Anfangsstadien der biologischen Evolution. Eine wichtige wissenschaftliche Entdeckung. Imperium: Lebende Organismen

Ein lebender Organismus ist das Hauptfach einer Wissenschaft wie der Biologie. Es handelt sich um ein komplexes System aus Zellen, Organen und Geweben. Ein lebender Organismus weist eine Reihe charakteristischer Merkmale auf. Es atmet und ernährt sich, bewegt sich oder bewegt sich und bringt auch Nachwuchs zur Welt.

Wildtierwissenschaft

Der Begriff „Biologie“ wurde von J.B. eingeführt. Lamarck, ein französischer Naturforscher, im Jahr 1802. Etwa zur gleichen Zeit und unabhängig von ihm gab der deutsche Botaniker G.R. der Wissenschaft von der lebenden Welt diesen Namen. Treviranus.

Zahlreiche Zweige der Biologie berücksichtigen die Vielfalt nicht nur heute existierender, sondern auch bereits ausgestorbener Organismen. Sie untersuchen ihre Ursprünge und Evolutionsprozesse, Struktur und Funktion sowie die individuelle Entwicklung und Verbindungen mit der Umwelt und untereinander.

Zweige der Biologie betrachten besondere und allgemeine Muster, die allen Lebewesen in allen Eigenschaften und Erscheinungsformen innewohnen. Dies gilt für Fortpflanzung, Stoffwechsel, Vererbung, Entwicklung und Wachstum.

Der Beginn der historischen Phase

Die ersten lebenden Organismen auf unserem Planeten unterschieden sich in ihrer Struktur deutlich von den heute existierenden. Sie waren unvergleichlich einfacher. Während der gesamten Entstehungsphase des Lebens auf der Erde trug er zur Verbesserung der Struktur der Lebewesen bei, die es ihnen ermöglichte, sich an die Bedingungen der umgebenden Welt anzupassen.

Im Anfangsstadium ernährten sich lebende Organismen in der Natur nur von organischen Bestandteilen, die aus primären Kohlenhydraten stammten. Zu Beginn ihrer Geschichte waren sowohl Tiere als auch Pflanzen die kleinsten einzelligen Lebewesen. Sie ähnelten den heutigen Amöben, Blaualgen und Bakterien. Im Laufe der Evolution entstanden vielzellige Organismen, die viel vielfältiger und komplexer waren als ihre Vorgänger.

Chemische Zusammensetzung

Ein lebender Organismus besteht aus Molekülen anorganischer und organischer Substanzen.

Die erste dieser Komponenten umfasst Wasser sowie Mineralsalze. In den Zellen lebender Organismen finden sich Fette und Proteine, Nukleinsäuren und Kohlenhydrate, ATP und viele andere Elemente. Es ist erwähnenswert, dass lebende Organismen die gleichen Bestandteile enthalten wie Objekte. Der Hauptunterschied liegt im Verhältnis dieser Elemente. Lebende Organismen sind solche, deren Zusammensetzung zu 98 Prozent aus Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff besteht.

Einstufung

Die organische Welt unseres Planeten umfasst heute fast eineinhalb Millionen verschiedene Tierarten, eine halbe Million Pflanzenarten sowie zehn Millionen Mikroorganismen. Eine solche Vielfalt kann ohne ihre detaillierte Systematisierung nicht untersucht werden. Die Klassifizierung lebender Organismen wurde erstmals vom schwedischen Naturforscher Carl Linnaeus entwickelt. Er stützte seine Arbeit auf das hierarchische Prinzip. Die Einheit der Systematisierung war die Art, deren Name nur in lateinischer Sprache angegeben werden sollte.

Die in der modernen Biologie verwendete Klassifizierung lebender Organismen weist auf die Verwandtschaft und evolutionären Beziehungen organischer Systeme hin. Gleichzeitig bleibt das Prinzip der Hierarchie gewahrt.

Eine Gruppe lebender Organismen, die einen gemeinsamen Ursprung haben, denselben Chromosomensatz haben, an ähnliche Bedingungen angepasst sind, in einem bestimmten Gebiet leben, sich frei miteinander kreuzen und zur Fortpflanzung fähige Nachkommen hervorbringen, sind eine Art.

Es gibt eine andere Klassifizierung in der Biologie. Diese Wissenschaft teilt alle Zellorganismen in Gruppen ein, je nachdem, ob ein gebildeter Kern vorhanden ist oder nicht. Das

Die erste Gruppe besteht aus kernfreien primitiven Organismen. Ihre Zellen haben eine Kernzone, die jedoch nur ein Molekül enthält. Das sind Bakterien.

Die wahren nuklearen Vertreter der organischen Welt sind Eukaryoten. Die Zellen lebender Organismen dieser Gruppe besitzen alle wesentlichen Strukturkomponenten. Auch ihr Kern ist klar definiert. Zu dieser Gruppe gehören Tiere, Pflanzen und Pilze.

Die Struktur lebender Organismen kann nicht nur zellulär sein. Die Biologie untersucht auch andere Lebensformen. Dazu gehören nichtzelluläre Organismen wie Viren sowie Bakteriophagen.

Klassen lebender Organismen

In der biologischen Systematik gibt es eine hierarchische Klassifizierung, die von Wissenschaftlern als eine der wichtigsten angesehen wird. Er unterscheidet Klassen lebender Organismen. Zu den wichtigsten gehören die folgenden:

Bakterien;

Tiere;

Pflanzen;

Seetang.

Beschreibung der Klassen

Ein Bakterium ist ein lebender Organismus. Es handelt sich um eine einzelne Zelle, die sich durch Teilung vermehrt. Die Zelle eines Bakteriums ist von einer Membran umgeben und verfügt über Zytoplasma.

Die nächste Klasse lebender Organismen umfasst Pilze. In der Natur gibt es etwa fünfzigtausend Arten dieser Vertreter der organischen Welt. Biologen haben jedoch nur fünf Prozent davon untersucht. Interessanterweise haben Pilze einige Eigenschaften von Pflanzen und Tieren gemeinsam. Eine wichtige Rolle lebender Organismen dieser Klasse liegt in der Fähigkeit, organisches Material zu zersetzen. Aus diesem Grund kommen Pilze in fast allen biologischen Nischen vor.

