Как возникла жизнь на земле?

Меметическая жизнь

Подобные мемы существовали до человечества, в социальных призывах птиц и усвоенном поведении приматов. Когда человечество стало способно абстрактно мыслить, мемы получили дальнейшее развитие, управляя племенными отношениями и формируя основу для первых традиций, культуры и религии. Изобретение письма еще больше подтолкнуло развитие мемов, поскольку они смогли распространяться в пространстве и времени, передавая меметичную информацию подобно тому, как гены передают биологическую. Для некоторых это чистая аналогия, но другие считают, что мемы представляют уникальную, хотя немного рудиментарную и ограниченную форму жизни.

Некоторые пошли еще дальше. Георг ван Дрим разработал теорию «симбиосизма», которая подразумевает, что языки — это сами по себе формы жизни. Старые лингвистические теории считали язык чем-то вроде паразита, но ван Дрим полагает, что мы живем в сотрудничестве с меметическими сущностями, населяющими наш мозг. Мы живем в симбиотических отношениях с языковыми организмами: без нас они не могут существовать, а без них мы ничем не отличаемся от обезьян. Он считает, что иллюзия сознания и свободной воли вылилась из взаимодействия животных инстинктов, голода и похоти человека-носителя и лингвистического симбионта, воспроизводящегося с помощью идей и смыслов.

Возникновение жизни на Земле

Как произошла сама планета и как на ней появились моря? По этому поводу существует одна широко признанная теория. В соответствии с ней Земля образовалась из облаков космической пыли, содержащей все известные в природе химические элементы, которые спрессовались в шар. Горячий водяной пар вырывался с поверхности этого раскаленного докрасна шара, окутывая его сплошным облачным покровом, Водяной пар в облаках медленно охлаждался и превращался в воду, которая выпадала в виде обильных непрерывных дождей на еще раскаленную, пылающую Землю. На ее поверхности она снова превращалась в водяной пар и возвращалась в атмосферу. За миллионы лет Земля постепенно потеряла так много тепла, что ее жидкая поверхность, остывая, начала твердеть. Так образовалась земная кора.

Прошли миллионы лет, и температура поверхности Земли еще больше понизилась. Ливневые воды перестали испаряться и стали стекать в огромные лужи. Так началось воздействие воды на земную поверхность. А потом из-за понижения температуры произошел настоящий потоп. Вода, которая до этого испарялась в атмосферу и превратилась в ее составную часть, беспрерывно низвергалась на Землю, с громом и молниями обрушивались из облаков мощные ливни.

Мало-помалу в самых глубоких впадинах земной поверхности скапливалась вода, которая уже не успевала совсем испариться. Ее было так много, что постепенно на планете образовался доисторический Океан. Молнии рассекали небо. Но никто этого не видел. На Земле еще не было жизни. Непрерывный ливень начал размывать горы. Вода стекала с них шумными ручьями и бурными реками. За миллионы лет водные потоки глубоко разъели земную поверхность и кое-где появились долины. В атмосфере уменьшалось содержание воды, а на поверхности планеты ее скапливалось все больше.

Сплошной облачный покров становился тоньше, пока в один прекрасный день Земли не коснулся первый луч солнца. Непрерывный дождь кончился. Большую часть суши покрыл доисторический Океан. Из ее верхних слоев вода вымывала огромное количество растворимых минералов и солей, которые попадали в море. Вода из него непрерывно испарялась, образуя облака, а соли оседали, и с течением времени происходило постепенное засоление морской воды. По-видимому, при каких-то существовавших в древности условиях образовались вещества, из которых возникли особые кристаллические формы. Они росли, как и все кристаллы, и давали начало новым кристаллам, которые присоединяли к себе все новые вещества.

Солнечный свет и, возможно, очень сильные электрические разряды служили в этом процессе источником энергии. Может быть, из таких элементов зародились первые обитатели Земли — прокариоты, организмы без оформленного ядра, похожие на современных бактерий. Они были анаэробами, то есть не использовали для дыхания свободный кислород, которого тогда еще не было в атмосфере. Источником пищи для них служили органические соединения, возникшие на еще безжизненной Земле в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца, грозовых разрядов и тепла, образующегося при извержении вулканов.

Жизнь существовала тогда в тонкой бактериальной пленке на дне водоемов и во влажных местах. Эту эру развития жизни называют архейской. Из бактерий, а возможно, и совершенно независимым путем, возникли и крошечные одноклеточные организмы — древнейшие простейшие животные.

Как выглядела первобытная Земля?

Перенесемся на 4 млрд лет назад. Атмосфера не содержит свободного кислорода, он находится только в составе окислов. Почти никаких звуков, кроме свиста ветра, шипения извергающейся с лавой воды и ударов метеоритов о поверхность Земли. Ни растений, ни животных, ни бактерий. Может быть, так выглядела Земля, когда на ней появилась жизнь? Хотя эта проблема издавна волнует многих исследователей, их мнения на этот счет сильно различаются. Об условиях на Земле того времени могли бы свидетельствовать горные породы, но они давно разрушились в результате геологических процессов и перемещений земной коры.

Первобытная Земля и её характеристики

Исследователи со всего мира выдвигают самые невероятные и удивительные гипотезы жизни и возникновения жизни на Земле. Предположения научных умов планеты касаются, в том числе, и времени её существования. Большинство деятелей науки сходятся во мнении, что Земля образовалась больше 4 млрд лет назад. Как она выглядела тогда, без людей, животных, насекомых? Планета, на которой в самом начале развития не было свободного кислорода, возможно, была наполнена лишь свистом ветра и стуком метеоритных камней о поверхность. На Земле не было ни единой живой души, но сама планета жила, развивалась и менялась. Земная кора постоянно двигалась, на ней происходили серьёзные геологические процессы. По этой причине не сохранились горные породы, существовавшие в древности. А ведь по их структуре учёным, возможно, удалось бы узнать больше о том, почему на Земле есть жизнь.

В нашей статье собраны самые популярные и известные гипотезы возникновения жизни на Земле (таблица).

Табл. №1 «Гипотезы возникновения жизни на Земле»

По мнению учёного Стэнли Миллера, изучающего проблемы и этапы возникновения жизни на Земле, этапы развития жизни и её эволюция начались с появления новой функции у простейших органических молекул. В определённый момент времени одноклеточные микроорганизмы научились самостоятельно организовываться в более сложные структуры и воспроизводить самих себя. Теория Миллера имеет множество нераскрытых сторон. Например, что послужило толчком для самовоспроизведения молекул, как эти самые молекулы возникли, при каких условиях происходило их объединение в сложные структуры?
Предлагаем вниманию читателей несколько гипотез о появлении земной жизни.

Жизнь на Земле могла возникнуть благодаря глине

Группа учёных под руководством Дань Ло (Dan Luo) из Корнеллского университета выступила с гипотезой, что концентратором для древнейших биомолекул могла служить обычная глина.

Изначально исследователи занимались не проблемой происхождения жизни — они искали способ повысить эффективность бесклеточных систем синтеза белка. Вместо того чтобы позволить ДНК и обслуживающим её белкам свободно плавать в реакционной смеси, учёные попробовали загнать их в частицы гидрогеля. Этот гидрогель, словно губка, впитывал реакционную смесь, сорбировал нужные молекулы, и в результате все нужные компоненты оказывались заперты в небольшом объёме — подобно тому, как это происходит в клетке.

Затем авторы исследования попытались использовать в качестве недорогого заменителя гидрогеля глину. Частицы глины оказались похожи на частицы гидрогеля, становясь своеобразными микрореакторами для взаимодействующих биомолекул.

Получив такие результаты, учёные не могли не вспомнить о проблеме происхождения жизни. Частицы глины с их способностью сорбировать биомолекулы могли бы на самом деле послужить самыми первыми биореакторами для самых первых биомолекул, пока те ещё не обзавелись мембранами. В пользу такой гипотезы говорит ещё и то, что вымывание силикатов и других минералов из скал с образованием глины началось, по геологическим прикидкам, как раз перед тем, когда, по мнению биологов, древнейшие биомолекулы начали объединяться в протоклетки.

