1. предмет и задачи на историчната геология



страница7/19
Дата25.07.2016
Размер1.48 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   19

10.ПРОИЗХОД НА ЖИВОТА

Най-разпространения модел за произхода на живота на Земята се състои в допускането, че в един ранен хранителен бульон, от вода с висока концентрация на органични компоненти са се извършвали свързвания и реакции, в резултат на които са се образували първите аминокиселини. Океаните на Земята са се образували още в ранните етапи на нейното развитие и са покривали почти цялата земна повърхнина с изключение на някои изолирани вулкански острови. Този факт показва, че живота се е зародил в морските басейни.



Най-добре в настоящия момент се приема моделът предложен от Джон Корлис, който се потвърждава и от геологически данни. Според него живота е възникнал в горещи гейзери и извори на морското дъно в областта на СОХ. Появата на първите сложни молекули е станало в архайските хидротермални извори, като температурите са надвишавали 200оС. В съвременните горещи океански извори се срещат газове, включващи CO2, CH4 и NH3, които са главните съставки за образуването на органични молекули. В по-малките дълбочини, където температурaтa e ниска са се образували аминокиселини, РНК и ДРНК. По стените на горещите подводни гейзери се отлагат зеолити и глини, които са отлични повърхности за реакциите, водещи до образуването на сложни органични молекули. В централните части на гейзерите най-вероятно са се появили първите примитивни хетеротрофни клетки. Разпространението и съществуването на съвременни хетеротрофни микробиологични съобщества в подморските хидротермални извори и гейзери е едно доказателство, че живота вероятно е възникнал в такава обстановка. Вулканизмът през архайската ера е бил почти повсеместно разпространен и по-интензивен от днешния, поради което и такива хидротермални обстановки са били много по-широко разпространени на дъното на океанските басейни, отколкото днес. Това също увеличава възможността за възникването на първите живи клетки. Друг проблем с възникването на живота е факта, че първите 600 млн. г. от развитието на Земята, нейната повърхнина е била интензивно бомбардирана от космически тела с различни размери. Един сблъсък на Земята с тяло по-голямо от 1000km би довело до изпарението на океанските басейни и унищожаване на благоприятните обстановки за формирането на живота. Сблъсък на тела със земната повърхнина с тела по-малки от 500km би довело до изпарението на морската вода в оптичната зона (до където достигат слънчевите лъчи). Това предполага, че живота на Земята е възникнал след 4 млрд. г. Тогава Земята не е била подложена на чести сблъсъци с космични тела.

Друго важно доказателство е, че първата фосилна циоанобактерия е намерена в скални пластове с възраст между 3,8 - 3,6 млрд. г.

В съвременния жив свят са известни два основни типа клетки – прокариоти и еукариоти:

  1. Прокариотите - най-примитивните и най-старите познати фосили са едноклетъчни прокариоти, появили се преди 3,8 млрд. г. Прокариотите нямат ядро, имат само една хромозома и един тип гени, които контролират тяхното развитие;

  2. Еукариотите изграждат почти всички живи организми. Притежават ядро, два чифта хромозоми, обградени от мембрана и съдържат много специализирани структури - органели.

Докато прокариотите могат да са както аеробни, така и анаеробни еукариотите са само аеробни. Прокариотите са само едноклетъчни, докато еукариотите включват едноклетъчни и многоклетъчни организми. Най-ранните едноклетъчни еукариоти са се появили преди 2 млрд. г. Първите многоклетъчни организми, които са оставили следи в пластовете са известни от 1 млрд. г. Типични многоклетъчни организми, близки до съвременните безгръбначни семейства са известни в геоложки разрези от преди 700млн. г. Прокариотните клетки са били единствените форми на живот цели 2 млрд. г. Сравнително богата на кислород атмосфера е нямало на Земята преди 2 млрд. г. Ранните прокариотни клетки са били изцяло анаеробни. Най-важното събитие в еволюцията на живота е фотосинтезата. Напреднала фотосинтеза, включваща използването на вода, а не сероводород е установена във фосилни строматолити, отложен от фотосинтезиращи водорасли

Увеличението на количеството на О2 в атмосферата в средния протерозой е довело до появяването на аеробни прокариотни клетки. Тази еволюция е довела до разпространението на прокариотни клетки в различни обстановки за живот.



11.ИЗВЪНЗЕМНИЯ ЖИВОТ

Този въпрос е занимавал хората много отдавна и има не само научен, но и философски смисъл. Дали човекът е сам във Вселената или има и други разумни същества. Първите по-сериозни данни за наличието на някакви човешки примитивни форми на живот в Слънчевата система идват от изследванията на метеоритите паднали на земната повърхност. Това са тела с извънземен произход и ако там има някакви следи на живот -и извън Земята може да се предполага, че има такъв.

Най-голям интерес от метеоритите предизвикват каменните метеорити и то тези от тях, при които структурата им е под формата на сферични тела, които се наричат хондрити. От хондритите най-важни са въглеродсъдържащите хондрити. Те са твърде редки. През последните 150г. са установени едва 28 метеорита от тази група. Това още повече намалява вероятността в тях да се намират биологични съставки. За много от изследваните въглеродни хондрити са съобщени данни за наличието в биологични структури, но при почти всички от тях се оказва, че тези биологични структури са в резултат от замърсяване при преминаването им в атмосферата и падането им на земната повърхнина. При изследването на два метеорита, единият паднал през 1950г. в Кентъки (САЩ), а втория – в Австралия през 1969г. са изолирани аминокиселини, а това са градивните блокове на белтъците на живите организми. В метеорита Мърчисън са били открити мастни киселини, които изграждат мастите в живите тъкани. От аминокиселините са идентифицирани глутаминова киселина, пролин, аманин, глицин; от мастните киселини са определени 17 вида. Тези резултати са изключително важни, защото се отнасят до два метеорита паднали в две противоположни посоки на света с разлика от 19 години и изследвани почти непосредствено след падането, така че възможността да са замърсени е малка.

Всички аминокиселини имат два варианта: те се означават с латинските букви L и D – огледални. Ако се осъществи лабораторен синтез на аминокиселини, при които ще се включат вещества получени от живи тъкани винаги се образуват равни количества L и D аминокиселини. Живата тъкан на земните организми води началото си вероятно от L-групата аминокиселини. Химичните реакции се осъществяват от ензими изградени само от L- аминокиселини. Това е характерно за всички земни организми от бактериите до човека. И в двата метеорита е установено почти равно количество L и D форми аминокиселини, което показва, че те имат абиогенен произход. За абиогенния произход на метеоритните органични съединения свидетелстват и газовите хроматогами на алкалиите. Аминокиселините и въглеводородните съединения на метеорита Мърчисън имат явно ендогенен произход, а не са резултат от външно замърсяване.



За това свидетелстват:

  1. Преобладаването на глицина над останалите аминокиселини;

  2. Положителни величини за един показател на изотопа на 13С и присъствието на аминокиселини, които са чужди на белтъците.

Заключение: Органичните съединения намерени досега в метеоритите с автохтонен произход са с абиогенен произход.

До неотдавна метеоритите бяха единственият материал от други космически тела. След многобройните пилотирани и непилотирани космически кораби от Луната бяха изследвани многобройни образци от лунна почва. В нея бяха установени аминокиселини като глицин, глутамин, аманин и др. Според някои автори това не са типични аминокиселини, а само предшественици на аминокиселините, защото тяхното образуване е ставало чрез хидролиза. В геоложки мащаб хидролизата е много разпространен процес, така че тези аминокиселини или техните предшественици са вероятно предшественици на живата материя. Органичното вещество в междузвездното пространство.



