Карта сайта Сделать стартовой Добавить в избранное

Главная страница
Карта сайта
Введение
Что вы найдете и не найдете на этом сайте













Словарь
Мифологический словарь
Картины известных художников на религиозные темы
Календарь религиозных праздников

Список литературы
Полезные ссылки
Обратная связь

 

Версия для печати Версия для печати Версия для печати Версия для печати (в новом окне)

Зарождение жизни на Земле

Оглавление

Предыстория
От неорганики к органике
Первые аминокислоты
От неживого к живому
Время и место

Предыстория

Химическая и биологическая эволюция жизни на Земле

4,5 миллиарда лет назад. Только что сформированная планета была горячей, не имела атмосферы и воды. Со временем она остыла, а вследствие выделения газа из горных пород возникла первая атмосфера. В ней не было кислорода, но было много других, ядовитых для нас газов, например сероводорода (это тот газ, который придает специфический запах тухлым яйцам) и углекислого газа. Также постепенно возникли первые водоемы, а затем и океаны.

 

От неорганики к органике

Вода, сероводород, углекислый газ - все это, как известно, из школьного курса химии, вещества неорганические. А жизнь основана на органических веществах.

Однако из неорганических веществ могут появиться органические.

Впервые такую реакцию осуществил немецкий химик и врач Фридрих Велер. В 1824 году он сумел синтезировать щавелевую кислоту, а в 1828 году - мочевину. Велер получил мочевину нагревом цианата аммония, полученного в реакционной смеси цианата калия с сульфатом аммония. Это событие нанесло первый удар по витализму - учению о жизненной силе, утверждавшему, что в живых организмах присутствует некая сверхъестественная сила, управляющая жизненными явлениями.

Несколько позже, в 1845 году, другой немецкий химик Адольф Кольбе синтезировал уксусную кислоту.

В 1854 году французский ученый Марселен Бертло получил жир.

Наконец, в 1861 году русский химик А.М. Бутлеров синтезировал сахаристое вещество.

Все вышеприведенные факты взяты из школьного учебника органической химии за 10 класс.

 

Первые аминокислоты

Александр ОпаринВ 1920-х годах русский биохимик Александр Опарин выдвинул теорию, что жизнь на Земле возникла в первобытном бульоне - морской воде, в которой плавает масса органических молекул. В присутствии метана (тогда считалось, что атмосфера молодой Земли состояла из метана), под воздействием постоянных грозовых разрядов органические молекулы вступали в реакции, образуя все более и более сложные молекулы, потом белки. Что и привело, в конце концов, к образованию жизни.

Дж. ХолдейнНезависимо от Опарина к таким же выводам пришел Дж. Б. С. Холдейн. В 1929 году он писал: "Сейчас, когда ультрафиолетовые лучи воздействуют на смесь воды, углекислого газа и аммиака, синтезируется множество органических веществ, включая сахара и, по видимому, некоторые из материалов, из которых получились белки. В современном мире такие вещества, находясь в свободном состоянии, разлагаются - то есть разрушаются микроорганизмами. Но до возникновения жизни они должны были накапливаться, пока океаны не достигли консистенции горячего разбавленного бульона".

Стенли МиллерВ середине 20 века Стенли Миллер решил проверить эту гипотезу экспериментально, хотя бы на первом этапе. Он взял две колбы, поставил одну над другой и соединил двумя трубками. В нижней находилась подогреваемая вода, имитирующая первобытный океан. Верхняя представляла собой модель первобытной атмосферы (метан, аммиак, водяной пар и водород). Через одну трубку пар поднимался от "океана" в "атмосферу". Вторая трубка шла из "атмосферы" в "океан". По пути она проходила через искровую камеру ("молнии") и камеру охлаждения, где пар конденсировался, образуя "дождь", который пополнял "океан".

Всего неделю спустя "океан" приобрел желто коричневый цвет. Как и предсказывал Холдейн, раствор превратился в "бульон" из органических соединений, среди которых было не менее семи аминокислот - главных структурных элементов белков. Три из семи аминокислот (глицин, аспарагиновая кислота и аланин) входили в список из двадцати аминокислот, присутствующих у живых существ.

Потом выяснилось, что первичная атмосфера нашей планеты вовсе не состояла из метана. Однако позднейшие подобные эксперименты, в которых вместо метана использовался углекислый или угарный газ, показали сходные результаты. Таким образом, биологически важные небольшие молекулы, включая аминокислоты, сахара и, что особенно важно, структурные элементы ДНК и РНК, могут спонтанно образовываться в природе.

В общем, опыт Миллера является классическим экспериментом, подтверждающим эволюцию, то есть усложнение структур в разнообразной среде при насыщении системы энергией.

 

От неживого к живому

Однако органическое соединение еще не есть живое. Никто не станет утверждать, что такие хорошо известные органические соединения, как сахар, спирт, метан (он же природный газ), нефть (там целая смесь разной органики) являются живыми организмами.

Аминокислоты живыми организмами также не являются.

А что вообще отличает живое от неживого?

Самой главной особенностью живого является его возможность к самовоспроизводству.

Второй важный признак живого - гомеостаз, т.е. способность сохранять свое внутреннее состояние в течение жизни.

То есть живым организмом могла бы быть признана молекулярная структура, которая самовоспроизводит сама себя и которая обладает достаточной стабильностью, чтобы не распадаться на части достаточно длительное время.

И здесь я хочу процитировать статью, которая находится здесь.

* * *

Происхождение жизни

1. Вначале был органический бульон, в котором возник РЕПЛИКАТОР. Это уже жизнь.

Возник он очень просто, естественным путем. Представьте древнюю Землю. На ней есть вода со всякими простыми органическими соединениями (нуклеотиды, аминокислоты), которые не могут себя реплицировать. На ней есть горячие источники рядом с вулканами. Она крутится вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси, таким образом на ней есть день и ночь. Этого достаточно.

А теперь совершается чудо.

В воде нуклеотиды (А, Г, У, Ц) под действием ультрафиолета соединяются в цепочку ковалентными связями. Чистая химия. Солнышко заходит - вода остывает. Цепочка перестает наращиваться и начинается сборка второй цепочки из свободных кирпичиков-нуклеотидов. Они соединяются достаточно слабыми водородными связями по принципу комплементарности.

Наступает день - солнышко нагревает воду до температуры 80 градусов по Цельсию (горячий же источник), и водородные связи разрываются. Образуются две отдельные, но комплементарные цепочки. Солнышко светит ультрафиолетом, цепочки наращиваются ковалентными связями со следующими нуклеотидами. Наступает ночь - водичка остывает. Цепочки еще раз присоединяют комплементарные кирпичики. И понеслась: ночью присоединяют кирпичики, днем расходятся, ночью опять кирпичики, днем расходятся. Получилась РЕПЛИКАЦИЯ. Естественным путем.

Простой пример. Допустим, у нас есть короткая РНК-цепочка: АГУЦ. Ну скажем днем наросла случайной комбинацией атомов (вероятность вполне реальная). Ночью она создает комплементарную цепочку АГУЦ УЦАГ.

Днем водичка нагревается, водородные связи разрываются и она расходится на две цепочки: АГУЦ и УЦАГ.

Следующей ночью она опять создает комплементарную цепочку, только уже две: АГУЦ УЦАГ и УЦАГ АГУЦ.

Днем они расходятся и начинают наращиваться под действием ультрафиолета: АГУЦАГУЦ, УЦАГУЦАГ.

И понеслась репликация.

2. Дальше возникают рибозимы.

Теперь цепочка удлиняется и начинает соединяться комплементарными связями сама с собой. Один конец соединяется с другим. Или вторая четвертинка соединяется с предпоследней четвертинкой. В результате мы имеем вторичную структуру молекулы, которая сворачивается определенным образом и обладает каталитическим свойством. Она ускоряет собственную репликацию (или репликацию несвернувшихся соседей).

Раньше было 2 цепочки в сутки, а теперь стало 2000 цепочек в сутки. Ускорение химической реакции в тысячу раз - это ерунда. Современные белковые ферменты ускоряют химические реакции в миллионы и сотни миллионов раз, но до них мы еще доберемся. Короче, процесс УСКОРЯЕТСЯ.

Репликация ускорилась неимоверно и перестала зависеть от смены дня и ночи, хотя и нуждалась в постоянном притоке энергии от горячей воды и ультрафиолета солнышка.

3. Мутации и естественный отбор. Мы уже имеем древний фотоаппарат/ксерокс, который размножает молекулы по принципу Позитив-Негатив-Позитив. Но бывают ОШИБКИ. Не всегда комплементарность соблюдается на 100%. Отсюда получаем разнообразие. Начинает действовать естественный отбор: из всего многообразия выживают только те, кто умеет копироваться и делает это БЫСТРЕЕ, т.е. обладает более совершенной каталитической способностью собственной репликации.

4. Теперь допустим, что одна из "ошибочных" копий репликатора приобрела способность разрезать сама себя (самосплайсинг). В этом нет ничего фантастического. Установлено, что некоторые молекулы РНК умеют разрезать сами себя.

Подведем промежуточные итоги. Получилась ПРОИЗВОДЯЩАЯ система, которая принципиально может произвести любой продукт в виде РНК-молекулы, в том числе катализирующей что-то (нас только такие и интересуют ибо жизнь есть фантастически ускоренная химическая реакция). Эта производящая система, или другими словами ФАБРИКА, начала производить (отрезать от себя) различные виды РНК, некодирующие белки. Сплайсинг стал очень разнообразным. Фабрика РНК-молекул постепенно расширяла свой ассортимент.

Благодаря нескольким ключевым событиям произошел постепенный переход к белковому миру.

Была произведена рибосомная РНК, которая составляет активный центр, катализирующий образование пептидной связи между аминокислотами. Сначала она работала без всякой программы, случайно соединяя аминокислоты.

Были произведены транспортные РНК, доставляющие аминокислоты к проторибосоме и реализующие генетический код (нуклеотиды -> аминокислоты). Белки стали производиться по программе, зашитой в РНК.

Стали возникать нуклеопротеиды - комплексы из РНК и белков. Они стали усложняться за счет все новых белков.

Неэффективные рибозимы из РНК заменяются на эффективные белковые ферменты, произведенные по программе, зашитой в РНК. Повышается скорость и точность копирования РНК, точность воспроизведения белков.

Переход к белковому миру состоялся, но даже в наши дни РНК участвует в ключевых, жизненно важных процессах в каждой клетке.

Далее возникла ДНК, как надежное средство хранения информации.

5. РНК превращается в ДНК путем замены одного нуклеотида (урацил на тимин) и одного сахара (рибозы на дезоксирибозу). Одноцепочечная РНК превращается в двойную спираль ДНК. Это повышает сохранность информации, химическую устойчивость, а также дает возможность исправлять ошибки, восстанавливая информацию со второй спирали по принципу комплементарности.

Постепенно возникает протоклетка.

6. Вся фабрика окружает себя липидной мембраной и выходит за рамки какой-то пористой минеральной структуры типа глины.

7. Ядро отделяется от остальной части клетки (эукариоты). Синтез белка (рибосомы) выносится из ядра. В ядре остаются ДНК и процессинг всех видов РНК, включая информационные (матричные) и некодирующие (рибосомные, транспортные, регуляторные и прочие).

8. Повышается разнообразие белков, происходит дальнейшее увеличение точности и скорости копирования ДНК за счет белковых ферментов. Возникает сплайсинг белков.

9. Появляются различные органоиды клетки, состоящие из белков. Они специализируются на своих функциях, участвуя в общем процессе копирования репликаторов. Главная цель остается прежней - копирование репликаторов, более быстрое и более точное.

Эпоха сотрудничества и конкуренции.

10. Одноклеточные начинают кушать друг друга, возникают первые хищники.

11. Происходит симбиогенез больших одноклеточных с малыми одноклеточными: митохондриями и хлоропластами.

12. Появляются простые многоклеточные, состоящие из одинаковых или очень похожих одноклеточных.

13. Начинается специализация за счет регулирования экспрессии генов. Происходит генерация соматических клеток для образования различных тканей многоклеточного организма. Для соматических клеток устанавливается предел деления - предел Хейфлика. Выделяются половые клетки.

14. Появляются виды, далее читаем Дарвина.

Извините, что не уложился в одну неделю Творения, но две недели тоже вполне неплохо.

* * *

Если вы думаете, что такое невозможно, приведу следующий пример.

Существует вирус QP. Это вирус РНК – то есть вместо ДНК его гены состоят из РНК. Для репликации этой РНК вирус использует специальный фермент-репликазу. В "диком" виде QP является бактериофагом – паразитом кишечной бактерии Escherichia coll. Бактериальная клетка решает, что РНК вируса QP – часть ее собственной информационной РНК, и ее рибосомы обрабатывают чужую РНК, как собственную. Однако белки, которые при этом образуются, полезны вирусу, но не бактерии-хозяину. Это белок оболочки, нужный для защиты вируса; белок для прикрепления к бактериальной клетке; белок-бомба, который разрушает бактериальную клетку после того, как вирус закончил реплицироваться, и высвобождает десятки тысяч вирусных частиц, каждая из которых будет блуждать в своей белковой оболочке, пока не встретит новую бактериальную клетку.

Сол ШпигельманПрофессор Сол Шпигельман изолировал в своем опыте два компонента: фермент-репликазу и вирусную РНК. Он поместил их в воду вместе с некоторыми низкомолекулярными веществами - строительными элементами для синтеза РНК - и принялся ждать. РНК захватывала маленькие молекулы и синтезировала собственные копии. Причем она справлялась с этим без помощи бактерии хозяина, белковой оболочки или какой-либо иной части вируса. При этом синтез белка, который в естественных условиях является одной из обычных функций РНК, был полностью изъят из цикла. Получилась голая система репликации РНК, создающую свои копии, не утруждаясь синтезом белков.

И тут Шпигельман в искусственном мире - в пробирке, в отсутствие каких либо клеток - запустил действующую модель эволюции. Его установка представляла собой ряд пробирок, содержащих репликазу и строительные элементы, не содержащих РНК. В первую пробирку он поместил небольшое количество вирусной РНК, и она послушно синтезировала множество своих копий. Взяв каплю полученной жидкости, Шпигельман поместил ее во вторую пробирку. Эта "затравочная" РНК принялась реплицироваться во второй пробирке, и через некоторое время Шпигельман извлек оттуда каплю жидкости и перенес в третью пробирку. И так далее. Это позволило добиться эволюции путем естественного отбора в ее самой простой форме.

Этот выживший кусочек РНК, размером менее десятой части своего "дикого" предка, стал известен как "монстр Шпигельмана". Благодаря небольшому размеру, эта экономичная конструкция репродуцируется быстрее, чем конкуренты, и поэтому естественный отбор постепенно увеличивает ее численность.

Более того, Шпигельман провел дополнительные эксперименты. Он добавлял в раствор вредное вещество - бромистый этидий. В таких условиях в растворе эволюционировала другая молекула, устойчивая к бромистому этидию. То есть загрязнение раствора разными химическими веществами способствует эволюции организмов с разной специализацией.

Внимательный читатель спросит: если Шпигельман взял готовую вирусную РНК, то где же здесь доказательство того, что подобная сложная молекула могла возникнуть сама?

Справедливо. Шпигельман в экспериментах избрал отправной точкой РНК "дикого" типа. Однако Манфред Сумпер и Рюдигер Люче провели другой опыт. Они показали, что при определенных условиях в пробирке, в которой нет РНК, а есть лишь компоненты для ее синтеза и фермент-репликаза, может спонтанно синтезироваться самореплицирующаяся РНК. В подходящих условиях она эволюционирует, превращаясь во что-то вроде "монстра Шпигельмана" всего за несколько дней.

 

Время и место

Первые живые организмы развились в океанах в результате объединений атомов в большие структуры, называемые макромолекулами, которые обладали способностью группировать другие атомы в океане в такие же структуры. Таким образом они самовоспроизводились и множились. Иногда в воспроизведении могли произойти сбои. Эти сбои большей частью состояли в том, что новая макромолекула не могла воспроизвести себя и в конце концов разрушалась. Но иногда в результате сбоев возникали новые макромолекулы, даже более способные к самовоспроизведению, что давало им преимущество, и они стремились заменить собой первоначальные. Так начался процесс эволюции, который приводил к возникновению все более и более сложных организмов, способных к самовоспроизведению. Самые первые примитивные живые организмы потребляли различные вещества, в том числе сероводород, и выделяли кислород. В результате происходило постепенное изменение земной атмосферы, состав которой в конце концов стал таким, как сейчас, и возникли подходящие условия для развития более высоких форм жизни, таких, как рыбы, рептилии, млекопитающие и, наконец, человеческий род.

Обычно расчеты о том, сколько времени нужно химической эволюции для формирования первичных жизненных структур, ведутся исходя из так называемых нормальных условий (атмосферное давление, температура 22 градуса Цельсия). Но химические реакции могут протекать гораздо быстрее, если повысить температуру и давление. Повышение температуры на 10 градусов повышает скорость реакции окисления вдвое. Повышение температуры на 20 градусов повышает скорость реакции (количество прореагировавших молекул) вчетверо. И так далее. Геометрическая прогрессия.

5,5 миллиардов лет должна была бы идти эволюция в нормальных условиях, чтобы дойти до первой клетки. Но повышение температуры и давления позволили этому процессу сократиться до 500 миллионов лет. Более того, в нормальных условиях эволюция пройти не смогла бы. Некоторые реакции достижимы только в "ненормальных" условиях. Например, в черных курильщиках.

Черный курильщикЧерные курильщики - это подводные гейзеры. Они расположены на дне океана, где из разломов земной коры бьет фонтан перегретой воды температурой 250-300 градусов Цельсия под давлением в 250 атмосфер.

При таких условиях клетки хемосинтезирующих бактерий могут размножаться в 30 раз быстрее, чем при атмосферном давлении и комнатной температуре. Митохондрии таких клеток могут размножаться еще быстрее, а снятие информационных копий с ДНК осуществляется на несколько порядков быстрее, чем при нормальных условиях. А главное, становится принципиально возможным начало химической эволюции - подбор материала для строительства РНК, ДНК и белков, т.к. комплементарная пара (половинка одной ступени ДНК) в таких условиях может дождаться своей другой половины в десятки тысяч раз быстрее, чем при комнатной температуре.

Имеет смысл обратить внимание на химический состав горячей окружающей среды. В нее в больших количествах входят кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор и в малых количествах все остальные элементы таблицы Менделеева.

Самое главное, что из недр Земли, кроме атомов и простых молекул, "выплывают" готовые блоки ДНК и РНК - азотистые основания и фосфолипиды, которые, взаимодействуя между собой, время от времени образуют нуклеотиды, т.е. комплементарные пары ДНК и реже - РНК. Удачная стыковка сопровождается синхронным соединением перил (фосфатных групп) между собой. Образуется поперечная диэфирная связь - ключ, помогающий разгадать многие повадки живых молекул.

Как только образовалась поперечная диэфирная связь, возникает особая молекула. Ее особенность заключается в способности восстанавливать свою структуру при случайном разрушении водородных связей между половинками ступени ДНК. Дело в том, что разрыв водородных связей не разрывает, а раздвигает или, как принято говорить, расплавляет ступень ДНК, половинки которой остаются связанными через фосфатные группы. Кстати, случайно раздвинуть ступень ДНК не так просто, т.к. половинки ступени достаточно массивны и раздвигаются только в одном направлении, поворачиваясь вокруг центра атома кислорода, заключенного между двумя атомами фосфора.

