Начальные этапы эволюции жизни

В естественнонаучном понимании

Происхождение жизни на Земле явилось третьим значительным этапом в ряду происхождения Вселенной и происхождения Земли.

По мнению А.И. Опарина (1894-1980) и Джона Холдейна (1892-1964)возникновение жизни – это результат химической эволюции в «первичном бульоне». Главное условие возникновения жизни связывается с массой и размерами нашей планеты и наличием на ней воды, углерода, в виде графита и карбидов и внешней энергии.

Начальные этапы эволюции жизни

Более 3, 8 млрд лет назад жизнь возникла в воде в виде мельчайших примитивных существ – простейших клеток, обладающих способностью деления и передачи дочерним клеткам наследственных свойств родительских клеток.

Появление первых «живых существ» - можно рассматривать как самоорганизацию

коацерватов

Когда на Земле возникли вещества подобные белкам, начался переход от органических соединений к живым существам, органические соединения смешивались между собой, из растворов выделялись особые полужидкие, студенистые образования-капельки – коацерваты, имеющие зачатки организации.

В коацерватной капельке протекал процесс созидания и роста. Но капелька не могла расти беспредельно как одна сплошная масса – она распадалась на дочерние капельки. В новом поколении наиболее совершенные участвовали в дальнейшей эволюции материи, происходил естественный отбор коацерватных капелек.

Именно с овершенствование коацерватов привело к возникновению на Земле простейших живых существ. При этом разнообразие жизни осуществлялось на единообразной биохимической основе:

нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, жиры и более редкие соединения типа фосфатов.

Химически жизнь основывается на шести химических элементах –

углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор.

Например, образование сложных полимеров, без которых возникновение и развитие жизни вообще невозможны, связано со специфическими химическими особенностями углерода.

Сера и фосфор присутствуют в относительно малых количествах. Химические свойства этих элементов дают возможность образования кратных химических связей.

Сера входит в состав белков, а фосфор – составная часть нуклеиновых кислот.

Строение первых живых организмов было несравненно проще нынешних живых существ. Естественный отбор, начавшийся в коацерватных капельках, продолжался и с появлением жизни. В течение длительного времени, начиная с архея строение живых существ совершенствовалось, приспособлялось к условиям существования.

Вначале пищей для живых существ были только органические вещества, возникшие из первичных углеводородов. Затем первичные живые организмы выработали в себе способность строить органические вещества из элементов неорганической природы – из углекислоты и воды. У них появилась способность поглощать энергию солнечного луча, разлагать за счет этой энергии углекислоту и строить в своем теле органические вещества. Так возникли простейшие растения – сине-зеленые водоросли.

Остатки сине-зеленых водорослей обнаруживаются в древнейших отложениях земной коры. Другие живые существа сохранили прежний способ питания, но пищей им стали служить первичные растения, т ак возникли в своем первоначальном виде животные.

На заре жизни и растения, и животные были мельчайшими одноклеточными существами, подобными живущим в наше время бактериям, сине-зеленым водорослям, амебам.

Большим событием стало возникновение многоклеточных организмов, они значительно быстрее, чем одноклеточные организмы становились все сложнее и разнообразнее.

Важным этапом появления жизни на Земле стало образование сложных ультра-молекулярных систем –

пробионтов,

включающих нуклеиновые кислоты, белки ферменты и механизм генетического кода. Благодаря тенденции к приобретению большого разнообразия свойств, и в первую очередь, к возникновению способности синтезировать органические вещества из неорганических соединений с использованием солнечного света, не произошло истощение т.н. «первичного бульона».

Дальше образуются биологические мембраны-органеллы, ответственные за форму, структуру и активность клетки. Биологические мембраны способны отграничить органическое вещество от среды и служить защитной молекулярной оболочкой. Отбор коацерватов усиливал накопление белково-подобных полимеров, ответственных за ускорение химических реакций. Результаты отбора фиксировались в строении нуклеиновых кислот.

Самоорганизация возникла как реакция на определенные условия, при этомотсеивалось множество различных неудачных вариантов, до тех пор, пока основные черты строения нуклеиновых кислот и белков не достигли оптимального соотношения с точки зрения естественного отбора.

На последнем этапе эволюции обособленных органических систем сформировался генетический код, далее эволюция развивается вариациями. Чем дальше она продвигается во времени, тем многочисленнее и сложнее вариации.

Возникнув, жизнь стала развиваться быстрыми темпами, показывая ускорение эволюции во времени.Развитие от первичных пробионтов до аэробных форм

потребовало около 3 млрд лет,

с момента возникновения наземных растений и животных прошло

около 500 млн лет;

птицы и млекопитающие развились от первых наземных позвоночных за 100 млн лет,

приматы выделились за 12-15 млн лет,

для становления человека потребовалось около 3 млн лет.

Истинная основа жизни образовалась в результате появления

клетки,

в которой биологические мембраны объединили отдельные органеллы в единое целое.

Первые клетки были примитивны и не имели ядра. Но такие клетки существуют и в настоящее время. Удивительно, ведь они появились более 3 млрд. лет назад.

Для «сотворения» живого мира потребовалось более 3 миллиардов лет. Наука стала осознавать, что жизнь, окружающая нас, формировалась в течение такого гигантского периода времени, который просто неподвластен нашему сознанию.

Человечество - часть живого мира, на создание которого потребовались миллиарды лет.