Кембрийский период (535–млн лет назад) и светящиеся глаза трилобитов

Заметными обитателями кембрийских морей стали членистоногие, главным образом трилобиты. У большинства членистоногих панцири хитиновые, а у трилобитов — кальцитовые. Кальцит лучше сохраняется в ископаемом состоянии, и в геологической летописи уцелели миллионы трилобитовых панцирей. Часто сохранялись даже их фасеточные, как у стрекозы, глаза. Они тоже были кальцитовые, каждая фасетка заканчивалась отдельной кристаллической линзой. Таких глаз не было больше ни у кого за всю историю Земли. Похожие известковые линзы-глаза есть у морских звезд и офиур, но они ими почти ничего не видят.

Глаза у трилобитов были синего цвета и в темноте светились. Несмотря на величину и сложность глаз, трилобиты не могли похвастаться отличным зрением, хотя вполне хорошо рассчитывали скорость и направление движения хищников или, наоборот, добычи. А это было очень полезным умением, ничего другого от животных кембрийского периода не требовалось. Многие трилобиты были хищниками.

Словно танк, трилобит боедаспис ползет по дну древней Балтии и шипами ломает стебли иглокожих животных. Иллюстрации здесь и далее из книги «Древние чудовища России».

Невыносимая атмосфера

Формирование нашей планеты можно уподобить выплавке чугуна в мартеновской печи. В печи кокс, руда, флюсы – все это плавится, и в конце концов тяжелый жидкий металл стекает вниз, а наверху остается затвердевшая пена шлака.

Кроме того выделяются газы и вода. Точно так же образовалось металлическое ядро земли, «стекшее» к центру планеты. В результате этой «плавки» начался процесс, известный как дегазация мантии. Землю 4 млрд лет назад, когда, как считают, зародилась жизнь отличал активный вулканизм, не идущий ни в какое сравнение с нынешним. Поток радиации из недр был раз в 10 мощнее, чем в наше время. В результате тектонических процессов и интенсивной метеоритной бомбардировки тонкая земная кора постоянно перерабатывалась. Свой вклад, очевидно, вносила и находившаяся на значительно более близкой орбите Луна, которая своим гравитационным полем массировала и разогревала нашу планету.

Самое удивительное, что интенсивность свечения солнца в те далекие времена была ниже примерно на 30%. Если бы солнце стало в нашу эпоху стало светить хотя бы на 10% слабее, Земля моментально покрылась бы льдом. Но тогда у нашей планеты было намного больше собственного тепла, и ничего даже близко напоминавшего ледников на ее поверхности не встречалось.

Зато существовала плотная атмосфера, хорошо удерживавшая тепло. По своему составу она имела восстановительный характер, то есть, в ней практически отсутствовал несвязанный кислород, зато она включала в себя значительное количество водорода, а также парниковые газы – водяной пар, метан и углекислый газ.

Короче говоря, первая жизнь на Земле появилась в условиях, в которых из живущих ныне организмов могли бы существовать лишь примитивные бактерии. Первые следы воды геологи находят в отложениях, возрастом 3,5 млрд лет, хотя, судя по всему в жидком виде она появилась на Земле несколько раньше. На это косвенно указывают имеющие окатанную форму цирконы, которую они приобрели, вероятно находясь в водоемах. Вода образовывалась из насыщавшего атмосферу водяного пара, когда Земля стала постепенно остывать. Кроме того, воду (предположительно в объеме до 1,5 объема современного мирового океана) к нам принесли малые кометы, интенсивно бомбардировавшие земную поверхность. 

Каким образом определяется внешний вид животных?

Ты сам можешь дать ответ на этот вопрос. Посмотри на себя в зеркало. На кого ты похож? На своих родителей, бабушек и дедушек.

То же происходит и с животными. У львов рождаются львята, у сов — совята и т.д. И если у львов длинный хвост, то такой же будет у львенка, когда он вырастет. Маленький совенок очень похож на своих взрослых родителей, и вряд ли ты его перепутаешь с птенцом павлина или цыпленком. Детеныши перенимают все внешние признаки своих родителей.

