دانشمندان دانشگاه کمبریج (بریتانیا) تحت هدایت پزشک (امیلی میچل) فهمیدند که چگونه تکثیر مونفورم ها - یکی از اولین ارگانیسم های چند سلولی روی کره زمین است. مقاله ای در مورد این منتشر شده در ژورنال طبیعتسایت را بازنویسی می کند زندهعلوم پایه.

Rangeomorphs 565 سال پیش ، در دوره ادیاکار (دوران نئو پروتروزوییک) در دریا زندگی می کردند. آنها هنوز حیواناتی بسیار ابتدایی بودند ، نه دهان داشتند و نه اندام دیگری داشتند و نمی توانستند حرکت کنند ، اما به بستر دریا متصل بودند. بدن آنها از شاخه های چهار شاخه ای تشکیل شده بود و مبهم شبیه برگهای سرخس های مدرن بود.

دانشمندان کمبریج چاپ فسیل نمایندگان را تحلیل کردند Fractofususیکی از جنس مراتع جنس ، از سنگهای ادیاسار است. نیوفاندلند (کانادا) ، جایی که بقایای موجودات زنده این دوره زمین شناسی به بهترین وجه در جهان حفظ می شوند.

زیست شناسان کمبریج با استفاده از روش های آماری برای تجزیه و تحلیل مکان اثر انگشت های مرتبهومورف ، دریافتند که آنها از دو استراتژی پرورش استفاده می کنند. اولین نسل از این موجودات زنده ، که در هر سرزمینی مستقر شده اند ، از اختلافاتی که توسط آب به وجود آمده است ، متولد شده اند. (هنوز مشخص نیست که آیا این اختلافات از نظر جنسی یا جنسی غیرقانونی شکل گرفته است.) نسل های بعدی از قبل با کمک فرایندها از این پیشگامان بودجه گرفته اند.

دکتر میچل گفت: "تولید مثل از این طریق ، این درجه بندی را بسیار موفق انجام داد ، زیرا آنها می توانند به سرعت سرزمین های جدید را توسعه دهند و سپس آنها را به همان سرعتی جمع کنند." "توانایی این ارگانیسم ها برای جابجایی بین دو الگوی مختلف پرورش نشان می دهد که ایدئولوژی آنها چقدر پیچیده بود ، که جای تعجب آور است زیرا اکثر اشکال زندگی در آن دوره بسیار ابتدایی بودند."

این رانگومورف ها واقعاً در دریاهای ادیاکاریا بسیار گسترده بودند ، اما در آغاز دوره بعدی کامبرین (که متعلق به دوره پالئوزوئیک بود) ، ناگهان به طور مرموز ناپدید شدند. از جمله به همین دلیل ، دانشمندان هنوز نمی توانند "خویشاوندان" قابل اعتماد را در بین موجودات زنده انتخاب کنند.

بازگشت به اکتشافی که دکتر میچل و همکارانش انجام داده اند ، یادآور می شویم که برای درک فرآیندهای تولید مثل اولین حیوانات چند سلولی و به طور کلی زندگی آنها بسیار مهم است.

مطالعه ارگانیسم های باستانی ، با توجه به باقی مانده های فسیلی آنها ، گاه به نتایج غیر منتظره می انجامد. به عنوان مثال ، فقط اخیراً شما فهمیدید که آناتومی اجداد فسیلی کرمهای مدرن چیست ، دانشمندان توانستند ویژگیهای آناتومی جد جد کرمهای که در دوره انفجار کامبریان (540 میلیون سال پیش) زندگی می کردند را بفهمند و برای ظاهری عجیب آن نامگذاری کردند. توهم. معلوم شد آنچه که هنوز در سر این کرم اشتباه گرفته می شود ، دم است و معلوم است که "پاها" پشتی لبه دار است.

پانسرمیا

طرفداران ایده panspermia متقاعد شده اند که اولین میکروارگانیسم ها از فضا به زمین آورده شده اند. بنابراین دانشمند مشهور دانشنامه آلمانی آلمانی هلمهولتز ، فیزیکدان انگلیسی کلوین ، دانشمند روسی ولادیمیر ورنادسکی و شیمیدان سوئدی Svante Arrhenius که امروز بنیانگذار این نظریه به حساب می آیند اعتقاد داشتند.

از نظر علمی با تأیید این واقعیت تأیید شده است که بر روی زمین ، شهاب سنگ های مریخ و سایر سیارات بارها کشف شده اند ، احتمالاً از دنباله دارها ، که حتی می توانند از سیستم های ستاره بیگانه نشات گرفته باشند. امروز هیچ کس به این موضوع شک نمی کند ، اما هنوز مشخص نیست که چگونه زندگی در جهان های دیگر پدید آمده است. در واقع ، عذرخواهان كننده panspermia "مسئولیت" را برای آنچه برای تمدنهای بیگانه اتفاق می افتد ، واگذار می كنند.

نظریه براث اولیه

تولد این فرضیه با آزمایش های هارولد اری و استنلی میلر ، که در دهه 50 انجام شد ، تسهیل شد. آنها توانستند تقریباً همان شرایطی را که قبل از تولد زندگی روی سطح سیاره ما وجود داشت ، از نو بسازند. تخلیه های الکتریکی کوچک و ماوراء بنفش از طریق مخلوطی از هیدروژن مولکولی ، مونوکسید کربن و متان منتقل می شدند.

ظهور زندگی

طبق مفهوم مدرن دنیای RNA ، اسید ریبونوکلئیک (RNA) اولین مولکولی بود که توانایی تولید مثل خود را پیدا کرد. میلیون ها سال می تواند قبل از ظهور اولین مولکول چنین روی زمین بگذرد. اما پس از شکل گیری آن ، احتمال ظهور زندگی در سیاره ما ظاهر شد.

یک مولکول RNA می تواند با ترکیب نوکلئوتیدهای آزاد در یک توالی تکمیلی به عنوان آنزیم عمل کند. بنابراین ، ضرب RNA اتفاق می افتد. اما هنوز این ترکیبات شیمیایی را نمی توان یک موجود زنده نامید ، زیرا آنها مرزهای بدن را ندارند. هر ارگانیسم زنده چنین مرزهایی دارد. فقط در داخل ذرات بدن جدا شده از حرکت پر هرج و مرج بدن می تواند واکنشهای شیمیایی پیچیده ای ایجاد کند که به این موجود امکان تغذیه ، تکثیر ، حرکت و غیره می دهد.

ظهور حفره های جدا شده در اقیانوس یک پدیده نسبتاً مکرر است. آنها توسط اسیدهای چرب (اسیدهای آلیفاتیک) تشکیل شده اند که در آب فرو رفته اند. نکته این است که یک انتهای مولکول آبگریز است و دیگری آبگریز است. اسیدهای چرب به دام افتاده در آب ، کره هایی را تشکیل می دهند به گونه ای که انتهای آبگریز مولکولها در داخل کره قرار دارند. شاید مولکولهای RNA شروع به ریزش در چنین مناطقی کنند.

بشریت چند ساله است؟

افراد زیادی سن گونه های امروزی Homo Sapiens را نمی دانند ، این یعنی یک فرد معقول ، که دانشمندان فقط 200 هزار سال تخمین می زنند. یعنی سن بشر به عنوان یک گونه 1250 برابر کمتر از سن کلاس خزندگان است که دایناسورها به آن تعلق داشتند.

اگر بخواهیم بفهمیم زندگی در سیاره ما در ابتدا چگونه درک شده است ، در آگاهی و سازماندهی این داده ها لازم است. و افرادی که سعی در درک این زندگی دارند از کجا آمده اند؟

امروزه ، مواد طبقه بندی شده دانشمندان عمومی شده اند. تاریخ تکان دهنده آزمایشات سالهای اخیر که نظریه تکامل را بازنویسی می کند و به چگونگی آغاز زندگی در سیاره ما می پردازد ، دگماهای دیرپا مستقر را منفجر کرده است. اسرار ژنتیک ، که معمولاً فقط در دسترس یک حلقه باریک از "آغازین" است ، پاسخی بی بدیل به فرض داروین داد.

گونه ها Homo Sapiens (Homo sapiens) تنها 200 هزار سال قدمت دارد. و سیاره ما 4.5 میلیارد است!

تقسیم سلولی اول

چگونگی شروع به تقسیم اولین سلولها ، متشکل از یک مولکول RNA و غشای اسیدهای چرب ، در حال حاضر ناشناخته است. شاید ، یک مولکول جدید RNA که در داخل غشای داخلی ساخته شده است ، از اول شروع به دافع کند. در پایان ، یکی از آنها غشاء را شکست. همراه با مولکول RNA ، برخی از مولکولهای اسید چرب که کره جدیدی را در اطراف خود تشکیل می دهند نیز از آن خارج شدند.

مواد مخفی

فقط چند قرن پیش برای چنین ایده هایی می توان انتظار داشت که در معرض اعدام قرار گیرند. جوردانو برونو کمی بیش از 400 سال پیش ، یعنی در فوریه 1600 ، به دلیل بدخونی سوزانده شد. اما امروز ، مطالعات مخفیانه برای پیشگامان جسورانه به دانش عمومی تبدیل شده است.

حتی 50 سال پیش ، پدران از جهل اغلب فرزندان مردان دیگر را بزرگ می کردند ، حتی خود مادر همیشه حقیقت را نمی دانست. امروز ، برقراری پدری یک تحلیل عادی است. هر یک از ما می توانیم آزمایش DNA سفارش دهیم و دریابیم که اجداد وی چه کسانی بودند ، که خون آنها در رگهایش جریان دارد. دنباله نسل ها برای همیشه در کد ژنتیکی نقش بسته است.

در این کد آمده است که پاسخ سوزناک ترین سؤالی که ذهن انسان را به خود مشغول می کند درج شده است: زندگی چگونه آغاز شد؟

مطالب طبقه بندی شده دانشمندان تاریخ تمایل به یافتن تنها پاسخ درست را نشان می دهد. این داستانی از پشتکار ، پشتکار و خلاقیت خیره کننده است و بزرگترین کشفیات علم مدرن را در بر می گیرد.

مردم در تلاش برای فهمیدن چگونگی شروع زندگی ، مردم به جستجوی دورترین گوشه های کره زمین پرداختند. در طی این جستجوها ، برخی از دانشمندان برای آزمایشات خود ننگ "هیولا" را دریافت کردند ، در حالی که برخی دیگر مجبور بودند تحت مراقبت دقیق سیستم توتالیتر آنها را تحت نظارت خود قرار دهند.

پرکامبرین (Cryptose)

پرکامبرین تقریباً 4 میلیارد سال طول کشید. در طی این مدت زمان ، تغییرات قابل توجهی روی زمین رخ داده است: پوسته سرد شده است ، اقیانوس ها ظاهر شده اند و از همه مهمتر زندگی بدوی ظاهر شده است. با این حال ، ردپای این زندگی در پرونده های فسیلی نادر است ، زیرا ارگانیسم های اول کوچک بودند و پوسته های سخت ندارند.

Precambrian بیشترین تاریخ زمین شناسی زمین را شامل می شود - حدود 3.8 میلیارد سال. علاوه بر این ، زمانشناسی آن بسیار بدتر از Phanerozoic متعاقب آن توسعه یافته است. دلیل این امر این است که بقایای آلی در رسوبات پرکامبرین بسیار نادر است که یکی از ویژگیهای بارز این سازندهای زمین شناسی باستانی است. بنابراین ، روش دیرینه شناسی مطالعه برای اقشار پرکامبرین کاربرد ندارد.

Archean Aeon (4.6 - 2.5 میلیارد سال پیش)

مطالعات مربوط به شهاب سنگها ، سنگها و سایر مواد آن زمان نشان می دهد که سیاره ما حدود 4.6 میلیارد سال پیش تشکیل شده است. تا آن زمان ، فقط یک دیسک تاری در اطراف خورشید وجود داشت که از گاز و غبار کیهانی تشکیل شده بود. سپس تحت تأثیر جاذبه ، گرد و غبار در بدنهای کوچک شروع به جمع آوری کرد که در نهایت به سیارات تبدیل شدند.

برای میلیون ها سال ، هیچ شکل زندگی در کره زمین وجود نداشت. پس از اپیزود آرکیان از ذوب گوشته فوقانی و گرم شدن بیش از حد آن با ظهور اقیانوس ماگمایی در این کره زمین ، کل سطح بکر زمین به همراه لیتوسفر اولیه و در ابتدا متراکم آن ، خیلی سریع در ذوب های گوشته فوقانی فرو می رود. جو در آن زمان متراکم نبود و متشکل از گازهای سمی مانند آمونیاک (NH) بود₃) متان (CH)₄) هیدروژن (H₂) ، کلر (Cl₂) ، گوگرد. دمای آن به 80 درجه سانتیگراد رسیده است. رادیواکتیویته طبیعی چند برابر بیشتر از میزان فعلی بود. زندگی در چنین شرایطی غیرممکن بود.

4.5 میلیارد سال پیش ، ظاهراً زمین با یک جسم آسمانی به بزرگی مریخ ، سیاره فرضی Teia برخورد کرد. این برخورد به حدی بود که بقایای ایجاد شده در هنگام برخورد به فضا پرتاب شد و ماه را تشکیل داد. شکل گیری ماه به پیدایش زندگی کمک کرده است: باعث بروز جزر و مدی شد که به تصفیه و هوادهی دریاها کمک می کرد و تثبیت می شد [ منبع 2933 روز مشخص نشده است ] محور چرخش زمین.

اولین آثار شیمیایی زندگی در حدود 3.5 میلیارد سال قدمت در صخره های استرالیا (Pilbara) کشف شد. بعداً کربن آلی در سنگ ها کشف شد که قدمت آن 4.1 میلیارد سال است. شاید زندگی در چشمه های آب گرم وجود داشته باشد ، جایی که بسیاری از مواد مغذی از جمله نوکلئوتیدها وجود داشتند.

زندگی در آرکان به باکتریها و سیانوباکتریها تکامل یافت. آنها یک سبک زندگی نزدیک به پایین را رهبری می کردند: آنها کف دریا را با یک لایه نازک از مخاط می پوشاندند.

زندگی در زمین چگونه آغاز شد؟

شاید این مشکل ترین سؤال موجود باشد. در طول هزاره ها ، اکثریت قریب به اتفاق مردم این موضوع را با یک پایان نامه توضیح داده اند - "خدایان زندگی را آفریدند." توضیحات دیگر صرفاً غیرقابل تصور بودند. اما با گذشت زمان ، شرایط تغییر کرده است. مایکل مارشال برای بی بی سی می نویسد: در طول قرن گذشته ، دانشمندان در تلاشند تا بفهمند دقیقاً چطور نخستین زندگی در این سیاره به وجود آمده است.

اکثر دانشمندان مدرن که منشأ زندگی را مطالعه می کنند ، اطمینان دارند که آنها در جهت درست حرکت می کنند - و آزمایش های انجام شده فقط اعتماد به نفس آنها را تقویت می کند. اکتشافات ژنتیک کتاب دانش را از صفحه اول تا آخر بازنویسی می کند.

• چندی پیش دانشمندان پیرترین جد انسان را که حدود 540 میلیون سال پیش در این سیاره زندگی می کردند کشف کردند. محققان می گویند از این "کیسه دندان" که تمام مهره ها منشا گرفته اند. اندازه جد مشترک فقط یک میلی متر بود.
• محققان مدرن حتی موفق به ایجاد اولین ارگانیسم نیمه مصنوعی با تغییرات اساسی در DNA شده اند. ما در حال حاضر بسیار نزدیک به سنتز پروتئین های جدید ، یعنی یک زندگی کاملاً مصنوعی هستیم. در طی چند قرن ، بشر توانسته است بر ایجاد نوع جدیدی از ارگانیسم های زنده تسلط یابد.
• نه تنها موجودات جدید ایجاد می کنیم بلکه موجودات موجود را نیز با اطمینان ویرایش می کنیم. دانشمندان حتی "نرم افزاری" ایجاد کرده اند که به وسیله آن می توان از ابزارهای DNA برای ویرایش زنجیره DNA استفاده کرد. به هر حال ، محققان می گویند ، فقط 1٪ DNA اطلاعات ژنتیکی را در اختیار دارد. چرا ما به 99٪ باقی مانده احتیاج داریم؟
• DNA آنقدر متنوع است که می توانید اطلاعات آن را مانند دیسک سخت ذخیره کنید. یک فیلم در حال حاضر بر روی DNA ضبط شده است و موفق شده است بدون هیچ مشکلی اطلاعات را بارگیری کند ، زیرا آنها قبلاً از پرونده استفاده می کردند.

آیا خود را فردی تحصیل کرده و مدرن می دانید؟ سپس شما فقط باید این را بدانید.

اگرچه کشف DNA مربوط به سال 1869 است ، اما تا سال 1986 نگذشت که این دانش برای اولین بار در پزشکی قانونی مورد استفاده قرار گیرد.

در اینجا داستان منشاء زندگی روی کره زمین است

زندگی پیر است. دایناسورها شاید مشهورترین موجودات موجود در حال انقراض باشند ، اما آنها فقط 250 میلیون سال پیش ظاهر شدند. اولین زندگی در این سیاره خیلی زودتر از این اتفاق افتاد.

قدیمی ترین فسیل ها ، به گفته کارشناسان ، حدود 3.5 میلیارد سال قدمت دارند. به عبارت دیگر ، آنها 14 برابر بزرگتر از اولین دایناسورها هستند!

با این حال ، این حد نیست. به عنوان مثال ، در آگوست سال 2016 باکتری های فسیلی کشف شدند که سن آنها 3.7 میلیارد سال است. این 15 هزار برابر قدیمی تر از دایناسورهاست!

خود زمین خیلی قدیمی تر از این باکتری ها نیست - سرانجام سیاره ما حدود 4/4 میلیارد سال پیش تشکیل شد. یعنی زندگی اول روی زمین کاملاً "به سرعت" سرچشمه گرفت ، پس از گذشت حدود 800 میلیون سال در کره زمین باکتریها - موجودات زنده ای وجود داشتند که به گفته دانشمندان ، با گذشت زمان توانستند پیچیده تر شوند و ابتدا برای ارگانیسم های ساده در اقیانوس شروع شوند و در پایان. -و ، و خود نسل بشر است.

گزارش اخیر کانادا این داده ها را تأیید می کند: تخمین زده می شود که قدیمی ترین باکتری ها بین 3،770 تا 4،300 میلیارد سال قدمت داشته باشند. یعنی زندگی در سیاره ما ، تقریباً احتمالاً ، "حدود" 200 میلیون سال پس از تشکیل آن سرچشمه گرفته است. میکروارگانیسم های موجود در آهن زندگی می کردند. بقایای آنها در سنگهای کوارتز یافت شد.

اگر فرض کنیم زندگی از زمین سرچشمه گرفته است - منطقی به نظر می رسد ، با توجه به اینکه ما هنوز آن را در اجسام کیهانی دیگر ، یا در سیارات دیگر یا بر روی قطعات شهاب سنگهای بیرون آورده شده از فضا پیدا نکرده ایم - پس باید چنین اتفاقی در آن دوره افتاد ، که یک میلیارد سال بین لحظه تشکیل سیاره و تاریخ وقوع فسیل های موجود در زمان ما می گذرد.

بنابراین ، با تکیه بر مطالعات اخیر ، می توانیم فرض کنیم که اولین زندگی روی زمین دقیقاً چه زمانی بوده است.

دانشمندان ظاهر غول های ماقبل تاریخ را از اسکلت هایی که در حین حفاری ها کشف شده بودند ، بازسازی کردند.

هر ارگانیسم زنده از سلول ها تشکیل شده است (و همینطور شما هستید)

در قرن نوزدهم ، زیست شناسان دریافتند كه تمام موجودات زنده از "سلول" تشکیل شده اند - توده های كوچك از مواد آلی با اشکال و اندازه های مختلف.

سلول ها برای اولین بار در قرن 17 کشف شد ، همزمان با اختراع میکروسکوپ های نسبتاً قدرتمند ، اما تنها پس از یک قرن و نیم ، دانشمندان به این نتیجه رسیدند: سلول ها پایه و اساس تمام زندگی روی کره زمین هستند.

البته از نظر ظاهری ، فرد به نظر نمی رسد مانند ماهی یا دایناسور باشد ، بلکه فقط از طریق میکروسکوپ جستجو کنید تا مطمئن شوید که افراد تقریباً از همان سلول های نمایندگان دنیای حیوانات تشکیل شده اند. علاوه بر این ، همان سلول ها پایه و اساس گیاهان و قارچ ها را تشکیل می دهند.

تمام ارگانیسم ها از جمله سلول های بدن ساخته شده اند.

بزرگترین شکل زندگی باکتریهای تک سلولی است.

امروزه بی شمار ترین اشکال زندگی را می توان با خیال راحت میکروارگانیسم ها نامیدند که هر یک از آنها تنها از یک سلول منفرد تشکیل شده است.

معروف ترین نوع چنین زندگی باکتری هایی است که در هر نقطه از جهان زندگی می کنند.

در آوریل 2016 ، دانشمندان نسخه به روز شده ای از "درخت زندگی" را ارائه دادند: نوعی درخت تبارشناسی برای هر نوع ارگانیسم زنده. اکثریت قریب به اتفاق "شاخه" های این درخت باکتری هستند. علاوه بر این ، شکل درخت نشان می دهد که جد تمام زندگی روی زمین یک باکتری بوده است. به عبارت دیگر ، کل انواع موجودات زنده (از جمله شما) از یک باکتری منفرد حاصل می شود.

بنابراین ، ما می توانیم با دقت بیشتری به موضوع منشأ زندگی نزدیک شویم. برای بازآفرینی سلول اولیه باید بیش از 3.5 میلیارد سال قبل شرایط حاکم بر این سیاره را با دقت و سرگرمی دوباره انجام دهید.

پس چقدر سخت است؟

باکتریهای تک سلولی رایج ترین شکل زندگی روی کره زمین است.

شروع آزمایشات

برای قرن ها ، این سؤال "زندگی از کجا آغاز شد؟" عملاً جدی نپرسیدند. در واقع ، همانطور که در همان ابتدا یادمان بود ، جواب معلوم بود: زندگی توسط خالق ایجاد شده است.

تا قرن نوزدهم ، اکثر مردم به "سرزندگی" اعتقاد داشتند. این آموزش مبتنی بر این عقیده است که همه موجودات زنده با قدرت و فوق العاده طبیعی وقف شده اند که آنها را از اشیاء بی جان متمایز می کند.

ایده های حیات گرایی اغلب با فرضیه های مذهبی طنین انداز می شد. کتاب مقدس می گوید که خدا ، با استفاده از "نفس زندگی" ، مردم اول را زنده کرد و روح جاودانه یکی از مظاهر نشاط است.

اما یک مشکل وجود دارد. ایده های حیات گرایی اساساً اشتباه است.

با آغاز قرن نوزدهم ، دانشمندان چندین ماده کشف کردند که به طور انحصاری از موجودات زنده موجود بودند. یکی از این مواد اوره موجود در ادرار بود و در سال 1799 بدست آمد.

این کشف اما با مفهوم حیات گرایی مغایرت نداشت. اوره فقط در موجودات زنده ظاهر می شد ، بنابراین شاید آنها دارای انرژی حیاتی ویژه ای بودند که آنها را منحصر به فرد می کرد.

مرگ نشاط گرایی

اما در سال 1828 ، فریدریش وهلر شیمیدان آلمانی توانست اوره را از یک ترکیب معدنی - سیانات آمونیوم تولید کند ، که هیچ ارتباطی با موجودات زنده نداشت. دانشمندان دیگر توانستند آزمایش او را تکرار کنند و به زودی مشخص شد که همه ترکیبات آلی را می توان از ترکیبات غیر آلی ساده تر به دست آورد.

این امر به حیات گرایی به عنوان یک مفهوم علمی پایان داد.

اما خلاص شدن از عقاید آنها برای مردم بسیار سخت بود. این واقعیت که در ترکیبات ارگانیک فقط به موجودات زنده منحصر به فرد نیست ، واقعاً چیز خاصی نیست ، برای بسیاری ، به نظر می رسید که زندگی یک عنصر جادو را سلب می کند ، و مردم را از موجودات الهی تقریباً به ماشین تبدیل می کند. البته این بسیار مغایر با کتاب مقدس بود.

حتی برخی از دانشمندان به مبارزه برای نشاط گرایی ادامه دادند. در سال 1913 ، بیوشیمیست انگلیسی بنیامین مور با شور و شوق تئوری خود را در مورد "انرژی بیوتیک" ترویج کرد ، که در اصل همان سرزندگی ، اما با پوششی متفاوت بود. ایده حیات گرایی ریشه های کاملاً محکمی در روح انسان در سطح عاطفی پیدا کرده است.

امروزه بازتاب های آن در غیر منتظره ترین مکان ها یافت می شود. به عنوان مثال ، تعدادی از داستانهای علمی تخیلی را بخوانید که در آنها می توان "انرژی حیاتی" شخصیت را دوباره پر کرد یا از بین برد. به یاد داشته باشید "انرژی بازسازی" که توسط مسابقه "Lord Lords Time" از سری Doctor Who استفاده می شود. اگر به پایان رسید این انرژی می تواند دوباره پر شود. اگرچه این ایده آینده نگرانه به نظر می رسد ، اما در واقعیت بازتاب نظریه های قدیمی است.

بنابراین ، بعد از سال 1828 ، سرانجام دانشمندان دلایل خوبی برای جستجوی توضیحی جدید در مورد منشاء زندگی داشتند ، این بار گمانه زنی ها درباره مداخله الهی را نادیده گرفتند.

اما آنها شروع به جستجو نکردند. به نظر می رسد موضوع تحقیق به خودی خود رسیده است ، اما در حقیقت ، چند دهه است که به معمای منشاء زندگی نرسیده است.شاید همه هنوز هم خیلی جدی به زندگی خود متعهد بودند تا حرکت کنند.

داروین و نظریه تکامل

پیشرفت اصلی در زمینه تحقیقات بیولوژیکی قرن 19 تئوری تکامل بود که توسط چارلز داروین تهیه و توسط دانشمندان دیگر ادامه یافت.

نظریه داروینشرح داده شده در مبدا گونه های 1859 ، توضیح داد که چگونه همه تنوع جهان حیوانات از یک جد جدا می شود.

داروین تصریح کرد: خداوند هیچ یک از موجودات زنده را به صورت جداگانه خلق نکرده است و همه این گونه ها از یک ارگانیسم بدوی که میلیون ها سال پیش پدیدار شده است ، سرچشمه می گیرد که به آن آخرین اجداد مشترک جهانی نیز گفته می شود.

این ایده بسیار بحث برانگیز بود ، زیرا دوباره فرضیه های کتاب مقدس را رد کرد. نظریه داروین به ویژه توسط مسیحیان متخلف مورد انتقاد شدید قرار گرفت.

اما تئوری تکامل کلمه ای درباره نحوه ظهور اولین ارگانیسم بیان نکرد.

زندگی اول چگونه به وجود آمد؟

داروین فهمید که این یک سؤال کامل است ، اما (شاید که مایل به وارد شدن به درگیری دیگری با روحانیت نیست) او فقط در نامه ای از سال 1871 به آن اشاره کرد. لحن عاطفی نامه نشان داد که دانشمند از اهمیت عمیق این موضوع آگاه بود:

"... اما اگر اکنون [اوه چقدر بزرگ اگر!] در هر مخزن گرم حاوی تمام نمکهای لازم آمونیوم و فسفر و قابل دسترسی به نور ، گرما ، برق و غیره ، یک پروتئین شیمیایی تشکیل شده قادر به تحولات پیچیده تر است ... "

به عبارت دیگر: یک حوضچه کوچک را پر کنید از ترکیبات آلی ساده و در زیر آفتاب واقع شده است. برخی از ترکیبات ممکن است به خوبی در تعامل باشند و مواد پیچیده تری مانند پروتئین ایجاد کنند که به نوبه خود باعث تعامل و توسعه نیز می شوند.

این ایده کاملاً سطحی بود. اما ، با این وجود ، پایه و اساس اولین فرضیه ها در مورد منشأ زندگی را تشکیل داد.

داروین نه تنها نظریه تکامل را ایجاد کرد ، بلکه همچنین اظهار داشت که زندگی در آب گرم اشباع شده با ترکیبات معدنی لازم صورت گرفته است.

عقاید انقلابی الكساندر اوپارین

و اولین قدم ها در این جهت به هیچ وجه در جایی که شاید انتظار داشت برداشته نشود. ممکن است فکر کنید که چنین مطالعاتی ، دلالت بر آزادی اندیشه ، برای مثال باید در انگلستان یا ایالات متحده انجام می داد. اما در حقیقت ، اولین فرضیه ها در مورد منشاء زندگی در وسایل بومی استالینیست اتحاد جماهیر شوروی مطرح شد ، دانشمندی که نام شما احتمالاً هرگز آن را نشنیده اید.

مشخص است که استالین مطالعات بسیاری را در زمینه ژنتیک بسته است. در عوض ، او ایده های زراعت شناس Trofim Lysenko را ترویج کرد ، که به عقیده وی ، برای ایدئولوژی کمونیستی مناسب تر بود. دانشمندان انجام تحقیقات در زمینه ژنتیک موظف بودند به طور علنی از ایده های لیسنکو حمایت کنند ، در غیر این صورت در معرض خطر قرار گرفتن در اردوگاه ها بودند.

در چنین فضای پرتنش و بی نظیری الكساندر ایوانوویچ اوپارین مجبور شد آزمایش های خود را انجام دهد. این امر ممکن بود زیرا او خود را به عنوان یک کمونیست قابل اعتماد تأسیس کرد: او از ایده های لیسنکو حمایت کرد و حتی حکم لنین را نیز دریافت کرد - افتخارترین جایزه از همه آنچه در آن زمان وجود داشت.

در سال 1924 ، اوپارین کتاب "منشأ زندگی" را منتشر کرد. در آن ، او دیدگاه خود را در مورد منشاء زندگی بیان کرد ، که به طرز حیرت انگیزی شبیه به نمونه طراحی شده از "مخزن گرم" داروین بود.

الکساندر اوپارین ، بیوشیمیای اتحاد جماهیر شوروی اظهار داشت که اولین ارگانیسم های زنده به عنوان همزن تشکیل می شوند.

یک تئوری جدید درباره اولین زندگی روی زمین

اوپارین توصیف کرد که زمین در اولین روزهای پس از تشکیل آن چه بوده است. این سیاره دارای یک سطح داغ سوزان بود و شهاب سنگ های کوچک را به خود جلب کرده است. در اطراف فقط سنگهای نیمه مذاب وجود داشت که شامل طیف گسترده ای از مواد شیمیایی بودند که بسیاری از آنها بر پایه کربن بودند.

در پایان ، زمین به اندازه کافی خنک شد و بخار ابتدا به آب مایع تبدیل شد و بدین ترتیب اولین باران ایجاد شد. پس از مدتی اقیانوس های گرم روی کره زمین ظاهر شدند که سرشار از مواد شیمیایی مبتنی بر کربن بودند. رویدادهای بعدی می توانند در دو سناریو توسعه پیدا کنند.

اولین مورد مربوط به تعامل موادی است که در آنها ترکیبات پیچیده تری ظاهر می شوند. اوپارین اظهار داشت که قند و اسیدهای آمینه مهم برای موجودات زنده می توانند در حوضه آب کره زمین تشکیل شوند.

در سناریوی دوم ، برخی از مواد در طول تعامل شروع به تشکیل ساختارهای میکروسکوپی کردند. همانطور که می دانید بسیاری از ترکیبات آلی در آب محلول نیستند: به عنوان مثال ، روغن لایه ای روی سطح آب تشکیل می دهد. اما برخی از مواد در تماس با آب باعث ایجاد گلوبولهای کروی یا "coacervates" با قطر حداکثر 0.01 سانتی متر (یا 0.004 اینچ) می شوند.

با مشاهده یك مرمرها در زیر میكروسكوپ ، می توانید به شباهت آنها با سلولهای زنده توجه كنید. آنها رشد می کنند ، تغییر می کنند و گاهی به دو بخش تقسیم می شوند. آنها همچنین با ترکیبات اطراف ارتباط برقرار می کنند ، به طوری که سایر مواد می توانند در داخل آنها متمرکز شوند. اوپارین اظهار داشت که کوکرات ها اجداد سلول های مدرن هستند.

نظریه زندگی اول هالدانه

پنج سال بعد ، در سال 1929 ، زیست شناس انگلیسی John Burdon Sanderson Haldane بطور مستقل نظریه خود را با ایده های مشابه مطرح کرد ، که در مجله "Rationalist Annual" منتشر شد.

در آن زمان هالدان در حال حاضر سهم بزرگی در توسعه نظریه تکامل داشته و به ادغام عقاید داروین در علم ژنتیک کمک کرده است.

و او فردی بسیار به یاد ماندنی بود. یک بار ، در طی آزمایش در یک محفظه رفع فشار ، پارگی پرده گوش را تجربه کرد که بعداً در مورد موارد زیر نوشت: "این غشا در حال بهبود است و حتی اگر سوراخی در آن وجود داشته باشد ، با وجود ناشنوایی ، می توان حلقه های دود تنباکو را با خیال راحت کنار گذاشت. یک دستاورد مهم. "

مانند اوپارین ، هالدان دقیقاً چگونگی تعامل ترکیبات آلی در آب را مطرح كرد: "(پیش از این) اولین اقیانوس ها به قوام یك آبگوشت گرم رسیده بودند." این شرایط را برای ظهور "اولین موجودات زنده یا نیمه زنده" ایجاد کرد. در همین شرایط ، ساده ترین ارگانیسم ها می توانند درون "فیلم روغن" قرار بگیرند.

جان هالدان ، مستقل از اوپارین ، ایده های مشابهی را درباره منشاء اولین ارگانیسم ها مطرح کرد.

حدس Oparin-Haldane

بنابراین ، اولین زیست شناسانی که این نظریه را پیش بردند ، اوپارین و هالدان بود. اما این عقیده که خداوند یا حتی برخی از "نیروی حیاتی" انتزاعی در شکل گیری موجودات زنده شرکت نکردند ، بنیادی بود. این نظریه مانند نظریه تکامل داروین ، سیلی برای چهره مسیحیت بود.

قدرت اتحاد جماهیر شوروی این واقعیت را كاملاً برآورده كرد. در زمان اتحاد جماهیر شوروی ، بیخدایی در این کشور حاکم شد و مقامات با کمال میل از توضیحات ماتریالیستی پدیده های پیچیده مانند زندگی حمایت کردند. به هر حال ، هلدان نیز یک ملحد و کمونیست بود.

ارمن ملاکیدجانان ، کارشناس منشأ زندگی در دانشگاه ازنابروک در آلمان می گوید: "در آن روزها ، این ایده صرفاً از منشور اعتقادات خودشان مشاهده می شد: افراد مذهبی آن را با خصومت درک می کردند ، برخلاف طرفداران عقاید کمونیستی." وی گفت: "در اتحاد جماهیر شوروی ، این ایده با شادی پذیرفته شد ، زیرا آنها به خدا احتیاج نداشتند. و در غرب توسط همه یك از همان حامیان چپ ، كمونیست ها و غیره به اشتراک گذاشته شد. "

این مفهوم که زندگی در "مایع اصلی" ترکیبات آلی شکل گرفته است ، نامیده می شود حدس Oparin-Haldane. او به اندازه کافی قانع کننده به نظر می رسید ، اما یک مشکل وجود دارد. در آن زمان ، یک آزمایش عملی واحد انجام نشده بود که صحت این فرضیه را اثبات کند.

این آزمایشات فقط پس از تقریباً ربع قرن آغاز شد.

اولین آزمایشاتی که ایجاد زندگی "in vitro"

سؤال مبداء زندگی به هارولد اری ، دانشمند مشهوری كه قبلاً در آن زمان جایزه نوبل شیمی را در سال 1934 دریافت كرده بود ، مورد توجه قرار گرفت و حتی در ایجاد بمب اتمی نیز شركت كرد.

در طول جنگ جهانی دوم ، یوری در پروژه منهتن شرکت کرد و اورانیوم ناپایدار 235 مورد نیاز هسته بمب را جمع آوری کرد. پس از پایان جنگ ، یوری از کنترل غیرنظامی فناوری هسته ای دفاع کرد.

یوری به پدیده های شیمیایی رخ داده در فضای بیرونی علاقه مند شد. و جالب ترین برای او فرایندهایی بود که در هنگام شکل گیری منظومه شمسی اتفاق افتاد. وی در یکی از سخنرانی های خود اظهار داشت که در ابتدا روی زمین ، به احتمال زیاد ، اکسیژن وجود ندارد. و این شرایط برای شکل گیری "مایع اصلی" ، که اوپارین و هالدین در مورد آن صحبت می کردند ایده آل بودند ، زیرا برخی از مواد لازم آنقدر ضعیف بودند که در تماس با اکسیژن حل می شدند.

در این سخنرانی دانشجوی دکترا به نام استنلی میلر حضور داشت که با پیشنهاد انجام آزمایش بر اساس این ایده به یوری مراجعه کرد. در ابتدا ، یوری به این ایده شک داشت ، اما بعدا میلر موفق به ترغیب او شد.

در سال 1952 میلر معروف ترین آزمایش از آنچه را که با توضیح منشاء حیات روی کره زمین همراه بود ، انجام داد.

آزمایش استنلی میلر در تاریخ مطالعه منشاء موجودات زنده در سیاره ما مشهورترین بود.

مشهورترین آزمایش در مورد منشاء زندگی روی کره زمین

آماده سازی زمان زیادی طول نکشید. میلر یک سری شیشه های شیشه ای را که از طریق آنها 4 ماده ظاهراً در اوایل زمین وجود داشته است به هم وصل کرد: آب جوش ، هیدروژن ، آمونیاک و متان. گازها تحت تخلیه منظم جرقه قرار گرفتند - این شبیه سازی از حملات رعد و برق بود ، که در اوایل زمین معمول بودند.

میلر دریافت که "آب در فلاسک بعد از روز اول به وضوح صورتی روشن شد و پس از هفته اول محلول ابری شد و به رنگ قرمز تیره شد." تشکیل ترکیبات شیمیایی جدید وجود دارد.

وقتی میلر ترکیب محلول را تجزیه و تحلیل کرد ، دریافت که حاوی دو اسید آمینه است: گلیسین و آلانین. همانطور که می دانید اسیدهای آمینه اغلب به عنوان بلوک های ساختمانی زندگی توصیف می شوند. این اسیدهای آمینه در شکل گیری پروتئین ها استفاده می شوند که اکثر فرآیندهای بیوشیمیایی موجود در بدن ما را کنترل می کنند. میلر به معنای واقعی کلمه از ابتدا دو ماده مهم یک ارگانیسم زنده را ایجاد کرده است.

در سال 1953 ، نتایج این آزمایش در ژورنال معتبر Science منتشر شد. یوری به واسطه یک نجیب ، اگرچه ویژگی دانشمند عصر خود نبود ، ژست نام خود را از این عنوان حذف کرد و تمام جلال را به میلر واگذار کرد. اما با وجود این ، این مطالعه معمولاً "آزمایش میلر یوری" نامیده می شود.

اهمیت آزمایش میلر-یوری

جان ساترلند ، دانشمند آزمایشگاه بیولوژی مولکولی ، کمبریج می گوید: "ارزش آزمایش میلر اوری این است که نشان می دهد حتی در یک فضای ساده می توان بسیاری از مولکولهای بیولوژیکی را تشکیل داد."

همه جزئیات آزمایش دقیق نبود ، همانطور که بعداً مشخص شد. در حقیقت ، مطالعات نشان داده اند كه سایر گازها در جو زمین اولیه قرار داشته اند. اما این از اهمیت آزمایش نتیجه نمی گیرد.

ساترلند می گوید: "این یک آزمایش برجسته بود که خیال بسیاری را به لرزه درآورد و به همین دلیل به امروز اشاره شده است."

با توجه به آزمایش میلر ، بسیاری از دانشمندان شروع به جستجوی راه هایی برای ایجاد مولکول های ساده بیولوژیکی از ابتدا کردند. پاسخ به این سؤال "چگونه زندگی در زمین آغاز شد؟" به نظر می رسید بسیار نزدیک است.

اما بعد معلوم شد که زندگی بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که می توانید تصور کنید. سلولهای زنده ، همانطور که مشخص شد ، فقط مجموعه ای از ترکیبات شیمیایی نیستند ، بلکه مکانیسم های پیچیده کوچکی هستند. ناگهان ، ایجاد سلولهای زنده از ابتدا به یک مسئله بسیار جدی تر از آنچه دانشمندان انتظار داشتند تبدیل شده است.

مطالعه ژن ها و DNA

با آغاز دهه 50 قرن بیستم ، دانشمندان از این ایده دور بودند که زندگی هدیه ای از طرف خدایان است.

در عوض ، آنها شروع به مطالعه احتمال وقوع خود به خودی و طبیعی زندگی در اوایل زمین کردند - و به لطف آزمایش دیدنی استنلی میلر ، شواهدی از این ایده پدید آمد.

در حالی که میلر سعی داشت زندگی را از ابتدا ایجاد کند ، دانشمندان دیگر می دانند از چه ژنهایی ساخته شده است.

تاکنون ، بیشتر مولکولهای بیولوژیکی مورد مطالعه قرار گرفته اند. اینها شامل قند ، چربی ها ، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک مانند "اسید دئوکسی ریبونوکلئیک" است - این نیز DNA است.

امروز همه می دانند که ژنهای ما در DNA موجود است ، اما برای زیست شناسان دهه 1950 این یک شوک واقعی بود.

پروتئین ها ساختار پیچیده تری داشتند ، به همین دلیل دانشمندان معتقد بودند که اطلاعات ژن در آنها موجود است.

این نظریه در سال 1952 توسط دانشمندان انستیتوی کارنگی - آلفرد هرشی و مارتا چیس - رد شد. آنها ویروس های ساده ، متشکل از پروتئین و DNA را مورد مطالعه قرار دادند که با آلوده شدن سایر باکتری ها تکثیر می شوند. دانشمندان دریافتند که DNA ویروسی ، و نه پروتئین ، وارد باکتری ها می شود. از این نتیجه گرفته شد که DNA ماده ژنتیکی است.

کشف Hershey و Chase سرآغاز مسابقه ای بود که هدف آن مطالعه ساختار DNA و اصول کار آن بود.

مارتا چیس و آلفرد هرشی کشف کردند که DNA اطلاعات ژنتیکی در اختیار دارد.

ساختار DNA مارپیچی - یکی از مهمترین اکتشافات قرن بیستم

اولین کسانی که این موضوع را حل کردند فرانسیس کریک و جیمز واتسون از دانشگاه کمبریج بودند ، نه بدون کمک ناخوشایند از همکارش Rosalind Franklin. این اتفاق یک سال پس از آزمایش های هرشی و چیس اتفاق افتاد.

کشف آنها به یکی از مهم ترین ها در قرن بیستم بدل شد. این کشف ، نحوه جستجوی منشاء زندگی را تغییر داده و ساختار فوق العاده پیچیده سلولهای زنده را آشکار ساخت.

واتسون و کریک دریافتند که DNA مارپیچ دوبل (پیچ دو برابر) است که مانند یک پله خمیده به نظر می رسد. هر دو "قطب" این نردبان از مولکولهایی به نام نوکلئوتیدها تشکیل شده است.

این ساختار روشن می کند که چگونه سلول ها DNA خود را کپی می کنند. به عبارت دیگر ، مشخص می شود كه والدین چگونه نسخه های ژن های خود را به كودكان منتقل می كنند.

درک این نکته مهم است که مارپیچ مضاعف می تواند "حل نشده" باشد. این دسترسی به کد ژنتیکی ، متشکل از یک توالی از پایه های ژنتیکی (A ، T ، C و G) ، که معمولاً درون "مراحل" نردبان DNA محصور می شوند ، باز می شود. سپس هر نخ در هنگام ایجاد یک نسخه دیگر ، به عنوان یک الگوی مورد استفاده قرار می گیرد.

این مکانیسم اجازه می دهد ژنها از همان ابتدای زندگی به ارث برده شوند. ژنهای شما در نهایت از یک باکتری باستانی سرچشمه می گیرند - و با هر انتقال از آنها مکانیسمی را که کریک و واتسون کشف کردند استفاده کردند.

در سال 1953 ، واتسون و کریک گزارش خود را در ژورنال Nature منتشر کردند. چند سال آینده ، دانشمندان سعی کردند دقیقاً بدانند که چه اطلاعاتی در DNA موجود است ، و چگونه از آن در سلولهای زنده استفاده می شود.

برای اولین بار ، یکی از درونی ترین رازهای زندگی برای عموم افشا شده است.

ساختار DNA: 2 ستون فقرات (زنجیره های ضد پله) و جفت نوکلئوتیدها.

چالش DNA

همانطور که مشخص شد DNA تنها یک وظیفه دارد. DNA شما به سلولهای بدن شما می گوید که چگونه پروتئین ها (پروتئین ها) ایجاد کنند - مولکول هایی که کارهای مهم زیادی را انجام می دهند.

بدون پروتئین ، شما نمی توانید غذا را هضم کنید ، قلب شما از ضرب و شتم متوقف می شود ، و نفس شما متوقف می شود.

اما بازآفرینی فرآیند تشکیل پروتئین با استفاده از DNA در واقع یک کار بسیار دشوار بوده است. هرکسی که سعی در توصیف منشأ زندگی داشت ، به سادگی نمی توانست درک کند که چگونه چنین چیزی پیچیده حتی می تواند به طور مستقل ظهور و توسعه یابد.

هر پروتئین در اصل زنجیره ای طولانی از اسیدهای آمینه است که به ترتیب خاصی بافته می شوند. این ترتیب شکل سه بعدی پروتئین و بنابراین ، هدف آن را تعیین می کند.

این اطلاعات در توالی پایه DNA رمزگذاری شده است.بنابراین ، هنگامی که یک سلول نیاز به ایجاد یک پروتئین خاص دارد ، برای ساختن دنباله معینی از اسیدهای آمینه ، ژن مربوطه را در DNA می خواند.

RNA چیست؟

در فرآیند استفاده از سلولهای DNA یک تفاوت وجود دارد.

• DNA با ارزش ترین منبع سلول است. بنابراین سلولها ترجیح می دهند با هر عملی به DNA دسترسی پیدا نکنند.
• در عوض ، سلولها اطلاعات را از DNA در مولكولهای كوچك ماده دیگری به نام كپی می كنند RNA (اسید ریبونوکلئیک).
• RNA مشابه DNA است ، اما فقط یک رشته دارد.

اگر قیاس بین DNA و کتابخانه بخوانیم ، RNA مانند صفحه با خلاصه کتاب به نظر می رسد.

فرایند تبدیل اطلاعات از طریق زنجیره RNA به پروتئین با کمک یک مولکول بسیار پیچیده به نام "ریبوزوم" به پایان می رسد.

این فرآیند در هر سلول زنده حتی در ساده ترین باکتری ها انجام می شود. برای حفظ زندگی ، به همان اندازه غذا و تنفس اهمیت دارد.

بنابراین ، هر توضیحی در مورد ظاهر زندگی باید نشان دهد که چگونه یک سه‌گانه پیچیده ظاهر شد ، و چگونه شروع به کار کرد ، که شامل آن است DNA ، RNA و ریبوزومها.

تفاوت بین DNA و RNA است.

همه چیز بسیار پیچیده تر است.

تئوری های Oparin و Haldane اکنون ساده و ساده به نظر می رسید ، و آزمایش میلر ، که طی آن چندین اسید آمینه لازم برای تشکیل پروتئین ایجاد شد ، دوستانه به نظر می رسید. در راه طولانی برای ایجاد زندگی ، تحقیقات او ، هرچند مولد ، به وضوح فقط اولین قدم بود.

جان ساترلند می گوید: "DNA باعث می شود كه RNA پروتئین ایجاد كند. شما به آن نگاه می کنید و تعجب می کنید که چقدر دشوار است. برای یافتن یک ترکیب ارگانیک که تمام این کارها را با یک حرکت انجام دهد ، چه کاری باید انجام دهیم؟ "

شاید زندگی با RNA شروع شود؟

اولین کسی که سعی در پاسخ به این سؤال داشت ، یک شیمیدان انگلیسی به نام لسلی اورگل بود. او یکی از اولین کسانی بود که مدل DNA ایجاد شده توسط کریک و واتسون را دید و بعداً به عنوان بخشی از برنامه وایکینگ به ناسا کمک کرد ، که طی آن ماژول های فرود به مریخ ارسال شد.

ارگل قصد داشت کار را ساده کند. در سال 1968 ، با حمایت از کریک ، وی پیشنهاد کرد که هیچ پروتئین یا DNA در اولین سلولهای زنده وجود ندارد. در مقابل ، آنها تقریباً کاملاً از RNA تشکیل شده بودند. در این حالت ، مولکولهای RNA اولیه باید جهانی بودند. به عنوان مثال ، آنها نیاز به ایجاد نسخه های خاص خود داشتند ، احتمالاً با استفاده از همان مکانیسم جفت سازی مانند DNA.

این ایده که زندگی با RNA آغاز شد ، تأثیر باورنکردنی بر تمام تحقیقات بعدی داشت. و باعث بحث های شدیدی در جامعه علمی شد که تا به امروز متوقف نشده است.

با فرض اینکه زندگی با RNA و عنصر دیگر آغاز شد ، اورگل اظهار داشت که یکی از مهمترین جنبه های زندگی - توانایی تولید مثل خود - زودتر از دیگران ظاهر شد. می توان گفت که او نه تنها در مورد چگونگی ظهور زندگی تأمل کرد بلکه در مورد ذات زندگی نیز سخن گفت.

بسیاری از زیست شناسان با این نظر اورگل موافق بودند كه "تولید مثل اولین بود". در نظریه تکامل داروین ، توانایی تولید مثل در صدر قرار دارد: این تنها راهی است که بدن در این مسابقه "پیروز" می شود - یعنی فرزندان بی شماری را پشت سر بگذارید.

لزلی اورگل این ایده را مطرح کرد که اولین سلولها بر اساس RNA عمل می کنند.

تقسیم به 3 اردوگاه

اما سایر ویژگی ها ویژگی زندگی ، به همان اندازه مهم است.

بدیهی ترین این سوخت و ساز بدن است: توانایی جذب انرژی محیطی و استفاده از آن برای بقا.

برای بسیاری از زیست شناسان ، متابولیسم ویژگی تعیین کننده زندگی است ، آنها توانایی تولید مثل را در درجه دوم قرار می دهند.

بنابراین ، با شروع دهه 1960 ، دانشمندان درگیر با رمز و راز منشأ زندگی به 2 اردوگاه تقسیم شدند.

ساترلند توضیح می دهد: "سابق ادعا می كردند كه متابولیسم قبل از ژنتیك پیش می آید ، دومی نظر مخالف دارد."

یک گروه سوم وجود داشتند که ادعا می کردند ابتدا ظروف برای مولکولهای کلیدی ظاهر می شود که اجازه نمی دهد آنها از هم جدا شوند.

ساترلند توضیح می دهد: "قرار بر این بود كه تقسیم بندی در ابتدا صورت گیرد زیرا بدون آن ، متابولیسم سلولی معنی ندارد."

به عبارت دیگر ، یک سلول باید در سرچشمه زندگی بایستد ، همانطور که اوپارین و هلدان چندین دهه قبل بر آن تأکید داشتند و شاید این سلول باید با چربی ها و چربی های ساده پوشانده شده بود.

هر یک از سه ایده طرفداران خود را به دست آورد و تا به امروز زنده مانده است. دانشمندان بعضی اوقات حرفه ای بودن خونسرد را فراموش می کردند و کورکورانه از یکی از سه ایده حمایت می کردند.

در نتیجه ، کنفرانس های علمی در این باره اغلب با رسوایی همراه بودند و روزنامه نگاران تحت پوشش این وقایع غالباً اظهارات ناخوشایند دانشمندان یک اردوگاه درباره کار همکارانشان از دو گروه دیگر می شنیدند.

با تشکر از اورگل ، این ایده که زندگی با RNA آغاز شد ، عموم مردم را یک قدم جلوتر از این جواب داد.

و در دهه 1980 ، یک کشف شگفت آور رخ داد که در واقع فرضیه اورگل را تأیید کرد.

اولین مورد: ظروف ، متابولیسم یا ژنتیک چیست؟

بنابراین ، در اواخر دهه 1960 ، دانشمندان برای جستجوی پاسخی از معماهای منشأ زندگی در کره زمین به 3 اردوگاه تقسیم شدند.

1. اولی ها مطمئن بودند که زندگی با شکل گیری نسخه های اولیه سلول های بیولوژیکی آغاز می شود.
2. دوم معتقد بود كه مرحله اول و كلیدی سیستم متابولیك است.
3. هنوز دیگران بر اهمیت ژنتیک و تولید مثل (تکثیر) توجه کرده اند.

این اردوگاه سوم در تلاش بود تا بفهمد اولین همانند کننده ممکن است چه چیزی به نظر برسد ، این ایده را در نظر بگیرد که تکرار کننده باید از RNA تشکیل شود.

بسیاری از چهره های RNA

تا دهه 1960 ، دانشمندان دلایل زیادی برای این باور داشتند كه RNA منبع كلی زندگی است.

این دلایل شامل این واقعیت است که RNA می تواند آنچه DNA نتوانسته انجام دهد.

به عنوان یک مولکول تک رشته ای ، RNA می تواند خم شود و اشکال مختلفی به خود ببخشد ، که برای DNA سفت و سخت با دو زنجیره غیرقابل دسترسی بود.

RNA تشکیل اریگامی به شدت با پروتئین در رفتار خود شباهت دارد. از این گذشته ، پروتئین ها در اصل همان زنجیره های طولانی هستند ، اما از اسیدهای آمینه تشکیل شده اند نه نوکلئوتیدها ، که به آنها امکان ایجاد ساختارهای پیچیده تری می دهد.

این کلید شگفت انگیزترین توانایی پروتئین ها است. برخی پروتئینها می توانند واکنشهای شیمیایی را تسریع کرده یا "کاتالیز کنند". به این پروتئین ها آنزیم گفته می شود.

به عنوان مثال ، در روده های انسانی آنزیم های زیادی وجود دارند که مولکول های غذایی پیچیده را به آنهایی ساده تبدیل می کنند (مانند قند) - یعنی آنهایی که بعدا توسط سلولهای ما استفاده می شوند. زندگی بدون آنزیم ها غیرممکن خواهد بود. به عنوان مثال ، مرگ اخیر برادر نیمه دوم رهبر کره در فرودگاه مالزی به این دلیل بود که یک آنزیم (آنزیم) که سرکوب کننده معرف عصبی VX است ، در بدن وی متوقف شده است - در نتیجه ، دستگاه تنفسی فلج می شود و فرد در عرض چند دقیقه می میرد. آنزیم ها برای عملکرد بدن ما بسیار مهم هستند.

لسلی اورگل و فرانسیس کریک فرضیه دیگری را مطرح کردند. اگر RNA بتواند مانند پروتئین ها به آن افزوده شود ، آیا می تواند آنزیم ها را نیز تشکیل دهد؟

اگر اینگونه به نظر برسد ، RNA می تواند یک مولکول زنده و بسیار جهانی باشد که اطلاعات را ذخیره می کند (همانطور که DNA انجام می دهد) و واکنش هایی را کاتالیز می کند ، که مشخصه برخی پروتئین ها است.

این ایده جالب بود ، اما طی 10 سال آینده هیچ مدرکی برای پشتیبانی از آن یافت نشد.

آنزیم های RNA

توماس چک در آیووا متولد و بزرگ شد. حتی در کودکی علاقه او به سنگ و مواد معدنی بود. و در حال حاضر در دبیرستان او یک میهمان معمولی با زمین شناسان دانشگاه محلی بود ، که مدل هایی از ساختارهای معدنی را به او نشان می داد. وی سرانجام با تمرکز روی مطالعه RNA به بیوشیمی تبدیل شد.

در اوایل دهه 1980 ، چک و همکارانش در دانشگاه کلرادو در بولدر ارگانیسم تک سلولی به نام ترموفیل Tetrahymena را مورد مطالعه قرار دادند. بخشی از این ارگانیسم سلولی شامل زنجیره RNA است. چک خاطرنشان کرد که گاهی اوقات یکی از بخش های RNA از سایرین جدا می شود ، گویی با قیچی جدا شده است.

هنگامی که تیم وی تمام آنزیم ها و سایر مولکول ها را که می توانند به عنوان قیچی مولکولی عمل کنند ، رد کردند ، RNA همچنان به جداسازی این بخش ادامه داد. در آن زمان ، اولین آنزیم RNA کشف شد: بخش کوچکی از RNA که قادر به جدا کردن مستقل از زنجیره بزرگی است که به آن وصل شده است.

چک نتایج را در سال 1982 منتشر کرد. یک سال بعد ، محققان دیگر آنزیم RNA دوم را با نام "ریبوزیم" کشف کردند.

از آنجایی که دو آنزیم RNA نسبتاً سریع پیدا شدند ، دانشمندان می گویند که در واقع می تواند تعداد بیشتری دیگر وجود داشته باشد. اکنون بیشتر و بیشتر واقعیتها به نفع این واقعیت صحبت می کنند که زندگی با RNA آغاز شد.

توماس چک اولین آنزیم RNA را یافت.

RNA World

اولین کسی که از این مفهوم نام برد ، والتر گیلبرت بود.

به عنوان یک فیزیکدان که ناگهان به زیست شناسی مولکولی علاقه مند شد ، گیلبرت اولین کسی بود که از نظریه توالی ژنوم انسان دفاع کرد.

در مقاله ای در سال 1986 در مجله Nature ، گیلبرت اظهار داشت كه زندگی در به اصطلاح RNA World آغاز می شود.

به گفته گیلبرت ، مرحله اول تکامل شامل "فرایندی است که مولکولهای RNA به عنوان کاتالیزور عمل می کنند و خود را در یک مایع نوکلئوتیدی مونتاژ می کنند."

با کپی کردن و چسباندن قطعات مختلف RNA در یک زنجیره مشترک ، مولکول های RNA زنجیره های مفیدتری را بر اساس موارد موجود ایجاد می کنند. در نتیجه ، لحظه ای فرا رسید که آنها یاد گرفتند که پروتئین ها و آنزیم های پروتئینی ایجاد کنند ، که معلوم شد که بسیار مفیدتر از نسخه های RNA هستند ، بیشتر آنها را آواره کرده و زندگی را آغاز می کنیم که امروز می بینیم.

RNA World روشی زیبا برای ایجاد موجودات زنده پیچیده از ابتدا است.

در این مفهوم ، نیازی به تکیه بر شکل گیری همزمان ده ها مولکول بیولوژیکی در "مایع اصلی" نیست ، فقط یک مولکول که تمام آن شروع شده است ، کافی است.

اثبات

در سال 2000 ، فرضیه RNA World شواهد محكمی به دست آورد.

توماس استیتز 30 سال را صرف مطالعه ساختار مولکولها در سلولهای زنده کرد. در دهه 90 ، او مطالعه اصلی زندگی خود را آغاز کرد: مطالعه ساختار ریبوزوم.

در هر سلول زنده یک ریبوزوم وجود دارد. این مولکول بزرگ دستورالعمل های RNA را می خواند و اسیدهای آمینه را برای ایجاد پروتئین ترکیب می کند. ریبوزومهای موجود در سلولهای انسانی تقریباً در هر قسمت از بدن قرار دارند.

در آن زمان قبلاً مشخص شده بود كه ریبوزوم حاوی RNA است. اما در سال 2000 ، تیم استیتز مدل مفصلی از ساختار ریبوزوم را ارائه داد ، که در آن RNA به عنوان هسته کاتالیزوری ریبوزوم ظاهر شد.

این کشف جدی بود ، به ویژه با توجه به اهمیت و اهمیت زندگی باستانی و اساساً ریبوزوم. این واقعیت که چنین مکانیسم مهمی مبتنی بر RNA است ، تئوری «جهان RNA» را در جامعه علمی بسیار قابل قبول تر می کند. مهمتر از همه ، طرفداران مفهوم "جهان RNA" از این کشف خوشحال شدند و استیتز در سال 2009 جایزه نوبل را دریافت کرد.

اما پس از آن دانشمندان شروع به شک و تردید کردند.

مشکلات نظریه "جهان RNA"

تئوری "جهان RNA" در ابتدا دو مشکل داشت.

اول ، آیا RNA در واقع می تواند تمام عملکردهای مهم را انجام دهد؟ و آیا می تواند در شرایط اولیه زمین شکل بگیرد؟

30 سال از زمان تولید گیلبرت تئوری "جهان RNA" گذشته است ، و ما هنوز شواهد جامعی نداریم كه RNA واقعاً قادر به هر آنچه در تئوری توصیف شده است باشد. بله ، این یک مولکول شگفت آور کاربردی است ، اما آیا یک RNA برای تمام عملکردهای منتسب به آن کافی است؟

یک ناسازگاری قابل توجه بود. اگر زندگی با یک مولکول RNA آغاز شد ، بدین معنی است که RNA می تواند نسخه های خاص خود را بسازد یا همان ماکت ها را ایجاد کند.

اما هیچ یک از RNA های شناخته شده این توانایی را ندارند. برای ایجاد یک نسخه دقیق از یک قطعه RNA یا DNA ، بسیاری از آنزیم ها و سایر مولکول ها مورد نیاز هستند.

بنابراین ، در اواخر دهه 80 ، گروهی از زیست شناسان مطالعه نسبتاً ناامیدی را آغاز کردند. آنها قصد داشتند RNA را قادر به تکثیر خود کنند.

تلاش برای ایجاد RNA خود تولید مثل

جک شوستاک از دانشکده پزشکی هاروارد اولین نفر از این محققان بود. از بدو کودکی ، آنقدر به شیمی علاقه داشت که حتی زیرزمین خود را به آزمایشگاه تبدیل کرد. وی از ایمنی خود غفلت کرد ، که یکبار منجر به انفجاری شد که یک گلدان شیشه ای را به سقف میخکوب کرد.

در اوایل دهه 80 ، شوستاک به روشنی نشان داد که چگونه ژنهای انسان از روند پیری محافظت می کنند. این تحقیقات اولیه بعداً او را به لیست برندگان جایزه نوبل معرفی می کند.

اما او به زودی از تحقیقات چك در رابطه با آنزیم های RNA الهام گرفت. شستاک می گوید: "فکر می کنم این یک کار باورنکردنی است." "در اصل ، بسیار محتمل است كه RNA بتواند به عنوان كاتالیزور در ایجاد نسخه های شخصی شما باشد."

در سال 1988 ، چک یک آنزیم RNA را کشف کرد که قادر به تشکیل یک مولکول کوچک 10 هسته ای RNA است.

شوستاک تصمیم گرفت که بیشتر پیش رود و آنزیم های RNA جدیدی را در آزمایشگاه ایجاد کند. تیم وی مجموعه ای از توالی های تصادفی را ایجاد کرد و هر یک را آزمایش کرد تا حداقل یکی از آنها را پیدا کند که توانایی یک کاتالیزور را داشته باشد. علاوه بر این ، سکانس ها تغییر کردند و آزمون ادامه یافت.

پس از 10 بار تلاش ، شوستاک توانست آنزیمی RNA ایجاد کند که به عنوان یک کاتالیزور ، واکنش 7 میلیون بار سریعتر از آنچه در محیط وحشی انجام می شود ، تسریع کرد.

تیم شوستاک ثابت کرده است که آنزیم های RNA بسیار قدرتمند هستند. اما آنزیم آنها نمی تواند ماکت خود را ایجاد کند. این یک بن بست برای شوستاک بود.

آنزیم R18

در سال 2001 ، موفقیت بزرگ بعدی توسط دانشجوی سابق شوستاک - دیوید بارتل از انستیتوی فناوری ماساچوست در کمبریج انجام شد.

بارتل یک آنزیم RNA بنام R18 ایجاد کرد که می تواند بر اساس آنهایی که موجود است ، نوکلئوتیدهای جدیدی به زنجیره RNA بیافزاید.

به عبارت دیگر ، آنزیم فقط نوکلئوتیدهای تصادفی را اضافه نکرد ، بلکه توالی را دقیقاً کپی کرد.

مولکولهای خود تولید مثل هنوز دور بودند ، اما جهت درست بود.

آنزیم R18 از زنجیره ای تشکیل شده بود که شامل 189 نوکلئوتید بود و می تواند 11 مورد دیگر به آن اضافه کند - یعنی 6٪ طول آن. محققان امیدوار بودند که در چند آزمایش دیگر ، این 6٪ قابل تبدیل به 100٪ باشد.

موفق ترین در این زمینه فیلیپ هالیگر از آزمایشگاه زیست شناسی مولکولی در کمبریج بود. در سال 2011 ، تیم وی آنزیم R18 را برای ایجاد آنزیم tC19Z اصلاح کرد ، که می تواند توالی حداکثر 95 نوکلئوتید را کپی کند. 48٪ طول آن - بیشتر از R18 - اما 100٪ به وضوح لازم نیست.

جرالد جویس و تریس لینکلن از انستیتوی تحقیقاتی لا جولای اسکریپس رویکردی جایگزین ارائه دادند. در سال 2009 ، آنها یک آنزیم RNA ایجاد کردند که به طور غیر مستقیم ماکت آن را ایجاد می کند.

آنزیم آنها دو قطعه کوتاه RNA را با هم ترکیب می کند و آنزیم دیگری ایجاد می کند. او به نوبه خود ، دو قطعه RNA دیگر برای ترکیب مجدد آنزیم اصلی ترکیب می کند.

با استفاده از مواد اولیه ، این چرخه ساده می تواند به طور نامحدود ادامه یابد. اما آنزیمها به درستی کار می کنند تنها اگر زنجیره های RNA مناسب داشته باشند که توسط جویس و لینکلن ایجاد شده اند.

برای بسیاری از دانشمندان که به ایده «دنیای RNA» شک دارند ، عدم تکثیر خود RNA دلیل اصلی شکاکیت است. RNA به سادگی با نقش خالق یک عمر مقابله نمی کند.

شیمیدانان در ایجاد RNA از ابتدا باعث افزایش خوش بینی نمی شوند. اگرچه RNA یک مولکول بسیار ساده تر از DNA است ، اما ایجاد آن یک مشکل باورنکردنی است.

اولین سلول ها به احتمال زیاد با تقسیم ضرب می شوند.

مشکل قند است

همه چیز در مورد قند موجود در هر نوکلئوتید و پایه نوکلئوتید است.ایجاد آنها به صورت جداگانه واقع بینانه است ، اما پیوند دادن آنها به یکدیگر امکان پذیر نیست.

با آغاز دهه 90 ، این مشکل از قبل آشکار بود. او بسیاری از زیست شناسان را متقاعد كرد كه فرضیه "جهان RNA" ، هر چقدر هم كه جذاب به نظر برسد ، هنوز هم فقط یک فرضیه باقی مانده است.

• احتمالاً ، مولکول دیگری در ابتدا در اوایل زمین وجود داشته است: آن ساده تر از RNA بود و موفق شد از "مایع اصلی" جمع شود و بعداً شروع به تولید مثل کند.
• شاید این مولکول اولین بود و پس از آن RNA ، DNA و سایرین ظاهر شد.

اسید نوکلئیک پلی آمید (PNA)

در سال 1991 ، به نظر می رسید پیتر نیلسن از دانشگاه کپنهاگ در دانمارک کاندیدای مناسبی را برای نقش تکثیر اولیه پیدا کند.

در واقع ، این یک نسخه قابل توجهی از DNA بود. نیلسن پایه را بدون تغییر گذاشت - استاندارد A ، T ، C و G - اما به جای استفاده از مولکول های قند ، از مولکول هایی به نام پلی آمید استفاده کرد.

او مولکول حاصل را یک پلی آمید نوکلئیک اسید یا PNA نامید. با این حال ، با گذشت زمان ، رمزگشایی این مخفف به دلایلی به "اسید نوکلئیک پپتید" تبدیل شد.

در طبیعت ، PNA یافت نمی شود. اما رفتار او بسیار شبیه به رفتار DNA است. زنجیره PNA حتی می تواند زنجیره ای را در مولکول DNA جایگزین کند و پایه ها طبق معمول جفت شوند. علاوه بر این ، PNA را می توان مانند مارپیچ DNA به مارپیچ مضاعف پیچید.

استنلی میلر تحریک شد. با شک و تردید عمیق در مورد مفهوم "جهان RNA" ، وی معتقد بود که PNA برای نقش اولین ماده ژنتیکی مناسب تر است.

در سال 2000 ، او عقیده خود را با شواهد پشتیبان گیری کرد. در آن زمان او 70 سال سن داشت و چندین سكته مغزی را تجربه كرده بود كه پس از آن می توانست در خانه سالمندان به سرانجام برسد ، اما او قرار نبود تسلیم شود.

میلر آزمایش کلاسیک خود را که قبلاً توضیح داده شد ، تکرار کرد ، این بار با استفاده از متان ، نیتروژن ، آمونیاک و آب ، و سرانجام پایه پلی آمید PNA را بدست آورد.

از این پس ، در اوایل زمین بر خلاف RNA می تواند شرایطی برای ظاهر PNA فراهم شود.

رفتار PNA به DNA شباهت دارد.

ترئوس نوکلئیک اسید (TNC)

در همین حال ، شیمی دانان دیگر اسیدهای نوکلئیک خود را ایجاد کردند.

در سال 2000 ، آلبرت اشچنوزر اسید ترئوزئولکلئیک اسید (TNC) ایجاد کرد.

در حقیقت ، همان DNA بود ، اما با نوع دیگری از قند در پایه. زنجیره های TNC می توانند مارپیچ مضاعف را تشکیل دهند و اطلاعات از RNA به TNC و بالعکس منتقل می شوند.

علاوه بر این ، TNC ها همچنین می توانند اشکال پیچیده ای از جمله پروتئین تشکیل دهند. این نشان داد كه TNC ها می توانند مانند آن RNA به عنوان آنزیمی عمل كنند.

گلیکول نوکلئیک اسید (GNA)

در سال 2005 ، اریک مگرگر اسید نوکلئیک گلیکول ایجاد کرد ، همچنین قادر به تشکیل مارپیچ است.

هر یک از این اسیدهای نوکلئیک طرفداران خاص خود را داشتند: معمولاً خود سازندگان اسیدها هستند.

اما در طبیعت اثری از چنین اسیدهای نوکلئیک وجود ندارد ، بنابراین حتی با فرض اینکه آنها در اولین زندگی مورد استفاده قرار می گرفتند ، در بعضی مواقع باید آنها را به نفع RNA و DNA رها کرد.

به نظر می رسد قابل قبول است ، اما با شواهد پشتیبان نیست.

این یک ایده خوب بود ، اما ...

بنابراین ، تا اواسط دهه اول قرن بیست و یکم ، طرفداران مفهوم RNA World خود را در یک حالت ناگوار پیدا کردند.

از یک طرف آنزیم های RNA در طبیعت وجود داشته و یکی از مهمترین قطعات مکانیسم های بیولوژیکی - ریبوزوم را شامل می شوند. بد نیست.

اما ، از طرف دیگر ، هیچ RNA خود تولید مثل در طبیعت یافت نشد ، و هیچ کس نتوانست توضیح دهد که دقیقاً چگونه RNA در "مایع اصلی" شکل گرفته است. دومی را می توان با اسیدهای نوکلئیک جایگزین توضیح داد ، اما حتی در طبیعت آنها قبلاً (یا هرگز) وجود نداشتند. این بد است.

حکم به کل مفهوم "جهان RNA" واضح بود: مفهوم خوب است ، اما جامع نیست.

در همین حال ، از اواسط دهه 80 ، نظریه دیگری به آرامی در حال پیشرفت بود. هواداران وی ادعا كردند كه زندگی با RNA ، DNA یا هر ماده ژنتیکی دیگری آغاز نمی شود.به نظر آنها ، زندگی به عنوان مکانیسمی برای استفاده از انرژی به دنیا آمد.

انرژی اول؟

بنابراین ، با گذشت سالها ، دانشمندان درگیر در منشاء زندگی به 3 اردوگاه تقسیم شده اند.

نمایندگان اولین افراد متقاعد شده بودند که زندگی با یک مولکول RNA آغاز می شود ، اما آنها نتوانستند دریابند که چگونه مولکول های RNA یا RNA های مشابه توانستند به طور خودجوش در اوایل زمین ظاهر شوند و خود تولید مثل را آغاز کنند. موفقیت های دانشمندان در ابتدا خوشحال شد ، اما در پایان ، محققان به بن بست رسیدند. با این حال ، حتی وقتی این مطالعات کاملاً در حال انجام بود ، قبلاً کسانی بودند که مطمئن بودند زندگی به شکلی کاملاً متفاوت متولد شده است.

نظریه "جهان RNA" مبتنی بر یک ایده ساده است: مهمترین عملکرد بدن توانایی تولید مثل است. بیشتر زیست شناسان با این امر موافق هستند. همه موجودات زنده ، از باکتری ها تا نهنگ های آبی ، تمایل به ترک فرزندان دارند.

با این حال ، بسیاری از محققان در مورد این مسئله موافق نیستند که عملکرد باروری در درجه اول قرار دارد. آنها می گویند قبل از شروع تولید مثل بدن باید خودکفا شود. او باید بتواند زندگی را در خود حفظ کند. در پایان ، اگر قبل از این فوت کنید ، نمی توانید فرزندی داشته باشید.

ما زندگی را از طریق غذا پشتیبانی می کنیم ، در حالی که گیاهان انرژی ناشی از نور خورشید را جذب می کنند.

بله ، مردی که به طور واضح از خوردن یک غذای آبدار لذت می برد ، شبیه بلوط قرن نیست ، اما در حقیقت هر دو آنها انرژی را جذب می کنند.

جذب انرژی پایه و اساس زندگی است.

متابولیسم

ما در مورد انرژی موجودات زنده صحبت می کنیم و با متابولیسم سر و کار داریم.

1. مرحله اول ، به دست آوردن انرژی ، به عنوان مثال ، از مواد سرشار از انرژی (به عنوان مثال ، شکر) است.
2. دوم استفاده از انرژی برای ساخت سلولهای سالم در بدن است.

روند استفاده از انرژی بسیار مهم است ، و بسیاری از محققان اطمینان دارند که او بود که زندگی را آغاز کرد.

اما چگونه موجودات زنده فقط با یک عملکرد متابولیکی به نظر می رسند؟

اولین و تأثیرگذارترین فرض در اواخر دهه 80 قرن بیستم توسط گونتر واچتراهاوزر مطرح شد. از نظر حرفه ای ، وکیل حق ثبت اختراع بود ، اما دانش درستی در زمینه شیمی داشت.

Wachtershauzer اظهار داشت که ارگانیسم های اول "به طور چشمگیری با همه چیزهایی که می شناسیم متفاوت است". آنها از سلول تشکیل نشده بودند. آنها آنزیم ، DNA یا RNA نداشتند.

برای شفافیت ، Wachtershauser جریان آب گرم را که از یک آتشفشان جاری است ، توصیف می کند. آب از گازهای آتشفشانی مانند آمونیاک اشباع شده و حاوی ذرات معدنی از مرکز آتشفشان بود.

در مکانهایی که جریان از روی صخره ها جریان داشت ، واکنشهای شیمیایی آغاز شد. فلزات موجود در آب به ایجاد ترکیبات بزرگ آلی از ترکیبات ساده تر کمک می کند.

چرخه متابولیک

نقطه عطف ایجاد اولین چرخه متابولیک بود.

در طی این فرآیند ، یک ماده شیمیایی به چندین ماده دیگر تبدیل می شود و غیره ، تا در پایان همه چیز به بازسازی ماده اول می رسد.

در طی فرآیند ، کل سیستم درگیر در متابولیسم انرژی را جمع می کند ، که می تواند برای شروع مجدد چرخه یا شروع برخی فرآیند جدید مورد استفاده قرار گیرد.

چرخه های متابولیک ، به رغم "مکانیکی بودن" آنها ، از نظر اساسی برای زندگی مهم هستند.

هر چیز دیگری که موجودات مدرن وقف آن هستند (DNA ، سلولها ، مغز) بعداً بر اساس این چرخه های شیمیایی ظاهر می شوند.

چرخه های متابولیک شباهت زیادی با زندگی ندارند. بنابراین ، Wachtershauser اختراعات خود را "ارگانیسم های پیشرو" نامید و نوشت که "به سختی می توان آنها را زنده نامید".

اما چرخه های متابولیک شرح داده شده توسط Wachtershauser همیشه در مرکز هر ارگانیسم زنده قرار دارند.

سلول های شما در واقع گیاهان میکروسکوپی هستند که به طور مداوم برخی مواد را تجزیه می کنند و آنها را به بعضی دیگر تبدیل می کنند.

چرخه های متابولیک ، به رغم "مکانیکی بودن" آنها ، از نظر اساسی برای زندگی مهم هستند.

دو دهه آخر قرن بیستم ، Wachtershauser تئوری خود را وقف کرد ، و به تفصیل آن را بیان کرد.وی توضیح داد که کدام مواد معدنی بهتر از سایرین و چه چرخه های شیمیایی می توانند رخ دهند. استدلال او شروع به جذب هواداران کرد.

تأیید تجربی

اما موضوع فراتر از تئوریها نبود. نگهبان نیاز به یک کشف عملی داشت که تئوری خود را اثبات کند. خوشبختانه ، این کار قبلاً ده سال قبل انجام شده بود.

در سال 1977 ، تیمی از جک کورلیس از دانشگاه اورگان به عمق 2.5 اقیانوس آرام تا عمق 2.5 کیلومتری (1.5 مایل) غوطه ور شدند. دانشمندان چشمه آب گرم گالاپاگوس را در مکانی مورد مطالعه قرار دادند که رشته کوه از پایین بالا آمد. این پشته ها در ابتدا از نظر آتشفشانی فعال بودند.

Corliss دریافت که دامنه ها تقریباً با چشمه های آب گرم متمرکز شده اند. آب گرم و اشباع شده شیمیایی از زیر بستر برخاست و از میان دهانه های موجود در صخره ها جاری شد.

به طرز شگفت آور ، این "دریچه های گرمابی" توسط موجودات عجیب و غریب پر جمعیت بودند. این صدف بزرگ بود از چندین گونه ، صدف و آنیلید.

آب نیز پر از باکتری بود. تمام این ارگانیسم ها از دریچه های حرارتی با انرژی زندگی می کردند.

باز شدن دریچه های حرارتی باعث شده Corliss شهرت بسیار خوبی داشته باشد. همین باعث شد که او فکر کند.

دریچه های گرمابی در اقیانوس زندگی موجودات امروزی را تأمین می کند. شاید آنها منبع اصلی آن شدند؟

دریچه های حرارتی

در سال 1981 ، جک کورلیس اظهار داشت که چنین منافذ 4 میلیارد سال پیش در کره زمین وجود داشته است ، و در اطراف آنها بود که زندگی به دنیا آمد. او تمام حرفه بعدی خود را وقف توسعه این ایده کرد.

Corliss پیشنهاد کرد که منافذ هیدروترمال می تواند مخلوطی از مواد شیمیایی را ایجاد کند. به گفته وی ، هر دریچه نوعی ماده اتمی ساز "آبگوشت اصلی" بود.

• در حالی که آب گرم در میان صخره ها جاری بود ، گرما و فشار باعث شد که ساده ترین ترکیبات آلی به ترکیبات پیچیده تری مانند اسیدهای آمینه ، نوکلئوتیدها و قند تبدیل شوند.
• نزدیکتر به خروجی اقیانوس ، جایی که آب دیگر آنقدر گرم نبود ، آنها شروع به تشکیل زنجیره کردند و کربوهیدرات ها ، پروتئین ها و نوکلئوتیدها مانند DNA را تشکیل دادند.
• سپس ، در حال حاضر در خود اقیانوس ، جایی که آب به طور قابل توجهی خنک می شد ، این مولکول ها در سلول های ساده جمع می شوند.

این تئوری منطقی به نظر می رسید و توجه را به خود جلب می کرد.

اما استنلی میلر ، که آزمایش آن در ابتدا مورد بحث قرار گرفته بود ، اشتیاق چندانی به همراه نداشت. در سال 1988 ، او نوشت که منافذ برای زندگی شکل خیلی داغ دارند.

نظریه کورلیس این بود که درجه حرارت شدید می تواند باعث ایجاد موادی مانند اسیدهای آمینه شود ، اما آزمایش های میلر نشان داد که او همچنین می تواند آنها را از بین ببرد.

ترکیبات کلیدی مانند شکر می توانند چند ثانیه دوام بیاورند.

علاوه بر این ، این مولکول های ساده به سختی قادر به ایجاد زنجیره ای هستند ، زیرا آب اطراف آنها تقریباً فوراً آنها را می شکند.

گرم ، حتی گرمتر ...

در این مرحله ، مایک راسل ، زمین شناس ، به بحث پیوست. او معتقد بود که تئوری دریچه کاملاً مطابق با فرضیات Wachtershauser در مورد موجودات پیش ساز است. این افکار باعث شد تا وی یکی از محبوب ترین نظریه ها در مورد منشاء زندگی را ایجاد کند.

جوانان راسل در خلال ایجاد آسپرین و مطالعه مواد معدنی با ارزش گذشت. و در حین فوران احتمالی آتشفشان در دهه 60 ، وی با موفقیت با هماهنگی یک طرح پاسخ ، بدون هیچ تجربه ای در پشت سر او قرار گرفت. اما او علاقه مند بود که مطالعه کند که چگونه سطح زمین در طی دوره های مختلف تغییر کرده است. این فرصت برای نگاه به تاریخ از منظر یک زمین شناس ، نظریه او درباره منشأ زندگی را شکل داد.

در دهه 80 ، او فسیل هایی پیدا کرد که نشان می داد در زمان های قدیم دریچه های حرارتی وجود داشته است ، جایی که دما از 150 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند. وی معتقد است که این درجه حرارت های متوسط ​​می توانند مولکول ها را بسیار طولانی تر از تصور میلر دوام آورند.

علاوه بر این ، چیزی جالب در فسیل های این منفذهای کمتر داغ یافت شد.ماده معدنی به نام پیریت ، متشکل از آهن و گوگرد به شکل لوله هایی به طول 1 میلی متر است.

راسل در آزمایشگاه خود دریافت که پیریت همچنین می تواند قطرات کروی تشکیل دهد. وی اظهار داشت که اولین مولکولهای ارگانیک پیچیده دقیقاً درون ساختارهای پیریت تشکیل می شوند.

در همین زمان ، Wachttershauser شروع به انتشار نظریه های خود را بر اساس این واقعیت که جریان آب غنی از مواد شیمیایی با یک ماده معدنی خاص در تعامل است. او حتی اظهار داشت كه پیریت می تواند این ماده معدنی باشد.

راسل فقط می توانست 2 و 2 را اضافه کند.

وی اعتراف کرد که درون دریچه های گرمابی گرم در دریای عمیق ، جایی که می توانست ساختارهای پیریت را تشکیل دهد ، موجودات پیشرو Wachtershauser تشکیل می شوند. اگر راسل اشتباه نمی شد ، زندگی در اعماق دریا سرچشمه می گرفت و ابتدا متابولیسم ظاهر می شد.

همه اینها در مقاله ای از راسل ، چاپ شده در سال 1993 ، 40 سال پس از آزمایش كلاسیك میلر ، ارائه شده است.

طنین انداز در مطبوعات بسیار کمتر به وجود آمد ، اما اهمیت کشف از این مسئله کم ندارد. راسل دو ایده متفاوت (چرخه متابولیک Wachtershauzer و منافذ هیدروترمال Corliss) را در یک مفهوم نسبتاً قانع کننده ترکیب کرد.

هنگامی که راسل ایده های خود را در مورد چگونگی جذب اولین ارگانیسم ها انرژی به دست آورد ، این مفهوم بیشتر چشمگیر شد. به عبارت دیگر ، او توضیح داد كه چگونه متابولیسم آنها می تواند مؤثر باشد. ایده او مبتنی بر کار یکی از نبوغ فراموش شده علم مدرن بود.

آزمایش های میتچل "مسخره"

در دهه 60 ، پیتر میچل ، بیوشیمیست به دلیل بیماری مجبور شد دانشگاه ادینبورگ را ترک کند.

وی عمارت در کرنوال را به یک آزمایشگاه شخصی تبدیل کرد. وی که از جامعه علمی جدا شد ، وی با فروش شیر گاوهای خانگی خود ، کار خود را تأمین مالی کرد. بسیاری از بیوشیمیستگان ، از جمله لسلی اورگل ، که مطالعات RNA در اوایل مورد بحث قرار گرفت ، کار میچل را بسیار مضحک دانستند.

تقریباً دو دهه بعد ، میچل پس از دریافت جایزه نوبل شیمی در سال 1978 پیروز شد. او مشهور نشد ، اما ایده های او را می توان در هر کتاب درسی زیست شناسی ردیابی کرد.

میچل زندگی خود را وقف مطالعه نحوه صرف انرژی موجودات از انرژی از طریق ارگانیسم ها کرد. به عبارت دیگر ، او علاقه مند بود كه چگونه از دوم به دوم زنده بمانیم.

پیتر میچل ، بیوشیمیست انگلیسی ، به دلیل فعالیت خود در زمینه کشف مکانیسم سنتز ATP ، جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد.

چگونه بدن انرژی را ذخیره می کند

میچل می دانست که تمام سلول ها انرژی را در یک مولکول خاص - آدنوزین تری فسفات (ATP) ذخیره می کنند. نکته مهم این است که زنجیره ای از سه فسفات به آدنوزین وصل شده است. افزودن فسفات سوم انرژی زیادی را می گیرد که بعداً در ATP قرار دارد.

هنگامی که سلول به انرژی نیاز دارد (برای مثال ، با انقباض ماهیچه) ، فسفات سوم را از ATP قطع می کند. این ATP را به آدنوزیدی فسفات (ADP) تبدیل می کند و انرژی ذخیره شده را آزاد می کند.

میچل می خواست درک کند که سلولها در ابتدا چگونه قادر به ایجاد ATP بودند. چگونه آنها انرژی کافی را در ADP برای پیوستن به فسفات سوم متمرکز کردند؟

میچل می دانست که آنزیمی که ATP را تشکیل می دهد روی غشاء است. وی نتیجه گرفت که سلول پمپ شده ذرات موسوم به پروتون را از طریق غشاء شارژ می کند ، بنابراین پروتون های زیادی در یک طرف وجود دارد ، در حالی که تقریباً هیچ یک از طرف دیگر وجود ندارد.

سپس پروتون ها برای حفظ تعادل از هر طرف سعی می كنند به غشاء برگردند ، اما فقط می توانند وارد آنزیم شوند. جریان پروتونهای پراکندگی همچنین انرژی لازم را برای ایجاد ATP به آنزیم می دهد.

میچل برای اولین بار این ایده را در سال 1961 بیان کرد. برای 15 سال آینده ، او علیرغم شواهد غیرقابل انکار ، از نظریه خود در برابر حملات دفاع کرد.

امروز مشخص شده است که فرایند توصیف شده توسط میچل برای همه موجودات زنده روی کره زمین مشخص است. در حال حاضر در سلولهای شما اتفاق می افتد. مانند DNA ، این یک بخش اساسی از زندگی است که ما می شناسیم.

کاتاروس

Catharheon aeon (یونان باستانκατἀρχαῖος - "پایین تر از کهن ترین") ، 4.6-4 میلیارد سال پیش ، به عنوان مرحله پیش سیاره ای توسعه زمین شناخته شده است. نیمه اول آرچین را در بر می گیرد. زمین در آن زمان جسمی سرد با جو نادر و بدون هیدروسفر بود. در چنین شرایطی ، هیچ زندگی ای ظاهر نمی شود.

در حین وقوع جو جو متراکم نبود. این گازها و گازهای بخار آب تشکیل شده بود که در هنگام برخورد زمین با سیارکها ظاهر می شدند.

با توجه به این واقعیت که ماه در آن زمان خیلی نزدیک بود (تنها 170 هزار کیلومتر) به زمین (استوا - 40 هزار کیلومتر) ، روز طولانی طول نکشید - فقط 6 ساعت. اما ، در هنگام طوفان ماه ، روز شروع به افزایش کرد.

Proterozoic Aeon (2.5 میلیارد - 543 میلیون سال پیش)

پروتروزوییک (یونانی πρότερος - اولین ، قدیمی ترین ، یونانی ζωή - زندگی) با ظهور گیاهان ، قارچ ها و حیوانات پیچیده (به عنوان مثال ، اسفنج ها) مشخص شده است. زندگی در ابتدای پروتروزوییک هنوز در دریاها متمرکز بود ، زیرا شرایط روی زمین کاملاً مطلوب نبود: جو عمدتاً از سولفید هیدروژن تشکیل شده بود ، CO₂، ن₂، CH₄، و مقدار بسیار کمی از O₂.

با این حال ، باکتری هایی که در آن زمان در دریاها زندگی می کردند ، شروع به تولید O کردند₂ به عنوان یک محصول جانبی و 2 میلیارد سال پیش ، مقدار اکسیژن قبلاً به یک سطح ثابت رسیده بود. اما افزایش شدید اکسیژن در جو منجر به بروز یک فاجعه اکسیژن شد که منجر به تغییر در اندامهای تنفسی ارگانیسم هایی که در آن زمان ساکن اقیانوس ها بودند (آنهایی بی هوازی جایگزین هوای هوازی شدند) و تغییر در ترکیب جو (تشکیل لایه ازن). با توجه به کاهش تأثیر گلخانه بر روی زمین ، یخبندان طولانی مدت Huron رخ داده است: درجه حرارت به 40 درجه سانتیگراد کاهش یافته است.

فسیل های بیشتر چند سلولی اول پس از یخبندان یافت می شوند. در آن زمان ، اقیانوس های ساکن حیواناتی مانند spriggin (Spriggina) - حیوانات کرم به شکل سر و انتهای عقب. چنین حیواناتی ممکن است اجداد حیوانات مدرن شده باشند.

پالئوپروتروزوییک

پالئوپروتروزوییک - دوران زمین شناسی ، بخشی از پروتروزوییک ، که از 2.5 میلیارد سال پیش آغاز شده و 1.6 میلیارد سال پیش به پایان رسیده است. در این زمان ، اولین ثبات قاره ها. سیانوباکتری ها ، نوعی باکتری که از فرآیند بیوشیمیایی فتوسنتز برای تولید انرژی و اکسیژن استفاده می کند ، در این زمان نیز تکامل یافته است.

مهمترین رویداد اولیه پالئوپروتروزوییک فاجعه اکسیژن است. قبل از افزایش چشمگیر میزان اکسیژن موجود در جو ، تقریباً تمام اشکال موجود زندگی بی هوازی بودند ، یعنی متابولیسم موجود در اشکال زنده به فرم های تنفس سلولی بستگی داشت ، که به اکسیژن احتیاج نداشتند. دسترسی به مقادیر زیادی اکسیژن برای اکثر باکتری های بی هوازی مضر است ، بنابراین در این زمان بیشتر موجودات زنده روی کره زمین ناپدید شده اند. اشکال باقی مانده زندگی یا از اکسیداسیون و اثرات مهلک اکسیژن مصون بودند ، یا چرخه زندگی خود را در محیطی عاری از اکسیژن گذراندند.

نئوپروتروزوییک

نئوپروتروزوییکانگلیسی عصر نئوپروتروزوییک دوره ژئوشیمیایی (آخرین دوره پروتروزوییک) است که از 1000 میلیون سال پیش آغاز شده و 542 میلیون سال پیش به پایان رسیده است.

از دیدگاه زمین شناسی ، با فروپاشی ابرقاره باستانی رودینیا به حداقل 8 قطعه مشخص می شود ، در ارتباط با آنها ابر اقیانوس باستانی میروویا وجود خود را متوقف می کند. در طی کروژنز ، بزرگترین یخبندان زمین رخ داده است - یخ به استوا (زمین-گلوله برفی) رسیده است.

اواخر نئوپروتروزوییک (Ediacarius) قدیمی ترین فسیل های موجودات زنده را شامل می شود ، زیرا در این زمان بود که نوعی پوسته سخت یا اسکلت در موجودات زنده شروع به توسعه کرد.

دوره کامبری (543-490 میلیون سال پیش)

در دوره کمبریان ، ناگهان تنوع بسیار زیادی از موجودات زنده ظاهر می شود - اجداد نمایندگان فعلی بسیاری از قسمت های پادشاهی حیوانات (در رسوبات قبل از کامبرین ، بقایای چنین موجودات زنده وجود ندارد).این واقعه ، در مقیاس زمین شناسی غیر منتظره ، اما در واقعیت میلیون ها سال طول می کشد ، در علم به عنوان انفجار کامبری شناخته می شود.

بقایای فسیلی حیوانات دوره کامبری تقریباً در سراسر جهان یافت می شود. در آغاز دوره کامبرین (حدود 540 میلیون سال پیش) ، چشم پیچیده ای در برخی از حیوانات شکل می گیرد. ظهور این اندام یک گام بزرگ تکاملی بود - اکنون حیوانات می توانند دنیای اطراف خود را ببینند. بنابراین ، قربانیان می توانند شکارچیان را ببینند ، و شکارچیان می توانند قربانیان خود را ببینند.

در دوره کامبرین ، زمین در زمین وجود نداشت. اما اقیانوس ها توسط مهره های بی مهره جمع شده بودند ، به عنوان مثال ، اسفنج ها ، تریلوبیت ها ، آنومالوکارها. هر از چند گاهی ، رانش زمین های بزرگ زیر آب جوامع موجودات دریایی را زیر تن سیلت دفن می کرد. با تشکر از این لغزشها ، می توانیم تصور کنیم که پادشاهی حیوانات دوره کامبریان چقدر عجیب بوده است ، زیرا حتی حیوانات نرم و نرم نیز کاملاً در لجن به عنوان فسیل حفظ شده اند.

در دریاهای اواخر دوره کامبریان ، گروههای اصلی حیوانات بندپایان ، اکینودرم ها و ماله ها بودند. اما مهمترین ساکن دریاهای آن زمان موجودی بدون عارف haikouihtis بود - وی علاوه بر چشمان خود وتر توسعه داد.

دوره اردوویک (490-443 کارشناسی ارشد پیش)

در طول اردوویان زمین به غیر از گلسنگها که اولین گیاهانی بودند که روی زمین زندگی می کردند بی سکونت ماند. اما زندگی اصلی کاملاً فعالانه در دریاها شکل گرفت.

ساکنان اصلی دریاهای اردوویان بندپایان مانند مگالوگراف بودند. آنها می توانند به طور خلاصه به زمین بروند و تخم بگذارند. اما ساکنان دیگری نیز وجود داشتند ، به عنوان مثال ، نماینده سلول اورتوکونوس کلاس سفالوپود.

حیوانات مهره داران در اردوویان هنوز کاملاً شکل نگرفته اند. فرزندان haikouihtis در دریا شنا می کنند ، که شکل گیری شبیه ستون فقرات داشت.

همچنین در دریاهای دوره اردوویان نمایندگان روده ، اکینودرم ها ، مرجان ها ، اسفنج ها و سایر مهرگان زندگی می کردند.

دوره سیلورین (443-417 میلیون سال پیش)

بعضي از گياهان ، به عنوان مثال كوكسونيا (كوكسونيا) كه به ارتفاع نه بيشتر از 10 سانتيمتر و بعضي از انواع گلسنگ ها رسيد ، در سرزمين سيلوري به زمين مي روند. برخی از بندپایان ریه های ابتدایی ایجاد کرده و به آنها امکان تنفس هوای جوی را می دهند ، به عنوان مثال عقرب برنتوسکورپیو می تواند چهار ساعت در زمین باشد. منبع مشخص نشده روز 1968 ] .

میلیون ها سال بعد ، صخره های مرجانی عظیم در دریاها شکل می گیرند ، جایی که سخت پوستان کوچک و براکوپودها پناه بردند. در این دوره ، بندپایان حتی بزرگتر می شوند ، به عنوان مثال ، گلدان نژاد racoscorpion می تواند به طول 2.5 متر برسد ، با این حال ، برای بیرون رفتن از زمین بسیار بزرگ بود.

در درياي سيلوري ، سرانجام مهره داران تشکيل شده ظاهر مي شوند. بر خلاف بندپایان ، مهره داران دارای لبه استخوانی هستند و به آنها اجازه می دهد تا زیر آب مانور بهتری داشته باشند. به عنوان مثال سفالاسپوس مهره ، اندامهای حسی نیز ایجاد می کند که یک میدان مغناطیسی ویژه تولید می کند و به آن اجازه می دهد محیط را حس کند. سفالاسپیس همچنین یک مغز بدوی ایجاد کرد و به حیوان اجازه می دهد برخی از وقایع را به خاطر آورد.

دوره دونین (417-354 میلیون سال پیش)

در دونین ، زندگی در زمین و دریا به طور جدی در حال پیشرفت است. اولین جنگل های بدوی ظاهر می شوند ، که عمدتا از قدیمی ترین سرخس های اولیه مانند درخت باستان شناسی (Archaeopteris) تشکیل شده است ، که عمدتا در کنار رودخانه ها و دریاچه ها رشد کرده اند.

زندگی اصلی در اوایل دونون به طور عمده توسط بندپایان و سانتریپ ها نمایش داده می شد ، که کل سطح بدن را نفس می کشید و در مکان های بسیار مرطوب زندگی می کرد. با این حال ، با پایان دونین ، بندپایان باستانی دارای پوسته خفیف بودند ، تعداد قسمتهای بدن کاهش می یافت ، جفت چهارم پنجه ها به آنتن و فک تبدیل می شد ، برخی نیز بال های توسعه یافته داشتند.بنابراین یک شاخه تکاملی جدید ظاهر شد - حشرات ، که قادر به تسلط بر متنوع ترین گوشه های سیاره بودند.

در وسط دونون ، اولین دوزیست ها پا به زمین می گذارند (به عنوان مثال ، زنجبیل ، اتیوستوستا). آنها نمی توانند به دور از آب زندگی کنند ، زیرا پوست آنها هنوز بسیار نازک بود و از خشک شدن محافظت نمی شد. علاوه بر این ، دوزیستان می توانند تنها با کمک آب - تخم مرغ تولید کنند. در خارج از آب ، فرزندان دوزیستان می میرند: خورشید خاویار را خشک می کند ، زیرا به جز یک فیلم نازک از هیچ پوسته محافظت نمی شود.

ماهی فک ایجاد کرد و به آنها امکان گرفتن طعمه سریع شنا را می داد. آنها شروع به افزایش سریع اندازه کردند. دوره دونین با شکوفایی ماهیان بدوی ، به ویژه غضروفها مشخص می شود. با پایان دونین ، اولین ماهی های استخوانی در دریاها ، مانند جینریای غول پیکر غول پیکر ظاهر شدند که ماهی های غضروفی (به ویژه اجداد کوسه های مدرن) را به سمت پس زمینه سوق می دهند. با این حال ، پرمخاطب ترین ساکنان دریاهای دونون نمایندگان گروه پلاتودرم مانند دانکلوستئوس و دینشیس بودند که به طول 8-10 متر رسیدند.

دوره کربنیفر (354-290 میلیون سال پیش)

در دوره کربنیفر تقریباً در کل سیاره آب و هوا گرم و مرطوب بود. در جنگلهای باتلاقی آن زمان ، عمدتاً اسكله ، سرخسهای شبیه درخت و لپیدودندرونهای غول پیكر رشد كرده و به ارتفاع 10 تا 35 متر و به قطر تنه تا یك متر می رسند.

جانوران با تعداد بسیار زیادی از موجودات به نمایش درآمد. فراوانی گرما ، رطوبت و اکسیژن به افزایش در اندازه بندپایان کمک کرده است ، به عنوان مثال ، arthropleura می تواند به طول 2.5 متر برسد ، و یک meganevra سنجاقک بزرگ - 75 سانتی متر در طول بالها.

چنین شرایطی باعث رونق دوزیستان شد. آنها (به عنوان مثال پروتروژیرینوس) تمام زیستگاههای ساحلی را اشغال کردند و تقریباً بطور کامل جایگزین تنفس و سیکلتروپس شدند. در دوره کربنیفر ، دوزیستان اولین خزندگان (sauropsids) و سیناپسها یا جد مشترک خود را به وجود آوردند. اولین موجودات خزندگان ، حیوانات بسیار کوچکی بودند که به مارمولک های مدرن شباهت داشتند ، به عنوان مثال ، طول بنزوکاروسوروس از طول 40 سانتی متر تجاوز نمی کرد. آنها می توانند تخم مرغ را روی زمین بگذرانند - این یک مرحله عالی تکاملی بود ، علاوه بر این ، پوست آنها توسط مقیاس های متراکم محافظت می شد که پوست حیوان را از خشک شدن محافظت نمی کند ، به این معنی که آنها می توانند به راحتی از آب دور شوند. حضور چنین ویژگیهای سازگاری موفقیت تکاملی آنها را به عنوان حیوانات زمینی تعیین کرد.

همچنین اشکال زندگی زیادی در دریاهای دوره کربنیفر وجود داشته است. ماهی های استخوانی (اجداد اکثر ماهی های مدرن) بر ستون آب مسلط شدند ، و صخره های مرجانی متعددی بستر دریا را پوشانده و در طی چندین کیلومتر در سواحل قاره های باستانی امتداد داشتند.

پایان کاربنیفر ، حدود 290 میلیون سال پیش ، عصر یخبندان طولانی را نشان داد ، که در آغاز پرمین پایان یافت. یخچالها به آرامی از شمال و جنوب به استوا نزدیک می شدند. بسیاری از حیوانات و گیاهان نتوانستند با چنین شرایط آب و هوایی سازگار شوند و خیلی زود منقرض شدند.

دوره پرم (290-248 کارشناسی ارشد قبل)

با توجه به عصر یخبندان در انتهای کربنیفر در دوره پرمین ، آب و هوا سردتر و خشک تر می شود. جنگلهای بارانی سرسبز ، مرداب ها جای خود را به بیابانهای وسیع و دشتهای خشک داده اند. در چنین شرایطی ، تنها ماندگارترین گیاهان رشد می کنند - سرخس ها و مخروط های بدوی.

به دلیل ناپدید شدن باتلاق ها ، تعداد دوزیستان به شدت کاهش یافته است ، زیرا آنها می توانند فقط در نزدیکی آب زندگی کنند (به عنوان مثال ، سیموری آمفیبی-رپتیلیومورف). محل دوزیستان توسط خزندگان و سیناپسها گرفته شد ، زیرا در آب و هوای خشک به خوبی با زندگی سازگار بودند. Synapsids شروع به رشد در اندازه و تعداد سریع کردند ، آنها موفق به گسترش در سرتاسر زمین شدند ، این حیوانات بزرگ زمینی مانند pelicosaurs (به عنوان مثال ، dimetrodons و edaphosaurus) به وجود آوردند. به دلیل آب و هوای سرد ، این حیوانات بادبان ایجاد کردند که به آنها کمک می کند دمای بدن خود را تنظیم کنند.

در دوره اواخر پرمین ، یک ابر قاره منفرد شکل گرفت - Pangea. در مکانهایی که آب و هوایی به خصوص خشک و گرم است ، بیابان های بیشتر و بیشتری شکل می گیرند. در این زمان ، pelicosaurs باعث تراپیدها شد - اجداد پستانداران. آنها در مقایسه با اجدادشان در درجه اول تفاوت داشتند زیرا ساختار دندان دیگری داشتند ، ثانیا این گروه دارای پوستی صاف بودند (در روند تکامل مقیاس های آنها توسعه نیافته) و سوم اینکه برخی نمایندگان این گروه ویبریسا را ​​توسعه دادند ( و بعد کت) تیم درمانی شامل شکارچیان خونخوار (به عنوان مثال ، گرگونوپس) و گیاهخواران شاخدار (مثلاً دیکتودون) بود. علاوه بر ترپسیدها ، نمایندگان خانواده pareiasaurus از زیر طبقه آناپسید در زمین زندگی می کردند ، به عنوان مثال ، یک اسکوتوسوروس زرهی ضخیم. اولین آرکوسورها ، مانند Archosaurus نیز ظاهر می شوند. مانند موجودات درمانی ، این موجودات تعدادی علائم مترقی ، به ویژه افزایش سطح متابولیسم (تا خونریزی) را به همراه داشتند.

با پایان دوره پرمین ، آب و هوا بسیار خشک تر شد و این امر منجر به کاهش سطح مناطق ساحلی با پوشش گیاهی متراکم و افزایش سطح بیابان ها شد. در نتیجه ، به دلیل کمبود فضای زندگی ، مواد غذایی و اکسیژن تولید شده توسط گیاهان ، بسیاری از گونه های حیوانات و گیاهان منقرض شدند. این واقعه تکاملی انقراض جمعی پرمین نامیده شد که طی آن 95٪ کل موجودات زنده از بین رفتند. دانشمندان هنوز در مورد علل این انقراض استدلال می كنند و فرضیه هایی را مطرح می كنند:

1. سقوط یک یا چند شهاب سنگ یا برخورد زمین با سیارک به قطر چند ده کیلومتر (یکی از اثبات این نظریه ، وجود دهانه 500 کیلومتری در منطقه ویلکز زمین است ،
2. افزایش فعالیت آتشفشانی
3. رها شدن ناگهانی متان از کف دریا ،
4. خروج تله ها (بازالت) ، ابتدا تله های نسبتاً کوچک Emeishan در حدود 260 میلیون سال پیش ، سپس تله های بزرگ سیبری 251 میلیون سال پیش. زمستان آتشفشانی ، اثر گلخانه ای به دلیل انتشار گازهای آتشفشانی و سایر تغییرات آب و هوایی که بر زیست کره تأثیر گذاشته است می تواند با این امر همراه باشد.

با این حال ، تکامل در اینجا متوقف نشد: پس از مدتی ، گونه های زنده مانده از موجودات زنده شکل های جدید و حتی غریبه ای از زندگی به وجود آورد.

دوران مزوزوئیک

در طول مزوزوئیک ، عجیب ترین ارگانیسم ها روی زمین زندگی می کردند. معروف ترین آنها دایناسورها هستند. آنها به مدت 160 میلیون سال بر تمام قاره ها مسلط شدند. آنها در اندازه های گوناگونی بودند: از یک رپتور ریز بسیار ریز ، که فقط به 70 سانتی متر طول و وزن 0.5 کیلوگرم رسیده بود ، تا آمفیسلیای غول پیکر ، احتمالاً به طول 50 متر و وزن 150 تن نیز می رسید. اما ، علاوه بر دایناسورها ، در آن زمان موجودات بسیار جالب و جالب دیگری در سیاره ما ساکن نبودند. خزندگان که ظاهر شدند نیز محیط هوا و آب را اشغال کردند. در آن زمان در کره زمین انواع مختلفی از زندگی وجود داشت که به تکامل و پیشرفت خود ادامه می دادند.

دوره تریاس (248-206 کارشناسی ارشد قبل)

در آغاز دوره تریاس ، پس از انقراض انبوه گونه ها در پایان دوره پرمین ، زندگی روی کره زمین به آرامی بهبود یافت. آب و هوا در اکثر دنیا گرم و خشک بود اما میزان بارندگی می تواند تنوع نسبتاً بالایی از گیاهان را فراهم کند. متداول ترین در تریاس مخروط های بدوی ، سرخسها و جینکوگوئیدها بودند که فسیل های آنها در سرتاسر جهان یافت می شود ، از جمله مناطق حتی قطبی زمین.

حیواناتی که از انقراض انبوه گونه های پرمینه جان سالم به در بردند ، خود را در وضعیت بسیار مطلوبی یافتند - از این گذشته ، تقریبا هیچ رقیب غذایی یا شکارچیان بزرگی در کره زمین وجود نداشت. اگرچه در اواخر دوره پرمین ، آرکوسورومورف ها به آرامی شروع به پیشرفت کردند. خزندگان گیاهخوار شروع به سرعت در تعداد کردند. همین اتفاق در مورد برخی از شکارچیان نیز افتاد.به زودی ، بسیاری از حیوانات گونه های جدید و غیرمعمول بسیاری به وجود آوردند. در اوایل دوره تریاس ، برخی خزندگان به زندگی در آب بازگشتند ، نوسوزورها و موجودات نیمه آبی دیگر از آنها تکامل یافتند.

در آغاز دوره تریاس ، اجداد احتمالی دایناسورها مانند یوپارکریا زندگی می کردند. ویژگی بارز euparkeria از سایر آرکواسورومورف ها این بود که می تواند روی پاهای عقب خود بایستد و دوید.

در اواخر دوره تریاس (227-206 میلیون سال پیش) ، حوادثی روی زمین روی داد که توسعه زندگی را در طول بقیه دوره دایناسورها از پیش تعیین کرد. انشعاب غول پیکر غول آسا پانژا چندین قاره را تشکیل داد. تا اواخر تریاس در روی زمین ، آخرین ترپیدها گسترده بودند ، به عنوان مثال ، توسط جفت ها و لیستروسوروس ها ، و همچنین چند گروه دیگر از خزندگان عجیب ، که شامل tanistrophy و proterochus بودند. اما در مدت زمان نسبتاً كوتاهی تعداد درمانها به میزان زیادی كاهش یافت (به استثنای گروه سینودونتی كه موجب پستانداران شد). خزندگان - باستان شناسان جای خود را گرفتند ، سه گروه اصلی که به زودی مسلط شدند. این گروه از حیوانات دایناسورها ، پرندگان (احتمالاً از دایناسورها سرچشمه گرفته بودند) ، پتروزارها و تمساحها بودند. خزندگان دریایی نیز به سرعت تکامل یافتند: اتیهوسورها و sauroterterigias اولیه.

پایان دوره تریاس ، انقراض دسته جمعی جدیدی از گونه ها را نشان داد ، که با یک رویداد مشابه در انتهای پرمین قابل مقایسه است. علل آن همچنان یک رمز و راز است. در یک زمان ، دانشمندان آن را به سقوط یک سیارک به زمین نسبت دادند که یک دهانه بزرگ Manikuagan (کانادا) با قطر 100 کیلومتر را پشت سر گذاشت ، اما ، همانطور که معلوم شد ، این واقعه خیلی زودتر اتفاق افتاد.

دوره ژوراسیک (206-144 میلیون سال پیش)

در اوایل دوره ژوراسیک (206-180 میلیون سال پیش) ، آب و هوا روی زمین گرمتر و مرطوب تر شد. جنگل های مخروطی در نواحی دایره طوفان افزایش یافت و مناطق استوایی با تکه های مخروطیان ، سرخسها و سروها پوشانده شد. به محض اینکه قاره ها به آرامی منحرف می شوند ، آب و هوای موسمی که در بعضی از مناطق مرتفع کره زمین شکل گرفته ، حوضه های وسیعی از رودخانه تشکیل می شود که مرتباً از آب سیل می شوند. در اوایل دوره ژوراسیک ، دایناسورها و پتروزارها به سرعت در اندازه افزایش می یابند ، تعداد و متنوع تر می شوند و در سراسر جهان گسترش می یابند. خزندگان دریایی (اتیهوسورها و plesiosaurs) ، و همچنین ماله ها (به عنوان مثال ، آمونیت ها) خیلی عقب نیستند.

در دوره ژوراسیک میانه و اواخر (180-144 میلیون سال پیش) ، آب و هوا در برخی مناطق گرمسیری جهان خشک تر شد. شاید تغییر اوضاع به همین دلیل باشد که بسیاری از دایناسورها به سرعت تبدیل به غول های واقعی شدند. در بین دایناسورهای گیاهخوار - ساوروپودها - به عنوان مثال ، دیپدوکوس ، براکیوسوروس و دیگر هیولاهای سنگین ، و در میان شکارچیان - تئورودهای توسعه یافته - مانند آلوزاروس بزرگ. اما نمایندگان سایر گروه های دایناسورها (به عنوان مثال استگوزارها و اوتنیلیا) نیز در سرزمین پرسه می زنند. علاوه بر دایناسورها ، کروکودیلومورف های زمینی نیز در زمین رایج بودند - شکارچیان به همان اندازه فعال و خونگرم (هر چند که تعدادی از اشکال همه گیاهان یا گیاهخوار شناخته شده است) ، آنها سوله های اکولوژیکی معتدل تری را اشغال کردند. پتروساروهای بالدار هر دو گونه ماهی خوار (به عنوان مثال ، ramforinh) و خزندگان حشرات کوچک (به عنوان مثال ، anurognathus) نشان داده شدند.

دریاهای گرم ژوراسیک با پلانکتون فراوان بود ، که به عنوان علوفه برای ساقه ها و ماهی های بزرگ دیگر استفاده می شد. plesiosaurs شکارچی توسط فرم های گردن بلند که از ماهی تغذیه می شوند ، و پلیسوروئیدهای گردن کوتاه متخصص در طعمه های بزرگتر نشان داده می شدند ؛ در دریاهای کم عمق ، تمساحهای دریایی (به عنوان مثال ، متریورینش ها) شکار می شدند که به شدت با تمساح های معمول ما تفاوت داشتند.

دوره کرتاسه (144-66 میلیون سال پیش)

در دوره کرتاسه ، آب و هوا در این سیاره گرم است ، به دلیل بارانهای شدید فصلی تقریباً کل کره زمین - از خط استوا تا مناطق قطبی - با پوشش گیاهی سرسبز پوشیده شده بود. در اواخر دوره ژوراسیک ، به طور معمول امروزه گیاهان گل دهنده (آنژیوسپرم ها) ظاهر می شوند و در دوره کرتاسه آنها در حال حاضر به یکی از گروه های غالب گیاهان روی کره زمین تبدیل شده اند. در انتهای کرتاسه ، مخروط های شلوغ گل ، سرخسها و سروها در بسیاری از مناطق ، موقعیت جدی خود را در دنیای گیاهان ادعا می کنند ، که در نهایت آنها در دوره سنوزوئیک تأسیس می شوند.

در نتیجه ادامه واگرایی قاره ها ، تنگه های جدید ، دریاها و اقیانوس ها شکل گرفتند که مانع حرکت آزاد حیوانات در کره زمین می شوند. به تدریج در قاره ها گونه های خود گیاهان و حیوانات ظاهر شدند.

دوره کرتاسه ، مانند دوره ژوراسیک قبل از آن ، عصر غول های واقعی بود. تایتانوسورهای Sauropods در آمریکای جنوبی و شمالی زندگی می کردند - یکی از سنگین ترین حیواناتی که تاکنون روی زمین زندگی کرده است. آنها توسط شکارچیان مانند Mapusaurs و Acrocanthosaurus شکار شدند. در آمریکای شمالی ، در نزدیکی اواخر کرتاسه ، این جانوران توسط تیرانوسورهای غول پیکر گوشتخوار غول پیکر و سراتوپس شاخ جایگزین شد. به طور کلی ، دایناسورها به تکامل و تخصص خود ادامه دادند. پستانداران (به عنوان مثال ، didlphodone) هنوز هیچ نقش مهمی در زندگی این سیاره ایفا نکردند ، آنها همچنان حیوانات کوچکی به شمار می روند ، اما تعداد آنها (به ویژه در پایان دوره کرتاسه) شروع به افزایش چشمگیر می کرد.

تغییرات بزرگی در دریاها رخ داده است. فرمانروای سابق آنها (اتیهوسورها و پلاسوزارها) به ناامیدی افتادند و موساسورها جای خود را گرفتند - گروه جدیدی از خزندگان دریایی غول پیکر ، از جمله ، مثلاً پلاکتاروس و تیروسوروس.

اندازه دایناسورهای بالدار پتروسارس افزایش یافته است. Ornithoheyrus ، pteranodon و دیگر pterosaurs های بزرگ مسافت های زیادی را از طریق هوا طی کردند و احتمالاً حتی از قاره به قاره پرواز کردند. پرندگان ابتدایی در هوا به پرواز در می آیند (به عنوان مثال ایبروموزورنیس) ، برخی از پرندگان دریایی (مانند Hesperornis) نمی دانند چگونه پرواز کنند ، اما اندازه چشمگیر دارند.

پایان دوره کرتاسه (حدود 66 میلیون سال پیش) با انقراض دسته جمعی جدید گونه هایی مشخص شد که حدود 40٪ از کل خانواده های حیواناتی را که در آن زمان وجود داشتند از بین برد. پتروزارها ، آمونیت ها و ماسوره ها نیز ناپدید شدند ، اما مشهورترین قربانیان این فاجعه ، البته ، دایناسورهای غیر حیوان خانگی بودند. به سختی از این آزمایش و بسیاری دیگر از گروه های موجودات زنده بهبود یافت.

سوال علل انقراض انبوه گونه ها در پایان دوره کرتاسه هنوز بحث های داغ دانشمندان را برانگیخته است. در اینجا چند نسخه وجود دارد که بیشترین حامیان را پیدا می کنند:

1) تئوری برخورد زمین با سیارک غول پیکر دارای بیشترین هوادار (و شواهد) است. این درگیری در قلمرو شبه جزیره یوکاتان در خلیج مکزیک رخ داده است. این شهاب سنگ به قطر حدود 10 کیلومتر (طول آن به قدری عظیم بود که وقتی یک قسمت از آن آب را در خلیج لمس می کرد ، بخش دیگر هنوز در لایه های بالایی جو قرار داشت) و پس از سقوط آن دهانه ای به قطر 160 کیلومتر شکل گرفت. با این حال ، هنوز هم همه دانشمندان بر این باور نیستند که حتی چنین برخورد شدید می تواند بسیاری از گونه های حیوانات را در چنین مدت کوتاهی از بین ببرد.

2) برخی دانشمندان از تئوری مهاجرت بیماری ها حمایت می کنند: به دلیل سقوط سطح اقیانوس در 66 میلیون سال پیش ، برخی از گذرگاه های زمینی از سرزمین اصلی به سرزمین اصلی شکل گرفت. حیوانات شروع به حرکت از سرزمین اصلی به سرزمین اصلی کردند و انگلها ، بیماریها را نیز با خود به همراه آورد. از آنجا که مصونیت حیوانات از یک قاره با بیماری ها و انگل های دیگر سازگار نیست ، حتی یک بیماری غیر کشنده برای حیوانات ، به عنوان مثال از آسیا ، می تواند برای یک حیوان مثلاً از آمریکا کشنده باشد. به همین دلیل همه گیری های گسترده آغاز شد.به عنوان مثال کرم های گرد به آسیا مهاجرت کردند و اکینوکوک ها به آمریکا مهاجرت کردند. اما ، مجدداً احتمال انقراض تعداد زیادی از این حیوانات به دلیل مهاجرت انگل ها بسیار ناچیز است - به زودی حیوانات با بیماری ها سازگار می شوند.

3) احتمالاً ، انقراض کرتاسه - پالئوژن با افزایش فعالیت آتشفشانی همراه است. 66 میلیون سال پیش فوران های گسترده در چندین مکان در سراسر جهان رخ داده است. برای مثال ، جریان های گدازه ای قدرتمند از آتشفشانهای عظیم هندوستان فوران کردند. جریان گدازه تمام حیوانات و زیستگاههای آنها را در راه از بین برد. گازهای سمی فرار از آتشفشان ها حتی خطرناک تر بودند. توله های هنوز هم جونده دایناسورها که در آن زمان زندگی می کردند از آنها می میرند و حیوانات بالغ خفه کننده می شدند.

4) سیاره ما با کهکشان راه شیری در فضا حرکت می کند. نظریه ای وجود دارد مبنی بر اینکه زمین و منظومه شمسی هر از گاهی به فضا می افتند ، جایی که تعداد زیادی شهاب سنگ کوچک و بزرگ وجود دارد. شاید 66 میلیون سال پیش بود که اتفاق مشابهی افتاد ، و پس از آن دوش بزرگ شهاب سنگ به زمین برخورد کرد. برخی شهابسنگ ها به حدی بزرگ بودند که در جو نمی سوزند و به زمین سقوط می کردند. با این حال ، دیرینه شناسان این تئوری را بعید می دانند.

5) برخی دانشمندان بر این باورند که یک ابرنواختر 66 میلیون سال پیش در فاصله حدود 200-300 سال نوری از زمین منفجر شده است. چنین ستارگان مقدار زیادی انرژی در خود جمع می کنند و با تحمل فشار خود ، منفجر نمی شوند. انرژی ناشی از انفجار می تواند در طی صدها سال نوری پخش شود. بنابراین ، در زمان انفجار ، چنان فوران انرژی رخ داد که لایه ازن را در جو زمین سوزاند. پس از این ، دیگر هیچ مشکلی برای تشعشعات خورشیدی وجود نداشت ، و شروع به تحت تاثیر قرار دادن سلول های گیاهان و حیوانات کرد.

6) بسیاری از دیرینه شناسان نیز معتقدند که هیچ یک از نظریه های فوق نمی تواند مرگ بسیاری از گونه های موجودات زنده را توضیح دهد. آنها بر این باورند که تنها با هم تمام این فجایع می توانند قدرت کافی برای ایجاد انقراض انبوه گونه ها را بدست آورند: ابتدا فعالیت آتشفشانی روی کره زمین افزایش یافته است که می تواند باعث افت سطح اقیانوس ها شود که منجر به همه گیری های گسترده شد ، سپس یک ابرنواختر در نزدیکی کهکشان ما منفجر شد ، در نتیجه لایه ازون سوزانده شد و سرانجام زمین در منطقه با تعداد زیادی شهاب سنگ قرار گرفت و با بسیاری از و در نهایت یکی بزرگ برخورد کرد که منجر به پایان دایناسورها و بسیاری دیگر شد حیوانات

نظریه های دیگری در مورد انقراض کرتاسه - پالئوژن وجود دارد ، اما آنها توسط دانشمندان بسیار کمی پشتیبانی می شوند.

اما با این وجود ، ممکن است 66 میلیون سال پیش ، دوره سینوزوئیک ، "دوران پستانداران" ، به جای دوران ناگهانی تکمیل شده مزوزوئیک - "عصر خزندگان" جایگزین شود.

دوران سینوزوئیک

انقراض انبوه گونه ها 66 میلیون سال پیش آغاز دوره جدیدی در حال رشد سنوزوئیک بود. در نتیجه حوادث فاجعه آمیز آن زمان های دور ، همه حیوانات بزرگتر از تمساح از چهره سیاره ما ناپدید شدند. و حیوانات کوچک زنده مانده با ظهور دوران جدید در دنیایی کاملاً متفاوت بودند. در سنوزوئیک ، رانش قاره (واگرایی) ادامه داشت. در هر یک از آنها اجتماعات منحصر به فردی از گیاهان و حیوانات شکل گرفت.

دوره پالئوژن

پالئوژن ، پالئوژن ، سیستم پالوژنیک - دوره زمین شناسی ، اولین دوره سنوزوییک. این کار 66 میلیون سال پیش آغاز شد و به پایان رسید - 24.6 میلیون سال و 40.4 میلیون سال طول کشید.

در Paleogene آب و هوا حتی گرمسیری بود. تقریباً تمام اروپا با جنگل های گرمسیری همیشه سبز پوشیده شده بود و گیاهان برگریز فقط در مناطق شمالی رشد می کردند. در نیمه دوم Paleogene ، آب و هوا قاره بیشتر می شود ، کلاه های یخی در قطب ها ظاهر می شوند.

در این دوره ، اوج پستانداران آغاز شد.پس از انقراض تعداد زیادی از خزندگان ، بسیاری از سوله های زیست محیطی رایگان به وجود آمدند که شروع به اشغال گونه های جدیدی از پستانداران کردند. تخم مرغی ، قارچی و جفت رایج بودند. در جنگل ها و استپ های جنگلی آسیا ، به اصطلاح "جانوران indricoteric" پدید آمد.

پرندگان بدون دندان فن دار در هوا تسلط دارند. پرندگان بزرگ در حال اجرا (طعمه) گسترده هستند. انواع گیاهان و حشرات گلدار در حال افزایش است.

ماهی استخوانی در دریاها شکوفا می شود. سگهای ابتدایی ظاهر می شوند ، گروه های جدید مرجان ها ، جوجه های دریایی ، فرامینیفرا - nummulitides به چند سانتی متر قطر می رسند ، که بسیار برای تک سلولی است. آخرین belemnites ها از بین می روند ، شکوفه سفالوپودها با یک پوسته کاهش یافته یا کاملاً ناپدید شده آغاز می شود - اختاپوسها ، ماهی های کوچک ماهی مرکب و ماهی مرکب ، همراه با کمربندها که در گروهی از کلوئیدها جمع شده اند.

دوران پالئوسن (66-55 میلیون سال پیش)

با شروع پالئوسن ، سیاره ای خالی به آرامی از اثرات فاجعه بهبود می یابد. اولین کسی که در این گیاه موفق شد. تنها پس از گذشت چند صد هزار سال ، بخش قابل توجهی از زمین زمین پوشیده از جنگل ها و باتلاق های غیرقابل نفوذ ، جنگل های متراکم حتی در مناطق قطبی زمین پوشانده شد. حیواناتی که از انقراض انبوه گونه ها جان سالم به در بردند ، کوچک باقی مانده اند ؛ آنها هوشمندانه بین تنه درخت و شاخه های صعود مانور می کنند. بزرگترین حیوانات این سیاره در آن زمان پرندگان بودند. به عنوان مثال در جنگل های اروپا و آمریکای شمالی شکارچی شدید گاستورنیس شکار کرد و به ارتفاع 2.2 متر رسید.

انقراض دایناسورهای غیر مرغی باعث شد پستانداران به طور گسترده در سراسر سیاره گسترش یافته و سوله های اکولوژیکی جدید را اشغال کنند. در پایان پالئوسن (تقریباً 55 میلیون سال پیش) ، تنوع آنها به شدت افزایش یافت. اجداد بسیاری از گروه های حیوانات مدرن روی زمین ظاهر شدند - منگنزها ، فیل ها ، جوندگان ، نخبگان ، خفاش ها (به عنوان مثال خفاش ها) ، نهنگ ها ، آژیر ها. کم کم پستانداران شروع به تسخیر کره زمین می کنند.

دوران ائوسن (55-34 میلیون سال پیش)

در آغاز ائوسن ، بخش قابل توجهی از زمین هنوز با جنگل غیرقابل تحمل پوشیده شده بود. آب و هوا گرم و مرطوب بود. پستانداران بدوی (پیشرانوتریوم اسب کوچک ، لپتیدیا و غیره) دویدند و روی بستر جنگل پریدند. Hodination روی درختان (یکی از قدیمی ترین نخبگان) زندگی می کرد و آمبولوس در آسیا زندگی می کرد - نهنگ ابتدایی که می توانست روی زمین قدم بزند.

حدود 43 میلیون سال پیش ، آب و هوا روی زمین سردتر و خشک تر شد. در بخش قابل توجهی از کره زمین ، جنگل متراکم جای خود را به جنگلهای پراکنده و دشتهای گرد و غبار داد. زندگی در مناطق باز به رشد پستانداران کمک کرده است.

آسیا محل تولد brontotheriums غول پیکر (به عنوان مثال ، آمبولتریا) و حیوانات گوشتخوار عظیم (به عنوان مثال ، endrusarch ، طول 5/5 متر) است. در دریاهای گرم ، نهنگ های ابتدایی شنا می کردند (به عنوان مثال ، باسیلوزوروس و دورودون) ، و در سواحل آفریقا یک محوطه شایسته و عجیب غریب وجود داشت.

تقریباً 36 میلیون سال پیش قطب جنوب واقع در قطب جنوب شروع به یخ زدگی کرد ، سطح آن به آرامی با ورق های یخی عظیم پوشانده شد. آب و هوا در این سیاره خنک تر شد و سطح آب در اقیانوس ها کاهش یافت. در مناطق مختلف جهان ، ریتم فصلی باران به طرز چشمگیری تغییر کرده است. بسیاری از حیوانات نتوانستند با این تغییرات سازگار شوند و پس از گذشت تنها چند میلیون سال ، حدود یک پنجم از همه موجودات زنده روی زمین درگذشت.

دوران الیگوسن (34-24 میلیون سال پیش)

در ابتدای الیگوسن ، آب و هوا در این سیاره خشک و خنک بود که به شکل گیری دشت های باز ، نیمه بیابان ها و درختچه ها کمک می کرد. در نتیجه تغییر آب و هوا در پایان ائوسن ، بسیاری از خانواده های پستانداران باستانی منقرض شدند. مکان آنها توسط گونه های جدید حیوانات ، از جمله اجداد مستقیم برخی از پستانداران مدرن - کرگدن ، اسب ، خوک ، شتر و خرگوش گرفته شد.

گیاهخواران غول پیکر همچنان در میان پستانداران ظاهر می شوند (پاراکراتریمبه عنوان مثال ، آنها از نظر اندازه نسبت به بعضی از دایناسورها پایین نبودند - آنها می توانند 5 متر طول و 17 تن وزن داشته باشند) و شکارچیان (مانند آنتلودون و کفتار).

در نتیجه ادامه واگرایی قاره ها ، آمریکای جنوبی و استرالیا کاملاً از سایر نقاط جهان جدا شده اند. با گذشت زمان ، یک جانوران منحصر به فرد در این قاره های "جزیره" شکل گرفت ، که توسط پستانداران مارپسیال و سایر حیوانات عجیب و غریب نشان داده شده است.

حدود 25 میلیون سال پیش در آسیا ، اولین دشتهای ساحلی شکل گرفت ، پوشیده از غلات - استپ ها. از آن زمان ، غلات ، که در گذشته جزء ناچیز مناظر زمینی محسوب می شدند ، در بسیاری از نقاط جهان به تدریج به نوع غالب گیاهی تبدیل می شوند که سرانجام قسمت پنجم سطح زمین را پوشانده است.

دوره نئوژن

نئوژن - دوره زمین شناسی ، دوره دوم سنوزوییک. دوره نئوژن حدود 25 میلیون سال پیش آغاز شد و فقط 2 میلیون سال پیش پایان یافت. مدت زمان Neogenne 23 میلیون سال است. پستانداران دریاها و هوا را تسلط می دهند - نهنگ ها و خفاش ها ظهور می کنند. فشار جفت به حاشیه پستانداران باقیمانده. جانوران این دوره روز به روز بیشتر می شود. اما اختلافات باقی مانده است - هنوز هم ماستودون ها ، هیپاریون ها ، ببرهای دندان دنده ای وجود دارد. پرندگان بزرگ پرواز بدون نقص نقش بسزایی دارند به خصوص در اکوسیستم های جدا شده جزیره ای.

دوران میوسن (24-5 میلیون سال پیش)

تناوب فصلهای خشک و بارانی به این واقعیت منجر شد که در میوسن بخش قابل توجهی از زمین تحت پوشش استپ های بی حد و مرز قرار داشته است. از آنجا که غلات و سایر گیاهان دارای هضم ضعیف هستند ، پستانداران گیاهخوار انواع جدیدی از دندان ها را تشکیل داده اند و دستگاه گوارش نیز تغییر کرده است و به آنها اجازه می دهد حداکثر مواد مغذی را از این خوراکی که به راحتی در دسترس است استخراج کنند.

استپ ها زادگاه گاوها ، آهوها و اسب ها شدند. بسیاری از این حیوانات پس از باران در گله ها نگهداری می شدند و از جایی به مکان دیگر سرگردان بودند. و بعد از گله های گیاهخواران ، شکارچیان روی پاشنه های خود می روند.

سایر پستانداران ترجیح می دهند برگ درختان و بوته ها را گل کنید. برخی از آنها (به عنوان مثال ، دینوتریوم و کلکوتریوم) به اندازه های بسیار بزرگی رسیده اند.

در میوسن ، بسیاری از سیستم های کوهستانی - آلپ ، هیمالیا ، آند و راکی ​​ها شکل گرفت. برخی از آنها به قدری زیاد بودند که ماهیت گردش هوا در جو را تغییر داده و شروع به نقش مهمی در شکل گیری آب و هوا کردند.

دوران پلیوسن (5-2.6 میلیون سال پیش)

در پلیوسن آب و هوای زمین بسیار متنوع تر شده است. این سیاره به بسیاری از مناطق آب و هوایی تقسیم شده است - از سرزمینهایی که پوشیده از یخ قطبی است تا مناطق گرمسیری.

در استپ های غلات هر قاره ، بیشتر و بیشتر گونه های جدید گیاهخواران و شکارچیان شکار آنها ظاهر می شوند. در مناطق شرقی و جنوبی آفریقا ، جنگلهای متراکم جای خود را برای بازشدن حیاط ها فراهم آورد ، و این نخستین حامیان (به عنوان مثال ، افار استرالوپیتکوس) را مجبور به فرود آمدن از درختان و علوفه های روی زمین کرد.

حدود 2.5 میلیون سال پیش ، قاره آمریکای جنوبی که حدود 30 میلیون سال از سایر نقاط جهان جدا شده بود ، با آمریکای شمالی برخورد کرد. اسمیلودون ها و سایر شکارچیان از شمال به قلمرو آرژانتین مدرن نفوذ کردند و فداکاری های غول پیکر ، فرووراکوزا و دیگر نمایندگان جانوران آمریکای جنوبی به آمریکای شمالی نقل مکان کردند. این جابجایی حیوانات بورس بزرگ نامیده می شد. در پایان پلیوسن ، megafauna دریایی (پستانداران ، غذاهای دریایی ، لاک پشت ها و کوسه ها) از بین رفت - 36٪ از جنس پلیوسن نتوانستند در پلیستوسن زنده بمانند. میزان انقراض سه برابر بیشتر از حد متوسط ​​سنوزوئیک بود (2.2 برابر بیشتر از میوسن ، 60٪ بیشتر از پلیستوسن).

دوره آنتروپوژنیک (کواترنر)

این کوتاه ترین دوره زمین شناسی است ، اما در کواترنر بود که بیشتر زمین های مدرن شکل گرفت و اتفاقات مهم بسیاری در تاریخ زمین رخ داد (از نظر انسان) که مهمترین آنها عصر یخبندان و شکل ظاهری انسان بود. مدت دوره کواترنری به قدری کوتاه است که روش های معمول دیرینه شناسی تعیین نسبی و ایزوتوپی سن به نظر می رسد به اندازه کافی دقیق و حساس نیستند. در چنین بازه زمانی کوتاه ، در درجه اول از آنالیز رادیوکربن و سایر روشهای مبتنی بر پوسیدگی ایزوتوپهای کوتاه مدت استفاده می شود. ویژگی دوره چهارگانه در مقایسه با سایر دوره های زمین شناسی شاخه ویژه زمین شناسی - کواترنر را به وجود آورد.

کواترنر به پلیستوسن و هولوسن تقسیم می شود.

دوران پلیستوسن (2.6 میلیون سال پیش - 11.7 هزار سال پیش)

در آغاز پلیستوسن ، عصر یخبندان طولانی بر روی زمین آغاز شد. بیش از دو میلیون سال ، دوره های بسیار سرد و نسبتاً گرم بارها و بارها روی کره زمین تغییر می کردند. در دهانه های سرد که حدود 40 هزار سال به طول انجامید ، قاره ها مورد حمله یخچالهای طبیعی قرار گرفتند. در فواصل زمانی با آب و هوای گرمتر (میان یخبندان) ، یخ رکود زد و سطح آب در دریاها افزایش یافت.

1250-700 هزار لیتر در طول انتقال پلیستوسن میانه ، الگوی گردش آب در دریای برینگ به شدت تغییر کرد ، زیرا تنگه برینگ توسط یک صفحه یخی مسدود شده بود و آب سرد تشکیل شده در دریای برینگ به دلیل ذوب یخ در اقیانوس آرام مسدود شده بود.

بسیاری از حیوانات مناطق سردتر کره زمین (مثلاً کرگدن ماموت و پشمی) دارای یک کت ضخیم و یک لایه ضخیم از چربی زیر جلدی هستند. گله های گوزن و اسب بر روی دشت ها چریده شده بودند که توسط شیرهای غار و شکارچیان دیگر شکار می شدند. و حدود 180 هزار سال پیش ، مردم نیز شروع به شکار آنها کردند - ابتدا یک انسان نئاندرتال و سپس یک فرد معقول.

با این حال ، بسیاری از حیوانات بزرگ نتوانستند با نوسانات شدید آب و هوا سازگار شوند و منقرض شدند. حدود 10 هزار سال پیش ، عصر یخبندان به پایان رسید و آب و هوا روی زمین گرمتر و مرطوب تر شد. این امر به افزایش سریع جمعیت انسانی و اسکان مجدد مردم در سراسر جهان کمک کرده است. آنها یاد گرفتند که زمین را شخم بزنند و گیاهان زراعی پرورش دهند. در ابتدا ، جوامع كوچك كشاورزی رشد كردند ، شهرها ظاهر شدند و تنها چند هزار سال بعد ، بشریت با استفاده از همه دستاوردهای فن آوری پیشرفته به یك جامعه جهانی تبدیل شد. اما بسیاری از گونه های حیواناتی که مردم از قدیم با آن سیاره زمین را به اشتراک می گذاشتند ، در آستانه انقراض بودند. به همین دلیل است که دانشمندان غالباً می گویند که با تقصیر انسان روی کره زمین انقراض دسته جمعی جدید گونه ها فوران کرده است.

دوران هولوسن (11.7 هزار سال پیش - مدرنیته)

زندگی حیوانات و گیاهان در طول هولوسن کمی تغییر کرد ، اما حرکات بزرگی در توزیع آنها وجود دارد. بسیاری از حیوانات بزرگ ، از جمله ماموت ها و ماستودون ها ، گربه های دندانه دار (مانند اسمیلودون ها و هوموتریا ها) و لکه های غول پیکر ، از اواخر پلیستوسن تا اوایل هولوسن شروع به از بین بردن کردند. در آمریکای شمالی ، بسیاری از حیوانات که در بخش های دیگر شکوفا شدند (از جمله اسب و شتر) منقرض شدند. برخی از محققان کاهش اسکان مگافونا را با اسکان مجدد اجداد سرخپوستان آمریکایی توضیح می دهند ، اما بیشتر آنها ادعا می کنند که تغییرات آب و هوایی تأثیر بیشتری داشته است.