Первые клетки на Земле могли иметь оболочку из глины


ИСЧЕЗНУВШИЙ МИР

Энергетические ресурсы жизни

Первые живые клетки

взрастила Земля примерно три миллиарда лет назад. Все они были анаэробные, то есть обитали в бескислородной среде. Да и в атмосфере планеты, как уже говорилось, свободного кислорода не было. Его создатели — зеленые растения.

Пока еще одноклеточные, они довольно рано принялись за дело: уже через 300 миллионов лет после того, как явились в мир первые живые клетки, многие из них приобрели хлорофилловые зерна (вначале, возможно, как симбионтов).

Это великое событие! Не только качественно иной стала атмосфера, но и вся жизнь на Земле пошла путем, который без чудодейственного хлорофилла невозможен.

Растения, счастливые обладатели хлорофилла, в буквальном смысле слова питаются солнечным светом и воздухом. Вернее, углекислым газом, извлеченным ими извоздуха. Процесс этот называется фотосинтезом

— созиданием с помощью света.

Из шести молекул углекислого газа и шести молекул воды создают растения одну молекулу глюкозы. Глюкоза соединяется с глюкозой. Шесть тысяч молекул образуют одну полимерную молекулу крахмала. Зерна крахмала, запасенные растениями в своих тканях, главным образом в клубнях и семенах, и есть необходимые для всего живого на Земле «солнечные консервы». В них в виде химических связей молекул глюкозы поймана и аккумулирована энергия Солнца.

Каждый год зеленые одеяния наших материков и водоросли рек, озер и морей улавливают и консервируют столько энергии Солнца, сколько могут дать 200 тысяч мощных электростанций, таких, как Куйбышевская ГЭС. Два квадрильона киловатт-часов!

Эта энергия питает все живые клетки, все живые организмы от вируса до человека (кроме некоторых хемотрофных бактерий, которые живут за счет химической энергии неорганических веществ). Это, если можно так сказать, валовая энергия жизни, потому что ее с избытком хватает не только для существования самих растений, но и всех животных, которые, не имея хлорофилла, вынуждены для поддержания жизни заимствовать энергетические ресурсы у растений. А те берут их у Солнца. Значит, все живые существа в конечном счете «едят» солнечный свет.

Что такое свет — первоисточник энергии, питающий жизнь?

Шутники говорят, что свет — самое темное место в физике.

Действительно, много в его природе удивительного и непонятного. Однако физики неплохо в нем разобрались. Свет, говорят они, — это поток мельчайших из микрочастиц. Фотон — имя этой частицы. Называют ее и квантом света. Частица без заряда, без массы покоя — сплошной сгусток энергии в минимальной расфасовке.

Когда свет, иначе говоря, фотоны, падает сквозь полупрозрачную кожицу листьев на хлорофилловые зерна, молекулы хлорофилла их поглощают. Электроны эти молекул получают от фотонов дополнительную порцию энергии и переходят, как говорят физики, на более высокий энергетический уровень.

Состояние это для них необычное, вернее сказать, неустойчивое, и электроны стремятся вернуться в более устойчивую энергетическую фазу, отдав кому-нибудь избыток полученной от света энергии. Поэтому выделенный из клетки хлорофилл тут же испускает фотоны обратно — светится, как светятся все фосфоресцирующий вещества, в которых химическая энергия превращается в световую. Значит, хлорофилл в пробирке не может удержать пойманную энергию света. Она здесь быстро рассеивается, как в батарейке, если замкнуть накоротко ее электроды.

Иное дело в клетке — там в энергосистему хлорофилла включается длинная серия особых веществ, которые по замкнутой цепи реакций передают друг другу «горячие», то есть возбужденные, богатые энергией электроны. Проделав этот путь, электроны постепенно «остывают», избавляются от избытка энергии, полученной от фотонов, и возвращаются опять на старт — на свои места в молекуле хлорофилла. И она с этого момента снова способна поглощать фотоны.

