مراحل اولیه تکامل بیولوژیکی یک کشف علمی مهم امپراتوری: موجودات زنده

یک موجود زنده موضوع اصلی مورد مطالعه علمی مانند زیست شناسی است. این سیستم پیچیده ای است که از سلول ها، اندام ها و بافت ها تشکیل شده است. ارگانیسم زنده موجودی است که دارای تعدادی ویژگی بارز باشد. نفس می کشد و تغذیه می کند، حرکت می کند یا حرکت می کند و همچنین فرزندانی دارد.

علوم حیات وحش

اصطلاح زیست شناسی توسط J.B. لامارک، یک طبیعت شناس فرانسوی، در سال 1802. تقریباً در همان زمان و مستقل از او، گیاه شناس آلمانی G.R. ترویرانوس

شاخه های متعدد زیست شناسی تنوع نه تنها موجودات موجود در حال حاضر، بلکه موجودات در حال انقراض را نیز در نظر می گیرند. آنها منشا و فرآیندهای تکاملی، ساختار و عملکرد، و همچنین توسعه فردی و ارتباط با محیط و با یکدیگر را مطالعه می کنند.

شاخه‌های زیست‌شناسی الگوهای خاص و عام را در نظر می‌گیرند که با همه ویژگی‌ها و مظاهر در ذاتی همه موجودات زنده هستند. این در مورد تولید مثل، متابولیسم، وراثت، رشد و رشد صدق می کند.

آغاز مرحله تاریخی

اولین موجودات زنده در سیاره ما به طور قابل توجهی از نظر ساختار متفاوت از موجودات امروزی بودند. آنها به طور غیر قابل مقایسه ساده تر بودند. در کل مرحله شکل گیری حیات روی زمین، او به بهبود ساختار موجودات زنده کمک کرد، که به آنها اجازه داد تا با شرایط دنیای اطراف سازگار شوند.

در مرحله اولیه، موجودات زنده در طبیعت فقط از اجزای آلی که از کربوهیدرات های اولیه ناشی می شوند تغذیه می کردند. در طلوع تاریخ خود، هم حیوانات و هم گیاهان کوچکترین موجودات تک سلولی بودند. آنها شبیه آمیب ها، جلبک های سبز آبی و باکتری های امروزی بودند. در جریان تکامل، موجودات چند سلولی شروع به ظهور کردند که بسیار متنوع تر و پیچیده تر از پیشینیان خود بودند.

ترکیب شیمیایی

موجود زنده موجودی است که توسط مولکول های مواد معدنی و آلی تشکیل شده است.

اولین مورد از این اجزا شامل آب و همچنین نمک های معدنی است. چربی ها و پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و کربوهیدرات ها، ATP و بسیاری از عناصر دیگر در سلول های موجودات زنده یافت می شوند. شایان ذکر است که موجودات زنده دارای همان اجزایی هستند که اجسام دارند تفاوت اصلی در نسبت این عناصر نهفته است. موجودات زنده موجوداتی هستند که ترکیب آنها نود و هشت درصد هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن است.

طبقه بندی

جهان ارگانیک سیاره ما امروزه تقریباً یک و نیم میلیون گونه مختلف جانوری، نیم میلیون گونه گیاهی و همچنین ده میلیون میکروارگانیسم دارد. چنین تنوعی بدون نظام‌بندی دقیق آن قابل مطالعه نیست. طبقه بندی موجودات زنده برای اولین بار توسط طبیعت شناس سوئدی کارل لینه ایجاد شد. او کار خود را بر اساس اصل سلسله مراتبی استوار کرد. واحد سیستم سازی گونه ای بود که نام آن فقط به زبان لاتین پیشنهاد شد.

طبقه بندی موجودات زنده مورد استفاده در زیست شناسی مدرن نشان دهنده روابط خویشاوندی و تکاملی سیستم های آلی است. در عین حال، اصل سلسله مراتب حفظ می شود.

مجموعه ای از موجودات زنده که منشأ مشترک دارند، همان مجموعه کروموزومی، با شرایط مشابه سازگار هستند، در یک منطقه خاص زندگی می کنند، آزادانه با یکدیگر آمیخته می شوند و فرزندانی با قابلیت تولید مثل تولید می کنند و یک گونه است.

طبقه بندی دیگری در زیست شناسی وجود دارد. این علم همه موجودات سلولی را بر اساس وجود یا عدم وجود یک هسته تشکیل شده به گروه هایی تقسیم می کند. این

گروه اول از موجودات اولیه بدون هسته تشکیل شده است. سلول های آنها دارای یک منطقه هسته ای است، اما فقط یک مولکول دارد. اینها باکتری هستند.

نمایندگان واقعی هسته ای جهان ارگانیک یوکاریوت ها هستند. سلول های موجودات زنده در این گروه دارای تمام اجزای ساختاری اصلی هستند. هسته آنها نیز به وضوح مشخص شده است. این گروه شامل حیوانات، گیاهان و قارچ ها می شود.

ساختار موجودات زنده نه تنها می تواند سلولی باشد. زیست شناسی سایر اشکال حیات را نیز مطالعه می کند. اینها شامل ارگانیسم های غیر سلولی مانند ویروس ها و همچنین باکتریوفاژها می شود.

طبقات موجودات زنده

در سیستماتیک بیولوژیکی، رتبه ای از طبقه بندی سلسله مراتبی وجود دارد که دانشمندان آن را یکی از اصلی ترین آنها می دانند. او طبقاتی از موجودات زنده را متمایز می کند. موارد اصلی شامل موارد زیر است:

باکتری ها

حیوانات;

گیاهان؛

جلبک دریایی.

شرح کلاس ها

یک باکتری یک موجود زنده است. این یک سلول واحد است که با تقسیم تولید مثل می کند. سلول یک باکتری در یک غشاء محصور شده و دارای سیتوپلاسم است.

دسته بعدی موجودات زنده شامل قارچ ها می شود. در طبیعت، حدود پنجاه هزار گونه از این نمایندگان جهان ارگانیک وجود دارد. با این حال، زیست شناسان تنها پنج درصد از کل آنها را مطالعه کرده اند. جالب توجه است که قارچ ها در برخی از ویژگی های گیاهان و حیوانات مشترک هستند. نقش مهم موجودات زنده این طبقه در توانایی تجزیه مواد آلی نهفته است. به همین دلیل است که قارچ ها را می توان تقریباً در همه سوله های بیولوژیکی یافت.

