Acasă | Despre noi | feedback-ul
Mutațiile și recombinarea ADN-ului (schimbul de gene) - acestea sunt cele două direcții principale ale evoluției bacteriilor. Dar cum rămâne cu organismele multicelulare ale restului, forme mai mari de viață? Dacă mutațiile aleatoare nu servesc ca un mecanism evolutiv eficient pentru ei și dacă nu schimbă genele, cum ar fi bacteriile, atunci cum au evoluat aceste forme de viață mai înalte? Răspunsul la această întrebare a fost dat de Lynn Margulis, care a descoperit cea de-a treia direcție de evoluție complet neașteptată. Această direcție joacă un rol important în toate sferele biologiei.
Microbiologi sunt conștienți de faptul că diviziunea cea mai fundamentală a tuturor formelor de viață nu urmeze linia „plante - animale“ este considerat de cei mai mulți oameni, și între cele două tipuri de celule - de haves si au miezul. Bacteriile, protozoare, aceste forme de viață nu au nuclee de celule și, prin urmare, sunt, de asemenea, numite procariote ( „celule non-nucleare“), în timp ce toate celelalte celule au nuclee si sunt numite eucariotele ( „celule nucleate“). Toate celulele organismelor superioare posedă un nucleu; eucariotele există, de asemenea, sub formă de microorganisme unicelulare non-bacteriene.
Studiind genetica, Margulis a devenit interesat de faptul că într-o celulă cu nucleu, nu toate genele se află în interiorul nucleului:
Întotdeauna am fost învățați că genele sunt localizate în nucleu și că nucleul este principalul element de control al celulei. Încă doar studiind genetica, am aflat că există și alte sisteme genetice, cu alte modele de ereditate. De la bun început, mă interesează genele ilegale situate în afara nucleului17.
Prin studierea fenomenului mai în detaliu, Margulis a aflat că toate aceste gene „ilegale“ sunt derivate din bacterii, iar apoi a venit treptat să înțeleagă că acestea aparțin organismelor vii individuale, un mic de celule vii este in celulele mai mari.
Dovezile cele mai izbitoare ale evoluției prin simbioză sunt așa-numitele mitocondrii, "centralele" din cele mai multe celule nucleare. Aceste componente esențiale ale tuturor celulelor animale și ale plantelor acționează ca respirație celulară; ele conțin propriul material genetic și sunt reproduse independent, inclusiv în timp, din restul celulei. Margulis sugerează că mitocondriile erau inițial bacterii libere de migrare, care, în vremuri străvechi, au invadat alte microorganisme și s-au stabilit în ele pentru reședință permanentă. "Organismele combinate au continuat să evolueze în forme de viață mai complexe, care respiră oxigenul", explică Margulis. "Aici, deci, vedem un mecanism evolutiv mai rapid decât o mutație: o uniune simbiotică care devine permanentă"
Teoria simbiogenezei presupune o schimbare radicală a ideilor în gândirea evoluționistă. În timp ce teoria tradițională consideră că dezvăluirea vieții numai ca un proces de divergență de specii, Lynn Margulis susține că formarea de noi entități complexe, prin simbioza a unor organisme independente anterior a fost întotdeauna mai puternic și importantă forță evolutivă.
Descoperirea evoluționistă a vieții în decursul a miliarde de ani este o poveste care surprinde spiritul. Motivat de creativitatea inerente în toate sistemele vii, și-a exprimat în trei direcții distincte - mutații, schimb de gene si simbioza - o răspândire vie planetă patină și întărită, ghidate prin selecție naturală, ca o formă de complexitate în continuă creștere. Această poveste este spusă de remarcabil Lynn Margulis și Dorion Sagan în cartea sa „Microcosmos“; Într-o mare măsură, paginile următoare sunt scrise conform materialelor din cartea lor21.
Nu există dovezi privind existența oricărui plan, scop sau cauză în procesul evolutiv global și, prin urmare, nu există dovezi de progres; și totuși există modele destul de diferite de dezvoltare / Una dintre ele, cunoscută sub numele de convergență, este tendința organismelor de a dezvolta forme similare pentru a rezolva probleme similare, în ciuda diverselor istorii ancestrale. Astfel, ochii s-au dezvoltat de mai multe ori - în diferite perioade de timp și în diferite direcții - în viermi, melci, insecte și vertebrate. În mod similar, aripile au evoluat independent în insecte, reptile, lilieci și păsări. Se pare că creativitatea naturii nu cunoaște limite.
Un alt model izbitoare este o catastrofă recurentă - un fel de punct de bifurcare planetar, urmată de perioade intense de creștere și perfecțiune. Deci, scăderea periculoasă a procentului de hidrogen din atmosfera Pământului cu mai mult de două miliarde de ani în urmă a condus la una dintre cele mai mari inovații evolutive - utilizarea apei în fotosinteză. Milioane de ani mai târziu, această nouă biotehnologie extrem de reușită a dat naștere unei crize de poluare catastrofală - acumularea de cantități uriașe de oxigen toxic. Criza de oxigen, la rândul său, a condus la evoluția bacteriilor care respirau oxigenul: sa dovedit a fi una dintre inovațiile remarcabile ale vieții. Mai târziu, în urmă cu 245 milioane de ani, ca urmare a dispariției devastatoare și fără precedent a multor specii, a început evoluția rapidă a mamiferelor; și 66 de milioane de ani în urmă, catastrofa, care a șters dinozaurii de pe fața Pământului, a clarificat calea evoluției primilor primate și, în final, a ființelor umane.
Pentru a reflecta schematic procesul de dezvăluire a vieții pe Pământ, folosim o scală geologică pe care perioadele sunt măsurate în miliarde de ani. Procesul începe cu formarea planetei
Pământ - o minge de foc fierbinte de lavă - acum patru și jumătate de miliard de ani. Geologii și paleontologii au rupt aceste 4,5 miliarde de ani în numeroase perioade și subperioade, desemnate prin denumirile de tip "Proterozoic", "Paleozoic" sau "Pleistocene". Din fericire, nu trebuie să ne amintim toți acești termeni tehnici pentru a ne imagina etapele de bază ale evoluției.
În evoluția vieții pe Pământ, distingem între trei epoci destul de învăluitoare, fiecare dintre care acoperă o perioadă de timp de la unu la doi vechi de miliarde de ani și este format din mai multe etape individuale (a se vedea. Tabelul de la p. 254). Prima eră - prebiotic, în care condițiile pentru apariția vieții. A durat un miliard de ani, de la formarea Pământului înainte de apariția formelor timpurii ale vieții - primele celule - în urmă cu aproximativ 3,5 miliarde de ani. A doua epocă, care a durat un plin vechi de doi miliarde de ani - un microcosmos al erei atunci cand bacteriile si alte microorganisme sunt inventate toate procesele de bază ale vieții, și au format un feedback la nivel mondial bucle pentru sistemul de auto-reglementarea Gaia.
Aproximativ 1,5 miliarde de ani în urmă, suprafața și atmosfera Pământului au fost practic formate în forma lor actuală; microorganismele au umplut aerul, apa și solul, distilat ciclic gazele și substanțele nutritive din rețeaua lor planetară, așa cum o fac astăzi; și, în final, s-au creat condiții pentru trecerea la a treia epocă a vieții - macrocosmosul, - epoca evoluției formelor de viață mai mari, inclusiv a rasei umane.
În primii miliarde de ani de la formarea Pământului, condițiile de apariție a vieții treptat s-au dezvoltat. Bomba de foc originală a fost suficient de mare pentru a ține atmosfera. În plus, conținea principalele elemente chimice, din care urmau să se formeze blocurile de viață. Distanța de la soare sa dovedit a fi optimă - suficient de departe pentru a începe procesul de răcire lentă și de condensare și, în același timp, suficient de aproape încât să nu se producă lichefierea și înghețarea gazelor.
După o jumătate de miliard de ani de răcire treptată, aburul care umple atmosfera a fost în cele din urmă condensat; ploile abundente nu s-au oprit timp de milenii, și atât de multă apă s-a acumulat pe suprafața Pământului pe care o formează oceanele superficiale. În această perioadă lungă, carbonul - coloana vertebrală chimică a vieții - combinată activ cu hidrogenul, oxigenul, azotul, sulful și fosforul, generând o varietate nesfârșită de compuși chimici. Aceste șase elemente - C, H, O, N, S, P - și sunt acum principalele ingrediente chimice ale tuturor organismelor vii.
Cu miliarde de ani în urmă
Articole similare
-
Prezentare - rolul simbiozei în evoluție, rețeaua socială a educatorilor
-
Interacțiunea limbilor ca factor principal al evoluției limbajului
Trimiteți-le prietenilor: