زندگی انسان بر روی زمین چگونه آغاز شد؟ زندگی بر روی زمین چگونه آغاز شد؟ زندگی روی زمین می توانست به لطف خاک رس بوجود بیاید

منشا حیات روی زمین یکی از دشوارترین و در عین حال مرتبط ترین و جالب ترین پرسش های علوم طبیعی مدرن است.

زمین احتمالا 4.5-5 میلیارد سال پیش از یک ابر غول پیکر تشکیل شده است غبار کیهانی. که ذرات آن به صورت یک توپ داغ فشرده شدند. بخار آب از آن به اتمسفر آزاد شد و آب از اتمسفر به مدت میلیون ها سال به صورت باران به زمینی که به آرامی سرد می شد، فرود آمد. یک اقیانوس ماقبل تاریخ در فرورفتگی های سطح زمین شکل گرفته است. حیات اولیه تقریباً 3.8 میلیارد سال پیش در آن به وجود آمد.

پیدایش حیات بر روی زمین

خود سیاره چگونه به وجود آمد و دریاها چگونه روی آن ظاهر شدند؟ یک نظریه کاملاً پذیرفته شده در این مورد وجود دارد. بر اساس آن، زمین از ابرهای غبار کیهانی حاوی تمام عناصر شیمیایی شناخته شده در طبیعت تشکیل شده است که به صورت یک توپ فشرده شده اند. بخار آب داغ از سطح این توپ داغ خارج شده و آن را در پوشش ابری ممتد می پوشاند.بخار آب موجود در ابرها به آرامی سرد شده و به آب تبدیل می شود که به صورت باران های فراوان پیوسته بر روی هنوز داغ و سوزان می بارید. زمین. در سطح خود دوباره به بخار آب تبدیل شد و به جو بازگشت. در طی میلیون ها سال، زمین به تدریج گرمای زیادی را از دست داد که سطح مایع آن با سرد شدن شروع به سخت شدن کرد. اینگونه بود که پوسته زمین تشکیل شد.

میلیون ها سال گذشت و دمای سطح زمین حتی بیشتر کاهش یافت. تبخیر آب طوفان متوقف شد و شروع به سرازیر شدن به گودال های عظیم کرد. بنابراین تأثیر آب بر روی آغاز شد سطح زمین. و سپس به دلیل کاهش دما، سیل واقعی رخ داد. آبی که قبلاً در جو تبخیر شده و به جزء آن تبدیل شده بود، پیوسته به زمین می‌بارید، با رعد و برق و رعد و برق، باران‌های قدرتمندی از ابرها می‌بارید.

کم کم آب در عمیق ترین فرورفتگی های سطح زمین انباشته شد که دیگر فرصتی برای تبخیر کامل نداشت. آنقدر زیاد بود که به تدریج یک اقیانوس ماقبل تاریخ روی این سیاره شکل گرفت. رعد و برق آسمان را فراگرفت. اما هیچ کس این را ندید. هنوز هیچ حیاتی روی زمین وجود نداشت. باران مداوم شروع به فرسایش کوه ها کرد. آب از آنها در نهرهای پر سر و صدا و رودخانه های طوفانی جاری می شد. برای میلیون ها سال آب جاری می شودسطح زمین را عمیقاً فرسایش داده و در برخی نقاط دره هایی پدیدار شد. محتوای آب در جو کاهش یافت و بیشتر و بیشتر در سطح سیاره تجمع یافت.

پوشش ابر پیوسته نازک تر شد تا اینکه یک روز خوب اولین پرتو خورشید زمین را لمس کرد. بارندگی مداوم متوقف شده است. بیشتر زمین را اقیانوس ماقبل تاریخ پوشانده بود. آب از لایه های بالایی آن شسته شد مقدار زیادیمواد معدنی و املاح محلول وارد دریا شدند. آب حاصل از آن به طور مداوم تبخیر می شد و ابرها را تشکیل می داد و نمک ها ته نشین می شدند و به مرور زمان شور شدن تدریجی آب دریا رخ می داد. ظاهراً در شرایطی که در زمان های قدیم وجود داشته، موادی به وجود آمده است که از آنها اشکال کریستالی خاصی به وجود آمده است. آنها مانند همه بلورها رشد کردند و بلورهای جدیدی را پدید آوردند که مواد بیشتری به خود اضافه کردند.

نور خورشید و احتمالاً تخلیه های الکتریکی بسیار قوی به عنوان منبع انرژی در این فرآیند عمل می کند. شاید اولین ساکنان زمین - پروکاریوت ها، موجودات بدون هسته تشکیل شده، شبیه به باکتری های مدرن - از چنین عناصری پدید آمدند. آنها بی هوازی بودند، یعنی از اکسیژن آزاد برای تنفس استفاده نمی کردند که هنوز در جو وجود نداشت. منبع غذا برای آنها ترکیبات آلی بود که در نتیجه قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش خورشید، تخلیه رعد و برق و گرمای تولید شده در طول فوران های آتشفشانی در زمین بی جان به وجود آمد.

پس از آن حیات در یک لایه باکتریایی نازک در کف مخازن و در مکان‌های مرطوب وجود داشت. این دوره از توسعه زندگی Archean نامیده می شود. از باکتری ها، و شاید به روشی کاملاً مستقل، موجودات تک سلولی کوچک به وجود آمدند - کهن ترین تک یاخته ها.

زمین بدوی چه شکلی بود؟

بیایید سریع به 4 میلیارد سال پیش برویم. جو حاوی اکسیژن آزاد نیست، فقط در اکسیدها یافت می شود. تقریباً هیچ صدایی جز سوت باد، صدای خش خش آب فوران با گدازه و برخورد شهاب سنگ ها به سطح زمین وجود ندارد. نه گیاه، نه حیوان، نه باکتری. شاید زمانی که حیات روی آن ظاهر شد، کره زمین به این شکل بود؟ اگرچه این مشکل از دیرباز مورد توجه بسیاری از محققان بوده است، نظرات آنها در این مورد بسیار متفاوت است. سنگ ها می توانستند شرایط روی زمین را در آن زمان نشان دهند، اما مدت ها پیش در نتیجه فرآیندها و حرکات زمین شناسی از بین رفتند. پوسته زمین.

نظریه های منشا حیات در زمین

در این مقاله به طور خلاصه در مورد چندین فرضیه برای منشأ حیات صحبت خواهیم کرد که بازتاب ایده های علمی مدرن است. به گفته استنلی میلر، کارشناس مشهور در زمینه منشاء حیات، می توان در مورد منشاء حیات و آغاز تکامل آن از لحظه ای صحبت کرد که مولکول های آلی به صورت خودسازماندهی به ساختارهایی تبدیل شدند که قادر به بازتولید خود بودند. . اما این سؤالات دیگری را ایجاد می کند: چگونه این مولکول ها به وجود آمدند. چرا آنها می توانند خود را بازتولید کنند و در ساختارهایی که باعث پیدایش موجودات زنده شده است جمع شوند. چه شرایطی برای این مورد نیاز است؟

نظریه های مختلفی در مورد منشاء حیات روی زمین وجود دارد. به عنوان مثال، یکی از فرضیه های قدیمی می گوید که از فضا به زمین آورده شده است، اما هیچ مدرک قطعی در این مورد وجود ندارد. علاوه بر این، زندگی ای که ما می دانیم به طرز شگفت انگیزی با وجود دقیقاً در آن سازگار شده است شرایط زمینیبنابراین، اگر در خارج از زمین پدید آمده باشد، در سیاره ای از نوع زمین بوده است. اکثر دانشمندان مدرن بر این باورند که حیات بر روی زمین، در دریاهای آن سرچشمه گرفته است.

نظریه بیوژنز

در توسعه آموزه های مربوط به منشاء حیات، نظریه بیوژنز - منشاء موجودات زنده فقط از موجودات زنده - جایگاه قابل توجهی را اشغال می کند. اما بسیاری آن را غیرقابل دفاع می دانند، زیرا اساساً موجود زنده را در تقابل با موجودات بی جان قرار می دهد و ایده ابدیت زندگی را تأیید می کند که توسط علم رد شده است. Abiogenesis - ایده منشأ موجودات زنده از موجودات غیر زنده - فرضیه اصلی نظریه مدرنمنشا زندگی در سال 1924، بیوشیمیدان معروف A.I. Oparin پیشنهاد کرد که با تخلیه الکتریکی قوی در جو زمین، که 4-4.5 میلیارد سال پیش از آمونیاک، متان، دی اکسید کربنو بخار آب، ساده ترین ترکیبات آلی لازم برای پیدایش حیات می تواند بوجود آید. پیش بینی آکادمیک اوپارین به حقیقت پیوست. در سال 1955، محقق آمریکایی اس. میلر، با عبور بارهای الکتریکی از مخلوطی از گازها و بخارات، ساده ترین را به دست آورد. اسید چرب، اوره، اسیدهای استیک و فرمیک و چندین اسید آمینه. بنابراین، در اواسط قرن بیستم، سنتز بیوژنیک پروتئین مانند و سایر مواد آلی به طور تجربی در شرایطی انجام شد که شرایط زمین اولیه را بازتولید می کرد.

تئوری پان اسپرمی

تئوری پان اسپرمی انتقال پذیری است ترکیبات آلی، هاگ های میکروارگانیسم ها از یک جسم کیهانی به جسم دیگر. اما به هیچ وجه به این سوال پاسخ نمی دهد: زندگی چگونه در جهان بوجود آمده است؟ نیاز به اثبات پیدایش حیات در آن نقطه از کیهان وجود دارد که سن آن طبق نظریه بیگ بنگ به 12-14 میلیارد سال محدود شده است. قبل از این زمان حتی وجود نداشت ذرات بنیادی. و اگر هسته و الکترون وجود نداشته باشد، وجود ندارد مواد شیمیایی. سپس در عرض چند دقیقه پروتون ها، نوترون ها، الکترون ها ظاهر شدند و ماده وارد مسیر تکامل شد.

برای اثبات این نظریه، از مشاهده های متعدد بشقاب پرنده ها، نقاشی های صخره ای از اشیاء شبیه موشک و فضانوردان، و گزارش هایی از برخورد ادعایی با بیگانگان استفاده می شود. هنگام مطالعه مواد شهاب سنگ ها و دنباله دارها، بسیاری از "پیش سازهای حیات" در آنها کشف شد - موادی مانند سیانوژن ها، اسید هیدروسیانیک و ترکیبات آلی، که ممکن است نقش "دانه هایی" را ایفا کرده باشند که بر روی زمین لخت افتاده اند.

حامیان این فرضیه برندگان جایزه بودند جایزه نوبل F. Crick، L. Orgel. F. Crick بر دو مدرک غیرمستقیم استوار بود: جهانی بودن کد ژنتیکی: نیاز به متابولیسم طبیعی همه موجودات زنده مولیبدن، که اکنون در این سیاره بسیار نادر است.

