Ile jeszcze lat będzie istnieć życie na Ziemi? Ile lat ma ludzkość: Ziemia nie chce rozstać się ze swoimi tajemnicami. Ile lat ma nasz wszechświat

Prawie każdy z nas przynajmniej raz słyszał o UFO, jednak nie każdy zna taką kategorię, jak niezidentyfikowane fakty kopalne (artefakty). Można je znaleźć na ogromnych głębokościach warstw kulturowych ziemi. Artefakty manifestują się na poziomach, na których według dzisiejszych wyobrażeń nie tylko ludzie, ale nawet naczelne nie powinny istnieć.

Odpowiadając na pytanie „ile lat ma ludzkość?”, w podręcznikach szkolnych śmiało napisano, że ma czterdzieści tysięcy lat, ale pierwszy lubić ludzi stworzenia pojawiły się ponad dwa miliony lat temu. Takie liczby naukowcy uzyskali w 1967 roku. Jednak z biegiem czasu zaczęły pojawiać się różne dowody na to, że wiek ludzkości należy liczyć w milionach lat. Na przykład w Kalifornii na głębokości siedmiu metrów odkryto stanowisko prehistorycznych ludzi. Zbadano ślady ognia oraz fragmenty nieobrobionych narzędzi kamiennych. Wynik zaskoczył ekspedycję: wiek tego miejsca określono na 200 tysięcy lat.

Następnie naukowcy L. Leakey odkryli czaszkę Zijantropusa i różne narzędzia kamienne, których analiza wykazała, że ​​​​ich wiek wynosił ponad dwa miliony lat. Szukałem odpowiedzi na pytanie „ile lat ma ludzkość?” kolejna wyprawa. Jego uczestnicy mieli szczęście znaleźć w Etiopii artefakty, które pozwoliły im stwierdzić, że ten wiek można bezpiecznie przesunąć w tył o 4 000 000 lat.

Jeśli zagłębimy się w problem, stanie się jasne, że rozwój ludzkości dotyczy jeszcze więcej wczesny okres. Na przykład w Kenii znaleziono kość szczęki należącą do naszego odległego przodka, który żył 13 milionów lat temu! Powstałe w ten sposób fakty mówią nam o poszczególnych osobach. Istnieją jednak także dane dotyczące całych pojedynczych cywilizacji. Wymownie wskazują, że są znacznie starsze, niż dotychczas sądzono.

Podczas eksploracji miasta Meksyk naukowcy postanowili odgadnąć, ile lat ma ludzkość. W starożytności dominował część była wypełniona lawą wyrzuconą z krateru wulkanu. Jak się później okazało, powstawał on przez pięć milionów lat, choć wierzono, że w tym czasie w tym regionie nie było żadnych cywilizacji. Jak widzimy, jest to bezpośredni dowód na istnienie zorganizowanego życia. Za pomocą różnych współczesnych pomiarów ustalono, że osoba opuściła tę konstrukcję w 2160 rpne.

Ciekawostką jest również to, że na jednej ze ścian w Afryce Środkowej wyryto datę datowaną na 12 042 rok p.n.e. Ponadto odkryto zapisy z późniejszych dat. Wykopaliska dowodzą, że w pobliżu tego regionu istniały również rozwinięte cywilizacje, np. tam, gdzie obecnie znajduje się Peru, odnaleziono płaskorzeźby z przedstawionymi dziwnymi stworzeniami. Według ekspertów cywilizacja ta istniała 20 000 lat przed naszą erą. A ile informacji o tajemniczej Hyperborei, kontynencie Arctida, naszych aryjskich przodkach, którzy żyli, według naszych współczesnych, 18 milionów lat temu!

Niestety współczesna nauka bierze pod uwagę jedynie dowody z dokumentów, które odpowiadają na pytanie, ile lat ma ludzkość. Ale oprócz nich są też źródła niekonwencjonalne, trudne do wyjaśnienia (starożytne rękopisy, legendy, mapy kontynentów z XV w., nieoczekiwane znaleziska w ostatnio niedostępnych miejscach). Te dowody i fakty pozwalają także na ustalenie prawdziwego wieku ludzkości. Jak widzimy, Ziemia niechętnie rozstaje się ze swoimi tajemnicami.

Pytanie, kiedy pojawiło się życie na Ziemi, zawsze martwiło nie tylko naukowców, ale także wszystkich ludzi. Odpowiedzi na to

prawie wszystkie religie. Chociaż nadal nie ma dokładnej naukowej odpowiedzi na to pytanie, niektóre fakty pozwalają nam na stawianie mniej lub bardziej rozsądnych hipotez. Naukowcy znaleźli próbkę skały na Grenlandii

z małą domieszką węgla. Wiek próbki wynosi ponad 3,8 miliarda lat. Źródłem węgla była najprawdopodobniej jakaś materia organiczna – w tym czasie całkowicie utraciła ona swoją strukturę. Naukowcy uważają, że ta bryła węgla może być najstarszym śladem życia na Ziemi.

Jak wyglądała pierwotna Ziemia?

Przenieśmy się szybko do czasów sprzed 4 miliardów lat. Atmosfera nie zawiera wolnego tlenu, występuje jedynie w postaci tlenków. Prawie żadnych dźwięków poza świstem wiatru, sykiem wody wybuchającej lawą i uderzeniami meteorytów w powierzchnię Ziemi. Żadnych roślin, żadnych zwierząt, żadnych bakterii. Może tak wyglądała Ziemia, gdy pojawiło się na niej życie? Choć problem ten od dawna interesuje wielu badaczy, ich opinie na ten temat są bardzo zróżnicowane. Skały mogły wskazywać na ówczesne warunki na Ziemi, jednak dawno temu uległy zniszczeniu w wyniku procesów geologicznych i ruchów skorupy ziemskiej.

W tym artykule omówimy pokrótce kilka hipotez dotyczących pochodzenia życia, odzwierciedlających współczesne idee naukowe. Według Stanleya Millera, znanego eksperta w dziedzinie pochodzenia życia, o pochodzeniu życia i początkach jego ewolucji możemy mówić od momentu, gdy cząsteczki organiczne samoorganizowały się w struktury zdolne do samoreprodukcji . Rodzi to jednak inne pytania: jak powstały te cząsteczki; dlaczego mogły się rozmnażać i łączyć w struktury, które dały początek żywym organizmom; jakie warunki są do tego potrzebne?

Według jednej z hipotez życie zaczęło się w kawałku lodu. Chociaż wielu naukowców uważa, że ​​dwutlenek węgla w atmosferze utrzymuje warunki szklarniowe, inni uważają, że na Ziemi panowała zima. W niskich temperaturach wszystkie związki chemiczne są bardziej stabilne i dlatego mogą gromadzić się w większych ilościach niż w wysokich temperaturach. Fragmenty meteorytów przywiezione z kosmosu, emisje z kominów hydrotermalnych i reakcje chemiczne powstające podczas wyładowań elektrycznych w atmosferze, były źródłem amoniaku i związków organicznych, takich jak formaldehyd i cyjanek. Dostając się do wód Oceanu Światowego, zamarzli wraz z nim. W kolumnie lodu cząsteczki substancji organicznych zbliżyły się do siebie i weszły w interakcje, które doprowadziły do ​​​​powstania glicyny i innych aminokwasów. Ocean pokryty był lodem, który chronił nowo powstałe związki przed zniszczeniem przez promieniowanie ultrafioletowe. Ten lodowy świat mógłby się stopić, gdyby na planetę spadł na przykład ogromny meteoryt (ryc. 1).

Karol Darwin i jemu współcześni wierzyli, że życie mogło powstać w zbiorniku wodnym. Wielu naukowców nadal podtrzymuje ten punkt widzenia. W zamkniętym i stosunkowo niewielkim zbiorniku substancje organiczne przynoszone przez napływające do niego wody mogły gromadzić się w wymaganych ilościach. Związki te następnie zatężono na wewnętrznych powierzchniach minerałów warstwowych, co mogło katalizować reakcje. Na przykład dwie cząsteczki fosfaldehydu, które spotkały się na powierzchni minerału, zareagowały ze sobą, tworząc fosforylowaną cząsteczkę węglowodanu, możliwy prekursor kwasu rybonukleinowego (ryc. 2).

A może życie powstało na obszarach aktywności wulkanicznej? Zaraz po powstaniu Ziemia była ziejącą ogniem kulą magmy. Podczas erupcji wulkanów i gazów uwalnianych ze stopionej magmy na powierzchnię ziemi wynoszone były różnorodne substancje chemiczne niezbędne do syntezy cząsteczek organicznych. Zatem cząsteczki tlenku węgla, gdy znajdą się na powierzchni mineralnego pirytu, który ma właściwości katalityczne, mogą reagować ze związkami posiadającymi grupy metylowe i tworzyć kwas octowy, z którego następnie syntetyzowano inne związki organiczne (ryc. 3).

Amerykańskiemu naukowcowi Stanleyowi Millerowi po raz pierwszy udało się uzyskać cząsteczki organiczne – aminokwasy – w warunkach laboratoryjnych symulujących te, jakie panowały na prymitywnej Ziemi w 1952 roku. Wtedy eksperymenty te stały się sensacją, a ich autor zyskał światową sławę. Obecnie kontynuuje badania z zakresu chemii prebiotycznej (przed życiem) na Uniwersytecie Kalifornijskim. Instalacją, na której przeprowadzono pierwszy eksperyment, był układ kolb, w jednej z nich udało się uzyskać silne wyładowanie elektryczne o napięciu 100 000 V.

Miller napełnił tę kolbę gazami ziemnymi - metanem, wodorem i amoniakiem, które były obecne w atmosferze prymitywnej Ziemi. Kolba poniżej zawierała niewielką ilość wody, imitując ocean. Wyładowanie elektryczne miało siłę zbliżoną do błyskawicy i Miller spodziewał się, że pod jego działaniem powstaną związki chemiczne, które po dostaniu się do wody zareagują ze sobą i utworzą bardziej złożone cząsteczki.

Wynik przekroczył wszelkie oczekiwania. Po wyłączeniu instalacji wieczorem i powrocie następnego ranka Miller stwierdził, że woda w kolbie nabrała żółtawego koloru. Powstała zupa z aminokwasów, elementów budulcowych białek. Zatem ten eksperyment pokazał, jak łatwo mogą powstać podstawowe składniki życia. Wystarczyła mieszanina gazów, mały ocean i odrobina błyskawicy.

Inni naukowcy są skłonni wierzyć, że starożytna atmosfera Ziemi różniła się od tej, którą modelował Miller i najprawdopodobniej składała się z dwutlenek węgla i azot. Wykorzystując tę ​​mieszaninę gazów i układ eksperymentalny Millera, chemicy podjęli próbę wytworzenia związków organicznych. Jednak ich stężenie w wodzie było tak nieznaczne, jak gdyby kroplę barwnika spożywczego rozpuszczono w basenie. Naturalnie trudno sobie wyobrazić, jak życie mogłoby powstać w tak rozcieńczonym roztworze.

Jeżeli rzeczywiście wkład procesów ziemskich w tworzenie zasobów pierwotnej materii organicznej był tak niewielki, to skąd się w ogóle wziął? Może z kosmosu? Asteroidy, komety, meteoryty, a nawet cząstki pyłu międzyplanetarnego mogą przenosić związki organiczne, w tym aminokwasy. Te obiekty pozaziemskie mogą dostarczyć wystarczającą ilość związków organicznych, aby życie mogło przedostać się do pierwotnego oceanu lub małego zbiornika wodnego.

Kolejność i odstęp czasowy wydarzeń, począwszy od powstania pierwotnej materii organicznej, a skończywszy na pojawieniu się życia jako takiego, pozostaje i prawdopodobnie na zawsze pozostanie tajemnicą, która niepokoi wielu badaczy, a także pytaniem, co. właściwie, uważaj to za życie.

Obecnie istnieje kilka naukowych definicji życia, jednak żadna z nich nie jest dokładna. Niektóre z nich są tak szerokie, że wpadają pod nie przedmioty nieożywione, takie jak ogień czy kryształy minerałów. Inne są zbyt wąskie i według nich muły, które nie rodzą potomstwa, nie są uznawane za żywe.

Jedna z najbardziej udanych definiuje życie jako samowystarczalny układ chemiczny, zdolny do zachowywania się zgodnie z prawami ewolucji darwinowskiej. Oznacza to, że po pierwsze, grupa żyjących jednostek musi spłodzić podobnych do siebie potomków, którzy dziedziczą cechy swoich rodziców. Po drugie, pokolenia potomków muszą ukazać konsekwencje mutacji – zmian genetycznych, które są dziedziczone przez kolejne pokolenia i powodują zmienność populacji. I po trzecie, konieczne jest działanie systemu doboru naturalnego, w wyniku którego niektóre osobniki zyskują przewagę nad innymi i przeżywają w zmienionych warunkach, wydając potomstwo.

Jakie elementy systemu były niezbędne, aby miał on cechy żywego organizmu? Duża liczba biochemików i biologów molekularnych uważa, że ​​cząsteczki RNA mają niezbędne właściwości. RNA – kwasy rybonukleinowe – to specjalne cząsteczki. Niektóre z nich potrafią się replikować, mutować i w ten sposób przekazywać informacje, dlatego mogą uczestniczyć w doborze naturalnym. Co prawda nie są w stanie same katalizować procesu replikacji, chociaż naukowcy mają nadzieję, że w niedalekiej przyszłości zostanie znaleziony fragment RNA spełniający taką funkcję. Inne cząsteczki RNA biorą udział w „odczytywaniu” informacji genetycznej i przekazywaniu jej do rybosomów, gdzie następuje synteza cząsteczek białka, w której bierze udział trzeci rodzaj cząsteczek RNA.

Zatem najbardziej prymitywny system żywy mógłby być reprezentowany przez cząsteczki RNA, które ulegają duplikacji, ulegają mutacjom i podlegają selekcji naturalnej. W toku ewolucji, w oparciu o RNA, powstały wyspecjalizowane cząsteczki DNA – opiekunowie informacji genetycznej – oraz nie mniej wyspecjalizowane cząsteczki białek, które przejęły funkcje katalizatorów syntezy wszystkich obecnie znanych cząsteczek biologicznych.

W pewnym momencie „żywy układ” DNA, RNA i białka znalazł schronienie w worku utworzonym przez błonę lipidową, a ta struktura, lepiej chroniona przed wpływami zewnętrznymi, posłużyła za prototyp pierwszych komórek, które dały początek do trzech głównych gałęzi życia, które we współczesnym świecie reprezentują bakterie, archeony i eukarionty. Jeśli chodzi o datę i kolejność pojawiania się takich komórek pierwotnych, pozostaje to tajemnicą. Ponadto, według prostych szacunków probabilistycznych, na ewolucyjne przejście od cząsteczek organicznych do pierwszych organizmów nie wystarczy czasu - pierwsze najprostsze organizmy pojawiły się zbyt nagle.

Przez wiele lat naukowcy uważali, że pojawienie się i rozwój życia w okresie, w którym Ziemia nieustannie ulegała zderzeniom z dużymi kometami i meteorytami, a który zakończył się około 3,8 miliarda lat temu, było mało prawdopodobne. Jednak niedawno w najstarszych skałach osadowych na Ziemi, znalezionych w południowo-zachodniej Grenlandii, odkryto ślady złożonych struktur komórkowych sprzed co najmniej 3,86 miliarda lat. Oznacza to, że pierwsze formy życia mogły powstać miliony lat przed ustaniem bombardowań naszej planety przez duże ciała kosmiczne. Ale wtedy możliwy jest zupełnie inny scenariusz (ryc. 4).

Obiekty kosmiczne spadające na Ziemię mogły odegrać kluczową rolę w powstaniu życia na naszej planecie, ponieważ według wielu badaczy komórki podobne do bakterii mogły powstać na innej planecie, a następnie dotrzeć do Ziemi wraz z asteroidami. Jeden dowód potwierdzający teorię o pozaziemskim pochodzeniu życia znaleziono wewnątrz meteorytu w kształcie ziemniaka i nazwanego ALH84001. Meteoryt ten był pierwotnie kawałkiem marsjańskiej skorupy, który następnie został wyrzucony w przestrzeń kosmiczną w wyniku eksplozji, gdy ogromna asteroida zderzyła się z powierzchnią Marsa, co miało miejsce około 16 milionów lat temu. I 13 tysięcy lat temu, po długiej podróży do wewnątrz Układ Słoneczny Ten fragment marsjańskiej skały w postaci meteorytu wylądował na Antarktydzie, gdzie został niedawno odkryty. Szczegółowe badania meteorytu ujawniły znajdujące się w nim struktury w kształcie prętów przypominające skamieniałe bakterie, co wywołało gorącą debatę naukową na temat możliwości istnienia życia głęboko w skorupie marsjańskiej. Rozwiązanie tych sporów będzie możliwe nie wcześniej niż w 2005 roku, kiedy amerykańska Narodowa Administracja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej wdroży program wysłania na Marsa statku międzyplanetarnego w celu pobrania próbek skorupy marsjańskiej i dostarczenia próbek na Ziemię. A jeśli naukowcom uda się udowodnić, że na Marsie zamieszkiwały kiedyś mikroorganizmy, wówczas z większym stopniem pewności będziemy mogli mówić o pozaziemskim pochodzeniu życia i możliwości przyniesienia życia z kosmosu (ryc. 5).

Ryż. 5. Nasze pochodzenie pochodzi od drobnoustrojów.

Co odziedziczyliśmy po starożytnych formach życia? Poniższe porównanie organizmów jednokomórkowych z komórkami ludzkimi ujawnia wiele podobieństw.

1. Rozmnażanie płciowe Dwie wyspecjalizowane komórki rozrodcze glonów – gamety – łączą się, tworząc komórkę niosącą materiał genetyczny od obojga rodziców. Przypomina to zapłodnienie ludzkiego jaja przez plemnik.

2. Rzęsy Cienkie rzęski na powierzchni jednokomórkowego pantofelka kołyszą się niczym maleńkie wiosła i zapewniają mu ruch w poszukiwaniu pożywienia. Podobne pokrycie rzęs Drogi oddechowe ludzi, wydzielają śluz i zatrzymują obce cząstki.

3. Przechwyć inne komórki Ameba wchłania pokarm, otaczając go pseudopodiami, które powstają w wyniku wydłużania i wydłużania części komórki. W organizmie zwierzęcia lub człowieka ameboidalne komórki krwi w podobny sposób rozciągają swoje pseudopodia, aby pochłonąć niebezpieczne bakterie. Proces ten nazywa się fagocytozą.

4. Mitochondria Pierwsze komórki eukariotyczne powstały, gdy ameba przechwyciła komórki prokariotyczne bakterii tlenowych, które rozwinęły się w mitochondria. I chociaż bakterie i mitochondria komórki (trzuszki) nie są bardzo podobne, mają jedną funkcję - wytwarzanie energii poprzez utlenianie żywności.

5. Wici Długa wici ludzkiego plemnika pozwala mu poruszać się z dużą prędkością. Bakterie i proste eukarionty również mają wici o podobnej strukturze wewnętrznej. Składa się z pary mikrotubul otoczonych dziewięcioma innymi.

Ewolucja życia na Ziemi: od prostego do złożonego

Obecnie i prawdopodobnie w przyszłości nauka nie będzie w stanie odpowiedzieć na pytanie, jak wyglądał pierwszy organizm, który pojawił się na Ziemi - przodek, od którego wywodzą się trzy główne gałęzie drzewa życia. Jedną z gałęzi są eukarionty, których komórki mają utworzone jądro zawierające materiał genetyczny oraz wyspecjalizowane organelle: wytwarzające energię mitochondria, wakuole itp. Do organizmów eukariotycznych zaliczają się glony, grzyby, rośliny, zwierzęta i ludzie.

Drugą gałęzią są bakterie - prokariotyczne (przedjądrowe) organizmy jednokomórkowe, które nie mają wyraźnego jądra i organelli. I wreszcie trzecia gałąź to organizmy jednokomórkowe zwane archeonami, czyli archebakteriami, których komórki mają taką samą budowę jak prokarioty, ale zupełnie inną strukturę chemiczną lipidów.

Wiele archebakterii jest w stanie przetrwać w skrajnie niesprzyjających warunkach środowiskowych. Część z nich jest termofilami i żyje wyłącznie w gorących źródłach o temperaturze 90°C lub nawet wyższej, gdzie inne organizmy po prostu by wyginęły. Czując się świetnie w takich warunkach, te jednokomórkowe organizmy zużywają substancje zawierające żelazo i siarkę, a także szereg związków chemicznych toksycznych dla innych form życia. Według naukowców znalezione termofilne archebakterie to niezwykle prymitywne organizmy i pod względem ewolucyjnym bliscy krewni najstarszych form życia na Ziemi.

Co ciekawe, współcześni przedstawiciele wszystkich trzech gałęzi życia, najbardziej podobni do swoich przodków, nadal żyją w miejscach o wysokich temperaturach. Na tej podstawie niektórzy naukowcy są skłonni wierzyć, że najprawdopodobniej życie powstało około 4 miliardy lat temu na dnie oceanu w pobliżu gorących źródeł, wyrzucając strumienie bogate w metale i substancje wysokoenergetyczne. Wchodząc w interakcję ze sobą oraz z wodą sterylnego wówczas oceanu, wchodząc w różnorodne reakcje chemiczne, związki te dały początek zasadniczo nowym cząsteczkom. I tak przez dziesiątki milionów lat w tej „chemicznej kuchni” przygotowywano najwspanialszą potrawę – życie. A około 4,5 miliarda lat temu na Ziemi pojawiły się organizmy jednokomórkowe, których samotna egzystencja trwała przez cały okres prekambryjski.

Wybuch ewolucji, który dał początek organizmom wielokomórkowym, nastąpił znacznie później, nieco ponad pół miliarda lat temu. Choć mikroorganizmy są tak małe, że w jednej kropli wody mogą zmieścić się ich miliardy, skala ich pracy jest ogromna.

Uważa się, że początkowo w atmosferze ziemskiej i oceanach nie było wolnego tlenu i w tych warunkach żyły i rozwijały się jedynie mikroorganizmy beztlenowe. Szczególnym krokiem w ewolucji organizmów żywych było pojawienie się bakterii fotosyntetyzujących, które wykorzystując energię świetlną przekształcały dwutlenek węgla w związki węglowodanowe, które służyły jako pokarm dla innych mikroorganizmów. Jeśli pierwsze fotosyntetyki wytwarzały metan lub siarkowodór, wówczas mutanty, które pojawiły się kiedyś, zaczęły wytwarzać tlen podczas fotosyntezy. W miarę gromadzenia się tlenu w atmosferze i wodach bakterie beztlenowe, dla których jest on szkodliwy, zajmują nisze beztlenowe.