На протяжении миллионов лет образовывались многочисленные виды растений и животных. Одни из них были маленькие, другие — большие, одни жили на суше, другие — в воде. И всем этим процессом руководил естественный отбор

Гомо сапиенс

Данный вид является прототипом современного человека. Появился он около 28 тысяч лет назад, о чём говорят находки самых древних людей.

Уже тогда наши предки научились выражать свои эмоции связной речью и всё больше совершенствовали социальную взаимосвязь друг с другом.

Различный климат и погодные условия влекли за собой и формирование разных черт той или иной расы, которая жила на разных континентах. Именно около 20 тысяч лет назад начали появляться три различные расы: европеоидная, негроидная и монголоидная.

Таким образом, в очень сжатой форме можно выразить эволюционную цепочку дарвинистов, которой можно описать происхождение человека.

Благодаря научным исследованиям установлено сходство генов человека с шимпанзе на 91%.

Архейская эра

Архейская эра

Архейская эра началась около 4,6 млрд. лет назад, когда планета Земля только стала формироваться и признаков живого на ней не было. Воздух содержал хлор, аммиак, водород, температура доходила до 80°, уровень радиации превышал допустимые границы, при таких условиях зарождение жизни было невозможным.

Считают, что около 4 млрд. лет назад наша планета столкнулась с небесным телом, и следствием было формирование спутника Земли – Луны. Это событие стало значимым в развитии жизни, стабилизировало ось вращения планеты, поспособствовало очищению водных структур. Как следствие, на глубине океанов и морей зародилась первая жизнь: простейшие, бактерии и цианобактерии.

Это интересно: Описание периодов и эпох кайнозоя

Как создавалась планета Земля

Ученые, изучающие Землю, привыкли работать в разных масштабах времени и пространства. Для того чтобы получить ответ на вопрос – как создавалась планета Земля, проводится масса научных изысканий. Физические размеры объектов исследования меняются от глобальных до микроскопических, от масс вещества объемом в кубические километры до межатомных пространств, измеряемых ангстремами. При решении той или иной научной задачи нередко приходится иметь дело с широчайшим диапазоном линейных масштабов; так, например, землетрясение, вызванное смещением пород по разрыву на расстоянии нескольких сантиметров, возбуждает сейсмические волны, распространяющиеся в Земле на тысячи километров.

Также и единицы измерения времени в геологии относятся не только к кратковременным явлениям типа землетрясений, вулканических извержений или ударов метеоритов, но и к событиям длительностью в десятки и сотни (например, меандрирование рек), тысячи (оледенения), миллионы (дрейф континентов) и даже миллиарды лет (формирование богатой кислородом атмосферы сегодняшнего дня). И в этом случае один и тот же процесс — допустим, выветривание — может опять-таки изучаться в широком диапазоне времени: от минут и часов лабораторного эксперимента, в ходе которого измеряется скорость растворения минерала, до тысяч лет, необходимых для образования почвы.

Параметры геологического пространства и времени, взятые в различных комбинациях, и составляют предмет данной статьи, включая многообразие крупных и менее значительных изменений, совершавшихся — и продолжающих совершаться — в истории Земли. У многих геологов, океанологов и ученых других направлений, изучающих Землю, время от времени появляется стремление рассматривать Землю как машину или даже как живой организм. Сравнение с машиной отражает одну из важных особенностей динамики Земли: несмотря на все изменения, наблюдаемые в самых разных масштабах времени и пространства, Земля в целом остается удивительно постоянной. В последние годы стало особенно ясно, что крупные составные части земного шара, такие, как ядро, мантия, кора, океаны и атмосфера, могут рассматриваться как сложная, взаимодействующая система с циклично происходящей передачей вещества от одного резервуара к другому. Механическая модель Земли как обширной циклически работающей системы сопоставима с физиологической моделью динамического равновесия, известной под названием гомеостаза.

Иерархия масштабов в работе ученого, изучающего Землю, лучше всего, пожалуй, иллюстрирует процесс создания геологической карты – творческий акт, который, воспользовавшись не вполне геологической фразеологией, можно охарактеризовать как графическое изображение в системе координат земной поверхности положения толщ горных пород разного возраста. Первый шаг в геологическом картировании – это работа в поле, при которой выявляются две важные особенности горных пород: их состав и возраст. В типичном обнажении горных пород обычно можно наблюдать лишь соотношения мелкого масштаба на расстояниях, измеряемых метрами. Обобщающая геологическая карта района составляется по совокупности такого рода наблюдений с использованием, как и при построении любого графика, приемов интерполяции и экстраполяции и с изображением элементов соответственно масштабу карты. На карте для площади, скажем, 200 км2можно видеть речную сеть и характерные складки и разрывы в коренных породах. Обильная информация, полученная при изучении каждого отдельного обнажения, принесена в жертву ради изображения более крупных особенностей. На карте района площадью многие тысячи квадратных километров начинают выявляться элементы еще более значительного размера: плоскогорья, горы, равнины, целые речные системы, контуры рифтовых долин, ледниковые озера. На картах же континентов и картах глобального охвата видны крупнейшие структуры поверхности континентов, главные горные цепи. В любом случае при генерализации изображения, связанной с переходом к более мелкомасштабным картам, хитрость заключается в определении тех деталей, которыми следует поступиться. Иными словами, суть этой стадии геологического анализа всегда состоит в отделении интересующего нас «сигнала» от «шума».

1) Древнейший предок. Археи.

Жизнь на Земле появилась, согласно современным представлениям, 3,8—4,1 млрд лет назад (самому раннему из найденных следов бактерий 3,5 млрд лет). Как именно возникла жизнь на Земле, до сих пор надёжно не установлено. Но вероятно, уже 3,5 млрд. лет назад, существовал одноклеточный организм, который имел все черты, присущие всем современным живым организмам и был для всех них общим предком. От этого организма всем его потомкам достались черты строения (все они состоят из клеток, окружённых оболочкой), способ хранения генетического кода (в закрученных двойной спиралью молекулах ДНК), способ хранения энергии (в молекулах АТФ) и т. д. От этого общего предка произошли три основные группы одноклеточных организмов, существующих до сих пор. Сначала разделились между собой бактерии и археи, а затем от архей произошли эукариоты — организмы, клетки которых имеют ядро.

Археи почти не изменились за миллиарды лет эволюции, вероятно примерно так же выглядели и древнейшие предки человека

Хотя археи дали начало эволюции, многие из них дожили до наших дней почти в неизменном виде. И это не удивительно — с древних времён археи сохранили способность выживать в самых экстремальных условиях — при отсутствии кислорода и солнечного света, в агрессивных — кислых, солёных и щелочных средах, при высоких (некоторые виды прекрасно чувствуют себя даже в кипятке) и низких температурах, при высоких давлениях, также они способны питаться самыми разными органическими и неорганическими веществами. Их далёкие высокоорганизованные потомки совсем не могут этим похвастаться.

Многоклеточная жизнь

Однако происходили и другие изменения. В то время как микроорганизмы способны обрабатывать множество химических веществ, они не имеют специализированных клеток, которые необходимы для многоклеточных организмов. Тела животных имеют различные клетки: кожу, кровь, кости, содержащие органеллы, каждая из которых выполняет свою особую функцию. Микробы — это всего лишь одиночные клетки, не имеющие ни органелл, ни ядер для упаковки своей ДНК.

Но произошло нечто революционное, когда одни микроорганизмы начали жить внутри других, выступая для них в качестве органелл. Митохондрии, органеллы, перерабатывающие пищу в энергию, возникли в результате этих взаимовыгодных отношений. Кроме того, впервые ДНК было упаковано в ядра. Новые сложные клетки (эукариотические клетки) имели специализированные части, играющие особые роли для поддержания всей клетки.

Клетки тоже стали жить вместе из-за определенных преимуществ. Группы клеток могут питаться более эффективно или получить защиту. Живя коллективно, клетки начали поддерживать потребности группы, выполняя определенные функции. Некоторым клеткам было предназначено создавать соединения, удерживающие группу вместе, в то время как другие производили пищеварительные ферменты, которые могли расщеплять пищу.

Мир ПАУ

Ответ постарался найти в мае 2004 года Саймон Николас Платтс, а в 2006 году группа ученых под руководством Паскаль Эренфройнд. В качестве исходного материала для РНК с катализирующими свойствами были предложены полиароматические углеводороды.

Мир ПАУ был основан на большой распространенности этих соединений в видимом космосе (они наверняка присутствовали в «первичном бульоне» молодой Земли) и особенностях их кольцеобразного строения, способствующего быстрому соединению с азотистыми основаниями — ключевыми компонентами РНК. Теория ПАУ в очередной раз говорит о злободневности некоторых положений панспермии.

Что думают современные ученые?

Еще одной распространенной гипотезой о том, как зародилась жизнь на земле, является теория Большого Взрыва. Считается, что подобное могло произойти около
14 млрд лет назад. А Солнечная Система в теперешнем ее виде начала функционировать спустя 9,4 млрд лет. Появилась планета Земля, которая превращалась с раскаленной в холодную и твердую. Образовалась атмосфера, где в основном присутствовали такие элементы, как оксид, углерод, метан, аммиак.

Падение из космоса на земную поверхность объектов с содержанием воды в виде льда помогли образовать Мировой океан. Именно в нем проходили наиболее значимые химические реакции, которые положительно повлияли на создание жизненных процессов. Под воздействием природы после 1 миллиарда лет существования планеты запустился процесс полимеризации: вода синтезировалась в простые белки и полинуклеотиды. Взаимодействие двух данных компонентов стало началом образования коацерватов, имеющих внутри зачатки ядра и мембраны.

Приблизительно 3,5 млрд лет до н.э. – это время, когда начали образовываться протобионты, клетки способные к обмену веществ. Спустя полмиллиарда лет после этого, предположительно, появились первичные бактерии леток. Это время ученые нарекли началом биологической эволюции. То есть жизнь на земле зародилась на 4 млрд лет после образования планеты. Ниже представлена таблица развитие жизни на земле.

Теория Опарина о происхождении жизни на земле была положительно встречена коллегами учеными, сторонниками теории абиогенеза. Но были поставлены под сомнения некоторые нюансы, возникшие при тщательном рассмотрении концепций русского и английского ученых. Первыми начали проводить научное расследование касаемо правдивости теории ученые из Америки Гарольд Юри и Стенли Миллер.
Они смоделировали в лабораторных условиях макет Земли эпохи зарождения, когда предположительно начался процесс возникновения органических соединений. Внутри прибора происходила постоянная циркуляция газовой смеси, существовавшей миллиарды лет назад.

Искусственно был воссоздан эффект молнии и вулканической деятельности внутри колбы. По истечению недельного срока испытаний ученые зафиксировали перерождение газа в органические соединения, среди которых были аминокислоты, сахар и липиды. При повторной лабораторной работе теория Опарина — Холдейна только подкреплялась научно доказанными фактами. Спустя годы, в лабораториях других стран ученые как альтернативу соединяли стандартную газовую смесь с сероводородом. Опыты проходили успешно, но желание зайти дальше и попытаться извлечь новые живые компоненты не увенчались успехом.

Кислородная атмосфера

По крайней мере 2,4 миллиарда лет назад, цианобактерии подготовили фундамент для значительных преобразований. Они стали первыми на Земле фотосинтезаторами, которые производили питательные вещества с использованием воды и энергии Солнца, и результате выделяли кислород. Это вызвало резкое повышение уровня кислорода в атмосфере, сделав окружающую среду менее благоприятной для других микроорганизмов, которые не могли его переносить.

Свидетельством кислородной катастрофы являются изменения в породах морского дна. Когда есть кислород, железо химически реагирует с ним (окисляется) и разрушается. Горные породы, относящиеся к периоду до этого события, покрыты полосами железа. Породы, датируемые периодом после кислородной катастрофы, не имеют железных полос.

После первоначального импульса кислорода он стабилизировался на более низких уровнях, на котором оставался еще пару миллиардов лет. На самом деле, когда цианобактерии умирали и перемещались на морское дно, их разложение, вероятно, привело к снижению уровня кислорода. Таким образом, океан по-прежнему не был подходящей средой для большинства форм жизни, нуждающихся в достаточном количестве кислорода.

Теория биохимической эволюции

В современном научном сообществе наиболее обоснованной считают теорию биохимической эволюции или абиогенез. Ее в 1923 году выдвинул российский биохимик А. И. Опарин. Основное положение теории Опарина состоит в том, что зарождение жизни — это длительный процесс возникновения жизни из неживого вещества.Этапы формирования “живого” из “неживого”:

1. Синтез органических соединений из неорганической материи в аэробных условиях первобытного океана.
2. Формирование из органических веществ биополимеров, углеводородов и липидов в водоемах планеты.
3. Самоорганизация и развитие органических веществ в сложные структуры, на основе которых возникают механизмы обмена веществ и самовоспроизводства. Все это в конечном итоге привело к образованию живой клетки.

Около четырех миллиардов лет назад наша Земля, еще очень молодая планета, сильно отличалась от современной. Температура поверхности планеты достигала 8000°С, а все породы под действием таких высоких температур были расплавлены. Поверхность Земли непрерывно бомбардировали метеориты, в том числе и очень крупные. После эпохи “великой бомбардировки” поверхность планеты начала понемногу остывать, породы затвердели. Когда температура упала ниже 100°С, вода из ранней атмосферы пролилась в виде дождя, и так появился первобытный океан. Он предоставил необходимые для образования простейшей жизни условия.
Рис. 3. Этапы возникновения жизни на планете по ОпаринуАтмосфера молодой Земли была бедна кислородом, так как гравитация планеты была еще не способна удерживать легкие газы. Опарин считал, что только в анаэробных условиях могли появиться первые органические вещества, потому что влияние кислорода было бы разрушительным для зарождающейся жизни.Протекание химических реакций стало возможным под действием электрических разрядов молний, высоких температур и мощного ультрафиолетового излучения, от которого первобытная атмосфера планеты еще не защищала.
Белки имеют способность притягивать к себе воду, которая образует вокруг них оболочку. Опарин предположил, что во время второго этапа на основе таких белков происходило формирование многочисленных сложных структур — коацерватов — предбиологических систем. Коацерваты, отделенные от среды, избирательно обменивались с ней веществами, а также накапливали некоторые соединения. Многочисленные вещества, входящие в состав этих сложных структур, взаимодействовали между собой и ионами металлов. Это дало начало появлению ферментов. На границе между коацерватом и средой собирались жиры (липиды), которые играли роль примитивной клеточной мембраны и обеспечивали стабильность. Предполагается, что на третьем этапе из массы коацерватных капель остались лишь самые устойчивые. Они уже имели способность поглощать вещества из среды, таким образом появился механизм обмена веществ, который является одним из важнейших свойств жизни. Согласно теории Опарина, такая коацерватная капля по мере роста и накопления массы могла распадаться на две дочерние, которые были идентичны ей, то есть приобрела способность к самовоспроизведению. На этом этапе коацерваты уже стоит рассматривать как первые простейшие организмы.
Таким образом ни одна из существующих на сегодняшний день теорий не дает ответа на вопрос о том, как на нашей планете появилась первая жизнь. Это вызвано, в первую очередь, тем, что современные ученые пока не в состоянии провести такой эксперимент, который бы однозначно решил эту проблему. Все представленные концепции — как теологические, так и научные, основаны на умозрительных заключениях ученых и философов. Возможно, со временем, научно-технический прогресс предоставит исследователям средства для дальнейшего изучения, что приведет к новым открытиям. Дополнительную интересную информацию по этой теме вы найдете в видео.

Отголоски в современности

Сегодня сложно делать категорические заявления о том, какими были те первые прокариоты много лет назад, поскольку нет полных данных об условиях, в которых жили эти первые микроорганизмы.

Но поиски следов зарождения органической жизни продолжаются, и иногда ученые получают возможность приоткрыть завесу тайны.