منشا حیات روی زمین بدون شهاب سنگ ها و دنباله دارها غیرممکن است

محققی از دانشگاه فناوری تگزاس، پس از تجزیه و تحلیل حجم عظیمی از اطلاعات جمع آوری شده، نظریه ای در مورد چگونگی شکل گیری حیات بر روی زمین ارائه کرد. دانشمند مطمئن است که ظهور اشکال اولیه است ساده ترین زندگیدر سیاره ما بدون مشارکت دنباله‌دارها و شهاب‌سنگ‌هایی که روی آن افتادند غیرممکن بود. این محقق کار خود را در صد و بیست و پنجمین نشست سالانه انجمن زمین شناسی آمریکا که در 31 اکتبر در دنور، کلرادو برگزار شد، به اشتراک گذاشت.

نویسنده این اثر استاد علوم زمین در دانشگاه تگزاس است دانشگاه فنی(TTU) و متصدی موزه دیرینه شناسی در دانشگاه، سانکار چاترجی گفت که پس از تجزیه و تحلیل اطلاعات مربوط به دوران اولیه به این نتیجه رسیده است. تاریخ زمین شناسیسیاره ما و مقایسه این داده ها با نظریه های مختلف تکامل شیمیایی.

این کارشناس معتقد است که این رویکرد امکان توضیح یکی از پنهان ترین و ناقص ترین دوره های تاریخ سیاره ما را فراهم می کند. به گفته بسیاری از زمین شناسان، بخش عمده ای از "بمباران فضایی" که در آن ستاره های دنباله دار و شهاب سنگ ها شرکت داشتند، حدود 4 میلیارد سال پیش رخ داده است. چاترجی معتقد است که اولین زندگی روی زمین در دهانه های به جا مانده از سقوط شهاب سنگ ها و دنباله دارها شکل گرفته است. و به احتمال زیاد این اتفاق در دوره "بمباران سنگین اواخر" (3.8-4.1 میلیارد سال پیش) رخ داد، زمانی که برخورد اجرام فضایی کوچک با سیاره ما به شدت افزایش یافت. در آن زمان چندین هزار مورد سقوط دنباله دار وجود داشت. جالب اینجاست که این نظریه به طور غیرمستقیم توسط مدل Nice پشتیبانی می شود. بر اساس آن، تعداد واقعی دنباله‌دارها و شهاب‌سنگ‌هایی که در آن زمان باید به زمین می‌افتند، با تعداد واقعی دهانه‌های روی ماه مطابقت دارد که به نوبه خود نوعی سپر برای سیاره ما بود و اجازه بمباران بی‌پایان را نمی‌داد. برای از بین بردن آن

برخی از دانشمندان نتیجه این بمباران را استعمار حیات در اقیانوس های زمین می دانند. با این حال، چندین مطالعه در مورد این موضوع نشان می دهد که سیاره ما دارای ذخایر آبی بیش از آنچه باید است. و این مازاد به دنباله‌دارهایی نسبت داده می‌شود که از ابر اورت به ما آمده‌اند، که ظاهراً در یک قرار دارد. سال روشناز ما.

چاترجی اشاره می کند که دهانه های ایجاد شده توسط این برخوردها با آب ذوب شده از خود دنباله دارها و همچنین بلوک های شیمیایی لازم برای تشکیل موجودات ساده پر شده است. در عین حال ، این دانشمند معتقد است که مکان هایی که زندگی حتی پس از چنین بمبارانی در آنها ظاهر نشد به سادگی برای این کار نامناسب بودند.

زمانی که زمین در حدود 4.5 میلیارد سال پیش شکل گرفت، برای موجودات زنده کاملاً نامناسب بود که روی آن ظاهر شوند. مجله آنلاین AstroBiology به نقل از این دانشمند می نویسد: این یک دیگ در حال جوش واقعی از آتشفشان ها، گازهای داغ سمی و شهاب سنگ هایی بود که دائماً روی آن سقوط می کردند.

"و پس از یک میلیارد سال، این سیاره به یک سیاره آرام و صلح آمیز تبدیل شد، سرشار از ذخایر عظیم آب، که در آن نمایندگان مختلفی از حیات میکروبی - اجداد همه موجودات زنده زندگی می کردند."

زندگی روی زمین می توانست به لطف خاک رس بوجود بیاید

گروهی از دانشمندان به سرپرستی دان لو از دانشگاه کرنل به این فرضیه رسیدند که خاک رس معمولی می تواند به عنوان یک متمرکز کننده برای مولکول های زیستی باستانی عمل کند.

در ابتدا، محققان با مشکل منشأ حیات نگران نبودند - آنها به دنبال راهی برای افزایش کارایی سیستم های سنتز پروتئین بدون سلول بودند. به جای اینکه به DNA و پروتئین های پشتیبان آن اجازه دهند آزادانه در مخلوط واکنش شناور شوند، دانشمندان سعی کردند آنها را به ذرات هیدروژل وارد کنند. این هیدروژل، مانند یک اسفنج، مخلوط واکنش را جذب کرد، مولکول های لازم را جذب کرد و در نتیجه، تمام اجزای لازم در حجم کمی قفل شدند - مشابه آنچه در یک سلول اتفاق می افتد.

سپس نویسندگان مطالعه سعی کردند از خاک رس به عنوان یک جایگزین هیدروژل ارزان قیمت استفاده کنند. معلوم شد که ذرات خاک رس شبیه ذرات هیدروژل هستند و به نوعی ریزراکتور برای برهمکنش مولکول‌های زیستی تبدیل می‌شوند.

پس از دریافت چنین نتایجی، دانشمندان نتوانستند مشکل منشأ حیات را به یاد بیاورند. ذرات خاک رس، با توانایی خود در جذب مولکول های زیستی، در واقع می توانند به عنوان اولین بیوراکتور برای اولین زیست مولکول ها، قبل از اینکه غشاها را بدست آورند، عمل کنند. این فرضیه همچنین با این واقعیت تأیید می شود که شسته شدن سیلیکات ها و سایر مواد معدنی از سنگ ها برای تشکیل خاک رس آغاز شد، طبق تخمین های زمین شناسی، درست قبل از آن، به گفته زیست شناسان، قدیمی ترین مولکول های زیستی شروع به متحد شدن در پروتوسل ها کردند.

در آب، یا به طور دقیق تر در یک محلول، اتفاق کمی می تواند بیفتد، زیرا فرآیندهای یک محلول کاملاً بی نظم هستند و همه ترکیبات بسیار ناپایدار هستند. خاک رس علم مدرن- به طور دقیق تر، سطح ذرات معدنی خاک رس - به عنوان ماتریکسی در نظر گرفته می شود که پلیمرهای اولیه روی آن تشکیل می شوند. اما این نیز تنها یکی از چندین فرضیه است که هر کدام نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. اما برای شبیه سازی مبدأ زندگی در مقیاس کامل، واقعاً باید خدا باشید. اگرچه امروزه در غرب مقالاتی با عناوین "ساخت سلول" یا "مدل سازی سلولی" ظاهر می شود. به عنوان مثال، یکی از آخرین برندگان جایزه نوبلجیمز شوستاک اکنون فعالانه در تلاش است تا مدل های سلولی کارآمدی را ایجاد کند که خود به خود تکثیر می شوند و نوع خود را بازتولید می کنند.

این سؤال که چه زمانی حیات بر روی زمین ظاهر شد، نه تنها دانشمندان، بلکه همه مردم را نیز نگران کرده است. پاسخ به آن

تقریبا همه ادیان اگرچه هنوز پاسخ علمی دقیقی برای این سوال وجود ندارد، اما برخی از حقایق به ما اجازه می دهند تا فرضیه های کم و بیش معقولی را مطرح کنیم. محققان یک نمونه سنگ را در گرینلند پیدا کردند

با یک پاشش کوچک کربن سن نمونه بیش از 3.8 میلیارد سال است. منبع کربن به احتمال زیاد نوعی بوده است مواد آلی- در چنین زمانی ساختار خود را کاملاً از دست داد. دانشمندان بر این باورند که این توده کربن ممکن است قدیمی ترین اثر حیات روی زمین باشد.

زمین بدوی چه شکلی بود؟

بیایید سریع به 4 میلیارد سال پیش برویم. جو حاوی اکسیژن آزاد نیست، فقط در اکسیدها یافت می شود. تقریباً هیچ صدایی جز سوت باد، صدای خش خش آب فوران با گدازه و برخورد شهاب سنگ ها به سطح زمین وجود ندارد. نه گیاه، نه حیوان، نه باکتری. شاید زمانی که حیات روی آن ظاهر شد، کره زمین به این شکل بود؟ اگرچه این مشکل از دیرباز مورد توجه بسیاری از محققان بوده است، نظرات آنها در این مورد بسیار متفاوت است. سنگ‌ها می‌توانستند شرایط روی زمین را در آن زمان نشان دهند، اما مدت‌ها پیش در نتیجه فرآیندهای زمین‌شناسی و حرکت‌های پوسته زمین از بین رفتند.

بر اساس یک فرضیه، زندگی در یک تکه یخ آغاز شد. اگرچه بسیاری از دانشمندان معتقدند که دی اکسید کربن موجود در اتمسفر شرایط گلخانه ای را حفظ می کند، برخی دیگر معتقدند که زمستان بر روی زمین حکمفرما بوده است. در دماهای پایین، تمام ترکیبات شیمیایی پایدارتر هستند و بنابراین می توانند در مقادیر بیشتری نسبت به دماهای بالا تجمع کنند. تکه های شهاب سنگ که از فضا آورده شده، انتشارات از دریچه های گرمابی و واکنش های شیمیاییکه در جریان تخلیه های الکتریکی در جو رخ می دهد، منابع آمونیاک و ترکیبات آلی مانند فرمالدئید و سیانید بودند. با ورود به آب اقیانوس جهانی، همراه با آن یخ زدند. در ستون یخ، مولکول های مواد آلی به هم نزدیک شدند و وارد فعل و انفعالاتی شدند که منجر به تشکیل گلیسین و سایر اسیدهای آمینه شد. اقیانوس پوشیده از یخ بود که ترکیبات تازه تشکیل شده را از تخریب توسط اشعه ماوراء بنفش محافظت می کرد. برای مثال، اگر یک شهاب سنگ عظیم بر روی سیاره سقوط کند، این دنیای یخی می تواند ذوب شود (شکل 1).

چارلز داروین و معاصرانش بر این باور بودند که زندگی می تواند در یک توده آب به وجود آمده باشد. بسیاری از دانشمندان هنوز به این دیدگاه پایبند هستند. در یک مخزن بسته و نسبتاً کوچک، مواد آلی که توسط آبهای جاری به آن وارد می شود، می توانند به مقدار لازم تجمع کنند. سپس این ترکیبات بیشتر بر روی سطوح داخلی مواد معدنی لایه‌ای متمرکز شدند که می‌توانست واکنش‌ها را کاتالیز کند. به عنوان مثال، دو مولکول فسفالدئید که روی سطح یک ماده معدنی به هم رسیدند، با یکدیگر واکنش نشان دادند تا یک مولکول کربوهیدرات فسفریله شده، پیش‌ساز احتمالی اسید ریبونوکلئیک را تشکیل دهند (شکل 2).

یا شاید زندگی در مناطق فعالیت آتشفشانی به وجود آمده است؟ زمین بلافاصله پس از شکل گیری، توپی از ماگما بود که آتش تنفس می کرد. در طول فوران های آتشفشانی و با گازهای آزاد شده از ماگمای مذاب، مواد شیمیایی مختلف لازم برای سنتز به سطح زمین منتقل شدند. مولکول های آلی. بله، مولکول ها مونوکسید کربنهنگامی که بر روی سطح کانی پیریت که دارای خواص کاتالیزوری است، می توانند با ترکیباتی که دارای گروه های متیل هستند واکنش دهند و اسید استیک را تشکیل دهند که سپس ترکیبات آلی دیگر از آن سنتز شدند (شکل 3).

برای اولین بار، مولکول های آلی - اسیدهای آمینه - را به دست آورید شرایط آزمایشگاهیدانشمند آمریکایی استنلی میلر در سال 1952 موفق به شبیه سازی آنهایی شد که در زمین بدوی بودند. سپس این آزمایشات به یک حس تبدیل شد و نویسنده آنها شهرت جهانی به دست آورد. او در حال حاضر به انجام تحقیقات در زمینه شیمی پری بیوتیک (قبل از زندگی) در دانشگاه کالیفرنیا ادامه می دهد. نصبی که اولین آزمایش بر روی آن انجام شد، سیستمی از فلاسک ها بود که در یکی از آنها می توان یک تخلیه الکتریکی قدرتمند با ولتاژ 100000 ولت به دست آورد.

میلر این فلاسک را با گازهای طبیعی - متان، هیدروژن و آمونیاک که در جو زمین اولیه وجود داشت پر کرد. فلاسک زیر حاوی مقدار کمی آب بود که اقیانوس را شبیه سازی می کرد. تخلیه الکتریکیقدرت آن نزدیک به رعد و برق بود و میلر انتظار داشت که تحت تأثیر آن ترکیبات شیمیایی تشکیل شود که وقتی وارد آب می شوند با یکدیگر واکنش می دهند و مولکول های پیچیده تری را تشکیل می دهند.

نتیجه فراتر از همه انتظارات بود. میلر پس از خاموش کردن نصب در عصر و بازگشت صبح روز بعد، متوجه شد که آب داخل فلاسک رنگ زرد به خود گرفته است. آنچه پدیدار شد سوپی از اسیدهای آمینه، بلوک های سازنده پروتئین ها بود. بنابراین، این آزمایش نشان داد که چگونه به راحتی می توان مواد اولیه حیات را تشکیل داد. تنها چیزی که نیاز بود مخلوطی از گازها، یک اقیانوس کوچک و کمی رعد و برق بود.

دانشمندان دیگر تمایل دارند بر این باورند که جو باستانی زمین با جوی که میلر مدلسازی کرده بود متفاوت بوده و به احتمال زیاد از دی اکسید کربن و نیتروژن تشکیل شده است. شیمیدانان با استفاده از این مخلوط گاز و مجموعه آزمایشی میلر سعی کردند ترکیبات آلی تولید کنند. با این حال، غلظت آنها در آب به اندازه ای ناچیز بود که اگر یک قطره رنگ خوراکی در یک استخر شنا حل شود. به طور طبیعی، تصور اینکه چگونه زندگی در چنین محلول رقیق ایجاد می شود دشوار است.

اگر واقعاً سهم فرآیندهای زمینی در ایجاد ذخایر مواد آلی اولیه بسیار ناچیز بود، پس از کجا آمده است؟ شاید از فضا؟ سیارک ها، دنباله دارها، شهاب سنگ ها و حتی ذرات غبار بین سیاره ای می توانند حامل ترکیبات آلی از جمله اسیدهای آمینه باشند. این اجرام فرازمینی می توانند مقادیر کافی از ترکیبات آلی را برای منشا حیات برای ورود به اقیانوس اولیه یا حجم کوچکی از آب فراهم کنند.

توالی و فاصله زمانی رویدادها، که از شکل گیری ماده آلی اولیه شروع می شود و با ظهور حیات به این شکل ختم می شود، باقی می ماند و احتمالاً برای همیشه به عنوان یک راز باقی خواهد ماند که بسیاری از محققان را نگران می کند و همچنین این سؤال که چیست. در واقع آن را زندگی در نظر بگیرید.

در حال حاضر تعاریف علمی متعددی از زندگی وجود دارد، اما همه آنها دقیق نیستند. برخی از آنها به قدری پهن هستند که اجسام بی جان مانند آتش یا کریستال های معدنی زیر آنها می افتند. برخی دیگر بیش از حد باریک هستند و به گفته آنها قاطرهایی که فرزندانی به دنیا نمی آورند زنده شناخته نمی شوند.

یکی از موفق‌ترین‌ها زندگی را خودپایدار تعریف می‌کند سیستم شیمیایی، قادر به رفتار مطابق با قوانین تکامل داروینی است. این بدان معناست که اولاً گروهی از افراد زنده باید فرزندانی شبیه به خود بیاورند که خصوصیات والدین خود را به ارث ببرند. ثانیاً، نسل‌های فرزندان باید پیامدهای جهش‌ها را نشان دهند - تغییرات ژنتیکی که توسط نسل‌های بعدی به ارث می‌رسد و باعث تنوع جمعیت می‌شود. و ثالثاً لازم است یک سیستم انتخاب طبیعی عمل کند که در نتیجه برخی از افراد نسبت به دیگران برتری پیدا کرده و در شرایط تغییر یافته زنده بمانند و فرزندانی تولید کنند.

چه عناصری از سیستم برای داشتن ویژگی های یک موجود زنده ضروری بود؟ عدد بزرگبیوشیمی دانان و زیست شناسان مولکولی معتقدند که مولکول های RNA دارای خواص لازم هستند. RNA - اسیدهای ریبونوکلئیک - مولکولهای خاصی هستند. برخی از آنها می توانند تکثیر شوند، جهش پیدا کنند، بنابراین اطلاعات را منتقل می کنند، و بنابراین، می توانند در انتخاب طبیعی شرکت کنند. درست است، آنها خودشان قادر به کاتالیز کردن فرآیند همانندسازی نیستند، اگرچه دانشمندان امیدوارند در آینده نزدیک یک قطعه RNA با چنین عملکردی پیدا شود. سایر مولکول‌های RNA در "خواندن" اطلاعات ژنتیکی و انتقال آن به ریبوزوم‌ها، جایی که سنتز مولکول‌های پروتئین رخ می‌دهد، که نوع سوم مولکول‌های RNA در آن شرکت می‌کنند، نقش دارند.

بنابراین، ابتدایی ترین سیستم زنده را می توان با تکثیر مولکول های RNA، دستخوش جهش و قرار گرفتن در معرض انتخاب طبیعی نشان داد. در جریان تکامل، بر اساس RNA، مولکول‌های DNA تخصصی - نگهبانان اطلاعات ژنتیکی - و مولکول‌های پروتئینی کمتر تخصصی به وجود آمدند که کارکردهای کاتالیزور را برای سنتز همه مولکول‌های بیولوژیکی در حال حاضر شناخته‌شده به عهده گرفتند.

در برهه‌ای از زمان، یک «سیستم زنده» از DNA، RNA و پروتئین در داخل کیسه‌ای که توسط غشای لیپیدی تشکیل شده بود، پناه گرفت و این ساختار، که بیشتر از تأثیرات خارجی محافظت می‌شد، به عنوان نمونه اولیه از اولین سلول‌هایی بود که به وجود آمدند. به سه شاخه اصلی زندگی که در دنیای مدرن توسط باکتری ها، باستانی ها و یوکاریوت ها نشان داده شده است. در مورد تاریخ و توالی ظهور چنین سلول های اولیه، این یک راز باقی مانده است. علاوه بر این، طبق برآوردهای احتمالی ساده، زمان کافی برای انتقال تکاملی از مولکول های آلی به اولین موجودات وجود ندارد - اولین ساده ترین موجودات خیلی ناگهانی ظاهر شدند.

برای سال‌های متمادی، دانشمندان بر این باور بودند که بعید بود که حیات در دوره‌ای که زمین دائماً در معرض برخورد با ستاره‌های دنباله‌دار و شهاب‌سنگ‌های بزرگ بود، ظهور و توسعه یافته باشد، دوره‌ای که تقریباً 3.8 میلیارد سال پیش به پایان رسید. با این حال، اخیراً آثاری از ساختارهای سلولی پیچیده با قدمت حداقل 3.86 میلیارد سال در قدیمی‌ترین سنگ‌های رسوبی روی زمین که در جنوب غربی گرینلند یافت شده‌اند، کشف شده است. این بدان معناست که اولین اشکال حیات می توانست میلیون ها سال قبل از توقف بمباران سیاره ما توسط اجرام بزرگ کیهانی بوجود آمده باشد. اما پس از آن یک سناریوی کاملا متفاوت ممکن است (شکل 4).

اجسام فضایی که به زمین می‌افتند می‌توانند نقش اصلی در پیدایش حیات در سیاره ما داشته باشند، زیرا به گفته تعدادی از محققان، سلول‌هایی شبیه باکتری‌ها می‌توانستند در سیاره دیگری به وجود آمده و سپس همراه با سیارک‌ها به زمین برسند. یکی از شواهدی که از نظریه منشأ حیات فرازمینی حمایت می کند در داخل شهاب سنگی به شکل سیب زمینی به نام ALH84001 یافت شد. این شهاب سنگ در ابتدا تکه ای از پوسته مریخ بود که پس از برخورد یک سیارک عظیم با سطح مریخ که حدود 16 میلیون سال پیش اتفاق افتاد، در اثر انفجاری به فضا پرتاب شد. و 13 هزار سال پیش، پس از یک سفر طولانی در منظومه شمسی، این قطعه سنگ مریخ به شکل یک شهاب سنگ در قطب جنوب فرود آمد، جایی که اخیراً کشف شد. مطالعه دقیق این شهاب‌سنگ ساختارهای میله‌ای شبیه باکتری‌های فسیل‌شده درون آن را نشان داد که منجر به بحث‌های علمی داغ درباره احتمال وجود حیات در اعماق پوسته مریخ شد. این اختلافات تا سال 2005 که اداره ملی هوانوردی آمریکا بود، حل نخواهد شد تحقیقات فضاییایالات متحده برنامه ای را برای پرواز یک فضاپیمای بین سیاره ای به مریخ برای نمونه برداری از پوسته مریخ و تحویل نمونه ها به زمین اجرا خواهد کرد. و اگر دانشمندان موفق شوند ثابت کنند که زمانی میکروارگانیسم‌ها در مریخ زندگی می‌کرده‌اند، می‌توانیم با اطمینان بیشتری در مورد منشاء فرازمینی حیات و امکان آوردن حیات از فضای بیرونی صحبت کنیم (شکل 5).

برنج. 5. منشا ما از میکروب هاست.

ما از اشکال زندگی باستانی چه چیزی به ارث برده ایم؟ مقایسه موجودات تک سلولی با سلول های انسانی شباهت های زیادی را نشان می دهد.

1. تولید مثل جنسی
دو سلول تولید مثل جلبک تخصصی - گامت - جفت می شوند تا سلولی را تشکیل دهند که حامل مواد ژنتیکی از هر دو والدین است. این به طرز قابل توجهی یادآور لقاح تخمک انسان توسط اسپرم است.

2. مژه ها
مژک های نازک روی سطح یک پارامسیوم تک سلولی مانند پاروهای کوچک تاب می خورد و حرکت آن را در جستجوی غذا فراهم می کند. مژک های مشابه مجرای تنفسی انسان را می پوشانند، مخاط ترشح می کنند و ذرات خارجی را به دام می اندازند.

3. گرفتن سلول های دیگر
آمیب غذا را جذب می‌کند و آن را با شبه‌پایه‌ای احاطه می‌کند که از امتداد و طویل شدن بخشی از سلول تشکیل می‌شود. در بدن حیوان یا انسان، سلول های خونی آمیبوئید به طور مشابه کاذب خود را گسترش می دهند تا باکتری های خطرناک را ببلعد. این فرآیند فاگوسیتوز نامیده می شود.

4. میتوکندری
اولین سلول‌های یوکاریوتی زمانی به وجود آمدند که آمیب سلول‌های پروکاریوتی باکتری‌های هوازی را که به میتوکندری تبدیل شدند، گرفت. و اگرچه باکتری ها و میتوکندری های یک سلول (لوزالمعده) خیلی شبیه نیستند، اما آنها یک وظیفه دارند - تولید انرژی از طریق اکسیداسیون غذا.

5. تاژک
تاژک بلند اسپرم انسان به آن اجازه می دهد با سرعت بالا حرکت کند. باکتری ها و یوکاریوت های ساده نیز تاژک هایی با ساختار داخلی مشابه دارند. این شامل یک جفت میکروتوبول است که توسط 9 لوله دیگر احاطه شده است.

تکامل حیات روی زمین: از ساده به پیچیده

در حال حاضر و احتمالاً در آینده، علم قادر نخواهد بود به این سؤال پاسخ دهد که اولین موجودی که روی زمین ظاهر شد - اجدادی که سه شاخه اصلی درخت زندگی از آن سرچشمه گرفته است، چگونه بود. یکی از شاخه ها یوکاریوت ها هستند که سلول های آنها دارای هسته تشکیل شده حاوی مواد ژنتیکی و اندامک های تخصصی هستند: میتوکندری های تولید کننده انرژی، واکوئل ها و غیره. ارگانیسم های یوکاریوتی شامل جلبک ها، قارچ ها، گیاهان، حیوانات و انسان ها هستند.

شاخه دوم باکتری ها هستند - موجودات تک سلولی پروکاریوتی (پیش هسته ای) که هسته و اندامک های مشخصی ندارند. و در نهایت، شاخه سوم، موجودات تک سلولی به نام آرکیا یا آرکی باکتری ها هستند که سلول های آنها ساختاری مشابه پروکاریوت ها دارند، اما ساختار شیمیایی کاملاً متفاوتی از لیپیدها دارند.

بسیاری از آرکی باکتری ها می توانند در شرایط محیطی بسیار نامطلوب زنده بمانند. برخی از آنها گرما دوست هستند و فقط در چشمه های آب گرم با دمای 90 درجه سانتیگراد یا حتی بالاتر زندگی می کنند، جایی که سایر موجودات به سادگی می میرند. این موجودات تک سلولی که در چنین شرایطی احساس خوبی دارند، مواد حاوی آهن و گوگرد و همچنین تعدادی از ترکیبات شیمیایی، برای سایر اشکال حیات سمی است. به گفته دانشمندان، باستان‌باکتری‌های گرمادوست یافت شده موجودات بسیار بدوی و از نظر تکاملی، خویشاوندان نزدیک قدیمی‌ترین اشکال حیات روی زمین هستند.

جالب است که نمایندگان مدرن هر سه شاخه زندگی، که بیشتر شبیه به اجداد خود هستند، هنوز در مکان هایی با درجه حرارت بالا زندگی می کنند. بر این اساس، برخی از دانشمندان تمایل دارند بر این باورند که به احتمال زیاد، زندگی در حدود 4 میلیارد سال پیش در کف اقیانوس در نزدیکی چشمه های آب گرم به وجود آمده است و جریان های غنی از فلزات و مواد پرانرژی را فوران می کند. این ترکیبات در تعامل با یکدیگر و با آب اقیانوس عقیم آن زمان، وارد طیف گسترده ای از واکنش های شیمیایی شدند، این ترکیبات باعث ایجاد مولکول های اساسی جدید شدند. بنابراین، برای ده ها میلیون سال، بزرگترین غذا - زندگی - در این "آشپزخانه شیمیایی" تهیه می شد. و حدود 4.5 میلیارد سال پیش، موجودات تک سلولی روی زمین ظاهر شدند که وجود تنهایی آنها در سراسر دوره پرکامبرین ادامه داشت.

انفجار تکاملی که باعث پیدایش موجودات چند سلولی شد بسیار دیرتر، کمی بیش از نیم میلیارد سال پیش رخ داد. اگرچه میکروارگانیسم ها آنقدر کوچک هستند که یک قطره آب می تواند حاوی میلیاردها باشد، اما مقیاس کار آنها بسیار زیاد است.

اعتقاد بر این است که در ابتدا اکسیژن آزاد در جو زمین و اقیانوس ها وجود نداشت و در این شرایط فقط میکروارگانیسم های بی هوازی زندگی می کردند و رشد می کردند. گام ویژه ای در تکامل موجودات زنده، ظهور باکتری های فتوسنتزی بود که با استفاده از انرژی نور، دی اکسید کربن را به ترکیبات کربوهیدراتی تبدیل کردند که به عنوان غذا برای سایر میکروارگانیسم ها عمل می کرد. اگر اولین فتوسنتزی‌ها متان یا سولفید هیدروژن تولید می‌کردند، جهش‌هایی که زمانی ظاهر می‌شدند شروع به تولید اکسیژن در طول فتوسنتز کردند. همانطور که اکسیژن در جو و آب انباشته می شود، باکتری های بی هوازی که برای آنها مخرب است، سوله های بدون اکسیژن را اشغال کردند.

فسیل‌های باستانی کشف شده در استرالیا با قدمت 3.46 میلیارد سال، ساختارهایی را نشان داده‌اند که گمان می‌رود بقایای سیانوباکتری‌ها، اولین میکروارگانیسم‌های فتوسنتزی باشند. تسلط قبلی میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی و سیانوباکتری‌ها توسط استروماتولیت‌های موجود در آب‌های کم‌عمق ساحلی توده‌های آب نمک آلوده نشان داده می‌شود. شکل آنها شبیه تخته سنگ های بزرگ است و نشان دهنده یک جامعه جالب از میکروارگانیسم های ساکن در سنگ های آهکی یا دولومیت است که در نتیجه فعالیت زندگی آنها شکل گرفته است. در عمق چند سانتی‌متری سطح، استروماتولیت‌ها با میکروارگانیسم‌ها اشباع می‌شوند: سیانوباکتری‌های فتوسنتزی که در بالاترین لایه اکسیژن تولید می‌کنند. باکتری‌های عمیق‌تری یافت می‌شوند که تا حدودی نسبت به اکسیژن متحمل هستند و به نور نیاز ندارند. در لایه زیرین باکتری هایی وجود دارد که فقط در غیاب اکسیژن می توانند زندگی کنند. این میکروارگانیسم‌ها که در لایه‌های مختلف قرار دارند، سیستمی را تشکیل می‌دهند که با روابط پیچیده بین آنها، از جمله روابط غذایی، متحد شده است. در پشت فیلم میکروبی سنگی وجود دارد که در نتیجه برهمکنش بقایای میکروارگانیسم های مرده با کربنات کلسیم محلول در آب ایجاد شده است. دانشمندان بر این باورند که زمانی که هیچ قاره ای در زمین اولیه وجود نداشت و تنها مجمع الجزایری از آتشفشان ها از سطح اقیانوس بلند می شدند، آب های کم عمق مملو از استروماتولیت ها بودند.

در نتیجه فعالیت سیانوباکتری های فتوسنتزی، اکسیژن در اقیانوس ظاهر شد و تقریباً 1 میلیارد سال پس از آن، شروع به تجمع در جو کرد. ابتدا اکسیژن به دست آمده با آهن حل شده در آب برهمکنش کرد که منجر به ظهور اکسیدهای آهن شد که به تدریج در پایین رسوب کردند. بنابراین، طی میلیون ها سال، با مشارکت میکروارگانیسم ها، ذخایر عظیم سنگ آهن به وجود آمد که امروزه فولاد از آن ذوب می شود.

سپس، هنگامی که بخش عمده ای از آهن موجود در اقیانوس ها اکسید شد و دیگر قادر به اتصال اکسیژن نبود، به شکل گازی به جو فرار کرد.

پس از اینکه سیانوباکتری های فتوسنتزی یک منبع مشخص از مواد آلی غنی از انرژی را از دی اکسید کربن ایجاد کردند و غنی شدند. اتمسفر زمیناکسیژن، باکتری های جدیدی به وجود آمد - هوازی، که فقط در حضور اکسیژن می توانند وجود داشته باشند. آنها برای اکسیداسیون (احتراق) ترکیبات آلی به اکسیژن نیاز دارند و بخش قابل توجهی از انرژی حاصله به شکل بیولوژیکی در دسترس - آدنوزین تری فسفات (ATP) تبدیل می شود. این فرآیند از نظر انرژی بسیار مطلوب است: باکتری های بی هوازی، هنگام تجزیه یک مولکول گلوکز، تنها 2 گلوکز دریافت می کنند. مولکول های ATPو باکتری های هوازی که از اکسیژن استفاده می کنند دارای 36 مولکول ATP هستند.

با ظهور اکسیژن کافی برای یک سبک زندگی هوازی، سلول های یوکاریوتی نیز شروع به کار کردند، که برخلاف باکتری ها دارای هسته و اندامک هایی مانند میتوکندری، لیزوزوم ها و در جلبک ها و گیاهان عالی - کلروپلاست ها هستند که در آن واکنش های فتوسنتزی انجام می شود. یک فرضیه جالب و مستدل در مورد پیدایش و توسعه یوکاریوت ها وجود دارد که تقریباً 30 سال پیش توسط محقق آمریکایی ال. مارگولیس بیان شده است. بر اساس این فرضیه، میتوکندری هایی که به عنوان کارخانه های انرژی در سلول یوکاریوتی عمل می کنند، باکتری های هوازی هستند و کلروپلاست های سلول های گیاهی که فتوسنتز در آنها اتفاق می افتد، سیانوباکتری هستند که احتمالاً حدود 2 میلیارد سال پیش توسط آمیب های اولیه جذب شده اند. در نتیجه فعل و انفعالات متقابل سودمند، باکتری های جذب شده به همزیستی داخلی تبدیل شدند و یک سیستم پایدار با سلولی که آنها را جذب می کرد - یک سلول یوکاریوتی - تشکیل دادند.

مطالعات بقایای فسیلی موجودات موجود در سنگ‌ها در سنین مختلف زمین‌شناسی نشان داده است که برای صدها میلیون سال پس از پیدایش، اشکال حیات یوکاریوتی توسط موجودات تک سلولی کروی میکروسکوپی مانند مخمر نمایش داده می‌شد و تکامل تکاملی آنها با سرعت بسیار پایینی پیش می‌رفت. سرعت اما کمی بیش از 1 میلیارد سال پیش، بسیاری از گونه های جدید یوکاریوت ها ظهور کردند که جهشی چشمگیر در تکامل حیات را نشان دادند.

اول از همه، این به دلیل ظهور تولید مثل جنسی بود. و اگر باکتری ها و یوکاریوت های تک سلولی با تولید نسخه های ژنتیکی یکسان از خود و بدون نیاز به شریک جنسی تکثیر شوند، تولید مثل جنسی در موجودات یوکاریوتی بسیار سازمان یافته به شرح زیر اتفاق می افتد. دو سلول جنسی هاپلوئید از والدین که دارای یک مجموعه کروموزوم هستند، با هم ترکیب می شوند و یک زیگوت را تشکیل می دهند که دارای مجموعه ای دوگانه از کروموزوم ها با ژن های هر دو شریک است، که فرصت هایی را برای ترکیب ژن های جدید ایجاد می کند. پیدایش تولید مثل جنسی منجر به پیدایش موجودات جدیدی شد که وارد عرصه تکامل شدند.

سه چهارم از کل وجود حیات روی زمین منحصراً توسط میکروارگانیسم ها نشان داده می شد تا اینکه یک جهش کیفی در تکامل رخ داد که منجر به ظهور موجودات بسیار سازمان یافته از جمله انسان شد. بیایید نقاط عطف اصلی در تاریخ حیات روی زمین را در یک خط نزولی دنبال کنیم.

1.2 میلیارد سال پیش انفجاری از تکامل رخ داد که ناشی از ظهور تولید مثل جنسی بود و با ظهور اشکال زندگی بسیار سازمان یافته - گیاهان و حیوانات مشخص شد.

شکل گیری تغییرات جدید در ژنوتیپ مخلوط که در طی تولید مثل جنسی به وجود می آید خود را به شکل تنوع زیستی اشکال جدید زندگی نشان داد.

2 میلیارد سال پیش، سلول های یوکاریوتی پیچیده زمانی ظاهر شدند که موجودات تک سلولی ساختار خود را با جذب سایر سلول های پروکاریوتی پیچیده کردند. برخی از آنها - باکتری های هوازی - به میتوکندری - ایستگاه های انرژی برای تنفس اکسیژن تبدیل شدند. برخی دیگر - باکتری های فتوسنتزی - شروع به فتوسنتز در داخل سلول میزبان کردند و به کلروپلاست در جلبک ها و سلول های گیاهی تبدیل شدند. سلول‌های یوکاریوتی که دارای این اندامک‌ها و یک هسته کاملاً متمایز حاوی مواد ژنتیکی هستند، همه اشکال پیچیده زندگی مدرن را تشکیل می‌دهند - از قالب گرفته تا انسان.

3.9 میلیارد سال پیش، موجودات تک سلولی ظاهر شدند که احتمالاً شبیه باکتری‌ها و باستان‌باکتری‌های امروزی بودند. سلول‌های پروکاریوتی قدیمی و مدرن ساختار نسبتاً ساده‌ای دارند: آنها هسته تشکیل‌شده و اندامک‌های تخصصی ندارند، سیتوپلاسم ژله‌مانند آنها حاوی ماکرومولکول‌های DNA - حامل‌های اطلاعات ژنتیکی، و ریبوزوم‌هایی است که سنتز پروتئین روی آنها اتفاق می‌افتد، و انرژی تولید می‌شود. غشای سیتوپلاسمی اطراف سلول

4 میلیارد سال پیش، RNA به طور مرموزی پدیدار شد. این احتمال وجود دارد که از مولکول های آلی ساده تری که در زمین اولیه ظاهر شده اند تشکیل شده باشد. اعتقاد بر این است که مولکول های RNA باستانی عملکرد حامل اطلاعات ژنتیکی و کاتالیزورهای پروتئینی را داشتند، آنها قادر به تکثیر (خود تکراری)، جهش یافته بودند و در معرض انتخاب طبیعی بودند. در سلول های مدرن، RNA این ویژگی ها را ندارد یا ندارد، اما به عنوان واسطه ای در انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبوزوم ها که در آن سنتز پروتئین اتفاق می افتد، نقش بسیار مهمی ایفا می کند.

A.L. پروخوروف
بر اساس مقاله ای از ریچارد موناسترسکی
در مجله نشنال جئوگرافیک، 1998 شماره 3

فرضیه ای در مورد معرفی احتمالی باکتری ها، میکروب ها و سایر موجودات کوچک از طریق معرفی وجود دارد. اجرام آسمانی. موجودات زنده رشد کردند و در نتیجه دگرگونی های طولانی مدت، زندگی به تدریج روی زمین ظاهر شد. این فرضیه موجوداتی را در نظر می گیرد که می توانند حتی در محیط های بدون اکسیژن و در دمای غیرعادی بالا یا پایین عمل کنند.

این به دلیل وجود باکتری های مهاجر بر روی سیارک ها و شهاب سنگ ها است که قطعاتی از برخورد سیارات یا اجرام دیگر هستند. به دلیل وجود یک پوسته بیرونی مقاوم در برابر سایش و همچنین توانایی کند کردن تمام فرآیندهای زندگی (گاهی اوقات تبدیل به هاگ)، این نوع حیات قادر به حرکت برای مدت طولانی و در فواصل بسیار طولانی است.

«مسافران بین کهکشانی» زمانی که خود را در شرایط مهمان‌نوازتر می‌بینند، عملکردهای اساسی حمایت از زندگی را فعال می‌کنند. و بدون اینکه متوجه شوند، به مرور زمان زندگی روی زمین را تشکیل می دهند.

زیستن از غیر زنده

واقعیت وجود مواد مصنوعی و آلی امروزه غیرقابل انکار است. علاوه بر این، در قرن نوزدهم، دانشمند آلمانی فردریش ولر، یک ماده آلی (اوره) را از یک ماده معدنی (سیانات آمونیوم) سنتز کرد. سپس هیدروکربن ها سنتز شدند. بنابراین، حیات در سیاره زمین به احتمال زیاد از طریق سنتز مواد معدنی به وجود آمده است. از طریق زیست‌زایی، نظریه‌های منشأ حیات مطرح می‌شوند.

از آنجایی که نقش اصلی در ساختار هر ارگانیسم آلی توسط اسیدهای آمینه ایفا می شود. منطقی است که آنها را در استقرار حیات روی زمین فرض کنیم. بر اساس داده های به دست آمده از آزمایش استنلی میلر و هارولد اوری (تشکیل اسیدهای آمینه، حذف شارژ الکتریکیاز طریق گازها)، می توان در مورد امکان تشکیل اسیدهای آمینه صحبت کرد. به هر حال، آمینو اسیدها بلوک های سازنده ای هستند که با آن ها می سازیم سیستم های پیچیدهارگانیسم و هر حیاتی به ترتیب.

فرضیه کیهان شناسی

احتمالاً محبوب ترین تفسیر از همه، که هر دانش آموز می داند. نظریه بیگ بنگ یک موضوع بسیار داغ برای بحث های داغ بوده و هست. انفجار بزرگ از یک نقطه انباشته انرژی اتفاق افتاد که در نتیجه آزاد شدن آن، جهان به طور قابل توجهی منبسط شد. اجسام کیهانی شکل گرفتند. نظریه بیگ بنگ علیرغم همه قوامش، شکل گیری خود کیهان را توضیح نمی دهد. همانطور که در واقع هیچ فرضیه موجود نمی تواند توضیح دهد.

همزیستی اندامک های موجودات هسته ای

این نسخه از منشاء حیات روی زمین، اندوسیمبیوز نیز نامیده می شود. مفاد واضح این سیستم توسط گیاه شناس و جانورشناس روسی K.S. Merezhkovsky تهیه شده است. ماهیت این مفهوم همزیستی سودمند متقابل یک اندامک با یک سلول است. که به نوبه خود اندوسیمبیوز را به عنوان یک همزیستی مفید برای هر دو طرف با تشکیل سلول های یوکاریوتی (سلول هایی که در آنها هسته وجود دارد) پیشنهاد می کند. سپس با استفاده از انتقال اطلاعات ژنتیکی بین باکتری ها، رشد و افزایش جمعیت آنها انجام شد. بر اساس این نسخه، تمام توسعه بیشتر زندگی و اشکال زندگی به دلیل اجداد قبلی گونه های مدرن است.

نسل خود به خود

این نوع اظهارات در قرن نوزدهم را نمی‌توان بدون ذره‌ای تردید درک کرد. ظهور ناگهانی گونه ها، یعنی تشکیل حیات از موجودات غیر زنده، برای مردم آن زمان فوق العاده به نظر می رسید. علاوه بر این، هتروژنز (روش تولید مثل، که در نتیجه آن افرادی به دنیا می آیند که بسیار متفاوت از والدین خود هستند) به عنوان یک توضیح معقول از زندگی شناخته شد. یک مثال سادهتشکیل یک سیستم پیچیده قابل دوام از مواد در حال تجزیه خواهد بود.

به عنوان مثال، در همان مصر، هیروگلیف های مصری از پیدایش حیات متنوع از آب، ماسه، بقایای گیاهان در حال تجزیه و پوسیدگی خبر می دهند. این خبر اصلاً باعث تعجب فیلسوفان یونان باستان نمی شد. در آنجا اعتقاد به منشأ حیات از موجودات غیر زنده به عنوان واقعیتی تلقی شد که نیاز به توجیه نداشت. فیلسوف بزرگ یونانی ارسطو در مورد حقیقت مرئی گفت: "شته ها از غذای فاسد تشکیل می شوند، کروکودیل نتیجه فرآیندهای پوسیده کنده ها در زیر آب است." مرموز است، اما با وجود انواع آزار و شکنجه کلیسا، این عقیده که در آغوش رازداری پنهان شده بود، برای یک قرن تمام زنده ماند.

بحث در مورد حیات روی زمین نمی تواند برای همیشه ادامه یابد. به همین دلیل است که در پایان قرن نوزدهم، میکروبیولوژیست و شیمیدان فرانسوی لوئی پاستور تجزیه و تحلیل های خود را انجام داد. تحقیقات او کاملاً علمی بود. این آزمایش در سال های 1860-1862 انجام شد. به لطف حذف هاگ ها از حالت خواب آلود، پاستور توانست سوال نسل خود به خودی زندگی را حل کند. (که به خاطر آن جایزه آکادمی علوم فرانسه به او اعطا شد)

ایجاد اشیا از خاک رس معمولی

دیوانه به نظر می رسد، اما در واقعیت این موضوع حق حیات دارد. بیهوده نیست که دانشمند تحقیقاتی اسکاتلندی A.J. Cairns-Smith نظریه پروتئینی حیات را مطرح کرد. او با استواری بر مطالعات مشابه، از تعاملات در این زمینه صحبت کرد سطح مولکولیبین اجزای آلی و خاک رس ساده... با یافتن خود تحت تأثیر آن، اجزاء سیستم های پایداری را تشکیل دادند که در آن تغییراتی در ساختار هر دو جزء رخ داد و سپس یک زندگی ثروتمند شکل گرفت. اینگونه بود که کرنز اسمیت موقعیت خود را به گونه ای منحصر به فرد و بدیع توضیح داد. کریستال های خاک رس، با اجزاء بیولوژیکی در آن، باعث زندگی مشترک شدند و پس از آن "همکاری" آنها پایان یافت.

تئوری فجایع دائمی

طبق مفهومی که توسط ژرژ کوویر ایجاد شده است، جهانی که در حال حاضر قابل مشاهده است اصلاً اولیه نیست. آنچه هست فقط حلقه دیگری در زنجیره ای است که پی در پی قطع می شود. این بدان معناست که ما در جهانی زندگی می کنیم که در نهایت در معرض انقراض دسته جمعی حیات قرار خواهد گرفت. در عین حال، همه چیز روی زمین در معرض تخریب جهانی قرار نگرفت (مثلاً سیل رخ داد). برخی از گونه ها در طول سازگاری خود زنده ماندند و در نتیجه زمین را پر کردند. ساختار گونه ها و زندگی، به گفته ژرژ کوویر، بدون تغییر باقی مانده است.

ماده به عنوان یک واقعیت عینی

موضوع اصلی آموزش حوزه ها و حوزه های مختلفی است که از دیدگاه تکامل به درک تکامل نزدیک می شود. علوم دقیق. (ماتریالیسم یک جهان بینی در فلسفه است که همه شرایط علت و معلولی، پدیده ها و عوامل واقعیت را آشکار می کند. قوانین در مورد انسان، جامعه و زمین اعمال می شود). این نظریه توسط طرفداران معروف ماتریالیسم مطرح شد که معتقدند حیات روی زمین از دگرگونی‌هایی در سطح شیمی سرچشمه می‌گیرد. علاوه بر این، آنها تقریباً 4 میلیارد سال پیش رخ دادند. توضیح حیات ارتباط مستقیمی با DNA، (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید)، RNA (اسید ریبونوکلئیک)، و همچنین برخی HMC ها (ترکیبات با وزن مولکولی بالا، در این مورد پروتئین ها) دارد.

مفهوم از طریق شکل گرفت تحقیق علمی، نشان دهنده ماهیت زیست شناسی مولکولی و ژنتیکی، ژنتیک است. منابع به خصوص با توجه به جوانی آنها معتبر هستند. از این گذشته، تحقیق در مورد فرضیه جهان RNA در پایان قرن بیستم آغاز شد. کارل ریچارد ووز سهم بزرگی در این نظریه داشت.

آموزه های چارلز داروین

وقتی در مورد منشاء گونه ها صحبت می کنیم، نمی توان از شخص واقعاً درخشانی مانند چارلز داروین نام برد. کار زندگی او - انتخاب طبیعی، آغاز جنبش های توده ای خداناباورانه بود. از سوی دیگر، نیرویی بی‌سابقه به علم داد، خاکی تمام نشدنی برای تحقیق و آزمایش. ماهیت آموزش، بقای گونه ها در طول تاریخ، از طریق سازگاری موجودات با شرایط محلی، شکل گیری ویژگی های جدید است که در شرایط رقابتی کمک می کند.

تکامل به فرآیندهای خاصی اشاره دارد که با هدف تغییر زندگی یک موجود زنده و خود ارگانیسم در طول زمان انجام می شود. منظور از صفات ارثی، انتقال اطلاعات رفتاری، ژنتیکی یا انواع دیگر (انتقال از مادر به دختر) است.

نیروهای اصلی تکامل، به گفته داروین، مبارزه برای حق وجود از طریق انتخاب و تنوع گونه ها است. تحت تأثیر ایده های داروینی، در آغاز قرن بیستم، تحقیقات به طور فعال در اکولوژی و همچنین ژنتیک انجام شد. آموزش جانورشناسی به طور اساسی تغییر کرد.

خلقت خدا

بسیاری از مردم از سراسر جهان هنوز به خدا ایمان دارند. آفرینش گرایی تفسیری از شکل گیری حیات بر روی زمین است. این تفسیر شامل سیستمی از اظهارات مبتنی بر کتاب مقدس است و زندگی را به عنوان موجودی می بیند که توسط خدای خالق خلق شده است. داده ها از "عهد عتیق"، "انجیل" و سایر متون مقدس گرفته شده است.

تفاسیر ایجاد حیات در ادیان مختلف تا حدودی مشابه است. طبق کتاب مقدس، زمین در هفت روز خلق شد. خلقت آسمان و نورهای بهشتی و آب و مانند آن پنج روز طول کشید. در روز ششم خداوند آدم را از گل آفرید. خدا با دیدن مردی خسته و تنها تصمیم گرفت معجزه دیگری خلق کند. با گرفتن دنده آدم، حوا را آفرید. روز هفتم به عنوان روز تعطیل شناخته شد.

آدم و حوا بدون دردسر زندگی کردند تا اینکه شیطان بدخواه به شکل مار تصمیم گرفت حوا را وسوسه کند. بالاخره در وسط بهشت درخت معرفت خیر و شر ایستاده بود. مادر اول از آدم دعوت کرد تا غذا را به اشتراک بگذارد و در نتیجه قول خود را شکست. به خدا داده شده است(از دست زدن به میوه های حرام نهی کرد.)

اولین مردم به دنیای ما اخراج می شوند و بدین ترتیب تاریخ تمام بشریت و زندگی روی زمین آغاز می شود.

زندگی در سیاره ما حدود نیم میلیارد سال پس از پیدایش زمین، یعنی حدود 4 میلیارد سال پیش ظاهر شد: در آن زمان بود که اولین جد مشترک همه موجودات زنده به وجود آمد. این یک سلول بود که کد ژنتیکی آن شامل چند صد ژن بود. این سلول همه چیز لازم برای زندگی و پیشرفتهای بعدی: مکانیسم های مسئول سنتز پروتئین، تولید مثل اطلاعات ارثیو تولید اسید ریبونوکلئیک (RNA) که وظیفه کدگذاری داده های ژنتیکی را نیز بر عهده دارد.

دانشمندان فهمیدند که اولین جد مشترک همه موجودات زنده از سوپ به اصطلاح اولیه - اسیدهای آمینه که از ترکیبات آب با عناصر شیمیایی که مخازن زمین جوان را پر می کردند - به وجود آمده است.

امکان تشکیل اسیدهای آمینه از مخلوط عناصر شیمیاییدر نتیجه آزمایش Miller-Urey، که Gazeta.Ru چندین سال پیش در مورد آن نوشت، ثابت شد. استنلی میلر در طول این آزمایش شرایط جوی زمین را حدود 4 میلیارد سال پیش در لوله های آزمایش شبیه سازی کرد و آنها را با مخلوطی از گازها - متان، آمونیاک، کربن و مونوکسید کربن - پر کرد و آب اضافه کرد و از لوله های آزمایش عبور کرد. برق، که قرار بود اثر تخلیه های رعد و برق را ایجاد کند.

در نتیجه برهمکنش مواد شیمیایی، میلر پنج اسید آمینه را در لوله های آزمایش به دست آورد - بلوک های ساختمانی اساسی همه پروتئین ها.

نیم قرن بعد، در سال 2008، محققان محتویات لوله های آزمایش را که میلر دست نخورده نگه داشته بود، دوباره تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که در واقع مخلوط محصولات حاوی 5 اسید آمینه نیست، بلکه 22 اسید آمینه دارد، فقط نویسنده این آزمایش چندین دهه پیش نتوانست آنها را شناسایی کند.

پس از این، دانشمندان با این سوال مواجه شدند که کدام یک از سه مولکول اساسی موجود در همه موجودات زنده (DNA، RNA یا پروتئین ها) قدم بعدی در شکل گیری حیات است. پیچیدگی این موضوع در این است که فرآیند تشکیل هر یک از سه مولکول به دو مولکول دیگر بستگی دارد و در غیاب آن نمی توان انجام داد.

بنابراین، دانشمندان یا باید امکان تشکیل دو دسته مولکول را به طور همزمان در نتیجه ترکیب تصادفی موفق آمینو اسیدها تشخیص می دادند، یا توافق می کردند که ساختار روابط پیچیده آنها به طور خود به خود، پس از ظهور هر سه طبقه، شکل گرفته است. .

این مشکل در دهه 1980 حل شد، زمانی که توماس چک و سیدنی آلتمن توانایی RNA را برای وجود کاملاً مستقل کشف کردند و به عنوان یک شتاب دهنده واکنش های شیمیایی و سنتز RNA های جدید مشابه خود عمل می کند. این کشف منجر به "فرضیه جهان RNA" شد که اولین بار توسط میکروبیولوژیست کارل ووز در سال 1968 ارائه شد و سرانجام توسط والتر گیلبرت، بیوشیمیدان برنده جایزه نوبل در سال 1986 فرموله شد. ماهیت این نظریه این است که اساس زندگی به عنوان مولکول های اسید ریبونوکلئیک شناخته می شود که در فرآیند تولید مثل خود می توانند جهش ها را جمع کنند. این جهش ها در نهایت منجر به توانایی اسید ریبونوکلئیک برای ایجاد پروتئین شد. ترکیبات پروتئینی کاتالیزورهای کارآمدتری نسبت به RNA هستند، به همین دلیل است که جهش هایی که آنها را ایجاد کرده اند از طریق فرآیند انتخاب طبیعی ثابت شده اند.

