Tahap awal perkembangan kehidupan di Bumi

ilmu alam dirancang untuk membantu umat manusia untuk mengetahui diri kita sendiri dan dunia di sekitar kita dan, tentu saja, untuk mengetahui bagaimana di planet kita berasal kehidupan dalam segala bentuk dan manifestasinya. Tanpa pergi ke dogma agama penciptaan kekuatan spiritual tertinggi - Allah, kita akan mempelajari hipotesis tentang asal-usul materi hidup, yang beroperasi biologi. Tahapan utama pengembangan kehidupan di Bumi akan membantu kita untuk mengungkapkan masalah asal-usul dan manifestasi di dunia.

ilmuwan representasi tentang evolusi satwa liar

Jika kita berkumpul bersama semua spesies organisme, baik modern dan punah, Anda mendapatkan jumlah astronomi - satu miliar spesies. Hal ini tidak mengherankan bahwa para ilmuwan, yang tinggal di waktu yang berbeda, berusaha untuk mengidentifikasi tahap utama pengembangan kehidupan di Bumi, menyebabkan munculnya jenis-jenis organisme hidup, serta pembentukan gambar modern alam. Pendiri taksonomi Karl Linney di abad ke-18 berdasarkan prinsip-prinsip ilmu ini "hidup dari hidup," yang berpendapat bahwa kehidupan hanya dapat timbul dari yang sudah ada substansi yang hidup. Linnaeus tidak memungkinkan bahkan sedikit yang disebut generasi spontan organisme. Ahli biologi Jerman Ernst Haeckel pertama kali diusulkan gagasan monofiletik - asal dari semua organisme hidup dari nenek moyang tunggal. Jean-Baptiste Lamarck juga membela ide dari bentuk leluhur uniseluler, terjadinya yang terjadi pada tahap awal perkembangan kehidupan di Bumi. Meringkas semua di atas, dapat dikatakan bahwa ilmu pengetahuan yang ada pada hipotesis asal usul kehidupan diklasifikasikan menjadi dua kelompok. Pertama - abiogenic, itu termasuk ide-ide tentang pembentukan materi hidup dari alam benda mati (Alexander Oparin, Haldane, D., S. Miller). Lainnya - biogenik, termasuk ide munculnya makhluk hidup hanya dengan jenis mereka sendiri (Virchow, Linnaeus, Darwin).

Apakah organisme utama memiliki bentuk leluhur umum

Tahap pertama perkembangan kehidupan di Bumi, dan itu abiotik (kimia), maka periode penampilan biopolimer (protein dan asam nukleat) disebut prebiological dan, akhirnya, tahap evolusi biologis (pembentukan organisme bersel tunggal primer). Mereka bergabung dan bernama biopoeza. Beberapa peneliti (misalnya, D. Bernal, S. Miller) mengusulkan gagasan progenot - leluhur, dari mana archaea, Eubacteria, sel berinti. Lainnya peneliti percaya bahwa eukariota muncul bukan dari progenot, dan hasil dari simbiosis, atau terbentuk sebagai hasil dari perubahan dalam protobionts membran luar. Pertimbangkan hipotesis ini secara lebih rinci.

Hipotesis Oparin - Haldane

Di antara banyak versi ilmiah, mencoba untuk menjelaskan fenomena, yang dikenal dengan ilmu sebagai tahap pra-biologis perkembangan dunia kehidupan, sangat populer hipotesis coacervate tetes. Hal ini dirumuskan oleh ilmuwan Rusia A. I. Oparinym. ide-ide serupa diungkapkan oleh peneliti Inggris D. Haldane. Para ilmuwan ide bergaung dengan panjang dikenal dalam biologi hipotesis generasi spontan kehidupan.

Inti dari hipotesis coacervates

Akademisi Oparin menyatakan bahwa kelompok molekul dari senyawa organik, yang dihasilkan dari proses tahap kimia dapat membuat kulit cukup padat. Dengan demikian, mereka dipisahkan dari sup primordial - lingkungan air dari laut kuno. Kelompok-kelompok ini ilmuwan molekul yang disebut coacervates. Mereka mampu keberadaan independen, terus berbagi solusi utama. Untuk yang sangat penting, menurut Oparin, sifat-sifat coacervates diperlakukan kemampuan mereka untuk tumbuh dan fragmentasi (reproduksi). D. Haldane, mengandalkan pengalaman Miller-Juri, yang eksperimen diperoleh zat organik kompleks dari campuran metana, amonia, hidrogen, dan karbon dioksida. Ini terdiri dari molekul asam amino dan gula sederhana. Hal ini telah menyebabkan kemungkinan struktur yang terpisah - probiontov.

Menurut Oparin dan Haldane, tahap awal perkembangan kehidupan di Bumi, yang mengarah ke pembentukan kompleks primer - sel progenitor, memberikan dasar untuk proses lebih lanjut dari evolusi materi hidup. Perlu dicatat bahwa untuk percobaan para ilmuwan telah berhasil disimulasikan kemungkinan kondisi yang mungkin di atmosfer dan lautan di primer, yaitu suhu tinggi dan tekanan, radiasi pengion dan muatan listrik.

Probionty dan sifat mereka

Tahap awal perkembangan kehidupan di Bumi - Hadean, Arkean dan kemudian, menandai transisi dari coacervates mengorganisir diri (probiontov) pada sel-sel hidup primer. Dia dimungkinkan oleh sifat unik probiontov: kemampuan untuk membentuk membran terisolasi, kemungkinan bentuk yang paling sederhana reproduksi, pertukaran dasar dengan proses lingkungan eksternal. molekul self-organized nukleoprotein, yang dihasilkan dari tahap kimia, disediakan di probiontov manifestasi dari sifat-sifat yang paling penting dari materi hidup - kemampuan untuk mentransfer informasi genetik.

Karakteristik organisme pertama hidup

Untuk waktu yang lama (sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu) dibentuk sedimen di mana jejak kehidupan organik yang ditemukan. Mereka dalam bentuk cyanobacteria dan kerang berkapur residu mureinovyh dinding sel bakteri. kondisi geokimia di litosfer era Arkean terus berubah, sehingga prokariota ekosistem utama untuk beradaptasi dengan mereka dengan akumulasi banyak varian fenotipe. Fotosintesis dilakukan oleh ganggang biru-hijau (cyanobacteria), telah memberikan perubahan mendasar dalam komposisi gas atmosfer purba bumi, memungkinkan untuk makhluk keluaran lebih lanjut dari habitat perairan di darat. Aktivitas organisme prokariotik pertama, dan mereka sebagian besar sulfur dan besi bakteri, menghasilkan pembentukan tidak hanya dari sedimen, tetapi sebagai minyak dan gas alam.

Mengapa dimungkinkan munculnya sel-sel eukariotik

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, aktivitas fotosintesis bakteri sulfur hijau dan ungu dan bakteri besi kontribusi terhadap pembentukan perisai lapisan ozon dan munculnya sel-sel eukariotik aerobik. Dengan kata lain, 3 tahap pertama dari kehidupan dunia menyebabkan pembentukan biocenosis mengandung organisme eukariotik uniseluler dan multiseluler. Kebanyakan ilmuwan cenderung percaya bahwa penampilan mereka terjadi sekitar 600 juta tahun yang lalu. Awalnya organisme nuklir diwakili oleh bentuk mendera bersel tunggal. Sebagai hasil dari perbedaan dari mereka datang tanaman pertama - ganggang dan protozoa dan jamur. Pendapat menarik dari beberapa peneliti yang prokariota merupakan evolusi buntu, karena mereka tidak banyak berubah dalam tahap awal pengembangan kehidupan di Bumi. Biologi mengedepankan dua alasan untuk kurangnya perkembangan evolusi organisme non-nuklir.

Yang pertama dari mereka menyangkut ketidakmampuan sel-sel prokariotik untuk meningkatkan organisasi dan diferensiasi. Alasan kedua - keras kaku prokariota materi herediter diserahkan hanya molekul DNA melingkar, disebut plasmid.

Simbiosis, yang menyebabkan perubahan revolusioner di alam

Penampilan sel berinti di kalangan ilmiah untuk menjelaskan symbiogenesis posisi - teori yang diusulkan oleh A. Shimperom. Sejak pembentukan inti sel, kehadiran yang merupakan fitur utama dari eukariota, serta pembentukan mitokondria dan kloroplas dimungkinkan oleh transformasi bakteri aerobik tertentu. Infiltrasi sel primer dengan zat genetik membran terpisah, bakteri akan disinkronkan metabolisme dengan sel inang. Akibatnya, mereka telah kehilangan kapasitas untuk keberadaan independen di luar sel dan mulai organel wajib nya. Yang perlu diperhatikan adalah hipotesis yang menjelaskan penampilan kloroplas. Anda tidak bisa melupakan bahwa asal-usul organel ini memastikan fenomena gizi autotrophic dan fotosintesis. Berikut A. Shimperom seperti terkenal ilmuwan Rusia sebagai KS Merezhkovsky, BM Kozo-Polyansky dan lain-lain menarik perhatian sekelompok bakteri fotosintetik mampu bersimbiosis dengan sel heterotrofik. Setelah di sitoplasma, mereka tampaknya berasimilasi dengan metabolisme sel dan fungsi sebagai organel baja, kemudian disebut kloroplas. Sendiri sel heterotrofik bermutasi menjadi ganggang hijau bersel tunggal, menjadi eukariota autotrophic pertama.

Biogeocoenoses Vendian

Oleh karena itu, koeksistensi beberapa jenis non-nuklir organisme - bakteri - dapat menyebabkan pembentukan sistem hidup baru - sel eukariotik. Melanjutkan untuk mempelajari tahap awal perkembangan kehidupan di bumi, mari kita Vendian usia Proterozoikum, yang menggantikan Arkean. Dalam lingkungan air, - cradle utama kehidupan di planet ini, biogeocoenoses pertama kali dibentuk. Produsen mereka bakteri fotosintetik dan ganggang hijau uniseluler dan kolonial.

Mereka diisolasi oksigen, disintesis zat organik yang digunakan oleh organisme heterotrofik: protozoa uniseluler dan bentuk multiseluler: coelenterates dan trilobita. periode Vendian berakhir pada tahap pertama pembangunan kehidupan di Bumi. Eram dan periode setelah itu, harus melaksanakan lebih lanjut proses evolusi alam hidup, semua didasarkan pada variasi genetik dan seleksi alam.