Die Tierwelt weist eine große Vielfalt auf. Vertreter dieser Klasse sind in Gebieten zu finden, in denen es scheinbar keine Existenzbedingungen gibt.

Die am besten organisierte Klasse sind Warmblüter. Ihren Namen verdanken sie der Art und Weise, wie sie ihre Nachkommen ernähren. Alle Vertreter der Säugetiere werden in Huftiere (Giraffe, Pferd) und Fleischfresser (Fuchs, Wolf, Bär) unterteilt.

Auch Insekten sind Vertreter der Tierwelt. Es gibt eine große Anzahl von ihnen auf der Erde. Sie schwimmen und fliegen, krabbeln und springen. Viele der Insekten sind so klein, dass sie nicht einmal dem Wasserdruck standhalten können.

Zu den ersten Wirbeltieren, die vor langer Zeit an Land kamen, gehörten Amphibien und Reptilien. Bisher ist das Leben der Vertreter dieser Klasse mit Wasser verbunden. Somit ist der Lebensraum erwachsener Menschen das Land und ihre Atmung erfolgt über die Lunge. Die Larven atmen durch Kiemen und schwimmen im Wasser. Derzeit gibt es auf der Erde etwa siebentausend Arten dieser Klasse lebender Organismen.

Vögel sind einzigartige Vertreter der Fauna unseres Planeten. Schließlich sind sie im Gegensatz zu anderen Tieren flugfähig. Auf der Erde leben fast achttausendsechshundert Vogelarten. Vertreter dieser Klasse zeichnen sich durch Gefieder und Eiablage aus.

Fische gehören zu einer riesigen Gruppe von Wirbeltieren. Sie leben in Gewässern und haben Flossen und Kiemen. Biologen teilen Fische in zwei Gruppen ein. Dies sind Knorpel und Knochen. Derzeit gibt es etwa zwanzigtausend verschiedene Fischarten.

Innerhalb der Pflanzenklasse gibt es eine eigene Abstufung. Vertreter der Flora werden in Dikotyledonen und Monokotyledonen unterteilt. In der ersten dieser Gruppen enthält der Samen einen Embryo, der aus zwei Keimblättern besteht. Vertreter dieser Art sind an ihren Blättern zu erkennen. Sie sind von einem Netz aus Adern (Mais, Rüben) durchzogen. Der Embryo hat nur ein Keimblatt. Auf den Blättern solcher Pflanzen sind die Adern parallel angeordnet (Zwiebeln, Weizen).

Die Algenklasse umfasst mehr als dreißigtausend Arten. Dabei handelt es sich um sporenbewohnende Pflanzen, die keine Blutgefäße, aber Chlorophyll besitzen. Diese Komponente trägt zum Prozess der Photosynthese bei. Algen bilden keine Samen. Ihre Vermehrung erfolgt vegetativ oder durch Sporen. Diese Klasse lebender Organismen unterscheidet sich von höheren Pflanzen durch das Fehlen von Stängeln, Blättern und Wurzeln. Sie haben nur einen sogenannten Körper, der Thallus genannt wird.

Funktionen, die lebenden Organismen innewohnen

Was ist für jeden Vertreter der organischen Welt grundlegend? Dabei handelt es sich um die Umsetzung von Energie- und Stoffaustauschprozessen. In einem lebenden Organismus werden ständig verschiedene Stoffe in Energie umgewandelt, außerdem finden physikalische und chemische Veränderungen statt.

Diese Funktion ist eine unabdingbare Voraussetzung für die Existenz eines lebenden Organismus. Dem Stoffwechsel ist es zu verdanken, dass sich die Welt der organischen Wesen von der anorganischen unterscheidet. Ja, Veränderungen in der Materie und Umwandlung von Energie finden auch in unbelebten Objekten statt. Diese Prozesse weisen jedoch ihre grundlegenden Unterschiede auf. Der in anorganischen Objekten stattfindende Stoffwechsel zerstört diese. Gleichzeitig können lebende Organismen ohne Stoffwechselprozesse nicht weiter existieren. Die Folge des Stoffwechsels ist die Erneuerung des organischen Systems. Das Aufhören von Stoffwechselprozessen führt zum Tod.

Die Funktionen eines lebenden Organismus sind vielfältig. Sie alle stehen jedoch in direktem Zusammenhang mit den darin ablaufenden Stoffwechselprozessen. Dies können Wachstum und Fortpflanzung, Entwicklung und Verdauung, Ernährung und Atmung, Reaktionen und Bewegung, Ausscheidung von Abfallprodukten und Sekret usw. sein. Die Grundlage jeder Körperfunktion ist eine Reihe von Prozessen der Energie- und Stoffumwandlung. Darüber hinaus betrifft dies gleichermaßen die Leistungsfähigkeit von Gewebe, Zelle, Organ und dem gesamten Organismus.

Der Stoffwechsel bei Mensch und Tier umfasst die Prozesse der Ernährung und Verdauung. Bei Pflanzen geschieht dies durch Photosynthese. Ein lebender Organismus versorgt sich beim Stoffwechsel mit lebensnotwendigen Stoffen.

Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal von Objekten der organischen Welt ist die Nutzung externer Energiequellen. Ein Beispiel hierfür sind Licht und Essen.

Eigenschaften, die lebenden Organismen innewohnen

Jede biologische Einheit enthält einzelne Elemente, die wiederum ein untrennbar miteinander verbundenes System bilden. Beispielsweise bilden alle Organe und Funktionen eines Menschen zusammen seinen Körper. Die Eigenschaften lebender Organismen sind vielfältig. Neben einer einheitlichen chemischen Zusammensetzung und der Möglichkeit, Stoffwechselprozesse durchzuführen, sind Objekte der organischen Welt organisationsfähig. Durch chaotische Molekülbewegung entstehen bestimmte Strukturen. Dadurch entsteht eine gewisse Ordnung in Zeit und Raum für alle Lebewesen. Strukturelle Organisation ist ein ganzer Komplex komplexer selbstregulierender Vorgänge, die in einer bestimmten Reihenfolge ablaufen. Dadurch können Sie die Konstanz der internen Umgebung auf dem erforderlichen Niveau halten. Beispielsweise reduziert das Hormon Insulin bei einem Überschuss die Menge an Glukose im Blut. Bei einem Mangel an dieser Komponente wird dieser durch Adrenalin und Glucagon ausgeglichen. Warmblüter verfügen außerdem über zahlreiche Mechanismen zur Thermoregulation. Dazu gehören eine Erweiterung der Hautkapillaren und starkes Schwitzen. Wie Sie sehen, ist dies eine wichtige Funktion, die der Körper erfüllt.

Die Eigenschaften lebender Organismen, die nur für die organische Welt charakteristisch sind, sind auch im Prozess der Selbstreproduktion enthalten, da die Existenz eines jeden Menschen eine vorübergehende Grenze hat. Nur Selbstreproduktion kann Leben erhalten. Diese Funktion basiert auf dem Prozess der Bildung neuer Strukturen und Moleküle, der durch die in der DNA enthaltenen Informationen bestimmt wird. Selbstreproduktion ist untrennbar mit Vererbung verbunden. Schließlich bringt jedes Lebewesen seine eigene Art zur Welt. Durch Vererbung übertragen lebende Organismen ihre Entwicklungsmerkmale, Eigenschaften und Eigenschaften. Diese Eigenschaft ist auf Konstanz zurückzuführen. Es kommt in der Struktur von DNA-Molekülen vor.

Eine weitere Eigenschaft lebender Organismen ist die Reizbarkeit. Organische Systeme reagieren immer auf innere und äußere Veränderungen (Einwirkungen). Die Reizbarkeit des menschlichen Körpers ist untrennbar mit den Eigenschaften verbunden, die dem Muskel-, Nerven- und Drüsengewebe innewohnen. Diese Komponenten können die Reaktion nach einer Muskelkontraktion, das Senden eines Nervenimpulses sowie die Sekretion verschiedener Substanzen (Hormone, Speichel usw.) anregen. Was ist, wenn ein lebender Organismus kein Nervensystem hat? Die Eigenschaften lebender Organismen in Form von Reizbarkeit manifestieren sich in diesem Fall durch Bewegung. Protozoen hinterlassen beispielsweise Lösungen, in denen die Salzkonzentration zu hoch ist. Pflanzen sind in der Lage, die Position der Triebe zu ändern, um so viel Licht wie möglich zu absorbieren.

Jedes lebende System kann auf einen Reiz reagieren. Dies ist eine weitere Eigenschaft von Objekten in der organischen Welt – Erregbarkeit. Dieser Prozess wird durch Muskel- und Drüsengewebe gewährleistet. Eine der letzten Reaktionen der Erregbarkeit ist Bewegung. Die Fähigkeit, sich zu bewegen, ist eine gemeinsame Eigenschaft aller Lebewesen, auch wenn sie einigen Organismen äußerlich fehlt. Schließlich findet die Bewegung des Zytoplasmas in jeder Zelle statt. Auch angehängte Tiere bewegen sich. Bei Pflanzen werden Wachstumsbewegungen aufgrund einer Zunahme der Zellzahl beobachtet.

Lebensraum

Die Existenz von Objekten in der organischen Welt ist nur unter bestimmten Bedingungen möglich. Ein Teil des Raumes umgibt immer einen lebenden Organismus oder eine ganze Gruppe. Das ist der Lebensraum.

Im Leben eines jeden Organismus spielen organische und anorganische Bestandteile der Natur eine bedeutende Rolle. Sie haben eine gewisse Wirkung auf ihn. Lebende Organismen sind gezwungen, sich an bestehende Bedingungen anzupassen. Daher können einige der Tiere im hohen Norden bei sehr niedrigen Temperaturen leben. Andere können nur in den Tropen existieren.

Auf dem Planeten Erde gibt es mehrere Lebensräume. Unter ihnen sind:

Terrestrisch-aquatisch;

Boden;

Boden;

Lebender Organismus;

Boden-Luft.

Die Rolle lebender Organismen in der Natur

Das Leben auf dem Planeten Erde existiert seit drei Milliarden Jahren. Und in all dieser Zeit entwickelten sich Organismen, veränderten sich, siedelten sich an und beeinflussten gleichzeitig ihren Lebensraum.

Der Einfluss organischer Systeme auf die Atmosphäre führte zum Auftreten von mehr Sauerstoff. Gleichzeitig nahm die Kohlendioxidmenge deutlich ab. Pflanzen sind die Hauptquelle der Sauerstoffproduktion.

Unter dem Einfluss lebender Organismen hat sich auch die Zusammensetzung der Gewässer des Weltozeans verändert. Einige Gesteine ​​sind organischen Ursprungs. Auch Mineralien (Öl, Kohle, Kalkstein) sind das Ergebnis der Funktion lebender Organismen. Mit anderen Worten: Objekte der organischen Welt sind ein mächtiger Faktor, der die Natur verändert.

Lebende Organismen sind eine Art Indikator für die Qualität der menschlichen Umwelt. Sie sind durch komplexe Prozesse mit Vegetation und Boden verbunden. Geht auch nur ein einziges Glied dieser Kette verloren, kommt es zu einem Ungleichgewicht im gesamten Ökosystem. Deshalb ist es für den Energie- und Stoffkreislauf auf dem Planeten wichtig, die gesamte vorhandene Vielfalt der Vertreter der organischen Welt zu bewahren.

Veranstaltungen

Wissenschaftler haben die ältesten Lebenszeichen auf unserem Planeten entdeckt. In den Gesteinen im Nordwesten Australiens, die Experten zufolge 3.500.000.000 Jahre alt sind, wurden Spuren von Mikroorganismen gefunden.

Die ersten lebenden Organismen auf der Erde

In Sedimentgesteinen der Pilbara-Region in Westaustralien wurden Hinweise auf ein komplexes Mikroökosystem gefunden. Es ist dieses Gebiet, das Archäologen bekannt ist die ältesten Formationen der Erde unterschiedlicher Herkunft.

„Wir können sagen, dass die gefundenen Spuren von Mikroorganismen aller Wahrscheinlichkeit nach die ältesten Beweise für Leben auf unserem Planeten sind“, sagt einer der Forscher, die die wichtige Entdeckung gemacht haben, David Wacey, Professor an der Australian University.

In einem Interview mit Telegraph sagt der Professor selbstbewusst, dass solche Funde und Entdeckungen darauf hindeuten vor Milliarden von Jahren Leben auf der Erde existierte.

Es ist erwähnenswert, dass es weitere Beweise für die Besiedlung lebender Organismen auf unserem Planeten vor Milliarden von Jahren gibt. Es ist allgemein anerkannt, dass die ältesten Mikroorganismen in den Gesteinen Grönlands gefunden wurden.

Das Leben auf der Erde entstand früher als auf der Erde, sagen Wissenschaftler

Allerdings sind diese Steine ​​durch die Zeit und die natürlichen Bedingungen so verunstaltet, dass es sehr schwierig, fast unmöglich ist, etwas Genaues über sie zu sagen.

In der Pilbara vorkommende Mikroorganismen sind unter dem Mikroskop leicht zu erkennen. Mit Hilfe spezieller Instrumente konnten Experten ihr Alter leicht bestimmen und beobachten wie Bakterien mit der Oberfläche der Gesteine, auf denen sie leben, interagieren.

Wichtige wissenschaftliche Entdeckung

Laut Professor Welsey ist es nicht möglich, die Zellen von Mikroorganismen selbst zu sehen. Wissenschaftler konnten jedoch die von diesen Organismen hinterlassenen Spuren erkennen. Unweit der Stadt Port Hedland in einem felsigen Gebiet entdeckten Forscher das Offensichtliche Beweis für Leben auf unserem Planeten vor Milliarden von Jahren.

Wir können diese Organismen nicht sehen, weil sie sehr klein sind, aber die Natur sorgt dafür die Möglichkeit, großflächige Strukturen zu sehen, die von Mikroorganismen aufgebaut wurden, bevor sie starben.

Erkenntnisse dieser Art sind für die Wissenschaft von großem Wert. Mit Hilfe spezieller Mikroskope sehen Wissenschaftler, was für das menschliche Auge unsichtbar ist.

Organisches Material, bei dem es sich im Wesentlichen um Mikroorganismen handelt, zersetzt sich und verwandelt sich tatsächlich in Zellen. Als Ergebnis können wir die Masse sehen, reich an Kohlenstoffmaterial.

Gift markierte den Beginn des Lebens auf der Erde

Eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Australien und den Vereinigten Staaten glaubt, dass die Ergebnisse solcher Studien dazu beitragen werden, festzustellen, ob es auf einigen Planeten Leben gibt und wenn ja, welche Organismen in anderen Zivilisationen leben.

Professor Wesley ist zuversichtlich, dass solche Entdeckungen uns helfen, das Leben, seinen Ursprung auf unserem Planeten und die Umgebung, in der es sich entwickelt hat, zu verstehen und einige wichtige Daten zu erfahren, die den einen oder anderen Prozess in der Entwicklung der Erde beeinflusst haben.

Wissenschaftliche Entdeckungen 2013

1. Das chromosomale Skelett besteht aus „Fadennudeln“

Mike Peters und seine Kollegen vom Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie fanden heraus, dass das Chromosom aus einem Molekülgerüst besteht, das auf dem Protein Kohäsin basiert. Ein Artikel über die Entdeckung dieses Proteins wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

2. Komprimieren von Eisen mit einem Laser

Physiker des Rochester Research Center haben mit dem Omega-Laser ein erstaunliches Ergebnis erzielt. Dank einer innovativen Methode konnten Forscher Eisen komprimieren.

10 wichtige wissenschaftliche Entdeckungen des Jahres 2012

Innerhalb von Nanosekunden wurde ein Druck von 5,6 Millionen Atmosphären auf das Metall ausgeübt. Das Experiment selbst und seine Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht.

3. Blaue Hühnereier

Die Eifarbe ist das Ergebnis einer Genmutation. Experten der Universität Nottingham konnten eine genetische Mutation erkennen, die dazu führte, dass bestimmte Hühnerrassen blaue Eier legten.

Wissenschaftliche Entdeckungen, die sich als Fehler herausstellten

Eier in solch einer ungewöhnlichen Farbe liegen übrigens voll im Trend und sind bei Feinschmeckern ein sehr beliebtes Produkt.

Experten sagen, dass blaue Eier im Vergleich zu gewöhnlichen weißen und braunen Eiern einen besonders raffinierten Geschmack haben.

4. Schalten Sie das Licht eine Minute lang aus

Forscher der Universität Darmstadt stoppten das Licht für eine Minute. Dank solcher Entdeckungen und Experimente öffnen sich Fenster in bisher unerforschte Bereiche der Wissenschaft und die Quantenphysik ist kein Rätsel mehr.

5. Eine Möglichkeit, Schmerzen durch Sonnenbrand zu lindern

Amerikanische Ärzte haben ein Aufsehen erregendes Projekt ins Leben gerufen, das seinesgleichen sucht. Wenn das TRPV-4-Gen geschädigt ist, verschwinden laut Experten die Schmerzen durch einen Sonnenbrand sofort und vollständig.

Die verrücktesten Entdeckungen der Wissenschaft der letzten 50 Jahre

Eine solche Entdeckung wird es ermöglichen, ein Bräunungsprodukt für die Zukunft zu entwickeln oder dabei zu helfen, Sonnenbrand zu vermeiden.

Die ersten lebenden Organismen waren anaerobe Heterotrophe, hatten keine intrazellulären Strukturen und ähnelten in ihrer Struktur modernen Prokaryoten. Sie gewannen Nahrung und Energie aus organischen Substanzen abiogenen Ursprungs. Doch während der chemischen Evolution, die 0,5 bis 1,0 Milliarden Jahre dauerte, veränderten sich die Bedingungen auf der Erde. Die Reserven an organischen Substanzen, die in den frühen Stadien der Evolution synthetisiert wurden, wurden allmählich erschöpft, und es kam zu einem heftigen Wettbewerb zwischen primären Heterotrophen, der die Entstehung von Autotrophen beschleunigte.
Die allerersten Autotrophen waren zur Photosynthese fähig, das heißt, sie nutzten die Sonnenstrahlung als Energiequelle, produzierten jedoch keinen Sauerstoff. Erst später tauchten Cyanobakterien auf, die zur Photosynthese unter Freisetzung von Sauerstoff fähig waren. Die Anreicherung von Sauerstoff in der Atmosphäre führte zur Bildung der Ozonschicht, die Primärorganismen vor ultravioletter Strahlung schützte, gleichzeitig aber die abiogene Synthese organischer Stoffe zum Stillstand kam. Die Anwesenheit von Sauerstoff führte zur Bildung aerober Organismen, die heute die Mehrheit der lebenden Organismen ausmachen.
Parallel zur Verbesserung der Stoffwechselprozesse wurde die innere Struktur von Organismen komplexer: Es bildeten sich ein Kern, Ribosomen und Membranen
Es entstanden Organellen, also eukaryotische Zellen (Abb. 52). Einige primäre
Heterotrophe gingen symbiotische Beziehungen mit aeroben Bakterien ein. Nachdem sie sie gefangen hatten, begannen Heterotrophe, sie als Energiestationen zu nutzen. So entstanden moderne Mitochondrien. Aus diesen Symbionten entstanden Tiere und Pilze. Andere Heterotrophe erbeuteten nicht nur aerobe Heterotrophe, sondern auch primäre Photosynthese - Cyanobakterien, die eine Symbiose eingingen und die heutigen Chloroplasten bildeten. So entstanden die Vorläufer der Pflanzen.

Reis. 52. Möglicher Weg zur Bildung eukaryontischer Organismen

Derzeit entstehen lebende Organismen nur durch Fortpflanzung. Die spontane Entstehung von Leben ist unter modernen Bedingungen aus mehreren Gründen unmöglich. Erstens werden organische Verbindungen in der Sauerstoffatmosphäre der Erde schnell zerstört, sodass sie sich nicht ansammeln und verbessern können. Und zweitens gibt es derzeit eine Vielzahl heterotropher Organismen, die jede Ansammlung organischer Substanzen für ihre Ernährung nutzen.
Überprüfen Sie Fragen und Aufgaben
Welche kosmischen Faktoren waren in den frühen Stadien der Erdentwicklung die Voraussetzungen für die Entstehung organischer Verbindungen? Nennen Sie die Hauptstadien der Lebensentstehung nach der Theorie der Biopoese. Wie entstanden Koazervate, welche Eigenschaften hatten sie und in welche Richtung entwickelten sie sich? Erzählen Sie uns, wie Probionten entstanden sind. Beschreiben Sie, wie die innere Struktur der ersten Heterotrophen komplexer werden könnte. Warum ist die spontane Entstehung von Leben unter modernen Bedingungen unmöglich?
Denken! Tu es! Erklären Sie, warum die Entstehung von Leben aus anorganischen Substanzen auf unserem Planeten derzeit unmöglich ist. Warum wurde das Meer Ihrer Meinung nach zum primären Lebensraum für die Entwicklung des Lebens? Nehmen Sie an der Diskussion „Der Ursprung des Lebens auf der Erde“ teil. Bringen Sie Ihren Standpunkt zu diesem Thema zum Ausdruck.
Arbeiten Sie mit dem Computer
Beachten Sie die elektronische Bewerbung. Studieren Sie den Stoff und erledigen Sie die Aufgaben.


Eukaryoten, Eubakterien und Archaebakterien. Durch den Vergleich der Nukleotidsequenzen in ribosomaler RNA (rRNA) sind Wissenschaftler zu dem Schluss gekommen, dass alle lebenden Organismen auf unserem Planeten in drei Gruppen eingeteilt werden können: Eukaryoten, Eubakterien und Archaebakterien. Die letzten beiden Gruppen sind prokaryotische Organismen. Im Jahr 1990 schlug Carl Woese, ein amerikanischer Forscher, der auf der Grundlage von rRNA einen Stammbaum aller lebenden Organismen erstellte, den Begriff „Domänen“ für diese drei Gruppen vor.
Da der genetische Code der Organismen aller drei Domänen derselbe ist, wurde die Hypothese aufgestellt, dass sie einen gemeinsamen Vorfahren haben. Dieser hypothetische Vorfahre wurde „Progenote“, also der Stammvater, genannt. Es wird angenommen, dass Eubakterien und Archaebakterien aus einem Nachkommen entstanden sein könnten, und der moderne Typ eukaryotischer Zellen entstand offenbar als Ergebnis der Symbiose eines alten Eukaryoten mit Eubakterien.

Seit meiner Kindheit habe ich ein interessantes Buch über die Geschichte unseres Planeten in meinem Regal, das meine Kinder bereits lesen. Ich werde versuchen, kurz zu vermitteln, woran ich mich erinnere und Ihnen zu erzählen, wann lebende Organismen auftauchten.

Wann erschienen die ersten lebenden Organismen?

Die Entstehung erfolgte aufgrund einer Reihe günstiger Bedingungen spätestens vor 3,5 Milliarden Jahren – in der Archäischen Ära. Die ersten Vertreter der lebenden Welt hatten die einfachste Struktur, doch nach und nach entstanden durch die natürliche Selektion Bedingungen für die Komplexität der Organisation von Organismen. Dies führte zur Entstehung völlig neuer Formen.

