Shkencëtarët nga Universiteti i Kembrixhit (Britania e Madhe), nën drejtimin e një mjeku (Emily Mitchell), kuptuan se si shumohen rangeomorfet - një nga organizmat e parë shumëqelizorë në Tokë. Një artikull në lidhje me këtë botuar në revistë natyrërrëfen faqen jetojnëshkencë.
Rangeomorphs jetuan në det 565 vjet më parë, gjatë periudhës Ediacar (epoka Neo-Proterozoic). Duke qenë akoma kafshë shumë primitive, ata nuk kishin as gojë dhe as organe të tjera dhe nuk mund të lëviznin, por të bashkangjitur në det. Trupi i tyre përbëhej nga tubulat degëzues të katër niveleve dhe në mënyrë të paqartë ngjasonin me gjethet e farave moderne.
Shkencëtarët e Kembrixhit analizuan printime fosile të përfaqësuesve Fractofusus, një nga rangomat e gjeneratave, nga shkëmbinjtë Ediacar rreth. Newfoundland (Kanada), ku mbetjet e krijesave të gjalla të kësaj periudhe gjeologjike ruhen më së miri në botë.
Duke aplikuar metoda statistikore në analizën e vendndodhjes së gjurmëve të gishtërinjve të rankgeomorfit, biologët e Kembrixhit zbuluan se ata përdorën dy strategji edukate. Brezi i parë i këtyre krijesave të gjalla, të cilët u vendosën në çdo territor, lindi nga një mosmarrëveshje e sjellë nga uji. (Ende nuk është e qartë nëse këto mosmarrëveshje u krijuan seksualisht ose aseksualisht.) Brezat e mëpasshëm kanë buxhetuar tashmë nga këta pionierë me ndihmën e proceseve.
"Riprodhimi në këtë mënyrë e bëri rankeomorfin shumë të suksesshëm, pasi ata shpejt mund të zhvillojnë shpejt territore të reja dhe pastaj t'i popullojnë ato po aq shpejt," tha Dr. Mitchell. "Aftësia e këtyre organizmave për të kaluar ndërmjet dy modeleve të ndryshme të mbarështimit tregon se sa e ndërlikuar ishte ideologjia e tyre, gjë që është befasuese pasi shumica e formave të tjera të jetës ishin jashtëzakonisht primitive në atë epokë."
Rangomorfët me të vërtetë u përhapën shumë gjerësisht në detet e Ediacaria, por në fillim të periudhës tjetër kambriane (që i përkiste epokës Paleozoike), ata papritmas u zhdukën në mënyrë misterioze. Duke përfshirë për këtë arsye, shkencëtarët ende nuk mund të zgjedhin për ta "të afërm" të besueshëm midis organizmave të gjallë.
Duke iu rikthyer zbulimit të bërë nga Dr. Mitchell dhe kolegët, vërejmë se është e rëndësishme për të kuptuar proceset e riprodhimit të kafshëve të para shumëqelizore, dhe jetën e tyre në përgjithësi.
Studimi i organizmave antikë, sipas mbetjeve të tyre fosile, ndonjëherë çon në rezultate të papritura. Për shembull, vetëm kohët e fundit keni kuptuar përfundimisht anatominë e paraardhësit fosil të krimbave moderne, shkencëtarët ishin në gjendje të kuptojnë tiparet e anatomisë së paraardhësit të të gjitha krimbave që jetuan në epokën e shpërthimit kambrian (540 milion vjet më parë) dhe u emëruan për pamjen e saj të çuditshme Hallucigenia. Doli se ajo që ishte akoma e gabuar për kokën e këtij krimbi është bishti, dhe "këmbët" doli të ishin spikes në anën e pasme.
Panspermia
Përkrahësit e idesë së panspermisë janë të bindur se mikroorganizmat e parë u sollën në Tokë nga hapësira. Kështu besuan studiuesi i njohur enciklopedik gjerman gjerman Helmholtz, fizikani anglez Kelvin, shkencëtari rus Vladimir Vernadsky dhe kimisti suedez Svante Arrhenius, i cili sot konsiderohet themeluesi i kësaj teorie.
Konfirmuar shkencërisht nga fakti se në Tokë, meteoritët nga Marsi dhe planetët e tjerë janë zbuluar në mënyrë të përsëritur, ndoshta nga kometë, të cilat madje mund të vijnë nga sisteme të yjeve të huaj. Askush nuk dyshon për këtë sot, por ende nuk është e qartë se si mund të ketë lindur jeta në botët e tjera. Në fakt, apologjetët e panspermisë transferojnë "përgjegjësinë" për atë që po ndodh me civilizimet e huaja.
Teoria fillestare e supave
Lindja e kësaj hipoteze u lehtësua nga eksperimentet e Harold Urey dhe Stanley Miller, të kryera në vitet ’50. Ata ishin në gjendje të rikrijonin pothuajse të njëjtat kushte që ekzistonin në sipërfaqen e planetit tonë përpara lindjes së jetës. Shkarkimet e vogla elektrike dhe ultravjollcë u kaluan përmes një përzierje të hidrogjenit molekular, monoksidit të karbonit dhe metanit.
Shfaqja e jetës
Sipas konceptit modern të botës së ARN-së, acidi ribonukleik (ARN) ishte molekula e parë që fitoi aftësinë për të riprodhuar vetë. Miliona vjet mund të kalonin para se të shfaqej molekula e parë e tillë në Tokë. Por pas formimit të saj, mundësia e shfaqjes së jetës u shfaq në planetin tonë.
Një molekulë e ARN-së mund të veprojë si një enzimë duke kombinuar nukleotidet e lira në një sekuencë plotësuese. Kështu, ndodh shumëzimi i ARN-së. Por këto komponime kimike ende nuk mund të quhen një krijesë e gjallë, pasi ato nuk kanë kufijtë e trupit. Organismdo organizëm i gjallë ka kufij të tillë. Vetëm brenda grimcave të trupit të izoluara nga lëvizja kaotike e trupit mund të ndodhin reaksione komplekse kimike që lejojnë që krijesa të ushqehet, shumohet, lëviz dhe kështu me radhë.
Shfaqja e zgavrave të izoluara në oqean është një fenomen mjaft i shpeshtë. Ato formohen nga acide yndyrore (acide alifatike) që kanë rënë në ujë. Gjë është se një skaj i molekulës është hidrofil, dhe tjetri është hidrofobik. Acidet yndyrore të bllokuar në ujë formojnë sfera në atë mënyrë që skajet hidrofobike të molekulave të jenë brenda sferës. Ndoshta molekulat e ARN-së filluan të bien në zona të tilla.
Sa vjeç është njerëzimi?
Jo shumë njerëz e dinë moshën e specieve moderne Homo Sapiens, që do të thotë një person i arsyeshëm, për të cilin shkencëtarët vlerësojnë vetëm 200 mijë vjet. Kjo do të thotë, mosha e njerëzimit si specie është 1250 herë më pak se mosha e klasës së zvarranikëve, të cilës i përkisnin dinosaurët.
Për t'u përshtatur në vetëdijen dhe për të organizuar këto të dhëna është e nevojshme nëse duam të kuptojmë se si filloi jeta në planetin tonë. Dhe ku erdhën nga sot njerëzit që përpiqen ta kuptojnë këtë jetë?
Sot, materialet e klasifikuara të shkencëtarëve janë bërë publike. Historia tronditëse e eksperimenteve të viteve të fundit, të cilat rishkruajnë teorinë e evolucionit dhe hedhin dritë se si filloi jeta në planetin tonë, ka hedhur në erë dogmat e vendosura për një kohë të gjatë. Sekretet e gjenetikës, zakonisht të arritshme vetëm për një rreth të ngushtë të "iniciativave", i dhanë një përgjigje të qartë për supozimin e Darvinit.
Speciet Homo Sapiens (Homo sapiens) është i vjetër vetëm 200 mijë vjet. Dhe planeti ynë është 4,5 miliardë!
Ndarja e parë e qelizave
Se si filluan të ndahen qelizat e para, të përbëra nga një molekulë ARN dhe një membranë e acideve yndyrore, aktualisht nuk dihet. Ndoshta, një molekulë e re ARN e ndërtuar brenda membranës filloi të zmbrapset që nga e para. Në fund, njëri prej tyre depërtoi nëpër membranë. Së bashku me molekulën e ARN-së, gjithashtu u larguan disa nga molekulat e acideve yndyrore që formuan një sferë të re.
Materialet sekrete
Vetëm disa shekuj më parë për ide të tilla, mund të pritej ekzekutimi në rrezik. Giordano Bruno u dogj për herezi pak më shumë se 400 vjet më parë, në shkurt 1600. Por sot, studimet klandestine të pionierëve të guximshëm janë bërë njohuri publike.
Edhe 50 vjet më parë, baballarët nga injoranca shpesh rritnin fëmijët e burrave të tjerë, madje vetë nëna nuk e dinte gjithmonë të vërtetën. Sot, të vendosësh atësinë është një analizë e zakonshme. Secili nga ne mund të urdhërojë një provë të ADN-së dhe të zbulojë se kush ishin paraardhësit e tij, gjaku i të cilëve rrjedh në venat e tij ose saj. Gjurma e gjeneratave kapet përgjithmonë në kodin gjenetik.
Inshtë në këtë kod që përgjigjja e pyetjes më të ndezur që pushton mendjet e njerëzimit: si filloi jeta?
Materialet e klasifikuara të shkencëtarëve zbulojnë historinë e dëshirës për të gjetur përgjigjen e vetme të duhur. Kjo është një histori e këmbënguljes, këmbënguljes dhe krijimtarisë mahnitëse, duke përqafuar zbulimet më të mëdha të shkencës moderne.
Në përpjekjen e tyre për të kuptuar se si filloi jeta, njerëzit shkuan të eksplorojnë qoshet më të largëta të planetit. Gjatë këtyre kërkimeve, disa studiues morën stigmën e "monstrave" për eksperimentet e tyre, ndërsa të tjerët duhej t'i kryenin ato nën kontrollin e sistemit totalitar.
Precambrian (Cryptose)
Precambrian zgjati gati 4 miliardë vjet. Gjatë kësaj periudhe kohe, në Tokë kanë ndodhur ndryshime domethënëse: kore është ftohur, janë shfaqur oqeane dhe, më e rëndësishmja, është shfaqur jeta primitive. Sidoqoftë, gjurmët e kësaj jete në të dhënat fosile janë të rralla, pasi organizmat e parë ishin të vegjël dhe nuk kishin predha të forta.
Precambrian përbën pjesën më të madhe të historisë gjeologjike të Tokës - rreth 3.8 miliardë vjet. Për më tepër, kronologjia e saj zhvillohet shumë më keq sesa Fanerozoiku pasues. Arsyeja për këtë është se mbetjet organike në sedimentet Precambrian janë jashtëzakonisht të rralla, që është një nga tiparet dalluese të këtyre formacioneve gjeologjike të lashta. Prandaj, metoda paleontologjike e studimit nuk është e zbatueshme për shtresat Precambrian.
Archean Aeon (4.6 - 2.5 miliardë vjet më parë)
Studimet e meteoritëve, shkëmbinjve dhe materialeve të tjera të kohës tregojnë se planeti ynë u formua rreth 4.6 miliardë vjet më parë. Deri në atë kohë, kishte vetëm një disk të paqartë rreth Diellit, i përbërë nga gazi dhe pluhuri kozmik. Pastaj, nën ndikimin e gravitetit, pluhuri filloi të mblidhej në trupa të vegjël, të cilët përfundimisht u shndërruan në planetë.
Për shumë miliona vjet, në Tokë nuk ekzistonin asnjë formë jete. Pas episodit Archean të shkrirjes së mantelit të sipërm dhe mbinxehjes së tij me paraqitjen e oqeanit magmatik në këtë gjeohapësirë, e gjithë sipërfaqja e pacenuar e Tokës, së bashku me litosferën e saj fillestare dhe fillimisht të dendur, shumë shpejt zhyten në shkrirjet e mantelit të sipërm. Atmosfera në atë kohë nuk ishte e dendur dhe përbëhej nga gazra toksikë si amoniaku (NH3) metan (CH4), hidrogjen (H2), klor (Cl2), squfur. Temperatura e saj arriti në 80 ° C. Radioaktiviteti natyror ishte shumë herë më i lartë se ai aktual. Jeta në kushte të tilla ishte e pamundur.
4.5 miliardë vjet më parë, Toka kinse u përplas me një trup qiellor me madhësinë e Marsit, planetit hipotetik Teia. Përplasja ishte aq e fortë sa mbeturinat e formuara gjatë përplasjes u hodhën në hapësirë dhe formuan Hënën. Formimi i hënës kontribuoi në shfaqjen e jetës: shkaktoi baticë që kontribuan në pastrimin dhe ajrimin e deteve, dhe u stabilizua [ burim nuk specifikohet 2933 ditë boshti i rrotullimit të Tokës.
Gjurmët e para kimike të jetës rreth 3.5 miliardë vjeç u zbuluan në shkëmbinjtë e Australisë (Pilbara). Karboni organik u zbulua më vonë në shkëmbinj që datojnë 4.1 miliardë vjet. Ndoshta jeta kishte origjinën nga burimet e nxehta, ku kishte shumë lëndë ushqyese, përfshirë nukleotidet.
Jeta në Archean evoluoi tek bakteret dhe cianobakteret. Ata drejtuan një mënyrë jetese afër-fund: ata mbuluan pjesën e poshtme të detit me një shtresë të hollë të mukusit.
Si filloi jeta në tokë?
Ndoshta kjo është më e vështira nga të gjitha pyetjet ekzistuese. Gjatë mijëvjeçarëve, shumica e njerëzve e kanë shpjeguar këtë me një tezë - "perënditë krijuan jetën". Shpjegimet e tjera ishin thjesht të paimagjinueshme. Por me kalimin e kohës, situata ka ndryshuar. Gjatë gjithë shekullit të kaluar, shkencëtarët janë përpjekur të kuptojnë saktësisht se si lindi jeta e parë në planet, shkruan Michael Marshall për BBC.
Shumica e shkencëtarëve modernë që studiojnë origjinën e jetës janë të sigurt se po lëvizin në drejtimin e duhur - dhe eksperimentet e kryera vetëm forcojnë besimin e tyre. Zbulimet në gjenetikë rishkruajnë librin e njohurive nga faqja e parë tek e fundit.
- Jo shumë kohë më parë, shkencëtarët zbuluan paraardhësin më të vjetër të njeriut që jetoi në planet rreth 540 milion vjet më parë. Fromshtë nga kjo "qese dhëmbësh" që kanë origjinën të gjithë vertebrorët, thonë studiuesit. Madhësia e paraardhësit të zakonshëm ishte vetëm një milimetër.
- Studiuesit modernë madje kanë arritur të krijojnë organizmin e parë gjysmë sintetik me ndryshime thelbësore në ADN. Tashmë jemi shumë afër sintezës së proteinave të reja, domethënë një jetë plotësisht artificiale. Në vetëm disa shekuj, njerëzimi ka arritur të zotërojë krijimin e një lloji të ri të organizmit të gjallë.
- Jo vetëm që krijojmë organizma të rinj, por edhe i modifikojmë me besim ato ekzistuese. Shkencëtarët madje kanë krijuar një “softuer” që lejon përdorimin e mjeteve të ADN-së për të modifikuar zinxhirin e ADN-së. Nga rruga, vetëm 1% e ADN-së mbart informacion gjenetik, thonë studiuesit. Pse na duhen 99% e mbetur?
- ADN-ja është aq e gjithanshme sa që ju mund të ruani informacione në të si në një disk të vështirë. Një film tashmë është regjistruar në ADN dhe ka arritur të shkarkojë informacionet përsëri pa asnjë problem, pasi ato dikur merrnin skedarë nga një disketë.
E konsideroni veten një person të arsimuar dhe modern? Atëherë thjesht duhet ta dini këtë.
Megjithëse zbulimi i ADN-së daton nga 1869, nuk ishte deri në vitin 1986 që këto njohuri u përdorën për herë të parë në forenzikë.
Këtu është historia e origjinës së jetës në Tokë
Jeta është e vjetër. Dinosaurët janë ndoshta më të famshmit nga të gjitha krijesat e zhdukur, por ato u shfaqën vetëm 250 milion vjet më parë. Jeta e parë në planet lindi shumë më herët.
Fosilet më të vjetra, sipas ekspertëve, janë të vjetra rreth 3.5 miliardë vjeç. Me fjalë të tjera, ata janë 14 herë më të vjetër se dinosaurët e parë!
Megjithatë, ky nuk është kufiri. Për shembull, në gusht 2016, u zbuluan bakteret fosile, mosha e së cilës është 3.7 miliardë vjet. Kjo është 15 mijë herë më e vjetër se dinosaurët!
Toka vetë nuk është shumë më e vjetër se këto baktere - planeti ynë u formua më në fund rreth 4.5 miliardë vjet më parë. Kjo do të thotë, jeta e parë në Tokë lindi mjaft "shpejt", pas rreth 800 milion vjetësh në planetin kishte baktere - organizma të gjallë, të cilat, sipas shkencëtarëve, arritën të ndërlikohen me kalimin e kohës dhe të fillojnë së pari për organizmat e thjeshtë në oqean, dhe në fund -ndaj dhe vetë racës njerëzore.
Një raport i fundit nga Kanada konfirmon këto të dhëna: bakteret më të vjetra vlerësohet të jenë mes 3,770 dhe 4,300 miliardë vjeç. Kjo do të thotë, jeta në planetin tonë, me shumë mundësi, e ka origjinën "rreth" 200 milion vjet pas formimit të saj. Mikroorganizmat e gjetur jetonin në hekur. Eshtrat e tyre u gjetën në shkëmbinjtë kuarc.
Nëse supozojmë se jeta ka origjinën në Tokë - e cila tingëllon e arsyeshme, duke pasur parasysh që ne nuk e kemi gjetur akoma në trupa të tjerë kozmikë, qoftë në planetë të tjerë, ose në fragmente meteoritet të sjella nga hapësira e jashtme - atëherë kjo duhet të kishte ndodhur në atë periudhë , e cila përfshin një miliard vjet midis momentit kur planeti u formua përfundimisht, dhe datës së shfaqjes së fosileve të gjetura në kohën tonë.
Pra, duke e ngushtuar periudhën e kohës që na intereson, duke u mbështetur në studimet e fundit, mund të supozojmë se cila ishte saktësisht jeta e parë në Tokë.
Shkencëtarët rikrijuan pamjen e gjigandëve parahistorikë nga skeletet e gjetura gjatë gërmimeve.
Organismdo organizëm i gjallë është i përbërë nga qeliza (dhe kështu jeni ju)
Në shekullin XIX, biologët zbuluan se të gjithë organizmat e gjallë përbëhen nga "qeliza" - grumbuj të vockël të lëndës organike të formave dhe madhësive të ndryshme.
Qelizat u zbuluan së pari në shekullin e 17-të, në të njëjtën kohë me shpikjen e mikroskopëve relativisht të fuqishëm, por vetëm pas një shekulli e gjysmë, shkencëtarët arritën në të njëjtin përfundim: qelizat janë baza e gjithë jetës në planet.
Sigurisht, nga jashtë, një person nuk duket si peshk apo dinosaur, por thjesht shikoni përmes mikroskopit për të siguruar që njerëzit të përbëhen nga pothuajse të njëjtat qeliza si përfaqësuesit e botës së kafshëve. Për më tepër, të njëjtat qeliza nënvizojnë bimët dhe kërpudhat.
Të gjithë organizmat janë të përbërë nga qeliza, përfshirë edhe ju.
Forma më e madhe e jetës është bakteret njëqelizore.
Sot, format më të shumta të jetës mund të quhen me siguri mikroorganizma, secila prej të cilave përbëhet nga vetëm një qelizë e vetme.
Lloji më i famshëm i një jete të tillë janë bakteret që jetojnë kudo në botë.
Në prill 2016, shkencëtarët prezantuan një version të azhurnuar të "pemës së jetës": një lloj peme gjenealogjike për secilin lloj të organizmit të gjallë. Shumica dërrmuese e "degëve" të kësaj peme janë baktere. Për më tepër, forma e pemës sugjeron që paraardhësi i gjithë jetës në Tokë ishte një bakter. Me fjalë të tjera, tërë larmia e organizmave të gjallë (përfshirë edhe ju) vinte nga një bakter i vetëm.
Kështu, mund t’i qasemi më saktë çështjes së origjinës së jetës. Për të rikrijuar qelizën e parë, duhet të rikrijoni kushtet që mbretëruan në planet më shumë se 3.5 miliardë vjet më parë sa më saktë të jetë e mundur.
Pra, sa e vështirë është?
Bakteret unicellulare janë forma më e zakonshme e jetës në Tokë.
Fillimi i eksperimenteve
Për shumë shekuj, pyetja "ku filloi jeta?" praktikisht nuk e pyeti seriozisht. Në të vërtetë, siç e kujtuam tashmë në fillim, përgjigja dihej: jeta u krijua nga Krijuesi.
Deri në shekullin XIX, shumica e njerëzve besonin në "vitalizëm". Ky mësim bazohet në idenë se të gjitha qeniet e gjalla janë të pajisura me një fuqi të veçantë, të mbinatyrshme që i dallon ato nga objektet e pajetë.
Idetë e vitalizmit shpesh rezononin me postulatet fetare. Bibla thotë se Zoti, duke përdorur «frymën e jetës», ringjalli njerëzit e parë dhe se shpirti i pavdekshëm është një nga shfaqjet e vitalizmit.
Por ka një problem. Idetë e vitalizmit janë thelbësisht të gabuara.
Me fillimin e shekullit të 19-të, shkencëtarët zbuluan disa substanca që ishin në dispozicion ekskluzivisht nga krijesat e gjalla. Ureja e përmbajtur në urinë ishte një nga këto substanca, dhe ajo u mor në 1799.
Ky zbulim, megjithatë, nuk binte në kundërshtim me konceptin e vitalizmit. Ure u shfaq vetëm në organizmat e gjallë, kështu që ndoshta ata ishin të pajisur me një energji të veçantë jetësore, gjë që i bëri ata unikë.
Vdekja e vitalizmit
Por në 1828, kimisti gjerman Friedrich Wöhler ishte në gjendje të sintetizonte ure nga një përbërës inorganik - cianat amoniumi, i cili nuk kishte asnjë lidhje me gjallesat. Shkencëtarët e tjerë ishin në gjendje të përsërisnin eksperimentin e tij dhe shumë shpejt u bë e qartë se të gjitha komponimet organike mund të merren nga komponime më të thjeshta inorganike.
Kjo i dha fund vitalizmit si një koncept shkencor.
Por të shpëtosh nga bindjet e tyre ishte shumë e vështirë për njerëzit. Fakti që në përbërjet organike karakteristike vetëm për qeniet e gjalla nuk është me të vërtetë asgjë e veçantë, për shumë njerëz, dukej se privon jetën e një elementi të magjisë, duke i kthyer njerëzit nga krijesat hyjnore pothuajse në makina. Sigurisht, kjo ishte shumë në kundërshtim me Biblën.
Edhe disa studiues vazhduan të luftojnë për vitalizëm. Më 1913, biokimisti anglez Benjamin Moore promovoi me pasion teorinë e tij të "energjisë biotike", e cila, në thelb, ishte i njëjti vitalizëm, por me një mbulesë tjetër. Ideja e vitalizmit ka gjetur rrënjë mjaft të forta në shpirtin e njeriut në një nivel emocional.
Sot, reflektimet e tij mund të gjenden në vendet më të papritura. Merrni për shembull një numër tregimesh të trillimeve shkencore në të cilat "energjia e jetës" së një personazhi mund të rimbushet ose deflohet. Mos harroni "energjinë e rigjenerimit" të përdorur nga raca e Lordëve të Kohës nga seriali Doctor Who. Kjo energji mund të rimbushet nëse do të marrë fund. Edhe pse ideja duket futuriste, në realitet është një pasqyrim i teorive të modës së vjetër.
Kështu, pas vitit 1828, shkencëtarët më në fund patën një arsye të mirë për të kërkuar një shpjegim të ri për origjinën e jetës, kësaj radhe duke hedhur poshtë spekulimet për ndërhyrjen hyjnore.
Por ata nuk filluan të kërkojnë. Duket se tema e hulumtimit ka ardhur në pajisjet e veta, por në fakt, disa dekada nuk kanë arritur në misterin e origjinës së jetës.Ndoshta të gjithë ishin akoma shumë të lidhur me vitalizmin për të vazhduar më tej.
Darvini dhe teoria e evolucionit
Përparimi kryesor në fushën e kërkimit biologjik të shekullit XIX ishte teoria e evolucionit, e zhvilluar nga Charles Darwin dhe vazhdoi nga shkencëtarë të tjerë.
Teoria e Darvinite përshkruar në Origjinën e Specieve të 1859, shpjegoi sesi gjithë larmia e botës shtazore vinte nga një paraardhës i vetëm.
Darvini pohoi se Zoti nuk i krijoi secilën specie të krijesave të gjalla individualisht dhe se të gjitha këto specie burojnë nga një organizëm primitiv që u shfaq miliona vjet më parë, i cili quhet edhe paraardhësi i fundit universal i përbashkët.
Ideja doli të ishte jashtëzakonisht e diskutueshme, përsëri sepse refuzoi postulatet biblike. Teoria e Darvinit u kritikua ashpër, veçanërisht nga të krishterët e ofenduar.
Por teoria e evolucionit nuk tha asnjë fjalë se si u shfaq organizmi i parë.
Si lindi jeta e parë?
Darvini e kuptoi që kjo ishte një pyetje e plotë, por (mbase duke mos dashur të hynte në një tjetër konflikt me klerikët) ai e përmendi atë vetëm në një letër nga 1871. Toni emocional i letrës tregoi se shkencëtari ishte i vetëdijshëm për rëndësinë e thellë të kësaj çështje:
"... Por nëse tani [oh sa e madhe nëse!] në çdo rezervuar të ngrohtë që përmban të gjitha kripërat e nevojshme të amoniumit dhe fosforit dhe të arritshme për dritën, nxehtësinë, energjinë elektrike, etj., një proteinë e formuar kimikisht e aftë për shndërrime të mëtejshme më komplekse ... "
Me fjalë të tjera: imagjinoni një pellg të vogël të mbushur me komponime të thjeshta organike dhe të vendosura nën diell. Disa nga komponimet mund të fillojnë të bashkëveprojnë, duke krijuar substanca më komplekse, siç janë proteina, të cilat, nga ana tjetër, gjithashtu do të bashkëveprojnë dhe zhvillohen.
Ideja ishte mjaft sipërfaqësore. Por, megjithatë, ajo formoi bazën e hipotezave të para në lidhje me origjinën e jetës.
Darvini jo vetëm që krijoi një teori të evolucionit, por sugjeroi gjithashtu që jeta lindi në ujë të ngrohtë të ngopur me përbërjet e nevojshme inorganike.
Idetë revolucionare të Aleksandër Oparin
Dhe hapat e parë në këtë drejtim nuk u morën aspak aty ku mund të prisje. Ju mund të mendoni se studime të tilla, duke nënkuptuar lirinë e mendimit, duhej të ishin kryer në MB ose SHBA, për shembull. Por në fakt, hipotezat e para për origjinën e jetës u parashtruan në hapësirat vendase të BRSS, Stalinist, një shkencëtar, emrin e të cilit ndoshta nuk e keni dëgjuar kurrë.
Dihet që Stalini mbylli shumë studime në fushën e gjenetikës. Në vend të kësaj, ai promovoi idetë e agronomit Trofim Lysenko, të cilat, mendonte se ishin më të përshtatshme për ideologjinë komuniste. Shkencëtarët që kryenin kërkime në fushën e gjenetikës ishin të detyruar të mbështesin publikisht idetë e Lysenko-s, përndryshe në rrezik për të qenë në kampe.
Ishte në një atmosferë kaq të tensionuar që biokimisti Aleksandër Ivanovich Oparin duhej të kryente eksperimentet e tij. Kjo ishte e mundur sepse ai e vendosi veten si një komunist i besueshëm: ai mbështeti idetë e Lysenkos dhe madje mori Urdhrin e Leninit - çmimin më të nderuar nga gjithçka që ekzistonte në atë kohë.
Më 1924, Oparin botoi librin Mbi origjinën e jetës. Në të, ai përshkroi pikëpamjen e tij për origjinën e jetës, e cila ishte çuditërisht e ngjashme me shembullin skicë të "rezervuarit të ngrohtë" të Darvinit.
Biokimisti Sovjetik Aleksandër Oparin sugjeroi që organizmat e parë të gjallë të formuar si koorervues.
Një teori e re e jetës së parë në tokë
Oparin përshkroi se çfarë ishte Toka në ditët e para pas formimit të saj. Planeti kishte një sipërfaqe të nxehtë që digjej dhe tërhiqte meteoritë e vegjël. Rreth ishin vetëm gurë gjysmë të shkrirë, të cilët përmbanin një gamë të madhe kimikatesh, shumë prej tyre bazuar në karbon.
Në fund, Toka u ftoh mjaftueshëm dhe avulli u shndërrua së pari në ujë të lëngshëm, duke krijuar kështu shiun e parë. Pas ca kohësh, në planet u shfaqën oqeane të nxehta që ishin të pasura me kimikate me bazë karboni. Ngjarjet e mëtutjeshme mund të zhvillohen në dy skenarë.
E para përfshinte ndërveprimin e substancave në të cilat do të shfaqeshin përbërës më komplekse. Oparin sugjeroi që sheqeri dhe aminoacidet e rëndësishme për organizmat e gjallë mund të formohen në basenin ujor të planetit.
Në skenarin e dytë, disa substanca gjatë ndërveprimit filluan të formojnë struktura mikroskopike. Siç e dini, shumë përbërës organikë nuk janë të tretshëm në ujë: për shembull, vaji formon një shtresë në sipërfaqen e ujit. Por disa substanca në kontakt me ujin formojnë globula sferike, ose "koorervues", me një diametër deri në 0.01 cm (ose 0.004 inç).
Duke parë vëzhgimet nën mikroskop, mund të vëreni ngjashmërinë e tyre me qelizat e gjalla. Ata rriten, ndryshojnë formën dhe ndonjëherë ndahen në dy pjesë. Ata gjithashtu bashkëveprojnë me komponimet përreth, në mënyrë që substancat e tjera të mund të përqendrohen brenda tyre. Oparin sugjeroi që koacervatët ishin paraardhësit e qelizave moderne.
Teoria e Jetës së Parë e John Haldane
Pesë vjet më vonë, në 1929, biologu anglez John Burdon Sanderson Haldane paraqiti në mënyrë të pavarur teorinë e tij me ide të ngjashme, e cila u botua në revistën Rationalist Annual.
Haldane deri në atë kohë kishte dhënë një kontribut të madh në zhvillimin e teorisë së evolucionit, duke kontribuar në integrimin e ideve të Darvinit në shkencën e gjenetikës.
Dhe ai ishte një person shumë i paharrueshëm. Një herë, gjatë një eksperimenti në një dhomë dekompresimi, ai pësoi një çarje të veshit, për të cilën ai më vonë shkroi për sa vijon: "Membrana tashmë është duke u shëruar, dhe madje edhe nëse ka një vrimë në të, pavarësisht nga shurdhësia, do të jetë e mundur të lëshoni me mend nga unazat e duhanit, të cilat unë mendoj një arritje e rëndësishme. "
Ashtu si Oparin, Haldane sugjeroi saktësisht se si komponimet organike mund të bashkëveprojnë në ujë: "(më herët) oqeanet e para arritën konsistencën e një supë të nxehtë". Kjo krijoi kushtet për shfaqjen e "organizmave të parë të gjallë ose gjysmë të gjallë". Në të njëjtat kushte, organizmat më të thjeshtë mund të ishin brenda "filmit të naftës".
John Haldane, në mënyrë të pavarur nga Oparin, parashtroi ide të ngjashme për origjinën e organizmave të parë.
Hamendësimi Oparin-Haldane
Kështu, biologët e parë që avancuan këtë teori ishin Oparin dhe Haldane. Por ideja se Zoti apo edhe ndonjë "forcë jetësore" abstrakte nuk morën pjesë në formimin e organizmave të gjallë ishte radikale. Ashtu si teoria e evolucionit të Darvinit, ky mendim ishte një shuplakë në fytyrë për Krishterimin.
Fuqia e BRSS e kënaqi plotësisht këtë fakt. Nën regjimin sovjetik, ateizmi mbretëroi në vend, dhe autoritetet mbështesin me gëzim shpjegime materialiste për fenomene të tilla komplekse si jeta. Nga rruga, Haldane ishte gjithashtu një ateist dhe komunist.
"Në ato ditë, kjo ide u shikua vetëm përmes prizmit të bindjeve të tyre: njerëzit fetarë e perceptuan atë me armiqësi, në kontrast me përkrahësit e ideve komuniste," thotë Armen Mulkidzhanyan, një ekspert për origjinën e jetës në Universitetin Osnabruck në Gjermani. “Në Bashkimin Sovjetik, kjo ide u pranua me gëzim, sepse ata nuk kishin nevojë për Zotin. Dhe në Perëndim ajo u nda nga të gjithë të njëjtët mbështetës të së majtës, komunistë, etj. "
Koncepti që jeta ishte formuar në "supën kryesore" të komponimeve organike quhet supozimi Oparin-Haldane. Ajo dukej mjaft bindëse, por kishte një problem. Në atë kohë, nuk ishte kryer një eksperiment i vetëm praktik që do të vërtetonte vërtetësinë e kësaj hipoteze.
Eksperimente të tilla filluan vetëm pas gati një çerek shekulli.
Eksperimentet e para për të krijuar jetën "in vitro"
Theështja e origjinës së jetës u interesua për Harold Urey, një shkencëtar i njohur që tashmë kishte marrë në atë kohë timemimin Nobel në kimi në 1934 dhe madje mori pjesë në krijimin e bombës atomike.
Gjatë Luftës së Dytë Botërore, Yuri mori pjesë në projektin Manhattan, duke mbledhur uraniumin e paqëndrueshëm-235 të nevojshëm për bërthamën e një bombe. Pasi lufta mbaroi, Yuri mbrojti kontrollin civil të teknologjisë bërthamore.
Yuri u interesua për fenomenet kimike që ndodhin në hapësirën e jashtme. Dhe më interesantet për të ishin proceset që ndodhën gjatë formimit të sistemit diellor. Në një nga ligjëratat e tij, ai theksoi se në fillim në Tokë, ka shumë të ngjarë, të mos kishte oksigjen. Dhe këto kushte ishin ideale për formimin e "supës kryesore", për të cilën Oparin dhe Haldane flisnin, pasi disa nga substancat e nevojshme ishin aq të dobëta sa do të shpërndaheshin në kontakt me oksigjenin.
Në leksion morën pjesë një student i doktoratës, i quajtur Stanley Miller, i cili iu drejtua Yuri me një propozim për të kryer një eksperiment bazuar në këtë ide. Në fillim, Yuuri ishte skeptik për idenë, por më vonë Miller arriti ta bindte atë.
Në 1952, Miller kreu eksperimentin më të famshëm të gjithçka që shoqërohej me një shpjegim të origjinës së jetës në Tokë.
Eksperimenti Stanley Miller u bë më i famshmi në historinë e studimit të origjinës së organizmave të gjallë në planetin tonë.
Eksperimenti më i famshëm mbi origjinën e jetës në Tokë
Përgatitja nuk kaloi shumë kohë. Miller lidhi një seri flasqesh qelqi përmes të cilave 4 substanca gjoja ekzistonin në Tokën e hershme që qarkullonte: ujë të valë, hidrogjen, amoniak dhe metan. Gazrat pësuan shkarkime sistematike të shkëndijave - ishte një simulim i goditjeve të rrufeve, të cilat ishin të zakonshme në Tokën e hershme.
Miller zbuloi se "uji në balonë u kthye dukshëm rozë pas ditës së parë, dhe pas javës së parë zgjidhja u bë e kthjellët dhe u kthye e kuqe e errët". Kishte formimin e komponimeve të reja kimike.
Kur Miller analizoi përbërjen e tretësirës, ai zbuloi se ai përmbante dy aminoacide: glicinë dhe alanine. Siç e dini, aminoacidet shpesh përshkruhen si blloqe ndërtimi të jetës. Këto aminoacide përdoren në formimin e proteinave që kontrollojnë shumicën e proceseve biokimike në trupin tonë. Miller krijoi fjalë për fjalë nga e para dy komponentët më të rëndësishëm të një organizmi të gjallë.
Në vitin 1953, rezultatet e eksperimentit u botuan në revistën prestigjioze Science. Yuri, nga një fisnik, megjithëse jo karakteristik për një shkencëtar të epokës së tij, gjesti hoqi emrin e tij nga titulli, duke i lënë të gjithë lavdinë Millerit. Por pavarësisht kësaj, studimi zakonisht quhet "Eksperimenti Miller-Yuri".
Rëndësia e eksperimentit Miller-Yuri
"Vlera e eksperimentit Miller-Urey është se tregon se edhe në një atmosferë të thjeshtë, mund të formohen shumë molekula biologjike," thotë John Sutherland, një shkencëtar në Laboratorin e Kembrixhit të Biologjisë Molekulare.
Jo të gjitha detajet e eksperimentit ishin të sakta, siç doli më vonë. Në fakt, studimet kanë treguar që gazra të tjerë ishin në atmosferën e Tokës së hershme. Por kjo nuk dëmton nga rëndësia e eksperimentit.
"Ishte një eksperiment historik që tronditi imagjinatën e shumë njerëzve, dhe kjo është arsyeja pse ajo referohet deri më sot," thotë Sutherland.
Në dritën e eksperimentit të Millerit, shumë shkencëtarë filluan të kërkojnë mënyra për të krijuar molekula të thjeshta biologjike nga e para. Përgjigja e pyetjes "Si filloi jeta në Tokë?" Duket se ishte shumë afër.
Por më pas doli që jeta është shumë më e komplikuar nga sa mund ta imagjinonit. Qelizat e gjalla, siç doli, nuk janë vetëm një grup i përbërjeve kimike, por mekanizma të vegjël komplekse. Papritur, krijimi i qelizave të gjalla nga e para u shndërrua në një problem shumë më serioz nga sa kishin pritur shkencëtarët.
Studimi i gjeneve dhe ADN-së
Me fillimin e viteve 50 të shekullit të 20-të, shkencëtarët tashmë ishin larguar nga ideja se jeta ishte një dhuratë nga perënditë.
Në vend të kësaj, ata filluan të studionin mundësinë e një shfaqjeje spontane dhe natyrore të jetës në Tokën e hershme - dhe, falë eksperimentit historik të Stanley Miller, filluan të shfaqen prova për këtë ide.
Ndërsa Miller u përpoq të krijonte jetën nga e para, shkencëtarët e tjerë kuptuan se nga cilat gjene bëhen.
Deri në këtë pikë, shumica e molekulave biologjike tashmë janë studiuar. Këto përfshijnë sheqer, yndyrna, proteina dhe acide nukleike, siç është "acidi deoxyribonucleic" - është gjithashtu ADN.
Sot të gjithë e dinë se gjenet tona janë të përfshira në ADN, por për biologët e viteve 1950 kjo ishte një tronditje e vërtetë.
Proteinat kishin një strukturë më komplekse, për këtë arsye shkencëtarët besuan se informacioni mbi gjenet përmbahet në to.
Teoria u kundërshtua në vitin 1952 nga shkencëtarët nga Instituti Carnegie - Alfred Hershey dhe Marta Chase. Ata studiuan viruse të thjeshta, të përbëra nga proteina dhe ADN, të cilat shumohen duke infektuar baktere të tjera. Shkencëtarët kanë zbuluar se ADN virale, jo proteina, hyn në bakteret. Nga kjo, u konkludua se ADN-ja është material gjenetik.
Zbulimi i Hershey dhe Chase ishte fillimi i një gare, qëllimi i së cilës ishte të studionte strukturën e ADN-së dhe parimet e punës së saj.
Martha Chase dhe Alfred Hershey zbuluan se ADN mbart informacion gjenetik.
Struktura e ADN-së spirale - një nga zbulimet më të rëndësishme të shekullit të 20-të
Të parët që zgjidhën çështjen ishin Francis Crick dhe James Watson nga Universiteti i Kembrixhit, jo pa ndihmën e pa vlerësuar të kolegut të tij, Rosalind Franklin. Kjo ndodhi një vit pas eksperimenteve të Hershey dhe Chase.
Zbulimi i tyre u bë një nga më të rëndësishmit në shekullin e 20-të. Ky zbulim ndryshoi mënyrën se si ne e kërkojmë origjinën e jetës, duke zbuluar strukturën tepër komplekse të qelizave të gjalla.
Watson dhe Crick zbuluan se ADN është një spirale e dyfishtë (vidë e dyfishtë) që duket si një shkallë e lakuar. Secila prej dy "poleve" të kësaj shkalle përbëhet nga molekula të quajtura nukleotide.
Kjo strukturë e bën të qartë se si qelizat kopjojnë ADN-në e tyre. Me fjalë të tjera, bëhet e qartë se si prindërit u kalojnë fëmijëve kopjet e gjeneve të tyre.
Shtë e rëndësishme të kuptohet që spiralja e dyfishtë mund të "zgjidhet". Kjo do të hapë qasje në kodin gjenetik, i përbërë nga një sekuencë bazash gjenetike (A, T, C dhe G), të mbyllura zakonisht brenda "hapave" të shkallës së ADN-së. Threaddo fije përdoret më pas si një model kur krijoni një kopje të një tjetri.
Ky mekanizëm lejon që gjenet të trashëgohen që nga fillimi i jetës. Gjenet tuaja personale përfundimisht burojnë nga një bakter i lashtë - dhe me secilin transmetim ata përdorën të njëjtin mekanizëm që zbuluan Crick dhe Watson.
Në 1953, Watson dhe Crick publikuan raportin e tyre në revistën Nature. Vitet e ardhshme, shkencëtarët u përpoqën të kuptojnë saktësisht se çfarë informacioni përmban në ADN, dhe si përdoret ai në qelizat e gjalla.
Për herë të parë, një nga sekretet më të thella të jetës është zbuluar për publikun.
Struktura e ADN-së: 2 shtylla kurrizore (zinxhirë antarallëkë) dhe palë nukleotide.
Sfidë e ADN-së
Siç doli, ADN-ja ka vetëm një detyrë. ADN-ja juaj u tregon qelizave të trupit tuaj si të krijoni proteina (proteina) - molekula që kryejnë shumë detyra të rëndësishme.
Pa proteina, ju nuk mund të tretet ushqimi, zemra juaj do të pushonte së rrahuri dhe fryma juaj do të ndalet.
Por rikrijimi i procesit të formimit të proteinave duke përdorur ADN në fakt ka qenë një detyrë jashtëzakonisht e vështirë. Të gjithë ata që u përpoqën të shpjegojnë origjinën e jetës thjesht nuk mund të kuptonin se si diçka kaq komplekse madje mund të shfaqej dhe të zhvillohej vetë.
Proteindo proteinë është në thelb një zinxhir i gjatë aminoacidesh të ndërthurura në një renditje specifike. Ky rend përcakton formën tre-dimensionale të proteinës dhe, rrjedhimisht, qëllimin e saj.
Ky informacion është i koduar në sekuencën e bazës së ADN-së.Pra, kur një qelizë duhet të krijojë një proteinë specifike, ai lexon gjenin përkatës në ADN në mënyrë që të ndërtojë një sekuencë të caktuar të aminoacideve.
Farë është ARN?
Në procesin e përdorimit të qelizave të ADN-së një nuancë.
- ADN është burimi më i çmuar i qelizave. Prandaj, qelizat preferojnë të mos hyjnë në ADN me çdo veprim.
- Në vend të kësaj, qelizat kopjojnë informacionin nga ADN në molekula të vogla të një substance tjetër të quajtur ARN (acid ribonukleik).
- ARN është e ngjashme me ADN-në, por ka vetëm një fije floku.
Nëse tërheqim një analogji midis ADN-së dhe një libri bibliotekar, atëherë ARN do të duket si një faqe me një përmbledhje të librit.
Procesi i shndërrimit të informacionit përmes zinxhirit ARN në proteinë përfundon me ndihmën e një molekule shumë komplekse të quajtur "ribosome".
Ky proces zhvillohet në çdo qelizë të gjallë, madje edhe në bakteret më të thjeshta. Për të ruajtur jetën, është po aq e rëndësishme sa ushqimi dhe frymëmarrja.
Kështu që, çdo shpjegim i paraqitjes së jetës duhet të tregojë sesi u shfaq një treshe komplekse dhe si filloi të funksionojë, e cila përfshin ADN, ARN dhe ribozomet.
Dallimi midis ADN-së dhe ARN-së.
Gjithçka është shumë më e ndërlikuar.
Teoritë e Oparin dhe Haldane tani dukeshin naive dhe të thjeshta, dhe eksperimenti i Miller, gjatë të cilit u krijuan disa aminoacide të nevojshme për formimin e proteinës, dukeshin amatore. Në rrugën e gjatë për krijimin e jetës, hulumtimi i tij, megjithëse produktiv, ishte qartë hapi i parë.
"ADN e bën ARN-në të bëjë proteina, të gjitha në një qese të mbyllur të kimikateve," thotë John Sutherland. "Ju e shikoni atë dhe mrekulloheni se sa e vështirë është. Shouldfarë duhet të bëjmë për të gjetur një kompleks organik që do t'i bëjë të gjitha këto me një hap? "
Ndoshta jeta filloi me ARN-në?
E para që u përpoq t'i përgjigjej kësaj pyetjeje ishte një kimist britanik me emrin Leslie Orgel. Ai ishte një nga të parët që pa modelin e ADN-së të krijuar nga Crick dhe Watson, dhe më vonë ndihmoi NASA-n përmes programit Viking, gjatë të cilit modulet e uljes u dërguan në Mars.
Orgel synonte të thjeshtonte detyrën. Në vitin 1968, me mbështetjen e Crick, ai sugjeroi që nuk kishte proteina ose ADN në qelizat e para të gjalla. Përkundrazi, ato përbëheshin pothuajse tërësisht nga ARN. Në këtë rast, molekulat primare të ARN-së duhej të ishin universale. Për shembull, ata duhej të krijonin kopjet e tyre, me siguri duke përdorur të njëjtin mekanizëm çiftimi si ADN.
Ideja që jeta filloi me ARN-në pati një ndikim të jashtëzakonshëm në të gjithë hulumtimet e mëtejshme. Dhe shkaktoi një debat të ashpër në komunitetin shkencor, i cili nuk ka pushuar deri më sot.
Duke supozuar se jeta filloi me ARN dhe një element tjetër, Orgel sugjeroi që një nga aspektet më të rëndësishme të jetës - aftësia për të riprodhuar vetveten - u shfaq më herët se të tjerët. Mund të themi se ai reflektoi jo vetëm se si u shfaq jeta për herë të parë, por foli për thelbin e jetës.
Shumë biologë u pajtuan me idenë e Orgel se "riprodhimi ishte i pari". Në teorinë e evolucionit të Darvinit, aftësia për t'u shpallur është në ballë: kjo është mënyra e vetme që trupi të "fitojë" në këtë garë - domethënë, të lërë pas shumë fëmijë.
Leslie Orgel parashtroi idenë se qelizat e para funksiononin në bazë të ARN-së.
Ndarja në 3 kampe
Por tiparet e tjera janë karakteristike për jetën, po aq të rëndësishme.
Më e dukshmja nga këto është metabolizmi: aftësia për të përvetësuar energjinë mjedisore dhe për ta përdorur atë për mbijetesë.
Për shumë biologë, metabolizmi është një karakteristikë përcaktuese e jetës, ata e vendosin aftësinë e riprodhimit në vendin e dytë.
Pra, duke filluar nga vitet 1960, shkencëtarët duke luftuar me misterin e origjinës së jetës filluan të ndahen në 2 kampe.
"E para pretendonte se metabolizmi shfaqej më herët sesa gjenetika, kjo e fundit ishte e mendimit të kundërt," shpjegon Sutherland.
Kishte një grup të tretë, që pretendonte se në fillim duhej të shfaqej një enë për molekulat kryesore, e cila nuk do t'i lejonte ata të shpërbëheshin.
"Ndarja e ndarjeve ishte menduar së pari, sepse pa të, metabolizmi i qelizave nuk ka kuptim," shpjegon Sutherland.
Me fjalë të tjera, një qelizë duhet të qëndronte në origjinën e jetës, pasi Oparin dhe Haldane kishin theksuar tashmë disa dekada më parë, dhe mbase kjo qelizë duhet të ishte e veshur me yndyrna dhe lipide të thjeshtë.
Secila prej tre ideve fitoi përkrahësit e saj dhe mbijetoi deri në ditët e sotme. Shkencëtarët ndonjëherë harruan për profesionalizmin me gjakftohtësi dhe mbështesin verbërisht një nga tre idetë.
Si rezultat, konferencat shkencore për këtë çështje shpesh shoqëroheshin me skandale, dhe gazetarët që mbulonin këto ngjarje shpesh dëgjonin reagime të pakëndshme nga shkencëtarët nga një kamp për punën e kolegëve të tyre nga dy të tjerët.
Falë Orgelit, ideja se jeta filloi me ARN e solli publikun një hap më tej drejt përgjigjes.
Dhe në vitet 1980, ndodhi një zbulim befasues që vërtet konfirmoi hipotezën e Orgel.
Cila ishte e para: enë, metabolizëm apo gjenetikë?
Pra, në fund të viteve 1960, shkencëtarët u ndanë në 3 kampe në kërkim të një përgjigjeje për misterin e origjinës së jetës në planet.
- Të parët ishin të sigurt se jeta filloi me formimin e versioneve primitive të qelizave biologjike.
- E dyta besonte se hapi i parë dhe kryesor ishte sistemi metabolik.
- Ende të tjerët janë përqendruar në rëndësinë e gjenetikës dhe riprodhimit (përsëritje).
Ky kamp i tretë po përpiqej të kuptoj se si mund të duket replikuesi i parë, duke mbajtur në mendje idenë që replikuesi duhet të përbëhej nga ARN.
Fytyrat e shumta të ARN-së
Deri në vitet 1960, shkencëtarët kishin shumë arsye për të besuar se ARN ishte burimi i gjithë jetës.
Këto arsye përfshijnë faktin që ARN mund të bënte atë që nuk mund ta bënte ADN.
Duke qenë një molekulë me një fije floku, ARN mund të përkulet, duke i dhënë vetes forma të ndryshme, e cila nuk ishte e disponueshme për ADN të ngurtë me dy zinxhirë.
ARN-formuese e origami ngjason fort me proteinat në sjelljen e saj. Mbi të gjitha, proteinat janë në thelb të njëjtat zinxhirë të gjatë, por që përbëhen nga aminoacide, jo nukleotide, gjë që i lejon ata të krijojnë struktura më komplekse.
Ky është çelësi për aftësinë më të mahnitshme të proteinave. Disa proteina mund të përshpejtojnë ose "katalizojnë" reagimet kimike. Këto proteina quhen enzima.
Për shembull, zorrët e njeriut përmbajnë shumë enzima që i prishin molekulat ushqimore komplekse në ato të thjeshta (si sheqeri) - domethënë ato që përdoren më vonë nga qelizat tona. Të jetosh pa enzima do të ishte thjesht e pamundur. Për shembull, vdekja e fundit e gjysmë vëllait të udhëheqësit Koreane në aeroportin e Malajzisë ishte për shkak të faktit se një enzimë (enzimë) që shtyp shtypjen e reagjentit nervor VX ka ndaluar funksionimin në trupin e tij - si rezultat, sistemi i frymëmarrjes është paralizuar dhe personi vdes brenda pak minutash. Enzimat janë kaq të rëndësishme për funksionimin e trupit tonë.
Leslie Orgel dhe Francis Crick shtruan një hipotezë tjetër. Nëse ARN mund të shtohet, siç bëri proteinat, a mund të formojnë edhe enzima?
Nëse kjo doli të ishte e tillë, atëherë ARN mund të jetë një molekulë e gjallë origjinale - dhe jashtëzakonisht universale - që ruan informacione (siç bën ADN) dhe katalizon reaksionet, e cila është karakteristike për disa proteina.
Ideja ishte interesante, por gjatë 10 viteve të ardhshme nuk u gjet asnjë provë që ta mbështeste atë.
Enzimat e ARN-së
Thomas Check lindi dhe u rrit në Iowa. Edhe në fëmijëri, pasioni i tij ishte gurë dhe minerale. Dhe tashmë në shkollë të mesme ai ishte një mysafir i rregullt me gjeologët e universitetit lokal, të cilët i treguan atij modele të strukturave minerale. Ai përfundimisht u bë një biokimist, duke u përqëndruar në studimin e ARN-së.
Në fillim të viteve 1980, Chek dhe kolegët e tij në Universitetin e Kolorados në Boulder studiuan një organizëm njëqelizor të quajtur termofili Tetrahymena. Një pjesë e këtij organizmi qelizor përfshinte zinxhirë ARN. Kontrolloni vuri në dukje se një nga segmentet e ARN-së nganjëherë ndahet nga të tjerët, sikur të ishte i ndarë me gërshërë.
Kur ekipi i tij përjashtoi të gjitha enzimat dhe molekulat e tjera që mund të veprojnë si gërshërë molekulare, ARN-ja akoma vazhdoi të izolojë këtë segment. Në të njëjtën kohë, u zbulua enzima e parë e ARN: një segment i vogël ARN i aftë të ndahej në mënyrë të pavarur nga zinxhiri i madh, të cilit i ishte bashkuar.
Kontrolli i publikuar rezultatet në 1982. Një vit më vonë, studiues të tjerë zbuluan enzimën e dytë të ARN-së, me emrin "ribozyme".
Meqenëse dy enzima të ARN-së u gjetën relativisht shpejt, shkencëtarët sugjeruan që në të vërtetë mund të kishte shumë më tepër. Tani gjithnjë e më shumë fakte flasin në favor të faktit që jeta filloi me ARN-në.
Thomas Check gjeti enzimën e parë të ARN-së.
ARN Botërore
I pari që e emëroi këtë koncept ishte Walter Gilbert.
Si një fizikan që papritmas u interesua për biologjinë molekulare, Gilbert ishte një nga të parët që mbroi teorinë e sekuencave të gjenomit njerëzor.
Në një artikull të vitit 1986 në revistën Nature, Gilbert sugjeroi që jeta filloi në të ashtuquajturën RNA World.
Faza e parë e evolucionit, sipas Gilbert, përbëhej nga "një proces në të cilin molekulat e ARN-së vepruan si katalizator, duke u mbledhur vetë në një supë me nukleotide".
Duke kopjuar dhe ngjitur fragmente të ndryshme të ARN-së në një zinxhir të përbashkët, molekulat e ARN-së krijuan zinxhirë më të dobishëm bazuar në ato ekzistuese. Si rezultat, erdhi momenti kur ata mësuan të krijojnë proteina dhe enzima proteinike, të cilat doli të jenë shumë më të dobishme sesa versionet e ARN-së, për pjesën më të madhe duke i zhvendosur ato dhe duke i dhënë jetë jetës që ne po vëzhgojmë sot.
Bota e ARN është një mënyrë mjaft elegante për të krijuar organizma komplekse të gjallë nga e para.
Në këtë koncept, nuk ka nevojë të mbështetet në formimin e njëkohshëm të dhjetëra molekulave biologjike në "supën kryesore", do të jetë e mjaftueshme për një molekulë të vetme me të cilën filloi gjithçka.
Vërtetim i
Në vitin 2000, hipoteza e ARN-së Botërore fitoi prova të forta.
Thomas Steitz kaloi 30 vjet duke studiuar strukturën e molekulave në qelizat e gjalla. Në vitet 90, ai filloi studimin kryesor të jetës së tij: studimin e strukturës së ribozomës.
Në çdo qelizë të gjallë, një ribozom është i pranishëm. Kjo molekulë e madhe lexon udhëzime nga ARN dhe kombinon aminoacidet për të krijuar proteina. Ribozomet në qelizat njerëzore rreshtojnë pothuajse çdo pjesë të trupit.
Deri në atë kohë, dihej tashmë që ribozomi përmban ARN. Por në vitin 2000, ekipi i Steitz paraqiti një model të detajuar të strukturës së ribozomës, në të cilën ARN u shfaq si bërthama katalitike e ribozomit.
Ky zbulim ishte serioz, veçanërisht duke marrë parasysh sa e lashtë dhe thelbësore e rëndësishme për jetën ishte ribozomi. Fakti që një mekanizëm kaq i rëndësishëm u bazua në ARN e bëri teorinë e "RNA Botës" shumë më të besueshme në komunitetin shkencor. Mbi të gjitha, mbështetësit e konceptit të "RNA World" u gëzuan për hapjen dhe Steitz mori receivedmimin Nobel në 2009.
Por pas kësaj, shkencëtarët filluan të kishin dyshime.
Problemet e teorisë “ARN World”
Teoria e "Botës së ARN" fillimisht kishte dy probleme.
Së pari, a mund të bëjë ARN në të vërtetë të gjitha funksionet jetësore? Dhe a mund të ishte formuar në kushtet e Tokës së hershme?
Kanë kaluar 30 vjet nga koha kur Gilbert krijoi teorinë e "RNA World", dhe ne ende nuk kemi prova shteruese që ARN-ja është me të vërtetë e aftë për gjithçka që përshkruhet në teori. Po, është një molekulë mahnitëse funksionale, por a është e mjaftueshme një ARN për të gjitha funksionet që i atribuohen?
Një mospërputhje ishte e habitshme. Nëse jeta filloi me një molekulë ARN, do të thotë që ARN-ja mund të krijojë kopjet e veta, ose kopje.
Por asnjëri nga të gjithë ARN-të e njohura nuk e ka këtë aftësi. Për të krijuar një kopje të saktë të një fragmenti të ARN ose ADN, nevojiten shumë enzima dhe molekula të tjera.
Prandaj, në fund të viteve 80, një grup biologësh filluan një studim mjaft të dëshpëruar. Ata synonin të krijonin ARN të aftë për të vetë-replikuar.
Përpjekjet për të krijuar ARN të riprodhimit të vetvetes
Jack Shostak i Shkollës Mjekësore në Harvard ishte i pari nga këta studiues. Që nga fëmijëria e hershme, ai ishte aq i apasionuar pas kimisë, saqë madje e ktheu bodrumin e tij në një laborator. Ai e neglizhoi sigurinë e tij, e cila dikur çoi në një shpërthim që gozhdoi një tufë xhami në tavan.
Në fillim të viteve '80, Shostak demonstroi qartë se si gjenet njerëzore mbrohen nga procesi i plakjes. Ky hulumtim i hershëm më vonë do ta sillte atë në listën e fituesve të çmimit Nobel.
Por ai shpejt u frymëzua nga hulumtimi i Chek në lidhje me enzimat e ARN-së. "Unë mendoj se kjo është një punë e jashtëzakonshme," thotë Shostak. "Në parim, ka shumë të ngjarë që ARN të shërbejë si katalizator për krijimin e kopjeve tuaja."
Në 1988, Chek zbuloi një enzimë ARN e aftë për të formuar një molekulë të vogël të ARN-10-nukleotide.
Shostak vendosi të shkojë më tej dhe të krijojë enzima të reja të ARN-së në laborator. Ekipi i tij krijoi një seri sekuencash të rastësishme dhe testoi secilën të gjente të paktën një që do të kishte aftësinë e një katalizatori. Më tej, sekuencat ndryshuan dhe testi vazhdoi.
Pas 10 orvatjesh, Shostak ishte në gjendje të krijonte një enzimë ARN që, si një katalizator, përshpejtoi reagimin 7 milion herë më shpejt se sa bën në natyrë.
Ekipi i Shostak ka vërtetuar se enzimat e ARN-së mund të jenë jashtëzakonisht të fuqishme. Por enzima e tyre nuk mund të krijonte kopje të tyre. Ishte një fund i ngordhur për Shostakun.
Enzima R18
Në vitin 2001, përparimi tjetër u bë nga ish-studenti i Shostak - David Bartel nga Instituti i Teknologjisë në Masaçusets në Kembrixh.
Bartel krijoi një enzimë ARN të quajtur R18, e cila mund të shtojë nukleotide të reja në zinxhirin ARN bazuar në ato ekzistuese.
Me fjalë të tjera, enzima nuk shtoi vetëm nukleotide të rastit, por saktësisht kopjoi sekuencën.
Molekulat vetë-riprodhuese ishin akoma larg, por drejtimi ishte i duhuri.
Enzima R18 përbëhej nga një zinxhir që përfshinte 189 nukleotide, dhe mund të shtonte një tjetër 11 - kjo është, 6% e gjatësisë së saj. Studiuesit shpresuan që në disa eksperimente të tjera këto 6% mund të shndërroheshin në 100%.
Më i suksesshmi në këtë fushë ishte Philip Holliger nga Laboratori i Biologjisë Molekulare në Kembrixh. Në vitin 2011, ekipi i tij modifikoi enzimën R18 për të krijuar enzimën tC19Z, e cila mund të kopjojë një sekuencë deri në 95 nukleotide. Kjo përbënte 48% të gjatësisë së saj - më shumë se ajo e R18, por 100% qartësisht nuk është e nevojshme.
Gerald Joyce dhe Tracy Lincoln nga Scripps Instituti i Kërkimeve La Jolla prezantuan një qasje alternative. Në vitin 2009, ata krijuan një enzimë ARN që krijon kopjimin e saj në mënyrë indirekte.
Enzima e tyre kombinon dy fragmente të shkurtra të ARN-së dhe krijon një enzimë tjetër. Ai, nga ana tjetër, kombinon dy fragmentet e tjera të ARN për të rikrijuar enzimën origjinale.
Me lëndët e para, ky cikël i thjeshtë mund të vazhdojë pafundësisht. Por enzimat funksionojnë si duhet vetëm nëse kanë zinxhirët e duhur të ARN të krijuar nga Joyce dhe Lincoln.
Për shumë shkencëtarë që janë skeptikë ndaj idesë së "RNA World", mungesa e vetë-përsëritjes së ARN-së është arsyeja kryesore për skepticizmin. ARN thjesht nuk përballet me rolin e krijuesit të një jetëje.
Kimistët në krijimin e ARN-së nga e para nuk shtojnë optimizëm. Edhe pse ARN është një molekulë shumë më e thjeshtë se ADN-ja, krijimi i saj ka provuar të jetë një problem i jashtëzakonshëm.
Qelizat e para ka shumë të ngjarë shumëzohen me ndarje.
Problemi është sheqeri
Ka të bëjë me sheqerin e pranishëm në secilin nukleotid dhe bazën nukleotide.Shtë realiste t'i krijoni ato veç e veç, por nuk është e mundur t'i lidhni ato së bashku.
Nga fillimi i viteve '90, ky problem ishte tashmë i dukshëm. Ajo ka bindur shumë biologë se hipoteza e "ARN World", pavarësisht sa tërheqëse mund të duket, mbetet ende vetëm një hipotezë.
- Ndoshta, një molekulë tjetër ekzistonte fillimisht në Tokën e hershme: ishte më e thjeshtë se ARN dhe arriti të mblidhej nga "supë parësore" dhe më vonë të fillonte vetë-riprodhimin.
- Ndoshta kjo molekulë ishte e para, dhe pas saj u shfaq ARN, ADN dhe të tjerët.
Acidi nukleik poliamid (PNA)
Në vitin 1991, Peter Nielsen nga Universiteti i Kopenhagës në Danimarkë dukej që të gjente një kandidat të përshtatshëm për rolin e replikuesit parësor.
Në fakt, ishte një version i përmirësuar dukshëm i ADN-së. Nielsen e la bazën të pandryshuar - standardin A, T, C dhe G - por në vend që të përdor molekula sheqeri, ai përdori molekula të quajtura poliamide.
Ai e quajti molekulën që rezulton një acid nukleik poliamid, ose PNA. Sidoqoftë, me kalimin e kohës, deshifrimi i shkurtesës për disa arsye u shndërrua në një “acid nukleik peptid”.
Në natyrë, PNA nuk gjendet. Por sjellja e saj është shumë e ngjashme me sjelljen e ADN-së. Zinxhiri PNA madje mund të zëvendësojë zinxhirin në molekulën e ADN-së, dhe bazat bashkohen si zakonisht. Për më tepër, PNA mund të shtrembërohet në një spirale të dyfishtë, si ADN.
Stanley Miller u intrigua. Me skepticizëm të thellë në lidhje me konceptin e "RNA World", ai besonte se PNA është më e përshtatshme për rolin e materialit të parë gjenetik.
Në vitin 2000, ai mbështeti mendimin e tij me prova. Në atë kohë ai ishte tashmë 70 vjeç dhe kishte përjetuar disa goditje, pas së cilës ai mund të kishte përfunduar në një shtëpi pleqsh, por ai nuk do të hiqte dorë.
Miller përsëriti eksperimentin e tij klasik të përshkruar më herët, këtë herë duke përdorur metan, azot, amoniak dhe ujë, dhe më në fund mori bazën poliamide të PNA.
Nga kjo pasoi që në Tokën e hershme mund të kishte kushte për shfaqjen e PNA, në kontrast me ARN-në.
Sjellja e PNA i ngjan ADN-së.
Acidi Treose-nukleik (TNC)
Ndërkohë, kimistë të tjerë krijuan acidet e tyre nukleike.
Në vitin 2000, Albert Eschenmozer krijoi acidin tresoz-nukleik (TNC).
Në fakt, ishte e njëjta ADN, por me një lloj tjetër sheqeri në bazë. Zinxhirët TNC mund të formojnë një spirale të dyfishtë, dhe informacioni mund të transferohet nga ARN në TNC dhe anasjelltas.
Për më tepër, TNC gjithashtu mund të formojnë forma komplekse, përfshirë formën e një proteine. Kjo lë të kuptohet se TNC mund të veprojë si një enzimë, ashtu si ARN.
Acidi nukleik i glukolit (GNA)
Në 2005, Eric Meggers krijoi një acid nukleik glikol, gjithashtu i aftë për të formuar një spirale.
Secila prej këtyre acideve nukleike kishte mbështetësit e vet: zakonisht vetë krijuesit e acideve.
Por në natyrë nuk kishte asnjë gjurmë të acideve nukleike të tilla, kështu që edhe duke supozuar se ato ishin përdorur nga jeta e parë, në një moment duhet të kishte braktisur ato në favor të ARN-së dhe ADN-së.
Tinguj të besueshëm, por jo të mbështetur nga provat.
Ishte një koncept i mirë, por ...
Kështu, nga mesi i dekadës së parë të shekullit 21, përkrahësit e konceptit të ARN-së Botërore ishin në një pozitë të vështirë.
Nga njëra anë, enzimat e ARN-së ekzistuan në natyrë dhe përfshinin një nga fragmentet më të rëndësishëm të mekanizmave biologjikë - ribozomin. Nuk është keq.
Por, nga ana tjetër, asnjë ARN vet-riprodhuese nuk u gjet në natyrë, dhe askush nuk ishte në gjendje të shpjegojë sesi saktësisht u formua ARN në "supën kryesore". Këto të fundit mund të shpjegohen me acide nukleike alternative, por edhe në natyrë ato tashmë (ose kurrë) nuk ekzistonin. Kjo është e keqe.
Aktgjykimi për të gjithë konceptin e "Botës së ARN" ishte i qartë: koncepti është i mirë, por jo shterues.
Ndërkohë, që nga mesi i viteve 80, ngadalë po zhvillohej një teori tjetër. Përkrahësit e saj pohuan se jeta nuk filloi me ARN, ADN ose ndonjë substancë tjetër gjenetike.Sipas mendimit të tyre, jeta lindi si një mekanizëm për përdorimin e energjisë.
Energjia e parë?
Pra, me kalimin e viteve, shkencëtarët e përfshirë në origjinën e jetës janë ndarë në 3 kampe.
Përfaqësuesit e të parëve ishin të bindur se jeta filloi me një molekulë ARN, por ata nuk mund të kuptojnë se si molekulat e ARN-së ose ARN-të e ngjashme arritën të shfaqen spontanisht në Tokën e hershme dhe të fillojnë vetë-riprodhimin. Sukseset e shkencëtarëve në fillim i kënaqën, por në fund të fundit, studiuesit u ndalën. Sidoqoftë, edhe kur këto studime ishin në zhvillim e sipër, tashmë kishte nga ata që ishin të sigurt se jeta lindi në një mënyrë krejtësisht tjetër.
Teoria e "Botës së ARN" bazohet në një ide të thjeshtë: funksioni më i rëndësishëm i trupit është aftësia për t'u bërë. Shumica e biologëve pajtohen me këtë. Të gjitha gjallesat, nga bakteret në balenat blu, kanë tendencë të lënë pasardhës.
Sidoqoftë, shumë studiues për këtë çështje nuk pajtohen që funksioni riprodhues vjen i pari. Ata thonë se para se të fillojë riprodhimi, trupi duhet të bëhet i vetë-mjaftueshëm. Ai duhet të jetë në gjendje të mbajë jetën në vetvete. Në fund të fundit, nuk do të keni mundësi të keni fëmijë nëse vdisni para kësaj.
Ne e mbështesim jetën përmes ushqimit, ndërsa bimët thithin energji nga rrezet e diellit.
Po, një djalë që kënaqet duke ngrënë një copëz lëng nuk duket si një lis i vjetër, por në të vërtetë ata të dy thithin energji.
Thithja e energjisë është baza e jetës.
Metabolizëm
Duke folur për energjinë e qenieve të gjalla, kemi të bëjmë me metabolizmin.
- Faza e parë është marrja e energjisë, për shembull, nga substanca të pasura me energji (për shembull, sheqer).
- E dyta është përdorimi i energjisë për të ndërtuar qeliza të shëndetshme në trup.
Procesi i përdorimit të energjisë është jashtëzakonisht i rëndësishëm, dhe shumë studiues janë të sigurt se ishte ai që u bë ajo që filloi jeta.
Por si mund të duken organizmat me vetëm një funksion metabolik?
Supozimi i parë dhe më me ndikim u paraqit nga Gunther Wachtershauser në fund të viteve 80 të shekullit të 20-të. Me profesion, ai ishte një avokat i patentave, por kishte njohuri të denjë në fushën e kimisë.
Wachtershauzer sugjeroi që organizmat e parë ishin "në mënyrë dramatike të ndryshme nga gjithçka që dimë". Ato nuk përbëheshin nga qeliza. Ata nuk kishin enzima, ADN ose ARN.
Për qartësi, Wachtershauser përshkroi rrjedhën e ujit të nxehtë që rrjedh nga një vullkan. Uji ishte i ngopur me gazra vullkanikë si amoniak dhe përmbante grimca minerale nga qendra e vullkanit.
Në vendet ku përroi rrodhi mbi shkëmbinj, filluan reaksionet kimike. Metalet e përmbajtura në ujë kontribuan në krijimin e komponimeve të mëdha organike nga ato më të thjeshta.
Cikli metabolik
Pika kthyese ishte krijimi i ciklit të parë metabolik.
Gjatë këtij procesi, një substancë kimike shndërrohet në disa të tjera, e kështu me radhë, derisa në fund gjithçka arrin në rindërtimin e substancës së parë.
Gjatë procesit, i gjithë sistemi i përfshirë në metabolizëm grumbullon energji, e cila mund të përdoret për të rifilluar ciklin ose për të filluar një proces të ri.
Ciklet metabolike, përkundër “mekanizmit” të tyre, janë thelbësore të rëndësishme për jetën.
Elsedo gjë tjetër që organizmat moderne janë të pajisur (ADN, qelizat, truri) u shfaqën më vonë, dhe në bazë të këtyre cikleve kimike.
Ciklet metabolike nuk janë shumë të ngjashme me jetën. Prandaj, Wachtershauser i quante shpikjet e tij "organizma pararendës" dhe shkroi se ato "vështirë se mund të quhen të gjalla".
Por ciklet metabolike të përshkruara nga Wachtershauser qëndrojnë gjithmonë në qendër të ndonjë organizmi të gjallë.
Qelizat tuaja në të vërtetë janë bimë mikroskopike që prishen vazhdimisht disa substanca, duke i shndërruar ato në të tjera.
Ciklet metabolike, përkundër “mekanizmit” të tyre, janë thelbësore të rëndësishme për jetën.
Dy dekadat e fundit të shekullit të 20-të, Wachtershauser kushtoi teorinë e tij, duke e shtjelluar në detaje.Ai përshkroi se cilat minerale do të ishin më të mirë se të tjerët dhe cilat cikle kimike mund të ndodhin. Arsyetimi i tij filloi të fitojë mbështetës.
Vërtetim eksperimental
Por çështja nuk shkoi përtej teorive. Rojtari kishte nevojë për një zbulim praktik që do të provonte teorinë e tij. Për fat të mirë, ajo ishte bërë tashmë dhjetë vjet më parë.
Në 1977, një ekip i Jack Corliss nga Universiteti i Oregon u zhyt në Oqeanin Paqësor Lindor në një thellësi prej 2.5 kilometrash (1.5 milje). Shkencëtarët studiuan pranverën e nxehtë të Galapagos në një vend ku vargjet malore u ngritën nga fundi. Kreshtat dihej se fillimisht ishin vullkanike aktive.
Corliss zbuloi se rrezet ishin pothuajse të pikura me burime të nxehta. Uji i nxehtë dhe i ngopur me kimikate u ngrit nga poshtë shtratit të detit dhe rridhte përmes hapjeve në shkëmbinj.
Azinguditërisht, këto "hapje hidrotermale" u populluan dendur nga krijesa të çuditshme. Këto ishin molusqe të mëdha të disa specieve, midhjeve dhe anelideve.
Uji ishte gjithashtu plot me baktere. Të gjithë këta organizma jetuan në energji nga burimet hidrotermale.
Hapja e ndenjjeve hidrotermale ka krijuar Corliss një reputacion të shkëlqyeshëm. Kjo gjithashtu e bëri atë të mendonte.
Sjelljet hidrotermale në oqean sigurojnë jetën e organizmave sot. Ndoshta ata u bënë burimi kryesor i saj?
Sjelljet hidrotermale
Në 1981, Jack Corliss sugjeroi që ndenja të tilla ekzistonin në Tokë 4 miliard vjet më parë, dhe ishte rreth tyre që jeta lindi. Ai i kushtoi tërë karrierën e tij të mëtejshme zhvillimit të kësaj ideje.
Corliss sugjeroi që hapjet hidrotermale mund të krijonin një përzierje të kimikateve. Ai pretendoi se secili ndenjës ishte një lloj atomizuesi "supë kryesor".
- Ndërsa uji i nxehtë rridhte nëpër shkëmbinj, nxehtësia dhe presioni shkaktuan që komponimet organike më të thjeshta të shndërrohen në ato më komplekse si aminoacidet, nukleotidet dhe sheqeri.
- Më afër daljes në oqean, ku uji nuk ishte më aq i nxehtë, ata filluan të formojnë zinxhirë, duke formuar karbohidrate, proteina dhe nukleotide si ADN.
- Pastaj, tashmë në vetë oqeanin, ku uji ishte ftohur ndjeshëm, këto molekula u mblodhën në qeliza të thjeshta.
Teoria dukej e arsyeshme dhe tërhoqi vëmendjen.
Por Stanley Miller, eksperimenti i së cilës u diskutua më herët, nuk ndau entuziazëm. Në vitin 1988, ai shkroi se burimet ishin shumë të nxehta për të krijuar jetë në to.
Teoria e Corliss ishte se temperaturat ekstreme mund të shkaktojnë formimin e substancave si aminoacidet, por eksperimentet e Miller treguan se ajo gjithashtu mund t'i shkatërronte ato.
Përbërjet kryesore si sheqeri mund të zgjasin disa sekonda.
Për më tepër, këto molekula të thjeshta vështirë se do të ishin në gjendje të krijonin zinxhirë, pasi uji përreth do t'i thyej gati ato menjëherë.
E ngrohtë, edhe më e ngrohtë ...
Në këtë pikë, gjeolog Mike Russell iu bashkua diskutimit. Ai besonte se teoria e kanalit përshtatet në mënyrë të përkryer me supozimet e Wachtershauser-it rreth organizmave pararendës. Këto mendime e shtynë të krijojë një nga teoritë më të njohura në lidhje me origjinën e jetës.
Rinia e Russell kaloi në krijimin e aspirinës dhe studimin e mineraleve të vlefshme. Dhe gjatë shpërthimit të mundshëm të vullkanit në vitet '60, ai koordinoi me sukses një plan reagimi, pa përvojë pas tij. Por ai ishte i interesuar të studionte se si ka ndryshuar sipërfaqja e Tokës në periudha të ndryshme. Mundësia për të parë historinë nga këndvështrimi i një gjeologu formoi teorinë e tij për origjinën e jetës.
Në vitet '80, ai gjeti fosile, duke treguar se në kohërat e lashta kishte kanalizime hidrotermale, ku temperatura nuk kalonte 150 gradë Celsius. Këto temperatura të moderuara, pretendoi ai, mund të lejojnë që molekulat të zgjasin shumë më gjatë sesa mendoi Miller.
Për më tepër, diçka interesante u gjet në fosilet e këtyre burimeve më pak të nxehta.Një mineral i quajtur pirit, i përbërë nga hekuri dhe squfuri, në formën e tubave të gjatë 1 mm.
Në laboratorin e tij, Russell zbuloi se piriti gjithashtu mund të formojë pikat sferike. Ai sugjeroi që molekulat e para komplekse organike të formoheshin pikërisht brenda strukturave pirite.
Në të njëjtën kohë, Wachttershauser filloi të botojë teoritë e tij bazuar në faktin se rrjedha e ujit të pasur me kimikate ndërvepronte me një mineral të caktuar. Ai madje sugjeroi që piriti mund të ishte ky mineral.
Russell mund të shtonte vetëm 2 dhe 2.
Ai pranoi se brenda kanaleve të ngrohta hidrotermale në detin e thellë, ku strukturat pirite mund të ishin formuar, u formuan organizmat pararendës Wachtershauser. Nëse Russell nuk gabohej, atëherë jeta lindi në thellësi të detit, dhe metabolizmi u shfaq së pari.
E gjithë kjo u paraqit në një artikull të Russell, botuar në 1993, 40 vjet pas eksperimentit klasik të Millerit.
Rezonanca në shtyp u ngrit shumë më pak, por rëndësia e zbulimit nuk e dëmton këtë. Russell kombinoi dy ide të ndryshme (ciklet metabolike të Wachtershauzer dhe kanalet hidrotermale të Corliss) në një koncept mjaft bindës.
Koncepti u bë edhe më mbresëlënës kur Russell ndau idetë e tij se si organizmat e parë thithnin energjinë. Me fjalë të tjera, ai shpjegoi sesi mund të funksiononte metabolizmi i tyre. Ideja e tij u bazua në punën e një prej gjenive të harruar të shkencës moderne.
Eksperimentet “qesharake” të Mitchell-it
Në vitet '60, biokimisti Peter Mitchell u detyrua të largohej nga Universiteti i Edinburgh për shkak të sëmundjes.
Ai e shndërroi rezidencën në Cornwall në një laborator personal. Duke qenë i shkëputur nga bashkësia shkencore, ai e financoi punën e tij duke shitur qumështin e lopëve të tij shtëpiake. Shumë biokimistë, përfshirë Leslie Orgel, studimet për ARN-në e të cilave u diskutuan më herët, e konsideruan punën e Mitchell-it si jashtëzakonisht qesharake.
Pothuajse dy dekada më vonë, Mitchell triumfoi pasi mori çmimin Nobel në Kimi në 1978. Ai nuk u bë i famshëm, por idetë e tij mund të gjurmohen në çdo libër biologjie.
Mitchell i kushtoi jetën e tij studimit se si organizmat harxhojnë energji nga ushqimi. Me fjalë të tjera, ai ishte i interesuar se si mbijetojmë nga sekonda në të dytin.
Biokimisti britanik Peter Mitchell mori Nobmimin Nobel në Kimi për punën e tij në zbulimin e mekanizmit të sintezës ATP.
Si trupi ruan energjinë
Mitchell e dinte që të gjitha qelizat ruajnë energjinë në një molekulë të veçantë - trifosfatin e adenozinës (ATP). Gjëja e rëndësishme është që një zinxhir prej tre fosfates është ngjitur në adenozinë. Shtimi i fosfatit të tretë kërkon shumë energji, e cila më vonë shtrihet në ATP.
Kur një qelizë ka nevojë për energji (për shembull, me tkurrje të muskujve), ajo ndërpret fosfatin e tretë nga ATP. Kjo e shndërron ATP-në në adenosidiphosfat (ADP) dhe lëshon energjinë e ruajtur.
Mitchell dëshironte të kuptonte se si qelizat fillimisht arritën të krijonin ATP. Si e përqendruan energjinë e mjaftueshme në ADP për t'u bashkuar me fosfatin e tretë?
Mitchell e dinte që enzima që formon ATP është në membranë. Ai arriti në përfundimin se qelizat pompojnë grimcat e ngarkuara të quajtura protone përmes membranës, dhe për këtë arsye ka shumë protone nga njëra anë, ndërsa pothuajse nuk ka asnjë në anën tjetër.
Pastaj protonët përpiqen të kthehen në membranë në mënyrë që të ruajnë ekuilibrin në secilën anë, por ato mund të futen vetëm në enzimë. Rrjedha e protoneve shpërndarës gjithashtu i jep enzimës energjinë e nevojshme për të krijuar ATP.
Mitchell e shprehu për herë të parë këtë ide në vitin 1961. Për 15 vitet e ardhshme, ai mbrojti teorinë e tij kundër sulmeve, pavarësisht provave të pakundërshtueshme.
Sot dihet se procesi i përshkruar nga Mitchell është karakteristik për çdo krijesë të gjallë në planet. Po ndodh tani në qelizat tuaja. Si ADN, kjo është një pjesë thelbësore e jetës që ne njohim.
Catharheus
Catharheon aeon (Greqishtja e lashtëκατἀρχαῖος - "më e ulët se më e lashta"), 4,6–4 miliardë vjet më parë, njihet si faza protoplanetare e zhvillimit të Tokës. Mbulon gjysmën e parë të Arkeës. Toka në atë kohë ishte një trup i ftohtë me një atmosferë të rrallë dhe pa një hidrosferë. Në kushte të tilla, nuk mund të shfaqej asnjë jetë.
Gjatë katarresë, atmosfera nuk ishte e dendur. Ai përbëhej nga gazra dhe avuj uji që shfaqeshin gjatë përplasjes së Tokës me asteroide.
Për shkak të faktit se Hëna ishte atëherë shumë afër (vetëm 170 mijë km) me Tokën (ekuatori - 40 mijë km), dita nuk zgjati shumë - vetëm 6 orë. Por, ndërsa Hëna u tërhoq, dita filloi të rritet.
Proterozoic Aeon (2.5 miliardë - 543 milion vjet më parë)
Proterozoic (greqisht πρότερος - e para, më e vjetra, greqisht, ζωή - jetë) shënohet me shfaqjen e bimëve, kërpudhave dhe kafshëve komplekse (për shembull, sfungjerët). Jeta në fillim të Proterozoic ishte akoma e përqendruar në dete, pasi kushtet në tokë nuk ishin plotësisht të favorshme: atmosfera përbëhej kryesisht nga sulfidi i hidrogjenit, CO2, N2, CH4, dhe një sasi shumë e vogël O2.
Sidoqoftë, bakteret që jetonin në dete në atë kohë filluan të prodhonin O2 si një nënprodukt, dhe 2 miliard vjet më parë, sasia e oksigjenit kishte arritur tashmë në një nivel të qëndrueshëm. Por një rritje e mprehtë e oksigjenit në atmosferë çoi në një katastrofë oksigjeni, e cila çoi në një ndryshim në organet e frymëmarrjes të organizmave që banonin në oqeane në atë kohë (anaerobe u zëvendësuan nga aerobi) dhe një ndryshim në përbërjen e atmosferës (formimi i shtresës së ozonit). Për shkak të uljes së efektit të serrës në Tokë, ndodhi një akullnaja e zgjatur Huron: temperatura ra në −40 ° С.
Fosilet e mëtejshme të multicellular të parë gjenden pas glaciation. Në atë kohë, oqeanet e banuar nga kafshë të tilla si spriggin (Spriggina) - kafshë në formë krimbi që kishin një kokë dhe skaj të pasme. Kafshë të tilla mund të jenë bërë paraardhësit e kafshëve moderne.
Paleoproterozoic
Paleoproterozoic - epoka gjeologjike, pjesë e Proterozoic, e cila filloi 2.5 miliardë vjet më parë dhe mbaroi 1.6 miliard vjet më parë. Në këtë kohë, stabilizimi i parë i kontinenteve. Cyanobacteria, një lloj bakterie që përdor procesin biokimik të fotosintezës për të prodhuar energji dhe oksigjen, gjithashtu evoluoi në këtë kohë.
Ngjarja më e rëndësishme e Paleoproterozoikut të hershëm është katastrofa e oksigjenit. Para një rritje të konsiderueshme të përmbajtjes së oksigjenit në atmosferë, pothuajse të gjitha format ekzistuese të jetës ishin anaerobe, domethënë, metabolizmi në format e gjalla varej nga format e frymëmarrjes qelizore, të cilat nuk kërkonin oksigjen. Qasja e sasive të mëdha të oksigjenit është e dëmshme për shumicën e baktereve anaerobe, prandaj, në këtë kohë, shumica e organizmave të gjallë në Tokë u zhdukën. Format e mbetura të jetës ishin ose imun ndaj oksidimit dhe efekteve fatale të oksigjenit, ose kaluan ciklin e tyre të jetës në një mjedis të lirë nga oksigjeni.
Neoproterozoic
Neoproterozoicanglisht Epoka Neoproterozoike është një epokë gjeokronologjike (epoka e fundit e Proterozoic), e cila filloi 1000 milion vjet më parë dhe mbaroi 542 milion vjet më parë.
Nga pikëpamja gjeologjike, karakterizohet nga shembja e superkontinentit antik të Rodinisë në të paktën 8 fragmente, në lidhje me të cilat super oqeani antik i Mirovia pushon së ekzistuari. Gjatë kriogjenezës, ndodhi glacacioni më i madh i Tokës - akulli arriti në ekuatorin (Tokë-mbledhje).
Neoproterozoiku i vonë (Ediacarius) përfshin mbetjet fosile më të vjetra të organizmave të gjallë, pasi në këtë kohë ishte që një lloj guaskë ose skelet i fortë filloi të zhvillohet në organizmat e gjallë.
Periudha kambriane (543-490 milion vjet më parë)
Në periudhën kambriane, papritmas shfaqet një larmi e madhe organizmash të gjallë - paraardhësit e përfaqësuesve aktualë të shumë pjesëve të mbretërisë së kafshëve (në sedimentet që paraprijnë Kambrianit, mbetjet e organizmave të tillë mungojnë).Kjo ngjarje, e papritur në një shkallë gjeologjike, por në realitet që zgjat miliona vjet, njihet në shkencë si shpërthimi kambrian.
Mbetjet fosile të kafshëve të periudhës kambriane gjenden mjaft shpesh në të gjithë botën. Në fillim të periudhës kambriane (rreth 540 milion vjet më parë), një sy kompleks është formuar në disa grupe kafshësh. Shfaqja e këtij organi ishte një hap i madh evolucionar - tani kafshët mund të shihnin botën përreth tyre. Pra, viktimat tani mund të shihnin gjahtarë dhe gjahtarët mund të shihnin viktimat e tyre.
Në periudhën kambriane, toka nuk ekzistonte në tokë. Por, oqeanet ishin të dendura të populluara nga jovertebrore, për shembull, sfungjerë, trilobitë, anomalokarë. Herë pas here, rrëshqitjet e mëdha të tokës nënujore varrosnin komunitetet e krijesave të detit nën ton llum. Falë këtyre rrëshqitjeve të tokës, ne mund të imagjinojmë se sa e çuditshme ishte fauna e periudhës Kambriane, sepse madje edhe kafshët e buta të buta u ruajtën në mënyrë të përkryer në shkresë si fosile.
Në detet e periudhës së vonë kambriane, grupet kryesore të kafshëve ishin artropodët, ekinodermat dhe molusqet. Por banori më i rëndësishëm i deteve të asaj kohe ishte krijesa pa shije Haikouihtis - ai zhvilloi një akord përveç syve të tij.
Periudha e Ordovicianit (490-443 Ma më parë)
Gjatë Ordovicianit toka mbeti e pabanuar, me përjashtim të likeneve, të cilat ishin të parat nga bimët që jetuan në tokë. Por jeta kryesore u zhvillua mjaft aktive në dete.
Banorët kryesorë të deteve të Ordovicianit ishin artropodët, siç është një megalograf. Ata mund të shkonin për pak kohë në tokë për të hedhur vezë. Por kishte edhe banorë të tjerë, për shembull, një përfaqësues i klasës së qelizave orthoconus të cefalopodeve.
Kafshët vertebrore në Ordovician ende nuk janë formuar plotësisht. Pasardhësit e haikouihtis notonin në dete, të cilët kishin një formacion të ngjashëm me një shpinë.
Gjithashtu në detet e periudhës së Ordovicianit jetuan përfaqësues të zorrëve, ekinodermave, koraleve, sfungjereve dhe jovertebrorëve të tjerë.
Periudha siluriane (443-417 milion vjet më parë)
Disa bimë, për shembull, kuksonia (Coocsonia), e cila arriti një lartësi prej jo më shumë se 10 cm, dhe disa lloje të likeneve, shkojnë në tokë në siluria. Disa artropodë zhvilluan mushkëri primitive, duke i lejuar ata të marrin frymë nga ajri atmosferik, për shembull, akrepi brontoscorpio mund të ishte në tokë për katër orë [ burim i pa specifikuar 1968 dite ] .
Miliona vjet më vonë, shkëmbinj nënujorë të mëdha koralesh formohen në dete, ku kore të vogla dhe brachopods gjetën strehim. Në këtë periudhë, artropodët bëhen edhe më të mëdhenj, për shembull, pterygot racoscorpion mund të arrinte 2.5 metra në gjatësi, megjithatë, ishte shumë e madhe për të zvarritur për të zbritur në tokë.
Në detet Siluriane, në fund shfaqen vertebrorët e formuar. Për dallim nga artropodët, vertebrorët kishin një kreshtë kockash, duke i lejuar ata të manovrojnë më mirë nën ujë. Cefalaspis vertebral, për shembull, gjithashtu zhvilloi organe shqisore që gjeneruan një fushë të veçantë magnetike që i lejonte asaj të ndiente mjedisin. Cefalaspis gjithashtu zhvilloi një tru primitiv, duke e lejuar kafshën të kujtojë disa ngjarje.
Periudha Devonian (417-354 milion vjet më parë)
Në Devonian, jeta vazhdon të zhvillohet në mënyrë aktive në tokë dhe në det. Paraqiten pyjet e para primitive, të cilat përbëhen kryesisht nga farërat më të vjetra primitive si pemët e arkeopteris (Archaeopteris), të cilat u rritën kryesisht përgjatë brigjeve të lumenjve dhe liqeneve.
Jeta kryesore në Devonianin e Parë përfaqësohej kryesisht nga artropodët dhe centipedët, të cilët merrnin frymë në të gjithë sipërfaqen e trupit dhe jetonin në vende shumë të lagështa. Sidoqoftë, deri në fund të Devonian, artropodët antikë kishin një guaskë, numri i segmenteve të trupit u zvogëlua, çifti i katërt i putrave u shndërrua në antena dhe nofulla, disa gjithashtu zhvilluan krahë.Kështu u shfaq një degë e re evolucionare - insektet, të cilat ishin në gjendje të zotëronin qoshet më të larmishme të planetit.
Në mes të Devonian, amfibët e parë vendosen këmbë në tokë (për shembull, ginerpeton, ichthyostega). Ata nuk mund të jetonin larg ujit, pasi lëkura e tyre ishte akoma shumë e hollë dhe nuk mbrohej nga tharja. Përveç kësaj, amfibët mund të riprodhonin vetëm me ndihmën e ujit - vezëve. Jashtë ujit, pasardhësit e amfibëve do të vdisnin: dielli do të thahej havjar, sepse nuk mbrohet nga asnjë predhë përveç një filmi të hollë.
Peshqit zhvilluan nofulla, duke i lejuar ata të kapnin pre e notit të shpejtë. Filluan të rriten me shpejtësi në madhësi. Periudha Devonian karakterizohet nga lulëzimi i peshkut primitiv, në veçanti, kërc. Në fund të Devonian, peshqit e parë të eshtrave u shfaqën në dete, të tilla si gineria gjigande grabitqare, e cila shtyu në sfond peshqit kartilagjinarë (në veçanti, paraardhësit e peshkaqenëve modernë). Sidoqoftë, banorët më të frikshëm të deteve Devonian ishin përfaqësuesit e grupit plakoderm, si Duncleosteus dhe Dinhis, i cili arriti një gjatësi prej 8-10 metra.
Periudha karbonifer (354-290 milion vjet më parë)
Në periudhën Karbonifer, klima ishte e nxehtë dhe e lagësht pothuajse në të gjithë planetin. Në pyjet kënetore të asaj kohe, kryesisht rrotat e kuajve, farat e pemëve si dhe lepidodendronët gjigandë u rritën, duke arritur një lartësi prej 10 deri në 35 metra, dhe deri në një metër në diametër të trungut.
Fauna përfaqësohej nga një numër i madh krijesash. Bollëku i nxehtësisë, lagështirës dhe oksigjenit kontribuoi në një rritje në madhësinë e artropodëve, për shembull, arthropleura mund të arrinte 2.5 metra në gjatësi, dhe një meganevra e madhe e dragoit - 75 cm në rreshtin e krahëve.
Kushtet e tilla kontribuan në prosperitetin e amfibëve. Ata (për shembull, proterogyrinus) okupuan të gjitha habitatet bregdetare, pothuajse plotësisht duke zëvendësuar frymëmarrjen dhe tasseteriformes. Në periudhën Carboniferous, amfibët lindën zvarranikët e parë (sauropsids) dhe synapsids ose paraardhësit e tyre të zakonshëm. Krijesat e para të zvarranikëve ishin kafshë shumë të vogla që i ngjanin hardhucave moderne, për shembull, gjatësia e benzinacosaurusit nuk i kalonte gjatësia 40 centimetra. Ata mund të hedhin vezë në tokë - ky ishte një hap i shkëlqyeshëm evolucionar, përveç kësaj, lëkura e tyre mbrohej nga peshore të dendura që mbronin lëkurën e kafshëve nga tharja, që do të thotë se ata mund të largoheshin lehtësisht nga uji. Prania e tipareve të tilla adaptive përcaktoi suksesin e tyre të mëtejshëm evolucionar si kafshë tokësore.
Kishte edhe shumë forma jete në detet e periudhës Karbonifer. Peshku kockor (paraardhësit e peshkut më modern) mbizotëronte kolonën e ujit, dhe shkëmbinj nënujorë të shumtë koralesh mbuluan detin, duke u shtrirë për shumë kilometra përgjatë brigjeve të kontinenteve antike.
Fundi i Karboniferit, rreth 290 milion vjet më parë, shënoi një epokë të gjatë akulli, e cila përfundoi në fillimin e Permianit. Akullnajat po afroheshin ngadalë me ekuatorin nga veriu dhe jugu. Shumë kafshë dhe bimë nuk mund të përshtaten me kushte të tilla klimatike dhe shumë shpejt u zhdukën.
Periudha Perm (290—248 Ma më parë)
Për shkak të epokës së akullit në fund të Karboniferit në periudhën Permian, klima u bë më e ftohtë dhe më e thatë. Pyjet trungje tropikale dhe kënetat janë zëvendësuar nga shkretëtira të pafund dhe fusha të thata. Në kushte të tilla, u rritën vetëm bimët më të vazhdueshme - ferns dhe halorë primitivë.
Për shkak të zhdukjes së rrëmujave, numri i amfibëve u ul ndjeshëm, pasi ata mund të jetonin vetëm afër ujit (për shembull, seymuria amfib-reptiliomorph). Vendi i amfibëve u mor nga zvarranikët dhe synapsids, pasi ata ishin përshtatur mirë për jetën në një klimë të thatë. Synapsids filluan të rriten me shpejtësi në madhësi dhe numër, ata arritën të përhapen në të gjithë tokën, ata lindën kafshë të tilla tokësore të mëdha si pelikozaurët (për shembull, dimetrodons dhe edaphosaurus). Për shkak të klimës së ftohtë, këto kafshë zhvilluan një vela që i ndihmoi ata të rregullonin temperaturën e trupit të tyre.
Në epokën e vonë të Permianit, u formua një superkontinent i vetëm - Pangea. Në vendet me një klimë veçanërisht të thatë dhe të nxehtë, gjithnjë e më shumë shkretëtira filluan të formohen. Në këtë kohë, pelikozaurët lindën në terapi - paraardhësit e gjitarëve. Ata ndryshuan nga paraardhësit e tyre kryesisht në atë që ata kishin një strukturë të ndryshme të dhëmbëve, së dyti, ky grup kishte lëkurë të lëmuar (në procesin e evolucionit, peshoret e tyre nuk u zhvilluan), dhe së treti, disa përfaqësues të këtij grupi zhvilluan vibrissa ( e më vonë pallto). Skuadra therapsid përfshinte të dy grabitqarët e etur për gjak (për shembull, gorgonops) dhe barngrënës barishte (për shembull, diktodon). Përveç terapsids, përfaqësuesit e familjes pareiasaurus të nënklasës anapsid jetuan në tokë, për shembull, një scutosaurus me forca të blinduara. Shfaqen edhe arkosaurët e parë, siç është arkosauri. Ashtu si terapitë, këto krijesa mbartin një numër shenjash përparimtare, në veçanti, një rritje të nivelit të metabolizmit (deri në gjakderdhje të ngrohtë).