در همان زمان، "مخزن" اطلاعات ژنتیکی - DNA - تشکیل شد. اسیدهای ریبونوکلئیک به عنوان یک واسطه بین DNA و پروتئین ها حفظ شده اند و عملکردهای مختلفی را انجام می دهند:

آنها اطلاعات مربوط به توالی اسیدهای آمینه در پروتئین ها را ذخیره می کنند، اسیدهای آمینه را به مکان های سنتز پیوندهای پپتیدی منتقل می کنند و در تنظیم درجه فعالیت ژن های خاص شرکت می کنند.

بر این لحظهدانشمندان شواهد روشنی مبنی بر امکان سنتز RNA در نتیجه ترکیبات تصادفی اسیدهای آمینه ندارند، اگرچه تأیید قطعی این نظریه وجود دارد: به عنوان مثال، در سال 1975، دانشمندان مانفرد سامپر و رودیگر لوس نشان دادند که تحت شرایط خاصی RNA می تواند به طور خود به خودی باشد. در مخلوطی که فقط حاوی نوکلئوتیدها و رپلیکاز است، بوجود می آیند و در سال 2009، محققان دانشگاه منچستر ثابت کردند که یوریدین و سیتیدین - اجزای اسید ریبونوکلئیک - می توانند تحت شرایط سنتز شوند. زمین اولیه. با این حال، برخی از محققان به انتقاد از "فرضیه جهان RNA" به دلیل احتمال بسیار کم ظهور خود به خود اسید ریبونوکلئیک با خواص کاتالیزوری ادامه می دهند.

دانشمندان ریچارد ولفندن و چارلز کارتر از دانشگاه کارولینای شمالی نسخه خود را از شکل گیری حیات از "مواد ساختمانی" اولیه ارائه کردند. آنها بر این باورند که اسیدهای آمینه، که از مجموعه ای از عناصر شیمیایی موجود بر روی زمین تشکیل شده اند، مبنایی برای تشکیل اسیدهای ریبونوکلئیک نیستند، بلکه سایر اسیدهای دیگر هستند. مواد ساده- آنزیم های پروتئینی که ظهور RNA را ممکن می کند. محققان نتایج کار خود را در مجله منتشر کردند PNAS .

ریچارد ولفندن تحلیل کرد مشخصات فیزیکی 20 اسید آمینه و به این نتیجه رسیدند که اسیدهای آمینه می توانند به طور مستقل فرآیند تشکیل ساختار یک پروتئین کامل را تضمین کنند. این پروتئین ها به نوبه خود آنزیم هایی بودند - مولکول هایی که واکنش های شیمیایی را در بدن سرعت می بخشند. چارلز کارتر کار همکارش را ادامه داد و با استفاده از مثالی از آنزیمی به نام aminoacyl-tRNA synthetase نشان داد که ارزش عالیکه آنزیم ها می توانند در توسعه بیشتر پایه های زندگی نقش داشته باشند: اینها

مولکول های پروتئین قادر به شناسایی اسیدهای ریبونوکلئیک حمل و نقل، اطمینان از مطابقت آنها با بخش های کد ژنتیکی هستند و در نتیجه انتقال صحیح اطلاعات ژنتیکی به نسل های بعدی را سازماندهی می کنند.

به گفته نویسندگان این مطالعه، آنها توانستند "حلقه مفقوده" را پیدا کنند، که یک مرحله میانی بین تشکیل اسیدهای آمینه از عناصر شیمیایی اولیه و تا شدن اسیدهای ریبونوکلئیک پیچیده از آنها بود. فرآیند تشکیل مولکول های پروتئین در مقایسه با تشکیل RNA بسیار ساده است و امکان سنجی آن توسط Wolfenden با مطالعه 20 اسید آمینه به اثبات رسیده است.

یافته‌های دانشمندان همچنین پاسخی به سؤال دیگری می‌دهد که مدت‌هاست محققان را نگران کرده است، و آن اینکه «تقسیم کار» چه زمانی بین پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک، که شامل DNA و RNA است، رخ داد. اگر نظریه ولفندن و کارتر درست باشد، می توان با اطمینان گفت: پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک وظایف اصلی خود را در طلوع زندگی، یعنی حدود 4 میلیارد سال پیش، بین خود "تقسیم" کردند.

علم هنوز نمی تواند حتی به طور تقریبی بگوید، حتی با خطای میلیون ها سال. آنچه مسلم است این است ماده زندهدر طول صدها میلیون سال از زندگی زمین بسته به شرایط محیطی و شرایط وجود موجودات تغییر کرده است.

توسعه موجودات گیاهی و جانوری

مقایسه کردن موجودات گیاهی و جانوری، تفاوت های عمیقی را می توان در آنها یافت. اگر حرکت کنیم از فرم های بالاتراین تفاوت‌ها به تدریج از بین می‌رود، از بسیار سازمان‌یافته‌تر به کمتر سازمان‌یافته‌تر. ساده ترین نمایندگان حیوانات و گیاهان به قدری به یکدیگر نزدیک هستند که تقسیم آنها مشروط است و نمی توان در اینجا مرز تیز ایجاد کرد. این به شدت نشان می دهد وحدت زندگی. زندگی به تدریج توسعه یافت و بهبود یافت. در نتیجه تغییرات مداوم، موجودات گیاهی و جانوری جدیدی ظاهر شدند که سازگاری بهتری با آنها داشتند محیط جدیدیک زیستگاه آشنا برای ما گیاه و دنیای حیوانات- تنها یکی از مراحل آن روند بزرگ رشد زندگی است که از مدتها قبل آغاز شده است.

تاریخچه پیدایش حیات بر روی زمین در لایه های پوسته زمین

درباره گذشته زمینشیوا صحبت کن لایه های پوسته زمینبا بقایایی که در آنها حفظ شده است موجودات مختلف، سنگ های تشکیل دهنده لایه ها، محل قرارگیری آنها و سایر ویژگی ها (توضیحات بیشتر:). این لایه ها مانند صفحات یک کتاب خاص هستند، کتابی جذاب درباره زندگی زمین. فقط باید بتوانید صفحات فرسوده و گاه بسیار پراکنده آن را بخوانید. لایه های زمین. در یک دره عمیق یا در ساحل رودخانه می توانید صدف هایی را پیدا کنید که از نظر ظاهری و شکلی غیرعادی هستند، نقش گیاهان و حیوانات روی سنگ، سنگ هایی که شبیه لانه زنبوری یا شاخ های قوچ کوچک هستند، و همچنین لوله های سنگی که روی یکی از آنها اشاره شده است. طرف، در اندازه و ضخامت متفاوت است. . آنها تا حدودی شبیه تکه های انگشتان سنگی هستند. برای این شباهت، آنها را در عامیانه "انگشتان شیطان" می نامند.

انگشت لعنتی همچنین ممکن است به اندازه کافی خوش شانس باشید که پیدا کنید شکل غیر معمولدندان‌ها، استخوان‌ها و حتی اسکلت‌های کامل، نقش‌هایی با اندازه‌های بسیار زیاد حیواناتی که قبلاً دیده نشده‌اند.

یافته های باستان شناسی سنگ هایی که پوسته زمین را تشکیل می دهند کمتر از بقایای فسیلی موجودات موجود در آنها قابل توجه نیستند. در برخی نقاط توجه ما توسط خاک رس های آبی، قرمز و سیاه، در برخی دیگر توسط ماسه سنگ های سیاه، قرمز و سبز، ماسه های سفید و سبز، سنگ های آهکی که گاهی مملو از بقایای موجودات مختلف است، جلب می شود.

سنگ آهک با بقایای موجودات مختلف پر شده است. محققان طبیعت از مدت ها قبل متوجه شده اند که بقایای موجودات مختلف در لایه های مختلف یافت می شود. در برخی از لایه‌ها، به عنوان مثال، در نزدیکی سن پترزبورگ، انبوه پوسته‌های مسطح کوچک - "obolus"، تقریباً به اندازه یک سکه دو کوپکی ("obolos" به یونانی، یک سکه کوچک تبدیل - obol) دیده می‌شود. در لایه های دیگر، به عنوان مثال، در نزدیکی مسکو، "انگشتان شیطان" فراوانی وجود دارد.

وفور "انگشتان شیطان" در لایه ها. از این نتیجه به دست آمد که این لایه‌ها در زمان‌های مختلف زمین‌شناسی، زمانی که این موجودات خاص در آب‌های دریا گسترده شدند، تشکیل شده‌اند. اوبولوس در دریای سیلورین باستانی ساکن بوده است، که طبق تخمین زمین شناسان، تقریباً 360 میلیون سال پیش پدید آمد و برای 40 میلیون سال وجود داشت. این دریا محدوده وسیعی را از مرزهای شرقی اروپای غربی تا دریای آرالدر شرق و تقریباً از عرض جغرافیایی تولا در شمال به کوه های قفقازدر جنوب دریاهای مدرن، به عنوان مثال دریای سیاه، همچنین توده های عظیمی از انواع پوسته ها را بیرون می اندازند. در ساحل "طلایی" Evpatoria شما از فراوانی صدف ها شگفت زده خواهید شد. صنعتگران محلی به طرز ماهرانه ای سوغاتی های ساده خود را با آن تزئین می کنند - جعبه ها، قاب عکس ها و زیورآلات مختلف. این پوسته در کنار هدف هنری خود به خوبی به جای شن و ماسه بالاست برای خطوط راه آهن استفاده می شود. ضخامت پوسته دریای سیاه به عنوان ماده اولیه برای تشکیل لایه‌های سنگ پوسته - یک ماده ساختمانی عالی است که به راحتی قابل پردازش است.

سنگ صدفی یک مصالح ساختمانی عالی است. «انگشت شیطان» کم ندارد داستان جالب. شیطان در اینجا فقط از روی ناآگاهی به یاد می‌آید: این چیزی نیست جز قطعاتی از پوسته داخلی بلمنیت نرم تنان باستانی سفالوپود که در دوران مزوزوئیک دور، تقریباً 185 میلیون سال پیش زندگی می‌کرده است. نام این حیوان از کلمه یونانی باستان "belemnon" گرفته شده است - تیری که نوک آن به طور کلی شبیه "انگشت شیطان" است.

نوادگان بلمنیت ها

تعداد معدودی از نوادگان بلمنیت ها - کاتل ماهی و هیولاهای غول پیکر - اختاپوس یا اختاپوس، در دریاهای مدرن، هم سرد و هم گرم، هم در نزدیکی ساحل و هم در اعماق زیاد (تا 3500 متر) یافت می شوند. بیشتر سرپایان گوشتخوار هستند. گاهی اوقات آنها به 17 متر می رسند، که 6 متر آن روی بدن حیوان است، بقیه روی شاخک ها - "پاها" که تعداد آنها به ده می رسد.

اختاپوس غول پیکر. سفالوپودها به روش خاصی شنا می کنند: با انقباض شدید ماهیچه های بدن خود، جریانی از آب را از دهان خارج می کنند. از این فشار حیوان به سرعت مانند یک اژدر می شتابد. ممکن است فکر کنید به سمت عقب شناور است. در صورت خطر، برخی از سفالوپودها محتویات یک کیسه جوهر مخصوص را رها می کنند و در پشت پرده ابری برای دشمن نامرئی می شوند. جوهر چینی و رنگ قهوه ای معروف - سپیا - از محتویات کیسه جوهر درست می شود. بسیاری از سفالوپودها، به‌ویژه ماهی‌های دریایی، (در چین) به صورت تازه و خشک مصرف می‌شوند. خود "انگشت شیطان" در قسمت دم حیوان قرار داشت و سرعت حرکت را برای شکارچی فراهم می کرد.

دریاهای باستانی

سرپایان باستانی به وفور در این کشور یافت شدند دریای کرتاسهکه در نیمه اول دوره کرتاسه نوار وسیعی را در امتداد خط الراس اورال پر می کرد و به صورت خلیجی عمیق به سمت غرب تا نصف النهار Tver-Kaluga امتداد داشت و در نیمه دوم تقریباً تمام نیمه جنوبی بخش اروپایی را اشغال کرد. روسیه تا مرزهای جنوبی با ترکیه و ایران. در این منطقه جنوبی دریای کرتاسه، رشته کوه اصلی قفقاز به شکل یک جزیره صخره ای در حال ظهور بود.

بررسی تشکیل طبقات زمین

اگر در لایه های زمیندر مناطق دور از یکدیگر، به عنوان مثال، در نزدیکی مسکو و نزدیک اولیانوفسک، "انگشتان شیطان" یا سایر بقایای ارگانیک یکسان به وفور یافت می شود - این به طور قانع کننده ای نشان می دهد که این لایه ها در همان زمان زمین شناسی تشکیل شده اند، در غیر این صورت - در همان زمین شناسی. دوره، عصر، قرن و غیره

بررسی لایه های پوسته زمین در دوره کواترنر

مطالب جالبی را می توان از مطالعه لایه های پوسته زمین که در نزدیک ترین میلیون سال به ما شکل گرفته اند به دست آورد. این دوره زمین شناسی که تا امروز ادامه دارد دوره کواترنری نامیده می شود. در بالاترین لایه های منطقه ولگا پایین و میانی، به عنوان مثال در مناطق آستاراخان، ولگوگراد، ساراتوف و کویبیشف، به ویژه در منطقه ترانس ولگا، پوسته هایی مشابه پوسته هایی وجود دارد که اکنون در دریای خزر زندگی می کنند.

صدف باستانی فسیلی بر اساس یافته های این پوسته ها، می توان مرزهای عظیمی را که زمانی وجود داشت، مشخص کرد. دریای آرال خزر. ولگوگراد و ساراتوف اکنون در ساحل اصلی آن قرار دارند. محققان حتی می توانند با اطمینان ثابت کنند که خلیج باریک شمالی دریا در امتداد کرانه راست مرتفع کاما در شمال شرقی قرار دارد. این دریا در حدود 100 هزار سال پیش، زمانی که بیشتر قلمرو اروپایی روسیه در زیر پوشش یخبندان بزرگ قرار داشت و ضخامت یخ ها، به عقیده زمین شناسان، به دو کیلومتر می رسید، چنین بود. در لایه‌های عمیق‌تر منطقه ولگا، استخوان‌های گاو گاومیش کوهان دار، اسب‌های وحشی، شترهای عظیم الجثه، ماموت‌ها، آهوهای غول‌پیکر، کرگدن‌های مودار، شیرهای غار و دیگر حیواناتی که اکنون منقرض شده‌اند، یافت می‌شوند. هرچه عمیق تر به لایه ها نفوذ کنیم، بیشتر با استخوان های حیوانات روبرو می شویم که بیشتر و بیشتر از نمایندگان مدرن دنیای حیوانات متفاوت است.

بقایای فسیل شده حیوانات. به نظر می رسد زمین شناسان با مطالعه بقایای فسیل شده حیات از دوران گذشته، صفحات سنگی کتاب بزرگ طبیعت را ورق می زنند. با این حال، اغلب پاسخ جامعی نمی دهد: بسیاری از صفحات گم شده است، زیرا همه موجوداتی که در دوره های گذشته زندگی سیاره ما وجود داشته اند، علامت خود را بر روی سنگ باقی نگذاشته اند.

نقش کرم سنگ شده. از زنجیره طولانی حیات، از پیدایش ماده زنده تا کامل ترین شکل - انسان - فقط قطعات جداگانه ای حفظ شده است؛ حلقه های زیادی از این زنجیره گم شده است. باستانی ترین لایه های پوسته زمین که در طول شکل گیری آن به شدت تغییر کرده اند، تقریباً هیچ نشانه ای از حیات ارگانیک ندارند.

تشکیل موجودات فسیلی

آثار مشخص تری از ارگانیسم ها در سنگ هایی که از رسوبات مخازن باستانی تشکیل شده اند ظاهر می شود. موجودات و اسکلت های مدفون شده در این رسوبات به تدریج در شرایط مساعد به سنگ تبدیل شدند و به عبارتی کانی شدند.

یافته های معدنی شده مواد آلی آنها از محلول ها با مواد معدنی مانند کربنات آهک، سیلیس و سایر مواد جایگزین شد. به این ترتیب پوسته های فسیل شده، استخوان ها، تکه های چوب و حتی کل تنه درختان شکل گرفت.

چوب سنگ شده. اگر یک صفحه نازک شفاف (نازکتر از یک ورق کاغذ)، به اصطلاح بخش نازک، از یک تکه چوب سنگ شده صیقل داده شود، آنگاه در زیر میکروسکوپ به وضوح خواهیم دید. ساختار داخلیچوب باستانی گاهی اوقات این خود پوسته ها، قسمت هایی از گیاهان و غیره نیستند که حفظ می شوند، بلکه فقط نقش آنها، به عنوان مثال، نقش برگ های گیاه حفظ می شود.

نقش برگ. همچنین قالب هایی وجود دارد که از موادی تشکیل شده است که پوسته را پر کرده و متعاقباً سخت شده است. این باعث ایجاد "هسته های داخلی" می شود، همانطور که زمین شناسان آنها را می نامند. آنها شبیه ریخته گری فلز در یک شکل خاص هستند. هنگامی که خود پوسته حل می شود، قالبی از شکل بیرونی آن یا "هسته بیرونی" به دست می آید. محیطی که بقایای حیوانات در آن نگهداری می شد، حفظ آنها را تعیین کرد: در ماسه های درشت دانه، بقایای حیوانات توسط آب های در حال گردش حل می شدند، در خاک رس خرد می شدند و در سنگ های دگرگونی کاملاً ناپدید می شدند. تنها رسوبات سیلتی ریزدانه، ذغال سنگ نارس، آسفالت طبیعی و به ویژه رزین درختان مخروطی، حفظ استثنایی بقایای آلی را تعیین کردند. به عنوان مثال، حشرات و گل هایی که میلیون ها سال پیش در رزین مایع درختان به دام افتاده بودند، بدون کوچکترین تغییری کاملاً حفظ شدند، گویی زنده هستند. چطور می شود این را توضیح داد؟ واقعیت این است که رزین به تدریج سخت شد، به سنگ تبدیل شد و به کهربا تبدیل شد - یک سنگ طلایی نیمه قیمتی، اغلب کاملاً شفاف. از کهربا برای ساختن مهره ها، دهنی ها، سنجاق ها و غیره استفاده می شود. حشرات مختلف به ویژه مورچه ها اغلب در کهربا یافت می شوند.

مورچه در کهربا. در اینجا چیزی است که لومونوسوف در مورد این شگفتی ها حدود 260 سال پیش نوشت:

هنگام راه رفتن در سایه صنوبر، مورچه ای پایش در رزین چسبنده گیر کرد. گرچه در زندگی خود در میان مردم حقیر بود: پس از مرگ در کهربا گرانبها شدند.

نه همیشه، به ویژه در دوران قدیم، یافته های زمین شناسی تعریف و هدف درستی دریافت می کردند. عجایب فراموش نشدنی نیز وجود داشت. به عنوان مثال، در یکی از کلیسای جامع اسپانیا در قرن هفدهم، دندان آسیاب ماموت به عنوان دندان بدون شک یک قدیس مورد احترام قرار گرفت. کسانی که از دندان درد رنج می‌بردند خود را به دندان ماموت می‌کشیدند و عموماً درآمد خوبی به «پدران مقدس» می‌دادند. توجه داشته باشید که ابعاد تقریبی دندان ماموت عبارتند از: طول ریشه 12 سانتی متر، طول سطح جویدن 14 سانتی متر و عرض آن 7 سانتی متر است. قرار است هر فردی سی و دو دندان (با مجموعه کاملی از آنها) داشته باشد. با قضاوت بر اساس داده های غیرقابل انکار خود حرم، دهان قدیس چقدر بزرگ بود.

حفاری حیوانات باستانی. لازم به ذکر است که افسانه های مربوط به غول ها، بیست برابر بلندتر از انسان ها، در رساله های باستانی و "علمی" آن زمان نیز یافت شده است. حتی موارد شدیدتری با یافته های زمین شناسی وجود داشت. نقش اسکلت یک مارمولک باستانی، به عنوان مثال، با برکت "مردان دانشمند" ربع اول قرن هجدهم، به عنوان اسکلت مردی که در طول "غرق شد" شناخته شد. سیل جهانی" مه رمز و راز به تدریج از اکتشافات مختلف معجزه آسا فروکش کرد و در پایان همان قرن هجدهم، دانشمندانی که به دقت ساختار موجودات جانوری را مورد مطالعه قرار دادند، "شاهد سیل جهانی" را از بین بردند و در آن شباهت بدون شک به یک مارمولک کشف کردند. . علاوه بر فسیل ها و آثار، آثار مستقیم روی سنگ اغلب یافت می شود زندگی باستانییا پدیده های طبیعی به عنوان مثال، آثاری از اندام حیوانات باستانی، آثار کرم های خزنده، چاپ قطرات باران، علائم موج و غیره.