- •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.
Дополнительно
Проследим основные вехи в истории жизни на Земле по нисходящей линии.
- 1,2 млрд лет назад произошел взрыв эволюции, обусловленный появлением полового размножения и ознаменовавшийся появлением высокоорганизованных форм жизни – растений и животных. Образование новых вариаций в смешанном генотипе, возникающем при половом размножении, проявилось в виде биоразнообразия новых форм жизни.
- 2 млрд лет назад появились сложноорганизованные эукариотные клетки, когда одноклеточные организмы усложнили свое строение за счет поглощения других прокариотных клеток. Одни из них – аэробные бактерии – превратились в митохондрии – энергетические станции кислородного дыхания. Другие – фотосинтетические бактерии – начали осуществлять фотосинтез внутри клетки-хозяина и стали хлоропластами в клетках водорослей и растений. Эукариотные клетки, имеющие эти органеллы и четко обособленное ядро, включающее генетический материал, составляют все современные сложные формы жизни – от плесневых грибов до человека.
- 3,9 млрд лет назад появились одноклеточные организмы, которые, вероятно, выглядели, как современные бактерии, и архебактерии. Как древние, так и современные прокариотные клетки устроены относительно просто: они не имеют оформленного ядра и специализированных органелл, в их желеподобной цитоплазме располагаются макромолекулы ДНК – носители генетической информации, и рибосомы, на которых происходит синтез белка, а энергия производится на цитоплазматической мембране, окружающей клетку.
- 4 млрд лет назад возникла РНК. Возможно, что она образовалась из появившихся на первобытной земле более простых органических молекул. Полагают, что древние молекулы РНК имели функции носителей генетической информации и белков-катализаторов, они были способны к репликации (самоудвоению), мутировали и подвергались естественному отбору. В современных клетках РНК не имеют или не проявляют этих свойств, но играют очень важную роль посредника в передаче генетической информации с ДНК на рибосомы, в которых происходит синтез белков.
Однако высочайшая самоорганизация макромолекул РНК позволяет усомниться в том, что это объект является и первым живым объектом.
Четвертый этап эволюции - это развитие огромного многообразия форм живого.
Так какое время можно считать временем появлением (началом) живого на Земле?
Попытаемся ответить на этот вопрос путем анализа глобальных эволюционных процессов, непрерывно происходящих на Земле с момента ее образования как планеты по настоящее время.
Исходя из основных положений астрономии считается, что расширяющейся Вселенной свойственны неравновесность, самоорганизация и необратимость. Если к оценке живого как части мироустройства подходить с позиции физики неравновесных процессов, то эволюция жизни соответствует естественному порядку и может быть определена как проявление происходящих в природе процессов необратимости и самоорганизации.
Таким образом, в эволюции как живого, так и неживого вещества прослеживается общая закономерность: сложным формам предшествуют менее сложные.
Химические элементы образовались после появления протонов, нейтронов и электронов, сложные молекулы не могли сформироваться раньше химических элементов, эукариотам предшествовали прокариоты, многоклеточным формам жизни — одноклеточные, амфибиям — рыбы, рептилиям — амфибии и т. д.
Следовательно, появлению более сложных форм материи, предшествует образование менее сложных. “Старое” способствует возникновению “нового”, “новое” изменяет условия, в которых существование “старого” становится затрудненным, и оно либо исчезает, либо преобразуется.
Эволюция осуществляется дискретно, по эстафетному принципу. При этом сходные или одинаковые формы материи, в том числе и живой, возникают везде, где есть соответствующие условия, которые создаются самой материей и являются ее частью. Путь создания живого во Вселенной – общий, единый, как и путь построения протонов, нейтронов, атомов водорода, гелия и остальных атомов.
Функционирование живых экосистем определяется кооперативными взаимоотношениями между организмами. Отклонения от требований, предъявляемых системой, отслеживаются в борьбе за существование и выбраковываются естественным отбором. Изменение условий жизнедеятельности инициирует самоорганизацию генома.
Расширяющейся Вселенной свойственна неравновесность, усложнение и необратимость. Эти процессы отражаются в формировании всеобщих мировых законов и многочисленных процессов в природе, включая существование живого. Оказывается, неравновесность и необратимость могут быть источниками определенного порядка, согласованности и повышения уровня организации.
Таким образом, вывод из существования иерархий вещества - формирование жизни как процесса есть естественный этап развития материи.
Анализ эволюции Земли и мира, а также изучение современной картины мира с необратимыми процессами, существованием обратных связей и нелинейностей, дает возможность выработать логический, целостный, системный подход к пониманию механизмов эволюции живой и неживой материи.