А избыточная энергия, потерянная ими и аккумулированная в молекулах глюкозы, и есть та таинственная «жизненная сила», о которой много спорили натурфилософы прошлых веков. Питаясь ею, жизнь существует.

Клетка — элементарная единица живого

Клетка считается элементарной структурной, функциональной и информационной (генетической) единицей живого на Земле. Это значит, что основные свойства живой материи (такие как обмен веществ и превращение энергии, размножение, раздражимость, гомеостаз и др.) могут проявляться только на клеточном и более высоких уровнях организации.

Вирусы нередко называют неклеточной формой жизни. Однако размножение вирусов, синтез составляющих их белков и нуклеиновых кислот возможен лишь в клетке, которую они заражают. Вне клетки-хозяина вирусы не способны проявлять свойства живого.

Первые клетки на Земле появились около 3,5 млрд лет назад в ходе химической, а затем предбиологической эволюции. Биогенез — не единственная гипотеза происхождения жизни, однако лишь она хотя бы частично подтверждена лабораторными опытами и имеет научное обоснование.

Первыми появились клетки прокариотического типа. На сегодняшний день они представлены бактериями и археями. Прокариоты устроены проще (у них нет клеточного ядра и других мембранных органелл, существенно меньше генетического материала), в процессе своей эволюции они так и не образовали многоклеточных форм жизни. Однако у прокариот наблюдается более разнообразные варианты обмена веществ.

От прокариотических клеток, предположительно путем симбиогенеза, произошли клетки эукариот. Они имеют более сложное строение и большой геном. Их расцвет начался только около 1 млрд лет назад, и за это время в процессе своей эволюции они образовали почти все разнообразие жизни на Земле.

К эукариотам относятся простейшие (одноклеточные эукариоты), растения, животные и грибы. Сохраняя общий план строения и функциональности, клетки разных групп имеют некоторые отличия между собой. Так у клеток животных отсутствует клеточная стенка и хлоропласты (последних нет и у грибов).

Изучением строения клеток занимается наука цитология. В современной биологии термин «цитология» часто заменяют на «клеточная биология».

Появившись на Земле, клетка стала основой строения, жизнедеятельности и развития всех живых организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных. Клетка является наименьшей по размерам обособленной живой структурой, при этом отличается сложным строением. В ней заложены механизмы обмена веществ, хранения и использования биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости.

Понимание наукой фундаментальной роли клетки в организации живой материи нашло свое отражение в клеточной теории, разработанной в 30-50-х годах XIX века.
Клетки крови

Клетка — основа жизни

Что такое клетка?

Почти все живые существа состоят из очень маленьких «кирпичиков», которые назы­ваются клетками. Большинство клеток настолько малы, что увидеть их можно лишь под мощным микроскопом. При этом каждая клетка может жить сама по себе, создавать по­хожие на себя клетки и развиваться.
Некоторые из живых существ имеют только одну клетку. Это бактерии, одноклеточные жи­вотные и одноклеточные растения. Но большин­ство животных, растений и грибов — многокле­точные. Многоклеточные организмы сложены из множества групп различных клеток, которые имеют свою специализацию и образуют различ­ные органы. Например, в человеческом организ­ме более 220 видов клеток.

Поразительно, но миллиарды самых раз­ных клеток организма (человека или животно­го) происходят всего-навсего из одной оплодо­творенной клетки (зиготы). В этой мельчайшей частичке живого вещества уже содержатся все сведения о том, какой организм ей следует по­строить, и даже последовательность этого стро­ительства.

Сначала оплодотворенная яйцеклетка де­лится и создает свои точные копии. Дочерние клетки также начинают делиться. Так создаются эмбриональные стволовые клетки, из которых затем развиваются различные клетки костной, жировой, мышечной, нервной тканей.

Стволовые клетки существуют и в некото­рых тканях взрослых организмов. Больше всего их находится в костном мозге. Такие стволовые клетки могут оставаться в состоянии покоя до тех пор, пока не возникнет необходимость в но­вых клетках для поддержания целостности тка­ней и органов в результате старения, болезни или травмы.

Живая клетка — это не видимая простым глазом уникальная «лаборатория», которая живет особой жизнью. Ее различные орга­ны выполняют самую разнообразную работу. Одни из них занимаются изготовлением бел­ков, другие обеспечивают транспортировку ве­ществ, третьи поставляют клетке необходимую энергию, четвертые хранят наследственную информацию.

Клетка постоянно обменивается вещества­ми с внешней средой и другими клетками ор­ганизма. Снаружи она получает энергию, воду, кислород и другие нужные вещества. В окружа­ющую среду она отдает вредные продукты жиз­недеятельности (углекислый газ, аммиак и др.). При этом состав клеток в течение всей жизни организма постоянно обновляется. Часть их ве­ществ распадается, а часть создается заново. При распаде белков, жиров и углеводов освобожда­ется энергия, необходимая для жизнедеятель­ности организма, а при создании новых веществ энергия поглощается. Эти два прямо противо­положных процесса в клетках совершаются од­новременно.

Клетки способны реагировать на действие определенных раздражителей. Так, клетки сетчатки глаза чувствительны к свету. Клетки кожи воспринимают температуру и механи­ческие воздействия. Мышечные клетки спо­собны к сокращению под влиянием нервных импульсов. Нервные клетки могут проводить биоэлектрические импульсы наподобие про­водов.

Как делятся клетки?

Как устроены клетки?

Формы клеток необы­чайно разнообразны — от простейшей шаро­видной у одноклеточных до са­мых причудливых. И размеры клеток тоже различные: одно­клеточные бактерии микро­кокки имеют диаметр 0,2 мкм, нервные клетки достигают в длину 1 м, а млечные сосуды растений — нескольких метров.

Заглянуть внутрь клетки и понять ее устройство человек смог лишь благодаря изобрете­нию электронного микроскопа. Этот сложнейший прибор позволил добиться увеличения в миллионы раз. При таком увеличении обычный апельсин будет выглядеть больше земно­го шара.

С помощью электронного микроскопа ученые обнару­жили в клетке множество раз­личных маленьких органов, ко­торые назвали органоидами или органеллами. Сумели ис­следователи заглянуть и в хра­нилище наследственной ин­формации — ядро клетки.

Строение растительной клетки

Основными компонентами, из которых состоят растительные клетки, являются ядро, ци­топлазма с многочисленными органоидами различного строения и функций, оболочка и вакуоль. Оболочка покрывает клетку снаружи, под ней находится цитоплазма, в ней — ядро и одна или несколько вакуолей.

Строение животной клетки

Все части организма животного — от костей до крови — состоят из клеток. Клетка окружена мембраной, которая пропускает одни вещества и задерживает другие. Внутри нее находит­ся вязкая жидкость — цитоплазма — и защищенное мембраной ядро, содержащее наслед­ственный материал. В цитоплазме есть маленькие структуры — органоиды, отвечающие за жизнедеятельность клетки.

Можно ли потрогать клетку?

Некоторые клетки можно не только увидеть, но и по­трогать руками. Например, желток куриного яйца — это одна большая оплодотворенная яйцеклетка. Яйцо стра­уса — тоже клетка, которая может весить более кило­грамма.

Яйцо страуса

Вопросы для самопроверки
  1. Какие клетки производят остальные клет­ки организма и где они находятся у взрослых?
  2. Чем отличаются друг от друга митоз и мейоз?
  3. Какой длины бывают нерв­ные клетки?
  4. У каких клеток есть хлоропласты и клеточная стенка?
  5. Почему митохондрию на­зывают маленькой энерге­тической станцией клетки?
  6. Что в клетке отвечает за сохранение и передачу наследственной инфор­мации?
Ответы
  1. Начало остальным клет­кам организма дают стволо­вые клетки. У взрослых они находятся в костном мозге.
  2. При митозе количество хромосом удваивается и рас­пределяется по двум клет­кам. При мейозе то же коли­чество хромосом распреде­ляется по четырем клеткам, и в каждой из них оказыва­ется в два раза меньше хро­мосом, чем в материнской.
  3. Нервные клетки, точнее их отростки, достигают в длину 1 м.
  4. Хлоропласты и клеточная стенка есть у растительных клеток.
  5. Митохондрия отвечает за производство энергии.
  6. За сохранение и передачу наследственной информа­ции в клетке отвечает ядро.

Образование клетки – качественный этап эволюции

Замечание 1
Прокариотические клетки появились на Земле приблизительно 3,5 млрд. лет назад в результате спонтанного образования органических молекул и продолжительной эволюции (гипотеза А.И. Опарина).

Появление ферментативных (каталитических) молекулярных механизмов стало решающим этапом в этом процессе.

В первых клетках использовались каталитические свойства белков и РНК, а в качестве вещества наследственности в них содержалась только РНК. Структура и функции клеток усложнялись, накоплялись дополнительные каталитические белки и в результате молекулу РНК заменила двухцепочная ДНК, которая сохраняла генетическую информацию.

Происхождение эукариотических клеток объясняют симбиотической гипотезой, согласно которой клеткой-хозяином был анаэроб. Переход к аэробному дыханию связан с проникновением аэробных бактерий в клетку – хозяина и сосуществование с ней в виде митохондрий.

Зелёные растения благодаря наличию в них хлоропластов способны к фотосинтезу. Считают, хлоропластам дали начало прокариотические синезелёные водоросли, которые являлись симбионтами клетки-хозяина. Основным аргументом в пользу симбиотической гипотезы является наличие в митохондриях и хлоропластах собственной ДНК.

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Клеточная эволюция 410 руб.
  • Реферат Клеточная эволюция 280 руб.
  • Контрольная работа Клеточная эволюция 200 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Производными внешней мембраны клетки, способной ветвиться, является система внутриклеточных мембран, образующих гладкую и зернистую эндоплазматические сети, комплекс Гольджи, ядерную оболочку.

Достаточно сложным является вопрос о происхождении генетического материала ядра. Предполагают, что оно так же образовалось из симбиотических прокариот. Наверное, количество ядерной ДНК увеличивалось постепенно – генетический материал перемещался из геномов симбионтов в ограниченный мембраной участок клетки.

Очень важно и возникновение митоза как механизма равномерного распределения генетического материала и воспроизведения клеток. В ходе дальнейшей эволюции появился ещё один механизм деления клеток – мейоз, благодаря чему решилась проблема размножения многоклеточных организмов. Переход к половому размножению содействовал появлению комбинативной изменчивости, а при этом существенно увеличилась скорость эволюции.

Замечание 2

Благодаря этим процессам за 1 млрд. лет эволюции эукариотический тип клеточной организации обусловил разнообразие живых организмов от простейших к человеку.

Лень читать?

Задай вопрос специалистам и получи ответ уже через 15 минут!

Задать вопрос

Исследования ДНК, РНК и белков примирили эпигенез с преформизмом. Оказалось, что большинство химических реакций в клетке осуществляется при участии белков. В одних случаях их молекулы преобразуются и их изменённые формы выполняют роль продуктов реакции. В других — белки ускоряют химические превращения других веществ, в том числе ДНК, а сами после реакции остаются такими же, как прежде. Все белки кодируются генами — участками ДНК, а РНК позволяет считывать с генов информацию и переводит её на язык, понятный клеточным машинам по производству белков — рибосомам. Таким образом, передающаяся по наследству ДНК несёт информацию о том, какие белки могут образоваться в данном организме (и это проявление преформизма), а эти белки уже воздействуют друг на друга и другие классы соединений, определяя, какие реакции и с какой интенсивностью будут идти в клетке.

Так выглядит современная концепция. Но до 1950‑х годов, пока не выяснили окончательно, какой класс молекул несёт наследственную информацию — ДНК или белки,— учёные исследовали влияние одних фрагментов зародышей на другие. Одним из важнейших экспериментов в этой области стала серия опытов Ганса Шпемана и его ученицы Хильды Мангольд, проведённая в начале 1920‑х годов. Немецкие эмбриологи тоже экспериментировали с земноводными: их икра крупная и прозрачная, поэтому за происходящим в ней сравнительно легко наблюдать.

Шпеман и Мангольд позволили эмбрионам тритонов развиться до состояния гаструлы — двуслойного зародыша с углублением посередине. Это углубление носит название первичного рта, или бластопора. Бластопор окружают губы — дорсальная (верхняя) и вентральная (нижняя). Из дорсальной губы бластопора образуются структуры, которые окажутся на спине зародыша, из вентральной, соответственно,— на животе. Учёные отрезали кусочек верхней губы бластопора от тёмноокрашенного эмбриона тритона и подсадили его светлоокрашенному практически на противоположную сторону.

Зародыш при этом не погиб, а продолжил расти и развиваться. Только вот спины у него получилось две: одна светлая и побольше, другая тёмная и поменьше. Были у него также две нервные системы и две головы. То есть фрагмент дорсальной губы бластопора, попав в другой эмбрион, «уговорил» соседние клетки, которые должны были стать час­тью живота тритона, образовать спинные структуры. Шпеман и Мангольд назвали этот пересаженный участок организатором (за его открывшиеся в ходе опыта способности), а вещества, им выделяемые, — морфогенами, дословно «формообразователями».

Чем дальше, тем больше молекул морфогенов открывали биологи. Чаще всего ими оказывались белки. В какой-то момент стало понятно, что различные их концентрации неодинаково влияют на окружение. Логично, что высокий уровень отдельно взятого морфогена сильнее меняет работу и судьбу клеток, имеющих рецепторы к нему. Поэтому говорят о градиенте морфогенов — плавном изменении их концентрации по мере перемещения от одной части зародыша к другой.

Пожалуй, главные белки-морфогены кодирует большая группа генов, называемых гомеозисными. В хромосомах они часто идут один за другим. Одни гомеозисные гены более активны в передней части эмбриона, другие — в задней. Это значит, что в зародыше имеется несколько градиентов белков, кодируемых этими генами. При этом «головные» белки подавляют активность «хвостовых» гомеозисных генов и, соответственно, производство кодируемых ими белков. Таким образом, сопоставляя концентрации продуктов различных гомеозисных генов, клетки в разных частях зародыша «понимают», в передней или в задней части находятся.

Гомеозисные гены весьма похожи даже у таких далёких организмов, как человек и плодовая мушка дрозофила (но называются у позвоночных и беспозвоночных они по-разному). А всё потому, что у большинства животных набор частей тела приблизительно одинаковый и почти всегда включает голову, туловище, конечности и хвост. В каждом из сегментов тела, хорошо различимых у эмбрионов, но редко заметных у взрослых особей, зачастую главенствует какой-то один гомеозисный ген — и, конечно, кодируемый им белок.

Влияние гомеозисных генов на развитие изучают, «выключая» их в организме в целом или «включая» в тех сегментах, где они обычно неактивны. Обоих эффектов можно достичь, прицельно управляя строением соответствующих участков ДНК методами генной инженерии либо размножая мутантов, полученных случайно.

Мутации в гомеозисных генах могут приводить к развитию новых конечностей. Впрочем, не так, как на этой иллюстрации.

Множество мутаций в гомеозисных генах известно у дрозофил. По названиям этих генов можно примерно понять, к чему приводят их «поломки». Например, при мутации в гене antennapedia (pedis — нога) на голове мухи вместо антенн вырастает дополнительная пара конечностей. А неправильное строение гена ultrabithorax (thorax — грудь) «дарит» мухе вторую пару полноценных крыльев вместо их остатков — жужжалец. Ultrabithorax отвечает за формирование сегмента груди, несущего крылья, а из-за мутации становится избыточно активным и образует лишний сегмент.

Нормальная муха (слева) и насекомое с мутацией в гене ultrabithorax (справа). Видно, что муха-мутант имеет не одну, а две пары крыльев.

Ответ на вопрос, как определяется судьба клеток развивающегося организма, предстоит уточнять и дополнять. Но основные принципы формирования тканей и органов эмбрионов известны. Есть в них немного и от преформизма, и от эпигенеза. Зигота несёт всю информацию, нужную для развития зародыша, в ДНК. По мере её дробления клетки, посылая друг другу сигналы в виде химических веществ и некоторых физических воздействий, начинают приобретать отличия в наборе активных генов. Из-за этого появляется разница и в составе клеток, и в их размере, и в функциях.

Многоклеточные организмы создал… голод

Автор Антон Евсеев

17.03.2011 11:00

Непознанное » Прошлое

Американские ученые открыли молекулярный механизм, который, возможно, когда-то давным-давно (около двух миллиардов лет назад) помог одноклеточным животным стать многоклеточными. Были также выяснены причины, побудившие их совершить столь сложное превращение. Согласно проведенным исследованиям, одноклеточных заставила собраться вместе угроза голода.

2 поделились

Фото: AP

До сих пор проблема возникновения многоклеточных организмов из их одноклеточных предшественников является одной из самых интригующих загадок ранней истории жизни на нашей планете. Как мы помним, первые одноклеточные живые организмы известны из отложений, возраст которых 3,9 миллиарда лет (в Гренландии). После чего они спокойно существуют на Земле около двух миллиардов лет, не делая никаких попыток к объединению в многоклеточное существо, и лишь 2,1-1,8 миллиарда лет назад таковые все-таки появляются. Что же заставило наших одноклеточных предков изменить своим привычкам и создать принципиально другой тип организма?

Собственно говоря, древние экосистемы Земли не нуждались в многоклеточных существах. Одноклеточные вполне эффективно поддерживали стабильность круговоротов всех жизненно необходимых веществ, вроде азота, углерода и фосфора. А, как мы помним, именно стабильность этих круговоротов и обеспечивает устойчивость экосистем. Если же экосистемы устойчивы, то и никакая эволюция составляющим ее организмам в принципе не нужна — зачем изобретать что-то новое, когда и так хорошо живется?

Однако на самом деле все, видимо, было не столь безоблачно. Малоразмерные одноклеточные организмы сталкиваются с одной проблемой (на которую впервые обратил внимание отечественный гидробиолог Б. В. Виленкин) — снабжение их биогенными веществами и пищей происходит исключительно за счет диффузии сквозь клеточную оболочку. Это, казалось бы, должно благоприятствовать миниатюризации клеток для того, чтобы максимально увеличить отношение ее поверхности к объему, а не укрупнению организма. Но…

Как показали эксперименты и наблюдения, очень мелкий организм, пассивно паря в толще воды, быстро создает вокруг себя «пустыню» — выедает из непосредственно окружающего его водного слоя все необходимые ему вещества. Кроме того, он еще ударно загрязняет эту «пустыню» своими отходами. На их разложение расходуется весь находящийся рядом кислород, и в итоге данный организм сам себя душит. А далеко уплыть от созданной им самим же «пустыни» он не в состоянии: у него просто не хватает энергии на такое путешествие (он ведь маленький — следовательно, много запасов пищи в него просто не влезет).

Как зародилась жизнь на Земле?

Наша планета Земля появилась примерно 4.6 млрд лет назад. Полагают, что первые одноклеточные появились около 4 млрд лет назад. Как ученым найти их следы? В более поздние эпохи от наших древнейших предков, трилобитов, или динозавров оставались или окаменевшие кости, или хотя бы отпечатки в камне. А какие отпечатки могут остаться в древнейших камнях от бактерий?

Согласно принятым в наше время научным теориям, возникновение жизни началось с синтеза аминокислот. В 1952 году американский ученый Стэнли Миллер попробовал воссоздать в специально созданной установке условия Земли эпохи до возникновения жизни, предполагая, что тогда в атмосфере должны были присутствовать аммиак, водород, углеводороды.

Для имитации древнего океана в одной из емкостей емкости было немного воды. Для имитации гроз, распространенных в те времена, там бушевали электрические разряды. Установка была запущена и некоторое время работала. Довольно долго, но уже никак не сотни миллионов лет, как на древнейшей Земле.

Эксперимент Миллера-Юри Фото: ru.wikipedia.org

После выключения установки Стэн обнаружил, что вода стала желтой. Анализ показал, что в ней полно аминокислот, кирпичиков для создания рибонуклеиновых кислот (РНК), сложных молекул, являющихся основой земной жизни.

Процесс создания РНК из аминокислот очень сложен, но ведь и времени до возникновения первых простейших от момента возникновения Земли прошло очень много — 600 миллионов лет. Очень длительный и сложный процесс привел к появлению первой РНК.

В древнем океане, кроме аминокислот, были еще и жирные кислоты, которые в воде образуют сферические полости. В одну из таких полостей попала РНК. Она начала размножаться, используя для дублирования самой себя имевшиеся в воде аминокислоты. В конце концов, РНК в той полости стало две, они отталкивались друг от друга и, разорвав оболочку, поделили между собой ранее общую полость из жирных кислот. В океане оказалось две «пра-клетки».

Процесс деления клетки повторялся снова и снова. Клетки начали распространяться по всему океану, потребляя аминокислоты из воды. Потом научились производить необходимую энергию, используя доступные им в воде химические соединения.

Эпоха простейших в истории планеты продлилась более двух миллиардов лет. Затем простейшие научились жить вместе, образовав первые содружества клеток. Такие содружества существуют и сегодня.

Геологи давно начали идентифицировать в осадочных породах некие структуры, которые они назвали строматолитами («каменной подстилкой», или «прослойкой»). В разных местах земного шара в древнейших слоях отложений геологи находили похожие структуры. Их считали особенностью древних отложений.

А потом на западе Австралии, в заливе Шарк-бей, в очень солёной мелководной бухте Хамелин-Пул были найдены полные аналоги тех самых геологических структур, причем — живые. Обнаруженные строматолиты являлись результатами жизнедеятельности гигантских колоний бактерий, некоего «бактериального сообщества», жившего миллиарды лет назад и живущего и в наше время. Воистину, самый древний живой организм, возраст которого составляет 2.7 миллиарда лет.

Современные строматолиты в заливе Шарк-Бэй в Западной Австралии Фото: Paul Harrison, ru.wikipedia.org

Выглядят современные строматолиты как булыжники, покрытые слизью. Слизь эта — содружество цианобактерий, которые назвали «бактериальным матом». Те бактерии, что находятся в нижних слоях, вымирают и минерализуются, образуя все новые каменные слои строматолита.

По строматолитам архея ученые смогли понять, из чего состояла атмосфера в то время: из CO2, CO, CH4, NH3, H2S и инертных газов. Так было многие сотни миллионов лет.

Примерно 1.7 млрд лет назад бактерии освоили фотосинтез. Потом, около 1.2 млрд лет назад, и одноклеточные освоили фотосинтез — появились первые одноклеточные водоросли. Состав атмосферы Земли начал меняться, в ней появился свободный кислород. Жизнь начала развиваться и множиться.

От появления строматолитов до образования многоклеточных организмов было еще полмиллиарда лет, но процесс уже пошел. Одноклеточные простейшие в ходе эволюции стали учиться жить большими колониями.

Теги: возникновение жизни, планета Земля, история планеты, эволюция

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: