Як довго фламінго мешкають на Землі

Як довго фламінго мешкають на Землі



Гіпотези виникнення життя Землі

Існування живих організмів змушує замислитись, як, коли і чому вони з'явилися. З найдавніших часів філософів і вчених цікавило, як зародилося життя на Землі, де з'явилося життя, чи спочатку воно існувало на планеті Земля, чи було занесено з космосу?

Сучасна біологія свідчить, що живі організми походять лише з інших живих істот. Це означає, що самозародження бактерій у бульйоні чи мух у м'ясі неможливо.

Однак життя не могло існувати завжди: 14 мільярдів років тому, у разі виникнення Всесвіту, утворилася тільки нежива, неорганічна матерія. Зародження життя з неживого – основна сучасна наукова гіпотеза.

Розбираємось у наукових гіпотезах про походження життя на Землі та відповідаємо на запитання: «Коли, як і де виникло життя на нашій планеті».

Основні гіпотези про походження життя Землі

Наука дає визначення життя як особливого способу існування білкових тіл і доповнює його обов'язковими всім живих організмів властивостями. Це:

  1. Обмін речовин та енергії з навколишнім середовищем;
  2. Здатність реагувати зміни навколишнього середовища;
  3. Здатність розвиватися та зростати;
  4. Єдність хімічного складу – всі живі організми складаються з тих самих речовин;
  5. Саморегуляція, або підтримка сталості складу;
  6. Здатність до самовідтворення;
  7. Здатність еволюціонувати та адаптуватися до навколишнього середовища;
  8. Клітинна будова.

Живі організми структурно набагато складніші за неживі об'єкти, і важко уявити, що колись життя самозародилося. Проте сучасні наукові теорії ґрунтуються саме на тому, що неживе поступово стало живим.

Існує кілька гіпотез, як коли і завдяки чому це сталося.

Панспермія

Згідно з гіпотезою панспермії, живі організми зародилися не на Землі, а потрапили на планету з метеоритами чи кометами.

Іншими словами, життя було занесене на Землю з Космосу, з якоїсь іншої планети. Сучасні дослідження свідчать, що це можливо. У вакуумі, за вкрай низьких температур, без рідкої води і під дією радіації виживають деякі мікроорганізми і навіть багатоклітинні безхребетні – тихоходки.

Художній погляд на панспермію: життя занесене Землю з іншого космічного об'єкта.

Нуклеїнові кислоти, які містять інформацію про живі організми та білки, необхідні для життя, також здатні існувати в умовах космічного простору. Проте гіпотеза панспермії не відповідає питанням, звідки виникла і де зародилося життя.

Хімічна еволюція

Хімічну еволюцію іноді називають пребіотичною або абіогенезом.

Ця гіпотеза передбачає, що речовини, з яких складаються живі організми, утворилися з неорганічних – аміаку, водню, метану, чадного та вуглекислого газів та води під дією високих температур та ультрафіолету. Нуклеїнові кислоти та ферменти в цьому не брали участі, оскільки їх ще не існувало.

Експеримент, проведений Стенлі Міллером та Гарольдом Юрі у 1953 році показав, що абіогенез можливий. Більше того, при впливі електричного розряду на суміш неорганічних речовин утворюються амінокислоти, з яких складаються білки.

Після того, як Земля сформувалася близько 4 мільярдів років тому, і неорганічних речовин, і електричних розрядів було достатньо освіти органіки.Потім органічні речовини концентрувалися, взаємодіяли та ускладнювалися. Це визначає така теорія.

Теорія Опаріна-Холдейна та гіпотеза світу РНК

Вчені Олександр Іванович Опарін та Джон Холдейн у 1920-1930 роках незалежно один від одного припустили, що деякі молекули органічних речовин концентруються у коацерватних краплях. Ці краплі відокремлені від зовнішнього середовища та обмінюються з нею речовинами.

Можливість утворення органічних речовин з неорганічних експериментально підтверджена в досвіді Міллера-Юрі. Однак білки, що з'являються при цьому, не здатні до самовідтворення.

У 1968 року Карл Вёзе припустив, що у первинному бульйоні випадково утворилися молекули РНК. Уолтер Гільберт в 1986 році доповнив це припущення ідеєю, що вони повинні були самовідтворюватися і для цього мати здібності ферментів. Ці структури назвали рибозимами.

Гіпотезу про те, що життя зародилося на основі рибозимів, називають гіпотезою світу РНК.

Моделювати синтез РНК із неорганічних речовин поки що не вдалося. Але нуклеотиди, у тому числі складається РНК, здатні утворюватися з неорганічних речовин.

Світ РНК: РНК → РНК → білок. Центральна догма молекулярної біології: ДНК РНК → білок. Джерело: byjus.com.

Якщо в цій же суміші є фермент репліказу, нуклеотиди зберуться в РНК, на основі якої синтезуються білки. Така структура може відтворювати себе і еволюціонувати, наприклад, виробляти стійкість до отрут.

РНК також здатні формувати «колонії» на пористих середовищах та обмінюватися інформацією, що сприяє їх еволюції.

Гіпотеза світу поліароматичних вуглеводнів

Гіпотеза світу поліароматичних вуглеводнів доповнює гіпотезу світу РНК.Відповідно до неї, РНК виникли внаслідок взаємодії та накопичення поліароматичних вуглеводнів – циклічних органічних речовин. Вони здатні приєднувати нуклеотиди і збиратися в стоси, що схоже на будову РНК.

Органічні речовини можна одержати з неорганічних. Однак експериментальних підтверджень самозародження РНК їх поки немає.

Протоклітки

Живі організми відокремлені від зовнішнього середовища та підтримують сталість свого складу. Це забезпечують фосфоліпідні мембрани – тонкий шар жирів. Оскільки жири гідрофобні (не пропускають воду) вони концентруються в краплі.

Якщо жир розташовується у два шари, утворюється мембрана, усередині якої може бути водне середовище. У 2008 році в лабораторії в США була створена протоклітина, яка забирала нуклеотиди з навколишнього середовища, але вони не були зібрані в ДНК.

У 2011 році в Японії отримали протоклетку, що містить ДНК та здатну ділитися. Це показує, що теорія про самозародження життя може бути вірною: протоклетки могли з'явитися в природних, а не в лабораторних умовах.

Завдяки чому зародилося життя на Землі

Усі перелічені гіпотези, крім панспермії, підкреслюють, що може зародитися лише за певних, досить жорстких умовах. Планета Земля просто відповідала їм. Які ж чинники забезпечили можливість появи життя?

Властивості Сонця

Життя може з'явитися лише у зірок, час життя яких обчислюється кількома мільярдами років, температурою 4000-7000 К, що випромінюють багато ультрафіолету і досить жарких, щоб рідка вода існувала на відносно далеких від зірки планетах.

Зірка повинна світити із приблизно постійною інтенсивністю, інакше на планетах навколо неї будуть надто непостійні температури.Нарешті, зірка повинна містити багато елементів, крім водню та гелію. Сонце відповідає цим вимогам.

Відстань від Землі до Сонця

Відстань від Землі до Сонця складає 147 098 291 кілометр. Наша планета знаходиться в зоні проживання Сонця і при цьому не дуже близько до нього. Це одна з причин, через які температури на Землі прийнятні для життя.

Діаграма, що показує межі населеної зони (зони життя) навколо зірок, і те, як ці межі впливає тип зірки. Графік включає планети Сонячної системи (Венера, Земля та Марс), а також особливо важливі екзопланети, такі як TRAPPIST-1d, Kepler-186f та нашого найближчого сусіда – Проксиму Центавра b.

Орбіта Землі

Орбіта Землі - Майже правильне коло. Планета Земля практично весь час обертається на тому самому відстані від Сонця. Тому ми не маємо сильних, різких і тривалих сезонних перепадів температур.

Земля у сезонних точках своєї орбіти (масштаб не враховується).

Нахил осі

Нахил осіЯк і орбіта, впливає на сезонні перепади температур. Земна вісь нахилена на 21,5-24,5 °. Якщо нахил значно вищий, зими будуть дуже холодними, а літо – дуже спекотним.

Нахил осі обертання Землі залишається орієнтованим у тому напрямку по відношенню до фонових зірок, незалежно від того, де вона знаходиться на своїй орбіті. Умовне літо північної півкулі знаходиться у правій частині цієї діаграми, де північний полюс (червоний) спрямований до Сонця, а зима — ліворуч.

Швидкість обертання

Обертання Землі досить швидке, щоб перепади добових температур також були невеликі.

Наша планета робить повний оберт навколо своєї осі майже за 24 години.Окружність Землі на екваторі становить 40075 км - отже, об'єкт на екваторі обертається зі швидкістю близько 1670 км/год (ділимо земне коло на осьовий оборот). Швидкість добового обертання буде різним при зміщенні від екватора (на полюсах округа менше, тому і швидкість практично дорівнює нулю).

Маса Землі

Маса Землі достатньо, щоб гравітація утримувала атмосферу навколо планети. При цьому гравітація Землі є відносно невеликою і дозволяє існувати багатоклітинним організмам.

На зображенні — нижня межа зони проживання з погляду маси планети. Якщо об'єкт менший за 2,7% маси Землі, його атмосфера «вивітриться» перш, ніж на поверхні утворюється рідка вода. Автори ілюстрації - Harvard SEAS.

Наявність атмосфери

Наявність атмосфери - Одна з найважливіших вимог до населених планет. Саме атмосфера захищає поверхню планети та всіх істот на ній від космічних променів. На планетах без атмосфери білкові організми що неспроможні існувати: їх знищить радіація. З іншого боку, атмосфера знижує перепади температур.

Атмосфера Землі: її будова та приклади для розуміння. Джерело: https://www.reddit.com.

Рідка вода

Рідка вода – хороший розчинник та посередник у хімічних реакціях, які забезпечують життєдіяльність організмів. На Землі є області, де рідкої води мало – наприклад, солончаки та Мертве море. У цих зонах мешкають лише деякі мікроорганізми, що пристосувалися до них. Більш складне життя там неможливе.

Три п'ятих поверхні Землі знаходиться під океаном, і дно океану так само багате на рельєф, як і суша. Ця анімація імітує падіння рівня моря, поступово розкриваючи «невидимі» частини поверхні.

Перелічені критерії застосовуються з метою оцінки життєпридатності планети. Життєпридатність – це можливість існування та самозародження життя.

Схема «Від Великого вибуху до сучасної людини» вміщує історію Землі та етапи зародження життя на планеті. Джерело: https://www.punditcafe.com/science/brief-history-of-planet-earth/

Коли з'явилося життя на Землі

Щоб зрозуміти, як зародилося життя, необхідно знати, коли воно з'явилося на Землі. У 2015 році в Західній Австралії виявили вуглецевмісні мінерали віком 4,1 мільярда років. Вчені інтерпретували їх як залишки живих організмів.

Інші дослідники орієнтуються на останки бактерій віком 3,8 мільярда років. Життя на Землі мало зародитися до цього часу. Мінерали віком 4,1 мільярда років належать до катархею, а рештки бактерій – до архею. Це два еони - великі періоди існування Землі.

НадеонДокембрій
ЕонКатархейАрхейПротерозоюФанерозою
Ера ЕоархейПалеоархейМезоархейНеоархейПалеопротерозоюМезопротерозоюНеопротерозоюПалеозоюМезозоюКайнозою
Період СідерійРіасійОрозірійСтатерійКалімійЕктазійСтіньТонійКріогенійЕдіакарійКембрійОрдовикСилурДевонКарбонПермТріасЮраКрейдаПалеогенНеогенЧетвертинний
Епоха ПалеоценЕоценОлігоценМіоценПліоценПлейстоценГолоцен
Ярус ГелазькаРаннійСереднійПізній
Датування, років тому4,567-4 млрд4,0-3,6 млрд3,6-3,2 млрд3,2-2,8 млрд2,8-2,5 млрд2,5-2,5 млрд2,3-2,050 млрд2,050-1,8 млрд1,8-1,6 млрд1,6-1,4 млрд1,4-1,2 млрд1,2-1 млрд1-0,72 млрд0,72-0,635 млрд0,635-0,541 млрд0,541-0,485 млрд0,485-0,443 млрд0,443-0,419 млрд0,419-0,358 млрд0,358-0,299 млрд0,299-0,251 млрд0,251-0,201 млрд0,201-0,145 млрд0,145-0,066 млрд66-56 млн56-33,9 млн33,9-23,03 млн23,03-5,333 млн5,333-2,588 млн2,588-1,8 млн1,8-0,781 млн0,781-0,126 млн0,126-0,017 млн12-17 тисяч - нині

Катархей. 4,567-4 мільярди років тому

Планета Земля сформувалася близько 4,567 мільярда років тому з протопланетного газопилового диску.

Передбачається, що її поверхня спочатку складалася з розплавлених мінералів, металів та їх сполук з іншими елементами, а потім остигнула.

Первинну атмосферу становили чадний, вуглекислий і сірчистий гази, аміак, метан, сірководень і водень, що вивергаються з вулканів, випаровуються з поверхні і метеоритами. 4,4 мільярда років тому на Землі вже була вода, яка при остиганні поверхні конденсувалася в океани.

Ці процеси відносять до еону катархею, який 4 мільярди років тому змінився археєм. У катархеї в результаті зіткнення з великим космічним тілом з'явився Місяць, а вісь нахилилася під кутом 23°. Це ж зіткнення викликало викид газів, що ущільнив атмосферу і занурення кори, що вже сформувалася, в мантію.

Анімація зіткнення ранньої Землі з гіпотетичною планетою Тейя (по дотичній) та подальшого викиду речовини на навколоземну орбіту, що стала прото-місяцем. Варто мати на увазі: крім гіпотези ударного формування Місяця є інші. Наприклад: гіпотези спільної акреції, випаровування та захоплення.

Залишки катархейської кори віком 4,4-4,28 мільярда років виявили 2008 року в Канаді.

Архей. 4 – 2,5 мільярда років тому

В археї життя Землі представляли без'ядерні організми, чи прокаріоти – археї і бактерії.Археї використовують для синтезу органічних речовин та отримання енергії органічні речовини, іони металів, водень, аміак, сонячне світло та інші джерела та є автотрофами.

Їхні останки відрізняються від останків інших живих організмів складом жирів у мембранах. Передбачається, що саме археї були першими живими організмами Землі.

Архей у виставі художника

Деякі бактерії є автотрофними, але серед них є й гетеротрофи – паразити інших організмів та хижаки. Проте саме автотрофні бактерії на початку протерозою знищили значну частину живих істот.

Процес фотосинтезу – використання енергії Сонця для органічних речовин, очевидно, існував і в археїв, і в бактерій. Однак серед фотосинтезуючих археїв немає організмів, здатних фіксувати вуглекислий газ та отримувати з нього органічні речовини.

Археї, що фіксують вуглекислий раз, не фотосинтезують. За такого фотосинтезу не виділяється кисень. Це було вірно для бактерій до появи ціанобактерій, чи синьо-зелених водоростей. Ціанобактерії - багатоклітинні прокаріоти. Викопні строматоліти, сформовані ними, датуються 3,5 мільярдами років тому і більше.

Строматоліти – це мінералізовані бактеріальні мати, розміри яких становлять від 1 мм до 1000 м-коду. Вони формувалися у зонах, де прісна вода з певною періодичністю змінювалася солоною.

Багатоклітинним організмам потрібно багато енергії та органічних речовин, тому серед них виживали ті, у кого енергетичні процеси були найефективнішими.

2,7-2,8 мільярда років тому це призвело до появи у ціанобактерій кисневого фотосинтезу.При ньому енергія ультрафіолетових променів, що випромінюються Сонцем, використовується для виробництва глюкози з вуглекислого газу та води. Цей процес призводить до виділення кисню.

Сучасна теорія свідчить, що саме ціанобактерії сформували кисневу атмосферу Землі. У цій теорії є й супротивники. Вони стверджують, що кисень у земну атмосферу потрапляв у результаті вивержень вулканів. Як би там не було, у палеозої сталася катастрофа, внаслідок якої з'явилося сучасне життя.

Киснева катастрофа. Близько 2,45 мільярда років тому.

Спочатку кисень, що виділяється ціанобактеріями, реагував з металами і мінералами на поверхні планети, практично не насичуючи атмосферу. Він накопичувався лише у кисневих кишенях усередині ціанобактеріальних матів. Потім кисень окислив атмосферні гази. І, нарешті, вільний кисень накопичився в атмосфері у кількості, небезпечній для живих організмів.

Кисень – сильний окисник. Він реагує як з неорганічними, так і органічними речовинами, окислює клітинні мембрани і, потрапивши в клітину, органели і ДНК.

На початку протерозою Землі існували лише анаеробні організми. Вони, крім ціанобактерій, був хімічних механізмів захисту від кисню. Мешканці глибин морів та підземних порожнин, куди кисень не проникав, вижили. Інші загинули або були змушені пристосовуватися.

Історія кисню (сучасна модель)

Кисень був небезпечний для живих організмів протерозою не лише через здатність окислювати органіку. Потрапляючи в атмосферу, він під дією ультрафіолету перетворюється на озон – нестабільну сполуку, яка при руйнуванні виділяє атомарний кисень.

Озоновий шар поглинає ультрафіолет.Зараз він забезпечує сталість клімату та відсутність перегрівів поверхні Землі. У палеозої поява озонового шару в атмосфері викликала льодовиковий період.

Гуронське заледеніння тривало близько 300 мільйонів років і, мабуть, було глобальним. Цю гіпотезу називають гіпотезою Землі-сніжка. Воно було викликане як зниженням надходження ультрафіолету, а й окисленням метану.

Метан - Парниковий газ. Його здатність утримувати тепло в 25 разів вища, ніж у вуглекислого газу, що утворюється при окисненні метану.

Таким чином, новий склад атмосфери знижував нагрівання поверхні Землі та гірше зупиняв її охолодження. Зледеніння знищило ті організми, які були пристосовані до холоду і були ізольовані, наприклад, в геотермальних джерелах.

Велика кількість кисню і зледеніння могли б знищити життя планети. Проте живі істоти пристосовуються до умов довкілля. Саме це сталося у протерозої: у живих організмів виникли дві серйозні зміни, які дозволили їм еволюціонувати у знайомі нам життєві форми.

Протерозою. 2,5 – 0,54 мільярда років тому.

Колоніальні та багатоклітинні організми краще за одноклітинні пристосовані і до відносно низьких температур, і до окислювачів в атмосфері. Наявність тіла або колонії дозволяє утримувати тепло та формувати захисний шар із хімічних речовин або відмерлих клітин. Однак багатоклітинність потребує великої кількості енергії.

Зараз найефективніший енергетичний процес у живих організмів кисневе дихання.

Інші процеси – гліколіз, бродіння, безхлорофільний, безкисневий та кисневий фотосинтез – дають менше енергії.Кисневе дихання можливе лише за достатньої кількості кисню та механізмів, що захищають клітину від окислення.

Еволюція живих організмів у протерозої йшла саме в напрямі появи багатоклітинності та кисневого дихання.

Художнє зображення життя на дні океану, яким воно могло бути в пізньому протерозої.

В результаті виникли еукаріоти (Рослини, гриби, тварини та протисти) – організми, ДНК яких захищена не тільки клітинною мембраною і, можливо, стінкою, а й ядерною мембраною. У живих істот з'явилися молекулярні механізми захисту від окиснення та кисневе дихання.

Основна теорія появи еукаріотів - симбіотична. Згідно з нею, бактерії навчилися виживати всередині великих клітин і забезпечували їх енергією (мітохондрії) або цукром (пластиди). У результаті еволюції вони стали залежні друг від друга.

Серед еукаріотів є і одноклітинні, і багатоклітинні істоти. До того ж, будова їх клітин та організмів відрізняється настільки, що їх ділять на 3 царства: рослини, гриби і тварини (таблиця 2).

ДоменЯдроДНКМембранаКлітинна стінкаХарчуванняОрганізм
АрхеїНіКільцева ДНК, пов'язана з білками-гістонамиЗ гліцерин-ефірних ліпідів, L-гліцерин, гілчасті ліпідні хвости з кільцями, подвійна або одинарнаНі чи білковаАвтотрофиОдноклітинні чи колоніальні. Є багатовидові колонії
БактеріїКільцева ДНК без гістонівЗ гліцерин-складноефірних ліпідів, D-гліцерин, ліпідні хвости, що не гілкуються, подвійна.МуреїнАвтотрофи чи гетеротрофиОдноклітинні, колоніальні, багатоклітинні (ціанобактерії)
Еукаріоти. Царство рослиниЄЛінійна ДНК, пов'язана з білками-гістонамиЦелюлозаАвтотрофиОдноклітинні, колоніальні або багатоклітинні
Еукаріоти. Царство грибів.ХітінГетеротрофиОдноклітинні або багатоклітинні
Еукаріоти. Царство тварин.НіОдноклітинні, колоніальні або багатоклітинні

Таким чином, звичні нам живі організми з'явилися в протерозої.

Деякі з організмів - предки сучасних молюсків, черв'яків та інших живих істот, інші ж вимерли. У протерозої живі організми мешкали у морях, і серед них було багато сидячих форм.

Це підтверджують скам'янілості. 542 мільйони років тому протерозою змінився фанерозоєм – еоном, який триває досі.

Де виникло життя на планеті Земля

Відповідно до сучасної теорії, життя на Землі мала з'явитися або на березі океану, або біля гарячих підводних джерел. Щоб звичне нам життя могло самозародитися, необхідні такі умови:

  • Рідка вода;
  • Іони металів – залізо, мідь, цинк, магній, марганець та інші;
  • З'єднання азоту, вуглецю, сірки та фосфору;
  • Достатньо енергії, щоб з неорганічних речовин утворилися органічні.

Все це, крім енергії, є в океанічній воді, тому життя мало зародитися в океані.

У катархеї та археї земна атмосфера складалася з газів, що містять вуглець, азот та сірку. Ймовірно, вони були розчинені у воді. Береги океанів складалися з глин, пори яких могли до часу замінювати клітинні мембрани – відокремлювати попередники клітин від довкілля і забезпечувати обмін із нею.

Енергію для реакцій між речовинами давали вулканічні виверження, або електричні розряди в атмосфері.

Необхідні для життя сполуки є і на дні океанів, чорні курці – підводні гідротермальні джерела.З них б'є дуже гаряча і багата на мінерали вода, і біля них живуть бактерії-автохемотрофи.

Чорні курці були вперше виявлені у 1979 році на Східно-Тихоокеанському піднятті (21° північної широти) вченими з Інституту океанографії Скрипса. Відомо, що чорні курці існують в Атлантичному та Тихому океанах на середній глибині 2100 метрів.

Ці джерела вивергають геотермальну воду температурою 400 °C. Високий тиск не дозволяє закипіти воді — вона знаходиться в так званому надкритичному стані.

Біля чорних курців достатньо енергії, щоб забезпечити синтез органічних речовин із неорганічних.

Наукові гіпотези про походження життя сходяться на тому, що колись органічні речовини з'явилися з неорганічних. Потім їх зародилися попередники клітин, здатні самовідтворюватися.

На Землі незабаром після формування планети були відповідні умови для цих процесів: рідка вода, сполуки вуглецю, азоту, сірки та фосфору, метали та багато енергії. Проте вчені припускають, що білки, нуклеїнові кислоти чи навіть суперечки бактерій потрапили на Землю із Космосу. У такому разі вони подібним чином з'явилися на якійсь іншій планеті.

Після зародження життя з неживого нові живі організми походили від попередніх. При цьому вони еволюціонували – пристосовувалися до умов довкілля протягом багатьох поколінь. Різні пристрої дали початок різним доменам: археям та бактеріям. Після того, як в атмосфері Землі з'явився кисень, живим організмам був потрібний захист від нього.

Мабуть, так з'явилися еукаріоти.Розвиток способів захисту від кисню та його використання призвело до появи багатоклітинних організмів, що мешкали в океанах. Пізніше вони освоїли суходіл, де продовжують еволюціонувати.

Філогенетичне дерево ілюструє еволюційні зв'язки між різними організмами. Тварини розбиті на дві великі групи: Дейтеростомія (вториннороті) і Протостомія (рід пазурів), розділені близько семисот мільйонів років тому. Дерево наочно показує, наскільки далеко сучасні види уникнули спільних предків. Джерело інфографіки: http://nationalgeographic.org.

Вчені припускають, що такі процеси відбуваються не тільки на Землі, а й на деяких планетах в інших зіркових системах.

Імовірність того, що планета живе, оцінюють за критеріями життєпридатності планет.

На 2020 рік відомо понад 4000 екзопланет, у яких потенційно може існувати життя. 24 їх придатні для життя більше, ніж Земля. Але поки що живі організми поза Землею науці не відомі.

Висновки

Для появи живих організмів необхідна рідка вода та неорганічні сполуки вуглецю, азоту, сірки та фосфору.
Органічні речовини виходять при неорганічних реакціях під дією електрики або нагрівання.
Деякі органічні речовини – РНК та ДНК за наявності спеціальних білків відтворюють самі себе та здатні еволюціонувати.
Живі організми виникли, коли неживі краплі органічних речовин відокремилися від навколишнього середовища напівпроникними ліпідними мембранами та набули здатності до самовідтворення.
Після самозародження життя нові живі організми з'являлися лише нащадки попередніх живих організмів.
Живі організми в ході еволюції пристосовувалися до довкілля та розвивалися.
Живі організми здатні змінювати навколишнє середовище та пристосовуватися до його змін.

Виникнення та розвиток життя - відповіді на запитання

Завдяки чому життя Землі була знищена катастрофами – льодовиковими періодами, періодами спеки, великою кількістю кисню?

Біосфера – частина Землі, у якій живуть живі організми, досить велика. У ґрунті життя існує до глибини 7,5 км, в океанах – до 10-11 км, в атмосфері – до 20 км. Це означає, що з більшості катастроф на Землі залишаться живі організми. Якщо інші загинуть, вони займуть екологічні ніші, що звільнилися, і пристосуються до нових умов. Саме здатність еволюціонувати дозволила життя Землі існувати після безлічі катастроф.

У Сонячній системі Земля – єдина планета, де є умови існування білкового життя. Температури на Землі помірні, а добові та сезонні перепади між ними відносно невеликі завдяки відстані до Сонця, нахилу осі, швидкості обертання та атмосфері. Для порівняння, на Марсі в умовах розрідженої атмосфери влітку добова температура коливається від -53 до 22 ° С, а взимку - від -103 до -43 °C. На планетах без атмосфери перепади температур ще сильніші. На газових гігантах надто висока швидкість вітру та атмосферний тиск. На крижаних планетах, теоретично, можуть мешкати бактерії-хемосинтетики, проте нині вченим достовірно не відома жодна крижана планета. До 2006 року до них відносили Плутон.

Синапсиди, до яких відносяться ссавці, у тому числі людина, з'явилися в кам'яновугільному періоді ери палеозою еону фанерозою. Вони відокремилися від котилозаврів – предків сучасних плазунів та птахів.

У мезозої – другій ері фанерозою.Після тріасово-юрського вимирання, коли загинуло близько 50% видів, динозаври освоїли екологічні ніші, що звільнилися. Серед них були наземні, водні та літаючі. Більшість із них вимерло у друге мезозойське вимирання – крейдяно-палеогенове. У третій ері фанерозою – кайнозое їхнє місце зайняли ссавці та птахи.

Перші членистоногі з'явилися у водному середовищі – в океанах, у палеозої. В ордовику деякі з них за рослинами почали освоювати сушу. У кам'яновугільному періоді з'явилися крилаті комахи. У пермському періоді в ході вимирання загинуло 83% всіх видів комах, але еволюціонували і дали початок новим видам.

Археї та бактерії – практично в будь-яких умовах, у тому числі гарячих джерелах, засолених територіях, в атмосфері, на дні океану та глибоко під землею. Вони мають пристосування, що дозволяють вижити там, де всі інші організми загинуть. Саме це дозволяє припускати, що археї та бактерії були першими живими організмами на Землі.

Головна умова існування – наявність рідкої води. При цьому просто вода без добавок не підходить: більшість клітин живих організмів функціонують при концентрації NaCl 0,9%, а в інших є пристосування до нестачі або надлишку води. Згідно з сучасними даними, рідка вода була присутня на Землі принаймні з архею, а можливо, з катархею. У ній було розчинено солі мінеральних речовин, необхідні живим організмам. Ймовірно, древній океан був багатий на органічні речовини. Вода, тепло та органічні речовини створюють сприятливе середовище для живих організмів.

Насамкінець рекомендуємо подивитися відеоролик "Коротка історія Землі в 6 хвилинах":

Подібні статті

Останні статті

Категорії