Так, интересные сведения были получены при изучении колонии архей (безъядерные микроорганизмы) Ферроплазма (Ferroplasma acidiphilum), обнаруженных в реакторе одного из металлургических заводов Тульской области.

При детальном изучении ферроплазмы были зафиксированы такие свойства, которые позволили бы микроорганизму с подобными характеристиками жить в условиях первичной атмосферы, предположительно существовавшей четыре миллиарда лет назад:

• у ферроплазмы нет жесткой клеточной стенки;
• живет в воде с очень высокой кислотностью, которая в обычных земных условиях практически не встречается;
• автотроф, синтезирующий органику из углекислого газа (одного из главных компонентов первичной атмосферы), при этом для синтеза используется не энергия солнца, а энергия окисления железа, которым были переполнены воды первичного океана;
• ферроплазма синтезирует белки, которые отличаются от известных науке белковых молекул очень высоким уровнем содержания металлов (самых первых и самых древних катализаторов), эти белки даже получили специальное название – металлопротеины.

Что нужно для возникновения жизни?

Когда ученые пытаются ответить на вопрос о том, как появилась жизнь на нашей планете, первое, на что стоит обратить внимание – это время. Мы знаем, что Земля родилась 4,5 миллиардов лет назад, а возраст первых ископаемых останков, обнаруженных в Западной Австралии составляет 4,1 млрд лет

Значит ли это, что жизнь на третьей планете от Солнца зародилась практически сразу?

Авторы работы, которая была опубликована в журнале Journal Science целых пять лет назад полагают, что с правильными ингредиентами жизнь формируется очень быстро

Говоря о правильных ингредиентах, важно понимать, что основным ингредиентом – по крайней мере в случае каменистых планет земного типа – является вода. А на нашей планете, как оказалось, вода присутствовала с самого начала

Необходимо отметить, что наличие воды настолько важно для развития жизни, что многие астрономы в поисках жизни на других планетах в прямом смысле этого слова “следуют за водой». Вот почему сегодня ученые снаряжают миссии к ледяным лунам газовых гигантов Европе, спутнике Юпитера и Энцеладе, спутнике Сатурна

Оба спутника покрыты ледяным панцирем, под которым находится жидкая вода. Подробнее о том, как ученые будут искать жизнь в Солнечной системе, читайте в нашем материале.

Ранняя Земля была прекрасной химической лабораторией

Питекантроп

Жизнь первых людей на Земле явно была нелёгкой, учитывая слабую приспособленность к просто выживанию.

Первые останки человекообразной обезьяны данного вида были найдены на острове Ява, который находится в Южной Азии. Существовал данный вид на планете Земля примерно 1 млн лет назад. В тот же период полностью исчезли австралопитеки. Около 400 тысяч лет назад вымерли и питекантропы.

Благодаря найденным останкам, по которым удалось определить строение скелета, учёные предполагают, что данный вид почти всегда ходил на двух ногах, за что его прозвали «человек прямоходящий». Это удалось выяснить за счёт того, что бедренная кость такого примата очень похожа на человеческую.

Также при раскопках были найдены их орудия труда. Нельзя их охарактеризовать как мастеров этого дела, но питекантропы уже на то время понимали, что острые палки и камни более пригодны для охоты и разделывания пищи, чем необработанное дерево и булыжники.

Кроме этого, учёные полагают, что им удалось научиться мирно сосуществовать с огнём. То есть они его не так сильно боялись, как остальные животные, но самостоятельно добывать его ещё не умели.

Питекантропы ещё не умели разговаривать и общались с себе подобными приматами на уровне обычных древних обезьян.

Часто их связывают с ещё одной веткой эволюции – синантропами, которые существовали в это же время. Учёные считают, что они были схожи друг с другом и вели похожий образ жизни.

Похожие записи:

Огненные знаки зодиака: овен, лев, стрелец Гороскоп на сегодня для девушки знака рыбы Ломоносов, михаил васильевич Холмы на руке Юпитер в скорпионе у мужчины 10 людей, без которых не было бы полетов в космос