Yli miljardi vuotta on kulunut yksisoluisten organismien ilmestymisestä soluytimen "keksimiseen" ja useiden muiden innovaatioiden syntymiseen. Vasta sitten tie avautui ensimmäisille monisoluisille olennoille, jotka synnyttivät kolme eläin-, kasvi- ja sienivaltakuntaa. Eurooppalaiset tutkijat ovat esittäneet tälle muutokselle uuden selityksen, joka on ristiriidassa aiemmin olemassa olevien ideoiden kanssa.
Prokaryootit (esinukleaariset yksisoluiset organismit) syntyivät noin 3,8 miljardia vuotta sitten. Organismit, jotka ovat rakenteeltaan edistyneempiä - eukaryootit (niiden solut sisältävät ytimen) - syntyivät yli kaksi miljardia vuotta sitten. Ja heistä, noin miljardi vuotta sitten, monisoluisten olentojen evoluutio alkoi jo.
Nyt kaksi tällaista olentoa - Nick Lane University College Londonista (UCL) ja William Martin Düsseldorfin yliopiston kasvitieteen instituutista - ovat kehittäneet alkuperäisen teorian. Sen mukaan käy ilmi, että avain eukaryoottien syntymiseen ei ollut ytimen keksiminen (kuten tiedemiehet ovat väittäneet 70 vuoden ajan), vaan mitokondrioiden syntyminen.
On yleisesti hyväksyttyä, että ensin prokaryooteista syntyivät kehittyneempiä ydinsoluja, jotka nojasivat vanhoihin energiamekanismeihin, ja vasta myöhemmin uudet värvätyt hankkivat mitokondrioita. Jälkimmäisille annettiin tärkeä rooli eukaryoottien jatkokehityksessä, mutta ei sen perustan taustalla olevan kulmakiven roolia.
"Osoitimme, että ensimmäinen vaihtoehto ei toimi. Jotta solu kehittyisi monimutkaiseksi, se tarvitsee mitokondrioita", Martin selittää. "Hypoteesimme kumoaa perinteisen näkemyksen, jonka mukaan siirtyminen eukaryoottisoluihin vaati vain asianmukaiset mutaatiot", Lane toistaa.
Mitokondrioiden esiintymistä energian suhteen voidaan verrata kärryn jälkeisen raketin keksimiseen, koska ydinsolut ovat tilavuudeltaan keskimäärin tuhat kertaa suurempia kuin solut, joissa ei ole ydintä.
Näyttäisi siltä, että jälkimmäinen voi myös kasvaa laitteen koon ja monimutkaisuuden osalta (tässä on muutama silmiinpistävä esimerkki). Mutta tällä polulla pienet olennot kohtaavat saalis: kun ne kasvavat geometrisesti, pinta-alan suhde tilavuuteen laskee nopeasti.
Samaan aikaan yksinkertaiset solut tuottavat energiaa niitä peittävän kalvon avulla. Joten suuressa prokaryoottisolussa voi olla runsaasti tilaa uusille geeneille, mutta sillä ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi energiaa syntetisoida proteiineja näiden "ohjeiden" mukaan.
Pelkkä ulkokalvon laskosten lisääminen ei todellakaan auta tilannetta (vaikka tällaiset solut tunnetaan). Tällä tehonlisäysmenetelmällä myös energiajärjestelmän toiminnassa esiintyvien virheiden määrä kasvaa. Ei-toivotut molekyylit kerääntyvät soluun ja voivat tuhota sen.
Mitokondriot ovat loistava luonnon keksintö. Lisäämällä niiden lukumäärää on mahdollista lisätä solun energiakapasiteettia kasvattamatta sen ulkopintaa. Lisäksi jokaisessa mitokondriossa on myös sisäänrakennetut ohjaus- ja korjausmekanismit.
Työn kirjoittajat laskivat, että keskimääräinen eukaryoottisolu voisi teoriassa kantaa 200 tuhatta kertaa enemmän geenejä kuin keskimääräinen bakteeri. Eukaryootteja voidaan pitää kirjastona, jossa on suuri määrä hyllyjä - täytä se kirjoilla sydämesi kyllyydestä. No, laajempi genomi on perusta solun rakenteen ja sen aineenvaihdunnan edelleen parantamiselle, uusien säätelyketjujen syntymiselle.
Lanen ja Martinin laskelmien mukaan eukaryootilla on jokaista perinnöllisen koodinsa geeniä kohden neljästä viiteen suuruusluokkaa enemmän energiavarastoja kuin bakteereilla. Tästä näkökulmasta bakteerit ovat energiakuilun pohjalla, josta ne eivät pääse ulos.
Solujen siirtymistä energiantuotantoon mitokondrioiden avulla voidaan verrata teolliseen vallankumoukseen. Sen sijaan, että solut olisivat kasvattaneet lineaarisesti manufaktuurin kokoa, ne tekivät laadullisen muutoksen: rakensivat "tehtaan" ja asensivat siihen rivejä erikoistuneita "koneita".
Siksi prokaryootit ovat miljardeja vuosia kestäneestä olemassaolosta huolimatta edelleen suhteellisen yksinkertaisia olentoja, ja eukaryootit keksivät kauan sitten uusia keinoja välittää signaaleja solujen välillä ja astuivat kohti monisoluisia elämänmuotoja. Me kanssasi.
Eurooppalaisten tiedemiesten teoria voi muuten olla hyödyllinen myös arvioitaessa monimutkaisten elämänmuotojen olemassaolon todennäköisyyttä muissa maailmoissa.
Tosiasia on, että esimerkit muita soluja absorboivista bakteereista ovat erittäin harvinaisia. Tämä tarkoittaa, että kun elämä on syntynyt, se voi viipyä monta eoneja yksinkertaisessa yksisoluisessa vaiheessa. Kunnes onnekas sattuma auttaa häntä keksimään solunsisäisiä energiatehtaita. "Perusperiaatteet ovat universaaleja. Jopa muukalaiset tarvitsevat mitokondrioita", Lane päättää.
Yleistä tietoa
Prokaryootit(lat. Prokaryota, lat. pro- "ennen", "ennen" ja kreikka. karyon- "ydin"), tai ydinvapaa- yksisoluiset elävät organismit, joilla ei (toisin kuin) ole muodostunutta solutumaa.
Prokaryoottisoluille on tunnusomaista ydinkalvon puuttuminen; DNA on pakattu ilman histonien osallistumista.
Prokaryoottien geneettistä materiaalia edustaa yksi DNA-molekyyli, joka on suljettu renkaaseen, replikoni on vain yksi. Soluissa ei ole kalvorakenteisia organelleja.
Prokaryoottien ominaispiirteet
- Muodollisen ytimen puute
- Siimojen, plasmidien ja kaasuvakuolien esiintyminen
- Rakenteet, joissa fotosynteesi tapahtuu - klorosomit
- Lisääntymisen muodot- aseksuaalinen menetelmä, on pseudoseksuaalinen prosessi, jonka seurauksena vain geneettistä tietoa vaihdetaan lisäämättä solujen määrää.
- Ribosomin koko- 70s (sedimentaatiokertoimen perusteella erotetaan myös muun tyyppiset ribosomit sekä ribosomeja muodostavat osahiukkaset ja biopolymeerit).
Prokaryoottien evoluutio
Toisen teorian mukaan yhteistä esi-isä sinänsä ei ollut olemassa, ja ensimmäiset tuolloin eläneet alkueläimet kehittyivät jatkuvasti keskenään horisontaalisen geeninsiirron avulla. Oletetaan, että evoluution alkuvaiheessa oli eräänlainen yhteinen geeni "yhteisötalous". Evoluutioyhteyksien kuva esi-isien prokaryoottien maailmassa ei ollut niinkään puu kuin eräänlainen rihmasto, jossa on kietoutunut verkosto horisontaalisia siirtoja mitä erilaisimpiin ja odottamattomimpiin suuntiin. Kun organismit muuttuivat monimutkaisemmiksi ja sukupuolisen lisääntymisen ja lisääntymisen eristäytymisen mekanismit kehittyivät, vaakasuora siirto väheni. Samaan aikaan bakteriofagivirusten ansiosta bakteerit kehittävät myös yksinkertaisen immuunijärjestelmän.
Toisin kuin eukaryoottisolu, prokaryoottisolu tuottaa energiaa ei mitokondrioiden avulla (jotka siltä puuttuu), vaan käyttämällä niitä peittävää kalvoa. Tämän seurauksena prokaryoottisolu ei ole tarpeeksi energiaa proteiinisynteesiin. Pelkkä ulkokalvon laskosten lisääminen ei todellakaan auta tilannetta (vaikka tällaiset solut tunnetaan). Tällä tehonlisäysmenetelmällä myös energiajärjestelmän toiminnassa esiintyvien virheiden määrä kasvaa. Ei-toivotut molekyylit kerääntyvät soluun ja voivat tuhota sen. Kaikki tämä johti siihen, että prokaryoottisolut pysyivät tuhansia kertoja pienempiä kuin eukaryoottisolut ja niiden genominen materiaali oli useita kertoja pienempi kuin edistyneemmät eukaryootit.
Prokaryoottien luokituksen jako:
| Subimperiumi: | ||
| Ylivaltakunta: | Prokaryootit | |
| Kuningaskunta: | Bakteerit | Archaea |
Solueliöiden evoluutio
Ensimmäisten solueliöiden esiintyminen: yli 4 miljardia vuotta sitten
Ensimmäiset yksinkertaiset yksisoluiset organismit (prokaryootit) ilmestyivät yli 4 miljardia vuotta sitten.Äskettäin on löydetty jälkiä vähintään 3,86 miljardia vuotta vanhimmista monimutkaisista solurakenteista maan vanhimmista arkeisista sedimenttikivistä, jotka löytyivät Grönlannin lounaisosasta.
Erään teorian mukaan noin 4,1 - 3,6 miljardia vuotta sitten eoarkean aikana, tuolloin olemassa olleiden yksisoluisten elävien olentojen (prokaryoottien) monimuotoisuudesta (kuva 1), ensimmäinen yhteinen esi-isämme, joka eli silloin, erottui useisiin haaroihin, jotka myöhemmin vuorostaan jakautuivat nykyisin olemassa oleviin valtakuntiin (eläimet, kasvit, sienet, protistit, kromistit, bakteerit, arkeat ja virukset). Ajan myötä muut tuon ajanjakson asukkaat eivät kestäneet kilpailua heidän kanssaan ja katosivat maan pinnalta.
Toisen teorian mukaan yhteistä esi-isä sinänsä ei ollut olemassa, ja ensimmäiset tuolloin eläneet alkueläimet kehittyivät jatkuvasti keskenään horisontaalisen geeninsiirron avulla. Oletetaan, että evoluution alkuvaiheessa oli eräänlainen yhteinen geeni "yhteisötalous". Evoluutioyhteyksien kuva esi-isien prokaryoottien maailmassa ei ollut niinkään puu kuin eräänlainen rihmasto, jossa on kietoutunut verkosto horisontaalisia siirtoja mitä erilaisimpiin ja odottamattomimpiin suuntiin. Kun organismit muuttuivat monimutkaisemmiksi ja sukupuolisen lisääntymisen ja lisääntymisen eristäytymisen mekanismit kehittyivät, horisontaalinen siirto väheni (kuva 2). Samaan aikaan bakteriofagivirusten ansiosta bakteerit kehittävät myös yksinkertaisen immuunijärjestelmän.
Samaan aikaan tapahtui symbiogeneesi - mitokondrioista ja plastideista, tuolloin olemassa olevien itsenäisten yksisoluisten organismien muodossa, tuli osa suurempaa solua, josta tuli endosymbiontit. Vähitellen he menettivät kyvyn olla itsenäisesti ja muuttuivat organoidit . R Yhdessä kehittyessään endosymbiontti hioi vähitellen yhtä taitoa - synteesiä ATP . Sisäsolu pieneni kooltaan ja siirsi osan vähäisistä geeneistään ytimeen. Joten mitokondriot säilyttivät vain sen osan alkuperäisestä DNA:sta, jonka ne tarvitsivat toimiakseen "elävänä voimalaitoksena".
Tämä johti siihen, että paleoproterotsooisella aikakaudella (yli 2 miljardia vuotta sitten) ilmestyivät ensimmäiset eukaryootit, joilla oli ydin ja jotka olivat nykyaikaisten eläinten, kasvien, protistien ja kromistien esi-isiä.
Seuraavat lähes 1,5 miljardia vuotta yksisoluiset organismit hallitsivat moitteettomasti planeetallamme, kunnes ensimmäiset monisoluiset olennot ilmestyivät Edicarian aikana, noin 630 miljoonaa vuotta sitten. Aluksi yksinkertaisimmat koanoflagellaatit, joiden uskotaan seisovan yksisoluisuuden ja monisoluisuuden rajalla, muodostivat alkiopesäkkeitä vain syödyistä bakteereista saatavan bakteerilipidin avulla, yhdistettiin monisoluisiksi rakenteiksi. Seuraava askel oli ensimmäisten todellisten monisoluisten makro-organismien ilmestyminen samaan aikaan - nämä organismit ilmestyivät Maahan heti Marinoan jäätikön jälkeen - yksi globaalin jäätikön vaiheista, jolloin planeettamme oli kokonaan jään peitossa monien miljoonien vuosien ajan. Tällaisia epätavallisia muotoja ei enää koskaan esiinny luonnossa. Nämä ovat pääasiassa pehmeärunkoisia organismeja, jotka koostuvat yksittäisistä fraktaaleista. Heidän kehonsa koko vaihteli yhdestä sentistä yhteen metriin. Ne näyttivät niin epätavallisilta, että tiedemiehet kiisttelivät pitkään siitä, mihin valtakuntaan - kasveihin vai eläimiin - ne voitaisiin lukea.
Noin 480-460 miljoonaa vuotta sitten silurikaudella ensimmäiset kasvit ilmestyivät maalle (muiden lähteiden mukaan tämä tapahtui Ylä-Kambrialla 499-488 miljoonaa vuotta sitten) ja 50 miljoonaa vuotta myöhemmin devonin kaudella, kun kasveja, ensimmäisiä eläimiä (vaikka on olemassa todisteita siitä, että ensimmäiset maaeläimet elivät silurilla (kuva 3) tai jopa vendin kaudella). Tämän jälkeen alkoi nopea kehitys kaikenlaisten elävien olentojen, joiden jälkeläisiä me olemme.
Luokittelujako:
Missä voit nähdä elämän sellaisena kuin se oli syntymähetkelläsi? Kuuluisa elokuvaohjaaja James Cameron on vakuuttunut, että tämä voidaan tehdä laskeutumalla Mariana-haudan pohjalle. Rohkean matkustajan sieltä löytämät ekosysteemit muistuttavat niitä, jotka olivat olemassa planeetallamme yli kolme miljardia vuotta sitten.
James Cameron teki osana uutta työtään odottamattoman löydön: Mariana-haudon pohjalla 10,9 kilometrin syvyydessä elävät mikrobimatot - biofilmit, jotka ruokkivat aineita, joita ne erottavat pohjasedimentistä. Samankaltaiset elinympäristöt ja niissä tapahtuvat prosessit tutkijat uskovat muinaisina aikoina aiheuttaneen kemiallisen reaktion, jonka seurauksena ensimmäiset elävät organismit ilmestyivät Maahan ja mahdollisesti muualle aurinkokuntaan.
"Uskomme, että tämä kemiallinen reaktio voi olla aineenvaihdunnan taustalla", sanoo Kevin Hand, Kalifornian Jet Propulsion Laboratoryn (JPL) astrobiologi. "Se voi olla liikkeellepaneva voima, joka johti elämän syntymiseen. Ehkä ei vain täällä, vaan myös maailmoissa. kuten Europa (Jupiterin jäinen kuu).
Cameronin Deepsea Challenger -tehtävä teki useita sukelluksia, mukaan lukien yhden miehitetyn sukelluksen, Mariana-hautaan 31. tammikuuta ja 3. huhtikuuta tänä vuonna. Cameron itse syöksyi meren syvyyksiin. Laskeutuessaan pohjaan ohjaaja ei vain ihaillut ympäröivää maisemaa: Cameron otti maanäytteitä ja otti useita valokuvia. Yläkertaan mentyään Cameron kertoi toimittajille, että siellä oli melko synkkää ja pohja näytti kuun pinnalta. Toisin kuin Maan eloton satelliitti, elämää piilee edelleen valtameren kylmissä syvyyksissä.
Tutkijoiden löytämät bakteerimatot edustavat melko laajalle levinnyt prokaryoottinen ekosysteemi muinaisista ajoista lähtien. Vaikka jotkut tutkijat pitävät sitä monisoluisen organismin analogina, "mattoon" sisältyvät bakteerit toimivat tuskallisen koordinoidusti. Yleensä matto yhdistää useita "kapeita" asiantuntijoita: jotkut esimerkiksi hajottavat vain rikkivetyä, toiset pitävät sulfideista, toiset sulfaateista jne. Näin ollen matto "toimii" käyttämällä lähes kaikkia resursseja. ympärillä esiintyviä kemiallisia yhdisteitä, ja tämän pesäkkeen jäsenet jakavat keskenään orgaanisen aineksen, joka syntyy tästä monipuolisesta kemosynteesistä.
On myös mielenkiintoista, että usein joidenkin maton muodostavien bakteerien "jätteet" ovat hyödyllinen resurssi muille. Tämä voidaan helposti osoittaa esimerkillä kahden bakteeriryhmän - rikkivedyn fotosynteettisten ja sulfaattipelkistysaineiden - rinnakkaiselosta. Ensimmäinen niistä voi fotosyntetisoida käyttämällä ei happea, kuten korkeammat kasvit, vaan rikkivetyä. Niiden toiminnan sivutuote on kuitenkin rikin oksideja, jotka veteen joutuessaan muodostavat välittömästi rikkihappoa ja sitten sulfaatteja. Nämä sulfaatit ovat toivottavaa ruokaa sulfaatin pelkistäjille, jotka pelkistävät ne vedyllä. Mutta tämän prosessin sivutuote on rikkivety, jota ensimmäinen bakteeriryhmä käyttää.
Jos siis kaksi ryhmää näitä bakteereja elää samassa matossa, ne muodostavat täysin omavaraisen ekosysteemin. Ja jos niihin lisätään metaania hapettavat bakteerit vedyn luovuttajina (ne hapettavat metaania muodostaen hiilidioksidia ja molekyylivetyä) ja metonogeeniset bakteerit, jotka käyttämällä hiilidioksidia ja metaanihapettimien tuottamaa molekyylivetyä saavat sivutuotteena saman Metaania, jota ensimmäinen ryhmä niin tarvitsee, "taloudellinen toiminta" muuttuu entistä tasapainoisemmaksi. Silloin sinun ei tarvitse mennä kauas vedyn saamiseksi; muut siirtokunnan jäsenet voivat toimittaa sitä. Sanalla sanoen matto on lähes jätteetön kasvi, jota ihmiset eivät ole vielä pystyneet luomaan, mutta luonto synnytti sen yli kolme miljardia vuotta sitten!
Kuten retkikunnan tulokset osoittivat, Mariaanin kaivossa ei elä vain mikrobien "matot" - siellä havaittiin myös useita muita tieteelle aiemmin tuntemattomia eläinmaailman edustajia. Esimerkiksi jättiläismäiset 17 senttimetrin amfijalkaiset äyriäiset ( Amphipoda), niitä kutsutaan Venäjällä amfipodeiksi; ulkonäöltään ne ovat hyvin samanlaisia kuin katkaravut. Näitä äyriäisiä koskeva tutkimus on osoittanut, että niiden ruumiit sisältävät yhdisteitä, jotka auttavat kudoksia toimimaan tehokkaammin erittäin korkeassa paineessa.
"Yksi näistä yhdisteistä on skylloinositoli, joka on koostumukseltaan identtinen lääkkeen kanssa, jota parhaillaan testataan tuhoamaan amyloidiplakkeja, jotka liittyvät Alzheimerin taudin kehittymiseen", sanoo Doug Bartlett, mikrobiologi Scripps Institution of Oceanographyista yliopistosta. Kaliforniassa, San Diegossa. Toiset 20 000 Mariaanin kaivosta otettua mikrobia odottavat vuoroaan tutkijoille.
Toinen "tulokas" löydettiin 8,2 kilometrin syvyydestä New Britain Trench -haudasta Papua-Uuden-Guinean rannikon edustalla. Se osoittautui merikurkkujen tai merikurkkujen edustajaksi ( Holothurioidea) - hauskoja olentoja piikkinahkaisten ryhmästä ( Echinodermata). "Ne olivat olemassa näissä syvyyksissä menneisyydessä, mutta niitä ei kuvattu filmille. Näimme yhden niistä ja uskomme sen edustavan uutta lajia", Bartlett sanoo. Ja kaivannon seinät on koristeltu valtavalla määrällä tammenterhomatoja, syvänmeren selkärangattomia, jotka peittävät syvennyksen pohjan spiraalimaisilla ulosteillaan. "Jos et ole koskaan rakastanut matoja, rakastat niitä katsottuasi tämän videon", Bartlett sanoo.
Cameronin video näyttää syvänmeren elämän lisäksi myös planeetan vanhimman merenpohjan. Satakahdeksankymmentä miljoonaa vuotta sitten, kun dinosaurukset vielä kävelivät maan päällä, Mariaanihaudan pohjalla olevat kivet olivat kuumaa laavaa. Ja ohjaajan New England Trenchissä kuvaamat materiaalit voivat hyvinkin osoittautua ennätykseksi laavatyynyn kuvauspaikan syvyydestä, uskoo merigeologi Patty Fryer Havaijin yliopistosta Honolulussa.
Mikrobimattoja ruokkivat muuttuneet kivet ovat osa nuoria tektonisia levyjä, jotka sijaitsevat muinaisen Tyynenmeren pohjan päällä. Mariana-hauta on subduktiovyöhyke, jossa kaksi tektonista levyä törmäsi ja toinen niistä liukui toisen yli. Kivipinojen läpi tihkuva vesi muuttaa kivien koostumusta kiemurtelemisen myötä. Tämän prosessin aikana muodostuu rikkiä, metaania ja vetyä, jotka tarjoavat ravintoa bakteereille.
Viime vuosina tiedemiehet ovat alkaneet uskoa, että varhainen elämä maapallolla alkoi noin neljä miljardia vuotta sitten subduktiovyöhykkeillä, kuten Mariana-hauta. Näissä kaivannoissa lämpötila oli alhaisempi, ja kiemurtelevat kivet antoivat tarvittavan sysäyksen kemialliseen reaktioon, joka johti elämän syntymiseen.
"Näissä juoksuhaudoissa elämä sai alkunsa", Cameron sanoo. "Se on mysteeri, joka on ratkaistava. Toivottavasti jatkamme vielä sukeltamista." Toistaiseksi uusia sukelluksia ei suunnitteilla, mutta johtajan mukaan vedenalaiset ja laskeutuvat syvänmeren ajoneuvot ovat toimintakunnossa ja ne on nyt varastoitu hänen kartanon alueelleen.
On pitkä historia. Kaikki alkoi noin 4 miljardia vuotta sitten. Maan ilmakehässä ei vielä ole otsonikerrosta, ilman happipitoisuus on hyvin alhainen eikä planeetan pinnalla kuule mitään muuta kuin purkautuvia tulivuoria ja tuulen melua. Tiedemiehet uskovat, että tältä planeettamme näytti, kun sille alkoi ilmaantua elämää. Tätä on erittäin vaikea vahvistaa tai kumota. Kivet, jotka voisivat tarjota enemmän tietoa ihmisille, tuhoutuivat kauan sitten planeetan geologisten prosessien ansiosta. Joten, elämän evoluution päävaiheet maan päällä.
Elämän evoluutio maan päällä. Yksisoluiset organismit.
Elämä alkoi yksinkertaisimpien elämänmuotojen - yksisoluisten organismien - ilmestymisestä. Ensimmäiset yksisoluiset organismit olivat prokaryootit. Nämä organismit ilmestyivät ensimmäisinä sen jälkeen, kun maapallosta tuli käyttökelpoinen. ei antaisi edes yksinkertaisimpia elämänmuotoja ilmaantua pinnalle ja ilmakehään. Tämä organismi ei tarvinnut happea olemassaoloonsa. Happipitoisuus ilmakehässä lisääntyi, mikä johti ulkonäköön eukaryootit. Näille organismeille happi tuli elämän pääasia; ympäristössä, jossa happipitoisuus oli alhainen, ne eivät selviytyneet.
Ensimmäiset fotosynteesiin kykenevät organismit ilmestyivät miljardi vuotta elämän ilmestymisen jälkeen. Nämä fotosynteettiset organismit olivat anaerobisia bakteereja. Elämä alkoi vähitellen kehittyä ja typpipitoisten orgaanisten yhdisteiden pitoisuuden alettua ilmaantui uusia eläviä organismeja, jotka pystyivät hyödyntämään maan ilmakehän typpeä. Sellaisia olentoja olivat sinilevät. Yksisoluisten organismien evoluutio tapahtui planeetan elämässä tapahtuneiden kauheiden tapahtumien jälkeen ja kaikki evoluution vaiheet suojattiin maan magneettikentän alla.
Ajan myötä yksinkertaisimmat organismit alkoivat kehittää ja parantaa geneettistä laitteistoaan ja kehittää lisääntymismenetelmiä. Sitten yksisoluisten organismien elämässä tapahtui siirtymä niiden generatiivisten solujen jakautumiseen miehiin ja naisiin.
Elämän evoluutio maan päällä. Monisoluiset organismit.
Yksisoluisten organismien syntymisen jälkeen ilmestyi monimutkaisempia elämänmuotoja - monisoluiset organismit. Elämän evoluutio Maaplaneetalla on hankkinut monimutkaisempia organismeja, joille on ominaista monimutkaisempi rakenne ja monimutkaisempi elämänvaihe.
Ensimmäinen elämänvaihe - Siirtomaa yksisoluinen vaihe. Siirtyminen yksisoluisista organismeista monisoluisiin, organismien rakenne ja geneettinen laite monimutkaistuvat. Tätä vaihetta pidetään monisoluisten organismien elämän yksinkertaisimpana.
Toinen elämänvaihe - Ensisijainen eriytetty vaihe. Monimutkaisemmalle vaiheelle on ominaista "työnjaon" periaatteen alkaminen yhden pesäkkeen organismien välillä. Tässä vaiheessa kehon toimintojen erikoistuminen tapahtui kudosten, elinten ja systeemisten elinten tasolla. Tämän ansiosta hermosto alkoi muodostua yksinkertaisissa monisoluisissa organismeissa. Järjestelmässä ei vielä ollut hermokeskusta, mutta siellä oli koordinaatiokeskus.
Kolmas elämänvaihe - Keskitetysti erottuva vaihe. Tässä vaiheessa organismien morfofysiologinen rakenne monimutkaistuu. Tämä rakenne paranee lisääntyneen kudosten erikoistumisen myötä.Monisoluisten organismien ravitsemus-, eritys-, generatiiviset ja muut järjestelmät monimutkaistuvat. Hermosto kehittää hyvin määritellyn hermokeskuksen. Lisääntymismenetelmät paranevat - ulkoisesta hedelmöityksestä sisäiseen.
Monisoluisten organismien kolmannen elämänvaiheen päätös on ihmisen ilmestyminen.
Kasvismaailma.
Yksinkertaisimpien eukaryoottien evoluutiopuu jaettiin useisiin oksiin. Monisoluisia kasveja ja sieniä ilmestyi. Jotkut näistä kasveista saattoivat kellua vapaasti veden pinnalla, kun taas toiset olivat kiinnittyneet pohjaan.
Psilofyytit- kasvit, jotka valloittivat ensimmäisenä maan. Sitten syntyi muita maakasvien ryhmiä: saniaiset, sammalet ja muut. Nämä kasvit lisääntyivät itiöillä, mutta pitivät parempana vesiympäristöä.
Kasvit saavuttivat suuren monimuotoisuuden hiilikauden aikana. Kasvit kehittyivät ja voivat saavuttaa jopa 30 metrin korkeuden. Tänä aikana ilmestyivät ensimmäiset voimisiemenset. Yleisimmät lajit olivat lykofyytit ja cordaites. Cordaites muistutti havupuita runkomuodoltaan ja niillä oli pitkät lehdet. Tämän ajanjakson jälkeen maapallon pinta monipuolistui erilaisilla kasveilla, jotka saavuttivat 30 metrin korkeuden. Pitkän ajan kuluttua planeettamme tuli samanlainen kuin nyt tunnemme. Nyt planeetalla on valtava valikoima eläimiä ja kasveja, ja ihminen on ilmestynyt. Ihminen rationaalisena olentona omisti elämänsä opiskelulle noustuaan "jaloilleen". Arvoitukset alkoivat kiinnostaa ihmisiä, samoin kuin tärkein asia - mistä ihminen tuli ja miksi hän on olemassa. Kuten tiedätte, näihin kysymyksiin ei vieläkään ole vastauksia, on vain teorioita, jotka ovat ristiriidassa keskenään.
Elämän syntyminen on pääkysymys, joka on aina huolestuttanut älykästä ihmiskuntaa. Vastaukset siihen muuttuivat yhtä usein kuin ihmisen käsitys maailmanjärjestyksestä. Samaan aikaan molemmat versiot elämän jumalallisesta luonteesta ja oletukset siitä, että elämä syntyy itsestään, voisivat olla rinnakkain: heittää rätti kotan nurkkaan - ja jonkin ajan kuluttua tästä rätistä syntyy hiiret. Ollakseni rehellinen, on syytä huomata, että tämän asian loppua ei ole saavutettu tänään. Lisäksi moderni tiede ei voi edes vastata kysymykseen, mitä elämä on. Mutta luonnontieteilijät ovat yksimielisiä siitä, että todennäköisimmin ensimmäiset orgaaniset olennot maapallolla olivat ensimmäiset bakteerit.
Sen hyväksyminen, että orgaaninen elämä on kehittynyt yksinkertaisimmasta yksisoluisesta organismista, jota ei voi nähdä joka mikroskoopilla, ei ole helppo päätös. Edes nykyaikainen yhteiskunta ei ole aivan valmis hylkäämään ajatusta Jumalan huolenpidon läsnäolosta ja ottamaan täyttä vastuuta siitä, mitä tapahtuu yksinomaan itsestään, ja aikaisemmilla vuosisatoilla tällaisia ajatuksia kutsuttiin harhaoppiksi ja kapinaksi.
Yhteiskunnallisen elämän eettiset ja kulttuuriset näkökohdat ovat aina vaikuttaneet tieteen ja teknologian kehityksen nopeuteen ja suuntaan (eikä tämä vaikutus ole aina ollut negatiivista). Mutta eettisten ongelmien lisäksi on myös objektiivisia vaikeuksia, jotka eivät anna meille mahdollisuutta pistää kaikkia i:itä ensimmäisten elävien organismien ilmestymiseen liittyvissä asioissa.
Seuraavat olosuhteet eivät salli seuraavien olosuhteiden mahdollistavan lopullisesti autotrofisten ja heterotrofisten bakteerien oikeutta olla edelläkävijöitä orgaanisen elämän muodostumisessa planeetalla Maa:
- Yksi tieteellisen lähestymistavan periaatteista, jonka mukaan luonto on periaatteessa tuntematon ja aina on mahdollisuus saada uutta tietoa, joka voi muuttaa virallista tieteellistä paradigmaa.
- Täydellisen kuvan puuttuminen prosessista, jonka seurauksena epäorgaanisista yhdisteistä voisi syntyä monimutkainen itsestään replikoituva orgaaninen molekyyli.
- Maapallolla sen olemassaolon alussa muodostuneiden sedimenttien puuttuminen.
On ehdotuksia, että ensimmäiset autotrofiset bakteerit ilmestyivät maapallolle planeetan ensimmäisten sadan miljoonan vuoden aikana.
Toistaiseksi tätä hypoteesia ei voida vahvistaa eikä kumota. Tähän epävarmuuteen on useita syitä:
- Vanhimmat nykyään löydetyt sedimenttiesiintymät muodostuivat 3,9 miljardia vuotta sitten ja sisältävät jo jälkiä bakteereista.
- Mahdollisuuden puute tutkia myöhempiä kiviä viittaa siihen, että ne voivat sisältää myös jäämiä bakteereista.
Vaikuttaa siltä, että kysymys siitä, milloin bakteerit ilmestyivät ja kuinka monta vuotta sitten orgaaniset molekyylit alkoivat kopioida itseään käyttämällä ympäristöstä saatua energiaa, lykätään siihen asti, kunnes löydetään geologisia esineitä, jotka ovat mahdollisimman lähellä planeetan ikää.
Miten ne ilmestyivät
Jos otamme pois siitä, milloin ensimmäiset prokaryootit ilmestyivät, ja kysymme, kuinka ne ilmestyivät, voit oppia paljon mielenkiintoisia asioita siitä, mihin orgaaninen maallinen elämä perustuu.
Vastaus piilee noissa ensimmäisissä prosesseissa, jotka syntyivät primaarisen valtameren elottomissa ja myrkyllisissä nykyaikaisten standardien mukaan vesissä.
Nykyaikaisilla bakteereilla, joita tutkitaan ihmisten hoitamiseksi, ruokkimiseksi ja jätteiden poistamiseksi, ei ole mitään tekemistä ensimmäisten maan päällä eläneiden bakteerien kanssa.
Esimerkiksi nykyään tutkitaan aktiivisesti Helicobacter pylori -bakteeria, joka on tartuttanut yli puolet maailman väestöstä ja joka aiheuttaa maha- ja pohjukaissuolen mahahaavoja.
Etsiessään työkaluja tämän taudin hoitoon biologit työskentelivät hypoteesin perusteella, että ensimmäiset ihmiset saivat tämän bakteerin tartunnan eläimistä. Viimeaikaiset tiedot ovat kuitenkin osoittaneet, että ihmisestä tuli ensimmäinen Helicobacter pylorin elinikäinen säiliö. Eläinten lisätartunta tapahtui näiden ja ihmisten välisen kosketuksen seurauksena.
Näillä tiedoilla on suuri arvo haavaumien hoidossa, koska haavabakteerien evoluutiopolkuja ymmärtämällä on paljon helpompi kehittää kokonaisvaltaista hoitoa ja ehkäiseviä toimenpiteitä.
Elävien bakteeriviljelmien tutkimisen lisäksi mikrobiologit ja farmaseutit yrittävät luoda keinotekoisia mikro-organismeja, jotka voivat ratkaista myös ihmisten sairauksien diagnosoinnin ja hoidon ongelmia.
Nykyään tutkitaan tavallisen E. colin pohjalta luotujen keinotekoisten bakteerien mahdollisuuksia diagnosoida syöpää ja diabetesta. Näiden sairauksien havaitseminen varhaisessa vaiheessa auttaa saavuttamaan korkeita hoitotuloksia.
On kuitenkin ymmärrettävä, että keinotekoinen bakteeri ei ole synteettisistä materiaaleista luotu mikro-organismi. Synteettinen bakteeri on tavallinen bakteeri, jonka geneettiseen koodiin tehdään tiettyjä muutoksia.
Jpeg" alt="Likainen vesijohtovesi" width="300" height="199" srcset="" data-srcset="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/06/Grjaznaja-voda-iz-krana-300x199..jpeg 640w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px"> Так, например, та же синтетическая кишечная палочка, благодаря изменению ДНК искусственным путем, при повышении сахара в крови диабетика начинает вырабатывать флуоресцирующий белок, который, попадая в мочу больного, сразу проявляет себя на специальных биохимических тестах.!}
Huolimatta ihmisten hoitoon ja diagnosointiin tarvittavien synteettisten bakteerien luomisen kehittämisen lupauksista, tämä tieteellinen kehitys on erittäin vaarallista.
Monet julkiset laitokset vaativat innovaatioiden kehittäjiä luomaan keinotekoisia bakteereja, jotta ne kieltäytyisivät patentoimasta kehitystään, koska nykyaikainen tiede ei vielä pysty vastaamaan kysymykseen siitä, mitä tapahtuu, jos synteettisistä bakteereista tulee osa planeetan luonnollista bakteeriympäristöä.
Ja on melkein mahdotonta seurata keinotekoisten bakteerien tunkeutumishetkeä luonnolliseen ympäristöön.
Eukaryoottien nousu maapallolle alkoi noin miljardi vuotta sitten, vaikka ensimmäinen niistä ilmestyi paljon aikaisemmin (ehkä 2,5 miljardia vuotta sitten). Eukaryoottien alkuperä voidaan yhdistää prokaryoottisten organismien pakotettuun evoluutioon ilmakehässä, joka alkoi sisältää happea.
Symbiogeneesi - tärkein hypoteesi eukaryoottien alkuperästä
Eukaryoottisolujen alkuperästä on useita hypoteeseja. Suosituin - symbioottinen hypoteesi (symbiogeneesi). Sen mukaan eukaryootit syntyivät erilaisten prokaryoottien yhdistymisen seurauksena yhteen soluun, joka ensin astui symbioosiin ja muuttui sitten yhä enemmän erikoistuessaan yhden organismi-solun organelleiksi. Mitokondrioilla ja kloroplasteilla (yleensä plastideilla) on vähintään symbioottinen alkuperä. Ne ovat peräisin bakteerisymbionteista.
Isäntäsolu voisi olla suhteellisen suuri anaerobinen heterotrofinen prokaryootti, samanlainen kuin ameeba. Toisin kuin muut, se saattoi saada ruokkimiskyvyn fagosytoosin ja pinosytoosin avulla, mikä mahdollisti sen vangitsemisen muita prokaryootteja. Niitä ei kaikkia sulatettu, vaan ne toimittivat omistajalle elintärkeän toimintansa tuotteet). He puolestaan saivat siitä ravinteita.
Mitokondriot ovat peräisin aerobisista bakteereista ja mahdollistivat isäntäsolun siirtymisen aerobiseen hengitykseen, mikä ei ole vain paljon tehokkaampaa, vaan myös helpottaa elämään melko paljon happea sisältävässä ilmakehässä. Tällaisessa ympäristössä aerobiset organismit saavat etua anaerobisiin eliöihin verrattuna.
Myöhemmin joihinkin soluihin asettui muinaisia prokaryootteja, jotka muistuttavat eläviä sinileviä (sinileviä). Niistä tuli kloroplasteja, mikä synnytti kasvien evolutionaarisen haaran.
Mitokondrioiden ja plastidien lisäksi eukaryoottien siimoilla voi olla symbioottista alkuperää. Niistä tuli symbionttibakteereja, kuten nykyaikaisia spirokeetteja, joissa oli siima. Uskotaan, että sentriolit, sellaisia tärkeitä rakenteita solunjakautumismekanismille eukaryooteissa, syntyivät myöhemmin siimasolujen tyvikappaleista.
Endoplasminen verkkokalvo, Golgi-kompleksi, rakkulat ja vakuolit ovat saattaneet olla peräisin tuman vaipan ulkokalvosta. Toisesta näkökulmasta katsottuna jotkut luetelluista organelleista olisivat voineet syntyä mitokondrioiden tai plastidien yksinkertaistamisella.
Kysymys ytimen alkuperästä on suurelta osin epäselvä. Olisiko se voinut muodostua myös prokaryoottisesta symbiontista? DNA:n määrä nykyaikaisten eukaryoottien ytimessä on monta kertaa suurempi kuin mitokondrioissa ja kloroplasteissa. Ehkä osa jälkimmäisen geneettisestä tiedosta siirtyi ytimeen ajan myötä. Evoluutioprosessin aikana myös ydingenomin koko kasvoi edelleen.
Lisäksi eukaryoottien alkuperän symbioottisessa hypoteesissa kaikki ei ole niin yksinkertaista isäntäsolun kanssa. He eivät ehkä ole vain yksi prokaryoottityyppi. Genomivertailumenetelmiä käyttäen tutkijat päättelevät, että isäntäsolu on lähellä arkeaa, samalla kun se yhdistää arkean ja useiden toisiinsa liittymättömien bakteeriryhmien ominaisuudet. Tästä voimme päätellä, että eukaryoottien ilmaantuminen tapahtui monimutkaisessa prokaryoottiyhteisössä. Tässä tapauksessa prosessi alkoi todennäköisimmin metanogeenisesta arkeasta, joka joutui symbioosiin muiden prokaryoottien kanssa, mikä johtui tarpeesta elää happiympäristössä. Fagosytoosin ilmaantuminen edisti vieraiden geenien sisäänvirtausta, ja ydin muodostui suojaamaan geneettistä materiaalia.
Molekyylianalyysi on osoittanut, että erilaiset eukaryoottiproteiinit ovat peräisin eri prokaryoottiryhmistä.
Todisteita symbiogeneesistä
Eukaryoottien symbioottista alkuperää tukee se tosiasia, että mitokondrioilla ja kloroplasteilla on oma DNA, joka on pyöreä eikä liity proteiineihin (tämä pätee myös prokaryooteihin). Mitokondrio- ja plastidigeeneillä on kuitenkin introneja, joita prokaryooteilla ei ole.
Solut eivät tuota plastideja ja mitokondrioita tyhjästä. Ne muodostuvat olemassa olevista samankaltaisista organelleista jakautumisen ja myöhemmän kasvun kautta.
Tällä hetkellä on ameboja, joissa ei ole mitokondrioita, vaan symbionttibakteereja. On myös alkueläimiä, jotka elävät yhdessä yksisoluisten levien kanssa, jotka toimivat isäntäsolussa kloroplasteina.
Invaginaatiohypoteesi eukaryoottien alkuperästä
Symbiogeneesin lisäksi eukaryoottien alkuperästä on muitakin näkemyksiä. Esimerkiksi, suolistohypoteesi. Sen mukaan eukaryoottisolun esi-isä ei ollut anaerobinen, vaan aerobinen prokaryootti. Muut prokaryootit voisivat kiinnittyä sellaiseen soluun. Sitten niiden genomit yhdistettiin.
Ydin, mitokondriot ja plastidit syntyivät solukalvon osien tunkeutumisen ja irtoamisen kautta. Vieras DNA pääsi näihin rakenteisiin.
Genomin monimutkaisuus tapahtui jatkokehitysprosessissa.
Invaginaatiohypoteesi eukaryoottien alkuperästä selittää hyvin kaksoiskalvon esiintymisen organelleissa. Se ei kuitenkaan selitä, miksi kloroplastien ja mitokondrioiden proteiinien biosynteesijärjestelmä on samanlainen kuin prokaryoottinen, kun taas ydin-sytoplasmisessa kompleksissa on keskeisiä eroja.
Eukaryoottien evoluution syyt
Kaikki maapallon elämän monimuotoisuus (alkueläimistä koppisiemenisiin nisäkkäisiin) synnytti eukaryoottisia, ei prokaryoottisia, soluja. Herää kysymys, miksi? On selvää, että monet eukaryooteissa syntyneet piirteet lisäsivät merkittävästi niiden evoluutiokykyä.
Ensinnäkin eukaryoottien ydingenomi on monta kertaa suurempi kuin prokaryoottien. Samaan aikaan eukaryoottisolut ovat diploideja, lisäksi jokaisessa haploidisessa sarjassa tietyt geenit toistuvat monta kertaa. Kaikki tämä tarjoaa toisaalta suuren mittakaavan mutaatioiden vaihtelulle ja toisaalta se vähentää uhkaa elinkelpoisuuden jyrkästä heikkenemisestä haitallisen mutaation seurauksena. Siten eukaryooteilla, toisin kuin prokaryooteilla, on perinnöllisen vaihtelun reservi.
Eukaryoottisoluilla on monimutkaisempi mekanismi elämäntoiminnan säätelyyn; niillä on huomattavasti enemmän erilaisia säätelygeenejä. Lisäksi DNA-molekyylit muodostivat komplekseja proteiinien kanssa, mikä mahdollisti perinnöllisen materiaalin pakkaamisen ja purkamisen. Kaiken kaikkiaan tämä mahdollisti tiedon lukemisen osissa, eri yhdistelminä ja määrinä, eri aikoina. (Jos prokaryoottisoluissa lähes kaikki genomiinformaatio transkriptoituu, niin eukaryoottisoluissa yleensä alle puolet.) Tämän ansiosta eukaryootit pystyivät erikoistumaan ja sopeutumaan paremmin.
Eukaryootit kehittivät mitoosin ja sitten meioosin. Mitoosi mahdollistaa geneettisesti samanlaisten solujen lisääntymisen, ja meioosi lisää suuresti kombinatiivista vaihtelua, mikä nopeuttaa evoluutiota.
Heidän esi-isänsä hankkimalla aerobisella hengityksellä oli tärkeä rooli eukaryoottien hyvinvoinnissa (vaikka se on myös monilla prokaryooteilla).
Evoluutionsa kynnyksellä eukaryootit saivat joustavan kalvon, joka tarjosi mahdollisuuden fagosytoosiin, ja siimat, jotka mahdollistivat niiden liikkumisen. Tämä teki mahdolliseksi syödä tehokkaammin.
Venäläiset paleontologit asettivat pommin perinteisten näkemysten alla elämän alkuperästä planeetalla. Maan historia on kirjoitettava uudelleen.
Uskotaan, että elämä alkoi planeetallamme noin 4 miljardia vuotta sitten. Ja maapallon ensimmäiset asukkaat olivat bakteereja. Miljardit yksilöt muodostivat pesäkkeitä, jotka peittivät merenpohjan laajat avaruudet elävällä kalvolla. Muinaiset organismit pystyivät sopeutumaan todellisuuden ankariin todellisuuksiin. Korkeat lämpötilat ja hapeton ympäristö ovat olosuhteita, joissa on todennäköisempää kuolla kuin selviytyä. Mutta bakteerit selvisivät. Yksisoluinen maailma kykeni sopeutumaan aggressiiviseen ympäristöön yksinkertaisuutensa ansiosta. Bakteeri on solu, jonka sisällä ei ole ydintä. Tällaisia organismeja kutsutaan prokaryooteiksi. Seuraava evoluution kierros liittyy eukaryooteihin - soluihin, joissa on tuma. Elämän siirtyminen seuraavaan kehitysvaiheeseen tapahtui, kuten tutkijat olivat vakuuttuneita viime aikoihin asti, noin 1,5 miljardia vuotta sitten. Mutta tänään asiantuntijoiden mielipiteet tästä päivämäärästä ovat jakautuneet. Syynä tähän oli Venäjän tiedeakatemian paleontologisen instituutin tutkijoiden sensaatiomainen lausunto.
Anna minulle ilmaa!
Prokaryooteilla oli tärkeä rooli biosfäärin evoluution historiassa. Ilman niitä maapallolla ei olisi elämää. Mutta ydinvoimattomien olentojen maailmalta riistettiin mahdollisuus kehittyä asteittain. Millaisia prokaryootit olivat 3,5-4 miljardia vuotta sitten, ne pysyvät lähes samoina tähän päivään asti. Prokaryoottisolu ei pysty luomaan monimutkaista organismia. Jotta evoluutio voisi edetä ja synnyttää monimutkaisempia elämänmuotoja, tarvittiin erilainen, edistyneempi solutyyppi - solu, jossa on tuma.
Eukaryoottien ilmestymistä edelsi yksi erittäin tärkeä tapahtuma: happi ilmestyi maan ilmakehään. Solut ilman ytimiä voisivat elää hapettomassa ympäristössä, mutta eukaryootit eivät enää voineet elää. Ensimmäiset hapen tuottajat olivat todennäköisesti sinileviä, jotka löysivät tehokkaan fotosynteesimenetelmän. Mikä hän voisi olla? Jos ennen tätä bakteerit käyttivät rikkivetyä elektronin luovuttajana, niin jossain vaiheessa he oppivat vastaanottamaan elektronin vedestä.
"Siirtyminen sellaisen lähes rajattoman luonnonvaran kuin veden käyttöön on avannut evoluution mahdollisuuksia syanobakteereille", uskoo Venäjän tiedeakatemian paleontologisen instituutin tutkija Alexander Markov. Tavallisen rikin ja sulfaattien sijasta fotosynteesin aikana alkoi vapautua happea. Ja sitten, kuten sanotaan, hauskuus alkoi. Ensimmäisen soluytimellä varustetun organismin ilmestyminen avasi valtavia mahdollisuuksia kaiken elämän kehitykselle maapallolla. Eukaryoottien kehitys johti tällaisten monimutkaisten muotojen, kuten kasvien, sienten, eläinten ja tietysti ihmisten, syntymiseen. Heillä kaikilla on samantyyppinen solu, jonka keskellä on ydin. Tämä komponentti vastaa geneettisen tiedon tallentamisesta ja välittämisestä. Hän vaikutti myös siihen tosiasiaan, että eukaryoottiset organismit alkoivat lisääntyä seksuaalisen lisääntymisen kautta.
Biologit ja paleontologit ovat tutkineet eukaryoottisolua mahdollisimman yksityiskohtaisesti. He olettivat tietävänsä myös ensimmäisten eukaryoottien alkuperäajan. Asiantuntijat antoivat lukuja 1-1,5 miljardin vuoden takaa. Mutta yhtäkkiä kävi ilmi, että tämä tapahtuma tapahtui paljon aikaisemmin.
Odottamaton löytö
Vuonna 1982 paleontologi Boris Timofejev suoritti mielenkiintoisen tutkimuksen ja julkaisi sen tulokset. Hän löysi Karjalan arkeisista ja alaproterotsoisista kivistä (2,9-3 miljardia vuotta vanhoja) epätavallisia, noin 10 mikrometriä (0,01 millimetriä) olevia kivettyneet mikro-organismit. Suurin osa löydöistä oli muodoltaan pallomaisia, joiden pinta oli laskosten ja kuvioiden peitossa. Timofejev teki oletuksen, että hän löysi akritarchit - organismeja, jotka luokitellaan eukaryoottien edustajiksi. Aiemmin paleontologit löysivät samanlaisia näytteitä orgaanisesta aineesta vain nuoremmista sedimenteistä - noin 1,5 miljardia vuotta vanhoista. Tiedemies kirjoitti tästä löydöstä kirjassaan. "Sen painoksen painon laatu oli yksinkertaisesti kauhea. Kuvista ei yleensä voinut ymmärtää mitään. Kuvat olivat sumeita harmaita pilkkuja", Alexander Markov sanoo, "joten ei ole yllättävää, että useimmat lukijat ovat selailleet tätä. työn, heitin sen sivuun, unohtaen hänet turvallisesti." Sensaatio, kuten tieteessä usein tapahtuu, makasi kirjahyllyssä monta vuotta.
Venäjän tiedeakatemian paleontologisen instituutin johtaja, geologisten ja mineralogisten tieteiden tohtori, Venäjän tiedeakatemian kirjeenvaihtaja Aleksei Rozanov muisti aivan vahingossa Timofejevin työn. Hän päätti jälleen kerran nykyaikaisilla laitteilla tutkia Karjalan näytteiden kokoelmaa. Ja hän tuli hyvin nopeasti vakuuttuneeksi siitä, että nämä olivat todellakin eukaryoottimaisia organismeja. Rozanov on varma, että hänen edeltäjänsä löytö on tärkeä löytö, mikä on pakottava syy tarkistaa olemassa olevia näkemyksiä eukaryoottien ensimmäisen ilmestymisajankohdasta. Hyvin nopeasti hypoteesi sai kannattajia ja vastustajia. Mutta myös ne, jotka jakavat Rozanovin näkemyksen, puhuvat tästä aiheesta hillitysti: "Periaatteessa eukaryoottien ilmestyminen 3 miljardia vuotta sitten on mahdollista. Mutta tätä on vaikea todistaa", Alexander Markov sanoo. "Prokaryoottien keskikoko vaihtelee 100:sta. nanometristä 1 mikroniin, "Eukaryootit vaihtelevat 2-3 - 50 mikrometriin. Todellisuudessa kokovaihtelut menevät päällekkäin. Tutkijat löytävät usein näytteitä sekä jättiläisprokaryooteista että pienistä eukaryooteista. Koko ei ole 100-prosenttinen todiste." Hypoteesin testaaminen ei todellakaan ole helppoa. Maailmassa ei ole enää eukaryoottisten organismien näytteitä, jotka on saatu arkealaisista esiintymistä. Ei myöskään ole mahdollista verrata muinaisia esineitä nykyaikaisiin vastineisiinsa, koska akrirkkien jälkeläiset eivät säilyneet tähän päivään asti.
Vallankumous tieteessä
Siitä huolimatta tiedeyhteisössä oli suuri meteli Rozanovin idean ympärillä. Jotkut ihmiset eivät kategorisesti hyväksy Timofejevin löytöä, koska he ovat varmoja, että 3 miljardia vuotta sitten maapallolla ei ollut happea. Toiset ovat hämmentyneitä lämpötilatekijästä. Tutkijat uskovat, että jos eukaryoottisia organismeja ilmestyisi arkean aikakauden aikana, ne karkeasti sanottuna kypsentäisivät välittömästi. Aleksei Rozanov sanoo: "Yleensä parametrit, kuten lämpötila, ilman hapen määrä ja veden suolaisuus määritetään geologisten ja geokemiallisten tietojen perusteella. Ehdotan erilaista lähestymistapaa. Ensinnäkin, käytä paleontologisia löytöjä biologisen tason arvioimiseen. Määritä sitten näiden tietojen perusteella, kuinka paljon happea maapallon ilmakehässä olisi pitänyt sisältää, jotta yksi tai toinen elämänmuoto tuntuisi normaalilta. Jos eukaryootteja ilmaantui, niin happea pitäisi olla jo ilmakehässä, alueella useita prosentteja nykyisestä tasosta. Jos mato ilmaantui, happipitoisuuden pitäisi "olla jo kymmeniä prosentteja. Siten on mahdollista laatia kaavio, joka heijastaa eri organisoitumistasojen organismien esiintymistä hapen lisääntymisestä riippuen ja lämpötilan lasku." Aleksei Rozanov on taipuvainen työntämään mahdollisimman pitkälle hapen ilmestymishetkeä ja alentamaan äärimmäisen muinaisen maan lämpötilaa.
Jos voidaan todistaa, että Timofejev on löytänyt fossiilisia eukaryootin kaltaisia mikro-organismeja, tämä tarkoittaa, että ihmiskunnan on pian muutettava tavallista käsitystään evoluution kulusta. Tämä tosiasia antaa meille mahdollisuuden sanoa, että elämä maapallolla ilmestyi paljon odotettua aikaisemmin. Lisäksi käy ilmi, että on tarpeen tarkistaa elämän evoluutiokronologiaa maapallolla, joka osoittautuu lähes 2 miljardia vuotta vanhempi. Mutta tässä tapauksessa jää epäselväksi milloin, missä, missä kehitysvaiheessa evoluutioketju katkesi tai miksi sen eteneminen hidastui. Toisin sanoen on täysin epäselvää, mitä tapahtui maan päällä 2 miljardin vuoden ajan, missä eukaryootit piileskelivät koko tämän ajan: planeettamme historiassa on muodostumassa liian suuri valkoinen täplä. Tarvitaan uusi versio menneisyydestä, ja tämä on laajuudeltaan valtava työ, joka ei ehkä koskaan lopu.
MIELIPITEET
Elinikäinen
Vladimir Sergeev, geologisten ja mineralogisten tieteiden tohtori, johtava tutkija Venäjän tiedeakatemian geologisesta instituutista:
Mielestäni meidän on oltava varovaisempia tällaisten johtopäätösten kanssa. Timofejevin tiedot perustuvat materiaaliin, jossa on toissijaisia muutoksia. Ja tämä on suurin ongelma. Eukaryoottisten organismien soluissa tapahtui kemiallinen hajoaminen, ja bakteerit voivat myös tuhota ne. Pidän tarpeellisena analysoida Timofejevin havainnot uudelleen. Mitä tulee eukaryoottien ilmestymisaikaan, useimmat asiantuntijat uskovat, että ne ilmestyivät 1,8-2 miljardia vuotta sitten. On joitakin löytöjä, joiden biomarkkerit viittaavat näiden organismien syntymiseen 2,8 miljardia vuotta sitten. Periaatteessa tämä ongelma liittyy hapen esiintymiseen maan ilmakehässä. Yleisesti hyväksytyn mielipiteen mukaan se muodostui 2,8 miljardia vuotta sitten. Ja Aleksei Rozanov ajaa tämän ajan 3,5 miljardiin vuoteen. Minun näkökulmastani tämä ei ole totta.
Alexander Belov, paleoantropologi:
Kaikki, mitä tiede löytää nykyään, on vain hiukkanen materiaalista, joka saattaa vielä olla olemassa planeetalla. Säilötyt muodot ovat erittäin harvinaisia. Tosiasia on, että organismien säilyttäminen vaatii erityisolosuhteita: kostea ympäristö, hapen puute, mineralisaatio. Maalla eläneet mikro-organismit eivät ehkä ole saavuttaneet tutkijoita ollenkaan. Tiedemiehet arvioivat mineralisoituneiden tai kivettyneen rakenteiden perusteella, millaista elämää planeetalla oli. Tiedemiesten käsiin joutuva materiaali on sekoitus eri aikakausilta peräisin olevia fragmentteja. Klassiset päätelmät elämän alkuperästä maapallolla eivät välttämättä pidä paikkaansa. Mielestäni se ei kehittynyt yksinkertaisesta monimutkaiseksi, vaan ilmestyi kerralla.
Maya Prygunova, Itogi-lehti nro 45 (595)
