Когда появились первые клеточные организмы на земле?

4 ответов на вопрос “Когда появились первые клеточные организмы на земле?”

  1. OTYZYZ Ответить

    Эволюция клеточных организмов

    Появление первых клеточных организмов: более 4 млрд лет назад

    Первые простейшие одноклеточные организмы (прокариоты) появились более 4 млрд лет назад. Недавно в самых древних на Земле осадочных породах времен архея, найденных в юго-западной части Гренландии, были обнаружены следы сложных клеточных структур, возраст которых составляет по крайней мере 3,86 млрд лет.
    Рис. 1. Колония цианобактерий в фумароле вулкана Дзендзур. Камчатка. (Фото Антоненко А.С., Мир дикой природы)По одной из теорий около 4,1 – 3,6 млрд лет назад во времена эоархейского периода из существовавшего в то время разнообразия одноклеточных живых существ (прокариот) (рис. 1) проживавший тогда первый наш общий предок разделился на несколько ветвей, которые в последствии в свою очередь разделились на ныне существующие царства (животных, растений, грибов, протистов, хромистов, бактерий, архей и вирусов). Со временем остальные жители того периода не выдержали с ними конкуренции и исчезли с лица Земли.
    По другой теории – как такового общего предка не существовало, а первые обитавшие в то времы простейшие с помощью горизонтального переноса генов между собой, постояно эволюционировали. Предполагается, что на самых ранних этапах эволюции существовало некое общее генное “коммунальное хозяйство”. Картина эволюционных связей в мире предковых прокариот представляла собой не столько дерево, сколько своего рода мицелий с переплетенной сетью горизонтальных переносов в самых разнообразных и неожиданных направлениях. По мере усложнения организмов и развития механизмов полового размножения и репродуктивной изоляции горизонтальный перенос становился более редким явлением (рис. 2). В это же время благодаря вирусам-бактериофагам у бактерий появляется и простейшая имуная система [1].
    В это же время произошёл симбиогенез – митохондрии и пластиды в виде существовавших в те времена самостоятельных одноклеточных организмов вошли в состав более крупной клетки став эндосимбионтами. Постепенно они утратили способность к самостоятельному существованию и превратились в органоиды. Развиваясь совместно, эндосимбионт постепенно оттачивал одно умение — синтез АТФ. Внутренняя клетка уменьшалась в размерах и передавала часть своих второстепенных генов в ядро. Так митохондрии оставили у себя лишь ту часть исходной ДНК, что была им необходима для работы в качестве “живой электростанции” [2].
    Рис. 2. Эволюционное дерево отображающее горизонтальный перенос генов
    Это привело к появлению в палеопротерозойской эре (более 2 млрд. лет назад) первых эукариотов обладающих ядром и явившихся предками современных животных, растений, протистов и хромистов.
    Последующие почти 1,5 млрд лет на нашей планете безукоризненно царствовали одноклеточные организмы, пока в эдикарском периоде около 630 млн. лет назад не появились первые многоклеточные существа. Первоначально в многоклеточные структуры объединялись простейшие хоанофлагеллаты, которые, как полагают, стоят на грани между одноклеточностью и многоклеточностью, образуют зародышеобразные колонии только с помощью бактериального липида, который получают из съеденных бактерий [3]. Следующим щагом было появление в этом же периоде первых настоящих многоклеточных макроогранизмов – эти организмы появились на Земле сразу после Мариноанского оледенения – одной из стадий глобального оледенения, когда нашу планету в течение многих миллионов лет сплошь покрывали льды. Таких необычных форм в природе не появится уже никогда. В основном это мягкотелые организмы, состоящие из отдельных фракталов. Размеры их тела варьировались от одного сантиметра до одного метра. Выглядели они настолько необычно, что долгое время ученые спорили, к какому царству – растений или животных их можно отнести.
    Рис. 3. Силурийское мелководьеОколо 480-460 млн лет назад в силурийском периоде на суше появились первые растения (по другим данным это произошло в верхнем кембрии 499-488 млн. лет назад), а еще спустя 50 млн лет в девонском периоде вслед за растениями на сушу вышли и первые животные (хотя существуют некоторые данные, показывающие, что первые сухопутные животные жили в силурийском (рис. 3) или даже вендском периодах). После этого начало бурное развитие всевозможных живых существ потомками, которых являемся и мы [4].

    Разделение классификации:

    Империя:

    Живых организмов

    Подимперии:

    Клеточные организмы

    Надцарство:

    Эукариоты

    Прокариоты

    Источники:
    1.
    Микробиологи вычислили историю иммунитета
    2.
    Бактерии, возможно, вскормили первых многоклеточных
    3.
    Энергетика клетки объяснила тайну появления сложных форм жизни
    4.
    Живые организмы. Что такое Жизнь?

  2. Добротова Ответить

    Первый ароморфоз, следы которого доступны для наблюдения, — возникновение клеточной мембраны, отделившей «вну­т­рен­но­сти» организма от окружающей среды. С момента возникновения химических различий между внутренней и внешней средой можно определенно употреблять сам термин «ор­га­низм».
    Древнейшие достоверные окаменелости имеют возраст около 3,5 миллиарда лет. Они представляют собой остатки микроорганизмов с клеточной оболочкой. Известны и осадочные породы возрастом более 3 миллиардов лет, которые явно представляют собой продукт жизнедеятельности. Таким образом, уже через один миллиард лет после формирования планеты Земля на ней существовали первые клеточные организмы. Проследить историю предшествовавших событий очень трудно, поскольку само формирование сплошной твердой земной коры к этому времени едва успело завершиться, и более древние следы были переплавлены в недрах молодой планеты.
    Уже самые первые организмы — одноклеточные сине-зеленые водоросли и бактерии — не представляют собой однородной группы. До сих пор точно не установлено, независимо ли они возникли или бактерии произошли от сине-зеленых. Обе группы дожили до наших дней и играют большую роль в современной биосфере.
    Бактерии научились использовать энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединений в бескислородных условиях, характерных для молодой Земли. Другими словами, первые обитатели Земли не ели и не дышали. Азот, составляющий 78% современной атмосферы, залежи самородной серы, курские и криворожские железорудные месторождения — всё это результаты жизнедеятельности бактерий. Однако более эффективной и перспективной оказалась другая биоэнергетика, основанная на использовании свободного кислорода.

  3. Bazius Ответить

    Углекислый газ (CO2) может включать в себя как атом 12C, так и атом 13C. Но вот фермент, связывающий углекислый газ для фотосинтеза, гораздо охотнее захватывает молекулы CO2 с углеродом 12C — просто потому, что они более легкие. Так происходит разделение изотопов. Соответственно, живые организмы, прямо или опосредованно питающиеся продуктами фотосинтеза — то есть почти все живые организмы на Земле — имеют смещенное по сравнению с атмосферным CO2 соотношение изотопов углерода: «легкого» углерода в них намного больше, чем «тяжелого». А это означает, что, найдя чистый углерод, можно по соотношению 12C/13C определить, является ли этот углерод биогенным, то есть входил он когда-нибудь в состав живых организмов.

    Но что, если при переплавлении горных пород включился какой-нибудь другой, чисто физический механизм разделения изотопов углерода? Это возможно, и некоторые ученые считают, что с породами Исуа так и было (Fedo, Whitehouse, 2002). Тогда «следы самой древней жизни» исчезают. Нельзя сказать, что эта тема закрыта, но статус пород Исуа сейчас определенно под сомнением. Печальнее всего, что биология тут и сделать ничего не может — решающее слово принадлежит геологии и изотопной химии. Биогенное происхождение углерода из Исуа не исключено, оно просто спорно.
    С другой стороны, зеленокаменная формация Исуа — не предел. Недавно вышла статья, в которой предполагается биогенное происхождение углерода возрастом 4,1 миллиард лет (Bell et al., 2015). Это совершенно поразительно, потому что для настолько древних времен неизвестны никакие полноценные горные породы — только зерна минерала циркона, захороненные в более поздних отложениях. Вот в составе этих цирконовых зерен геологи и нашли углерод со смещенным изотопным соотношением, типичным для живых систем. По оценке авторов, другие пути разделения изотопов в данном случае маловероятны, так что это могут быть следы жизни — невообразимо древней жизни! Форма этой жизни в любом случае остается загадкой, ведь в изученных образцах налицо только химический сигнал.
    Между тем первые живые организмы могли сильно отличаться от современных — причем под современностью в данном случае понимаются примерно последние три с лишним миллиарда лет. Например, молекулярные данные свидетельствуют, что у общего предка всех клеточных организмов системы транскрипции и трансляции были намного более простыми, чем у современных клеток, а системы репликации ДНК не было совсем (Woese, 2002). ДНК-полимеразы бактерий не имеют почти ничего общего с ДНК-полимеразами архей и эукариот; скорее всего это означает, что весь механизм репликации ДНК возник минимум дважды — в ветви бактерий и в ветви архей, от которых произошли эукариоты. Получается, что у их общего предка геном был РНКовым.

    Кроме того, этот общий предок вполне мог еще не достичь дарвиновского порога — момента, когда интенсивность привычной нам вертикальной передачи генов (от предков к потомкам) начала существенно превышать интенсивность горизонтального переноса генов (между соседними генетическими системами независимо от родства). Понятие «дарвиновский порог» ввел Карл Вёзе (Carl Richard Woese), тот самый великий биолог, который открыл архей и разделил клеточные организмы на три домена. Нам сейчас трудно представить, как выглядела жизнь по ту сторону дарвиновского порога, но ясно, что организмы были предельно изменчивы — никаких устойчивых видов в тех условиях существовать не могло.
    Самые древние более-менее достоверно определимые остатки живых клеток имеют возраст 3,4 миллиарда лет (Wacey, 2011). Это уже типичные прокариоты, скорее всего входящие в дожившую до современности группу сульфатредуцирующих бактерий. На этой отметке заканчивается туманная повесть о происхождении жизни и начинается ее собственная история.
    Источник: http://caenogenesis.livejournal.com/106540.html

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *