Возникновение и развитие жизни на земле (лекци 2)

Определение срока существования планеты и солнечной системы.

Ч. Лайелль 1830 году
принцип актуализма:

Геохронологическая шкала

два фундаментальных принципа.
принцип Стено, или закон напластования: если

Концепции абиогенеза

самостоятельного синтеза органики из неорганических и низкомолекулярных органических
в-в

Задача:

как синтезировать сложные органические макромолекулы (прежде всего - белки и нуклеиновые

Подтверждение абиогенеза

А.И. Опарин и Дж. Холдейн -экспериментально - в растворах высокомолекулярных органических соединений

Коацерватные капли

Подтверждение абиогенеза

С. Миллер воспроизвел газовый состав первичной атмосферы Земли - электрические разряды

Проблемы теории абиогенеза

Наличие оптических изомеров – в эксперименте в равных количествах,

 альтернатива абиогенезу - концепция панспермии

биогенез

С. Аррениус, В.И. Вернадский

жизнь вечна и повсеместна, как материя, и зародыши ее

Проблемы

 в составе метеоритного вещества клетки не обнаружены
Органика метеоритов не обладает хиральной

теория самоорганизующихся систем

Самоорганизующейся называют такую систему, которая обладает способностью корректировать

Теория гиперциклов М. Эйгена 

Естественный отбор универсален
Единицей отбора первоначально был гиперцикл
Гиперцикл –

Возникновение жизни

древнейшие из известных минералов -возраст 4,2 млрд. лет
(возраста Земли

Эволюция метаболизма

1. гетеротрофы – хемоавтотрофы – фотоавтотрофы ?????
2. авто- и гетеротрофность

Эволюция фотоавтотрофов

древнейшие организмы из формации Исуа- фотосинтез
3,1 млрд лет -

Эволюция фотоавтотрофов

первичная атмосфера Земли была восстановительной - графит (С), лазурит (Na2S)
появление

Ранние периоды развития жизни

протерозойская и архейская эры, объединяемые в криптозой, или

Строматолиты

Для докембрийских осадочных пород характерны строматолиты (по-гречески - "каменный ковер") -

Современные строматолиты (Австралия)

Колониальная (хроококковая) форма из позднего Протерозоя Австралии (850 млн. лет назад)

Нитевидная форма Palaeolyngbya 

Структура мата

Фотическая зона мата - Верхний слой - поверхность роста (1-1,5

Рост мата

частички осадка (обычно - кристаллы карбоната кальция), - затемнение фотической

Мат - высокоинтегрированное сообщество

с сложной трофической структурой:
два верхних слоя составлены

донные сообщества. Дело в том, что, помимо уже известных нам строматолитов,

Появление кислородной атмосферы

как продукта обмена цианобактерий
вместо кислородных «оазисов» - анаэробные зоны

Точка Пастера

возможно кислородное дыхание
возникает озоновый слой – сниж. УФ
К середине протерозоя

Эукариоты

Акритархи- первые эукариоты.
Заключение об их эукариотности первоначально основывалось на размере

Акритархи

Эукариоты-аэробы

Оттеснили прокариотные сообщества (пересоленые водоемы, горячие источникии т.д.),
Превратили в эфемеров

различные варианты эукариотности - т.е. внутриклеточных колоний - возникали многократно
(красные водоросли

Возникновение многоклеточных

сама по себе эукариотность не создает решающего преимущества
Снабжение этих одноклеточных

Решение проблемы

Организм должен перемещаться относительно воды.
активное движение
прикрепиться к

Многоклеточность

Привела к повышению способности организмов создавать запас питательных веществ
Запасные вещества и

Происхождение многоклеточности

См. лекции по Зоологии

Смена экоценозов

Первые эукариоты - фитопланктонных акритархи;
Затем нитчатые формы с эукариотными

 около 1,2 млрд лет назад, когда начался постоянный рост численности и

К середине рифея (1,4-1,2 млрд лет) эти нитчатые эукариотные формы достигли

Кислородный контроль

Животные - следы жизнедеятельности (норки и следовые дорожки на поверхности

Накопление кислорода

с 850 до 600 млн лет назад – резкое увеличение

Хайнаньская биота

 — богатая фауна макроскопических бесскелетных животных, обнаруженная в 1986 году

Эдиакарская фауна

венд (620-600 млн лет назад)
состояла из крупных или очень

Первые исследователи эдиакарской фауны (Спригг и Глесснер) считали эти формы реальными

элементы характерной для вендобионтов симметриии скользящего отражения, наблюдаемые в строении примитивнейшего

Сприггина

Дикинсония

Charnia

Charnia

Cloudina

Inaria
Albumares.

Кембрий

Фитопланктонный кризис
Вымирание:
акритарх
вендобионтов
упадок прокариот-строматолитообразователей

Фанерозойская биосфера

минеральный скелет – животные всех уровней, водоросли
скелет требует высокого уровня

Развитие кембрийской фауны

обогащение придонных слоев О2
существование макроскопической донной фауны
минеральный скелет

Разнообразие скелетных образований

раковины (моллюски и брахиоподы)
жилые трубки (сабелидиты, хиолиты)
зубчики -

Галлюциногения

Типы твердого скелета

подвижный наружный (членистоногие) - лобоподы, трилобиты, ракоскорпионы
внутренний (хордовые) -

Выход на сушу

средний докембриий - водорослевые корки и, возможно, лишайники; -

тетраподы ведут свое происхождение от кистеперых рыб (Rhipidistia) латимерия
от другой группы