- •23.09.2015. Тема 4
- •История земли - эволюция жизни
- •(Глобальная эволюция и метаморфозы материи и вещества.)
- •Этапы эволюции материи.
- •Приблизительно 4,5 миллиардов лет назад наша планета уже имела первичную атмосферу из водорода (h2) и гелия (He).
- •(В расшифровке и применении терминов биогенез и абиогенез есть коварная “подводная” часть – не раскрыта в необходимой полноте суть понятий живого и неживого).
- •Дополнительно. Имена
- •Уровень интеграции, достигнутый составляющими мат (матрикс) микроорганизмами, превосходит уровень, наблюдаемый в обычных экосистемах в наше время.
- •Дополнительно
- •Микромир и микроорганизмы.
- •Возможно, вирусы с их способностью включаться в клеточный геном и покидать его, были активными участниками эволюции и оптимизации генетического материала всех живых существ на Земле.
- •Дополнительно
- •Так какое время можно считать временем появлением (началом) живого на Земле?
- •Живые организмы и неживая природа подчиняются одним и тем же базовым законам физики и химии.
Возможно, вирусы с их способностью включаться в клеточный геном и покидать его, были активными участниками эволюции и оптимизации генетического материала всех живых существ на Земле.
Можно, конечно, относить вирусы к неживому, косному веществу. Однако после такого вывода полностью теряет смысл в поиске обобщенного живого. Независимо от того, к какому миру - живому или неживому - мы будем относить вирусы, их необходимо рассматривать не изолированно, а как часть целого, как часть организма, находящуюся с ним в постоянной причинно-следственной связи и, безусловно, выполняющую генеральную программу живого.
Историей вируса - нашего дальнего “родственника” четвертый этап эволюции не закончился. Три четверти всего времени существования жизни на Земле она была представлена исключительно микроорганизмами, пока не произошел качественный скачок эволюции, приведший к появлению высокоорганизованных организмов, включая человека.
Дополнительно
Микромир и микроорганизмы.
Как показывает само название, объекты, относимые к микроорганизмам, были выделены по признаку их малых размеров. Если принять за критерий границу видимости невооруженным глазом равную 70-80 мкм, то все объекты, которые лежат за пределами этой границы, относят к микроорганизмам.
Мир микроорганизмов - это преимущественно мир одноклеточных форм. Диапазон размеров микроорганизмов велик. Величина самых крупных представителей микромира, лежащих на границе видимости невооруженным глазом, приблизительно 100 мкм (некоторые диатомовые водоросли, высшие протисты).
На порядок ниже размеры одноклеточных зеленых водорослей и клеток дрожжей, еще ниже размеры, характерные для большинства бактерий. В среднем линейные размеры бактерий лежат в пределах 0,5-3 мкм, но есть среди бактерий свои "гиганты" и "карлики". Например, клетки нитчатой серобактерии Beggiatoa alba имеют диаметр до 50 мкм; Achromatium oxaliferum, считающийся одним из крупных бактериальных организмов, имеет в длину 15-100 мкм при поперечнике примерно 5-33 мкм, а длина клетки спирохеты может быть до 250 мкм.
Самые мелкие из известных прокариотных клеток - бактерии, принадлежащие к группе микоплазм . Описаны микоплазы с диаметром клеток 0,1-0,15 мкм.
Поскольку молекулы всех соединений имеют определенные физические размеры, то, исходя из объема клетки с диаметром 0,15 мкм, легко подсчитать, что в ней может содержаться порядка 1200 молекул белка и осуществляться около 100 ферментативных реакций. Минимальное число ферментов, нуклеиновых кислот и других макромолекулярных компонентов, необходимых для самовоспроизведения теоретической "минимальной клетки", составляет, по проведенной оценке, около 50. Это то, что необходимо для поддержания клеточной структуры и обеспечения клеточного метаболизма. Таким образом, в группе микоплазм достигнут размер клеток, близкий к теоретическому пределу клеточного уровня организации жизни. Мельчайшие микоплазменные клетки равны или даже меньше частиц другой группы микроскопических организмов - вирусов.
Если бактериальные клетки обычно можно увидеть в световой микроскоп, то вирусы, размеры большинства которых находятся в диапазоне 16-200 нм, лежат за пределами его разрешающей способности. Впервые наблюдать вирусы и выяснить их структуру удалось после изобретения электронного микроскопа. По своим размерам вирусы занимают место между самыми мелкими бактериальными клетками и самыми крупными органическими молекулами. Размер частиц вируса-сателлита (18 нм) и величина крупной молекулы глобулярного белка (13 нм) близки. Таким образом, если раньше между известными биологам организмами и неживыми молекулами химиков существовала пропасть, то теперь этой пропасти нет: она заполнена вирусами.
Размеры всех живых организмов, выраженные в одних единицах, например в ангстремах, располагаются в диапазоне от 100 ангстрем (самые мелкие вирусы) до 1011 ангстрем (размеры кита). Если за границу, разделяющую микромиры и макромиры, принять предел видимости невооруженным глазом, т.е. приблизительно 106 ангстрем, то на основании приведенных значений на долю микромира приходится огромный диапазон величин.
Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определенные "этажи" размеров, показывает, что, как правило, величина объектов определенно связана с их структурной сложностью. Нижний предел размеров свободноживущего одноклеточного организма определяется пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров микроорганизмов определяется, по современным представлениям, соотношениями между клеточной поверхностью и объемом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объем - в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего.
У микроорганизмов по сравнению с макроорганизмами очень велико отношение поверхности к объему. Это создает благоприятные условия для активного обмена между микроорганизмами и внешней средой. И действительно, метаболическая активность микроорганизмов, измеренная по разным показателям, в расчете на единицу биомассы намного выше, чем у более крупных клеток. Поэтому представляется закономерным, что низшие формы жизни могли возникнуть и в настоящее время могут существовать только на базе малых размеров, так как последние создают целый ряд преимуществ, обеспечивающих жизнеспособность этим формам жизни.
