Сценарий на формирането и еволюцията на живота на Земята
Сценарий на възникване и еволюция на живота на Земята - раздел Екология, Основни характеристики на биосферата 20 Показани са четирите етапа на формиране и еволюция на живота на Земята. перв.
На фиг. 20 показва четири етапа от формирането и еволюцията на живота на Земята. Първият етап, започнал преди около 3,8 милиарда години, е свързан с появата и еволюцията на РНК.
Етап 1 - света на РНК. Експериментално е показано, че къси нуклеотиди (прототипът на РНК) могат да бъдат синтезирани върху общ глинен минерал - монтморилонит. Това е подетап 1 – появата на света на РНК. След това нуклеотидите могат да бъдат свързани във вериги, подобни на РНК. Поради това беше идентифициран подстадий 2. Той завършва след появата на дълги РНК полинуклеотиди, които могат да служат като матрица за протеинов синтез. На следващия етап (подетап 3) се синтезират най-простите протеини и се образува ДНК молекула от две РНК. Ето как преди около 3,6 милиарда години се формира известната триада „ДНК↔РНК→протеин“. Появата на мембрана, която отделя триадата от околната среда, завършва образуването на клетката.
Ориз. 19. Сценарий на формирането и еволюцията на живота на Земята [20]
Животът може да възникне и да се транспортира в космоса, но само под формата на къси нуклеотиди. Освен това, в благоприятна среда, неговият цикъл започва отново всеки път: появата на РНК, ДНК и протеинови макромолекули, образуването на клетки на тяхна основа.
Етап 2 - прокариоти. Има много доказателства, че са се появили първите едноклетъчни без ядро - прокариоти. Това вероятно са били хетеротрофни форми, които са използвали натрупаната преди това органична материя. По-късно се появява хемосинтеза на бактерии, които използват енергията на окисление на неорганични съединения. Еволюцията на биотата през археозойската ера се отличава с появата на различни формиметаболизъм, който е тясно свързан с процесите на литогенезата. Пример за това са железните бактерии (виж 3.7).
Постепенно хранителната среда на хетеротрофите се стеснява, възниква бактериална хемосинтеза и фотосинтеза с освобождаване на свободен кислород, който започва да навлиза в атмосферата. Създават се условия за съществуване на аероби и формиране на света на еукариотите.
Етап 3 – еукариоти. Преди около 1,6–1,7 милиарда години (фиг. 20) се появяват еукариоти с ядро, вероятно веднага под формата на различни форми на живот: хетеротрофи и автотрофи на фитопланктона. Това събитие е свързано с преминаването на атмосферата на главната точка на Пастьор. Много е вероятно еукариотите да са съществували много по-рано, но тяхното местообитание е било ограничено. Увеличаването на концентрацията на кислород отвори пътя за еукариотите, но беше катастрофа за анаеробния живот.
Аеробният живот е повече от 10 пъти по-енергийно ефективен от ферментацията и следователно отваря възможността за появата на сложни едноклетъчни, а след това и многоклетъчни организми. Темпото на еволюцията се е увеличило. Периодите на промяна на формите на живот на Земята в началото са били намалени до стотици, а след това до десетки милиони години. Основната причина за бързата еволюция на еукариотите е, че тяхното размножаване е свързано с обмен на ДНК сегменти под формата на полов процес. Прокариотите се размножават чрез делене.
Можем да кажем, че еукариотите завладяха Земята в трудна битка. Бързото нарастване на животинското разнообразие ускори еволюцията на растенията. Отсега нататък еукариотите не оставиха място за предишното господство на прокариотите. Сега те доминират само на места, наподобяващи архей или протерозой.