Die nachfolgenden Phasen der Lebensentwicklung sehen also wie folgt aus:

• Proterozoikum – der Beginn der Existenz der ersten primitiven vielzelligen Organismen, zum Beispiel Mollusken und Würmer. Darüber hinaus entwickelten sich in den Ozeanen Algen, die Vorfahren komplexer Pflanzen;
• Das Paläozoikum ist eine Zeit der Überschwemmung der Meere und erheblicher Veränderungen der Landkonturen, die zum teilweisen Aussterben der meisten Tiere und Pflanzen führten.
• Mesozoikum – eine neue Runde in der Entwicklung des Lebens, begleitet von der Entstehung einer Vielzahl von Arten mit anschließender fortschreitender Veränderung;
• Känozoikum – ein besonders wichtiges Stadium – die Entstehung der Primaten und die Entwicklung des Menschen aus ihnen. Zu diesem Zeitpunkt nahm der Planet die uns bekannten Landkonturen an.

Wie sahen die ersten Organismen aus?

Die ersten Lebewesen waren kleine Proteinklumpen, völlig ungeschützt vor jeglichem Einfluss. Die meisten starben, aber die Überlebenden mussten sich anpassen, was den Beginn der Evolution markierte.

Trotz der Einfachheit der ersten Organismen verfügten sie über wichtige Fähigkeiten:

• Reproduktion;
• Aufnahme von Stoffen aus der Umwelt.

Wir können von Glück sagen, dass es in der Geschichte unseres Planeten praktisch keine radikalen Klimaveränderungen gegeben hat. Andernfalls könnte bereits eine kleine Temperaturänderung ein kleines Leben zerstören, was bedeutet, dass der Mensch nicht aufgetaucht wäre. Die ersten Organismen hatten weder ein Skelett noch einen Panzer, daher ist es für Wissenschaftler ziemlich schwierig, die Geschichte anhand geologischer Ablagerungen zu verfolgen. Das Einzige, was uns Aussagen über das Leben im Archaikum erlaubt, ist der Gehalt an Gasblasen in alten Kristallen.

Evolution extrazellulärer Organismen

vor mehr als 4 Milliarden Jahren

Das erste Leben auf unserem Planeten entstand vor mehr als 4 Milliarden Jahren. Diese Kreaturen besaßen weder DNA noch RNA und waren noch nicht von einer Zellmembran umgeben. Die Rolle der RNA bei den ersten selbstreplizierenden lebenden Organismendurchgeführt durch eine Peptidnukleinsäure, deren Rückgrat eine aus N-(2-Aminoethyl)glycin (AEG)-Monomeren gebildete Kette war. Anschließend wurde es komplexer, was zur Bildung von RNA führte. Leider haben nicht alle diese Organismen bis heute überlebt, sondern sie hinterließen umfangreiche Nachkommen in Form aller Lebewesen auf der Erde.

Vor etwa 3,5–4,0 Milliarden Jahren entstanden die ersten Viren aus den damals lebenden Einzellern, die derzeit die einzigen Vertreter extrazellulärer Organismen sind.

Klassifizierungsabteilung:

Quellen:	1.
	2.	Lebende Organismen. Was ist Leben?

Evolution zellulärer Organismen

Das Erscheinen der ersten Zellorganismen: vor mehr als 4 Milliarden Jahren

Die ersten einfachen einzelligen Organismen (Prokaryoten) erschienen vor mehr als 4 Milliarden Jahren.Kürzlich wurden in den ältesten archäischen Sedimentgesteinen der Erde im Südwesten Grönlands Spuren komplexer Zellstrukturen entdeckt, die mindestens 3,86 Milliarden Jahre alt sind.

Einer anderen Theorie zufolge gab es keinen gemeinsamen Vorfahren als solchen, und die ersten damals lebenden Protozoen entwickelten sich mithilfe des horizontalen Gentransfers untereinander ständig weiter. Es wird angenommen, dass es in den frühesten Stadien der Evolution eine Art gemeinsames Gen „Gemeinschaftswirtschaft“ gab. Das Bild der evolutionären Zusammenhänge in der Welt der Vorfahren der Prokaryoten war weniger ein Baum als vielmehr eine Art Myzel mit einem verflochtenen Netzwerk horizontaler Übertragungen in die unterschiedlichsten und unerwartetsten Richtungen. Mit zunehmender Komplexität der Organismen und der Entwicklung von Mechanismen der sexuellen Fortpflanzung und reproduktiven Isolation wurde der horizontale Transfer seltener (Abb. 2). Gleichzeitig entwickeln Bakterien dank Bakteriophagenviren auch ein einfaches Immunsystem.

Gleichzeitig fand eine Symbiogenese statt – Mitochondrien und Plastiden in Form unabhängiger einzelliger Organismen, die zu dieser Zeit existierten, wurden Teil einer größeren Zelle und wurden Endosymbionten. Allmählich verloren sie die Fähigkeit, unabhängig zu existieren und verwandelten sich in Organoide . R Durch die gemeinsame Entwicklung verfeinerte der Endosymbiont nach und nach eine Fähigkeit – die Synthese ATP . Die innere Zelle verkleinerte sich und übertrug einige ihrer Nebengene auf den Zellkern. Die Mitochondrien behielten also nur den Teil der ursprünglichen DNA, den sie brauchten, um als „lebende Kraftwerke“ zu funktionieren.

Dies führte dazu, dass im Paläoproterozoikum (vor mehr als 2 Milliarden Jahren) die ersten Eukaryoten auftauchten, die einen Kern besaßen und die Vorfahren moderner Tiere, Pflanzen, Protisten und Chromisten waren.

Während der nächsten fast 1,5 Milliarden Jahre herrschten einzellige Organismen tadellos auf unserem Planeten, bis in der Edikar-Zeit vor etwa 630 Millionen Jahren die ersten mehrzelligen Lebewesen auftauchten. Zunächst bildeten die einfachsten Choanoflagellaten, von denen man annimmt, dass sie an der Grenze zwischen Einzelligkeit und Vielzelligkeit stehen, embryonale Kolonien nur mit Hilfe eines bakteriellen Lipids, das aus gefressenen Bakterien gewonnen wird, und wurden zu mehrzelligen Strukturen zusammengefasst. Der nächste Schritt war das Auftreten der ersten echten mehrzelligen Makroorganismen im gleichen Zeitraum – diese Organismen erschienen auf der Erde unmittelbar nach der Marino-Eiszeit – einem der Stadien der globalen Vereisung, als unser Planet viele Millionen Jahre lang vollständig mit Eis bedeckt war. Solche ungewöhnlichen Formen werden in der Natur nie wieder vorkommen. Dabei handelt es sich überwiegend um Weichkörperorganismen, die aus einzelnen Fraktalen bestehen. Ihre Körpergröße variierte zwischen einem Zentimeter und einem Meter. Sie sahen so ungewöhnlich aus, dass Wissenschaftler lange darüber stritten, welchem ​​Reich – Pflanzen oder Tieren – sie zugeordnet werden könnten.

Vor etwa 480–460 Millionen Jahren, im Silur, erschienen die ersten Pflanzen an Land (anderen Quellen zufolge geschah dies im Oberkambrium vor 499–488 Millionen Jahren), und 50 Millionen Jahre später, im Devon, nach dem Pflanzen, die ersten Tiere (obwohl es Hinweise darauf gibt, dass die ersten Landtiere im Silur (Abb. 3) oder sogar im Vendium lebten). Danach begann die rasante Entwicklung aller Arten von Lebewesen, deren Nachkommen wir sind.

Klassifizierungsabteilung:

Reich: Lebende Organismen

Was ist Leben? Definition des Lebens

Fragen nach dem Ursprung des Lebens und den Mustern der historischen Entwicklung in verschiedenen Erdzeitaltern haben die Menschheit schon immer interessiert. Der Begriff Leben umfasst die Gesamtheit aller lebenden Organismen auf der Erde und die Bedingungen ihrer Existenz. Die Essenz des Lebens besteht darin, dass lebende Organismen Nachkommen hinterlassen. Erbinformationen werden von Generation zu Generation weitergegeben, Organismen regulieren sich selbst und erholen sich während der Fortpflanzung der Nachkommen. Das Leben ist eine besonders hochwertige, höchste Form der Materie, die zur Selbstreproduktion fähig ist und Nachkommen hinterlässt.

Der Begriff des Lebens wurde in verschiedenen historischen Perioden unterschiedlich definiert. Die erste wissenschaftlich korrekte Definition stammt von F. Engels: „ Das Leben ist eine Existenzweise von Proteinkörpern, und diese Existenzweise besteht im Wesentlichen in der ständigen Selbsterneuerung der chemischen Bestandteile dieser Körper„Wenn der Stoffwechselprozess zwischen lebenden Organismen und der Umwelt aufhört, zerfallen Proteine ​​und das Leben verschwindet. Basierend auf modernen Errungenschaften der biologischen Wissenschaft hat der russische Wissenschaftler M.V. Volkenshtein dem Konzept des Lebens eine neue Definition gegeben: „ Auf der Erde existierende lebende Körper sind offene, selbstregulierende und sich selbst reproduzierende Systeme, die aus Biopolymeren – Proteinen und Nukleinsäuren – aufgebaut sind". Diese Definition leugnet nicht die Anwesenheit von Leben auf anderen Planeten im Weltraum. Leben wird als offenes System bezeichnet, was durch den kontinuierlichen Prozess des Austauschs von Stoffen und Energie mit der Umwelt angezeigt wird. Basierend auf den neuesten wissenschaftlichen Errungenschaften der modernen Biologie Wissenschaft wird die folgende Definition des Lebens gegeben: „ Leben ist ein offenes, selbstregulierendes und sich selbst reproduzierendes System aus Aggregaten lebender Organismen, das aus komplexen biologischen Polymeren – Proteinen und Nukleinsäuren – aufgebaut ist ". Nukleinsäuren und Proteine ​​gelten als Grundlage aller Lebewesen, da sie in der Zelle funktionieren und komplexe Verbindungen bilden, die Teil der Struktur aller lebenden Organismen sind.

Lebende Organismen unterscheiden sich von der unbelebten Natur durch ihre inhärenten Eigenschaften. Zu den charakteristischen Eigenschaften lebender Organismen gehören: Einheit der chemischen Zusammensetzung, des Stoffwechsels und der Energie, Ähnlichkeit der Organisationsebenen. Lebewesen zeichnen sich außerdem durch Fortpflanzung, Vererbung, Variabilität, Wachstum und Entwicklung, Reizbarkeit, Diskretion, Selbstregulierung, Rhythmus usw. aus.

Das Erscheinen von Lebewesen auf der Erde und ihre Entwicklung

Reis. 1. Kolonie von Cyanobakterien in der Fumarole des Dzendzur-Vulkans. Kamtschatka. (Foto) Vor mehr als 4 Milliarden Jahren erschien das erste Leben auf der Erde. In dieser Zeit hat das Leben einen langen Entwicklungspfad durchlaufen, angefangen bei den einfachsten molekularen lebenden Lösungen, die lange vor den einfachsten Organismen – Kaozervattropfen – auftauchten, bis hin zu modernen Säugetieren. Parallel zur Evolution der Lebewesen gab es eine Evolution ihrer Molekülbestandteile, sodass die ersten Proteine, die in Lebewesen gelangten, eine geringere Faltungsrate aufwiesen.

Die ersten lebenden Organismen, die auf unserem Planeten auftauchten, besaßen weder DNA noch RNA und lebten in Form lebender Lösungen in winzigen Hohlräumen, die oft in Mineralien vorkommen. Die Rolle der RNA bei den ersten sich selbst reproduzierenden lebenden Bewohnern Gleichzeitig ist es sowohl Träger der Erbinformation als auch Mittel zu deren weiterer Reproduktion durchgeführt durch eine Peptidnukleinsäure, deren Rückgrat eine aus N-(2-Aminoethyl)glycin (AEG)-Monomeren gebildete Kette war. Anschließend wurde es komplexer, was zur Bildung von RNA führte. Nach einiger Zeit dies Das Vorleben musste sich seine eigenen Hüllen aneignen – um von der Vororganismus-Ebene zum Organismus zu gelangen. Diese „lebende Lösung“ verwendete aus Liptiden bestehende Kaozervate als Hüllen.

Kürzlich wurden in den ältesten archäischen Sedimentgesteinen der Erde im Südwesten Grönlands Spuren komplexer Zellstrukturen entdeckt, die mindestens 3,86 Milliarden Jahre alt sind.

Einer Theorie zufolge trennte sich vor etwa 4,1 bis 3,6 Milliarden Jahren während der Eoarchäischen Zeit unser erster gemeinsamer Vorfahr, der damals lebte, aus der damals existierenden Vielfalt einzelliger Lebewesen (Prokaryoten) (Abb. 1). in mehrere Zweige, die sich anschließend wiederum in die heute existierenden Königreiche (Tiere, Pflanzen, Pilze, Protisten, Chromisten, Bakterien, Archaeen und Viren) aufteilten. Im Laufe der Zeit konnten die übrigen Bewohner dieser Zeit der Konkurrenz mit ihnen nicht standhalten und verschwanden vom Erdboden.

Einer anderen Theorie zufolge gab es keinen gemeinsamen Vorfahren als solchen, und die ersten damals lebenden Protozoen entwickelten sich mithilfe des horizontalen Gentransfers untereinander ständig weiter. Es wird angenommen, dass es in den frühesten Stadien der Evolution eine Art gemeinsames Gen „Gemeinschaftswirtschaft“ gab. Das Bild der evolutionären Zusammenhänge in der Welt der Vorfahren der Prokaryoten war weniger ein Baum als vielmehr eine Art Myzel mit einem verflochtenen Netzwerk horizontaler Übertragungen in die unterschiedlichsten und unerwartetsten Richtungen. Mit zunehmender Komplexität der Organismen und der Entwicklung von Mechanismen der sexuellen Fortpflanzung und reproduktiven Isolation wurde der horizontale Transfer seltener (Abb. 2).

Etwa zu dieser Zeit treten die ersten Viren auf (Abb. 3).

Reis. 3. Bakteriophagen Die nächste Stufe der Evolution war das Erscheinen der ersten Eukaryoten im Paläoproterozoikum (vor mehr als 2 Milliarden Jahren), die einen Kern besaßen und die Vorfahren moderner Tiere, Pflanzen, Protisten und Chromisten waren.

Während der nächsten fast 1,5 Milliarden Jahre herrschten einzellige Organismen tadellos auf unserem Planeten, bis in der Edikar-Zeit vor etwa 630 Millionen Jahren die ersten mehrzelligen Lebewesen auftauchten. Solche ungewöhnlichen Formen werden in der Natur nie wieder vorkommen. Dabei handelt es sich überwiegend um Weichkörperorganismen, die aus einzelnen Fraktalen bestehen. Ihre Körpergröße variierte zwischen einem Zentimeter und einem Meter. Sie sahen so ungewöhnlich aus, dass Wissenschaftler lange darüber stritten, welchem ​​Reich – Pflanzen oder Tieren – sie zugeordnet werden könnten.

Reis. 4. Silurische Flachgewässer Vor etwa 480–460 Millionen Jahren, in der Silurzeit, erschienen die ersten Pflanzen an Land (nach einigen Angaben im Oberkambrium vor 499–488 Millionen Jahren), und 50 Millionen Jahre später, in der Devonzeit, nach den Pflanzen, die Die ersten Tiere kamen an Land (obwohl es Hinweise darauf gibt, dass die ersten Landtiere im Silur (Abb. 4) oder sogar im Vendium lebten). Danach begann die rasante Entwicklung aller Arten von Lebewesen, deren Nachkommen wir sind.

Artenvielfalt der Lebewesen

Mittlerweile gibt es nach genauesten Schätzungen etwa 1,6 Millionen lebende Arten. Davon sind 860.000 Insekten, 350.000 Pflanzen, 8.600 Vögel und nur 3.200 Säugetiere. Die meisten der verbleibenden Arten, etwa 300.000, sind wirbellose Meerestiere. Die Gesamtzahl – 1,5 Millionen – umfasst nur die Arten, deren Beschreibungen von Wissenschaftlern veröffentlicht wurden. Es wird angenommen, dass noch ein Vielfaches mehr Arten noch nicht beschrieben wurden. Einige Wissenschaftler schätzen, dass es derzeit etwa 8,7 Millionen Arten eukaryotischer Organismen gibt (plus oder minus 1,3 Millionen). In dieser Zahl sind ausgestorbene Arten, die nur als Fossilien bekannt sind, nicht enthalten. Basierend auf der Anzahl der bereits beschriebenen fossilen Arten wird die Gesamtzahl der ausgestorbenen Arten, die während der mehr als drei Milliarden Lebensjahre auf der Erde jemals gelebt haben, auf 50 Millionen bis 4 Milliarden geschätzt.

Laut Wissenschaftlern gibt es 2,2 Millionen Arten in den Ozeanen und 6,5 Millionen an Land. Auf dem Planeten gibt es nur etwa 7,77 Millionen Tierarten, 611.000 Pilze und 300.000 Pflanzen. Pflanzen sind die glücklichsten von allen. : von diesen 72 % der Arten sind beschrieben, während Tiere – 12 %, Pilze – nur 7 % beschrieben sind.

Lebensraum	Erde			Ozean
	Katalogisiert	Angeblich	±	Katalogisiert	Angeblich	±
Eukaryoten
Tiere	953 434	7 770 000	958 000	171 082	2 150 000	145 000
Pilze	43 271	611 000	297 000	1 097	5 320	11 100
Pflanzen	215 644	298 000	8 200	8 600	16 600	9 130
Protista	8 118	36 400	6 690	8 118	36 400	6 960
Gesamt	1 233 500	8 740 000	1 300 000	193 756	2 210 000	182 000
Prokaryoten
Bakterien	10 358	9 680	3 470	652	1 320	436
Archaeen	502	455	160	1	1	0
Gesamt	10 860	10 100	3 630	653	1 321	436
Gesamt	1 244 360	8 750 000	1 300 000	194 409	2 210 000	182 000

Tabelle 1. Anzahl der auf unserem Planeten lebenden Arten