Первое живое существо на земле


Эволюция жизни на Земле имеет долгую историю. Все началось, приблизительно, 4 млрд. лет назад. У атмосферы Земли еще нет озонового слоя, концентрация кислорода в воздухе очень низкая и ничего на поверхности планеты не слышно, кроме извергающихся вулканов и шума ветра. Ученые считают, что именно так выглядела наша планета тогда, когда на неё начала появляться жизнь. Подтвердить или опровергнуть это весьма трудно. Горные породы, которые могли бы дать больше информации людям, разрушились очень давно, благодаря геологическим процессам планеты. Итак, основные этапы эволюции жизни на Земле.

Эволюция жизни на Земле. Одноклеточные организмы.

Жизнь получила свое начало с появлением простейших форм жизни – одноклеточных организмов. Первыми одноклеточными организмами были прокариоты. Эти организмы появились первыми после того, как Земля стала пригодной для начала жизни. Древняя Земля не позволила бы появиться даже простейшим формам жизни на своей поверхности и в атмосфере. Этим организмом был не обязателен кислород для своего существования. Концентрация кислорода в атмосфере повышалась, что привело к появлению эукариот. Для этих организмов главным для жизни становился кислород, в среде где концентрация кислорода была маленькой, они не выживали.


Прокариоты
Прокариоты
Эукариоты
Эукариоты

Первые организмы, способные к фотосинтезу появились через 1 млрд. лет после появления жизни. Этими фотосинтезирующими организмами были анаэробные бактерии. Жизнь постепенно начала развиваться и после того, как содержание азотистых органических соединений упало появились новые живые организмы, способные использовать азот из атмосферы Земли. Такими существами были сине-зеленые водоросли. Эволюция одноклеточных организмов происходила после ужасных событий в жизни планеты и все стадии эволюции была защищена под магнитным полем земли.

Со временем простейшие организмы стали развиваться и улучшать свой генетический аппарат и развивать способы своего размножения. Затем в жизни одноклеточных организмов произошел переход к разделению их генеративных клеток на мужские и женские.

Эволюция жизни на Земле. Многоклеточные организмы.


После возникновения одноклеточных организмов появились более сложные формы жизни – многоклеточные организмы. Эволюция жизни на планете Земля приобрела более сложные организмы, отличающиеся более сложной структурой и сложных переходных стадий жизни.

Первая стадия жизни – Колониальная одноклеточная стадия. Переход от одноклеточных организмов к многоклеточным, усложняется структура организмов и генетический аппарат. Эта стадия считается самой простой в жизни многоклеточных организмов.

Вторая стадия жизни – Первично-дифференцированная стадия. Более сложная стадия и характеризуется началом принципа “разделения труда” между организмами одной колонии. В этой стадии происходила специализация функций организма на тканевом, органном и системноорганном уровнях. Благодаря этому у простых многоклеточных организмов начала образовываться нервная система. Нервного центра у системы еще не было, но центр координации имеется.

Третья стадия жизни – Централизованно-дифференцированная стадия.  За время этой стадии у организмов усложняется морфофизиологическая структура. Улучшение этой структуры происходит через усиление тканевой специализации.Усложняется пищевая, выделительная, генеративная и другие системы многоклеточных организмов. У нервных систем появляется хорошо выраженный нервный центр. Улучшается способы размножения – из наружного оплодотворения во внутреннее.

Заключением третей стадии жизни многоклеточных организмов является появление человека.

Растительный мир.


Эволюционное дерево простейших эукариот разделилось на несколько ветвей. Появились многоклеточные растения и грибы. Некоторые из таких растений могли свободно плавать по поверхности воды, а другие прикреплялись ко дну.

Псилофиты – растения, которые впервые освоили сушу. Затем возникли и другие группы наземных растений: папоротники, плауны и другие. Эти растения размножались спорами, но предпочитали водную среду обитания.

Большого разнообразия достигли растения в каменноугольный период. Растения развивались и могли достигать в высоту до 30 метров. В этом периоде появились первые голосемянные растения. Наибольшим распространением могли похвастаться плаунообразные и кордаиты. Кордаиты напоминали формой ствола хвойные растения и имели длинные листья. После этого периода поверхность Земли была разнообразна различными растениям, которые достигали 30 метров в высоту. Спустя большое количество времени наша планета стала похожа на ту, которую мы знаем сейчас. Сейчас на планете существует огромное многообразие животных и растений, появился человек. Человек, как существо разумное, после того как встал “на ноги” посвятил свою жизнь изучению нашей прекрасной планеты. Загадки и тайны планеты Земля стали интересовать человека, а так же самое главное – откуда появился человек и для чего он существует. Как вы знаете, ответов на эти вопросы до сих пор не существует, есть только теории, которые противоречат друг другу.


Источник: on-space.ru

«Как появился первый человек на Земле?» — это очень спорный вопрос, не многие на него могут ответить. Существует несколько версий: 1.На Землю упал метеорит и занес бактерии, которые начали развиваться, впоследствии чего появились первые живые существа на Земле и впоследствии человек. 2.Бактерии образовались на Земле, начали развиваться, впоследствии чего появились первые живые существа на Земле и впоследствии человек. 3.Некое существо с высшим разумом — «Господь Бог» заселил первого человека на Земле. «Если все существа произошли от бактерий, следовательно, человек от животного, приблизительно от обезьяны» — теория Дарвина. 1.Теория Дарвина – «человек произошел от обезьяны» это всего лишь теория и не подтвержденный научный факт. 2.Дарвин надеялся, что раскопки в будущем подтвердят его теорию, чего не произошло. 3.Теория Дарвина гласит, что существо, которое не может больше размножатся, должно эволюционировать. Но за последние, как минимум 300 лет, не было замечено не одной эволюции, какого-либо животного или обезьяны в человека, что мы можем наблюдать на данный момент в мире животных, это только то, что животные вымирают, но, согласно теории Дарвина, так быть не должно.


о один из основных фактов,подтверждающий то,что эволюции вообще нет в природе. Ученые на данный момент готовы согласится с 3 версией появления человека на Земле, поскольку 3 версия более надежна и убедительна. Натуралист Дарвин в микроэволюции внутри вида увидел возможность макроэволюции. Внутривидовое изменение может осуществляться преимущественно в условиях географической изоляции. Это лишь постепенная адаптация к условиям среды. Причем эта приспособляемость может вносить в организм лишь незначительные изменения, связанные только с передачей наследственных признаков. Например, жираф никогда не был животным с короткой шеей, который тянулся за листиками на деревьях, так что голова все дальше удалялась от тела. Если посмотреть на это животное, то станет понятным, что его тело сразу создано таковым: сердце приспособлено поднимать кровь на высоту 3 м, артерии адаптированы к соответствующему давлению и т.д. Материалисты считают, что теория эволюции в своем процессе отметала, истребляла все ненужное, поэтому в итоге мы имеем совершенные организмы. Но сложно на практике себе представить действие этой теории на любом живом организме. Ведь не сразу почка стала почкой, печень печенью, а сердце сердцем, не говоря уже о мозге.Также не сразу ухо смогло слышать, а глаз видеть.

Библия говорит, что животные были созданы по видам: «И сотворил Бог … всякую душу животных пресмыкающихся … по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее». Так оно и есть. Ученый, который разработал классификацию видов, применяемую в наши дни, был креационистом. Карл Линней подразумевал под видом сотворенный род. Латинское слово species («вид») означает то же, что и сотворенный род. Поэтому между родами нет связей, как это и было создано Богом изначально. Но внутри возможны разнообразие и селекция. Причем вполне вероятно, что Творец сразу создал разных животных внутри рода, например, шакала и волка, тигра и льва. Уже из волка путем селекции человек вывел овчарку, а затем и таксу. Но ни человек, ни тем более случай не могут из волка вывести тигра. Никакое вмешательство умных людей с пробирками и тем более естественный отбор не заставят косулю превратиться в рыся, чтоб быстрее убегать от леопарда. Никакая нужда не заставит скрещиваться собаку и кошку. Между тем собаки, волки, таксы, койоты, овчарки теоретически могут скрещиваться друг с другом. То же касается и семейства кошачьих: кошки, рыси, тигры, львы. Дело в том, что их молекулы ДНК подходят друг к другу. Но никогда не скрестить кошачьих и собачьих даже в пробирке, так как они не имеют внутривидовой совокупности скрещивающихся генов. ПОДРОБНО:Как появился первый человек на Земле:http://vazgen383.beon.ru/0-8-kak-pojavilsja-pervyi-chelovek-na-zemle.zhtml

Источник: touch.otvet.mail.ru

«Эта система, возможно, не существовала, но она появилась на пути к возникновению жизни»


Таким образом, сравнивая рибосомную РНК живых организмов, Уильямс и его команда смогли, изучая рибосому, отправиться обратно во время существования Луки и ранее. Затем, как только они узнали, как распознать «отпечатки» в современном виде рибосомы, команда обратила внимание на то, что РНК бы уже присутствовала в рибосоме "последнего общего универсального предка". Они нашли похожие следы, указывающие на дополнения, которые должны были возникнуть еще до существования "последнего общего предка". Каждый раз, когда они находили дополнение, они вычленяли его, пуская ветви все дальше и дальше в прошлое, чтобы найти более примитивные версии рибосомы, вплоть до ее первоначальных форм.

Самая древняя часть рибосомы, по мнению Уильямса и его коллег, — это участок РНК, который включает область, которая в наше время связывает аминокислоты для формирования белковых цепочек. Другие команды использовали различные методы для того, чтобы найти самые древние части рибосомы, просто снимая слои, чтобы дойти до ядра. Они согласились, что эта область является самой древней частью органеллы. «Это, пожалуй, лучшие модели из истории рибосом», — говорит Джорджа Фокс, эволюционный биолог в университете Хьюстона, штат Техас.

Эта рибосома, лишенная всех своих более поздних дополнений, выглядела иначе, чем рибосома времен "последнего общего предка".


не хватало областей, считывающих генетический код, поэтому она не могла производить определенного рода белки. Вместо этого, она должна была связывать аминокислоты, и, вероятно, все другие молекулы присоединились бы к ее области, волей-неволей образуя короткие, случайные цепи с помощью простой химической реакции, указывающей на земное происхождение жизни. В результате древние рибосомы сделали бы мешанину из разных молекул, говорит Уильямс. «Мы называем их молекулярными колбасниками». Другие исследователи нашли подтверждающие доказательства: в нужных условиях даже современные рибосомы можно заставить соединять друг с другом молекулы, отличные от аминокислот.

Древнейшие участки рибосомы

На древней Земле случайные фрагменты появлялись из "колбасника", и несколько из них могли соединиться вместе в стабильную форму и стать рибосомальной РНК. Это немного стабилизировало бы их. «Те последовательности, которые образуют более стабильные структуры, существуют дольше, так что мы собираемся использовать их в качестве строительного материала», — говорит Николас Худ, биохимик университета Джорджии, который сотрудничает с Уильямсом. Постепенно рибосома стала состоять из большего числа элементов. «Это форма эволюции, я не говорю о генах. Я бы назвал это химической эволюцией», — говорит Худ.


Хаос совместно эволюционирующих РНК и белковых фрагментов не похож на то, что большинство исследователей назвали бы живым. Молекулы могут даже не поддаваться идентификации по РНК или белкам, но легко идентифицировать ряд прото-молекул. Однако, система на данный момент жизнеспособна, так как химическая эволюция отобрала нужные связанные друг с другом компоненты.

Хотя некоторые детали до сих пор неясны, Уильямс не сомневается в особенности ранней стадии: не существовало генетического кода до начала эволюции. В современных клетках сигналы из центральной ДНК ядра отправляются в рибосомы через матричную РНК.

Передача РНК и мРНК является неотъемлемой частью генетического кода. Но во всех источниках элементы рибосом, которые отвечают за соединение, возникают позднее. Даже тогда, как считает Уильямс, начальная функция мРНК и тРНК вряд ли будут столь сложны, как кодирование. Вероятнее, что они возникли в качестве маленьких фрагментов РНК, чтобы задать случайным аминокислотам правильное направление для прикрепления их к растущей молекуле белка.


Зарождение жизни на Земле

Сегодня данные, содержащиеся в генетическом коде, позволяют рибосоме создавать точные копии одного и того же белка снова и снова. Но в древности вместо точных копий, проторибосома создавала ряд новых молекул для стабилизации системы, так как у нее не было способности читать генетический код.

Постепенно этот процесс отбирал лучшие мРНК и тРНК, в конечном итоге приводящие к молекулам, которые производили специфические аминокислоты в определенное время – генетический код, который сегодня встречается во всех живых существах. Наконец-то произошла эволюция по Дарвину, и система стала живой. Большинство эволюционных биологов согласны с тем, что РНК сначала носила генетический код. ДНК, более стабильная молекула, возникла позднее.

Молекулярное воссоединение

Один из ключевых процессов, влияющих на необходимость развития РНК и белков развиваться, состоит в том, что современные белки состоят из сложных трехмерных форм, необходимых им для функционирования. Как так получилось — загадка. Свертываемость — это крайне редкое свойство. Поэтому немыслимо полагать, что эволюция могла бы исследовать все возможные белки, чтобы найти те, что имеют свойство свертываемости, говорит Андрей Лупас из Института биологии развития Макса Планка в Германии.

Химическая эволюция предлагает решение этой проблемы. Для того чтобы белок свернулся, одна его часть должна плотно прижаться к другой без помощи молекул воды. Это также помогло бы элементам прото-белкового соединения и стабилизации прото-РНК. Так как эти молекулы эволюционировали вместе, они бы выбрали фрагменты белка, которые были предрасположены к этому, говорит Леюпас.

Рибосома по-прежнему воспроизводит этот процесс. Белки, связанные с древней частью рибосомы, практически не сворачиваются. Переходя к более новым частям рибосомы, исследователи наблюдали, как белки сворачиваются сначала в простые , а затем в более точные и сложные формы. В то же время, части рибосомы РНК также сворачивались стабильно. «Идея заключается в том, что белок и РНК эволюционировали совместно. Мы видим это», — говорит Уильямс. Его сценарий предлагает еще один выход из парадокса возникновения жизни “курица и яйцо”. Он представляет отхождение от доминирующей гипотезы «мира РНК».

Даже критикам Уильямса импонируют его идеи. «Я думаю, что Лорен выступает за радикальный пересмотр наших взглядов на происхождение жизни», — говорит Найлс Леман в Портлендском государственном университете в Орегоне. «Даже если вы не согласны с деталями, это помогает нам переосмыслить то, как началась жизнь, и это очень ценно».

Унтил говорит, что он только начал работу. Его команда пытается воссоздать этапы эволюции рибосом в лаборатории, проверяя, что может сделать каждый.

«Рибосома — это дар природы», — говорит он. «Это напоминает капсулы времени, и мы только что вскрыли их и начали изучать.”

Сухой маленький пруд

Исследователи долго спорили, зародилась ли жизнь в теплом маленьком пруду, как предположил Дарвин, или в какой-то другой среде обитания, например, в подводных термальных источниках, наземных горячих источниках или даже глинистые отложения.

Рибосомы могут стать ключом к разгадке. Их древнейшая часть связывает молекулы в длинные цепи. Это достигается путем реакции дегидратации, в которой связь создается через высвобождение молекулы воды. Это происходит легче, если вокруг нет воды, это говорит о невозможности осуществления деятельности рибосомами в океане, — говорит Николай Хад из Технологического института Джорджии.

Наиболее вероятным местом будет граница пруда, где будет как влажность – благоприятствующая смешиванию ингредиентов – так и сухая среда, благоприятствующая созданию длинных цепей.

Трещина: курица и яйцо.

Жизнь, как мы знаем, сегодня представляет собой парадокс курицы и яйца: ДНК не может возникнуть без белков, а белки не могут существовать без ДНК для определения структуры.

Эта дилемма является причиной, почему исследователи выступают за то, что жизнь началась не с ДНК, а с РНК, которая может не только хранить информацию, но и соединяться в сложные формы, помогающие ей быть катализатором. Молекула РНК, способная катализировать собственную репликацию, решает проблему цыпленка и яйца путем объединения информации и катализа в одну молекулу. В этом сценарии «мирового РНК», самовоспроизводящаяся РНК позже передала свою роль катализатора роль белкам, которые лучше и разнообразнее выполняют эту функцию, и передала свою задачу по хранению информации ДНК, которая более стабильна.

Лорен Уильямс и его коллеги из Технологического института Джорджии предлагают другое решение проблемы. Первыми не были ни белки, ни нуклеиновые кислоты, как они утверждают. Они эволюционировали вместе с самого начала.

Вся концепция " мира РНК" не схожа с концепцией Уильямса, потому что она требует отказаться от действующей РНК-системы и изобретать ее в ДНК и белках, вместо того, чтобы дорабатывать уже существующие процессы. «Я просто не думаю, что это происки эволюции», — говорит он. «Это значило бы, что эволюция — это инженер». Альтернатива, состоящая в том, что РНК и белки совместно эволюционировали – более правдоподобна, заявляет он.

Однако, не все с этим согласны. «Это доклад от имени меньшинства», — говорит Найлс Леман, биохимик по эволюционным процессам в Государственном университете Портленда в штате Орегон. «Но я думаю, что это растущее меньшинство».

Источник

https://www.newscientist.com/article/mg23631500-500-the-very-first-living-thing-is-still-alive-inside-each-one-of-us/

Источник: zen.yandex.ru

Водород как валюта

К древнейшему типу ферментов относятся гидрогеназы, которые катализируют простейшую из химических реакций — обратимое восстановление водорода из протонов и электронов. А активаторами этой реакции являются железо и никель, которые в изобилии присутствовали на ранней Земле. Немало было и водорода — он выделялся при дегазации мантии. Именно водород, похоже, был главным источником энергии для самых ранних метаболических систем. Ведь и в нашу эпоху подавляющее большинство реакций, осуществляемых бактериями, включают в себя действия с водородом. Как первичный источник электронов и протонов водород составляет основу энергетики микробов, являясь для них чем-то вроде энергетической валюты.

Жизнь зарождалась в бескислородной среде. Переход к дыханию кислородом требовал радикальных преобразований метаболических систем клетки, чтобы минимизировать активность этого агрессивного окислителя. Адаптация к кислороду возникала прежде всего в ходе эволюции фотосинтеза. До этого же основой энергетики живого был водород и его простые соединения — сероводород, метан, аммиак. Но это, вероятно, не единственное химическое отличие современной жизни от ранней.

Запасливые уранофилы

Возможно, самая ранняя жизнь не имела того состава, который имеет нынешняя, где в качестве базовых элементов преобладают углерод, водород, азот, кислород, фосфор, сера. Дело в том, что жизнь предпочитает более легкие элементы, с которыми проще «играть». Но эти легкие элементы имеют маленький ионный радиус и создают слишком прочные соединения. А жизни этого-то и не надо. Ей надо уметь эти соединения легко расщеплять. Сейчас у нас для этого есть множество ферментов, но на заре жизни их еще не существовало. Несколько лет назад мы высказали предположение, что у некоторых из этих шести основных элементов живого (макроэлементы C, H, N, O, P, S) были более тяжелые, но и более «удобные» предшественники. Вместо серы в качестве одного из макроэлементов, скорее всего, работал селен, который легко соединяется и легко диссоциирует. Место фосфора по той же причине, возможно, занимал мышьяк. Недавнее открытие бактерий, которые используют мышьяк вместо фосфора в своих ДНК и РНК, усиливает наши позиции. Причем все это справедливо не только для неметаллов, но и для металлов. Вместе с железом и никелем в процессе становления жизни значительную роль играл вольфрам. Корни жизни, таким образом, надо, вероятно, уводить в низ таблицы Менделеева.

Первое живое существо на земле

Для подтверждения или опровержения гипотез об изначальном составе биологических молекул нам стоит обратить пристальное внимание на бактерий, живущих в необычных средах, возможно отдаленно напоминающих Землю в древние времена. Например, недавно японские ученые исследовали один из видов бактерий, обитающих в горячих источниках, и обнаружили в их слизистых оболочках урановые минералы. Для чего бактерии их накапливают? Возможно, уран имеет для них какую-то метаболическую ценность? Например, используется ионизирующий эффект радиации. Есть другой известный пример — магнитобактерии, которые существуют в аэробных условиях, в относительно холодной воде, и накапливают железо в виде кристалликов магнетита, обернутых в белковую мембрану. Когда железа в окружающей среде много — они формируют эту цепочку, когда железа нет — они его тратят и «сумочки» становятся пустыми. Это очень похоже на то, как у позвоночных накапливается жир в качестве энергетического запаса.

На глубине 2−3 км, в плотных осадках, оказывается, тоже живут бактерии и вполне обходятся без кислорода и солнечного света. Такие организмы обнаружены, например, в урановых шахтах Южной Африки. Питаются они водородом, и здесь его достаточно, потому что уровень радиации настолько высок, что вода диссоциируется на кислород и водород. Генетических аналогов на поверхности Земли у этих организмов не обнаружено. Где же эти бактерии сформировались? Где их предки? Поиск ответов на эти вопросы становится для нас настоящим путешествием во времени — к истокам живого на Земле.

Автор — академик РАН, директор Геологического института РАН

Источник: www.PopMech.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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