دنیای حیوانات از تنوع زیادی برخوردار است. نمایندگان این طبقه را می توان در مناطقی یافت که به نظر می رسد هیچ شرایطی برای وجود وجود ندارد.

سازمان یافته ترین طبقه حیوانات خونگرم هستند. آنها نام خود را از نحوه تغذیه فرزندان خود گرفته اند. همه نمایندگان پستانداران به ونگل ها (زرافه، اسب) و گوشتخواران (روباه، گرگ، خرس) تقسیم می شوند.

حشرات نیز نمایندگان دنیای حیوانات هستند. تعداد زیادی از آنها روی زمین وجود دارد. آنها شنا می کنند و پرواز می کنند، می خزند و می پرند. بسیاری از حشرات آنقدر کوچک هستند که حتی قادر به مقاومت در برابر تنش آب نیستند.

یکی از اولین جانوران مهره‌داری که در دوران تاریخی دور به خشکی آمد، دوزیستان و خزندگان بودند. تا به حال، زندگی نمایندگان این طبقه با آب مرتبط است. بنابراین، زیستگاه افراد بالغ خشکی است و تنفس آنها توسط ریه ها انجام می شود. لاروها از طریق آبشش نفس می کشند و در آب شنا می کنند. در حال حاضر حدود هفت هزار گونه از این دسته از موجودات زنده روی زمین وجود دارد.

پرندگان نمایندگان منحصر به فرد جانوران سیاره ما هستند. از این گذشته، بر خلاف سایر حیوانات، آنها قادر به پرواز هستند. تقریباً هشت هزار و ششصد گونه پرنده روی زمین زندگی می کنند. نمایندگان این طبقه با پر و تخم گذاری مشخص می شوند.

ماهی ها متعلق به گروه عظیمی از مهره داران هستند. آنها در توده های آبی زندگی می کنند و دارای باله و آبشش هستند. زیست شناسان ماهی ها را به دو دسته تقسیم می کنند. اینها غضروفی و ​​استخوانی هستند. در حال حاضر حدود بیست هزار گونه مختلف ماهی وجود دارد.

در کلاس گیاهی درجه بندی خاص خود وجود دارد. نمایندگان فلور به دو لپه و تک لپه تقسیم می شوند. در گروه اول، بذر حاوی جنینی است که از دو لپه تشکیل شده است. نمایندگان این گونه را می توان با برگ های آنها شناسایی کرد. آنها با شبکه ای از رگه ها (ذرت، چغندر) نفوذ می کنند. جنین فقط یک لپه دارد. روی برگ های چنین گیاهانی، رگبرگ ها به صورت موازی قرار دارند (پیاز، گندم).

کلاس جلبک ها بیش از سی هزار گونه دارد. اینها گیاهانی هستند که دارای هاگ هستند و عروق خونی ندارند، اما دارای کلروفیل هستند. این جزء به فرآیند فتوسنتز کمک می کند. جلبک ها بذر را تشکیل نمی دهند. تکثیر آنها به صورت رویشی یا توسط هاگ ​​انجام می شود. این دسته از موجودات زنده به دلیل عدم وجود ساقه، برگ و ریشه با گیاهان عالی تفاوت دارند. آنها فقط بدنی به اصطلاح دارند که به آن تالوس می گویند.

عملکردهای ذاتی موجودات زنده

برای هر نماینده ای از دنیای ارگانیک چه چیزی اساسی است؟ این اجرای فرآیندهای تبادل انرژی و مواد است. در یک موجود زنده، مواد مختلف دائماً به انرژی تبدیل می شوند و تغییرات فیزیکی و شیمیایی نیز رخ می دهد.

این عملکرد یک شرط ضروری برای وجود یک موجود زنده است. به لطف متابولیسم است که دنیای موجودات ارگانیک با موجودات غیر آلی متفاوت است. بله، تغییرات در ماده و تبدیل انرژی در اجسام بی جان نیز رخ می دهد. با این حال، این فرآیندها تفاوت های اساسی خود را دارند. متابولیسمی که در اجسام غیر آلی اتفاق می افتد آنها را از بین می برد. در عین حال، موجودات زنده بدون فرآیندهای متابولیکی نمی توانند به حیات خود ادامه دهند. پیامد متابولیسم، تجدید سیستم ارگانیک است. توقف فرآیندهای متابولیک منجر به مرگ می شود.

عملکرد یک موجود زنده متفاوت است. اما همه آنها به طور مستقیم با فرآیندهای متابولیکی که در آن اتفاق می افتد مرتبط هستند. این می تواند رشد و تولید مثل، نمو و هضم، تغذیه و تنفس، واکنش ها و حرکت، دفع مواد زائد و ترشح و غیره باشد. اساس هر عملکرد بدن مجموعه ای از فرآیندهای تبدیل انرژی و مواد است. علاوه بر این، این به همان اندازه به قابلیت های بافت، سلول، اندام و کل ارگانیسم مربوط می شود.

متابولیسم در انسان و حیوانات شامل فرآیندهای تغذیه و هضم است. در گیاهان از طریق فتوسنتز انجام می شود. یک موجود زنده، هنگام انجام متابولیسم، خود را با مواد لازم برای وجود تأمین می کند.

یک ویژگی متمایز مهم اجسام در دنیای ارگانیک استفاده از منابع انرژی خارجی است. نمونه آن نور و غذا است.

