Naučnici sa Univerziteta Cambridge (Velika Britanija) su, pod vođstvom lekara (Emily Mitchell), shvatili kako se umnožavaju rangeomorphs - jedan od prvih višećelijskih organizama na Zemlji. Članak o tome objavljen je u časopisu Prirodaprepričava stranicu UživoNauka.

Rangeomorfi su živjeli u moru prije 565 godina, u periodu Edijakara (ne-proterozojska doba). Budući da su još uvijek vrlo primitivne životinje, nisu imale ni usta ni druge organe i nisu se mogle kretati, već su se prikačile na morsko dno. Njihovo se tijelo sastojalo od razgranatih tubula u četiri nivoa i nejasno su podsjećali na lišće moderne paprati.

Naučnici iz Cambridgea analizirali su otiske fosila predstavnika Fractofusus, jedan od rodova rangeomorph, iz stijena Ediacar na oko. Njufoundland (Kanada), gde su najbolje sačuvani ostaci živih bića ovog geološkog perioda na svetu.

Primjenom statističkih metoda za analizu položaja rangeomorph otisaka, biolozi Cambridgea otkrili su da koriste dvije strategije uzgoja. Prva generacija ovih živih bića koja su se nastanila na bilo kojem teritoriju rođena je iz spora koje je donijela voda. (Još nije jasno jesu li ti sporovi formirani seksualno ili aseksualno.) Naredne generacije su se već odvojile od ovih pionira uz pomoć procesa.

"Razmnožavanje na ovaj način učinilo je rankeomorf vrlo uspešnim, jer su mogli brzo da razviju nove teritorije, a zatim ih jednako brzo nasele", rekao je dr. Mitchell. "Sposobnost ovih organizama da prelaze između dva različita uzorka uzgoja pokazuje koliko je složena bila njihova ideologija, što je iznenađujuće budući da je većina drugih životnih oblika bila izuzetno primitivna u to doba."

Rangomorfi su se zaista veoma raširili u morima na Edijakariji, ali početkom sljedećeg kambrijskog razdoblja (koje je pripadalo paleozojskoj eri) iznenada su misteriozno nestali. Uključujući iz tog razloga, naučnici još ne mogu odabrati za njih pouzdane „rođake“ među živim organizmima.

Vraćajući se otkriću koje su napravili dr. Mitchell i njegove kolege, napominjemo da je ono važno za razumijevanje reproduktivnih procesa prvih višećelijskih životinja i njihovog života uopće.

Proučavanje drevnih organizama, prema njihovim fosilnim ostacima, ponekad dovodi do neočekivanih rezultata. Na primjer, tek nedavno su konačno shvatili anatomiju fosilnih predaka modernih crva, naučnici su uspjeli shvatiti obilježja anatomije pretka svih crva koji su živjeli u doba kambrijske eksplozije (prije 540 milijuna godina) i imenovali po svom bizarnom izgledu Hallucigenia. Pokazalo se da je ono što još smetaju glavi ovog crva rep, a „noge“ su šiljci na leđima.

Panspermija

Zagovornici ideje o panspermiji uvjereni su da su prvi mikroorganizmi na Zemlju dovedeni iz svemira. Tako su vjerovali poznati njemački naučnik enciklopedije, njemački Helmholtz, engleski fizičar Kelvin, ruski naučnik Vladimir Vernadsky i švedski hemičar Svante Arrhenius, koji se danas smatra osnivačem ove teorije.

Naučno potvrđuje činjenica da su na Zemlji više puta otkriveni meteoriti s Marsa i drugih planeta, moguće od kometa, koji bi čak mogli doći iz izvanzemaljskih zvjezdanih sistema. Danas niko u to ne sumnja, ali još nije jasno kako je život mogao nastati na drugim svjetovima. U stvari, apologeti panspermije prebacuju "odgovornost" za ono što se događa u vanzemaljske civilizacije.

Primarna teorija broja

Rođenje ove hipoteze olakšano je eksperimentima Harolda Ureyja i Stanleyja Millera, provedenim 1950-ih. Oni su bili u stanju ponovno stvoriti gotovo iste uvjete kakvi su postojali na površini našeg planeta prije rođenja života. Mali električni pražnjenja i ultraljubičasti prolaze kroz mješavinu molekularnog vodika, ugljičnog monoksida i metana.

Nastanak života

Prema modernom konceptu svijeta RNA, ribonukleinska kiselina (RNA) bila je prva molekula koja je stekla sposobnost reprodukcije. Milioni godina bi mogli proći prije nego što se na Zemlji pojavio prvi takav molekul. No, nakon njegovog formiranja, pojavila se mogućnost pojave života na našoj planeti.

Molekula RNA može djelovati kao enzim kombinirajući slobodne nukleotide u komplementarnom slijedu. Tako dolazi do umnožavanja RNA. Ali ta se hemijska jedinjenja još ne mogu nazvati živim bićem, jer nemaju granice tijela. Bilo koji živi organizam ima takve granice. Samo unutar čestica tijela izoliranih od haotičnog kretanja tijela mogu se dogoditi složene kemijske reakcije koje omogućavaju stvorenju da se hrani, množi, kreće i tako dalje.

Pojava izolovanih šupljina u oceanu prilično je česta pojava. Oni nastaju masnim kiselinama (alifatskim kiselinama) koje su pale u vodu. Stvar je u tome što je jedan kraj molekula hidrofilni, a drugi hidrofobni. Masne kiseline zarobljene u vodi formiraju sfere na način da su hidrofobni krajevi molekula unutar sfere. Možda su molekule RNA počele padati na takva područja.

Koliko je godina čovječanstvo?

Malo ljudi zna starost moderne vrste Homo Sapiens, što znači razumnu osobu, koju naučnici procjenjuju na svega 200 hiljada godina. Odnosno, starost čovječanstva kao vrste 1250 puta je manja od dobi gmazovske klase, kojoj su pripadali dinosaurusi.

Da bismo se uklopili u svijest i organizirali te podatke potrebno je ako želimo shvatiti kako se život pojavio na našoj planeti u početku. A odakle danas dolaze ljudi koji pokušavaju razumjeti ovaj život?

Danas su tajni materijali naučnika postali javni. Šokantna povijest eksperimenata posljednjih godina, koji su napisali evoluciju teorije i bacila svjetlo na to kako je započeo život na našoj planeti, raznijela je dugogodišnje utvrđene dogme. Tajne genetike, obično dostupne samo uskom krugu "iniciranih", dale su nedvosmislen odgovor na Darwinovu pretpostavku.

Vrsta Homo Sapiens (Homo sapiens) stara je samo 200 hiljada godina. A naša planeta je 4,5 milijardi!

Prva ćelijska podela

Kako su se prve ćelije koje se sastoje od molekule RNA i membrane masnih kiselina počele deliti trenutno je nepoznato. Možda se nova molekula RNA ugrađena unutar membrane počela odbijati od prve. Na kraju, jedan od njih probio se kroz membranu. Zajedno s molekulom RNK, napustili su i neke molekule masne kiseline koje su tvorile novu sferu.

Tajni materijali

Prije samo nekoliko stoljeća za takve ideje moglo se očekivati ​​i smaknuće na lomači. Giordano Bruno je spaljen zbog hereze prije nešto više od 400 godina, u veljači 1600. godine. Ali danas su tajne studije odvažnih pionira postale javno znanje.

Pre čak 50 godina, očevi su u neznanju često odgajali decu drugih ljudi, čak ni sama majka nije uvek znala istinu. Danas je uspostavljanje očinstva obična analiza. Svako od nas može naručiti DNK test i otkriti ko su mu bili preci, čija krv curi u njegovim žilama. Trag generacija zauvek je zarobljen u genetskom kodu.

Upravo se u ovom kodeksu nalazi odgovor na najgora pitanja koja zaokupljaju umove čovječanstva: kako je počeo život?

Razvrstani materijali naučnika otkrivaju povijest želje da se pronađe jedini pravi odgovor. Ovo je priča o istrajnosti, upornosti i zapanjujućoj kreativnosti, koja prihvata najveća otkrića moderne nauke.

U svojoj potrazi da razumeju kako je život započeo, ljudi su krenuli da istražuju najudaljenije kutke planete. Tokom ovih pretraga, neki naučnici dobili su stigmu „čudovišta“ za svoje eksperimente, dok su drugi morali da ih sprovode pod budnom pažnjom totalitarnog sistema.

Pretkambrijska (kriptoza)

Prekambrij je trajao skoro 4 milijarde godina. U tom su se razdoblju na Zemlji dogodile značajne promjene: kora se ohladila, pojavili su se okeani i, što je najvažnije, pojavio se primitivni život. Međutim, tragovi ovog života u zapisu fosila rijetki su jer su prvi organizmi bili mali i nisu imali tvrde školjke.

Prekambrijski dio predstavlja veći dio geološke povijesti Zemlje - oko 3,8 milijardi godina. Štaviše, njegova hronologija razvijena je mnogo gore nego kasnija fanerozojska. Razlog za to je što su organski ostaci u prekambrijskim sedimentima izuzetno rijetki, što je jedna od odlika ovih drevnih geoloških formacija. Stoga paleontološka metoda ispitivanja nije primjenjiva na pretkambrijske slojeve.

Archean Aeon (prije 4,6 - 2,5 milijardi godina)

Studije meteorita, stijena i drugih materijala tog vremena pokazuju da se naša planeta formirala prije oko 4,6 milijardi godina. Do tada je oko Sunca postojao samo zamagljeni disk, koji se sastojao od plina i kosmičke prašine. Tada se, pod uticajem gravitacije, prašina počela sakupljati u malim tijelima, koja su se vremenom pretvorila u planete.

Dugi milioni godina na Zemlji nisu postojali životni oblici. Nakon arhejske epizode otapanja gornjeg plašta i njegovog pregrijavanja s pojavom magmatskog oceana u ovoj geosferi, cijela je netaknuta površina Zemlje, zajedno s njenom primarnom i u početku gustom litosferom, vrlo brzo potonula u taline gornjeg plašta. Atmosfera u to vrijeme nije bila gusta i sastojao se od otrovnih plinova poput amonijaka (NH)₃) metan (CH₄), vodonik (H₂), hlor (Cl₂), sumpor. Temperatura mu je dostigla 80 ° C. Prirodna radioaktivnost bila je mnogostruko veća od sadašnje. Život u takvim uvjetima bio je nemoguć.

Prije 4,5 milijardi godina, Zemlja se navodno sudarila s nebeskim tijelom veličine Marsa, hipotetičkom planetom Teia. Sudar je bio toliko jak da su krhotine nastale prilikom sudara bačene u svemir i formirale su mjesec. Formiranje Mjeseca pridonijelo je nastanku života: uzrokovalo je plimu koja je pridonijela pročišćavanju i prozračivanju mora te se stabilizirala [ izvor nije naveden 2933 dana ] os rotacije Zemlje.

Prvi hemijski tragovi života stari oko 3,5 milijardi godina otkriveni su u stijenama Australije (Pilbara). Kasnije je otkriven organski ugljik u stijenama starim 4,1 milijarde godina. Možda je život nastao u vrućim izvorima, gde je bilo mnogo hranljivih sastojaka, uključujući i nukleotide.

Život u Arheima razvio se u bakterije i cijanobakterije. Vodili su stil gotovo dna: prekrili su dno more tankim slojem sluzi.

Kako je započeo život na zemlji?

Možda je to najteže od svih postojećih pitanja. Tokom milenijuma ogromna većina ljudi je to objasnila jednom tezom - "bogovi su stvorili život". Druga objašnjenja bila su jednostavno nezamisliva. Ali s vremenom se situacija promijenila. Kroz proteklo stoljeće naučnici su pokušavali ustanoviti kako je nastao prvi život na planeti, piše Michael Marshall za BBC.

Većina modernih naučnika koji proučavaju porijeklo života sigurni su da se kreću u pravom smjeru - a izvedeni eksperimenti samo učvršćuju njihovo samopouzdanje. Otkrića u genetici prepisuju knjigu znanja s prve na drugu stranicu.

• Ne tako davno, naučnici su otkrili najstarijeg pretka čovjeka, koji je živio na planeti prije otprilike 540 miliona godina. Istraživači kažu da su iz tog "zubatog saša" nastali svi kičmenjaci. Veličina zajedničkog pretka bila je samo milimetar.
• Moderni istraživači čak su uspjeli stvoriti prvi polusintetički organizam sa temeljnim promjenama u DNK. Već smo jako blizu sinteze novih proteina, odnosno potpuno umjetnog života. U samo nekoliko vekova, čovečanstvo je uspjelo savladati stvaranje nove vrste živog organizma.
• Ne samo što stvaramo nove organizme, nego i samouvjereno uređujemo postojeće. Naučnici su čak stvorili "softver" koji omogućava upotrebu alata za uređivanje DNK lanca. Uzgred, samo 1% DNK nosi genetsku informaciju, ističu istraživači. Zašto nam treba preostalih 99%?
• DNK je toliko svestran da informacije o njemu možete pohraniti kao na tvrdi disk. Film je već snimljen na DNK i uspio je bez problema preuzeti informacije natrag, dok su koristili datoteke za preuzimanje s diskete.

Smatrate li obrazovanom i modernom osobom? To jednostavno morate znati.

Iako otkriće DNK potječe iz 1869., tek su 1986. ovo znanje prvi put primijenili u forenzikama.

Evo priče o porijeklu života na Zemlji

Život je star. Dinosauri su možda najpoznatije od svih izumrlih stvorenja, ali pojavili su se tek prije 250 miliona godina. Prvi život na planeti nastao je mnogo ranije.

Najstariji fosili, prema stručnjacima, stari su oko 3,5 milijardi godina. Drugim riječima, 14 puta su stariji od prvih dinosaurusa!

Međutim, to nije ograničenje. Na primjer, u kolovozu 2016., otkrivene su fosilne bakterije, čija je starost 3,7 milijardi godina. Ovo je 15 hiljada puta starije od dinosaurusa!

