Тварини й рослини Рослини й тварини Мир тварин і рослин Мир рослин і тварин Тварини й рослини


Походження життя

Приблизно 3 800 мільйонів років тому в результаті хімічних реакцій утворювалося перше складне з'єднання, здатне самовідтворюватися. Так був покладений початок життя на Землі

Походження життяЗародження життя на Землі, у цілому, як і раніше залишається загадкою. Але з тих пор як Чарльз Дарвін уперше описав процес еволюції рослинного й тваринного миру, учені дотримуються думки, що всі форми життя перебувають у процесі постійного й безперервного розвитку

З кожним новим поколінням сильні сторони вигострюються, а слабкі відсіваються. Один вид пращурів міг породити кілька форм життя, після чого або вимирав, або знаходив власну нішу вэкосистеме.

Судячи зі знайдених скам'янілостей, ясно: система родинних ліній між існуючими й зниклими організмами нагадує дерево, на якім із часом з'являються всі нові галузі. Багато хто з них засихають і відмирають (наприклад, динозаври), але інші галузей виростають і розцвітають. Якщо простежити кожну з них дощенту, те, в остаточному підсумку, ми прийдемо до єдиного стовбура - прабатькові всіх колиаабо організмів, що жили, тобто джерелу походження життя


Сліди в гірській породі

На жаль, це зробити непросто. За сучасними оцінками, вік Землі становить приблизно 4 500 млн. років, а найдавнішим скам'янілостям, як уважають, не більш 590 млн. років, що відповідає початку т.зв. кембрійського геологічного періоду

Скам'янілості, знайдені в породах кембрію, включають останки різних форм життя, таких як хробаки й молюски, що відбувся, мабуть, від своїх примітивних предків. Їхнє походження в епоху, відому як докембрій, залишається неясним у зв'язку з тим, що в породах даного періоду не збереглося ніяких органічних останків

Причину цього легко пояснити. М'якотілі організми не залишають скам'янілостей, тому що, умираючи, звичайно встигають повністю розкластися перш, ніж навколишні їхні відкладання перетворяться у тверду породу. Імовірно, більшість організмів, що жили в докембрійський період (складовий 80% усієї історії Землі), були занадто тендітні, щоб залишити чіткі відкладання

Але це не означає, що вони зовсім не залишили слідів. На початку 19509х років двоє дослідників приступилися до ретельного вивчення на берегах оз. Верхнього (США) шару породи, що має вік 2000 млн. років і відомої як кременистий сланець. У породі перебували цікаві білі кільця, кожне діаметром близько метра. На перший погляд, у них не було нічого органічного, але, незважаючи на це, учені розв'язали досліджувати невеликі зразки кілець за допомогою сильного мікроскопа


Дивне відкриття

Походження життяВони виявили безсумнівні ознаки прадавнього життя: останки малюсіньких організмів, що нагадують мікроскопічні одноклітинні водорості й бактерії, які благополучно живуть і понині. Якимсь чудесним образом ці тендітні організми просочилися склоподібним кремнеземом, що затверділи, що й перетворилися в кременистий сланець, де вони й збереглися, подібно мухам у бурштині. Білі кільця в породі виявилися розмитими останками їх колоній (кам'янистих сферичних утворів, називаних строматолітами коралові рифи, що й нагадують, у водах тропічних широт).

Знахідка утримуючих органічні останки зразків з'явилася відкриттям. Учені всього миру відновили вивчення порід, які вони раніше вважали позбавленими скам'янілостей. Їхні зусилля були нагороджені разючими результатами: найдавнішим з виявлених на сьогоднішній день формам життя ( у західній частині Австралії) близько 3 500 млн. років. Тим часом, ретельне вивчення самих прадавніх з відомих нам порід - гнейсів Амитсока на південно-заході Гренландії, вік яких 3 800 млн. років, не дало очікуваних результатів


Ніяких чудес

Біологи не знаходять нічого дивного в тому, що знайдені первісні останки нагадують сучасні водорості й бактерії. Такі одноклітинні організми завжди вважалися найпростішими формами життя, і цілком природно, що вони є й найбільш примітивними її формами. Завдяки простоті одноклітинних організмів відносно легко з'ясувати спосіб їх існування. Замість вивчення механізму функціонування органів і м'язів, біологи досліджують, яким образом вихідні хімічні речовини перетворюються в "цеглинки" життя - білки, жири й цукор


Проста клітка

Ці дослідження особливо важливі для розкриття таємниці виникнення життя, оскільки повинне було мати місце, що випливає перетворення, що поклав початок усьому процесу - з неорганічних хімічних речовин у живу матерію

Бактерія - сама себе живильна найпростіша клітка - драглиста, наповнена рідиною оболонка, яка переробляє прості хімічні речовини, що полягають із водню, кисню, вуглецю й азоту, у складні органічні сполуки: необхідні для її росту білки, що й дають їй енергію вуглеводи (цукор).


Будова ДНК

Даними процесами, в остаточному підсумку, управляє органічна речовина - дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Крім того, ДНК має ще однією важливою властивістю: вона може відтворювати саме себе

Кожна молекула ДНК нагадує кручені сходи, де ланцюжка атомів утворюють бокс/вые сторони з перемичками ("сходами"), розташованими через рівні проміжки. Уся молекула, при необхідності, може роздвоюватися, при цьому "сходи" розділяються посередине. Після роздвоєння спирали вкорочені "сходи" притягають інші речовини, які, приєднуючись, утворюють відсутні половинки "сходи" - таким чином, з однієї спіралі виходять дві

Це просте приймання є сутністю життя. Завдяки ньому одноклітинний організм росте й відтворює себе, розщеплюючись посередине й копіюючи при цьому свій внутрішній хімічний процес

У більш складних формах життя, що розмножуються клітки спільно формують багатоклітинні структури, при цьому кожна структура є лише частиною вкрай складного організму. Усім процесом управляє генетичний код, закладений у молекулі ДНК, що й відрізняється не тільки в різних видів, але й в усіх особин


Функції ДНК

Усі життєві процеси (їжа, питво, виведення з організму продуктів життєдіяльності й т.п.) є механізмами, що служать для забезпечення діяльності ДНК.

ДНК - дуже складна молекула, і чому складніше форма життя, тем складніше її ДНК. Але навіть структура найпростіший ДНК (у клітці бактерії) складається з тисяч атомів, згрупованих у нуклеотиды - з'єднання Цукрів, фосфатів і азотистих підстав

Кожний нуклеотид сам по собі також є досить складною структурою, це ж ставиться й до інших органічних молекул, таким як білки й вуглеводи. Так, білки складаються з ланцюгів амінокислот (усього їх 20 різних видів), розташованих у певній послідовності. Простий ланцюг може складатися з 100 ланок, а складна - з декількох тисяч. Уся структура визначається генетичним кодом ДНК даного організму

Найпростіша клітка бактерії містить білки, вуглеводи й ДНК (і інші подібні нуклеиновые кислоти), без яких вона не зможе функціонувати. Оскільки ці клітки - найбільш примітивна з відомих сьогодні форм життя, напрошується висновок, що вони виникли їхніх неживих структур, що синтезували ці найважливіші елементи життя ще до того, як змогли знайти їм органічне застосування


"Первинний бульйон"

Ніхто не знає, яким був наш мир 3 800 млн. років тому, але в 200е рр. учені Опарін і Халдейн висунули теорію, згідно з якою атмосфера Землі в ті далекі часи була майже повністю позбавлена кисню, а складалася з аміаку, води, окиси вуглецю, метану, водню й ряду інших речовин. Вони припустили, що більша частина поверхні Землі була покрита шаром гарячої води, кипіння якої підтримувалося магмою, розплавленою породою, що перебуває під тонкою океанічною земною корою

По їхній гіпотезі, така суміш газів і гарячої води могла привести до утвору так званого "первинного бульйону", багатого саме тими хімічними елементами, які необхідні для синтезу життя. Реакція могла бути ініційована вулканічною діяльністю, інтенсивним ультрафіолетовим випромінюванням, що проходять через тонкий шар атмосфери, або електричним розрядом блискавки. Дана теорія була перевірена дослідним шляхом в 1953 р. американським ученим Стэнли Міллером

Міллер створив модель первозданного миру, що полягає із двох колб і скляних трубок. В одній з колб перебував розчин, склад якого теоретично відповідав морській воді. Простір над рідиною він заповнив сумішшю газів, яка, знову ж теоретично, відповідала передбачуваній атмосфері. Дана колба з'єднувалася трубкою з іншою колбою, що має два електроди для одержання іскри - мініатюрної моделі блискавки. Від цієї іскрової камери відходила ще одна трубка, що веде до першої колби через конденсатор і ПыОбразний колектор

Коли Міллер нагрів суміш у нижній колбі, вона закипіла, перетворилася в газ, зробила в іскрову камеру, а потім сконденсувалася й скла назад у нижню колбу. Процес безупинно підтримувався протягом тижня, після чого рідина була откачана для аналізу

Результати виявилися позитивними: отримана суміш містила три амінокислоти - з'єднання, з яких утворюються білки. Багато дослідників підхопили цю ідею, провели подібні експерименти й одержали ще більше амінокислот і навіть прості нуклеотиды - будівельні блоки ДНК.


Переконливі результати

Результати цих експериментів уважаються переконливими й дають підстави починати, що весь білок (і не тільки він) міг бути синтезований протягом декількох мільярдів років. Приблизно, могла бути створена навіть ДНК із її тисячами строго розташованих атомів. Одного разу виникну, вона мог репродукува с, створюва св власн білок й інш складн органічн речовин й розви_ у функціонуюч форму, що самовоспроизводящуюся, жизни,

Щось подібне могло відбутися, але математична ймовірність створення такої складної речовини, як білок або ДНК, у результаті випадкового з'єднання хімічних елементів в "первинному бульйоні" нескінченно мала

Дана теорія сьогодні визнано багатьма вченими, що продовжують пошук механізму, який сприяв би з'єднанню амінокислот (подібних отриманим у лабораторії Міллера) у білки без керування з боку ДНК.

Якщо такий механізм буде знайдений, ми зробимо важливий крок на шляху до розуміння загадки утвору ДНК і, отже, походження життя