Në fund të periudhës Permian, klima u bë shumë më e thatë, gjë që çoi në një zvogëlim të sipërfaqes së zonave bregdetare me bimësi të dendur dhe një rritje të zonës së shkretëtirave. Si rezultat, për shkak të mungesës së hapësirës së jetesës, ushqimit dhe oksigjenit të prodhuar nga bimët, shumë specie kafshësh dhe bimësh u zhdukën. Kjo ngjarje evolucionare u quajt zhdukje në masë e Permit gjatë së cilës 95% e të gjitha gjallesave vdiqën. Shkencëtarët janë ende duke debatuar në lidhje me shkaqet e këtij zhdukje, dhe parashtrojnë disa hipoteza:
- Rënia e një ose më shumë meteoritëve ose përplasja e Tokës me një asteroid me një diametër prej disa dhjetëra kilometrash (një nga provat e kësaj teorie është prania e një krateri 500 kilometra në zonën e Wilkes Tokës, etj.
- Aktiviteti i shtuar vullkanik
- Lëshimi i papritur i metanit nga fundi i detit,
- Dalja e kurtheve (basalts), së pari kurthe relativisht të vogla Emeishan rreth 260 milion vjet më parë, pastaj kurthet kolosale siberiane 251 milion vjet më parë. Dimri vullkanik, efekti i serrës për shkak të lëshimit të gazrave vullkanikë dhe ndryshimeve të tjera klimatike që ndikuan në biosferë mund të shoqërohen me këtë.
Sidoqoftë, evolucioni nuk ndalet këtu: pas një kohe, speciet e mbijetuara të gjallesave lindën forma të reja të jetës, madje edhe më të çuditshme.
Epoka mesozoike
Gjatë Mesozoic, organizmat më të çuditshëm jetuan në tokë. Më të famshmit prej tyre janë dinosaurët. Ata dominuan për 160 milion vjet në të gjitha kontinentet. Ata ishin të madhësive të ndryshme: nga një mikro raptor shumë i vogël, i cili arriti vetëm 70 cm në gjatësi dhe një peshë prej 0,5 kg, në amficelinë gjigande, ndoshta duke arritur një gjatësi prej 50 metrash dhe një peshë 150 ton. Por, përveç dinosaurëve, në atë kohë shumë më tepër krijesa jo më pak interesante që banonin planetin tonë. Zvarranikët që dolën në pah gjithashtu pushtuan mjedisin e ajrit dhe ujit. Në atë kohë në Tokë kishte një larmi të madhe të formave të jetës që vazhduan të evoluojnë dhe përmirësohen.
Periudha Triasike (248-206 Ma më parë)
Në fillim të periudhës së Triasikut, jeta në planet vazhdoi të rimëkëmbet ngadalë pas zhdukjes masive të specieve në fund të periudhës Permian. Klima në pjesën më të madhe të botës ishte e nxehtë dhe e thatë, por sasia e reshjeve mund të sigurojë një larmi mjaft të lartë të bimëve. Më të zakonshmet në Triasik ishin halorë primitivë, farërave dhe ginkgoids, mbetjet fosile të të cilave gjenden në të gjithë botën, përfshirë edhe rajonet polare të Tokës.
Kafshët që i mbijetuan zhdukjes masive të specieve Permiane e gjetën veten në një situatë shumë të favorshme - në fund të fundit, pothuajse nuk kishte konkurrentë ushqimesh ose grabitqarë të mëdhenj në planet. Edhe pse tashmë në fund të periudhës Permian, arkosauromorfët ngadalë filluan të dalin në sipërfaqe. Zvarranikët barishtor filluan të rriten me shpejtësi në numër. E njëjta gjë ndodhi me disa grabitqarë.Së shpejti, shumica e kafshëve lindën shumë lloje të reja dhe të pazakonta. Në periudhën e hershme të Triasikut, disa zvarranikë u kthyen për të jetuar në ujë, notosaurs dhe krijesa të tjera gjysmë ujore evoluan prej tyre.
Në fillim të periudhës së Triasikut jetuan paraardhësit e mundshëm të dinosaurëve, të tilla si euparkeria. Një tipar dallues i euparkeria nga arkosauromorfët e tjerë ishte se mund të ngrihej në këmbë dhe të vraponte në këmbët e pasme.
Në periudhën e vonë të Triasikut (227-206 milion vjet më parë), ndodhin ngjarje në Tokë që paracaktuan zhvillimin e jetës gjatë gjithë pjesës tjetër të epokës së dinosaurit. Ndarja e superkontinentit gjigand Pangea formoi disa kontinente. Deri në Triasikun e vonë në tokë, terapidet e fundit ishin të përhapura, të përfaqësuara, për shembull, nga placerias dhe listrosaurus, si dhe disa grupe të tjera të zvarranikëve të çuditshëm, të cilat përfshinin tanistrofinë dhe proterochus. Por, në një kohë relativisht të shkurtër, numri i terapive u zvogëlua shumë (me përjashtim të grupit të cynodonts që lindin gjitarë). Zvarranikët - arkosaurët zënë vendin e tyre, tre grupet kryesore të së cilës shpejt u bënë dominuese. Këto grupe kafshësh ishin dinosaurët, zogjtë (ndoshta të rrjedhur nga dinosaurët), pterosaurët dhe krokodilomorfët. Zvarranikët detarë gjithashtu evoluan shumë shpejt: ichhyosaurs hershëm dhe sauroterterigias.
Fundi i periudhës së Triasikut shënoi një zhdukje të re masive të specieve, të krahasueshme me një ngjarje të ngjashme në fund të Permianit. Shkaqet e saj mbeten një mister. Në një kohë, shkencëtarët ia atribuan asaj rënies së një asteroidi në Tokë, i cili la pas një krateri të madh Manikuagan (Kanada) me një diametër prej 100 km, por, siç doli, kjo ngjarje ka ndodhur shumë më herët.
Periudha Jurasike (206-144 milion vjet më parë)
Në periudhën e hershme të Jurasikut (206-180 milion vjet më parë), klima në Tokë u bë më e ngrohtë dhe më e lagësht. Pyjet halore u rritën në rajonet rrethore, dhe tropikët ishin të mbuluar me copëza prej halësh, ferns dhe selvi. Ndërsa kontinentet ndryshojnë ngadalë, një klimë monsoze e formuar në disa ultësira të planetit, pellgje të gjera lumenjsh të formuar rregullisht të përmbytura me ujë. Në periudhën e hershme të Jurasikut, dinosaurët dhe pterosaurët rriten me shpejtësi në madhësi, bëhen më të shumta dhe të shumëllojshme dhe fillojnë të përhapen në të gjithë globin. Zvarranikët detarë (ichthyosaurs dhe plesiosaurs), si dhe molusqet (për shembull, amonitët) nuk janë shumë larg tyre.
Në periudhën e mesme dhe të vonë të Jurasikut (180-144 milion vjet më parë), klima në disa pjesë tropikale të botës u bë më e thatë. Ndoshta ndryshimi i klimës ishte arsyeja që shumë dinosaurë filluan të shndërrohen shpejt në gjigandë të vërtetë. Në mesin e dinosaurëve barishtor - sauropodë - shfaqen, për shembull, diplodokus, brachiosaurus dhe monsters të tjera të rënda, dhe midis grabitqarëve - zhvilluan theropodë - siç është allosaurus i madh. Por përfaqësuesit e grupeve të tjerë dinosaurësh (për shembull, stegosaurët dhe otnieliah) gjithashtu bredhin në tokë. Përveç dinosaurëve, krokodilomorfet tokësore ishin të zakonshme edhe në tokë - gjuetarë po aq aktivë, me gjak të ngrohtë (megjithëse dihet një numër formash gjithëpërfshirëse ose barngrënëse), ata zunë kamare ekologjike më modeste. Pterosaurët me krahë përfaqësoheshin nga të dy speciet që hanin peshk (për shembull, ramforinh) dhe zvarranikët e vegjël insektivorë (për shembull, anurognathus).
Detet e ngrohta Jurassic ishin me bollëk, i cili shërbeu si foragjere për lidsihtis dhe peshq të tjerë të mëdhenj. Plesiosaurs grabitqarë përfaqësoheshin nga forma me qafë të gjata që ushqehen me peshq, dhe pliosauridë me qafë të shkurtër të specializuar në gjahun më të madh; në dete të cekët, gjuanin krokodilomorf detarë (për shembull, metriorinchs), të cilat ndryshonin ashpër nga krokodilët tanë të zakonshëm.
Periudha kretas (144-66 milion vjet më parë)
Në periudhën Kretas, klima në planet mbeti e ngrohtë, për shkak të shirave të dendur sezonalë pothuajse i gjithë globi - nga ekuatori në rajonet polare - ishte i mbuluar me bimësi të harlisur. Në periudhën e vonë të Jurasikut, aq të zakonshëm sot u shfaqën bimë të lulëzimit (angiosperms) dhe në periudhën kretace ato u bënë tashmë një nga grupet mbizotëruese të bimëve në planet. Në fund të Kretakut, halorë të lulëzuar me gëzof, ferns dhe selvi në shumë rajone, duke deklaruar seriozisht të drejtat e tyre për një pozitë mbizotëruese në botën e bimëve, të cilën ata do t'i vendosnin përfundimisht në epokën e Cenozoic.
Si rezultat i divergjencës së kontinentit, u krijuan ngushtica, dete dhe oqeane të reja që penguan lëvizjen e lirë të kafshëve në planet. Gradualisht në kontinentet filluan të shfaqen speciet e tyre të bimëve dhe kafshëve.
Periudha Kretace, si periudha Jurassic që i parapriu asaj, ishte epoka e gjigandëve të vërtetë. Titanosaurët e sauropodëve jetuan në Amerikën e Jugut dhe Veriut - një nga kafshët më të rënda që kanë jetuar ndonjëherë në Tokë. Ata u gjuan nga grabitqarët si Mapusaurs dhe Acrocanthosaurus. Në Amerikën e Veriut, afër fundit të Kretakut, kjo faunë u zëvendësua nga tiranosauridët gjigantë mishngrënës dhe ceratops me brirë. Në përgjithësi, dinosaurët vazhduan të evoluojnë dhe specializohen. Gjitarët (për shembull, didlphodoni) ende nuk luajtën ndonjë rol të rëndësishëm në jetën e planetit, ata mbetën kafshë të vegjël, por numri i tyre (veçanërisht drejt fundit të periudhës së Kretës) filloi të rritet ndjeshëm.
Ndryshime të mëdha kanë ndodhur në dete. Ish sundimtarët e tyre (ichthyosaurs dhe pliosaurs) ra në përçarje, dhe Mosasaurs zënë vendin e tyre - një grup i ri i zvarranikëve gjigantë detarë, duke përfshirë, për shembull, platecarpus dhe tylosaurus.
Madhësia e dinosaurëve me krahë të pterosaurëve është rritur. Ornithoheyrus, pteranodon dhe pterosaurët e tjerë të mëdhenj udhëtuan distanca të mëdha përmes ajrit dhe, mbase, madje fluturuan nga kontinenti në kontinent. Zogjtë primitivë fluturuan në ajër (për shembull, Iberomezornis), disa zogj deti (si Hesperornis) nuk dinin të fluturonin, por ata kishin madhësi mbresëlënëse.
Fundi i periudhës së Kretës (rreth 66 milion vjet më parë) u shënua nga një zhdukje e re masive e specieve që zhdukën rreth 40% të të gjitha familjeve të kafshëve që ekzistonin në atë kohë. Pterosaurët, amonitët dhe masonët gjithashtu u zhdukën, por viktimat më të famshme të kësaj katastrofe ishin, natyrisht, dinosaurët jo-kafshë. Shëruar mezi nga ky test, dhe shumë grupe të tjera të qenieve të gjalla.
Theështja për arsyet e zhdukjes masive të specieve në fund të periudhës së Kretës, ende ngjall debat të nxehtë midis shkencëtarëve. Këtu janë disa versione që gjejnë mbështetësit më të mëdhenj:
1) Teoria e përplasjes së Tokës me një asteroid gjigant ka më së shumti mbështetës (dhe prova). Përplasja ndodhi në territorin e Gadishullit Jukatan në Gjirin e Meksikës. Meteori kishte një diametër prej rreth 10 km (gjatësia e tij ishte aq e madhe, sa kur njëra pjesë e tij preku ujin në gji, tjetra ishte akoma në shtresat e sipërme të atmosferës), dhe pas rënies së saj u formua një krater me diametër 160 km. Sidoqoftë, ende jo të gjithë shkencëtarët besojnë se edhe një përplasje kaq e fortë mund të shkatërrojë kaq shumë specie kafshësh në një kohë kaq të shkurtër.
2) Disa shkencëtarë mbështesin teorinë e migrimit të sëmundjeve: për shkak të rënies së nivelit të oqeanit 66 milion vjet më parë, u formuan disa vendkalime tokash nga kontinenti në kontinent. Kafshët filluan të lëvizin nga kontinenti në kontinent, dhe me to parazitët, sëmundjet. Meqenëse imuniteti i kafshëve nga një kontinent nuk është përshtatur ndaj sëmundjeve dhe parazitëve nga një tjetër, madje edhe një sëmundje jo fatale për kafshët, për shembull, nga Azia, mund të jetë fatale për një kafshë, për shembull, nga Amerika. Për shkak të kësaj, filluan epidemitë masive.Krimbat e rrumbullakët migruan në Azi, për shembull, dhe ekinokokët migruan në Amerikë. Por, përsëri, mundësia e zhdukjes së kaq shumë llojeve të kafshëve për shkak të migrimit të parazitëve është jashtëzakonisht e vogël - së shpejti kafshët do të përshtaten me sëmundjet.
3) Ndoshta, zhdukja Kretace - Paleogjen është e lidhur me rritjen e aktivitetit vullkanik. Shpërthime masive ndodhën në disa vende rreth globit 66 milion vjet më parë. Prurjet e fuqishme të lavës shpërthejnë, për shembull, nga vullkanet e mëdha në Hindustan. Rrjedhat e lavës shkatërruan të gjitha kafshët dhe habitatet e tyre gjatë rrugës. Gazrat helmuese që shpëtuan nga vullkanet ishin edhe më të rrezikshme. Këlyshët akoma tërheqës të dinosaurëve që jetonin në atë kohë po vdisnin prej tyre, dhe kafshët e rritur po mbyten.
4) Planeti ynë lëviz në hapësirë me galaktikën Rruga e Qumështit. Ekziston një teori që Toka dhe sistemi diellor herë pas here bien në hapësirë, ku ka shumë meteori të vegjël dhe të mëdhenj. Ndoshta ka qenë 66 milion vjet më parë që ndodhi diçka e ngjashme, dhe më pas dushe të mëdha meteorësh goditën Tokën. Disa meteoritë ishin aq të mëdhenj sa nuk digjen në atmosferë dhe u rrëzuan në Tokë. Sidoqoftë, paleontologët e konsiderojnë të pamundur këtë teori.
5) Disa shkencëtarë besojnë se një supernova shpërtheu 66 milion vjet më parë në një distancë prej rreth 200-300 vjet dritë nga Toka. Yje të tillë grumbullojnë një sasi të madhe energjie në vetvete dhe, duke mos duruar presionin e tyre, shpërthejnë. Energjia nga shpërthimi mund të përhapet gjatë qindra viteve të dritës. Pra, në kohën e shpërthimit, pati një shpërthim të tillë energjie sa që dogji shtresën e ozonit në atmosferën e Tokës. Pas kësaj, nuk kishte më pengesa ndaj rrezatimit diellor, dhe ajo filloi të ndikojë në qelizat e bimëve dhe kafshëve.
6) Shumë paleontologë gjithashtu besojnë se asnjë nga teoritë e mësipërme nuk mund të shpjegojë vdekjen e kaq shumë llojeve të gjallesave. Ata besojnë se vetëm së bashku të gjitha këto katastrofa mund të fitojnë forcë të mjaftueshme për të shkaktuar zhdukjen masive të specieve: së pari, aktiviteti vullkanik në planet u rrit, i cili mund të shkaktojë një rënie të nivelit të oqeaneve, e cila çoi në epidemi masive, atëherë një super-shpërthim shpërtheu pranë galaktikës sonë, si rezultat i së cilës shtresa e ozonit u dogj, dhe më në fund Toka ra në një zonë me një numër të madh meteoritësh dhe iu nënshtrua shumë përplasjeve me të vogla dhe, më në fund, një të madhe, e cila çoi në fundin e dinosaurëve dhe shumë të tjerë Kafshët.
Ekzistojnë teori të tjera në lidhje me zhdukjen e Kretas - Paleogjenit, por ato mbështeten nga shumë pak shkencëtarë.
Por megjithatë, qoftë se si mund, 66 milion vjet më parë, epoka e Cenozoic, "epoka e gjitarëve", erdhi për të zëvendësuar epokën mesozoike të përfunduar befasisht - "epokën e zvarranikëve".
Epoka cenozoike
Zhdukja masive e specieve 66 milion vjet më parë shënoi fillimin e një epoke të re, të vazhdueshme Cenozoic. Si rezultat i ngjarjeve katastrofike të atyre kohërave të largëta, të gjitha kafshët më të mëdha se një krokodil u zhdukën nga faqja e planetit tonë. Dhe kafshët e vogla që mbijetuan ishin me ardhjen e një epoke të re në një botë krejtësisht të ndryshme. Në Cenozoic, vijimi kontinental (divergjenca) vazhdoi. Në secilën prej tyre u formuan komunitete unike të bimëve dhe kafshëve.
Mesozoike | Cenozoic | epokë | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Paleogen | Neogjenit | th | F-d | ||||
Paleogjenit | Eocene | Oligocene | miocen | P | P | Ep | |
251 | 65,5 | 55,8 | 33,9 | 23,03 | 5,33 | 2,59 | milion vjeç ← |
0,0117 |
Periudha paleogjene
Sistemi Paleogjen, Paleogjen, Paleogjen - periudha gjeologjike, periudha e parë e Cenozoic. Filloi 66 milion vjet më parë, përfundoi - 24.6 milion. Ai zgjati 40.4 milion vjet.
Në Paleogjen, klima ishte madje tropikale. Pothuajse e gjithë Europa ishte e mbuluar me pyje tropikale me gjelbërim të përhershëm, dhe bimë gjetherënëse rriteshin vetëm në rajonet veriore. Në gjysmën e dytë të Paleogjenit, klima bëhet më kontinentale, kapakët e akullit shfaqen në polet.
Në këtë periudhë, filloi kulmi i gjitarëve.Pas zhdukjes së një numri të madh të zvarranikëve, u shfaqën shumë kamare ekologjike të lira që filluan të pushtojnë specie të reja të gjitarëve. Bollgur, marsupials dhe placental ishin të zakonshme. Në pyjet dhe stepat pyjore të Azisë, u ngrit e ashtuquajtura "fauna indrikoterike".
Zogjtë pa dhëmb pa flokë mbizotërojnë në ajër. Zogj të mëdhenj vrapimi (diatrims) janë të përhapura. Shumëllojshmëria e bimëve dhe insekteve të lulëzuar po rritet.
Peshqit kockor lulëzojnë në dete. Shfaqen cetace primitive, shfaqen grupe të reja koralesh, peliçesh deti, foraminifera - nummulitidet arrijnë disa centimetra në diametër, që është shumë për njëqelizë. Belemnitet e fundit vdesin, lulëzimi i cefalopodave fillon me një predhë të zvogëluar ose plotësisht të zhdukur - oktapodët, detat dhe kallamarët, së bashku me belemnitët e bashkuar në një grup coleoids.
Epoka e Paleocenit (66–55 milion vjet më parë)
Me fillimin e Paleocenit, një planet i zbrazët fillon të shërohet ngadalë nga efektet e katastrofës. I pari që ka sukses në këtë bimë. Pas vetëm disa qindra mijë vjet, një pjesë e konsiderueshme e tokës së tokës ishte e mbuluar me xhungla dhe këneta të padepërtueshme, pyje të dendura të ndryshkura edhe në rajonet polare të Tokës. Kafshët që i mbijetuan zhdukjes masive të specieve mbetën të vogla, ata manovruar me zgjuarsi midis trungjeve të pemëve dhe degëve të ngjitura. Kafshët më të mëdha të planetit në atë kohë ishin zogjtë. Në xhunglat e Evropës dhe Amerikës së Veriut, për shembull, grabitqari i ashpër Gastornis gjueti, duke arritur një lartësi prej 2.2 metrash.
Zhdukja e dinosaurëve jo avianë lejoi gjitarët të përhapet gjerësisht në të gjithë planetin dhe të zënë nyje të reja ekologjike. Në fund të Paleocenit (afërsisht 55 milion vjet më parë), diversiteti i tyre u rrit ndjeshëm. Paraardhësit e shumë grupeve moderne të kafshëve u shfaqën në Tokë - ungulat, elefantët, brejtësit, primatët, lakuriqët (për shembull, lakuriqët), balenat, sirenat. Pak nga pak, gjitarët fillojnë të pushtojnë globin.
Epoka eocenit (55-34 milion vjet më parë)
Në fillim të Eocenit, një pjesë e konsiderueshme e tokës ishte ende e mbuluar me xhungël të padepërtueshme. Klima mbeti e ngrohtë dhe e lagësht. Gjitarët primitivë (propaleotherium i vogël i kalit, leptidia, etj.) Vrapuan dhe u hodhën në pjellën e pyllit. Hodination jetonte në pemë (një nga primatët më të lashtë), dhe ambulocet jetonin në Azi - një balenë primitive që mund të shëtiste në tokë.
Rreth 43 milion vjet më parë, klima në Tokë u bë më e ftohtë dhe më e thatë. Në një pjesë të konsiderueshme të planetit, xhungla e dendur i dha vendin pyjeve të rrallë dhe fushave me pluhur. Të jetosh në zona të hapura ka kontribuar në rritjen e gjitarëve.
Azia u bë vendlindja e brontoteriumeve gjigantë (për shembull, embboloteria) dhe kafshëve masive të mishngrënësve (për shembull, endrusarch, duke arritur 5,5 metra në gjatësi). Në detet e ngrohta, balenat primitive notonin (për shembull, bazilosaurus dhe dorudon), dhe në bregdetin e Afrikës kishte një arsineuterium meritium dhe të çuditshëm.
Përafërsisht 36 milion vjet më parë, Antarktiku i vendosur në polin e jugut filloi të ngrijë, sipërfaqja e tij u mbulua ngadalë me fletë të mëdha akulli. Klima në planet u bë më e ftohtë, dhe niveli i ujit në oqeanet ra. Në pjesë të ndryshme të botës, ritmi sezonal i shirave ka ndryshuar në mënyrë dramatike. Shumë kafshë nuk mund të përshtaten me këto ndryshime, dhe pas vetëm disa milion vjetësh, rreth një e pesta e të gjitha gjallesave të gjalla që jetojnë në Tokë vdiqën.
Epoka e Oligocenit (34-24 milion vjet më parë)
Në fillim të Oligocenit, klima në planet ishte e thatë dhe e ftohtë, gjë që kontribuoi në formimin e fushave të hapura, gjysëm-shkretëtirave dhe shkurreve. Si rezultat i ndryshimit të klimës në fund të Eocenit, shumë familje të lashta gjitarësh u zhdukën. Vendin e tyre e morën specie të reja të kafshëve, duke përfshirë paraardhësit e drejtpërdrejtë të disa gjitarëve modernë - rhinos, kuaj, derra, deve dhe lepuj.
Vegjetarianë gjigantë vazhdojnë të shfaqen në mesin e gjitarëve (Paraceratheriumpër shembull, ata nuk ishin inferiorë në madhësi ndaj disa dinosaurëve - ata mund të arrinin 5 metra lartësi dhe peshonin deri në 17 tonë) dhe grabitqarët (si entelodoni dhe hyenodoni).
Si rezultat i divergjencës së vazhdueshme të kontinenteve, Amerika e Jugut dhe Australia janë plotësisht të izoluara nga pjesa tjetër e botës. Me kalimin e kohës, në këto kontinente të ishullit u formua një faunë unike, e përfaqësuar nga gjitarë marsupial dhe kafshë të tjera të çuditshme.
Rreth 25 milion vjet më parë në Azi, u formuan fushat e para bregdetare, të mbuluara me drithëra - stepat. Që atëherë, drithërat, të cilat dikur ishin një element i parëndësishëm i peizazheve tokësore, në shumë pjesë të botës gradualisht po kthehen në llojin mbizotërues të bimësisë, e cila më në fund mbulonte pjesën e pestë të sipërfaqes së tokës.
Periudha neogjene
Neogjenit - periudha gjeologjike, periudha e dytë e Cenozoic. Periudha Neogjen filloi rreth 25 milion vjet më parë, mbaroi vetëm 2 milion vjet më parë. Kohëzgjatja e Neogjenit është 23 milion vjet. Gjitarët zotërojnë detet dhe ajrin - dalin balena dhe shkopinj. Placentalët shtyhen në periferi të gjitarëve të mbetur. Fauna e kësaj periudhe po bëhet gjithnjë e më e ngjashme me atë moderne. Por ndryshimet mbeten - ka akoma mastodone, hipparione, tigra të dhëmbëzuar me saber. Zogj të mëdhenj pa fluturim luajnë një rol të madh, veçanërisht në ekosistemet e izoluara, ishullore.
Epoka e miocenit (24-5 milion vjet më parë)
Alternimi i stinëve të thatë dhe me shi çoi në faktin se në Miocene një pjesë e konsiderueshme e tokës ishte e mbuluar nga stepat e pakufishme. Meqenëse drithërat dhe barërat e tjera treten dobët, gjitarët barngrënës kanë formuar lloje të reja dhëmbësh dhe aparati tretës ka ndryshuar, duke i lejuar ata të nxjerrin lëndë ushqyese maksimale nga ky ushqim i disponueshëm.
Stepat u bënë vendlindja e demave, dreve dhe kuajve. Shumë nga këto kafshë mbaheshin në tufa dhe bredhin nga një vend në tjetrin pas shirave. Dhe pas tufave të barngrënësve, grabitqarët ndiqnin takat e tyre.
Gjitarë të tjerë preferuan të këpusin gjethet e pemëve dhe shkurreve. Disa prej tyre (për shembull, dinoteri dhe kalikoteriumi) arritën madhësi shumë të mëdha.
Në Miocen, u formuan shumë sisteme malore - Alpet, Himalajet, Andet dhe Rockies. Disa prej tyre doli të ishin aq të larta sa ndryshuan natyrën e qarkullimit të ajrit në atmosferë dhe filluan të luanin një rol të rëndësishëm në formimin e klimës.
Epoka e pliocenit (5-2.6 milion vjet më parë)
Në Polienë, klima e Tokës është bërë edhe më e larmishme. Planeti është i ndarë në shumë rajone klimatike - nga territoret e mbuluara nga akulli polar deri tek tropikët e nxehtë.
Në stepat e drithërave të çdo kontinenti, shfaqeshin gjithnjë e më shumë specie të reja barngrënësish dhe grabitqarët që gjuanin ato. Në pjesët lindore dhe jugore të Afrikës, pyjet e dendura i dhanë vendin hapjes së savanave, të cilat detyruan hominidët e parë (për shembull, Afar Australopithecus) të zbresin nga pemët dhe të foragjeren në tokë.
Rreth 2.5 milion vjet më parë, kontinenti i Amerikës së Jugut, i cili për rreth 30 milion vjet u izolua nga pjesa tjetër e botës, u përplas me Amerikën e Veriut. Smilodons dhe grabitqarët e tjerë infiltruan territorin e Argjentinës moderne nga veriu, dhe dedikimet gjigande, fororacosa dhe përfaqësuesit e tjerë të faunës së Amerikës së Jugut u zhvendosën në Amerikën e Veriut. Kjo zhvendosje e kafshëve u quajt Shkëmbimi i Madh. Në fund të Pliocenit, megafauna detare (gjitarë, detë deti, breshka dhe peshkaqenë) vdiq - 36% e gjinisë së Pliocenit nuk mund të mbijetojnë në Pleistocen. Shkalla e zhdukjes ishte tre herë më e lartë se norma mesatare e Cenozoic (2.2 herë më e lartë se në Miocen, 60% më e lartë se në Pleistocen).
Periudha antropogjenike (Kuaternare)
Kjo është periudha më e shkurtër gjeologjike, por ishte në Kuaternari që shumica e formave moderne të tokave të formuara dhe shumë ngjarje të rëndësishme u ndodhën në historinë e Tokës (nga këndvështrimi i njeriut), më të rëndësishmet nga të cilat ishin epoka e akullit dhe shfaqja e njeriut. Kohëzgjatja e Kuaternarit është aq e shkurtër sa metodat e zakonshme paleontologjike të përcaktimit të moshës relative dhe izotopike doli të mos jenë mjaft të sakta dhe të ndjeshme. Në një interval kaq të shkurtër kohor, analizat e radiokarbonit dhe metodat e tjera të bazuara në prishjen e izotopeve me jetë të shkurtër përdoren kryesisht. Specifikimi i periudhës Kuaternare në krahasim me periudhat e tjera gjeologjike solli në jetë një degë të veçantë të gjeologjisë - Kuaternarin.
Kuaternari është i ndarë në Pleistocen dhe Holocene.
Epoka e Pleistocenit (2.6 milion vjet më parë - 11.7 mijë vjet më parë)
Në fillim të Pleistocenit, filloi një epokë e gjatë akulli në tokë. Gjatë dy milion viteve, periudha shumë të ftohta dhe relativisht të ngrohta kohore alternuan në planet shumë herë. Në hapësirat e ftohta, që zgjatën rreth 40 mijë vjet, kontinentet u pushtuan nga akullnajat. Në intervalet me një klimë të ngrohtë (interglacials), akulli u tret, dhe niveli i ujit në dete u ngrit.
1250-700 mijë litra Gjatë tranzicionit të Pleistocenit të Mesëm, modeli i qarkullimit të ujit ndryshoi ashpër në Detin Bering, pasi ngushtica e Beringut u bllokua nga një fletë akulli dhe uji i ftohtë i formuar në Detin e Bering për shkak të shkrirjes së akullit u bllokua në Oqeanin Paqësor.
Shumë kafshë të rajoneve më të ftohta të planetit (për shembull, rhinoceros mamuth dhe leshi) kanë një shtresë të trashë dhe një shtresë të trashë yndyre nënlëkurore. Tufat e drerit dhe kuajve kullosin në fushat, të cilat u gjuan nga luanët e shpellës dhe grabitqarët e tjerë. Dhe rreth 180 mijë vjet më parë, njerëzit filluan t'i gjuajnë edhe ata - së pari një njeri neandertal, dhe pastaj një person i arsyeshëm.
Sidoqoftë, shumë kafshë të mëdha nuk mund të përshtaten me luhatjet e mprehta të klimës dhe u shuan. Rreth 10 mijë vjet më parë, epoka e akullit mbaroi dhe klima në Tokë u bë më e ngrohtë dhe më e lagësht. Kjo kontribuoi në rritjen e shpejtë të popullatës njerëzore dhe rivendosjen e njerëzve në mbarë globin. Ata mësuan të lëronin tokën dhe të rritnin bimë të kultivuara. Në fillim, komunitetet e vogla bujqësore u rritën, u shfaqën qytete dhe vetëm disa mijëvjeçarë më vonë, njerëzimi u shndërrua në një shoqëri botërore duke përdorur të gjitha arritjet e teknologjisë së lartë. Por shumë lloje të kafshëve me të cilat njerëzit që nga kohërat e lashta ndanin planetin, ishin në prag të zhdukjes. Kjo është arsyeja pse shkencëtarët shpesh thonë se përmes fajit të njeriut në Tokë ka shpërthyer një zhdukje e re masive e specieve.
Epoka e Holocenit (11.7 mijë vjet më parë - moderniteti)
Jeta e kafshëve dhe bimëve ndryshoi pak gjatë Holocenit, por ka lëvizje të mëdha në shpërndarjet e tyre. Shumë kafshë të mëdha, duke përfshirë mamuthët dhe mastodonët, macet me dhëmbë të butë (si smilodons dhe homotherias) dhe pllaka gjigande, filluan të vdesin nga Pleistoceni i vonë deri në Holocene e hershme. Në Amerikën e Veriut, shumë kafshë që lulëzuan në pjesë të tjera (përfshirë kuajt dhe deve) u zhdukën. Disa studiues e shpjegojnë rënien e megafauna amerikane nga zhvendosja e paraardhësve të Indianëve Amerikanë, por shumica e tyre pretendojnë se ndryshimi i klimës ka pasur një ndikim më të madh.