Sama Zemlja nije mnogo starija od ovih bakterija - naša se planeta napokon formirala prije otprilike 4,5 milijardi godina. Odnosno, prvi život na Zemlji rođen je prilično „brzo“, nakon nekih 800 miliona godina na planeti su postojale bakterije - živi organizmi, koji su se, prema naučnicima, s vremenom uspeli zakomplikovati i početi prvo za jednostavne organizme u okeanu, a na kraju - i na sam ljudski rod.

Nedavno izvješće iz Kanade potvrđuje ove podatke: procjenjuje se da su najstarije bakterije stare između 3.770 i 4.300 milijardi godina. Odnosno, život na našoj planeti, sasvim vjerovatno, nastao je "nekih" 200 milijuna godina nakon njegovog formiranja. Pronađeni mikroorganizmi su živjeli na gvožđu. Njihovi ostaci pronađeni su u kvarcnim stijenama.

Ako pretpostavimo da je život nastao na Zemlji - što zvuči razumno, s obzirom da ga još nismo pronašli na drugim kosmičkim tijelima, bilo na drugim planetima ili na fragmentima meteorita dovedenih iz svemira - onda bi se to trebalo dogoditi u tom vremenskom periodu , koji se proteže milijardu godina između trenutka kada je planeta konačno formirana, i datuma pojave fosila pronađenih u naše vrijeme.

Dakle, sužavajući vremenski period koji nas zanima, oslanjajući se na nedavna istraživanja, možemo pretpostaviti kakav je to bio prvi život na Zemlji.

Naučnici su ponovo stvorili pojavu pretpovijesnih divova iz skeleta pronađenih tokom iskopavanja.

Svaki živi organizam sastoji se od ćelija (a tako ste i vi)

Još u 19. stoljeću biolozi su otkrili da se svi živi organizmi sastoje od "ćelija" - sitnih nakupina organske materije raznih oblika i veličina.

Stanice su prvi put otkrivene u 17. vijeku, istovremeno sa izumom relativno moćnih mikroskopa, ali tek nakon vijeka i pol naučnici su došli do istog zaključka: ćelije su temelj cijelog života na planeti.

Naravno, izvana, osoba ne izgleda ni kao riba ni dinosaurusi, već samo pogleda mikroskopom kako bi se uvjerili da se ljudi sastoje od gotovo istih stanica kao i predstavnici životinjskog svijeta. Štaviše, iste stanice su u osnovi biljaka i gljivica.

Svi organizmi su sastavljeni od ćelija, uključujući i vas.

Najveći oblik života su jednoćelijske bakterije.

Danas se najbrojniji oblici života sa sigurnošću mogu nazvati mikroorganizmima, od kojih se svaki sastoji samo od jedne jedine ćelije.

Najpoznatija vrsta takvog života su bakterije koje žive bilo gdje u svijetu.

U aprilu 2016., naučnici su predstavili ažuriranu verziju „stabla života“: vrste genealoškog stabla za svaku vrstu živog organizma. Ogromna većina "grana" ovog drveta čine bakterije. Štoviše, oblik stabla sugeriše da je predak cijelog života na Zemlji bio bakterija. Drugim riječima, čitava raznolikost živih organizama (uključujući vas) proizašla je iz jedne bakterije.

Na taj način možemo preciznije pristupiti pitanju podrijetla života. Da biste ponovo stvorili prvu ćeliju, morate precizno stvoriti uvjete koji su prevladavali na planeti prije više od 3,5 milijardi godina.

Pa koliko je to teško?

Jednoćelijske bakterije su najčešći oblik života na Zemlji.

Početak eksperimenata

Dugi vek postavlja se pitanje „odakle život?“. praktički nije pitao ozbiljno. Zaista, kao što smo se već na samom početku sjetili, poznat je bio odgovor: život je stvorio Stvoritelj.

Do 19. vijeka većina ljudi je vjerovala u "vitalizam". Ovo učenje temelji se na ideji da su sva živa bića obdarena posebnom, natprirodnom snagom koja ih razlikuje od neživih predmeta.

Ideje vitalizma često su odjekivale s religijskim postulatima. Biblija kaže da je Bog, koristeći „dah života“, oživio prve ljude i da je besmrtna duša jedna od manifestacija vitalizma.

Ali postoji jedan problem. Ideje vitalizma su u osnovi pogrešne.

Početkom 19. stoljeća naučnici su otkrili nekoliko tvari koje su bile dostupne isključivo živim bićima. Jedna od tih tvari bila je urea sadržana u urinu, a dobijena je 1799. godine.

Ovo otkriće, međutim, nije bilo u suprotnosti s pojmom vitalizma. Urea se pojavila samo u živim organizmima, pa su možda bili obdareni posebnom vitalnom energijom, što ih je činilo jedinstvenima.

Smrt vitalizma

No, 1828. godine njemački hemičar Friedrich Wöhler uspio je sintetizirati ureu iz neorganskog spoja - amonij cijanata, koji nema nikakve veze sa živim bićima. Ostali naučnici uspjeli su ponoviti njegov eksperiment, a ubrzo je postalo jasno da se svi organski spojevi mogu dobiti iz jednostavnijih anorganskih spojeva.

Time je stavljen kraj vitalizmu kao naučnom konceptu.

Ali osloboditi se njihovih uvjerenja ljudima je bilo prilično teško. Činjenica da u organskim spojevima svojstvenim samo živim bićima zapravo nije ništa posebno, mnogima se činilo da lišavaju život elementa magije, pretvarajući ljude od božanskih stvorenja gotovo u mašine. To je, naravno, bilo sasvim protivno Bibliji.

Čak su se i neki učenjaci borili za vitalizam. Godine 1913. engleski biohemičar Benjamin Moore strastveno je promovirao svoju teoriju o "biotskoj energiji", koja je, u suštini, bila isti vitalizam, ali na drugačijem pokriću. Ideja o vitalizmu našla je prilično snažne korijene u ljudskoj duši na emocionalnom nivou.

Danas se njena razmišljanja mogu pronaći na najneočekivanijim mjestima. Uzmimo, na primjer, niz naučnofantastičnih priča u kojima se „vitalna energija“ lika može dopunjavati ili smanjivati. Sjetite se „energije regeneracije“ koju koristi trka Vremenskih Gospodara iz serije „Doctor Who“. Ta bi se energija mogla napuniti ako bi tome došao kraj. Iako ideja izgleda futuristički, u stvarnosti je odraz staromodnih teorija.

Tako su nakon 1828. naučnici napokon imali dobre razloge da traže novo objašnjenje porijekla života, ovoga puta odbacujući spekulacije o božanskoj intervenciji.

Ali nisu počeli da pretražuju. Činilo bi se da je tema istraživanja došla po svojoj mjeri, ali u stvari, nekoliko desetljeća nije naišlo na zagonetku o postanku života.Možda su svi još uvijek bili previše vezani za vitalizam da bi nastavili dalje.

Darwin i teorija evolucije

Glavni proboj na području bioloških istraživanja 19. stoljeća bila je teorija evolucije, koju je razvio Charles Darwin i nastavili drugi znanstvenici.

Darwinova teorijaopisano u Podrijetlu vrsta iz 1859. godine, objašnjeno je kako je sva raznolikost životinjskog svijeta poticala od jednog jedinog pretka.

Darwin je tvrdio da Bog nije stvorio svaku vrstu živih bića pojedinačno, te da sve ove vrste potiču iz primitivnog organizma koji se pojavio prije više miliona godina, a koji je još i posljednji univerzalni zajednički predak.

Ideja se ispostavila krajnje kontroverznom, opet jer je pobijala biblijske postulate. Darwinova teorija bila je žestoko kritizirana, posebno uvrijeđena kršćana.

Ali teorija evolucije nije rekla ni riječi o tome kako se pojavio prvi organizam.

Kako je nastao prvi život?

Darwin je shvatio da je to temeljno pitanje, ali (možda ne želeći ući u još jedan sukob s klerom) dotaknuo se toga samo u pismu iz 1871. godine. Emotivni ton pisma pokazao je da je naučnik bio svjestan dubokog značaja ovog pitanja:

"... ali ako sada [oh kako velika ako!] u toplom jezercu koji sadrži sve potrebne soli amonijuma i fosfora i dostupne svetlosti, toploti, struji itd. hemijski se formirao protein sposoban za dalje složenije transformacije ... "

Drugim riječima: zamislite mali ribnjak ispunjen jednostavnim organskim spojevima i smješten pod suncem. Neki od spojeva mogu početi djelovati u interakciji, stvarajući složenije tvari, poput bjelančevina, koje će zauzvrat, također, djelovati i razvijati se.

Ideja je bila prilično površna. Ali svejedno, ona je bila osnova prvih hipoteza o porijeklu života.

Darwin nije samo stvorio teoriju evolucije, već je također sugerirao da život potiče iz tople vode zasićene potrebnim anorganskim spojevima.

Revolucionarne ideje Aleksandra Oparina

A prvi koraci u tom pravcu nisu poduzeti uopće tamo gdje ste možda očekivali. Možda mislite da bi takve studije, koje podrazumijevaju slobodu misli, trebale biti provedene, na primjer, u Velikoj Britaniji ili SAD-u. Ali u stvari, prve hipoteze o porijeklu života iznesene su u zavičajnim prostorima staljinističkog SSSR-a, naučnika čije ime vjerojatno nikad niste čuli.

Poznato je da je Staljin zatvorio mnoga istraživanja iz područja genetike. Umjesto toga, promovirao je ideje agronoma Trofima Lysenka koje su, kako je smatrao, pogodnije za komunističku ideologiju. Naučnici koji vrše istraživanja u području genetike bili su dužni javno podržati Lysenkove ideje, inače pod rizikom da budu u kampovima.

U takvoj napetoj atmosferi biohemičar Aleksandar Ivanovič Oparin morao je da izvrši svoje eksperimente. To je bilo moguće jer se etablirao kao pouzdan komunista: podržavao je Lysenkove ideje i čak primio Lenjinov orden - najčasniju nagradu od svih što je tada postojalo.

Oparin je 1924. objavio knjigu O porijeklu života. U njemu je iznio svoj pogled na podrijetlo života, koji je bio iznenađujuće sličan jezgrovitom primjeru "toplog rezervoara" Darwina.

Sovjetski biohemičar Aleksandar Oparin sugerirao je da su se prvi živi organizmi formirali kao koacervati.

Nova teorija prvog života na zemlji

Oparin je opisao kakva je Zemlja bila prvih dana nakon svog formiranja. Planeta je imala goruću vruću površinu i privlačila je male meteorite. Okolo je bilo samo napola istopljeno kamenje, koje je sadržavalo ogroman spektar hemikalija od kojih su mnoge bile bazirane na ugljeniku.

Na kraju se Zemlja dovoljno ohladila, a para se prvo pretvorila u tekuću vodu, stvarajući tako prvu kišu. Nakon nekog vremena, na planeti su se pojavili vrući okeani koji su bili bogati hemikalijama temeljenim na ugljeniku. Daljnji događaji mogli bi se razviti u dva scenarija.

Prvi je uključivao interakciju tvari u kojima bi se pojavili složeniji spojevi. Oparin je sugerisao da bi se šećer i aminokiseline važne za žive organizme mogli formirati u vodenom basenu planete.

U drugom scenariju, neke tvari tokom interakcije počele su formirati mikroskopske strukture. Kao što znate, mnogi organski spojevi nisu topljivi u vodi: na primjer, ulje formira sloj na površini vode. Ali neke tvari u kontaktu s vodom tvore sferne kugle, ili „coacervate“, promjera do 0,01 cm (ili 0,004 inča).

Posmatrajući koacervate pod mikroskopom, možete uočiti njihovu sličnost sa živim ćelijama. Raste, mijenjaju oblik i ponekad se dijele na dva dijela. Oni također komuniciraju s okolnim spojevima, tako da se ostale tvari mogu koncentrirati u njima. Oparin je sugerisao da su koacervati predaci modernih ćelija.

Teorija prvog života Johna Haldanea

Pet godina kasnije, 1929, engleski biolog John Burdon Sanderson Haldane samostalno je iznio svoju teoriju sa sličnim idejama, koja je objavljena u časopisu "Rationalist Annual".

Haldane je do tada već dao ogroman doprinos razvoju teorije evolucije, pridonijevši integraciji Darwinovih ideja u nauku genetike.

A bio je vrlo pamtljiva osoba. Jednom tijekom eksperimenta u komori za dekompresiju, doživio je puknuće bubne šuplje, o čemu je kasnije napisao: „Membrana je već zacjeljujuća, pa čak i ako u njoj postoji rupa, usprkos gluhoći, moguće će zamišljeno ispustiti prstenove duhanskog dima, što mislim važno postignuće. "

Poput Oparina, Haldane je sugerirao kako organski spojevi mogu komunicirati u vodi: "(ranije) su prvi okeani dosegli konzistenciju vrućeg bujona." To je stvorilo uslove za pojavu "prvih živih ili poluživih organizama". Pod istim uvjetima, najjednostavniji organizmi mogli bi biti unutar "uljanog filma".

John Haldane, nezavisno od Oparina, iznio je slične ideje o podrijetlu prvih organizama.

Konstrukcija Oparin-Haldane

Tako su prvi biolozi koji su napredovali tu teoriju bili Oparin i Haldane. Ali ideja da Bog ili čak neka apstraktna „životna sila“ nije učestvovala u stvaranju živih organizama bila je radikalna. Poput Darwinove teorije evolucije, ova je misao kršćanstvu napukla lice.

Moć SSSR-a je tu činjenicu u potpunosti zadovoljila. Pod sovjetskim režimom u zemlji je zavladao ateizam, a vlasti su radosno podržavale materijalistička objašnjenja tako složenih pojava kao što je život. Usput, Haldane je bio i ateist i komunista.

"U te dane je ova ideja promatrana isključivo kroz prizmu vlastitih uvjerenja: religiozni ljudi su je doživljavali neprijateljski, za razliku od pristalica komunističkih ideja", kaže Armen Mulkidzhanyan, stručnjak za porijeklo života na Osnabruck univerzitetu u Njemačkoj. „U Sovjetskom Savezu je ova ideja prihvaćena s radošću, jer im Bog nije trebao. A na zapadu su je dijelile iste pristalice ljevice, komunisti itd. "

Pojam da je život nastao u „primarnom bujonu“ organskih spojeva pretpostavka Oparin-Haldane. Izgledala je dovoljno uvjerljivo, ali postojao je jedan problem. Tada nije proveden niti jedan praktični eksperiment koji bi dokazao istinitost ove hipoteze.

Takvi eksperimenti su započeli tek nakon skoro četvrt vijeka.

Prvi eksperimenti za stvaranje života "in vitro"

Pitanje porijekla života zanimalo je Harolda Ureya, slavnog naučnika koji je već u to vrijeme dobio Nobelovu nagradu za hemiju 1934. godine i čak učestvovao u stvaranju atomske bombe.

Za vrijeme Drugog svjetskog rata Jurij je sudjelovao u projektu na Manhattanu, sakupljajući nestabilni uranijum-235 potreban za jezgro bombe. Nakon završetka rata, Jurij se zalagao za civilnu kontrolu nuklearne tehnologije.

Jurij se počeo zanimati za hemijske pojave koje se javljaju u svemiru. A najzanimljiviji su mu bili procesi koji su se odvijali tokom formiranja Sunčevog sistema. U jednom od svojih predavanja istakao je kako u početku na Zemlji, najvjerovatnije, nije bilo kisika. I ovi su uslovi bili idealni za stvaranje „primarnog juha“, o kojem su razgovarali Oparin i Haldane, budući da su neke potrebne tvari bile toliko slabe da bi se rastopile u dodiru s kisikom.

Predavanju je prisustvovao doktorski student po imenu Stanley Miller, koji se obratio Juriu s prijedlogom za provođenje eksperimenta na temelju ove ideje. Yuuri je u početku bio sumnjičav prema toj ideji, ali kasnije ga je Miler uspeo nagovoriti.

1952. godine Miler je izveo najpoznatiji eksperiment od svih koji je bio povezan s objašnjenjem porijekla života na Zemlji.

Eksperiment Stanley Miller postao je najpoznatiji u historiji istraživanja o porijeklu živih organizama na našoj planeti.

Najpoznatiji eksperiment o nastanku života na Zemlji

Pripreme nisu trebale mnogo vremena. Miller je povezao niz staklenih tikvica kroz koje su cirkulirale 4 tvari koje su navodno postojale na ranoj Zemlji: kipuća voda, vodik, amonijak i metan. Gasovi su pretrpjeli sistematsko iskrištavanje - bila je to simulacija udara groma, što je bila uobičajena pojava na ranoj Zemlji.

Miler je otkrio da je "voda u tikvici vidno postala ružičasta već nakon prvog dana, a nakon prve sedmice rastvor je postao zamućen i postao tamno crven". Došlo je do stvaranja novih hemijskih jedinjenja.

Kad je Miller analizirao sastav otopine, ustanovio je da sadrži dvije aminokiseline: glicin i alanin. Kao što znate, aminokiseline su često opisane kao sastavni blok života. Ove aminokiseline koriste se u stvaranju proteina koji kontroliraju većinu biohemijskih procesa u našem tijelu. Miller je doslovno stvorio od početka dvije najvažnije komponente živog organizma.

1953. godine rezultati eksperimenta objavljeni su u prestižnom časopisu Science. Jurij je plemenitim, iako ne karakterističnim za naučnika svog doba, gestom uklonio ime iz naslova, ostavivši svu slavu Mleru. No uprkos tome, studija se obično naziva „eksperiment Miller-Jurij“.

Značaj eksperimenta Miller-Yuri

„Vrijednost eksperimenta Miller-Urey je u tome što pokazuje da čak i u jednostavnoj atmosferi mogu biti formirani mnogi biološki molekuli“, kaže John Sutherland, naučnik iz Cambridge Laboratory of Molecular Biology.

Nisu svi detalji eksperimenta bili tačni, kao što se kasnije ispostavilo. U stvari, studije su pokazale da su se drugi plinovi nalazili u atmosferi rane Zemlje. Ali to ne umanjuje značaj eksperimenta.

„Bio je to značajan eksperiment koji je potresao maštu mnogih i zato se on referira na ovaj dan“, kaže Sutherland.

Mnogi naučnici su u svjetlu Milerovog eksperimenta počeli tražiti načine stvaranja jednostavnih bioloških molekula od nule. Odgovor na pitanje „Kako je život započeo na Zemlji?“ Činio se vrlo blizu.

Ali, tada se ispostavilo da je život mnogo složeniji nego što ste mogli zamisliti. Žive ćelije, kako se ispostavilo, nisu samo skup hemijskih spojeva, već složeni mali mehanizmi. Odjednom, stvaranje živih ćelija ispočetka pretvorilo se u mnogo ozbiljniji problem nego što su naučnici očekivali.

Studija gena i DNK

Početkom 50-ih godina 20. vijeka naučnici su već bili daleko od ideje da je život dar bogova.

Umjesto toga, počeli su proučavati mogućnost spontane i prirodne pojave života na ranoj Zemlji - i zahvaljujući značajnom eksperimentu Stanleyja Milera, iz te ideje počeli su se pojavljivati ​​dokazi.

Dok je Miller pokušavao stvoriti život ispočetka, drugi su naučnici shvatili od čega se gene stvaraju.

Do ovog trenutka je većina bioloških molekula već proučavana. Tu spadaju šećer, masti, proteini i nukleinske kiseline, poput „deoksiribonukleinske kiseline“ - to je takođe DNK.

Danas svi znaju da su naši geni sadržani u DNK, ali za biologe 1950-ih to je bio pravi šok.

Proteini su imali složeniju strukturu, zbog čega su naučnici vjerovali da se u njima nalaze informacije o genima.

Teoriju su odbacili 1952. naučnici sa Carnegie instituta - Alfred Hershey i Marta Chase. Proučavali su jednostavne viruse, koji se sastoje od proteina i DNK, koji su se množili inficirajući druge bakterije. Naučnici su otkrili da virusna DNK, a ne protein, ulazi u bakterije. Iz ovoga je zaključeno da je DNK genetski materijal.

Otkriće Hersheya i Chasea bilo je početak rase čiji je cilj bio proučavanje strukture DNK i principa njegovog rada.

Martha Chase i Alfred Hershey otkrili su da DNK nosi genetsku informaciju.

Spiralna struktura DNK - jedno od najvažnijih otkrića 20. vijeka

Francis Crick i James Watson sa Sveučilišta u Cambridgeu, ne bez neprihvaćene pomoći svoje kolege Rosalind Franklin, bili su prvi koji su riješili to pitanje. To se dogodilo godinu dana nakon eksperimenata Hershey-a i Chase-a.

Njihovo otkriće postalo je jedno od najvažnijih u 20. vijeku. Ovo otkriće promijenilo je način na koji tražimo porijeklo života, otkrivajući nevjerovatno složenu strukturu živih stanica.

Watson i Crick otkrili su da je DNK dvostruka spirala (dvostruki vijak) koja izgleda kao zakrivljeno stubište. Svaki od dva „pola“ ove merdevine sastoji se od molekula nazvanih nukleotidi.

Ova struktura jasno pokazuje kako ćelije kopiraju svoj DNK. Drugim riječima, postaje jasno kako roditelji prosljeđuju kopije svojih gena djeci.

Važno je razumjeti da se dvostruka spirala može "odvezati". Ovo će otvoriti pristup genetskom kodu koji se sastoji od niza genetskih baza (A, T, C i G), obično zatvorenih unutar "koraka" DNK ljestvice. Svaka nit koristi se kao predložak pri kreiranju druge kopije.

Ovaj mehanizam omogućava nasljeđivanje gena od samog početka života. Vaši vlastiti geni, u konačnici, potječu iz drevne bakterije - i pri svakom su prenosu koristili isti mehanizam koji su otkrili Crick i Watson.

1953. Watson i Crick objavili su svoj izvještaj u časopisu Nature. Narednih nekoliko godina naučnici su pokušali shvatiti tačno koje informacije sadrže DNK i kako se koristi u živim ćelijama.

Prvi put je javnosti otkrivena jedna od najdubljih tajni života.

Struktura DNK: 2 okosnice (antiparalni lanci) i par nukleotida.

DNK izazov

Kako se ispostavilo, DNK ima samo jedan zadatak. Vaš DNK govori ćelijama vašeg tela kako stvaraju proteine ​​(proteine) - molekule koji obavljaju mnoge važne zadatke.

Bez proteina ne biste mogli probaviti hranu, vaše srce bi prestalo da kuca, a dah bi prestao.

Ali rekreiranje procesa stvaranja proteina pomoću DNK u stvari je bio zapanjujući težak zadatak. Svi koji su pokušali objasniti porijeklo života jednostavno nisu mogli razumjeti kako se nešto tako složeno može čak i samostalno pojaviti i razviti.

Svaki protein je u osnovi dugačak lanac aminokiselina isprepletenih određenim redoslijedom. Ovim redoslijedom određuje se trodimenzionalni oblik proteina, a samim tim i njegova svrha.

Ove informacije su kodirane u nizu baza DNK.Dakle, kada ćelija treba da stvori određeni protein, ona čita odgovarajući gen u DNK kako bi izgradila zadati niz aminokiselina.

Šta je RNA?

U procesu upotrebe DNK ćelija jedna nijansa.

• DNK je najdragocjeniji ćelijski resurs. Zbog toga ćelije radije ne pristupaju DNK sa svakom akcijom.
• Umjesto toga, stanice kopiraju podatke iz DNK u male molekule druge tvari nazvane RNA (ribonukleinska kiselina).
• RNA je slična DNK, ali ima samo jedan lanac.

Ako izvučemo analogiju između DNK i biblioteke, tada će RNA ovde izgledati kao stranica sa sažetkom knjige.

Proces pretvaranja informacija kroz lanac RNA u protein završava se uz pomoć vrlo složenog molekula nazvanog "ribosom".

Taj se proces odvija u svakoj živoj stanici, čak i u najjednostavnijim bakterijama. Za održavanje života važna je jednako kao i hrana i disanje.

Tako svako objašnjenje pojave života mora pokazati kako složen trio, koji uključuje DNK, RNK i ribosomi.

Razlika između DNK i RNK.

Sve je puno složenije.

Teorije Oparina i Haldanea sada su izgledale naivno i jednostavno, a Millerov eksperiment tokom kojeg je stvoreno nekoliko aminokiselina potrebnih za stvaranje proteina izgledao je amaterski. Na dugom putu stvaranja života njegovo je istraživanje, iako produktivno, bio samo prvi korak.

„DNK čini da RNA stvara protein, a sve u zatvorenoj kesici hemikalija,“ kaže John Sutherland. „Gledate to i divite se koliko je to teško. Šta trebamo učiniti da nađemo organsko jedinjenje koje će sve to odraditi u jednom potezu? "

Možda je život počeo sa RNA?

Prvi koji je pokušao odgovoriti na to pitanje bio je britanski hemičar Leslie Orgel. Bio je jedan od prvih koji je vidio DNK model koji su kreirali Crick i Watson, a kasnije je pomagao NASA-i kao dio programa Viking, tokom kojeg su pristajali moduli za slijetanje na Mars.

Orgel je namjeravao pojednostaviti zadatak. 1968. je uz podršku Krika sugerirao da u prvim živim ćelijama nema proteina niti DNK. Suprotno tome, gotovo se u potpunosti sastojala od RNA. U ovom slučaju, primarni molekuli RNA morali su biti univerzalni. Na primjer, trebali su stvoriti vlastite kopije, vjerojatno koristeći isti mehanizam uparivanja kao i DNK.

Ideja da je život započeo RNA imala je nevjerovatan utjecaj na sva daljnja istraživanja. I to je postalo uzrok žestoke rasprave u naučnoj zajednici, koja nije prestala ni danas.

Pretpostavljajući da je život započeo RNA-om i drugim elementom, Orgel je sugerirao da se jedan od najvažnijih aspekata života - sposobnost reprodukcije, pojavio ranije od drugih. Možemo reći da se odrazio ne samo na to kako se život prvi put pojavio, već je govorio i o samoj suštini života.

Mnogi su se biolozi složili s Orgelovom idejom da je „reprodukcija bila prva“. U Darwinovoj teoriji evolucije sposobnost vaspitanja prednjači u prvom planu: to je jedini način na koji tijelo može "pobijediti" u ovoj trci - to jest, ostaviti za sobom mnogobrojnu djecu.

Leslie Orgel iznijela je ideju da prve ćelije funkcioniraju na temelju RNA.

Podjela u 3 kampa

Ali druga obilježja su karakteristična za život, jednako važna.

Najočiglednija od njih je metabolizam: sposobnost apsorbiranja energije iz okoliša i iskoristiti je za preživljavanje.

Za mnoge biologe metabolizam je najvažnija karakteristika života, oni su sposobnost reprodukcije postavili na drugo mjesto.

Dakle, počevši od 1960-ih, naučnici koji su se borili sa misterijom porijekla života počeli su se dijeliti u 2 tabora.

"Prvi su tvrdili da se metabolizam pojavio ranije od genetike, drugi je suprotnog mišljenja", objašnjava Sutherland.

Postojala je treća grupa koja je tvrdila da se isprva trebao pojaviti spremnik za ključne molekule koji im neće dopustiti da se razgrade.

"Kompmentalizacija je trebala stići prva, jer bez nje metabolizam ćelije nema smisla", objašnjava Sutherland.

Drugim riječima, stanica je trebala stajati u izvorima života, kao što su Oparin i Haldane prije nekoliko decenija isticali, a možda bi ta stanica trebala biti premazana jednostavnim mastima i lipidima.

Svaka od tri ideje stekla je svoje pristaše i preživjela do današnjih dana. Naučnici su ponekad zaboravili na hladnokrvnu profesionalizam i slijepo podržali jednu od tri ideje.

Zbog toga su naučne konferencije o ovom pitanju često bile popraćene skandalima, a novinari koji prate ove događaje često su čuli neugodne povratne informacije naučnika iz jednog tabora o radu njihovih kolega iz druga dva.

Zahvaljujući Orgelu, ideja da je život započeo RNA dovela je javnost još korak dalje do odgovora.

Osamdesetih godina dogodilo se iznenađujuće otkriće koje je zapravo potvrdilo Orgelovu hipotezu.

Šta je bilo prvo: kontejner, metabolizam ili genetika?

Dakle, krajem šezdesetih naučnici su podijeljeni u 3 logora u potrazi za odgovorom na zagonetku o podrijetlu života na planeti.

1. Prvi su bili sigurni da je život počeo formiranjem primitivnih verzija bioloških ćelija.
2. Drugi je vjerovao da je prvi i ključni korak metabolički sustav.
3. I drugi su se usredotočili na važnost genetike i reprodukcije (replikacije).

Ovaj treći logor pokušavao je dokučiti kako bi mogao izgledati prvi replikator, imajući u vidu ideju da se replikator treba sastojati od RNA.

Mnogo lica RNA

Do 1960-ih naučnici su imali mnogo razloga vjerovati da je RNA izvor cijelog života.

Ti su razlozi uključivali činjenicu da RNA može raditi ono što DNK ne može.

Budući da je jednolančana molekula, RNA se može savijati, dajući sebi različite oblike, što je bilo nedostupno kruti DNK sa dva lanca.

RNA koja formira origamije svojim je ponašanjem jako podsećala na proteine. Uostalom, proteini su u osnovi isti dugi lanci, ali sastoje se od aminokiselina, a ne nukleotida što im omogućava stvaranje složenijih struktura.

Ovo je ključ za najneverovatniju sposobnost proteina. Neki proteini mogu ubrzati ili „katalizirati“ hemijske reakcije. Ti se proteini nazivaju enzimima.

Na primjer, u ljudskom crijevu postoji mnogo enzima koji razgrađuju složene molekule hrane na jednostavne (poput šećera) - odnosno one koje kasnije koriste naše stanice. Živjeti bez enzima bilo bi jednostavno nemoguće. Primjerice, nedavna smrt polubrata korejskog vođe na malezijskom aerodromu nastupila je zbog činjenice da je enzim (enzim) koji suzbija živčani reagens VX prestao funkcionirati u njegovom tijelu - kao rezultat toga, dišni sustav se paralizira i osoba umre u roku od nekoliko minuta. Enzimi su tako važni za funkcioniranje našeg tijela.

Leslie Orgel i Francis Crick iznijeli su još jednu hipotezu. Ako bi se RNA mogla sakupiti, kao što je to slučaj sa proteinima, može li i ona formirati enzime?

Kad bi se pokazalo da je to tako, tada bi RNA mogla biti originalna - i izuzetno univerzalna - živa molekula koja pohranjuje informacije (kao što to čini DNK) i katalizira reakcije, što je karakteristično za neke proteine.

Ideja je bila zanimljiva, ali tokom sljedećih 10 godina nisu pronađeni dokazi koji bi je podržali.

RNA Enzimi

Thomas Check je rođen i odrastao u Ajovi. Još u djetinjstvu, strast su mu bili kamenje i minerali. A već u srednjoj školi bio je redovan gost sa geolozima lokalnog univerziteta, koji su mu pokazali modele mineralnih građevina. Na kraju je postao biohemičar, fokusirajući se na proučavanje RNA.

Početkom 1980-ih, Chek i njegove kolege sa Univerziteta u Koloradu u Boulderu proučavali su jednostanični organizam zvan Tetrahymena termofil. Deo ovog ćelijskog organizma obuhvatio je RNA lance. Provjerite ima li na umu da je jedan od segmenata RNA ponekad odvojen od ostalih, kao da je odvojen škarama.

Kada je njegov tim isključio sve enzime i ostale molekule koji mogu djelovati kao molekularne škare, RNA je i dalje nastavila izolirati ovaj segment. Tada je otkriven prvi enzim RNA: mali segment RNA koji je sposoban da se samostalno odvoji od velikog lanca na koji je bio vezan.

Provjerite objavljene rezultate 1982. godine. Godinu dana kasnije, drugi istraživači otkrili su drugi enzim RNA, zvani "ribozim".

Budući da su dva RNA enzima pronađena relativno brzo, naučnici su pretpostavili da bi zapravo moglo biti mnogo više. Sada sve više i više činjenica govori u prilog činjenici da je život počeo RNA.

Thomas Check pronašao je prvi enzim RNA.

RNA Svijet

Prvi koji je ovaj koncept imenovao Walter Gilbert.

Kao fizičar koji se iznenada počeo zanimati za molekularnu biologiju, Gilbert je bio jedan od prvih koji je branio teoriju sekvenciranja ljudskog genoma.

U članku iz 1986. u časopisu Nature, Gilbert je sugerirao da život počinje u takozvanom RNA svijetu.

Prva faza evolucije, prema Gilbertu, sastojala se od „procesa u kojem su molekule RNA djelovale kao katalizatori, okupljajući se u juhi nukleotida“.

Kopiranjem i lijepljenjem raznih fragmenata RNA u zajednički lanac, RNA molekuli stvorili su korisnije lance na temelju postojećih. Kao rezultat toga, došao je trenutak kada su naučili da stvaraju bjelančevine i proteinske enzime, koji su se, u većem dijelu, pokazali puno korisnijim od RNA verzija, izbacujući ih i iznoseći život kakav danas vidimo.

Svijet RNA-e prilično je elegantan način stvaranja složenih živih organizama od nule.

U ovom konceptu, ne treba se oslanjati na istovremeno formiranje desetaka bioloških molekula u „primarnom bujonu“, to će biti dovoljno za jedan molekul s kojim je sve počelo.

Dokaz o

2000. godine, hipoteza RNA World dobila je čvrste dokaze.

Thomas Steitz proveo je 30 godina proučavajući strukturu molekula u živim ćelijama. U 90-ima započeo je glavno istraživanje svog života: proučavanje strukture ribosoma.

U svakoj živoj ćeliji nalazi se ribosom. Ovaj veliki molekul čita upute iz RNA i kombinira aminokiseline radi stvaranja proteina. Ribosomi u ljudskim ćelijama postrojeju gotovo svaki dio tijela.

Do tada se već znalo da ribosom sadrži RNA. No, 2000. godine Steitsov tim predstavio je detaljan model strukture ribosoma u kojem se RNA pojavila kao katalitičko jezgro ribosoma.

Ovo je otkriće bilo ozbiljno, posebno ako se uzme u obzir koliko je drevni i u biti važan životni ribosom. Činjenica da se tako važan mehanizam zasnivao na RNA učinila je teoriju „RNA sveta“ mnogo verovatnijom u naučnoj zajednici. Najviše od svega, pristalice koncepta „RNA sveta“ radovali su se otvaranju, a Steitz je dobio Nobelovu nagradu 2009. godine.

Ali nakon toga, naučnici su počeli sumnjati.

Problemi teorije „RNA World“

Teorija „RNA svijeta“ u početku je imala dva problema.

Prvo, može li RNA zapravo obavljati sve vitalne funkcije? A može li se formirati u uvjetima rane Zemlje?

Prošlo je 30 godina od kako je Gilbert stvorio teoriju "sveta RNA", a mi još uvek nemamo iscrpne dokaze da je RNA zaista sposobna za sve što je opisano u teoriji. Da, to je nevjerojatno funkcionalna molekula, ali da li je jedna RNA dovoljna za sve funkcije koje joj se pripisuju?

Jedna nedosljednost bila je upečatljiva. Ako je život započeo molekulom RNA, to znači da RNA može stvoriti vlastite kopije ili replike.

Ali niko od svih poznatih RNA nema tu sposobnost. Da bi se stvorila tačna kopija fragmenta RNA ili DNK, potrebno je mnogo enzima i drugih molekula.

Stoga je u kasnim 80-ima grupa biologa započela prilično očajno istraživanje. Nameravali su stvoriti RNK sposobnu za samo-umnožavanje.

Pokušaji stvaranja samo-reproducirajuće RNA

Jack Shostak sa Harvard Medical School bio je prvi od tih istraživača. Još od ranog djetinjstva bio je toliko strastven prema hemiji, da je čak i podrum pretvorio u laboratoriju. Zanemario je sigurnost, što je jednom dovelo do eksplozije koja je na strop bacila staklenu tikvicu.

Početkom 80-ih, Shostak je živo pokazao kako se ljudski geni štite od procesa starenja. To rano istraživanje kasnije bi ga dovelo na listu dobitnika Nobelove nagrade.

Ali ubrzo je postao inspirisan Chekovim istraživanjima koja se odnose na enzime RNA. „Mislim da je ovo nevjerovatan posao“, kaže Shostak. "U principu, vrlo je verovatno da RNA može poslužiti kao katalizator za stvaranje vlastitih kopija."

Godine 1988. Ček je otkrio RNA enzim koji je sposoban da formira mali 10-nukleotidni RNA molekul.

Šostak je odlučio da ide dalje i stvorio nove RNA enzime u laboratoriji. Njegov tim stvorio je niz slučajnih sekvenci i testirao svaki kako bi pronašao barem jedan koji bi imao sposobnost katalizatora. Nadalje, nastavci su se mijenjali, a test je nastavljen.

Nakon 10 pokušaja, Shostak je uspio stvoriti RNA enzim koji je kao katalizator ubrzao reakciju 7 milijuna puta brže nego u divljini.

Shostakov tim dokazao je da RNA enzimi mogu biti izuzetno moćni. Ali njihov enzim nije mogao stvoriti njihove replike. Bila je to slijepa ulica za Shostaka.

Enzim R18

Sljedeći proboj 2001. godine napravio je bivši student Shostaka - David Bartel sa Massachusetts Institute of Technology u Cambridgeu.

Bartel je stvorio RNA enzim nazvan R18, koji bi mogao dodati nove nukleotide u RNA lanac na osnovu postojećih.

Drugim riječima, enzim nije samo dodao slučajne nukleotide, već je precizno kopirao sekvencu.

Molekuli koji se sami reproduciraju bili su još daleko, ali pravac je bio pravi.

Enzim R18 sastojao se od lanca koji je uključivao 189 nukleotida i mogao mu je dodati još 11 - to jest 6% njegove dužine. Istraživači su se nadali da bi se u još nekoliko eksperimenata ovih 6% moglo pretvoriti u 100%.

Najuspješniji na ovom polju bio je Philip Holliger iz Laboratorija za molekularnu biologiju u Cambridgeu. 2011. godine njegov je tim modificirao enzim R18 da bi stvorio enzim tC19Z, koji je mogao kopirati slijed do 95 nukleotida. To je činilo 48% njegove dužine - više nego što je to slučaj sa R18, ali 100% očito nije potrebno.

Gerald Joyce i Tracy Lincoln iz istraživačkog instituta Scripps La Jolla predstavili su alternativni pristup. 2009. godine stvorili su enzim RNA koji indirektno stvara njegovu repliku.

Njihov enzim kombinira dva kratka fragmenta RNA i stvara drugi enzim. On, zauzvrat, kombinuje dva druga fragmenta RNA da rekreira originalni enzim.

Sa sirovinama, ovaj jednostavan ciklus može trajati neograničeno. Ali enzimi rade pravilno samo ako imaju prave RNA lance koje su stvorili Joyce i Lincoln.

Za mnoge naučnike koji su skeptični prema ideji „RNA svijeta“, nedostatak samo-replikacije RNA glavni je razlog skepse. RNA se jednostavno ne nosi s ulogom kreatora života.

Hemičari prilikom stvaranja RNA ispočetka ne dodaju optimizam. Iako je RNA mnogo jednostavnija molekula od DNK, pokazalo se da je njezino stvaranje nevjerojatan problem.

Prve ćelije se najvjerovatnije množe dijeljenjem.

Problem je šećer

Radi se o šećeru koji je prisutan u svakom nukleotidu i nukleotidnoj bazi.Realno ih je stvoriti odvojeno, ali nije ih moguće povezati.

Početkom 90-ih taj je problem već bio očigledan. Uvjerila je mnoge biologe da hipoteza „RNA Svijeta“, ma koliko izgledala privlačno, još uvijek ostaje samo hipoteza.

• Moguće je da je na ranoj Zemlji prvotno postojao još jedan molekul: bio je jednostavniji od RNA i uspio se okupiti iz „primarnog bujona“ i kasnije započeti samo-reprodukciju.
• Možda je taj molekul bio prvi, a nakon njega su se pojavili RNA, DNK i drugi.

Poliamidna nukleinska kiselina (PNA)

Čini se da je 1991. Peter Nielsen sa Univerziteta u Kopenhagenu u Danskoj našao pogodnog kandidata za ulogu primarnog replikatora.

U stvari, to je bila značajno poboljšana verzija DNK. Nielsen je bazu ostavio nepromijenjenom - standardne A, T, C i G - ali umjesto da koristi molekule šećera, koristio je molekule nazvane poliamidi.

Nazvao je rezultirajući molekul poliamidnom nukleinskom kiselinom, ili PNA. Međutim, s vremenom je dekodiranje kratice iz nekog razloga prešlo u „peptidnu nukleinsku kiselinu“.

U prirodi se PNA ne nalazi. Ali njeno ponašanje je veoma slično ponašanju DNK. PNA lanac može čak zamijeniti lanac u molekuli DNK, a baze se spajaju kao i obično. Štaviše, PNA se može uviti u dvostruku spiralu, poput DNK.

Zaintrigirala je Stanley Miller. Sa dubokim skepticizmom u pogledu koncepta „RNA Svijeta“, vjerovao je da PNA bolje odgovara ulozi prvog genetskog materijala.

2000. godine potkrijepio je svoje mišljenje dokazima. Do tada je već imao 70 godina i doživio je nekoliko moždanih udara, nakon čega je mogao završiti u staračkom domu, ali nije se želio odreći.

Miller je ponovio svoj klasični eksperiment opisan ranije, ovaj put koristeći metan, dušik, amonijak i vodu, te na kraju dobio poliamidnu bazu PNA.

Iz toga je proizišlo da su na ranoj Zemlji mogli postojati uslovi za pojavu PNA, za razliku od RNA.

Ponašanje PNA liči na DNK.

Treose nukleinska kiselina (TNC)

U međuvremenu, drugi hemičari su stvorili svoje nukleinske kiseline.

Godine 2000, Albert Eschenmozer stvorio je treo-nukleinsku kiselinu (TNC).

Zapravo je to bio isti DNK, ali s različitom vrstom šećera u osnovi. TNC lanci mogu tvoriti dvostruku spiraliju, a informacije bi se mogle prenijeti iz RNA u TNC i obrnuto.

Štaviše, TNC-i bi mogli formirati i složene oblike, uključujući i oblik proteina. Ovo je nagoveštavalo da TNC mogu delovati kao enzim, baš kao RNA.

Glikolna nukleinska kiselina (GNA)

2005. godine Eric Meggers stvorio je nukleinsku kiselinu glikola, koja je također sposobna da formira heliks.

Svaka od ovih nukleinskih kiselina imala je svoje pristalice: obično i sami tvorci kiselina.

Ali u prirodi nije bilo ni traga takvim nukleinskim kiselinama, pa čak i pod pretpostavkom da su ih koristili u prvom životu, u jednom trenutku ih je trebalo napustiti u korist RNA i DNK.

Zvuči vjerovatno, ali nije potkrijepljeno dokazima.

Bio je to dobar koncept, ali ...

Tako su se sredinom prve dekade 21. veka zagovornici koncepta sveta RNA našli u nevolji.

S jedne strane, enzimi RNA postojali su u prirodi i uključivali jedan od najvažnijih fragmenata bioloških mehanizama - ribosom. Nije loše.

Ali, s druge strane, u prirodi nije pronađena samo-reproducirajuća RNA, i niko nije bio u stanju objasniti kako se tačno RNA formirala u „primarnom juhu“. Potonje se može objasniti alternativnim nukleinskim kiselinama, ali one su već (ili nikad) postojale u prirodi. Ovo je loše.

Presuda čitavom konceptu „RNA svijeta“ bila je očigledna: koncept je dobar, ali nije iscrpan.

U međuvremenu, od sredine 80-ih, lagano se razvijala druga teorija. Njeni pristaše tvrdili su da život nije počeo pomoću RNA, DNK ili bilo koje druge genetske tvari.Po njihovom mišljenju život se rodio kao mehanizam za upotrebu energije.

Prvo energija?

Dakle, tokom godina, naučnici uključeni u nastanak života podijelili su se u 3 logora.

Predstavnici prvih bili su uvjereni da je život počeo molekulom RNA, ali nisu uspjeli saznati kako se RNA molekule ili slične RNA uspijevaju spontano pojaviti na ranoj Zemlji i započeti samoobnavljanje. Uspjesi naučnika isprva su oduševili, ali na kraju su istraživači stali na put. Međutim, i kad su te studije bile u punom jeku, već su postojali oni koji su bili sigurni da se život rodio na potpuno drugačiji način.

Teorija "RNA svijeta" temelji se na jednostavnoj ideji: najvažnija funkcija tijela je sposobnost da se stvara. Većina biologa se slaže sa tim. Sva živa bića, od bakterija do plavih kitova, imaju tendenciju da ostave potomstvo.

Međutim, mnogi istraživači po tom pitanju ne slažu se da prvo dolazi do reproduktivne funkcije. Kažu da prije nego što počne razmnožavanje, tijelo mora postati samodovoljno. Mora biti u stanju da održi život u sebi. Na kraju, nećete moći imati djecu ako umrete prije toga.

Život podržavamo kroz hranu, dok biljke apsorbiraju energiju od sunčeve svjetlosti.

Da, tip koji uživa jesti sočan komad očito ne liči na stoljetni hrast, ali u stvari oboje apsorbiraju energiju.

Apsorpcija energije je osnova života.

Metabolizam

Kada govorimo o energiji živih bića bavimo se metabolizmom.

1. Prva faza je dobijanje energije, na primjer, iz tvari bogatih energijom (na primjer, šećerom).
2. Drugo je upotreba energije za izgradnju zdravih ćelija u tijelu.

Proces korištenja energije izuzetno je važan, a mnogi istraživači su sigurni da je upravo to i postao život.

Ali kako organizmi mogu izgledati sa samo metaboličkom funkcijom?

Prvu i najuticajniju pretpostavku iznio je Gunther Wachtershauzer krajem 80-ih godina 20. stoljeća. Po profesiji je bio pravnik za patente, ali imao je pristojno znanje iz područja hemije.

Wachtershauzer je sugerisao da su se prvi organizmi "dramatično razlikovali od svega što znamo". Nisu se sastojale od ćelija. Nisu imali enzime, DNK ni RNA.

Radi jasnoće, Wachtershauser je opisao tok tople vode koja teče iz vulkana. Voda je bila zasićena vulkanskim plinovima poput amonijaka i sadržavala je čestice minerala iz centra vulkana.

Na mjestima gdje je potok tekao preko stijena, počele su kemijske reakcije. Metali sadržani u vodi doprinijeli su stvaranju velikih organskih spojeva iz jednostavnijih.

Metabolički ciklus

Preokret je bio stvaranje prvog metaboličkog ciklusa.

Tijekom ovog procesa jedna se kemijska tvar pretvara u nekoliko drugih, i tako dalje, sve dok na kraju sve ne dođe do rekonstrukcije prve tvari.

Tijekom procesa, cijeli sustav uključen u metabolizam akumulira energiju, koja se može koristiti za ponovno pokretanje ciklusa ili za započinjanje nekog novog procesa.

Metabolički ciklusi su, uprkos svojoj „mehaničnosti“, od presudne važnosti za život.

Sve ostalo čime su moderni organizmi obdareni (DNK, ćelije, mozak) pojavilo se kasnije, na temelju ovih kemijskih ciklusa.

Metabolički ciklusi nisu baš slični životnom. Stoga je Wachtershauser svoje izume nazvao "organizmima prekursorima" i napisao da ih se "teško može nazvati živim".

Ali metabolički ciklusi koje je opisao Wachtershauser uvijek stoje u središtu bilo kojeg živog organizma.

Vaše ćelije su zapravo mikroskopske biljke koje neke tvari neprestano razgrađuju, pretvarajući ih u druge.

Metabolički ciklusi su, uprkos svojoj „mehaničnosti“, od presudne važnosti za život.

Posljednje dvije decenije 20. stoljeća Wachtershauser je posvetio svoju teoriju, detaljno je razrađujući.Opisao je koji bi minerali bili bolji od drugih i koji bi se hemijski ciklusi mogli odvijati. Njegovo je rezonovanje počelo dobivati ​​pristalice.

Eksperimentalna potvrda

Ali stvar nije išla dalje od teorija. Časopisu je bilo potrebno praktično otkriće koje će dokazati njegovu teoriju. Srećom, to je već učinjeno prije deset godina.

1977. godine, tim Jacka Corlissa sa Univerziteta u Oregonu zaronio je u istočni Tihi ocean na dubinu od 2,5 kilometara. Naučnici su proučavali vruće vrelo Galapagos na mestu gde se planinski vrtovi uzdižu sa dna. Zna se da su grebeni u početku bili vulkansko aktivni.

Corliss je otkrio da su rasponi gotovo isprekidani vrućim izvorima. Vruća i zasićena hemikalijama uzdizala se ispod morskog dna i izlazila kroz otvore u stijenama.

Iznenađujuće, ovi "hidrotermalni otvori" bili su gusto naseljena čudnim stvorenjima. To su bili ogromni mekušci nekoliko vrsta, školjkaša i školjki.

Voda je takođe bila puna bakterija. Svi su ovi organizmi živjeli na energiji iz hidrotermalnih otvora.

Otvaranje hidrotermalnih otvora stvorilo je Corlissu izvrsnu reputaciju. To ga je i nateralo da razmišlja.

Hidrotermalni otvori u okeanu pružaju život organizama danas. Možda su oni postali njegov osnovni izvor?

Hidrotermalni otvori

Jack Corliss je 1981. predlagao da takvi otvori postoje na Zemlji prije 4 milijarde godina, a upravo se oko njih rodio život. Čitavu dalju karijeru posvetio je razvoju ove ideje.

Corliss je sugerirao da hidrotermalni otvori mogu stvoriti mješavinu hemikalija. Svaki oduška, tvrdio je, bio je neka vrsta raspršivača "primarnog juha".

• Dok je topla voda tekla kroz stijene, toplina i pritisak uzrokovali su da se najjednostavniji organski spojevi pretvore u složenije poput aminokiselina, nukleotida i šećera.
• Bliže izlazu u ocean, gdje voda više nije bila tako vruća, počeli su formirati lance, tvoreći ugljikohidrate, proteine ​​i nukleotide poput DNK.
• Tada su se već u samom okeanu, gde se voda znatno ohladila, ti molekuli sakupljali u jednostavnim ćelijama.

Teorija je zvučala razumno i privukla pažnju.

Ali Stanley Miller, o čijem se eksperimentu ranije razgovaralo, nije dijelio oduševljenje. Godine 1988. napisao je da su otvori bili previše vrući da bi se život u njima formirao.

Corlissova teorija bila je da ekstremne temperature mogu potaknuti stvaranje tvari poput aminokiselina, ali Millerovi su eksperimenti pokazali da bi ih i ona mogla uništiti.

Ključni spojevi poput šećera mogli bi trajati nekoliko sekundi.

Štaviše, ovi jednostavni molekuli teško bi mogli da formiraju lance, jer bi ih okolna voda gotovo trenutno razbila.

Toplije, još toplije ...

U ovom se trenutku raspravi pridružio i geolog Mike Russell. Vjerovao je da se teorija oduška savršeno uklapa u pretpostavke Wachtershausera o organizmima prethodnicama. Te su misli dovele do toga da je stvorio jednu od najpopularnijih teorija o podrijetlu života.

Russellova mladost prošla je kroz stvaranje aspirina i proučavanje vrijednih minerala. I tijekom moguće erupcije vulkana 60-ih godina uspješno je koordinirao plan reakcija, bez iskustva iza sebe. Ali njega je zanimalo kako proučava kako se površina Zemlje mijenjala u različitim epohama. Prilika da se historija sagleda iz perspektive geologa oblikovala je njegovu teoriju o porijeklu života.

Osamdesetih godina prošlog vijeka pronašao je fosile koji ukazuju na to da su u drevna vremena postojali hidrotermalni otvori gdje temperatura nije prelazila 150 stepeni Celzijusa. Te umjerene temperature, tvrdio je, mogli bi dopustiti da molekuli traju mnogo duže nego što je Miler mislio.

Štoviše, nešto posebno zanimljivo pronađeno je u fosilima ovih manje vrućih otvora.Mineral nazvan pirit, koji se sastoji od gvožđa i sumpora, u obliku cevi dužine 1 mm.

U svojoj laboratoriji Russell je otkrio da pirit može formirati i sferne kapljice. Predložio je da se prvi složeni organski molekuli formiraju upravo unutar piritnih struktura.

Otprilike u isto vrijeme, Wachttershauser je počeo objavljivati ​​svoje teorije temeljene na činjenici da je protok vode bogate hemikalijama u interakciji s određenim mineralom. Čak je sugerirao da bi pirit mogao biti ovaj mineral.

Russell je mogao dodati samo 2 i 2.

Priznao je da su se unutar toplih hidrotermalnih otvora u dubokom moru, gdje bi se mogle formirati strukture pirita, formirali prekursori Wachtershausera. Ako se Russell ne vara, onda je život nastao u morskim dubinama, a metabolizam se prvo pojavio.

Sve je to izloženo u članku Russell-a, objavljenom 1993. godine, 40 godina nakon Milerovog klasičnog eksperimenta.

Rezonanca u tisku nastala je puno manje, ali važnost otkrića toga ne umanjuje. Russell je kombinirao dvije različite ideje (Wachtershauzer metabolički ciklusi i Corliss hidrotermalni otvori) u jedan prilično uvjerljiv koncept.

Koncept je postao još impresivniji kada je Russell podijelio svoje ideje o tome kako prvi organizmi apsorbiraju energiju. Drugim riječima, objasnio je kako njihov metabolizam može raditi. Njegova ideja temeljila se na radu jednog od zaboravljenih genija moderne nauke.

„Smiješni“ Mitchell eksperimenti

U 60-ima, biohemičar Peter Mitchell bio je prisiljen napustiti univerzitet u Edinburghu zbog bolesti.

Pretvornicu u Cornwallu pretvorio je u ličnu laboratoriju. Budući da je odsječen od naučne zajednice, finansirao je svoj rad prodajom mlijeka domaćih krava. Mnogi biohemičari, uključujući Leslie Orgel, o čijim se istraživanjima o RNA razgovaralo ranije, smatrali su da je Mitchellov rad izuzetno smiješan.

Skoro dvije decenije kasnije, Mitchell je trijumfovao nakon što je 1978. dobio Nobelovu nagradu za hemiju. Nije postao poznat, ali njegove ideje mogu se pratiti u bilo kojem udžbeniku biologije.

Mitchell je svoj život posvetio proučavanju kako organizmi troše energiju iz hrane. Drugim riječima, zanimalo ga je kako preživljavamo iz sekunde u sekundu.

Britanski biohemičar Peter Mitchell dobio je Nobelovu nagradu za hemiju za svoj rad na otkrivanju mehanizama sinteze ATP-a.

Kako tijelo skladišti energiju

Mitchell je znao da sve stanice skladište energiju u određenoj molekuli - adenosin triphosphate (ATP). Važno je da je lanac od tri fosfata pričvršćen na adenozin. Dodatak trećeg fosfata oduzima puno energije, što kasnije leži u ATP-u.

Kada ćeliji treba energija (na primjer, kontrakcijom mišića), ona odreže treći fosfat iz ATP-a. Ovo pretvara ATP u adenosidifosfat (ADP) i oslobađa skladišenu energiju.