Дальше раздвинутая ступень ДНК ловит своими половинками комплементарные пары, выходящие из недр Земли или образующиеся в "топке" черного курильщика. Захватив себе пару, ступень превращается в две одинаковые ступени, т.е. удваивается. Дальше эволюция может пойти по двум различным путям. Либо две ступени, связанные по фосфатным группам, разойдутся в стороны (размножение), либо образуется вторая, теперь уже продольная диэфирная связь (первой продольной связью становится в этом случае материнская поперечная связь, с которой все началось). В этом случае наблюдается рост молекулы ДНК. Оба эти процесса полезны, однако, в начале эволюции, живые системы больше размножаются, чем растут. Достигая некоторого уровня развития (в данном случае концентрации одноступенчатых ДНК), молекулы начинают больше расти, чем размножаться.

Если температура в недрах черного курильщика понижается, то доля размножающихся молекул падает, в то время как доля растущих возрастает. Растущие молекулы начинают различаться по своему составу, образуя первые виды одномолекулярных живых организмов. Прародителем таких организмов можно считать аденозинмонофосфат, который в современных организмах выполняет энергетическую и информационную функции.

Число видов быстро возрастает, однако выясняется, что некоторые одномолекулярные способны ускорять образование нуклеотидов из азотистых оснований и фосфолипидов, а другие - пожирать менее приспособленных одномолекулярных. В дальнейшем аналогичное различие функций ярко проявится у растений и животных.

Хитрость механизма одномолекулярных заключается в том, что одноцепочечная спираль ДНК, состоящая из нуклеотидов, может образовывать комплементарные пары внутри себя. Если эти комплементарные пары сшивают одноцепочечную ДНК, образуя механизм нападения, то новоявленный хищник начинает охотиться на других одномолекулярных, подрастая и размножаясь за их счет, т.е. используя готовые блоки, на которые он разобрал своих конкурентов.

Господствующий вид одномолекулярных начинает и внутривидовую борьбу, в которой выживает наиболее приспособленный, который сохраняет свою структуру в виде последовательности нуклеотидов, передавая ее по наследству. Многие виды не выдерживают конкуренции и надолго, если не навсегда исчезают с лица черного курильщика. Удачные виды начинают лакомиться не только выходящими из жерла "черного курильщика" нуклеотидами, но и отдельными азотистыми основаниями, самостоятельно доделывая их до нуклеотидов. Для этого к захваченному азотистому основанию нужно приделать фосфолипид с нужной стороны, а если он слишком длинный, то обрезать ему лишнюю часть. С этого момента рост и размножение "полиглота" резко усиливается. Дело в том, что вероятность найти фосфолипид произвольной длины гораздо выше, а точное место присоединения к азотистому основанию отсекает неподходящие изомеры нуклеотидов.

Через некоторое время появляются "суперполиглоты", которые способны синтезировать фосфолипиды из произвольных углеродных цепочек и фосфорной кислоты. Дальнейшая "всеядность" требует изготовления самих азотистых оснований, которые в современных клетках синтезируются из углекислого газа, соединений азота и других простых молекул.

Каждое такое усовершенствование вызывает своеобразный демографический взрыв в недрах черного курильщика. Став всеядными одномолекулярными организмами, они начинают образовывать новые и новые виды, одни из которых могут быть полезны другим. Появляются катализаторы эволюции или одномолекулярные симбионты. Одни из них способны строить жилища, защищающие их самих и их друзей от невзгод и назойливых собратьев. Жилища, похожие на коммунальные квартиры, способствуют подбору уживчивых жильцов, способных разделить между собой обязанности. Появляются молекулы-профессионалы. Профессионализм в создании всевозможных белковых механизмов характеризует сложную молекулу рибосомальной РНК, которая впоследствии войдет в состав митохондрии под именем рибосомы.

Отличительной чертой митохондрии является способность совмещать в себе коллектив молекул-профессионалов, которому для жизни требуются лишь простые молекулы в качестве сырья и электронный градиент, преобразуемый ею в универсальный энергоноситель аденозинтрифосфат, используемый всеми земными организмами. Эволюция митохондрии в десятки раз быстрее протекает в утробе черного курильщика, чем на поверхности океана, однако митохондрии уже способны путешествовать из тела одного курильщика в тело другого. Внутри общих предков современных клеток и митохондрий эволюция продолжает набирать темп. Совершенствование рибосом и других органелл древней клетки приводит к появлению нового уровня организации: "клетка в клетке", где более крупная и совершенная клетка содержит в себе микроклетки-митохондрии. Новые рибосомы в макроклетке уже не просто присоединяют одну аминокислоту к другой, как в митохондриях, а ориентируют их. Это делает клетку более жизнеспособной за счет ускорения процесса образования вторичной структуры белка, который теперь при нормальной температуре идет почти также быстро, как самосборка при высокой температуре.

Следующий серьезный шаг, позволяющий покинуть родину, это освоение порфиринового кольца, в частности магнийсодержащего, с помощью которого появилась возможность использовать в качестве источника энергии солнечный свет.

И т.д. и т.п. Дальше, как говорится, больше.

Кристаллические поверхности природных минералов могли играть роль шаблонов, с помощью которых происходила организация или даже воспроизведение сложных молекулярных соединений на первом этапе эволюции.

Появление мембран - тонких полимерных соединений - позволило скопищу из органических молекул накапливаться в ячейках, состав которых чуть отличался от состава окружающей среды. Это было шагом обособления, выделенности от среды.

В архейскую эру существовали простейшие одноклеточные, не имевшие ни ядра, ни других сложных внутриклеточных структур. Их называют протокариотами. До середины протерозоя протокариоты были единственными обитателями морей. А потом, 1,6 миллиарда лет назад, появились эукариоты - клетки, имеющие разные внутриклеточные структуры. Ученые полагают, что это случилось в результате пожирания или проникновения одной безъядерной клетки в другую. Съеденная клетка не растворилась, а продолжила жить внутри другой клетки, приспособившись к такому существованию. Такое симбиотическое существование закрепилось эволюционно.

Зеленый цвет растений определяется зелеными тельцами внутри клетки - хлоропластами. Это далекие потомки некогда свободноживущих зеленых бактерий. У них до сих пор сохраняется собственная ДНК, и они до сих пор размножаются делением, образуя большие популяции внутри клетки-хозяина. Хлоропласты с помощью зеленых пигментов захватывают фотоны и используют солнечную энергию для синтеза органических веществ из углекислого газа и воды, предоставляемых хозяином. Побочный продукт - кислород - отчасти используется растением, отчасти выбрасывается в атмосферу через отверстия в листьях - устьица. Органические вещества, синтезированные хлоропластами, поступают в распоряжение клетки.

Если посмотреть на хлоропласты, существующие в клетках растений, то можно увидеть, что они очень напоминают слегка измененные цианобактерии - одноклеточные синезеленые водоросли.

Свое влияние на эволюцию оказали вспышки на Солнце. Исследователи из НАСА предполагают, что супервспышки на Солнце, сопровождающиеся выбросом гигантского количества энергии в космическое пространство, были способны в древние времена запустить некоторые химические реакции. В ходе этих процессов могли образоваться соединения, которые и создали условия для возникновения жизни на Земле.

Данные, полученные учеными, дают повод полагать, что у планет, которые ранее считались непригодными для жизни, есть шанс на возникновение условий, приспособленных для живых организмов.

Известно, что во время супервспышек на Солнце в окружающее пространство выбрасывается столько энергии, сколько люди могут выработать за 1 миллион лет.

 

Вот так по шагам и шла эволюция жизни, т.е. постепенное усложнение живых организмов.

Кроме того, рекомендую заглянуть сюда.

 


Назад
Об эволюции жизни на Земле

Дальше
О смерти и размножении


Оглавление

Добавить в избранное

Вы провели на странице минут/секунд.

Яндекс.Метрика <--#endif-->