Starożytne skamieliny znalezione w Australii sprzed 3,46 miliarda lat odsłoniły struktury uważane za pozostałości cyjanobakterii, pierwszych mikroorganizmów fotosyntetycznych. O dawnej dominacji mikroorganizmów beztlenowych i sinic świadczą stromatolity występujące w płytkich wodach przybrzeżnych niezanieczyszczonych zbiorników słonowodnych. Kształtem przypominają duże głazy i reprezentują interesującą zbiorowisko mikroorganizmów zamieszkujących skały wapienne lub dolomitowe powstałe w wyniku ich życiowej działalności. Na głębokość kilku centymetrów od powierzchni stromatolity są nasycone mikroorganizmami: faktycznie najwyższa warstwa cyjanobakterie fotosyntetyzujące wytwarzające tlen na żywo; znajdują się głębsze bakterie, które w pewnym stopniu tolerują tlen i nie wymagają światła; w dolnej warstwie znajdują się bakterie, które mogą żyć tylko przy braku tlenu. Umieszczone w różnych warstwach mikroorganizmy te tworzą system połączony złożonymi relacjami między nimi, w tym relacjami pokarmowymi. Za błoną drobnoustrojów znajduje się skała powstała w wyniku oddziaływania resztek martwych mikroorganizmów z rozpuszczonym w wodzie węglanem wapnia. Naukowcy uważają, że kiedy na prymitywnej Ziemi nie było kontynentów, a nad powierzchnią oceanu wznosiły się jedynie archipelagi wulkanów, płytkie wody były pełne stromatolitów.

W wyniku działalności fotosyntetycznych cyjanobakterii w oceanie pojawił się tlen, który po około miliardzie lat zaczął gromadzić się w atmosferze. Najpierw powstały tlen wszedł w interakcję z żelazem rozpuszczonym w wodzie, co doprowadziło do pojawienia się tlenków żelaza, które stopniowo wytrącały się na dnie. Tak więc przez miliony lat, przy udziale mikroorganizmów, powstały ogromne złoża rudy żelaza, z których dziś wytapia się stal.

Następnie, gdy większość żelaza w oceanach uległa utlenieniu i nie mogła już wiązać tlenu, wydostało się ono do atmosfery w postaci gazowej.

Po tym, jak cyjanobakterie fotosyntetyzujące wytworzyły pewien zapas bogatej w energię materii organicznej z dwutlenku węgla i wzbogaciły atmosferę ziemską w tlen, pojawiły się nowe bakterie - tlenowce, które mogą istnieć tylko w obecności tlenu. Potrzebują tlenu do utleniania (spalania) związków organicznych, a znaczna część powstałej energii przekształcana jest w biologicznie dostępną formę - trifosforan adenozyny (ATP). Proces ten jest bardzo korzystny energetycznie: bakterie beztlenowe rozkładając jedną cząsteczkę glukozy otrzymują tylko 2 cząsteczki ATP, a bakterie tlenowe korzystające z tlenu otrzymują 36 cząsteczek ATP.

Wraz z pojawieniem się tlenu wystarczającego do tlenowego trybu życia zadebiutowały także komórki eukariotyczne, które w przeciwieństwie do bakterii posiadają jądro i organelle, takie jak mitochondria, lizosomy, a u glonów i roślin wyższych - chloroplasty, w których zachodzą reakcje fotosyntezy. Istnieje ciekawa i dobrze uzasadniona hipoteza dotycząca powstania i rozwoju eukariontów, postawiona niemal 30 lat temu przez amerykańskiego badacza L. Margulisa. Zgodnie z tą hipotezą mitochondria, które pełnią funkcję fabryk energii w komórce eukariotycznej, to bakterie tlenowe, a chloroplasty komórki roślinne, w których zachodzi fotosynteza, to sinice, prawdopodobnie wchłonięte około 2 miliardów lat temu przez prymitywne ameby. W wyniku wzajemnie korzystnych interakcji wchłonięte bakterie stały się wewnętrznymi symbiontami i utworzyły stabilny układ z komórką, która je wchłonęła – komórką eukariotyczną.

Badania szczątków kopalnych organizmów w skałach o różnym wieku geologicznym wykazały, że przez setki milionów lat od powstania eukariotyczne formy życia reprezentowane były przez mikroskopijne kuliste organizmy jednokomórkowe, takie jak drożdże, a ich rozwój ewolucyjny przebiegał bardzo powoli tempo. Jednak nieco ponad miliard lat temu pojawiło się wiele nowych gatunków eukariontów, co oznaczało dramatyczny skok w ewolucji życia.

Przede wszystkim było to spowodowane pojawieniem się rozmnażania płciowego. A jeśli bakterie i jednokomórkowe eukarionty rozmnażają się poprzez wytwarzanie genetycznie identycznych kopii samych siebie i bez potrzeby posiadania partnera seksualnego, wówczas rozmnażanie płciowe w bardziej zorganizowanych organizmach eukariotycznych przebiega w następujący sposób. Dwie haploidalne komórki płciowe rodziców, posiadające pojedynczy zestaw chromosomów, łączą się, tworząc zygotę posiadającą podwójny zestaw chromosomów z genami obojga partnerów, co stwarza możliwości dla nowych kombinacji genów. Pojawienie się rozmnażania płciowego doprowadziło do pojawienia się nowych organizmów, które weszły na arenę ewolucji.

Trzy czwarte całego istnienia życia na Ziemi było reprezentowane wyłącznie przez mikroorganizmy, aż do momentu, gdy nastąpił jakościowy skok w ewolucji, który doprowadził do pojawienia się organizmów wysoce zorganizowanych, w tym człowieka. Prześledźmy główne kamienie milowe w historii życia na Ziemi w linii malejącej.

1,2 miliarda lat temu nastąpiła eksplozja ewolucji, spowodowana pojawieniem się rozmnażania płciowego i naznaczona pojawieniem się wysoce zorganizowanych form życia - roślin i zwierząt.

Powstawanie nowych odmian genotypu mieszanego powstającego podczas rozmnażania płciowego objawiło się w postaci różnorodności biologicznej nowych form życia.

2 miliardy lat temu pojawiły się złożone komórki eukariotyczne, gdy organizmy jednokomórkowe skomplikowały ich strukturę, absorbując inne komórki prokariotyczne. Część z nich – bakterie tlenowe – zamieniła się w mitochondria – stacje energetyczne umożliwiające oddychanie tlenowe. Inne - bakterie fotosyntetyzujące - zaczęły przeprowadzać fotosyntezę wewnątrz komórki gospodarza i stały się chloroplastami w komórkach alg i roślin. Komórki eukariotyczne, które mają te organelle i wyraźnie odrębne jądro zawierające materiał genetyczny, tworzą wszystkie współczesne złożone formy życia - od pleśni po ludzi.

3,9 miliarda lat temu pojawiły się organizmy jednokomórkowe, które prawdopodobnie wyglądały jak współczesne bakterie i archaebakterie. Zarówno starożytne, jak i współczesne komórki prokariotyczne mają stosunkowo prostą budowę: nie mają utworzonego jądra i wyspecjalizowanych organelli, ich galaretowata cytoplazma zawiera makrocząsteczki DNA - nośniki informacji genetycznej oraz rybosomy, na których zachodzi synteza białek i na nich wytwarzana jest energia błona cytoplazmatyczna otaczająca komórkę.

4 miliardy lat temu w tajemniczy sposób pojawiło się RNA. Możliwe, że powstał z prostszych cząsteczek organicznych, które pojawiły się na prymitywnej Ziemi. Uważa się, że starożytne cząsteczki RNA pełniły funkcje nośników informacji genetycznej i katalizatorów białkowych, były zdolne do replikacji (samoduplikacji), mutowały i podlegały selekcji naturalnej. We współczesnych komórkach RNA nie ma lub nie wykazuje tych właściwości, ale pełni bardzo ważną rolę jako pośrednik w przekazywaniu informacji genetycznej z DNA do rybosomów, w których zachodzi synteza białek.

GLIN. Prochorow
Na podstawie artykułu Richarda Monasterskiego
w magazynie National Geographic, 1998 nr 3