خواص ذاتی موجودات زنده

هر واحد بیولوژیکی حاوی عناصر فردی است که به نوبه خود یک سیستم به هم پیوسته را تشکیل می دهند. به عنوان مثال، تمام اندام ها و عملکردهای یک فرد با هم بدن او را تشکیل می دهند. خواص موجودات زنده متنوع است. علاوه بر یک ترکیب شیمیایی واحد و امکان انجام فرآیندهای متابولیکی، اشیاء جهان آلی قادر به سازماندهی هستند. از حرکت مولکولی آشفته، ساختارهای خاصی تشکیل می شود. این امر نظم خاصی را در زمان و مکان برای همه موجودات زنده ایجاد می کند. سازمان ساختاری مجموعه ای کامل از خود تنظیم کننده های پیچیده است که به ترتیب خاصی رخ می دهد. این به شما امکان می دهد ثبات محیط داخلی را در سطح مورد نیاز حفظ کنید. به عنوان مثال، هورمون انسولین، مقدار گلوکز خون را در زمانی که بیش از حد باشد کاهش می دهد. اگر کمبود این جزء وجود داشته باشد، با آدرنالین و گلوکاگون جبران می شود. همچنین، موجودات خونگرم مکانیسم های متعددی برای تنظیم حرارت دارند. این شامل گشاد شدن مویرگ های پوست و تعریق شدید است. همانطور که می بینید، این یک عملکرد مهم است که بدن انجام می دهد.

خصوصیات موجودات زنده، که تنها مشخصه جهان ارگانیک است، در فرآیند بازتولید خود نیز وجود دارد، زیرا وجود هر یک محدودیت موقتی دارد. فقط بازتولید خود می تواند زندگی را حفظ کند. این تابع بر اساس فرآیند تشکیل ساختارها و مولکول های جدید است که توسط اطلاعات موجود در DNA تعیین می شود. خود تولید مثل به طور جدایی ناپذیری با وراثت مرتبط است. بالاخره هر موجود زنده ای نوع خودش را به دنیا می آورد. موجودات زنده از طریق وراثت، ویژگی ها، خواص و ویژگی های رشدی خود را منتقل می کنند. این خاصیت به دلیل پایداری است. در ساختار مولکول های DNA وجود دارد.

یکی دیگر از ویژگی های موجودات زنده تحریک پذیری است. سیستم های ارگانیک همیشه به تغییرات داخلی و خارجی (تأثیر) پاسخ می دهند. در مورد تحریک پذیری بدن انسان، این به طور جدایی ناپذیری با خواص ذاتی بافت ماهیچه ای، عصبی و غدد مرتبط است. این اجزا می توانند پس از انقباض عضلانی، ارسال یک تکانه عصبی و همچنین ترشح مواد مختلف (هورمون ها، بزاق و غیره) به واکنش تحریک شوند. اگر یک موجود زنده فاقد سیستم عصبی باشد چه؟ خواص موجودات زنده به صورت تحریک پذیری در این مورد با حرکت آشکار می شود. به عنوان مثال، تک یاخته ها محلول هایی را ترک می کنند که غلظت نمک در آنها خیلی زیاد است. در مورد گیاهان، آنها می توانند موقعیت شاخه ها را تغییر دهند تا نور را تا حد امکان جذب کنند.

هر سیستم زنده ای می تواند به یک محرک پاسخ دهد. این یکی دیگر از ویژگی های اشیاء در دنیای ارگانیک است - تحریک پذیری. این فرآیند توسط بافت های عضلانی و غده ای تضمین می شود. یکی از آخرین واکنش های تحریک پذیری حرکت است. توانایی حرکت یک ویژگی مشترک همه موجودات زنده است، علیرغم این واقعیت که در ظاهر برخی از موجودات فاقد آن هستند. از این گذشته، حرکت سیتوپلاسم در هر سلولی رخ می دهد. حیوانات وابسته نیز حرکت می کنند. حرکات رشد به دلیل افزایش تعداد سلول ها در گیاهان مشاهده می شود.

زیستگاه

وجود اشیا در دنیای ارگانیک تنها در شرایط خاصی امکان پذیر است. بخشی از فضا همیشه یک موجود زنده یا یک گروه کامل را احاطه کرده است. این زیستگاه است.

در زندگی هر موجودی، اجزای آلی و معدنی طبیعت نقش بسزایی دارند. آنها تأثیر خاصی روی او دارند. موجودات زنده مجبورند با شرایط موجود سازگار شوند. بنابراین، برخی از حیوانات می توانند در شمال دور در دمای بسیار پایین زندگی کنند. دیگران فقط در مناطق استوایی قادر به وجود هستند.

چندین زیستگاه در سیاره زمین وجود دارد. از جمله آنها عبارتند از:

زمینی-آبی;

زمین؛

خاک؛

موجود زنده؛

زمینی-هوایی.

نقش موجودات زنده در طبیعت

زندگی در سیاره زمین برای سه میلیارد سال وجود دارد. و در تمام این مدت، موجودات زنده رشد کردند، تغییر کردند، مستقر شدند و در عین حال روی زیستگاه خود تأثیر گذاشتند.

تأثیر سیستم های آلی بر جو باعث ظاهر شدن اکسیژن بیشتر شد. در همان زمان، حجم دی اکسید کربن به طور قابل توجهی کاهش یافت. گیاهان منبع اصلی تولید اکسیژن هستند.

تحت تأثیر موجودات زنده، ترکیب آبهای اقیانوس جهانی نیز تغییر کرده است. برخی از سنگ ها منشا آلی دارند. مواد معدنی (نفت، زغال سنگ، سنگ آهک) نیز نتیجه عملکرد موجودات زنده است. به عبارت دیگر، اشیاء جهان ارگانیک عامل قدرتمندی هستند که طبیعت را دگرگون می کند.

موجودات زنده نوعی شاخص نشان دهنده کیفیت محیط زیست انسان هستند. آنها توسط فرآیندهای پیچیده با پوشش گیاهی و خاک به هم مرتبط هستند. اگر حتی یک حلقه از این زنجیره از بین برود، عدم تعادل در کل سیستم اکولوژیکی ایجاد خواهد شد. به همین دلیل است که برای گردش انرژی و مواد در این سیاره مهم است که تمام تنوع موجود نمایندگان جهان ارگانیک حفظ شود.

مناسبت ها

دانشمندان قدیمی ترین نشانه های حیات را در سیاره ما کشف کرده اند. ردپایی از میکروارگانیسم ها در صخره های شمال غربی استرالیا یافت شده است که به گفته کارشناسان قدمتی 3500000000 سال دارند.

اولین موجودات زنده روی زمین

شواهدی از یک میکرو اکوسیستم پیچیده در سنگ های رسوبی منطقه پیلبارا در استرالیای غربی یافت شده است. این منطقه است که به لطف باستان شناسان شناخته شده است قدیمی ترین تشکیلات روی زمین با منشاء مختلف.

یکی از محققانی که این کشف مهم را انجام داده است، دیوید واسی، استاد دانشگاه استرالیا، می‌گوید: «می‌توانیم بگوییم که آثار یافت شده از میکروارگانیسم‌ها، به احتمال زیاد، قدیمی‌ترین شواهد وجود حیات در سیاره ما هستند».

پروفسور در مصاحبه با تلگراف با اطمینان می گوید که چنین یافته ها و اکتشافاتی حاکی از آن است میلیاردها سال پیش زندگی در زمینوجود داشته است.

شایان ذکر است که شواهد دیگری از سکونت موجودات زنده در سیاره ما در میلیاردها سال پیش وجود دارد. به طور کلی پذیرفته شده است که قدیمی ترین میکروارگانیسم ها در سنگ های گرینلند یافت شده اند.

دانشمندان می گویند حیات روی زمین زودتر از زمین ظاهر شد

با این حال، این سنگ ها به دلیل زمان و شرایط طبیعی به قدری از هم ریخته شده اند که گفتن چیز خاصی در مورد آنها بسیار دشوار و تقریبا غیرممکن است.

میکروارگانیسم های موجود در پیلبارا را می توان به راحتی زیر میکروسکوپ مشاهده کرد. کارشناسان به کمک ابزارهای مخصوص به راحتی توانستند سن آنها را تعیین کنند و همچنین مشاهده کنند چگونه باکتری ها با سطح سنگ هایی که روی آن زندگی می کنند تعامل دارند.

کشف مهم علمی

به گفته پروفسور ولزی، دیدن سلول های خود میکروارگانیسم ها ممکن نیست. با این حال، دانشمندان توانستند آثار به جا مانده از این موجودات را ببینند. نه چندان دور از شهر پورت هدلند در یک منطقه صخره ای، محققان آشکارا کشف کردند دلیل زندگیدر سیاره ما میلیاردها سال پیش

ما نمی توانیم این موجودات را ببینیم زیرا آنها بسیار کوچک هستند، اما طبیعت فراهم می کند فرصتی برای دیدن ساختارهای در مقیاس بزرگ که توسط میکروارگانیسم ها قبل از مرگ آنها ساخته شده است.

یافته هایی از این دست برای علم ارزش زیادی دارد. دانشمندان با کمک میکروسکوپ های ویژه آنچه را که با چشم انسان نامرئی است می بینند.

مواد آلی که در اصل میکروارگانیسم ها هستند، تجزیه می شوند و در واقع به سلول تبدیل می شوند. در نتیجه، ما می توانیم جرم را ببینیم، سرشار از مواد کربنی

سم شروع زندگی بر روی زمین بود

گروهی از دانشمندان از استرالیا و ایالات متحده معتقدند که نتایج چنین مطالعاتی به تعیین اینکه آیا در برخی از سیارات حیات وجود دارد یا خیر، و اگر چنین است، چه نوع موجوداتی در تمدن های دیگر زندگی می کنند، کمک خواهد کرد.

پروفسور وسلی با اطمینان صحبت می کند که چنین اکتشافاتی به ما کمک می کند تا زندگی، منشأ آن در سیاره ما، در چه محیطی توسعه یافته است، و برخی از تاریخ های مهمی را که بر یک یا آن فرآیند در توسعه زمین تأثیر گذاشته است، بیاموزیم.

اکتشافات علمی 2013

1. اسکلت کروموزومی از "ورمیسل" تشکیل شده است.

مایک پیترز و همکارانش از موسسه تحقیقاتی آسیب شناسی مولکولی دریافتند که کروموزوم از یک اسکلت مولکولی بر اساس پروتئین کوهزین تشکیل شده است. مقاله ای در مورد کشف این پروتئین در مجله Nature منتشر شده است.

2. فشرده سازی آهن با لیزر

فیزیکدانان مرکز تحقیقات روچستر با استفاده از لیزر امگا به نتیجه شگفت انگیزی دست یافته اند. به لطف روشی نوآورانه، محققان توانستند آهن را فشرده کنند.

10 کشف مهم علمی در سال 2012

در عرض نانوثانیه، فشاری معادل 5.6 میلیون اتمسفر بر روی فلز وارد شد. خود این آزمایش و نتایج آن در مجله "Physical Review Letters" منتشر شد.

3. تخم مرغ آبی

رنگ تخم مرغ نتیجه یک جهش ژنی است. کارشناسان دانشگاه ناتینگهام توانستند یک جهش ژنتیکی را تشخیص دهند که باعث می‌شود نژادهای خاصی از جوجه‌ها تخم‌های آبی بگذارند.

اکتشافات علمی که معلوم شد اشتباه بوده اند

به هر حال، تخم‌مرغ‌هایی با چنین رنگ غیرمعمولی جدیدترین مد هستند و محصولی بسیار محبوب در بین خوش‌خوراک‌ها هستند.

کارشناسان می گویند که در مقایسه با تخم مرغ های سفید و قهوه ای معمولی، تخم مرغ های آبی طعم و مزه خاصی دارند.

4. نور را به مدت یک دقیقه متوقف کنید

محققان دانشگاه دارمشتات نور را برای یک دقیقه متوقف کردند. به لطف چنین اکتشافات و آزمایش‌هایی، پنجره‌هایی به گوشه‌های علم که تاکنون کشف نشده بود باز می‌شود و فیزیک کوانتومی دیگر یک راز نیست.

5. راهی برای تسکین درد ناشی از آفتاب سوختگی

پزشکان آمریکایی پروژه ای هیجان انگیز را راه اندازی کرده اند که هرگز مشابه آن نبوده است. به گفته متخصصان، اگر ژن TRPV 4 آسیب ببیند، درد ناشی از آفتاب سوختگی فورا و به طور کامل از بین می رود.

احمقانه ترین اکتشافات علم در 50 سال گذشته

چنین کشفی ایجاد یک محصول برنزه کننده برای آینده یا کمک به جلوگیری از آفتاب سوختگی را ممکن می کند.

اولین موجودات زنده هتروتروف های بی هوازی بودند، ساختار درون سلولی نداشتند و از نظر ساختار مشابه پروکاریوت های مدرن بودند. آنها غذا و انرژی را از مواد آلی با منشاء زیست زا به دست آوردند. اما در طول تکامل شیمیایی، که 0.5-1.0 میلیارد سال به طول انجامید، شرایط روی زمین تغییر کرد. ذخایر مواد آلی که در مراحل اولیه تکامل سنتز شده بودند به تدریج تخلیه شد و رقابت شدیدی بین هتروتروف های اولیه به وجود آمد که ظهور اتوتروف ها را تسریع کرد.
اولین اتوتروف ها قادر به فتوسنتز بودند، یعنی از تابش خورشیدی به عنوان منبع انرژی استفاده کردند، اما اکسیژن تولید نکردند. تنها بعداً سیانوباکتری هایی ظاهر شدند که قادر به فتوسنتز با آزاد شدن اکسیژن بودند. تجمع اکسیژن در اتمسفر منجر به تشکیل لایه اوزون شد که از ارگانیسم های اولیه در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت می کرد، اما در همان زمان سنتز بیوژنیک مواد آلی متوقف شد. وجود اکسیژن منجر به تشکیل موجودات هوازی شد که اکثر موجودات زنده امروزی را تشکیل می دهند.
به موازات بهبود فرآیندهای متابولیک، ساختار داخلی موجودات پیچیده تر شد: یک هسته، ریبوزوم ها، غشاها تشکیل شد.
اندامک ها، یعنی سلول های یوکاریوتی به وجود آمدند (شکل 52). مقداری اولیه
هتروتروف ها وارد روابط همزیستی با باکتری های هوازی شدند. پس از گرفتن آنها، هتروتروف ها شروع به استفاده از آنها به عنوان ایستگاه های انرژی کردند. این گونه بود که میتوکندری مدرن به وجود آمد. این همزیستی ها باعث پیدایش حیوانات و قارچ ها شد. سایر هتروتروف ها نه تنها هتروتروف های هوازی، بلکه فتوسنتزهای اولیه - سیانوباکتری ها را نیز جذب کردند که وارد همزیستی شدند و کلروپلاست های فعلی را تشکیل دادند. این گونه بود که پیشینیان گیاهان ظاهر شدند.

برنج. 52. مسیر احتمالی برای تشکیل موجودات یوکاریوتی

در حال حاضر، موجودات زنده فقط در نتیجه تولید مثل به وجود می آیند. تولید خود به خودی زندگی در شرایط مدرن به چند دلیل غیرممکن است. اولاً، در جو اکسیژن زمین، ترکیبات آلی به سرعت از بین می روند، بنابراین نمی توانند انباشته و بهبود یابند. و ثانیاً، در حال حاضر تعداد زیادی ارگانیسم هتروتروف وجود دارد که از هرگونه تجمع مواد آلی برای تغذیه خود استفاده می کنند.
سوالات و تکالیف را مرور کنید
چه عوامل کیهانی در مراحل اولیه توسعه زمین، پیش نیازهای پیدایش ترکیبات آلی بود؟ مراحل اصلی پیدایش حیات را با توجه به نظریه زیستی نام ببرید. کواسروات ها چگونه تشکیل شدند، چه خواصی داشتند و در چه جهتی تکامل یافتند؟ به ما بگویید که چگونه پروبیونت ها به وجود آمدند. توضیح دهید که چگونه ساختار داخلی اولین هتروتروف ها می تواند پیچیده تر شود. چرا تولید خود به خودی زندگی در شرایط مدرن غیرممکن است؟
فکر! انجام دهید! توضیح دهید که چرا منشا حیات از مواد معدنی در حال حاضر در سیاره ما غیرممکن است. به نظر شما چرا دریا به محیط اولیه توسعه زندگی تبدیل شد؟ در بحث «منشا حیات روی زمین» شرکت کنید. دیدگاه خود را در این زمینه بیان کنید.
با کامپیوتر کار کنید
به برنامه الکترونیکی مراجعه کنید. مطالب را مطالعه کنید و تکالیف را کامل کنید.


یوکاریوت ها، یوباکتری ها و آرکی باکتری ها. با مقایسه توالی های نوکلئوتیدی در RNA ریبوزومی (rRNA)، دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که همه موجودات زنده در سیاره ما را می توان به سه گروه تقسیم کرد: یوکاریوت ها، یوباکتری ها و آرکی باکتری ها. دو گروه آخر موجودات پروکاریوتی هستند. در سال 1990، کارل ووز، محقق آمریکایی که درخت فیلوژنتیکی از همه موجودات زنده را بر اساس rRNA ساخت، اصطلاح «دامنه» را برای این سه گروه پیشنهاد کرد.
از آنجایی که کد ژنتیکی موجودات از هر سه حوزه یکسان است، فرض بر این بود که آنها یک نیای مشترک دارند. این جد فرضی «پروژنوت»، یعنی اجداد نامیده می شد. فرض بر این است که یوباکتری‌ها و آرکی‌باکتری‌ها می‌توانند از یک پروژنوت سرچشمه گرفته باشند، و نوع مدرن سلول یوکاریوتی ظاهراً در نتیجه همزیستی یوکاریوت باستانی با یوباکتری پدید آمده است.

از کودکی کتاب جالبی در مورد تاریخ سیاره ما در قفسه خود داشتم که فرزندانم در حال خواندن آن هستند. من سعی خواهم کرد آنچه را که به یاد می آورم و هنگام ظهور موجودات زنده به شما بگویم.

اولین موجودات زنده چه زمانی ظاهر شدند؟

منشاء به دلیل تعدادی از شرایط مساعد نه دیرتر از 3.5 میلیارد سال پیش - در دوران آرکئن - رخ داد. اولین نمایندگان جهان زنده دارای ساده ترین ساختار بودند، اما به تدریج، در نتیجه انتخاب طبیعی، شرایط برای پیچیدگی سازمان موجودات بوجود آمد. این منجر به ظهور فرم های کاملاً جدید شد.

بنابراین، دوره های بعدی رشد زندگی به این صورت است:

• پروتروزوئیک - آغاز وجود اولین موجودات چند سلولی اولیه، به عنوان مثال، نرم تنان و کرم ها. علاوه بر این، جلبک ها، اجداد گیاهان پیچیده، در اقیانوس ها توسعه یافته اند.
• پالئوزوئیک زمان طغیان دریاها و تغییرات قابل توجه در خطوط زمین است که منجر به انقراض جزئی بیشتر حیوانات و گیاهان شد.
• مزوزوئیک - دور جدیدی در توسعه زندگی، همراه با ظهور توده ای از گونه ها با تغییرات پیش رونده بعدی.
• سنوزوئیک - مرحله ای بسیار مهم - ظهور نخستی ها و تکامل انسان از آنها. در این زمان، سیاره خطوط زمینی آشنا برای ما به دست آورد.

اولین موجودات چه شکلی بودند؟

اولین موجودات توده های کوچکی از پروتئین بودند که کاملاً از هر گونه تأثیر محافظت نشده بودند. اکثر آنها مردند، اما بازماندگان مجبور به سازگاری شدند، که آغاز تکامل بود.

با وجود سادگی اولین موجودات، آنها توانایی های مهمی داشتند:

• تولید مثل؛
• جذب مواد از محیط

می توانیم بگوییم که ما خوش شانس هستیم - عملاً هیچ تغییر شدید آب و هوایی در تاریخ سیاره ما وجود نداشته است. در غیر این صورت، حتی یک تغییر کوچک در دما می تواند یک زندگی کوچک را از بین ببرد، به این معنی که انسان ظاهر نمی شد. اولین موجودات نه اسکلت داشتند و نه پوسته، بنابراین ردیابی تاریخ از طریق ذخایر زمین شناسی برای دانشمندان بسیار دشوار است. تنها چیزی که به ما اجازه می دهد در مورد زندگی در آرکئن ادعا کنیم محتوای حباب های گاز در بلورهای باستانی است.

تکامل موجودات خارج سلولی

بیش از 4 میلیارد سال پیش

اولین حیات در سیاره ما بیش از 4 میلیارد سال پیش بوجود آمد. این موجودات نه DNA داشت و نه حتی RNA و هنوز در غشای سلولی محصور نشده بود. نقش RNA در اولین موجودات زنده خودتکثیر شوندهتوسط یک اسید نوکلئیک پپتیدی انجام می شود، که ستون فقرات آن زنجیره ای بود که توسط مونومرهای N-(2-aminoethyl) گلیسین (AEG) تشکیل شده بود. متعاقباً پیچیده تر شد که منجر به تشکیل RNA شد. متأسفانه، همه این موجودات تا به امروز زنده نماندند، اما فرزندان زیادی را به شکل تمام موجودات زنده روی زمین از خود به جای گذاشتند.

تقریباً 3.5-4.0 میلیارد سال پیش، اولین ویروس ها از موجودات تک سلولی که در آن زمان زندگی می کردند ظهور کردند که در حال حاضر تنها نمایندگان موجودات خارج سلولی هستند.

تقسیم بندی طبقه بندی:

منابع:	1.
	2.	موجودات زنده زندگی چیست؟

تکامل موجودات سلولی

ظهور اولین موجودات سلولی: بیش از 4 میلیارد سال پیش

اولین موجودات تک سلولی ساده (پروکاریوت ها) بیش از 4 میلیارد سال پیش ظاهر شدند.اخیراً آثاری از ساختارهای سلولی پیچیده با قدمت حداقل 3.86 میلیارد سال در قدیمی‌ترین سنگ‌های رسوبی آرکئن روی زمین که در جنوب غربی گرینلند یافت شده‌اند، کشف شد.

بر اساس نظریه دیگری، هیچ جد مشترکی وجود نداشته و اولین تک یاخته ای که در آن زمان زندگی می کرده است، به کمک انتقال افقی ژن در بین خود، دائماً تکامل می یابد. فرض بر این است که در مراحل اولیه تکامل نوعی ژن مشترک "اقتصاد اشتراکی" وجود داشته است. تصویر پیوندهای تکاملی در دنیای پروکاریوت‌های اجدادی، درختی نبود، بلکه نوعی میسلیوم با شبکه‌ای درهم تنیده از انتقال‌های افقی در متنوع‌ترین و غیرمنتظره‌ترین جهات بود. با پیچیده تر شدن ارگانیسم ها و توسعه مکانیسم های تولید مثل جنسی و انزوای تولید مثل، انتقال افقی کمتر رایج شد (شکل 2). در عین حال، به لطف ویروس های باکتریوفاژ، باکتری ها نیز یک سیستم ایمنی ساده ایجاد می کنند.

در همان زمان، همزیستی رخ داد - میتوکندری ها و پلاستیدها، به شکل موجودات تک سلولی مستقل که در آن زمان وجود داشتند، بخشی از یک سلول بزرگتر شدند و تبدیل شدند. درون همزیستی ها. آنها به تدریج توانایی وجود مستقل را از دست دادند و تبدیل شدندارگانوئیدها . آر اندوسیمبیونت با توسعه با هم، به تدریج یک مهارت را تقویت کرد - سنتز ATP . اندازه سلول داخلی کاهش یافت و برخی از ژن های فرعی خود را به هسته منتقل کرد. بنابراین میتوکندری ها تنها بخشی از DNA اصلی را که برای کار به عنوان «نیروگاه زنده» به آن نیاز داشتند، حفظ کردند.

این منجر به ظهور اولین یوکاریوت‌هایی که دارای هسته بودند و اجداد جانوران، گیاهان، پروتیست‌ها و کرومیست‌های امروزی بودند، در عصر پالئوپروتروزوییک (بیش از 2 میلیارد سال پیش) شد.

برای تقریباً 1.5 میلیارد سال آینده، موجودات تک سلولی به طرز بی عیب و نقصی بر سیاره ما حکمرانی کردند، تا زمانی که اولین موجودات چند سلولی در دوره Edicarian، حدود 630 میلیون سال پیش، ظاهر شدند. در ابتدا، ساده ترین choanoflagelates، که اعتقاد بر این است که در مرز بین تک سلولی و چند سلولی قرار دارند، تنها با کمک یک لیپید باکتریایی که از باکتری های خورده شده به دست می آید، کلنی های جنینی را تشکیل دادند و در ساختارهای چند سلولی ترکیب شدند. مرحله بعدی ظهور در همان دوره اولین درشت ارگانیسم های چند سلولی واقعی بود - این موجودات بلافاصله پس از یخبندان مارینو در زمین ظاهر شدند - یکی از مراحل یخبندان جهانی، زمانی که سیاره ما برای میلیون ها سال کاملاً با یخ پوشیده شده بود. چنین اشکال غیر معمولی دیگر هرگز در طبیعت ظاهر نمی شوند. اینها عمدتاً ارگانیسم هایی با بدن نرم هستند که از فراکتال های منفرد تشکیل شده اند. اندازه بدن آنها از یک سانتی متر تا یک متر متغیر بود. آنها به قدری غیرعادی به نظر می رسیدند که برای مدت طولانی دانشمندان در مورد کدام پادشاهی - گیاهان یا حیوانات - می توان آنها را نسبت داد.

حدود 480-460 میلیون سال پیش در دوره سیلورین، اولین گیاهان در خشکی ظاهر شدند (طبق منابع دیگر، این اتفاق در کامبرین بالایی 499-488 میلیون سال پیش رخ داد)، و 50 میلیون سال بعد در دوره دونین، پس از گیاهان، اولین حیوانات (اگرچه شواهدی وجود دارد که نشان می دهد اولین حیوانات خشکی در دوره سیلورین (شکل 3) یا حتی دوره وندیان زندگی می کردند). پس از این، رشد سریع انواع موجودات زنده آغاز شد که ما از نسل آنها هستیم.

تقسیم بندی طبقه بندی:

امپراتوری: موجودات زنده

زندگی چیست؟ تعریف زندگی

پرسش‌هایی درباره منشأ حیات و الگوهای توسعه تاریخی در دوران‌های مختلف زمین‌شناسی همواره مورد توجه بشر بوده است. مفهوم حیات شامل کلیت همه موجودات زنده روی زمین و شرایط وجود آنها می شود. ماهیت زندگی این است که موجودات زنده فرزندانی از خود به جای می گذارند. اطلاعات ارثی از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود، موجودات در طی تولید مثل فرزندان خود تنظیم می شوند و بهبود می یابند. زندگی یک ماده با کیفیت بالا و بالاترین شکل خاص است که می تواند خود تولید مثل کند و فرزندانی به جا بگذارد.

مفهوم زندگی در دوره های مختلف تاریخی تعاریف مختلفی ارائه شده است. اولین تعریف صحیح علمی توسط F. Engels ارائه شد: " زندگی راهی برای وجود اجسام پروتئینی است و این شیوه وجود اساساً شامل خود تجدیدی مداوم اجزای شیمیایی این اجسام است."زمانی که فرآیند متابولیسم بین موجودات زنده و محیط متوقف می شود، پروتئین ها متلاشی می شوند و زندگی از بین می رود. بر اساس دستاوردهای مدرن علم زیست شناسی، دانشمند روسی M.V. Volkenshtein تعریف جدیدی از مفهوم زندگی ارائه کرد: " اجسام زنده موجود بر روی زمین، سیستم‌های باز، خودتنظیمی و بازتولید شونده هستند که از پلیمرهای زیستی - پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک ساخته شده‌اند.". این تعریف وجود حیات در سیارات دیگر در فضای بیرونی را انکار نمی کند. زندگی یک سیستم باز نامیده می شود، همانطور که با فرآیند مداوم مبادله مواد و انرژی با محیط نشان می دهد. بر اساس آخرین دستاوردهای علمی بیولوژیکی مدرن. علم، تعریف زیر از زندگی ارائه شده است: زندگی یک سیستم باز خودتنظیم کننده و خودبازتولید کننده از تجمعات موجودات زنده است که از پلیمرهای بیولوژیکی پیچیده - پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک ساخته شده است. اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها اساس همه موجودات زنده در نظر گرفته می شوند، زیرا آنها در سلول عمل می کنند و ترکیبات پیچیده ای را تشکیل می دهند که بخشی از ساختار همه موجودات زنده است.

موجودات زنده به دلیل ویژگی های ذاتی خود با طبیعت بی جان متفاوت هستند. ویژگی های مشخصه موجودات زنده عبارتند از: وحدت ترکیب شیمیایی، متابولیسم و ​​انرژی، شباهت سطوح سازمان. موجودات زنده همچنین با تولید مثل، وراثت، تنوع، رشد و نمو، تحریک پذیری، گسستگی، خودتنظیمی، ریتم و غیره مشخص می شوند.

ظهور موجودات زنده بر روی زمین و تکامل آنها

برنج. 1. کلونی سیانوباکتری ها در فومارول آتشفشان دزندزور. کامچاتکا (عکس)بیش از 4 میلیارد سال پیش، اولین حیات روی زمین ظاهر شد. در طول این مدت، زندگی مسیر توسعه طولانی را طی کرده است، از ساده ترین محلول های زنده مولکولی که مدت ها قبل از ساده ترین موجودات ظاهر شده اند - قطرات کائوسروات و پایان یافتن به پستانداران مدرن شروع شده است. به موازات تکامل موجودات زنده، تکامل مولکول های تشکیل دهنده آنها نیز رخ داد، بنابراین اولین پروتئین هایی که وارد موجودات زنده شدند، سرعت تاخوردگی کمتری داشتند.

اولین موجودات زنده ای که در سیاره ما ظاهر شدند نه DNA داشتند و نه حتی RNA و به شکل محلول های زنده واقع در حفره های کوچکی زندگی می کردند که اغلب در مواد معدنی یافت می شوند.نقش RNA در اولین ساکنان زنده خودتولید شونده به طور همزمان هم حامل اطلاعات ارثی و هم وسیله ای برای بازتولید بیشتر آن استتوسط یک اسید نوکلئیک پپتیدی انجام می شود، که ستون فقرات آن زنجیره ای بود که توسط مونومرهای N-(2-aminoethyl) گلیسین (AEG) تشکیل شده بود. متعاقباً پیچیده تر شد که منجر به تشکیل RNA شد. بعد از مدتی این قبل از زندگی باید پوسته های خود را به دست می آورد - از سطح پیش ارگانیسم به ارگانیسم منتقل می شد. این "محلول زنده" از کائوسروات های متشکل از لیپتیدها به عنوان پوسته استفاده می کرد.

اخیراً آثاری از ساختارهای سلولی پیچیده با قدمت حداقل 3.86 میلیارد سال در قدیمی‌ترین سنگ‌های رسوبی آرکئن روی زمین که در جنوب غربی گرینلند یافت شده‌اند، کشف شد.

بر اساس یک نظریه، حدود 4.1 - 3.6 میلیارد سال پیش در دوره ائوآرکه، از تنوع موجودات زنده تک سلولی (پروکاریوت ها) که در آن زمان وجود داشتند (شکل 1)، اولین جد مشترک ما که در آن زمان می زیست، تقسیم شد. به چندین شاخه، که متعاقباً به نوبه خود به پادشاهی های موجود (حیوانات، گیاهان، قارچ ها، پروتیست ها، کرومیست ها، باکتری ها، باستانی ها و ویروس ها) تقسیم شدند. با گذشت زمان، بقیه ساکنان آن دوره نتوانستند رقابت با آنها را تحمل کنند و از روی زمین محو شدند.

بر اساس نظریه دیگری، هیچ جد مشترکی وجود نداشته و اولین تک یاخته ای که در آن زمان زندگی می کرده است، به کمک انتقال افقی ژن در بین خود، دائماً تکامل می یابد. فرض بر این است که در مراحل اولیه تکامل نوعی ژن مشترک "اقتصاد اشتراکی" وجود داشته است. تصویر پیوندهای تکاملی در دنیای پروکاریوت‌های اجدادی، درختی نبود، بلکه نوعی میسلیوم با شبکه‌ای در هم تنیده از انتقال‌های افقی در متنوع‌ترین و غیرمنتظره‌ترین جهات بود. با پیچیده تر شدن ارگانیسم ها و توسعه مکانیسم های تولید مثل جنسی و انزوای تولید مثل، انتقال افقی کمتر رایج شد (شکل 2).

در این زمان، اولین ویروس ها ظاهر می شوند (شکل 3).

برنج. 3. باکتریوفاژهامرحله بعدی تکامل، ظهور اولین یوکاریوت‌هایی بود که دارای هسته بودند و اجداد حیوانات، گیاهان، پروتیست‌ها و کرومیست‌های امروزی بودند.

برای تقریباً 1.5 میلیارد سال آینده، موجودات تک سلولی به طرز بی عیب و نقصی بر سیاره ما حکمرانی کردند، تا زمانی که اولین موجودات چند سلولی در دوره Edicarian، حدود 630 میلیون سال پیش، ظاهر شدند. چنین اشکال غیر معمولی دیگر هرگز در طبیعت ظاهر نمی شوند. اینها عمدتاً ارگانیسم هایی با بدن نرم هستند که از فراکتال های منفرد تشکیل شده اند. اندازه بدن آنها از یک سانتی متر تا یک متر متغیر بود. آنها به قدری غیرعادی به نظر می رسیدند که برای مدت طولانی دانشمندان در مورد کدام پادشاهی - گیاهان یا حیوانات - می توان آنها را نسبت داد.

برنج. 4. آبهای کم عمق سیلورینحدود 480-460 میلیون سال پیش در دوره سیلورین، اولین گیاهان در خشکی ظاهر شدند (طبق برخی داده ها در کامبرین بالایی 499-488 میلیون سال پیش)، و 50 میلیون سال بعد در دوره دونین، پس از گیاهان، اولین حیوانات به خشکی آمدند (اگرچه شواهدی وجود دارد که نشان می دهد اولین حیوانات خشکی در دوره سیلورین (شکل 4) یا حتی دوره وندیان زندگی می کردند). پس از این، رشد سریع انواع موجودات زنده آغاز شد که ما از نسل آنها هستیم.

تنوع گونه های موجودات زنده

اکنون طبق دقیق ترین تخمین ها حدود 1.6 میلیون گونه زنده وجود دارد. از این تعداد 860000 حشره، 350000 گیاه، 8600 پرنده و تنها 3200 پستاندار هستند. بیشتر گونه های باقی مانده، حدود 300000، بی مهرگان دریایی هستند. تعداد کل - 1.5 میلیون - فقط شامل گونه هایی می شود که توضیحات آنها توسط دانشمندان منتشر شده است. اعتقاد بر این است که چندین برابر بیشتر گونه ها هنوز توصیف نشده اند. برخی از دانشمندان تخمین می زنند که در حال حاضر حدود 8.7 میلیون گونه از موجودات یوکاریوتی (به اضافه یا منهای 1.3 میلیون) وجود دارد. این تعداد شامل گونه های منقرض شده ای نمی شود که فقط از روی فسیل ها شناخته شده اند. بر اساس تعداد گونه های فسیلی که قبلاً توضیح داده شد، تعداد کل گونه های منقرض شده ای که تا کنون در طول بیش از سه میلیارد سال زندگی بر روی زمین زندگی کرده اند، بین 50 میلیون تا 4 میلیارد تخمین زده می شود.

به گفته دانشمندان، 2.2 میلیون گونه در اقیانوس ها، 6.5 میلیون گونه در زمین وجود دارد. 72٪ از گونه ها توصیف شده است، در حالی که حیوانات - 12٪، قارچ ها - تنها 7٪.

زیستگاه	زمین			اقیانوس
	فهرست شده	فرض می شود	±	فهرست شده	فرض می شود	±
یوکاریوت ها
حیوانات	953 434	7 770 000	958 000	171 082	2 150 000	145 000
قارچ	43 271	611 000	297 000	1 097	5 320	11 100
گیاهان	215 644	298 000	8 200	8 600	16 600	9 130
پروتیستا	8 118	36 400	6 690	8 118	36 400	6 960
جمع	1 233 500	8 740 000	1 300 000	193 756	2 210 000	182 000
پروکاریوت ها
باکتری ها	10 358	9 680	3 470	652	1 320	436
آرکیا	502	455	160	1	1	0
جمع	10 860	10 100	3 630	653	1 321	436
جمع	1 244 360	8 750 000	1 300 000	194 409	2 210 000	182 000

میز 1. تعداد گونه هایی که در سیاره ما زندگی می کنند