Mitchell je želio razumjeti kako ćelije u početku uspijevaju stvoriti ATP. Kako su koncentrirali dovoljno energije u ADP-u da bi se pridružili trećem fosfatu?

Mitchell je znao da se enzim koji formira ATP nalazi na membrani. Zaključio je da ćelija pumpa naelektrisane čestice koje se nazivaju protoni kroz membranu, i samim tim postoji mnogo protona na jednoj strani, dok s druge strane gotovo da i nema.

Tada se protoni pokušavaju vratiti u membranu kako bi održali ravnotežu sa svake strane, ali jedino mogu ući u enzim. Tok rasipajućih protona takođe daje enzimu potrebnu energiju za stvaranje ATP-a.

Mitchell je ovu ideju prvi put izrazio 1961. godine. Sljedećih 15 godina branio je svoju teoriju od napada, uprkos nepobitnim dokazima.

Danas je poznato da je postupak koji je opisao Mitchell karakterističan za svako živo biće na planeti. To se trenutno događa u vašim ćelijama. Poput DNK, ovo je temeljni dio života koji poznajemo.

Catharheus

Catharheon aeon (starogrčkiκατἀρχαῖος - „niži od najstarijih“, pre 4,6–4 milijarde godina, poznat je kao protoplanetarni stadij razvoja Zemlje. Pokriva prvo polugodište Arheja. Zemlja je u to vrijeme bila hladno tijelo s razrjeđenom atmosferom i bez hidrosfere. U takvim se uvjetima nije mogao pojaviti život.

Atmosfera nije bila gusta za vrijeme katarheje. Sastojao se od plinova i vodene pare koji su se pojavili tokom sudara Zemlje sa asteroidima.

Zbog činjenice da je Mjesec tada bio preblizu (samo 170 hiljada km) do Zemlje (ekvator - 40 hiljada km), dan nije trajao dugo - samo 6 sati. Ali, kako se mjesec povlačio, dan je počeo da se povećava.

Proterozojski Aeon (prije 2,5 milijarde - 543 miliona godina)

Proterozojski (grčki πρότερος - prvi, najstariji, grčki ζωή - život) obilježen je pojavom složenih biljaka, gljiva i životinja (na primjer, spužve). Život na početku proterozoika još je bio koncentriran u morima, jer uvjeti na kopnu nisu bili u potpunosti povoljni: atmosfera se sastojala uglavnom od sumporovodika, CO₂, N₂, CH₄, i vrlo mala količina O₂.

Međutim, bakterije koje su živjele u morima u to vrijeme počele su proizvoditi O₂ kao nusproizvod i prije dvije milijarde godina, količina kisika je već dostigla stalni nivo. Ali nagli porast kisika u atmosferi doveo je do katastrofe s kisikom, što je dovelo do promjene u disajnim organima organizama koji su u to vrijeme naseljavali okeane (anaerobni su zamijenjeni aerobnim) i promjene sastava atmosfere (stvaranja ozonskog omotača). Zbog smanjenja efekta staklene bašte na Zemlji došlo je do dugotrajnog glaciranja Hurona: temperatura je pala na -40 ° S.

Ostali fosili prvih višećelijskih pronađeni su nakon glacijacije. U to su vrijeme okeani naseljeni životinjama poput spriggina (Spriggina) - životinje u obliku glista koje imaju glavu i stražnje krajeve. Takve su životinje možda postale predak modernih životinja.

Paleoproterozoic

Paleoproterozoic - geološku eru, dio proterozoika, koja je započela prije 2,5 milijardi godina, a završila prije 1,6 milijardi godina. U ovo vrijeme prva stabilizacija kontinenata. U to se vrijeme razvijale i cijanobakterije, vrsta bakterija koje koriste biohemijski proces fotosinteze za proizvodnju energije i kisika.

Najvažniji događaj ranog paleoproterozoika je katastrofa s kisikom. Prije značajnog povećanja sadržaja kisika u atmosferi, gotovo svi postojeći životni oblici bili su anaerobi, odnosno metabolizam u živim oblicima ovisio je o oblicima staničnog disanja kojima nije potreban kisik. Pristup velikim količinama kisika štetan je za većinu anaerobnih bakterija, tako da je u ovo vrijeme nestalo većine živih organizama na Zemlji. Preostali životni oblici bili su ili imuni na oksidaciju i fatalne učinke kisika ili su proveli svoj životni ciklus u okruženju bez kisika.

Neoproterozoic

NeoproterozoicEngleski Neoproterozojska era je geohronološka era (poslednja doba proterozoika), koja je započela pre 1000 miliona godina i završila 542 miliona godina.

Sa geološkog stajališta, karakterizira ga srušavanje drevnog superkontinenta Rodinije na najmanje 8 fragmenata, u vezi s kojim drevni super ocean Mirovije prestaje postojati. Tokom kriogeneze došlo je do najvećeg ledenjaka na Zemlji - led je stigao do ekvatora (zemlja-snežna kugla).

Kasni neoproterozoik (Ediacarius) uključuje najstarije fosilne ostatke živih organizama, jer se u to doba u živim organizmima počela razvijati nekakva tvrda školjka ili kostur.

Kambrijsko razdoblje (prije 543-490 milijuna godina)

U kambrijskom razdoblju odjednom se pojavljuje ogromna raznolikost živih organizama - predaka trenutnih predstavnika mnogih dijelova životinjskog carstva (u sedimentima koji su prethodili Kambriji ostaci takvih organizama su odsutni).Ovaj događaj, neočekivan na geološkom planu, ali u stvarnosti traje milion godina, u nauci je poznat kao kambrijska eksplozija.

Fosilni ostaci životinja kambrijskog razdoblja nalaze se prilično često širom svijeta. Na početku kambrijskog razdoblja (prije oko 540 milijuna godina) kod nekih skupina životinja formira se složeno oko. Pojava ovog organa bila je ogroman evolutivni korak - sada su životinje mogle vidjeti svijet oko sebe. Dakle, žrtve su sada mogle vidjeti lovce, a lovci su mogli vidjeti njihove žrtve.

U kambrijskom periodu na kopnu nije postojalo zemljište. Ali oceani su bili naseljeni beskralješnjacima, na primjer, spužvama, trilobitima, anomalokarima. S vremena na vrijeme, ogromna podvodna klizišta zakopala su zajednice morskih bića pod tonom mulja. Zahvaljujući tim klizištima možemo zamisliti koliko je bizarna fauna kambrijskog razdoblja bila, jer su se čak i nježne meke životinje savršeno očuvale u mulju kao fosili.

U morima kasnog kambrijskog razdoblja glavne su životinje bile artropodi, iglokosi i mekušci. Ali najvažniji stanovnik mora tog doba bilo je čeljusti bez čeljusti haikouihtis - pored očiju, razvio je akord.

Ordovicijsko razdoblje (prije 490–443 Ma)

Tokom ordovicijske zemlje ostalo je nenaseljeno, s izuzetkom lišajeva, koji su bili prva od biljaka koje su živele na kopnu. Ali glavni se život razvijao prilično aktivno u morima.

Glavni stanovnici ordovskih mora bili su člankonožaci, poput megalografa. Kratko su mogli otići na kopno da polože jaja. Ali bilo je i drugih stanovnika, na primer, predstavnik ćelije ortokonusa klase glavonožaca.

Kralježnjake u ordovici još nisu u potpunosti formirane. Potomci haikouihtisa plivali su u morima koji su imali formaciju koja nalikuje kičmi.

Takođe su u morima ordovicijskog perioda živeli predstavnici crevnih, ehinodermi, koralja, sunđera i drugih beskralježnjaka.

Razdoblje silura (prije 443-417 milijuna godina)

Neke biljke, na primjer, kuksonia (Coocsonia), koja je dosegla visinu ne više od 10 cm, a neke vrste lišajeva odlaze na kopno u sirijsku zemlju. Neki člankonožci su razvili primitivna pluća, što im je omogućilo da dišu atmosferski zrak, na primjer, škorpion brontoscorpio mogao bi biti na kopnu četiri sata [ izvor nije naveden 1968 dana ] .

U morima, milionima godina kasnije, formiraju se ogromni koralni grebeni, gdje su utočište pronašli mali rakovi i bravodori. U tom su razdoblju člankonožaci još veći, na primjer, rakokorpionska pterygota mogla bi doseći 2,5 metra u dužinu, međutim bila je prevelika da bi se mogla izvući na zemlju.

U silarskom moru pojavljuju se konačno formirani kralježnjaci. Za razliku od člankonožaca, kralježnjaci su imali greben kosti, što im je omogućilo bolji manevar pod vodom. Vertebralni cefalaspis, na primjer, također je razvio senzorske organe koji stvaraju posebno magnetsko polje koje mu je omogućilo da osjeti okolinu. Cefalaspis je takođe razvio primitivni mozak, omogućavajući životinji da pamti neke događaje.

Devonsko razdoblje (prije 417–354 miliona godina)

U девоnu se život i dalje aktivno razvija na kopnu i na moru. Pojavljuju se prve primitivne šume, koje se sastoje uglavnom od najstarijeg primitivnog drveća paprati arheopteris (Archaeopteris), koje je raslo uglavnom uz obale rijeka i jezera.

Glavni život u ranom devonu predstavljali su uglavnom artropodi i stonoge, koje su disale cijelu površinu tijela i živjele na vrlo vlažnim mjestima. Međutim, na kraju devona, stari su artropodi imali chitinoznu školjku, broj tjelesnih segmenata je smanjen, četvrti par šapa pretvorio se u antene i čeljusti, neki su razvili i krila.Tako se pojavila nova evolutivna grana - insekti, koji su uspeli da savladaju najrazličitije kutke planete.

U sredini devona prvi su vodozemci krenuli na kopno (na primjer, ginerpeton, ihtiostega). Nisu mogli živjeti dalje od vode, jer im je koža još uvijek bila vrlo tanka i nije bila zaštićena od isušivanja. Uz to, vodozemci su se mogli razmnožavati samo uz pomoć vode - jaja. Izvan vode umrlo bi potomstvo vodozemaca: sunce bi isušilo kavijar, jer nije zaštićen nijednom školjkom, osim tankog filma.

Ribe su razvile čeljusti, što im omogućuje hvatanje brzo plivajućeg plijena. Počele su se naglo povećavati u veličini. Devonsko razdoblje karakterizira procvat primitivnih riba, naročito hrskavice. Na kraju Devonija u morima su se pojavile prve koštane ribe, poput džinovske grabežljive ginerije, koja je hrskavske ribe (naročito predake modernih morskih pasa) gurnula u pozadinu. Međutim, najprimamljiviji stanovnici devonskog mora bili su predstavnici grupe placodermi poput Duncleosteusa i Dinhisa koji su dosezali dužinu od 8-10 metara.

Carboniferous period (prije 354-290 miliona godina)

U karbonifskom periodu klima je bila vruća i vlažna na gotovo cijeloj planeti. U močvarnim šumama toga doba rasli su uglavnom konjski drvored, papka nalik na drveće i divovski lepidodendroni, koji dostižu visinu od 10 do 35 metara i do jednog metra u promjeru debla.

Faunu je predstavljao ogroman broj bića. Obilje topline, vlage i kisika pridonijelo je povećanju veličine člankonožaca, na primjer, artropleura je mogla doseći 2,5 metra duljine, a ogromna vučja meganevra - 75 cm u rasponu krila.

Ovakvi uvjeti pridonijeli su boljitku vodozemaca. Oni su (na primjer, proterogyrinus) zauzeli sva obalna staništa, gotovo u potpunosti istiskujući životinje sa dvostrukim disanjem i četkom. U karbonifskom razdoblju vodozemci su dobili prve gmizavce (sauropside) i sinapside ili njihovog zajedničkog pretka. Prva gmizava stvorenja bile su vrlo male životinje koje su ličile na moderne guštere, na primjer, duljina petrolakosaurusa nije prelazila 40 centimetara u duljinu. Mogli su odlagati jaja na kopno - ovo je bio sjajan evolutivni korak, osim toga, njihova je koža bila zaštićena gustim ljuskama koje su štitile životinjsku kožu od isušivanja, što znači da mogu lako otići iz vode. Prisutnost takvih adaptivnih svojstava odredila je njihov daljnji evolucijski uspjeh kao zemaljske životinje.

Bilo je i mnogo životnih oblika u morima karbonskog razdoblja. Koštana riba (preci najmodernijih riba) dominirala je vodenim stupom, a brojni koraljni grebeni prekrivali su morsko dno, protežući se kilometrima duž obala drevnih kontinenata.

Kraj karbona, prije oko 290 milijuna godina, obilježio je dugo ledeno doba, koje je završilo na početku Perme. Glečeri su se polako približavali ekvatoru sa sjevera i juga. Mnoge se životinje i biljke nisu mogle prilagoditi takvim klimatskim uvjetima i ubrzo su izumrle.

Perm razdoblje (prije 290—248 Ma)

Zbog ledenog doba na kraju karbona u permskom periodu, klima je postajala hladnija i suhica. Bujne prašume, močvare zamijenjene su ogromnim pustinjama i sušnim ravnicama. U takvim su uvjetima rasle samo najupornije biljke - paprati i primitivni četinari.

Zbog nestanka močvara, broj vodozemaca se naglo smanjio, jer su mogli živjeti samo u blizini vode (na primjer, sefirija vodozemaca-reptiliomorfa). Mjesto vodozemaca zauzeli su gmizavci i sinapsidi, pošto su se dobro prilagodili životu u suvoj klimi. Sinapsidi su počeli naglo da rastu u veličini i broju, uspjeli su se proširiti po cijeloj zemlji, rodili su tako velike kopnene životinje kao što su pelikosauri (na primjer, dimetrodoni i edafosaurus). Zbog hladne klime, ove su životinje razvile jedro koje im je pomoglo da reguliraju tjelesnu temperaturu.

U kasnopermsko doba formirao se jedan superkontinent - Pangea. Na mjestima s posebno suvom i vrućom klimom, sve više pustinja počela se formirati. U ovo su vrijeme pelikozauri davali terapeidi - preci sisara. Oni su se od svojih predaka razlikovali prije svega po tome što su imali različitu strukturu zuba, drugo, ova grupa je imala glatku kožu (u procesu evolucije njihova se ljuska nije razvijala), i treće, neki su se predstavnici te grupe razvili vibrisse ( a kasnije i kaput). Terapsidni odjel uključivao je i krvožedne grabežljivce (na primjer, gorgonope) i biljojede koji su pali (na primjer, diktodon). Pored terapsida, predstavnici porodice pareiasaurus iz potklasa anapsida živjeli su na kopnu, na primjer, debelo oklopni skutosaurus. Pojavljuju se i prvi arhosauri, poput arhosaurusa. Kao i terapeutidi, ova bića su nosila brojne progresivne znakove, posebno porast razine metabolizma (do toplokrvnosti).

Krajem permskog razdoblja klima je postajala znatno suha, što je dovelo do smanjenja područja obalnih zona sa gustom vegetacijom i povećanjem površine pustinja. Kao rezultat toga, zbog nedostatka životnog prostora, hrane i kiseonika koje stvaraju biljke, mnoge vrste životinja i biljaka su izumrle. Ovaj evolutivni događaj nazvali su permskim masovnim izumiranjem tokom kojih je 95% svih živih bića izumrlo. Naučnici se i dalje svađaju s uzrocima ovog izumiranja i iznose neke hipoteze:

1. Pad jednog ili više meteorita ili sudar Zemlje sa asteroidom prečnika nekoliko desetaka kilometara (jedan od dokaza ove teorije je prisustvo kratera na 500 kilometara na području Wilkesove zemlje,
2. Pojačana vulkanska aktivnost
3. Nagli ispuštanje metana s dna mora,
4. Odljev zamki (bazalta), prvo relativno male zamke Emeishana prije oko 260 milijuna godina, zatim kolosalne sibirske zamke prije 251 milijuna godina. Vulkanska zima, efekt staklene bašte zbog ispuštanja vulkanskih plinova i druge klimatske promjene koje su utjecale na biosferu mogu se povezati s tim.

Međutim, evolucija se tu nije zaustavila: nakon nekog vremena, preživjele vrste živih bića dovele su do novih, još čudnijih oblika života.

Doba mezozoika

Tokom mezozoika, najbizarniji organizmi su živjeli na zemlji. Najpoznatiji od njih su dinosauri. Dominirali su 160 miliona godina na svim kontinentima. Bili su različitih veličina: od vrlo sićušnog mikro grabežljivca, koji je dosezao samo 70 cm i težine 0,5 kg, do džinovske amficelije, moguće dosegnuvši dužinu od 50 metara i težinu od 150 tona. Ali, osim dinosaurusa, u to su vrijeme na našoj planeti naseljavali još mnogo manje manje zanimljivih stvorenja. Reptili koji su izašli na vidjelo također su zauzeli zrak i vodu. U to vrijeme na Zemlji je postojala ogromna raznolikost životnih oblika koji su se nastavili razvijati i poboljšavati.

Triasno razdoblje (prije 248–206 Ma)

Na početku trijaznog razdoblja, život na planeti nastavio se polako oporavljati nakon masovnog izumiranja vrsta na kraju permskog razdoblja. Klima je u većem dijelu svijeta bila vruća i suva, ali količina oborina mogla bi osigurati prilično veliku raznolikost biljaka. Najzastupljeniji u trijasu bili su primitivni četinari, paprati i ginkgoidi, čiji se fosili nalaze širom svijeta, uključujući čak i polarne regije Zemlje.

Životinje koje su preživjele permsko masovno izumiranje vrsta našle su se u veoma povoljnoj situaciji - na kraju krajeva, gotovo da nije bilo konkurenata u hrani ili velikih predatora na planeti. Iako već na kraju permskog perioda, arhosauromorfi su polako počeli izlaziti u prvi plan. Biljni gmazovi su počeli brzo rasti. Ista stvar dogodila se i s nekim grabežljivcima.Ubrzo je većina životinja urodila mnogim novim i neobičnim vrstama. U ranom trijaznom periodu, neki su se gmizavci vratili da žive u vodi, notosauri i druga poluvodna stvorenja su se razvila iz njih.

Na početku trijaznog razdoblja živjeli su mogući preci dinosaurusa, poput euparkerije. Izrazita karakteristika euparkerije od ostalih arhosauromorfa bila je u tome što se mogao uspraviti i trčati na zadnjim nogama.

U kasnom trijaznom periodu (pre 227–206 miliona godina) na Zemlji su se dogodili događaji koji su predodređivali razvoj života tokom ostatka ere dinosaura. Rascjep džinovskog superkontinenta Pangea formirao je nekoliko kontinenata. Sve do kasnog trijasa na kopnu, posljednji terapiji bili su rašireni, zastupljeni, na primjer, placerijama i listrosaurusom, kao i nekoliko drugih skupina bizarnih gmizavaca, koji su obuhvaćali tanistrofiju i proterohus. No u relativno kratkom vremenu broj terapija se uvelike smanjio (s izuzetkom grupe cinododonata koji su rodili sisare). Na njima su zauzeli gmizavci - arhosauri, od kojih su tri glavne grupe ubrzo postale dominantne. Ove skupine životinja bili su dinosaurusi, ptice (eventualno porijeklom iz dinosaura), pterosauri i krokodiloromori. Morski gmizavci također su se brzo razvili: rani ihtiozauri i sauroterterigije.

Kraj trijaznog razdoblja označio je novo masovno izumiranje vrsta, uporedivo sa sličnim događajem na kraju Perme. Njeni uzroci ostaju misterija. U jednom trenutku, naučnici su to pripisali padu asteroida na Zemlju, koji je iza sebe ostavio ogromni krater Manikuagan (Kanada) promjera 100 km, ali, kako se ispostavilo, ovaj se događaj dogodio mnogo ranije.

Jurski period (prije 206-144 miliona godina)

U ranom jurskom razdoblju (prije 206-180 milijuna godina) klima na Zemlji je postala toplija i vlažnija. U obručnim krajevima uzdizale su se crnogorične šume, a tropi su bili prekriveni grmljem četinjača, paprati i čempresa. Kako se kontinenti polako razilaze, monsunska klima nastala je u nekim niskim dijelovima planete, a ogromni riječni slivovi redovito su se preplavili vodom. U ranom jurskom periodu, dinosaurusi i pterosauri brzo se povećavaju u veličini, postaju mnogobrojniji i raznolikiji i počinju se širiti po čitavoj planeti. Morski gmizavci (ihtiozauri i plesiosauri), kao i mekušci (na primjer, amoni), nisu daleko iza njih.

U srednjem i kasnom jurskom razdoblju (prije 180-144 milijuna godina) klima je u nekim tropskim dijelovima svijeta postajala suha. Možda su klimatske promjene bile razlog što su se mnogi dinosauri počeli brzo pretvarati u prave divove. Među biljojedi dinosaurusi - sauropodi - na primjer, pojavljuju se diplodokus, brahiosaurus i druga teška čudovišta, a među grabežljivcima su se razvili teropodi - poput ogromnog alosaura. Ali predstavnici drugih grupa dinosaura (na primjer, stegosauri i otnieliah) takođe su lutali kopnom. Osim dinosaura, kopneni krokodiloromori bili su uobičajeni i na kopnu - jednako aktivni, toplokrvni lovci (iako je poznat niz svejednih ili biljojeda), zauzeli su skromnije ekološke niše. Krilati pterosauri bili su zastupljeni i s vrstama koje jedu ribu (na primjer, ramforinh) i sitnim vrstama insektivnih gmizavaca (na primjer, anurognathus).

Toplo jursko more obiluje planktonom, koji je poslužio kao hrana za lidsihtis i ostale velike ribe. Predatorski plesiosauri bili su zastupljeni dugim vratima koji se hrane ribom, i pliosauridi kratkih nogu koji su se specijalizirali za krupniji plijen, u plitkom moru lovili su morske krokodiloromfe (na primjer, metriorinch), koji su se oštro razlikovali od naših uobičajenih krokodila.

Kredni period (prije 144–66 miliona godina)

U krednom razdoblju klima je na planeti ostala topla, zbog jakih sezonskih kiša gotovo je cijeli globus - od ekvatora do polarnih regija - bio prekriven bujnom vegetacijom. U kasnom jurskom razdoblju pojavile su se danas uobičajene cvjetnice (štitnjače), a u krednom razdoblju postale su jedna od dominantnih skupina biljaka na planeti. Na kraju krede cvjetale su prepune četinjača, paprati i čempresi u mnogim regijama, ozbiljno su proglasili svoja prava na dominantan položaj u biljnom svijetu, koju bi konačno uspostavili u kenozojskoj eri.

Kao rezultat divergentnosti kontinenata na kontinentu, stvorili su se novi tjesnaci, mora i okeani koji su ometali slobodno kretanje životinja planetom. Postepeno na kontinentima su se počele pojavljivati ​​vlastite vrste biljaka i životinja.

Razdoblje krede, poput jurskog razdoblja koje je prethodilo, bilo je doba pravih divova. Titanosauri sauropoda živjeli su u Južnoj i Sjevernoj Americi - jedna od najtežih životinja koje su ikada živjele na Zemlji. Lovili su ih grabežljivci poput Mapusaura i Acrocanthosaurusa. U Sjevernoj Americi, kraj kraja krede, ovu su faunu zamijenili divovski mesožderni tirannosauridi i rogati ceratopi. Općenito, dinosaurusi su se nastavili razvijati i specijalizirati. Sisari (na primjer, didlfodon) još uvijek nisu igrali značajnu ulogu u životu planete, ostali su male životinje, ali njihov je broj (posebno na kraju krednog perioda) počeo znatno rasti.

Velike promjene su se desile u morima. Njihovi bivši vladari (ihtiozauri i pliosauri) zapali su u nemilost, a na njihovo mjesto zauzeli su Mosasauri - nova skupina džinovskih morskih gmizavaca, uključujući, na primjer, ploče-ploče i tilosauruse.

Povećala se veličina krilatih dinosaura pterosaura. Ornithoheyrus, pteranodon i ostali veliki pterosauri proputovali su velike udaljenosti zrakom i, možda, čak i preletjeli s kontinenta na kontinent. Primitivne ptice lepršale su u zraku (na primjer, Iberomezornis), neke morske ptice (poput Hesperornisa) nisu znale letjeti, ali su imale impresivne veličine.

Kraj razdoblja krede (prije oko 66 milijuna godina) obilježen je novim masovnim izumiranjem vrsta koje su izbrisale oko 40% svih životinjskih porodica koje su postojale u to vrijeme. Pterosauri, amoniti i mosasauri također su nestali, ali najpoznatije žrtve ove katastrofe su, naravno, dinosaurusi bez kućnih ljubimaca. Jedva su se oporavili od ovog testa i mnoge druge grupe živih bića.

Pitanje razloga masovnog izumiranja vrsta na kraju krednog razdoblja i dalje postavlja žestoke rasprave među znanstvenicima. Evo nekoliko verzija koje pronalaze najviše pristalica:

1) Teorija o sudaru Zemlje sa džinovskim asteroidom ima najviše pristalica (i dokaza). Do sudara je došlo na teritoriji poluotoka Jukatan u Meksičkom zaljevu. Meteorit je imao promjer oko 10 km (njegova dužina bila je toliko ogromna da kad je jedan njegov dio dotaknuo vodu u zaljevu, drugi je još bio u gornjim slojevima atmosfere), a nakon njegovog pada formirao se krater s promjerom 160 km. Ipak, još uvijek svi znanstvenici ne vjeruju da čak i tako jak sudar može za tako kratko vrijeme uništiti toliko vrsta životinja.

2) Neki naučnici podržavaju teoriju migracije bolesti: zbog pada nivoa okeana prije 66 miliona godina, formirani su neki kopneni prelazi sa kopna na kopno. Životinje su se počele preseliti s kopna na kopno, a sa njima i njihovi paraziti, bolesti. Budući da imunitet životinja s jednog kontinenta nije prilagođen bolestima i parazitima s drugog, čak i nefatalna bolest za životinje, na primjer, iz Azije, može biti pogubna za životinju, na primjer, iz Amerike. Zbog toga su počele masovne epidemije.Okrugli crvi su, na primjer, migrirali u Aziju, a ehinokoki su migrirali u Ameriku. No, opet, mogućnost izumiranja tolikog broja životinja zbog migracije parazita je izuzetno mala - uskoro bi se životinje prilagodile bolestima.

3) Vjerojatno je izumiranje krede - paleogena povezano s povećanom vulkanskom aktivnošću. Masovne erupcije desile su se na nekoliko mjesta širom svijeta prije 66 miliona godina. Snažni tokovi lave eruptirali su, na primjer, iz ogromnih vulkana na Hindustanu. Protok Lave uništio je sve životinje i njihova staništa na putu. Otrovni plinovi koji bježe iz vulkana bili su još opasniji. Još odležani mladunci dinosaura koji su živjeli u to vrijeme umirali su od njih, a odrasle životinje su se gušile.

4) Naša planeta se kreće u svemiru sa galaksijom Mliječni put. Postoji teorija da Zemlja i Sunčev sustav s vremena na vrijeme padnu u svemir, gdje se nalazi puno malih i velikih meteorita. Možda se prije 66 miliona godina dogodilo nešto slično, a onda su ogromni meteorski pljuskovi pogodili Zemlju. Neki meteoriti su bili toliko veliki da nisu izgorjeli u atmosferi i urušili se na Zemlju. Međutim, paleontolozi smatraju ovu teoriju malo vjerovatnom.

5) Neki naučnici smatraju da je supernova eksplodirala prije 66 miliona godina na udaljenosti od Zemlje oko 200-300 svjetlosnih godina. Takve zvijezde akumuliraju ogromnu količinu energije u sebi i, ne podnoseći vlastiti pritisak, eksplodiraju. Energija od eksplozije može se širiti kroz stotine svjetlosnih godina. Dakle, u vrijeme eksplozije postojao je takav izliv energije da je spalio ozonski omotač u Zemljinoj atmosferi. Nakon toga, više nije bilo prepreka sunčevom zračenju i ono je počelo utjecati na stanice biljaka i životinja.

6) Mnogi paleontolozi također vjeruju da nijedna od gore navedenih teorija ne može objasniti smrt toliko vrsta živih bića. Vjeruju da samo zajedno sve ove katastrofe mogu steći dovoljno snage da izazovu masovno izumiranje vrsta: prvo se povećala vulkanska aktivnost na planeti, što bi moglo uzrokovati pad razine oceana, što je dovelo do masovnih epidemija, a zatim je supernova eksplodirala u blizini naše galaksije, kao posljedica toga ozonski omotač je izgorio i na kraju je Zemlja pala u područje s ogromnim brojem meteorita i podvrgnula se brojnim sudarima s malim i, na kraju, jednim ogromnim, što je dovelo do kraja dinosaurusa i mnogih drugih životinje.

Postoje i druge teorije o izumiranju krede - paleogena, ali njih podržava vrlo malo naučnika.

Ali svejedno, prije 66 milijuna godina, kenozojska era, „starost sisara“, zamijenila je naglo dovršeno mezozojsko doba - „doba gmazova“.

Kenozojska era

Masovno izumiranje vrsta prije 66 miliona godina označilo je početak nove, stalne kenozojske ere. Kao posljedica katastrofalnih događaja tih dalekih vremena, sve životinje veće od krokodila nestale su s lica naše planete. A preživjele male životinje bile su s dolaskom nove ere u potpuno drugom svijetu. U kenozoiku se nastavio kontinentalni pomicanje (divergencija). Na svakoj od njih formirane su jedinstvene zajednice biljaka i životinja.

Paleogeni period

Paleogene, Paleogene, Paleogeni sistem - geološki period, prvo razdoblje kenozoika. Započeo je prije 66 miliona godina, završio - 24,6 miliona, a trajao je 40,4 miliona godina.

Na paleogenu je klima bila čak i tropska. Gotovo čitava Europa bila je prekrivena zimzelenim tropskim šumama, a listopadne biljke rasle su samo u sjevernim krajevima. U drugoj polovici paleogena klima postaje kontinentalnija, na polovima se pojavljuju ledene kapice.

U ovom periodu započeo je vrhunac sisara.Nakon izumiranja velikog broja gmazova nastale su mnoge slobodne ekološke niše koje su počele zauzimati nove vrste sisavaca. Oviparosi, marsupials i placenta bili su česti. U šumama i šumsko-stepenim Azijama nastala je takozvana "indricoteric fauna".

U zraku dominiraju ptice bez zuba. Veliki ptice grabljivice (diatrimi) su rasprostranjene. Povećava se raznolikost cvjetnica i insekata.

Koštane ribe uspijevaju u morima. Pojavljuju se primitivni kitovi, nove grupe koralja, morski ježevi, foraminifera - nummulitidi prelaze nekoliko centimetara u promjeru, što je vrlo pogodno za jednoćelijske. Posljednji belemniti izumiru, cvjetanje glavonožaca započinje reduciranom ili potpuno nestalom školjkom - hobotnice, sipe i lignje, zajedno s belemnitima ujedinjenim u skupinu koleoida.

Paleocensko doba (pre 66–55 miliona godina)

Sa pojavom paleocena, prazna planeta počinje se polako oporavljati od posledica katastrofe. Prvi koji je uspio u ovoj biljci. Nakon samo nekoliko stotina hiljada godina, značajan dio zemaljskog kopna prekriven je neprobojnim džunglama i močvarama, guste šume zahrđale su čak i u polarnim predjelima Zemlje. Životinje koje su preživjele masovno izumiranje vrsta i dalje su malene, pametno su manevrirale između krošnji drveća i penjale se po granama. Najveće životinje planete u to doba bile su ptice. U džunglama Europe i Sjeverne Amerike, na primjer, lovio je žestoki grabežljivac Gastornis dostigavši ​​visinu od 2,2 metra.

Izumiranje nevijačkih dinosaura omogućilo je sisarima da se šire širom planete i zauzmu nove ekološke niše. Na kraju paleocena (prije otprilike 55 milijuna godina) njihova se raznolikost naglo povećala. Na Zemlji su se pojavili preci mnogih modernih grupa životinja - kopitari, slonovi, glodavci, primati, šišmiši (na primjer, šišmiši), kitovi, sirene. Malo po malo, sisari počinju osvajati globus.

Eocensko doba (pre 55-34 miliona godina)

Na početku eocena, značajan dio kopna i dalje je bio pokriven neprobojnom džunglom. Klima je ostala topla i vlažna. Primitivni sisari (sićušni konjski propaleoterijum, leptidi itd.) Trčali su i skakali po šumskom leglu. Hodinacija je živjela na drveću (jedan od najstarijih primata), a ambulocet je živio u Aziji - primitivni kitov koji je mogao hodati kopnom.

Prije otprilike 43 milijuna godina, klima na Zemlji postala je hladnija i suhja. Na značajnom dijelu planete gusta džungla ustupila je oskudne šume i prašnjave ravnice. Život na otvorenim prostorima doprinio je rastu sisara.

Azija je postala rodno mjesto gigantskih brontoterarija (na primjer, emboloterija) i masivnih mesoždera (na primjer endruschera, koji dosežu u duljinu od 5,5 metara). U toplim morima plivali su primitivni kitovi (na primjer, basilosaurus i dorudon), a na obali Afrike živio je meririum i bizarna arsinomerija.

Prije otprilike 36 milijuna godina, Antarktik smješten na južnom polu počeo je smrzavati, njegova površina je bila polako prekrivena ogromnim ledenim plohama. Klima na planeti je postala hladnija, a vodostaj u oceanima je pao. U različitim dijelovima svijeta sezonski ritam kiše drastično se promijenio. Mnoge se životinje nisu mogle prilagoditi tim promjenama i nakon samo nekoliko miliona godina otpada oko petine svih živih bića na Zemlji.

Doba oligocena (prije 34-24 miliona godina)

Na početku oligocena, klima na planeti je bila suva i hladna, što je doprinijelo stvaranju otvorenih ravnica, polupustova i grmlja. Kao rezultat klimatskih promjena na kraju eocena, mnoge su drevne sisavske porodice izumrle. Njihovo mjesto zauzele su nove vrste životinja, uključujući izravne pretke nekih modernih sisara - nosoroga, konja, svinja, deva i zečeva.

Divovski vegetarijanci i dalje se pojavljuju među sisarima (Paraceratheriumna primjer, nisu bili inferiorni u veličini nekim dinosaurusima - mogli su doseći 5 metara visine i težiti do 17 tona) i grabežljivcima (kao što su entelodon i hyenodon).

Kao rezultat kontinuiranog razilaženja kontinenata, Južna Amerika i Australija potpuno su izolirane od ostatka svijeta. Vremenom se na tim „ostrvskim“ kontinentima formirala jedinstvena fauna, koju su predstavljali grbavi sisari i druge vanjske životinje.

Prije otprilike 25 miliona godina u Aziji nastale su prve obalne ravnice prekrivene žitaricama - stepe. Od tada, žitarice, koje su nekada bile beznačajan element zemaljskih pejzaža, u mnogim dijelovima svijeta se postepeno pretvaraju u dominantan tip vegetacije, koji je napokon pokrio peti dio kopnene površine.

Neogeni period

Neogene - geološki period, drugo razdoblje kenozoika. Neogeno razdoblje je započelo prije otprilike 25 milijuna godina, a završilo je prije samo 2 milijuna godina. Trajanje neogena je 23 miliona godina. Sisari svladavaju more i zrak - pojavljuju se kitovi i slepi miševi. Placental se gura na periferiju preostalih sisara. Fauna ovog razdoblja sve je više slična modernoj. Ali razlike i dalje postoje - još uvijek postoje mastodonti, hipparioni, sabljasti tigrovi. Velike ptice bez leta igraju veliku ulogu, posebno u izoliranim ostrvskim ekosustavima.

Ere miocena (prije 24-5 miliona godina)

Izmjena sušnih i kišnih sezona dovela je do toga da je u miocenu značajan dio kopna bio prekriven bezgraničnim stepeima. Budući da su žitarice i drugo bilje slabo probavljeni, biljojedi sisari su formirali nove vrste zuba i probavni se aparat promijenio, omogućujući im da iz ovog lako dostupnog izvora hrane izvuku maksimalno hranjive sastojke.

Stepe su postale rodno mjesto bikova, jelena i konja. Mnoge su te životinje držale u krdima i lutale od mjesta do mjesta nakon kiše. A nakon stada biljojeda, grabežljivci su im slijedili za petama.

Ostali su sisari radije otimali lišće drveća i grmlja. Neki od njih (na primjer, dinoterijum i halikoterij) dostigli su vrlo velike veličine.

U miocenu su formirani mnogi planinski sistemi - Alpe, Himalaje, Andi i Stijene. Neki su se pokazali toliko visokima da su promijenili prirodu cirkulacije zraka u atmosferi i počeli igrati važnu ulogu u formiranju klime.

Pliocenska era (prije 5-2,6 miliona godina)

U pliocenu je klima Zemlje postala još raznovrsnija. Planeta je podijeljena u brojne klimatske regije - od teritorija prekrivenih polarnim ledom do vrućih tropa.

U žitnim stepama svakog kontinenta pojavile su se sve više novih vrsta biljojeda i grabežljivaca koji ih love. U istočnim i južnim dijelovima Afrike guste šume ustupile su mjesto otvorenim savanama, koje su prisilile prve hominide (na primjer, Afar Australopithecus) da se spuste s drveća i stočne hrane na tlu.

Prije otprilike 2,5 milijuna godina, južnoamerički kontinent, koji je oko 30 miliona godina bio izoliran od ostatka svijeta, sudario se sa Sjevernom Amerikom. Smilodoni i drugi grabežljivci infiltrirali su se na teritoriju moderne Argentine sa sjevera, a divovske dedike, fororacosa i drugi predstavnici faune Južne Amerike preselili su se u Sjevernu Ameriku. To premještanje životinja zvalo se Velika razmjena. Na kraju pliocena je izumrla morska megafauna (sisari, morske ptice, kornjače i morske pse) - 36% pliocenskih rodova nije moglo preživjeti u pleistocenu. Stope izumiranja bile su tri puta veće od prosječne kenozojske norme (2,2 puta veće nego u miocenu, 60% veće nego u pleistocenu).

Antropogeni (kvarterni) period

Ovo je najkraće geološko razdoblje, ali upravo je u četvrti došlo do formiranja većine suvremenih oblika tla i dogodili su se mnogi značajni događaji u historiji Zemlje (sa stanovišta čovjeka), od kojih su najvažniji bili ledeno doba i izgled čovjeka. Trajanje kvartarnog razdoblja toliko je kratko da su se uobičajene paleontološke metode relativnog i izotopskog određivanja dobi pokazale nedovoljno preciznim i osjetljivim. U tako kratkom vremenskom intervalu prvenstveno se koriste radiokarbonska analiza i druge metode koje se temelje na raspadu kratkotrajnih izotopa. Specifičnost kvartarskog razdoblja u usporedbi s drugim geološkim periodima oživjela je posebnu granu geologije - kvartar.

Kvaterna je podijeljena na pleistocen i holocen.

Doba pleistocena (prije 2,6 miliona godina - prije 11,7 hiljada godina)

Na početku pleistocena počelo je dugo ledeno doba na zemlji. Preko dva miliona godina, na planeti su se na planeti više puta izmjenjivala vrlo hladna i relativno topla razdoblja. U hladnim rasponima, koji su trajali oko 40 hiljada godina, kontinenti su bili okupirani ledenjacima. U intervalima s toplijom klimom (međuprostorima) led se povlačio, a vodostaj u morima porastao.

1250-700 hiljada litara Za vrijeme prijelaza srednjeg pleistocena, oblik cirkulacije vode naglo se promijenio u Beringovom moru, budući da je Beringski tjesnac bio blokiran ledenom plohom, a hladna voda koja se formirala u Beringovom moru zbog topljenja leda bila je blokirana u Tihom okeanu.

Mnoge životinje hladnijih dijelova planete (na primjer mamut i vunasti nosorog) imaju gust sloj i debeli sloj potkožne masti. Na ravnicama se ispale stada jelena i konja koje su lovili pećinski lavovi i drugi grabežljivci. I prije otprilike 180 hiljada godina ljudi su počeli loviti na njih - prvo neandertalski čovjek, a potom razumna osoba.

Međutim, mnoge se velike životinje nisu mogle prilagoditi oštrim fluktuacijama klime i izumrle su. Prije otprilike 10 tisuća godina, ledeno doba je završilo, a klima na Zemlji postala je toplija i vlažnija. To je doprinijelo brzom porastu ljudske populacije i doseljavanju ljudi širom svijeta. Naučili su da obrađuju zemlju i uzgajaju kultivirane biljke. U početku su rasle male poljoprivredne zajednice, pojavili su se gradovi, a samo nekoliko milenijuma kasnije čovječanstvo se pretvorilo u svjetsko društvo koristeći sva dostignuća visoke tehnologije. No, mnoge vrste životinja s kojima su ljudi od davnina dijelili planetu, bili su na rubu izumiranja. Zato naučnici često kažu da je krivnjom čovjeka na Zemlji izbio novo masovno izumiranje vrsta.

Holocensko doba (pre 11,7 hiljada godina - modernost)

Život životinja i biljaka neznatno se mijenjao tokom holocena, ali postoje velika kretanja u njihovoj distribuciji. Mnoge krupne životinje, uključujući mamute i mastodonte, sabljaste mačke (poput smilodona i homoterija) i džinovske grickalice, počele su umirati od kasnog pleistocena do ranog holocena. U Severnoj Americi su mnoge životinje koje su cvjetale u drugim dijelovima (uključujući konje i deve) izumrle. Neki učenjaci objašnjavaju pad američke megafaune preseljenjem predaka američkih Indijanaca, ali većina njih tvrdi da su klimatske promene imale veći uticaj.