Особеностите на междузвездната среда започнаха да се изясняват едва в началото на XX век. Беше установено, че тя се състои предимно от Н-атоми, Не, С, N и О. Плътността на междузвездните облаци е изключително ниска. За това се предполагаше, че междузвездната среда се състои само от единични атоми. Едва през 1937г. бяха установени първите двуатомни комбинации. В последните 10-15 години в резултат на бързото развитие на радиоастрономията и астрохимията беше открито междузвездно органично вещество. Бяха съобщени наличието на Н2О, формалдехид, формалдехид и NH в отделни области на нашата галактика. Откриването на тези съединения показва, че химичната еволюция в Космоса е твърде напреднала. Очевидно е, че изходни вещества за образуването на аминокиселини, азотни бази и нуклеинови киселини е имало и има и сега в атмосферата. Хидроксилитът (ОН), формалдехидът (Н2СО) и въглеродният моноксид (СО) са най-широко разпространените молекули в междузвездната среда. Те са установени навсякъде в Галактиката, а в нея съществуват над 3000 междузвездни мъглявини, чиято обща маса е над 20 пъти по-голяма от масата на Слънцето. Плътността в тези мъглявини е голяма, поради което се образуват много често молекули. Най-вероятно атомите на въглерода играят главна роля при образуването на органичните молекули, които имат основно значение за живите организми. Вероятно това е свързано със способността или по универсален начин да образуват безкрайно количество комбинации с други атоми. При това положение възникването на живота изглежда неизбежно. В мъглявините на космическото пространство дори при образуването на звездите и планетите се формират молекули, които водят до образуването на пурини, мастни киселини, аминокиселини и други по-сложни единици на живота. Съвременните научни данни показват, че всички планети, които са достатъчно големи и студени започват образуването си със съединения, които могат да дадат начало на живот. Когато една планета е с подходяща маса тя може да задържи голямо количество и разнообразни изходни органични молекули. Химичната еволюция ще продължи своя ход от това потенциално химическо начало. То бележи първата крачка към възникване на по-сложна еволюция на материята и представлява не възникването на самия живот, а подготовката на това възникване. Именно такъв “предживот” намираме в метеоритите, който е представен от сложни органични молекули, които при по-нататъшната еволюция стават строителните блокове на живата материя. Това води до заключението, че живот може да възникне в пределите на Вселената. Той може да е бил донесен на Земята в резултат на един ранен сблъсък с голямо космическо тяло, което да е имало свойства на въглеродните хондритити. Животът също може да е бил заграбен от Земята, след като нашата Слънчева система е минала през междузвезден облак, в който живота да е съществувал вече. До мисията на космическия кораб “Викинг” се смяташе, че Марс е единствената планета от Слънчевата система, в която може да има нисши форми на живот. Резултатите от изследванията на марсианската почва показват, че органични молекули в нея отсъстват. Тези факти обаче не доказват, че в марсианското минало живот никога не е съществувал.

Наскоро преди 10-тина години откриването на клеткоподобни структури в един марсиански метеорит отново възродиха идеята за съществуването на някакви форми за живот на Марс. Това откритие не всички учени го приемат за достоверно. Ако живота съществува другаде във Вселената на колко места той е достигнал до интелигентен разум? Колко цивилизации са достигнали нивото да осъществяват комуникации една с друга? Американецът Франк Дрейс математически е формулирал този въпрос в едно уравнение:

N = ® (p) (e) (g) (i) © (l)

N – брой на напредналите цивилизации във Вселената

r – степен на формиране на звезди в Галактиката

p – брой на звезди с планети

e – приблизителен брой на планети с обстановки, благоприятни за възникване на живот

g – брой на подходящи планети, на които живот може да се развие

i – брой на планетите, в които живота е достигнал до интелигентен стадий

c – брой на планетите с интелигентни форми на живот, които могат да осъществят междузвездна комуникация

l – приблизително време на живот на тези цивилизации

За жалост малък брой от тези параметри могат да бъдат изчислени с някаква точност. Но взимайки възможно най-минималната стойност на тези параметри се стига до изчислението, че N=100100 млн.бр. в нашата Галактика.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   19


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница