Сценарій освіти та еволюції життя на Землі
Сценарій освіти та еволюції життя Землі - розділ Екологія, Основні характеристики біосфери На Рис. 20 Показано чотири стадії освіти і еволюції життя на землі. Перш.
На рис. 20 показано чотири стадії освіти та еволюції життя на Землі. Перша стадія, що почалася приблизно 3,8 млрд. років тому, пов'язана з виникненням та еволюцією РНК.
Стадія 1 – світ РНК. Експериментально показано, що короткі нуклеотиди (прообраз РНК) могли синтезуватися на поширеному глинистому мінералі – монтморилоніті. Це підстадія 1 – виникнення світу РНК. Потім нуклеотиди могли з'єднуватися в ланцюжки подібні до РНК. Тому виділена підстадія 2. Вона завершується після появи довгих полінуклеотидів РНК, які могли бути матрицею для синтезу білків. На наступному етапі (підстадія 3) синтезуються найпростіші білки, і двох РНК утворюється молекула ДНК. Так сформувалася знаменита тріада «ДНК↔РНК→білок» близько 3,6 млрд років тому. Поява мембрани, що відокремила тріаду від довкілля, завершує утворення клітини.
Мал. 19. Сценарій освіти та еволюції життя на Землі [20]
Життя може зародитися і переноситися у космосі, але у вигляді коротких нуклеотидів. Далі у сприятливому середовищі, її цикл щоразу починається наново: поява макромолекул РНК, ДНК та білка, формування на їх основі клітини.
Стадія 2 - прокаріоти. Існує багато доказів того, що першими з'явилися одноклітинні без ядра - прокаріоти. Ймовірно, це були гетеротрофні форми, які використовували накопичену органічну речовину. Пізніше виникає хемосинтез бактерій, які використовують енергію окиснення неорганічних сполук. Еволюція біоти в епоху археозою відрізняє виникнення різноманітних формметаболізму, що тісно пов'язане з процесами літогенезу. Прикладом є залізобактерії (див. 3.7).
Поступово живильне середовище гетеротрофів звужується, виникає хемосинтез бактерій, а фотосинтез із виділенням вільного кисню, який починає надходити в атмосферу. Створюються умови для існування аеробів та формування світу еукаріотів.
Стадія 3 - еукаріоти. Близько 1,6-1,7 млрд років тому (рис. 20) з'явилися еукаріоти з ядром, можливо, відразу у вигляді різних життєвих форм: гетеротрофів і фітопланктонних автотрофів. Цю подію пов'язують із проходженням атмосферою основної точки Пастера. Цілком ймовірно, що еукаріоти існували набагато раніше, але ареал їх проживання був обмежений. Підвищення концентрації кисню відкрило шлях еукаріот, але було катастрофою для анаеробного життя.
Аеробне життя більш ніж у 10 разів ефективніше з енергетичної точки зору, ніж бродіння, а тому відкриває можливість появи складних одноклітинних, а потім і багатоклітинних організмів. Темпи еволюції збільшились. Періоди зміни форм життя Землі скоротилися на початку сотень, та був до десятків мільйонів років. Головна причина швидкої еволюції еукаріотів – їх розмноження пов'язане з обміном ділянками ДНК у формі статевого процесу. Прокаріоти розмножуються поділом.
Можна сказати, що Землю у нелегкому бою завоювали еукаріоти. Бурхливе зростання різноманітності тварин прискорило і еволюцію рослин. Відтепер еукаріоти не залишали можливості для колишнього панування прокаріотів. Нині вони домінують лише у місцях, що нагадують архей чи протерозою.