрыл доисторический Океан. Из ее верхних слоев вода вымывала огромное количество растворимых минералов и солей, которые попадали в море. Вода из него непрерывно испарялась, образуя облака, а соли оседали, и с течением времени происходило постепенное засоление морской воды. По-видимому, при каких-то существовавших в древности условиях образовались вещества, из которых возникли особые кристаллические формы. Они росли, как и все кристаллы, и давали начало новым кристаллам, которые присоединяли к себе все новые вещества.

Жизнь на Земле

Солнечный свет и, возможно, очень сильные электрические разряды служили в этом процессе источником энергии. Может быть, из таких элементов зародились первые обитатели Земли — прокариоты, организмы без оформленного ядра, похожие на современных бактерий. Они были анаэробами, то есть не использовали для дыхания свободный кислород, которого тогда еще не было в атмосфере. Источником пищи для них служили органические соединения, возникшие на еще безжизненной Земле в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца, грозовых разрядов и тепла, образующегося при извержении вулканов.

Жизнь существовала тогда в тонкой бактериальной пленке на дне водоемов и во влажных местах. Эту эру развития жизни называют архейской. Из бактерий, а возможно, и совершенно независимым путем, возникли и крошечные одноклеточные организмы — древнейшие простейшие животные.

Как выглядела первобытная Земля?

Перенесемся на 4 млрд лет назад. Атмосфера не содержит свободного кислорода, он находится только в составе окислов. Почти никаких звуков, кроме свиста ветра, шипения извергающейся с лавой воды и ударов метеоритов о поверхность Земли. Ни растений, ни животных, ни бактерий. Может быть, так выглядела Земля, когда на ней появилась жизнь? Хотя эта проблема издавна волнует многих исследователей, их мнения на этот счет сильно различаются. Об условиях на Земле того времени могли бы свидетельствовать горные породы, но они давно разрушились в результате геологических процессов и перемещений земной коры.

Жизнь на Земле

Теории происхождения жизни на Земле

В этой статье мы кратко расскажем о нескольких гипотезах возникновения жизни, отражающих современные научные представления. Как считает известный специалист в области проблемы возникновения жизни Стэнли Миллер, о возникновении жизни и начале ее эволюции можно говорить с того момента, как органические молекулы самоорганизовывались в структуры, которые смогли воспроизводить самих себя. Но это порождает другие вопросы: как возникли эти молекулы; почему они могли самовоспроизводиться и собираться в те структуры, которые дали начало живым организмам; какие нужны для этого условия?

Есть несколько теорий о происхождении жизни на Земле. Например, одна из давних гипотез гласит, что она занесена на Землю из космоса, но неоспоримых доказательств этого нет. Кроме того, та жизнь, которую мы знаем, удивительно приспособлена для существования именно в земных условиях, поэтому если она и возникла вне Земли, то на планете земного типа. Большинство же современных ученых полагают, что жизнь зародилась на Земле, в ее морях.

Теория биогенеза

В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория биогенеза — происхождение живого только от живого. Но многие считают ее несостоятельной, поскольку она принципиально противопоставляет живое неживому и утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни. Абиогенез — идея о происхождении живого из неживого — исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание академика Опарина оправдалось. В 1955 г. американский исследователь С. Миллер, пропуская электрические заряды через смесь газов и паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот. Таким образом, в середине XX века был экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.

Теория панспермии

Теория панспермии — это возможности переноса органических соединений, спор микроорганизмов с одного космического тела на другое. Но она совершенно не дает ответа на вопрос, как зародилась жизнь во Вселенной? Возникает необходимость обоснования возникновения жизни в той точке Вселенной, возраст которой, согласно теории Большого взрыва, ограничен 12-14 миллиардами лет. До этого времени не было даже элементарных частиц. А если нет ядер и электронов, нет и химических веществ. Потом в течение нескольких минут возникли протоны, нейтроны, электроны, и материя вступила на путь эволюции.

Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» — такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.

Жизнь на Земле

Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф.Крик, Л.Оргел. Ф.Крик основывался на двух косвенных доказательствах: универсальности генетического кода: необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.

Зарождение жизни на Земле невозможно без метеоритов и комет

Исследователь из Техасского технологического университета, после анализа огромного объема собранной информации, выдвинул теорию о том, как же на Земле смогла образоваться жизнь. Ученый уверен, что появление ранних форм простейшей жизни на нашей планете было бы невозможно без участия упавших на нее комет и метеоритов. О своей работе исследователь поделился на 125-й ежегодной встрече геологического общества Америки, проходившей 31 октября в городе Денвер, Колорадо.

Автор работы, профессор геонауки в Техасском технологическом университете (ТТУ) и куратор музея палеонтологии при университете, Санкар Чаттерджи рассказал, что к такому выводу он пришел после анализа информации о ранней геологической истории нашей планеты и сопоставления этих данных с различными теориями химической эволюции.

Эксперт считает, что такой подход позволяет объяснить один из самых скрытых и не до конца изученных периодов в истории нашей планеты. По мнению многих геологов, основная масса космических «бомбардировок», в которых участвовали кометы и метеориты, приходилась на время около 4 миллиардов лет тому назад. Чаттерджи считает, что самая ранняя жизнь на Земле образовалась в кратерах, оставленных при падении метеоритов и комет. И вероятнее всего это произошло в период «Поздней тяжелой бомбардировки» (3,8-4,1 миллиарда лет назад), когда столкновение мелких космических объектов с нашей планетой резко возросло. На то время приходилось сразу несколько тысяч случаев падения комет. Что интересно, эту теорию косвенно поддерживает Модель Ниццы. Согласно оной реальное число комет и метеоритов, которые должны были упасть на Землю в то время, соответствует реальному числу кратеров на Луне, явившейся в свою очередь своего рода щитом для нашей планеты и не позволившей бесконечной бомбардировке ее уничтожить.

Жизнь на Земле

Некоторые ученые предполагают, что результатом этой бомбардировки является заселение жизнью океанов Земли. При этом несколько исследований на эту тему указывают на то, что наша планета имеет больше запасов воды, чем должна была. А излишек этот списывают на кометы, которые прилетели к нам с Облака Оорта, находящегося предположительно в одном световом годе от нас.

Чаттерджи указывает, что образовавшиеся в результате этих столкновений кратеры заполнились растаявшей водой из самих комет, а также необходимыми химическими строительными блоками, необходимыми для образования простейших организмов. При этом ученый считает, что те места, где даже после такой бомбардировки не появилась жизнь, просто оказались непригодны для этого.

«Когда около 4,5 миллиарда лет назад образовалась Земля, она была полностью непригодна для появления на ней живых организмов. Это был настоящий кипящий котел из вулканов, ядовитого горячего газа и постоянно падающих на нее метеоритов», — пишет онлайн-журнал AstroBiology, ссылаясь на ученого.

«А спустя один миллиард лет она стала тихой и спокойно планетой, богатой огромными запасами воды, населенной различными представителями микробной жизни — предками всех живых существ».

Жизнь на Земле могла возникнуть благодаря глине

Группа учёных под руководством Дань Ло (Dan Luo) из Корнеллского университета выступила с гипотезой, что концентратором для древнейших биомолекул могла служить обычная глина.

Изначально исследователи занимались не проблемой происхождения жизни — они искали способ повысить эффективность бесклеточных систем синтеза белка. Вместо того чтобы позволить ДНК и обслуживающим её белкам свободно плавать в реакционной смеси, учёные попробовали загнать их в частицы гидрогеля. Этот гидрогель, словно губка, впитывал реакционную смесь, сорбировал нужные молекулы, и в результате все нужные компоненты оказывались заперты в небольшом объёме — подобно тому, как это происходит в клетке.

Жизнь на Земле

Затем авторы исследования попытались использовать в качестве недорогого заменителя гидрогеля глину. Частицы глины оказались похожи на частицы гидрогеля, становясь своеобразными микрореакторами для взаимодействующих биомолекул.

Получив такие результаты, учёные не могли не вспомнить о проблеме происхождения жизни. Частицы глины с их способностью сорбировать биомолекулы могли бы на самом деле послужить самыми первыми биореакторами для самых первых биомолекул, пока те ещё не обзавелись мембранами. В пользу такой гипотезы говорит ещё и то, что вымывание силикатов и других минералов из скал с образованием глины началось, по геологическим прикидкам, как раз перед тем, когда, по мнению биологов, древнейшие биомолекулы начали объединяться в протоклетки.

— В воде, точнее в растворе, мало что могло произойти, потому что процессы в растворе идут абсолютно хаотично, а все соединения очень неустойчивы. Глина современной наукой — точнее, поверхность частиц глинистых минералов — рассматривается как матрица, на которой могли образовываться первичные полимеры. Но это тоже только одна из многих гипотез, каждая из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Но чтобы смоделировать зарождение жизни в полном масштабе, нужно действительно быть Богом. Хотя на Западе сегодня уже появляются статьи с названиями «Конструирование клетки» или «Моделирование клетки». Например, один из последних нобелевских лауреатов Джеймс Шостак сейчас активно предпринимает попытки создания эффективных клеточных моделей, которые размножаются сами по себе, воспроизводя себе подобных.

Источник: mirkosmosa.ru

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.

Как произошла 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.

Как произошла жизнь на земле

Известно, что основными элементами во Вселенной являются водород и гелий. Внимательный 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. лет 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.

Как произошла 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. Оба 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. РНК 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”.

Как произошла 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. В 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. изменения 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.

Как произошла 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. Причина 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

История жизни на Земле — это 4 геологических периода в миллиарды лет. В одном из них живет человек и его время лишь искра вечности. Все четыре земных эпохи закончились тотальной зачисткой и вымиранием живых видов.

Что ждет нас с вами, что ждет человечество? Давайте посмотрим на 4 рубежа земной жизни и эволюции..

Наука выделила 4 эпохи (эры) жизни на Земле, потому что они начинались и заканчивались глобальными потрясениями, сдвигом континентов и морей, новыми видами живых существ сменявших предыдущие. Первой идет эпоха, вызывающая больше всего споров науки и религии.

Первый рубеж

Адам или звездная пыль, Бог или Космос? Это Первая эпоха — возникновения Земли и жизни на ней. Ее называют Докембрийская Эра. Самая протяженная эпоха Земли длилась с 4,6 млрд. лет до 542 млн. лет. назад.

Докемберийская эра- эра мертвой Земли и рождения робкой жизни (художник Chesley Bonestell)

Мы не знаем как было, но астрофизика позволила нам изучить процесс рождения планет. В результате титанического столкновения космической пыли и энергии в одном месте, образовалась Земля. Примерно также образуется комок липкой грязи после дождя.

Комок грязи затвердел через миллиард лет, образовалась планета. Но еще миллиард лет не было жизни. Земная гора остывала на фоне грохочущих вулканов, кипящий океан лавы и кипятка медленно превращался в соленую морскую воду.

Кислорода не было, в космическом вакууме нарастал робкий атмосферный слой из выбросов на земной коре. Его удерживало растущее магнитное поле Земли…

докембрийская застывшая лава возрастом в 3 миллиарда лет сохранилась в Канаде

Источник: zen.yandex.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.