Презентация на тему: Початкові етапи еволюції органічного світу

Початкові етапи еволюції органічного світу

Абіогене з (грец. а — від'ємна частина + біос — життя + генезис — народження, походження) — виникнення живого з неживого в процесі еволюції. У наш час  абіогенез неможливий через відсутність фізико-хімічних його передумов та неминучого знищення виникаючих форм сучасними живими організмами. Абіогене з (грец. а — від'ємна частина + біос — життя + генезис — народження, походження) — виникнення живого з неживого в процесі еволюції. У наш час  абіогенез неможливий через відсутність фізико-хімічних його передумов та неминучого знищення виникаючих форм сучасними живими організмами.

Сучасні уявлення про основні етапи абіогенезу. Утворення поширених у живій природі органічних сполук поза організмом проходить ряд етапів. 1.Синтез органічних мономерів: органічних кислот, амінокислот, вуглеводів, азотистих основ. Для цього на первісній Землі були всі умови: кількість води, метану, аміаку і ціанідів, відсутність кисню та інших окис- нювачів (атмосфера мала відновний характер), а також надлишок вільної енергії у вигляді ультрафіолетового випромінювання, електричних розрядів і вулканічної діяльності. Враховуючи, що нині у міжпланетному просторі знайдені десятки простих органічних сполук, можна цілком обґрунтовано припустити, що за мільярди років до виникнення життя концентрація органічних сполук на Землі місцями могла бути досить високою. Розчинені у воді, вони утворювали так званий «первинний бульйон».

Висновок:

Утворення кооцерватів 2. Синтез органічних полімерів, що здійснювався з наявних мономерів, став наступним етапом хімічної еволюції. Каталізаторами могли бути іони металів, а матрицею — частки глини. У результаті цього процесу в «первинному бульйоні» утворювалися різні поліпептиди і найпростіші ліпіди (пригадайте, з яких двох компонентів побудовані жири). Вони сполучалися один з одним, утворюючи складніші багатомолекулярні комплекси — коацервати (від лат. коацерватус — зібраний докупи), що мали вид крапель із чіткими межами (мал. 199). Коацервати вже були здатні поглинати різні речовини, в них відбувалися різні реакції, зокрема полімеризація мономерів, що надходили іззовні. За рахунок цих реакцій краплі могли рости — збільшуватися в об’ємі, а після досягнення критичної маси розмножуватися — дробитися на дочірні краплі. Авторомідеї коацерватних крапель, якому вдалося одержати їх у лабораторних умовах ще в 20-х роках XX ст., був російський біохімік Олександр Іванович Опарін (1894—1980). Найстійкіші коацерватні краплі завдяки передбіологічному добору діставали перевагу, яка забезпечила вдосконалювання світу молекул.  

Утворення протобіополімерів 3. Утворення комплексів білків і нуклеїнових кислот, пов'язана з цим поява реакцій матричного типу, виникнення ліпідних мембран. Лише наявністю коацерватів, що складаються з білків і ліпідів, не можна пояснити, яким чином найбільш ефективно побудовані коацерватні краплі передають свої виняткові особливості з покоління в покоління. Для цього потрібний спадковий апарат. Вважають, що спочатку він будувався виключно з молекул РНК, які забезпечували всі матричні процеси, а ДНК виникла значно пізніше. Найімовірніше, що на певному етапі коацервати вступили у симбіоз із колоніями молекул, здатних до самовідтворення. Це й призвело до формування перших по-справжньому автономних біологічних систем — протобіонтів (від грец. протос — перший і біос)

Висновок:

Утворення протобіонтів 4. Поява перших біологічних систем і організмів. Саме поява протобіонтів, як вважають, завершила процес хімічної еволюції. Одні дослідники розглядають їх як неживі субстанції, інші — як дуже примітивні живі істоти зі своєю еволюцією. За час існування протобіонтів утворилися справжні ферменти, різко зросла стійкість матричного синтезу й почали утворюватися клітинні мембрани. Саме з них понад 3,5 млрд років тому виникли архебіонти (від грец. археос — стародавній і біос) — перші організми. Як вважається, вони вже мали три основних клітинних компоненти: клітинну мембрану, цитоплазму, генетичний апарат. В архебіонтів з’явилися електрон- транспортні ланцюги, виникли реплікація нуклеїнових кислот і біосинтез білка, які здійснювалися на основі генетичного коду.

Утворення археобіонтів Як вважається, вони вже мали три основних клітинних компоненти: клітинну мембрану, цитоплазму, генетичний апарат. В архебіонтів з’явилися електрон- транспортні ланцюги, виникли реплікація нуклеїнових кислот і біосинтез білка, які здійснювалися на основі генетичного коду. архебіонти, є спільними предками усіх нині куіснуючих організмів

Висновок:

Біогенез Першими і найбільш вазливими подіями біогенезу після виникнення фотосинтезу і аеробного типу обміну слід вважати появу прокаріот і багатоклітинності.

Виникнення еукаріот З архебіонтів в інтервалі від 3,5 до 3,0 млрд років тому розвинулися численні прокаріотів. Про це свідчить наявність як слідів їх діяльності, так і достовірних мікрокопалін в шарах того часу. Перші прокаріотів за своїми розмірами і, ймовірно, клітинною будовою нічим не відрізнялися від сучасних гетеротрофних бактерій. Оскільки зараз бактерії всюдисущі і живуть в прісній і морській воді, в гарячих джерелах, температураякіх вище 100 ° С, в грунті, гірських породах, повітрі, всередині інших організмів, то цілком можна припустити, що перші прокаріоти виникли незалежно в різних середовищах існування. Вважають, що спочатку з'явилися первинні гетеротрофи, що живилися органічною речовиною «первинного бульйону», згодом виникли хемоавтотрофні організми і тільки після них - авто трофні. Перехід на фотосинтез запустив процес накопичення органічної речовини на Землі за рахунок енергії Сонця. Це призвело до різкого збільшення біомаси і появи так званих вторинних гетеротрофов, які вже харчувалися не речовиною первинного бульйону, а поїдали інших прокаріотів або продукти їх розпаду. Оскільки протягом першого мільярда років життя на Землі атмосфера містила мало кисню,який утворився в результаті хімічних реакцій то, очевидно, перші фототрофи здійснювали анаеробний фотосинтез. Вважають, що процес поглинання сонячної енергії з подальшим виділенням кисню почався близько 2,5 млрд років тому і був пов'язаний з масовим розвитком ціанобактерій, в яких, як у водоростей і вищих рослин, фотосинтез відбувається з виділенням кисню. Як наслідок поступово стала утворюватися атмосфера з вмістом кисню. В результаті велика частина анаеробних прокаріотів вимерла, а період з 2 до 1,5 млрд років тому став часом інтенсивної еволюції різних аеробних груп прокаріот.

Еволюція еукаріот Подальша еволюція прокаріот пов'язана з освоєнням нового середовища існування - суші, де згодом сформувалася величезна кількість видів різноманітних грунтових бактерій, багато гетеротрофних бактерій стали паразитами і коменсалами ) багатоклітинних еукаріот. Якщо перші є ворогами еукаріотичних організмів, викликаючи у них хвороби, то другі виявилися незамінними супутниками, без яких неможливе функціонування організмів рослин і тварин. Обидві ці групи бактерій еволюційно молодше своїх господарів, в тому числі ссавців і людини. Зараз на Землі живе не менше 20 тис. видів над царства Прокаріоти.

Еволюція еукаріот Найбільш популярна в даний час симбиотическая гіпотеза походження еукаріотів, згідно з якою (рис. 1.4) основою, або клітиною-господарем, в еволюції клітини еукаріотичного типу послужив анаеробний прокариот, здатний лише до амебоідному руху. Перехід до аеробного дихання пов'язаний з наявністю в клітині мітохондрії, які відбулися шляхом змін симбіонтів - аеробних бактерій, що проникнули в клітку-господаря і співіснували з нею.

Поява багатоклітинних організмів Е. Геккель стверджував, що віддаленим предком багатоклітинних була кулеподібна колонія джгутикових одноклітинних. Спираючись на дані ембріології, Е. Геккель вважав, що в процесі еволюції спочатку виникли одноклітинні амебоподібні організми - цитеї, які об'єдналися в колонії - бластеї, що плавали в товщі води за допомогою джгутиків. Згодом одна частина колонії впиналася всередину, і таким чином виникав двошаровий організм із кишечною порожниною, що відкривалася назовні ротом - гастрея. Аналогічно при розвитку зародка із заплідненої яйцеклітини спочатку розвивається шляхом дроблення багатоклітинна одношарова стадія - бластула,потім шляхом впинання її стінок утворюється двошарова гаструла. Тому ця точка зору одержала назву гіпотези гастреї. Такий гіпотетичний предок - гастрея - плавав за допомогою джгутиків, які мав зовнішній шар клітин, а внутрішній вистилав кишечник і виконував функцію травлення. Цей предок розмножувався статевим шляхом і дав початок багатоклітинним організмам. Подібну будову мають кишковопорожнинні, від яких, на думку Геккеля, виникли всі інші багатоклітинні.

Теорія Гастреї Теорія Гастреї