Este greu de imaginat, dar odată ce Pământul a fost pustiu și gol. Acum, pe planetă există un număr imens de specii vii care se deplasează, hrănesc și produc pui. Toată viața pare diferită, dar în centrul acestei diversități se află o unitate - o celulă. Acestea constau în plante, animale, ciuperci și bacterii. Dacă procesul de evoluție a fost descris de Darwin, atunci apariția primei celule de pe Pământ este un mister, peste care se luptau cele mai bune minți ale omului. În acest subiect există încă multe ambiguități, însă istoria generală a vieții este deja clară.
Viața viței
Acum, oamenii de știință au o opinie comună, când și cum a apărut prima celulă. Precursorii celulelor - protocelule - erau simple și conțineau acizi nucleici pentru a se înmulți și o coajă pentru a ține pe nimeni. Au fost celule într-un anumit substrat numit "bulion primar" (termenul a fost folosit pentru prima oară de naturalistul rus Oparin). Din această supă a apărut prima celulă și din ea, în viitor, va împrumuta tot ceea ce este necesar ca ea să devină parte a unui organism multiceluros. Dar de unde a venit acest bulion?
În 1953, chimiștii Stanley Miller și Harold Urey au realizat un experiment care a dovedit că viața poate apărea din lucruri aparent fără viață. Ei aveau metan (CH4), amoniac (NH3), hidrogen (H2), monoxid de carbon (CO) - gazele presupuse a fi cuprinse pe planeta noastră într-o perioadă fără viață; de asemenea, pentru experiment am avut nevoie de apă. În vasul cu apă au fost conectate tuburile prin care au trecut gazele de mai sus. Ei s-au evaporat și au "primit" șocul electric - un fel de simulare a furtunilor de pe planetă. P
Două săptămâni de circulație continuă au coace și chimistii au descoperit aminoacizii necesari pentru existența vieții proteice într-un lichid roșu-brun. Simulatorul vieții a lucrat. Teoria lui Oparin sa dovedit a fi corectă (atunci și alți chimici au primit în mod similar toți cei 22 de aminoacizi necesari pentru viață pe planetă).
Dar înainte de evoluția biologică a fost evoluția substanței chimice.
Cu patru miliarde de ani în urmă, atmosfera de pe Pământ a fost redusă - avea oxigen foarte puțin pentru formarea de oxizi. Această atmosferă a creat compuși organici foarte simple (monomeri) sub influența diferitelor forme de energie - căldură și electricitate. Depozitele neoxidate se formează clar pe suprafață, absența surselor semnificative cunoscute de oxigen și alți oxidanți sunt doar câteva dovezi ale prezenței exact acele gaze la acel moment. Oxigenul de pe Pământ nu a fost încă, ceea ce va afecta mai târziu caracteristicile primelor organisme vii de pe planetă - ele vor fi anaerobe.
Apoi, oamenii de stiinta au primit multe molecule biologice, inclusiv proteine si grasimi complexe. Sa constatat că rolul evacuărilor electrice ar putea fi, de asemenea, jucat de radiațiile ultraviolete și de căldură. Toate acestea au format molecule organice din vapori, împreună cu ploaia a căzut în ocean, și astfel a apărut un "bulion primar". Și abia atunci a apărut prima celulă din ea.
Era mult mai simplă decât cele de la care acum corpul uman sau orice alt organism multiceluros. Trebuia să fie mai mult de un miliard de ani de evoluție pentru a deveni un bloc perfect pentru a construi toată viața.
Se amestecă, dar nu se agită
Nici o celulă nu poate exista în mod corespunzător fără informații genetice. Este necesar pentru funcționarea celulei în sine, ea trebuie transmisă puilor - în general, un lucru vital. În prima celulă, ca în bulionul primar, au existat multe baze nucleice - baza codului genetic, care folosește o celulă de pe planeta noastră. A rămas o chestiune de mici - să se unească în molecule.
Oparin a crezut că ADN-ul a apărut pe primul loc, dar această ipoteză nu a fost confirmată, deoarece ADN-ul nu poate fi copiat pe cont propriu. De fapt, primul ARN a apărut ca fiind structura cea mai simplă și capabilă de reproducere fără participarea altor substanțe. Teoria care explică originea ARN-ului se numește "lumea ipotezelor hidrocarburilor poliaromatice".
Hidrocarburile sunt substanțe insolubile inițial. Cu toate acestea, sub influența razelor UV, structura lor se schimbă și încep să se dizolve în apă. Grupurile mici de hidrocarburi au un alt avantaj - capacitatea de a se împerechea între ele. Ei au creat inele care s-au rotit, s-au ciocnit și au interacționat cu constituenții viitori ai ARN și ADN. Iar aceste componente sunt, de asemenea, atent formate în inele. Astfel, au fost atasate baze azotate.
În acest moment, datorită unei schimbări puternice a acidității mediului - probabil că o astfel de schimbare ar putea avea loc ca urmare a erupției vulcanice - unele dintre molecule au fost deconectate. Această parte va intra mai târziu în ARN. Pentru aceasta, moleculele au trebuit să se scurge într-un tub și să prindă cealaltă jumătate, formând o structură dublu catenară. Sa format prima moleculă, care ar putea funcționa ca purtător de informații genetice. Pentru prima dată în istoria planetei, a apărut un cod care a descris structura speciei - prima specie de celule vii de pe Pământ.
Unul din domeniu este un biolog
Totuși, până când evoluția era completă, celula era încă departe. Mulți oameni cred că evoluția este întotdeauna o competiție. Acest lucru nu este întotdeauna cazul. Uneori este mai bine să se unească împreună pentru a supraviețui. Istoria nu cunoaște un alt eveniment unic care a avut loc pe planetă cu un miliard de ani în urmă și a devenit cheia pentru apariția întregii lumi vii pe care o cunoaștem acum. Fără exagerare, se poate spune că aceasta a fost principala alianță făcută vreodată pe Pământ.
Prima persoană care descrie acest moment a fost americanul Lynn Margulis. Lynn a studiat originea nucleului și a organelurilor celulare - mitocondriile și cloroplastele. Acum patruzeci de ani, ea a prezentat teoria endosymbiosis - relațiile dintre organisme care trăiesc în reciproc, în moduri reciproc avantajoase, în timp ce un organism acționează ca o celulă gazdă, iar celălalt este un simbiot și este situat în interiorul acestuia.
Bacteria pătrunde în cealaltă și devine organul său intern - o parte componentă a celulei. Astfel, cloroplastele responsabile în celulă pentru absorbția energiei solare au provenit de la cianobacterii și mitocondriile, care sintetizează energia - de la rudele apropiate ale tifosului modern. Fiind organele, ei au dat o parte semnificativă din genele lor nucleului celulei gazdă.
O comparație a cloroplastelor cu cele mai apropiate rude vii din genul Synechococcus a arătat că stocul de gene a fost semnificativ redus. Cloroplastele conțin gene care sunt responsabile pentru fotosinteză, dar în ele nu există aproape nici o genă care să poată îndeplini alte funcții; această observație sugerează că aceste celule de endosimbiotice primare depind puternic de gazdele lor pentru supraviețuire și creștere.
Pierderea autonomiei genetice, adică pierderea multor gene endosymbionte, a avut loc chiar la începutul căii evolutive. Există două teorii principale care explică îngustarea genomului lor. Primul sugerează că simbiotanii au pierdut genele excesive - adică cele care au dublat alte gene. A doua teorie este că genele au fost transferate în nucleu. Ca rezultat, multe procese ale cloroplastelor și mitocondriilor au fost controlate de nucleul celulei. În plus, multe gene nucleare preluate de la endozimmbioane au dobândit noi funcții care nu sunt legate de organele lor.
Acum, teoria apariției unei celule moderne este recunoscută de aproape toată lumea ca fiind cea mai probabilă, însă numai patruzeci de ani în urmă aceasta părea diferită. Margulis a susținut că simbioza, și nu o mutație accidentală, a fost forța motrice a evoluției, și că cooperarea dintre organisme este principalul criteriu al selecției naturale și nu concurența între organismele individuale. "Marea viziune a lui Darwin nu a fost greșită, ci doar incompletă", a spus Lynn.
În știința clasică, natura este văzută ca un sistem mecanic format din "blocurile standard" de bază. În conformitate cu această viziune, Darwin a propus o teorie evolutivă în care unitatea de supraviețuire a fost o specie, un subspecii sau un alt "bloc standard" al lumii biologice. Dar un secol mai târziu a devenit absolut clar că niciuna dintre aceste unități nu este o unitate de supraviețuire. Ceea ce supraviețuiește este organismul în mediul său.
"Un organism care se gândește numai la propria sa supraviețuire va distruge invariabil mediul său și, așa cum învățăm din experiența amară, așa se va distruge", a remarcat Margulis.
Cu toate acestea, după o luptă lungă și încăpățânată cu recenzii, Lynn a câștigat încă. Richard Dawkins, faimosul popularizator al științei, în ceea ce privește teoria lui Margulis, spune următoarele:
"Admir foarte mult curajul și statornicia lui Lynn Margulies în fidelitatea teoriei sale endosimbiotice și a punerii sale în aplicare, astfel încât de la neortodoxitate la tranziția la ortodoxie. Acesta este unul dintre cele mai mari succese ale secolului al XX-lea în domeniul biologiei evolutive și eu o admir foarte mult despre acest lucru ".
Odată cu apariția unei celule decorate, cu apariția unor noi funcții și capacitatea celulelor de a transmite informațiile genetice de la o generație la alta prin molecule chimice, se termină evoluția unei celule. Apoi incepe o alta viata - o viata multiculara si multilaterala. Aceasta va duce la apariția întregii lumi din jurul nostru și a persoanei însuși. Dar lucrul principal sa întâmplat deja cu un miliard de ani în urmă. Restul este o chestiune de timp.
Articole similare
-
Papagalii de la Corella cum să le păstreze, să le hrănească, condiții de viață
-
Mergând la principiu este un ton rău, nu o forță de caracter - viața într-un cuib
Trimiteți-le prietenilor: