1.Биогенез –это теория, согласно которой организм должен происходить от подобного себе родительского организма (все живое- от живого). Сегодня положения биогенеза считаются очевидными, но потребовалось несколько столетий, чтобы это доказать. Понятие «биогенез» было введено Генри Чарльтоном Бастианом для обозначения возникновения жизни из неживой материи, но Томас Генри Хаксли выбрал для этого случая понятие «абиогенез». А понятие «биогенез» стали относить для жизни, возникающей из уже существовавшей жизни. В 1858 г. Рудольф Вирхов выдвинул контргипотезу, утверждая, что жизнь может возникнуть только из жизни, но не мог это подтвердить. В 1861 г. Луи Пастер успешно подтвердил это, поставив свои собственные эксперименты для проверки гипотезы биогенеза. Поэтому биогенез является не гипотезой, а теорией.
2.Гипотеза первичного бульона (абиогенеза), биохимической эволюции— это переосмысление гипотезы самозарождения жизни на земле. Современная гипотеза была сформирована академиком Александром Ивановичем Опариным в 1924 году. Он предполагал наличие отдельных однородных высокомолекулярных скоплений, которые стали живыми организмами.
Земля представляла собой раскаленный шар, поверхность которой была покрыта жидкой кипящей лавой, не было воды в жидком состоянии, была закисленная атмосфера. Поэтому жизнь долгое время не могла появиться. Стали образовываться понемногу парниковые газы, озоновый слой, который начал отражать тепло Солнца от нашей планеты. Планета начала остывать. Вместе с остыванием произошло осаждение воды в виде жидкости. Начался процесс образования природных органических соединений живыми организмами. Так как было повышенное ультрафиолетовое облучение, повышенный радиационный слой, постоянные молнии, то в первичном бульоне (в воде с растворенными минеральными веществами) образуются молекулы органические и неорганические. Опарин предположил, что в растворах органических, высокомолекулярных соединений могут возникать локальные концентрированные зоны органических веществ, отделенные от остального раствора. Он назвал их коацерватные капли, или просто коацерваты. Первой живой молекулой была молекула белка (вещество-полимер из одинаковых звеньев- аминокислот). Стали образовываться цепочки, возникли связи, образовались мембраны. После этого живые молекулы перешли к самовоспроизведению. Все живое стремится к размножению и закреплению себя в эволюции. Согласно Опарину, процесс, в результате которого могла возникнуть жизнь на Земле можно разделить на 3 этапа: 1) Возникновение органических веществ; 2) Возникновение белков; 3) Возникновение белковых тел.
Считается, что гипотеза абиогенеза условно верна, она потерпела значительные изменения, была расширена и дополнена.
Ученые считают, что самовоспроизведение предшествовало формированию мембран и полного обмена веществ.
3.Сейчас господствует гипотеза-РНК мира: из всего, что находилось в первичном бульоне, образовалась молекула РНК- мира. Возникла это гипотеза лет около 50 назад. Почему выбрали именно РНК (рибонуклеиновую кислоту)?
В современных живых клетках за хранение наследственной информации отвечают ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты), за активную работу- белки. РНК — вроде бы посредник между ДНК и белками в осуществлении жизнедеятельности клетки. Может первыми появились белки? Они делают всю работу, но не обладают способностью к размножению. Может первой появилась ДНК? Но она не способна совершать всю работу. Ученые обнаружили, что молекулы РНК могут выполнять каталитическую функцию, то есть выступать в виде ферментов -биологически активных веществ, ускоряющих скорость реакций (рибозимов), выполняют рабочие и информационные функции. Когда ученые задумались над этим, то они предположили, что жизнь началась с РНК, а первыми организмами были- РНК –организмы.
С научной точки зрения РНК- это линейный полимер, который состоит из 1 цепочки мономеров – нуклеотидов (в отличие от двухцепочечной ДНК), которые в свою очередь состоят из пятиуглеродного сахара — рибозы, соединенного ковалентной связью с остатком фосфорной кислоты, а также азотистого основания. Три азотистых основания в молекулах РНК — аденин, гуанин, цитозин, (у ДНК тоже они есть), а четвертым является урацил (в ДНК- тимин). РНК бывают информационные или матричные.
Еще до открытия каталитической активности РНК эксперименты проводил ученый Лесли Орджел. В пробирку с РНК он добавлял яд- бромид этидия, который замедлял синтез РНК. Но после 9 пробирочных поколений появилась новая РНК, стойкая к яду. Затем путем последовательное удвоения дозы яда он вывел суперстойкую РНК. Было обнаружена способность РНК к произвольному самокопированию, хотя без добавления фермента все шло более медленно. Считается что все началось с образования самопроизводящихся колоний РНК, т.е. РНК могут катализировать собственную сборку. Потом они образовали мембраны (оболочки) вокруг себя. Молекулы РНК дали начало примитивным клеточным организмам. 3-3,5 млрд. назад появились прокариотические, т.е. безъядерные организмы. Они разделились на 2 большие ветки мельчайших одноклеточных организмов : бактерии и археи. Несмотря на многочисленные морфологические сходств генетически и биохимически археи ближе к эукариотам (ядерным организмам), чем бактерии .
РНК-мир никуда не исчез, он существует и в нас. В нас множество РНК, о функциях которых мы не знаем. Самореплицирующиеся молекулы РНК размножались до эволюции ДНК и белков. ДНК стала преобладающей молекулой хранения генетической информации с течением времени возможно потому, что она более стабильна и долговечна, чем РНК. Ферменты-белки, пришли на смену рибозимам в качестве биокатализаторов, т. к. разнообразие мономеров делает их более универсальными.
Život na Zemi se objevil asi před 3,7 miliardami let, po dokončení tvorby planetární kůry. Do této doby, vytvořená podle teorie vědců v důsledku velkého třesku z mračen prachu, byla Země jako součást sluneční soustavy horkou koulí. Teplota na něm byla tak vysoká, že veškerá voda obklopovala jeho povrch v parním stavu.
V procesu ochlazování zemské kůry vedly tektonické procesy a klimatické změny ke vzniku života na planetě Zemi a jeho dalšímu vývoji.
První život na Zemi – rysy jeho vzhledu
Podle dnešní vědecké koncepce byla první molekulou, která získala schopnost reprodukce, RNA (ribonukleová kyselina). Právě ona umožnila vznik života organismů na Zemi. Buňky skládající se z této molekuly a mastných kyselin se začaly dělit. To vedlo ke vzniku prvních jednoduchých jednobuněčných organismů – archaea a rohoží sinic. RNA se spolu s proteiny a DNA stala jednou ze tří hlavních složek jakékoli formy života.
Etapy vzniku života na Zemi. Krátce
Celý vývoj života na Zemi lze rozdělit do dvou hlavních etap:
První je kryptozoikum (také znám jako prekambrium), které začalo před 3,6 miliardami let a skončilo před 0,6 miliardami let.
Druhý je fanerozoikum. Trvá od konce prekambria do současnosti.
Etapy vzniku života na Zemi se zase dělí na menší období – éry. Vymezují je planetární evoluční procesy, zánik některých živých organismů a výskyt jiných. Éry jsou také rozděleny do několika období a ty se zase dělí na éry.
Vzhled života na Zemi v prekambrickém období
Kryptóza je rozdělena do dvou epoch:
Archean (před 4-2,5 miliardami let). V této době vznikl první život na Zemi. Na počátku archeanu byli dominantní formou života prokaryota. Existovaly v rozlehlosti Světového oceánu, množily se jednoduchým dělením a spotřebovávaly organickou hmotu. Cyanobakterie prováděly procesy fotosyntézy. To vedlo ke vzniku kyslíkového typu metabolismu. V důsledku toho se objevily aerobní organismy – eukaryota obsahující buněčná jádra.
Proterozoikum. Začalo to před 2,5 miliardami let. Skončil přibližně před 542 miliony let. V této době se mění atmosféra. Z redukce se stává oxidující. Eukaryota se aktivně vyvíjejí. Objevují se mnohobuněčné organismy. Začnou se pohlavně rozmnožovat, což podnítilo evoluční proces (podle některých vědců se tak stalo při přechodu z archeanu do proterozoika). V této době již život na Zemi existuje v mnoha podobách. Objevují se řasy, první vodní živočichové, a houby. Na mělčině se začínají ukládat organické formy. Konec proterozoické éry je poznamenán výskytem členovců, hub, červů a dalších forem jednoduchého života.
Život organismů na Zemi ve fanerozoiku
Toto období je také rozděleno do tří epoch. Pojďme si je vyjmenovat podrobněji:
paleozoikum. Éra začala před 540 miliony let. Skončila asi po 300 milionech let. Hlavní událostí paleozoika byla kambrická exploze. Tento jev se vyznačoval prudkým nárůstem biologické rozmanitosti života na planetě Zemi. Objevili se strunatci, rybám podobná zvířata, všechny dnes existující třídy měkkýšů a nové druhy členovců. Všichni žili pouze ve vodě. Velikosti jednotlivých exemplářů dosahovaly několika metrů.
druhohor. Začalo to před 250 miliony let a skončilo před 65 miliony let. Je to nejteplejší období v období fanerozoika. Díky této vlastnosti přispěl k aktivnímu rozvoji plazů a členovců. Druhohory se nazývají Věk dinosaurů. Aktivně se rozmnožují nahosemenné, které postupem času vystřídaly jehličnany – jedle, tisy a sekvoje. Objevují se květy, které jsou opylovány létajícím hmyzem. Život organismů na souši i v oceánu se zintenzivňuje. Ve vodách se aktivně rozmnožují rejnoci, chiméry a žraloci. Objevují se obří měkkýši, dosahující výšky 3 metrů. Díky specializovaným nádobám naplněným plynem se vynořily a klesly do hlubin. Obrovští plazi se stali pány vodních ploch. Mohly dosahovat délky mnoha desítek metrů a vážit 10-20 tun i více. Mnoho z nich mohlo existovat na povrchu Země. Ke konci druhohor se klima změnilo na chladnější a sušší. Obří plazi vymírají. Objevují se teplokrevní zvířata a ptáci.
kenozoikum. Začalo to před 65 miliony let a pokračuje dodnes. Dnešní savci, ptáci a rostliny se z větší části objevily v této době. Vysoký počet květin a rostlin podnítil rozvoj druhů hmyzu, které je opylují a jedí. To zvýšilo nabídku potravy ptáků, kteří se v této éře stali nejaktivněji se rozvíjející třídou teplokrevných zvířat. Objevili se nelétaví a vodní ptáci. Další společnou třídou se stali savci. Objevili se dravci, hlodavci, kopytníci a mnoho dalších zvířat. Mnoho druhů kostnatých ryb vzniklo ve vodním prostředí. Největšími obyvateli oceánů byli kytovci. Jde o vorvaně, delfíny, kosatky a další podobné savce, kteří žijí ve vodě. Právě v karnozoické éře se v procesu evoluce objevil člověk, který je dnes jediným inteligentním tvorem na planetě.
Život na planetě Zemi v číslech a faktech
Dnes na naší planetě prakticky neexistují místa nevhodná pro život. Hlubiny oceánu se hemží rybami a jinými tvory a v závislosti na klimatických podmínkách jsou pevniny plné jejich obyvatel. Každý živý organismus má své vlastní prostředí, které mu umožňuje pohodlnou existenci. Od dob Carla Linného, který v roce 1735 navrhl klasifikaci živých bytostí, bylo objeveno asi 1 milion 200 tisíc druhů rostlin a různých živočichů.
Dnes na Zemi existuje život v množství 8,7 milionu organismů (s chybou asi 1,3 milionu živých bytostí), říkají odborníci z Dalhousie University se sídlem v Kanadě. Navíc asi 91 % obyvatel mořských a oceánských hlubin podle jejich názoru věda nezná. A 86 % eukaryotických organismů musí být teprve objeveno a poté popsáno. Jen na tom mohou biologové strávit dalších 500 let.
Podle Kanaďanů:
planeta je domovem asi 6,5 milionů suchozemských druhů;
ve vodním prostoru oceánů a moří žije 2,2 milionu živých tvorů;
celkový počet zvířat na Zemi – asi 7,8 milionu druhů;
Existuje 611 tisíc odrůd hub;
druhy rostlin na všech kontinentech a ostrovech – 300 tisíc;
Je zajímavé, že biologové z Dalhousie University se domnívají, že bylo popsáno pouze 72 % rostlin, 12 % zvířat a pouze 7 % hub.
Výzkum vědců se přitom týkal pouze eukaryot. Počet prokaryot není znám.
Shrnout. Je třeba přiznat: ačkoli se lidstvo již vydalo do vesmíru, domovská planeta, zejména počet a vlastnosti forem života na ní, zůstává nedostatečně prozkoumán. Země je stále plná záhad. A v hlubinách světových oceánů lze nalézt podmořská monstra vědě neznámá a v málo prozkoumaných zemích endemity lidstvu neznámé – nové druhy rostlin, ptáků a zvířat.
