Кембридж университетінің (Ұлыбритания) ғалымдары дәрігердің (Эмили Митчелл) басшылығымен радиоморфтардың көбейетінін анықтады - жер бетіндегі алғашқы көпжасушалы организмдердің бірі. Бұл туралы мақала журналда жарияланған Табиғатсайтты қайталайды Тікелей эфирҒылым.

Рангеоморфтар теңізде 565 жыл бұрын, Эдиакар кезеңінде (Нео-Протерозой дәуірі) өмір сүрген. Өте қарабайыр жануарлар болғандықтан, олардың аузы да, басқа мүшелері де жоқ, қозғалмай да, теңіз түбіне жабысып тұрды. Олардың денесі төрт деңгейлі тармақталған түтікшелерден тұрды және қазіргі папоротниктердің жапырақтарына ұқсамады.

Кембридж ғалымдары өкілдердің қазба іздерін талдады Фрактофсус, шамамен Эдиакар тау жыныстарынан алынған ромеоморфтардың бірі. Ньюфаундленд (Канада), онда осы геологиялық кезеңнің тірі тіршілік иелері әлемде жақсы сақталған.

Диапазонды принтердің орналасуын талдауда статистикалық әдістерді қолдана отырып, Кембридж биологтары екі өсіру стратегиясын қолданғанын анықтады. Кез-келген территорияға қоныстанған осы тірі тіршілік иелерінің алғашқы ұрпағы су әкелген даудан туды. (Бұл даулардың жыныстық немесе асексуалдық жолмен пайда болғандығы әлі белгісіз.) Кейінгі ұрпақтар осы ізашарлардан процестердің көмегімен пайда болды.

Доктор Митчелл: «Осылайша көбейту рангоморфты өте сәтті етті, өйткені олар тез арада жаңа аумақтарды дамытып, содан кейін оларды тез толтыра алды», - деді. «Бұл ағзалардың екі түрлі өсіру құрылымын ауыстыра білу қабілеті олардың идеологиясының қаншалықты күрделі болғандығын көрсетеді, өйткені таңқаларлық жайт, өйткені көптеген басқа тіршілік формалары сол дәуірде өте қарабайыр еді».

Рангоморфтар Эдиакария теңізінде өте кең таралды, бірақ келесі кембрий кезеңінің басында (палеозой дәуіріне жататын) олар кенеттен жұмбақ болып жоғалып кетті. Осы себепті ғалымдар әлі де тірі организмдер арасынан сенімді «туыстарды» таңдай алмайды.

Доктор Митчелл мен әріптестердің ашқан жаңалықтарына қайта оралсақ, бұл алғашқы көпжасушалы жануарлардың көбею процестерін және олардың өмірін түсіну үшін маңызды екенін атап өтеміз.

Ежелгі организмдерді зерттеу, олардың қазба қалдықтарына сәйкес, кейде күтпеген нәтижелерге әкеледі. Мысалы, жақында ғана қазіргі заманғы құрттардың қазбалы ата-анасының анатомиясын біліп, ғалымдар кембрий жарылысы дәуірінде (540 миллион жыл бұрын) өмір сүрген барлық құрттар ата-анасының анатомиясының ерекшеліктерін анықтай алды және өзінің таңғажайып келбетін атады. Халцигения. Бұл құрттың басына қатысты әлі қателескен нәрсе - құйрық, ал «аяғы» артқы жағында шыбық болып шықты.

Панспермия

Панпермия идеясын жақтаушылар алғашқы микроорганизмдер Жерге ғарыштан әкелінгеніне сенімді. Сондықтан атақты неміс энциклопедиялық ғалымы Герман Гельмгольц, ағылшын физигі Келвин, орыс ғалымы Владимир Вернадский және осы теорияның негізін қалаушы саналатын швед химигі Сванте Аррениус сенді.

Жерде Марста және басқа планеталарда метеориттер бірнеше рет, мүмкін, тіпті бөтен жұлдыздар жүйесінен шығатын кометалардан табылғандығы ғылыми дәлелденген. Бұл туралы бүгін ешкім күмәнданбайды, бірақ өмірдің басқа әлемдерде қалай пайда болатындығы әлі анық емес. Шын мәнінде, панспермия апологтары бөтен өркениеттерге болып жатқан жағдайларға «жауапкершілік» жүктейді.

Сорпаның бастапқы теориясы

Бұл гипотезаның пайда болуына 1950 жылдары Гарольд Юри мен Стэнли Миллердің тәжірибелері ықпал етті. Олар өмірдің пайда болуынан бұрын біздің планетада болған жағдайларды қалпына келтіре алды. Шағын электр разрядтары мен ультракүлгін сәулелер молекулалық сутегі, көміртегі тотығы мен метанның қоспасы арқылы өтті.

Тіршіліктің пайда болуы

РНҚ әлемінің қазіргі заманғы тұжырымдамасы бойынша рибонуклеин қышқылы (РНҚ) өзін-өзі көбейту қабілетін алған алғашқы молекула болды. Мұндай молекула Жер бетінде алғашқы пайда болғанға дейін миллиондаған жылдар өтуі мүмкін. Бірақ ол пайда болғаннан кейін, планетада өмірдің пайда болу мүмкіндігі пайда болды.

РНҚ молекуласы бос нуклеотидтерді бір-бірін толықтыратын қатарға біріктіру арқылы фермент ретінде әрекет ете алады. Осылайша РНҚ-ның көбеюі жүреді. Бірақ бұл химиялық қосылыстарды әлі тірі тіршілік иесі деп атауға болмайды, өйткені олар дененің шекарасы жоқ. Кез-келген тірі организмнің осындай шекаралары болады. Дененің хаотикалық қозғалысынан оқшауланған бөлшектердің ішінде ғана тіршілік иесін тамақтандыруға, көбейтуге, жылжытуға және т.б. мүмкіндік беретін күрделі химиялық реакциялар жүреді.

Мұхиттағы оқшауланған қуыстардың пайда болуы өте жиі кездесетін құбылыс. Олар суға түсіп кеткен май қышқылдары (алифатты қышқылдар) арқылы түзіледі. Мәселе мынада, молекуланың бір ұшы гидрофильді, ал екіншісі гидрофобты. Суда жатқан май қышқылдары сферада молекулалардың гидрофобты ұштары сфераның ішінде болатындай болады. Мүмкін РНҚ молекулалары осындай аймақтарға түсе бастаған.

Адамзат қанша жаста?

Заманауи Homo Sapiens түрлерінің жасын көп адамдар білмейді, бұл ақылға қонымды адамды білдіреді, ғалымдар оны 200 мың жыл деп есептейді. Яғни, түр ретінде адамзаттың жасы динозаврлар жататын бауырымен жорғалаушылар класынан 1250 есе аз.

Егер сіз біздің планетада өмірдің қалай пайда болғанын білгіміз келсе, санаға сіңіп, осы деректерді жинау қажет. Бұл өмірді түсінуге тырысатын адамдар бүгін қайдан пайда болды?

Бүгінгі таңда ғалымдардың құпия материалдары көпшілікке танымал болды. Эволюция теориясын қайта жазған және планетамызда тіршіліктің қалай басталғанына жарық түсіретін соңғы жылдардағы эксперименттердің таңқаларлық тарихы бұрыннан қалыптасқан догмаларды жарып жіберді. Әдетте «бастамашылардың» тар шеңберіне ғана қол жетімді генетика құпиялары Дарвиннің болжамына біржақты жауап берді.

Homo Sapiens (Homo sapiens) түрлері бар-жоғы 200 мың жыл. Ал біздің планетамыз 4,5 миллиард!

Бірінші жасушаның бөлінуі

РНҚ молекуласы мен май қышқылдарының мембранасынан тұратын алғашқы жасушалар қалай бөлінетіні белгісіз. Мүмкін, мембрананың ішіне салынған жаңа РНҚ молекуласы алғашқылардан бастап шағыла бастаған болар. Ақыр соңында, олардың бірі мембрананы сындырды. РНҚ молекуласымен бірге оның айналасында жаңа сфера құрған май қышқылдарының кейбір молекулалары да қалды.

Құпия материалдар

Осыдан бірнеше ғасыр бұрын осындай идеялар үшін, адам өлімге ұшырайды деп күтуге болатын еді. Джордано Бруно 400 жылдан астам уақыт бұрын, 1600 жылы ақпанда, ересектерге арнап өртелді. Бірақ бүгінде батыл ізашарлардың жасырын зерттеулері көпшілікке белгілі болды.

50 жыл бұрын, тіпті әкелер білместен басқа адамдардың балаларын өсірді, тіпті ананың өзі де шындықты әрдайым біле бермейді. Бүгінгі таңда әке болуды анықтау - бұл қарапайым талдау. Әрқайсымыз ДНҚ тестіне тапсырыс беріп, оның ата-бабаларының кім екенін, тамырларында қан ағып жатқанын біле аламыз. Ұрпақтардың ізі генетикалық кодта мәңгі сақталады.

Дәл осы кодта адамзаттың санасын толғандыратын сұраққа жауап бар: өмір қалай басталды?

Ғалымдардың құпия материалдары жалғыз дұрыс жауап табуға деген ұмтылыстың тарихын ашады. Бұл қазіргі ғылымның ең үлкен жаңалықтарын қамтитын табандылық, табандылық пен таңғажайып шығармашылық тарихы.

Адамдар өмірдің қалай басталғанын түсіну үшін планетаның ең алыс бұрыштарын зерттеуге аттанды. Осы іздеулер барысында кейбір ғалымдар өздерінің тәжірибелері үшін «құбыжықтардың» стигмасын алды, ал басқалары оларды тоталитарлық жүйенің бақылауымен жүргізуге мәжбүр болды.

Алдына дейінгі (криптоз)

Прекамбрий шамамен 4 миллиард жылға созылды. Осы уақыт аралығында Жерде айтарлықтай өзгерістер болды: жер қыртысы суыды, мұхиттар пайда болды, ең бастысы қарапайым өмір пайда болды. Алайда, қазба жазбаларында бұл өмірдің іздері сирек кездеседі, өйткені алғашқы организмдер кішкентай болған және қатты қабықтары болмаған.

Преамбрий Жердің геологиялық тарихының көп бөлігін құрайды - шамамен 3,8 миллиард жыл. Оның үстіне, оның хронологиясы кейінгі фанерозойға қарағанда әлдеқайда нашар дамыған. Мұның себебі, Преобрам заманындағы шөгінділердегі органикалық қалдықтардың өте сирек кездесетіндігінде, бұл осы ежелгі геологиялық формациялардың ерекшелігінің бірі болып табылады. Сондықтан палеонтологиялық зерттеу әдісі Прембребия қабаттарына қолданылмайды.

Архей Аеон (4.6 - 2.5 миллиард жыл бұрын)

Метеориттерді, тау жыныстарын және басқа да уақыттық материалдарды зерттеу біздің планетамыздың шамамен 4,6 миллиард жыл бұрын пайда болғандығын көрсетеді. Осы уақытқа дейін күн мен айналада газ бен ғарыш шаңынан тұратын бұлдыр диск пайда болды. Содан кейін ауырлық күшінің әсерінен шаң ұсақ денелерде жинала бастады, нәтижесінде олар планеталарға айналды.

Миллиондаған жылдар бойы жер бетінде тіршілік нысандары болған жоқ. Жоғарғы мантияның еруі және оның қызуы осы геосферада магмалық мұхит пайда болғаннан кейін, жердің бүкіл тұтас беткі қабаты, бастапқы және бастапқы тығыз литосфера, жоғарғы мантияның балқымаларына тез сіңіп кетті. Ол кездегі атмосфера тығыз болған жоқ және аммиак (NH) сияқты улы газдардан тұрды₃) метан (CH₄), сутегі (H₂), хлор (Cl₂), күкірт. Оның температурасы 80 ° C-қа жетті. Табиғи радиоактивтілік қазіргіден бірнеше есе жоғары болды. Мұндай жағдайда өмір сүру мүмкін емес еді.

Осыдан 4,5 миллиард жыл бұрын Жер аспан денесімен Марстың көлемімен, гипертониялық Тея планетасымен соқтығысқан. Соқтығысудың күшті болғаны соншалық, соқтығысу кезінде пайда болған қоқыс ғарышқа лақтырылып, айды қалыптастырды. Айдың пайда болуы тіршіліктің пайда болуына ықпал етті: теңіздердің тазаруы мен аэрациясына ықпал ететін толқындар пайда болып, тұрақтанды. көзі көрсетілмеген 2933 күн ] Жердің айналу осі.

Өмірдің алғашқы химиялық іздері шамамен 3,5 миллиард жыл Австралия тау жыныстарынан табылды (Пилбара). Кейінірек органикалық көміртегі 4,1 миллиард жыл бұрын пайда болған тау жыныстарынан табылды. Мүмкін өмір ыстық бұлақтарда пайда болған, онда көптеген қоректік заттар, соның ішінде нуклеотидтер де болған.

Архейдегі тіршілік бактериялар мен цианобактерияларға айналды. Олар түбіне жақын өмір салтын ұстанды: олар теңіз түбін жұқа шырыш қабатымен жауып тастады.

Жер бетінде тіршілік қалай басталды?

Мүмкін, бұл барлық сұрақтардың ішіндегі ең қиыны. Мыңдаған жылдар ішінде адамдардың басым көпшілігі мұны «құдайлар тіршілікті құрды» деген тезиспен түсіндірді. Басқа түсініктемелер жай ойға келмейтін еді. Бірақ уақыт өте келе жағдай өзгерді. Өткен ғасыр бойы ғалымдар планетада алғашқы тіршілік қалай пайда болғанын анықтауға тырысып келеді, деп жазады Майкл Маршалл Би-би-си үшін.

Тіршіліктің пайда болуын зерттейтін қазіргі заманғы ғалымдардың көпшілігі олардың дұрыс бағытта қозғалатындығына сенімді - және жүргізілген тәжірибелер олардың сенімділігін күшейтеді. Генетика саласындағы ашылулар білім кітабын бірінші беттен бастап соңына дейін қайта жазады.

• Жақында ғалымдар ғаламшарда шамамен 540 миллион жыл бұрын өмір сүрген адамның ежелгі ата-бабасын тапты. Зерттеушілердің айтуынша, «омыртқалылардан» барлық омыртқалылар пайда болған. Ортақ бабаның өлшемі бір миллиметр ғана болатын.
• Қазіргі зерттеушілер тіпті ДНҚ-да түбегейлі өзгерістері бар алғашқы жартылай синтетикалық организмді құра алды. Біз жаңа белоктар синтезіне, яғни жасанды өмірге өте жақынбыз. Бір-екі ғасыр ішінде адамзат тірі организмнің жаңа түрін құруды игере алды.
• Біз жаңа ағзаларды құрып қана қоймай, барларын сенімді түрде өңдейміз. Ғалымдар ДНҚ тізбегін өзгерту үшін ДНҚ құралдарын қолдануға мүмкіндік беретін «бағдарламалық жасақтаманы» жасады. Айтпақшы, ДНҚ-ның тек 1% генетикалық ақпаратты тасымалдайды, дейді зерттеушілер. Неліктен бізге қалған 99% қажет?
• ДНҚ соншалықты жан-жақты, сондықтан сіз оны қатты дискідегідей сақтай аласыз. Фильм ДНҚ-ға жазылып алынған және ақпаратты дискіні дискіден алып жүргендіктен, оны ақысыз қайтадан қотарып ала алды.

Сіз өзіңізді білімді және заманауи адам деп санайсыз ба? Одан кейін сіз мұны білуіңіз керек.

ДНҚ-ның ашылуы 1869 жылдан басталғанымен, бұл білімді алғашқы рет криминалистикада 1986 жылы қолданды.

Міне, Жердегі тіршіліктің пайда болуы туралы әңгіме

Өмір ескі. Динозаврлар жойылған тіршілік иелерінің ішіндегі ең әйгілі шығар, бірақ олар тек 250 миллион жыл бұрын пайда болған. Планетадағы алғашқы өмір әлдеқайда ертерек пайда болған.

Сарапшылардың пікірінше, ең ежелгі қазбалар шамамен 3,5 миллиард жыл. Басқаша айтқанда, олар алғашқы динозаврлардан 14 есе үлкен!

Алайда, бұл шектеу емес. Мәселен, 2016 жылдың тамызында жасы 3,7 миллиард жыл болатын қазба бактериялар табылды. Бұл динозаврлардан 15 мың есе үлкен!

Жердің өзі осы бактериялардан әлдеқайда үлкен емес - біздің планета шамамен 4,5 миллиард жыл бұрын пайда болған. Яғни, Жердегі алғашқы тіршілік өте тез пайда болды, ғаламшарда шамамен 800 миллион жылдан кейін бактериялар - тірі ағзалар пайда болды, олар ғалымдардың пікірі бойынша уақыт өткен сайын күрделене бастады және мұхиттағы қарапайым организмдер үшін бірінші болып басталды. - және адамзаттың өзіне.

Канададан алынған жақында жасалған есеп бұл мәліметтерді растайды: ең ескі бактериялардың жасы 3,770-тен 4,300 миллиардқа дейін. Яғни, біздің планетамызда тіршілік пайда болғаннан кейін 200 миллион жылдан кейін пайда болған. Табылған микроорганизмдер темірде өмір сүрді. Олардың қалдықтары кварц жыныстарынан табылды.

Егер тіршілік Жерде пайда болды деп санасақ, бұл ақылға қонымды болып саналады, егер біз оны басқа ғарыштық денелерде, басқа планеталарда немесе ғарыш кеңістігінен алынған метеориттердің бөліктерінде әлі таппаған болсақ, онда бұл уақыт аралығында орын алуы керек еді. Бұл планетаның түпкілікті пайда болған сәті мен біздің уақытымызда табылған қазбалардың пайда болу датасы арасындағы миллиард жыл уақытты құрайды.

Жақында жүргізілген зерттеулерге сүйене отырып, бізді қызықтыратын уақыт аралығын тарылта отырып, Жер бетінде алғашқы өмір қандай болғанын болжай аламыз.

Ғалымдар қазба жұмыстары кезінде табылған қаңқалардан тарихқа дейінгі алыптардың пайда болуын қалпына келтірді.

Әрбір тірі организм жасушалардан тұрады (сіз де солайсыз)

XIX ғасырда биологтар барлық тірі организмдер «жасушалардан» - әртүрлі пішіндегі және мөлшердегі органикалық заттардан тұратын ұсақ түйіршіктерден тұратынын анықтады.

Жасушалар алғаш рет 17 ғасырда, салыстырмалы түрде қуатты микроскоптар ойлап тапқан кезде ашылды, бірақ бір жарым ғасырдан кейін ғана ғалымдар бір шешімге келді: жасушалар планетадағы барлық тіршіліктің негізі болып табылады.

Әрине, адам балыққа немесе динозаврға ұқсамайды, бірақ адамдар жануарлар әлемінің өкілдерімен бірдей жасушалардан тұратындығына көз жеткізу үшін жай микроскоппен қарап көріңіз. Сонымен қатар, сол жасушалар өсімдіктер мен саңырауқұлақтардың астына жатады.

Барлық ағзалар жасушалардан тұрады, соның ішінде сіздер де.

Тіршіліктің ең үлкен формасы - бір клеткалы бактериялар.

Бүгінгі таңда өмірдің көптеген формаларын қауіпсіз микроорганизмдер деп атауға болады, олардың әрқайсысы бір ғана жасушадан тұрады.

Мұндай өмірдің ең танымал түрі - әлемнің кез-келген жерінде өмір сүретін бактериялар.

2016 жылдың сәуірінде ғалымдар «тіршілік ағашының» жаңартылған нұсқасын ұсынды: тірі ағзаның әр түрі үшін өзіндік генеалогиялық ағаш. Бұл ағаштың «бұтақтарының» басым көпшілігі бактериялар. Сонымен қатар, ағаштың формасы жер бетіндегі барлық тіршілік ата-бабасы бактерия болған деп болжайды. Басқаша айтқанда, тірі организмдердің барлық алуан түрлілігі (соның ішінде сіздер де) бір бактериядан пайда болды.

Осылайша, өмірдің пайда болуы туралы мәселеге дәлірек жүгіне аламыз. Бірінші ұяшықты қалпына келтіру үшін сізге планетада 3,5 миллиард жыл бұрын қалыптасқан жағдайды мүмкіндігінше дәл келтіру керек.

Сонымен бұл қаншалықты қиын?

Біржасушалы бактериялар - жер бетіндегі ең көп таралған тіршілік түрі.

Тәжірибелердің басталуы

Көптеген ғасырлар бойы «өмір қайдан басталды?» Деген сұрақ туындады. іс жүзінде маңызды сұрамады. Шынында да, басында есте сақтағанымыздай, жауап белгілі болды: өмірді Жаратушы жаратқан.

19 ғасырға дейін адамдардың көпшілігі «өмірлікке» сенді. Бұл ілім барлық тіршілік иелеріне оларды жансыз заттардан ажырататын ерекше, ерекше табиғатқа ие деген идеяға негізделген.

Өміршілдік идеялары діни постулаттармен жиі байланысты. Киелі кітапта Құдай «өмір тынысын» пайдаланып, алғашқы адамдарды тірілтті, ал өлмейтін жанның өміршеңдік көріністерінің бірі екендігі айтылған.

Бірақ бір мәселе бар. Амалитизм идеялары түбегейлі дұрыс емес.

XIX ғасырдың басында ғалымдар тек тірі тіршілік иелерінен болатын бірнеше заттарды тапты. Несепте бар мочевина осы заттардың бірі болды және ол 1799 жылы алынған.

Алайда бұл ашылым өмірлік ұғымға қайшы келмеді. Мочевина тек тірі ағзаларда пайда болды, сондықтан оларды ерекше өмірлік қуатқа ие етіп, оларды ерекше етті.

Өмірліліктің өлімі

Бірақ 1828 жылы неміс химигі Фридрих Вюрлер несепнәрді бейорганикалық қосылыстардан - аммоний цианатымен синтездей алды, оның тірі заттармен байланысы жоқ. Басқа ғалымдар оның тәжірибесін қайталай алды және көп ұзамай барлық органикалық қосылыстарды қарапайым қарапайым бейорганикалық қосылыстардан алуға болатыны белгілі болды.

Бұл ғылыми тұжырымдама ретінде өмірлікке нүкте қойды.

Бірақ сенімдерден арылу адамдар үшін қиын болды. Тек тірі тіршілік иелеріне ғана тән органикалық қосылыстарда шын мәнінде ерекше ештеңе жоқ, көптеген адамдар үшін бұл құдай тіршілік иелерінен машиналарға айналдырып, сиқырлы элементтен құтылу сияқты болды. Әрине, бұл Киелі кітапқа мүлдем қайшы келді.

Тіпті кейбір ғалымдар өміршеңдік үшін күресті жалғастырды. 1913 жылы ағылшын биохимигі Бенджамин Мур өзінің «биотикалық энергия» теориясын белсенді түрде алға тартты, ол шын мәнінде бірдей өміршеңдік болды, бірақ басқа мұқабада. Өміршілдік идеясы адам жанынан эмоционалды деңгейде өте күшті тамыр тапты.

Бүгінгі күні оның көріністерін күтпеген жерден табуға болады. Мысалға, кейіпкердің «өмірлік қуатын» толықтыруға немесе толтыру мүмкін болатын ғылыми-фантастикалық серияларды алайық. Тайм Лордтардың «Доктор Кім» сериясынан пайдаланған «қалпына келтіру энергиясы» туралы есте сақтаңыз. Егер бұл энергия аяқталса, оны толықтыруға болады. Идея футуристік болып көрінсе де, іс жүзінде бұл ескі теориялардың көрінісі.

Осылайша, 1828 жылдан кейін ғалымдар өмірдің пайда болуы туралы жаңа түсініктеме іздеудің негізді себептерін тапты, бұл жолы Құдайдың араласуы туралы алып-сатарлықты жоққа шығарды.

Бірақ олар іздей бастаған жоқ. Зерттеу тақырыбы өз құрылғыларына түскендей көрінуі мүмкін, бірақ іс жүзінде бірнеше онжылдықтар өмірдің шығу тегі туралы жұмбаққа тап болған жоқ.Бәлкім, бәрібір өмір сүру үшін өміршеңдікке әлі де бейім болған шығар.

Дарвин және эволюция теориясы

ХІХ ғасырдың биологиялық зерттеу саласындағы басты жаңалық Чарльз Дарвин жасаған және басқа ғалымдар жалғастырған эволюция теориясы болды.

Дарвин теориясы1859 жылғы түрлердің шығу тегінде сипатталған, жануарлар әлемінің барлық әртүрлілігі бір ата-бабадан қалай пайда болғанын түсіндірді.

Дарвин Құдай тірі тіршілік иелерінің әр түрін жеке-жеке жаратпады және бұл түрлердің бәрі миллиондаған жыл бұрын пайда болған қарабайыр ағзадан шыққан деп тұжырымдайды.

Бұл идея қайшылықты болып шықты, өйткені ол библиялық постулаттарды жоққа шығарды. Дарвиннің теориясы қатал сынға алынды, әсіресе ренжіген христиандар.

Бірақ эволюция теориясы алғашқы организмнің қалай пайда болғандығы туралы бірде-бір сөз айтқан жоқ.

Алғашқы өмір қалай пайда болды?

Дарвин бұл мұқият сұрақ екенін түсінді, бірақ (мүмкін дін қызметкерлерімен тағы бір жанжалға түскісі келмеуі мүмкін) ол бұл туралы тек 1871 жылғы хатта айтқан. Хаттың эмоционалды үні ғалымның бұл мәселенің терең маңыздылығын білетіндігін көрсетті:

«... Бірақ егер болса [қаншалықты үлкен болса!) аммиак пен фосфордың барлық қажетті тұздары бар және жарық, жылу, электр және т.б. қол жетімді жылы тоғанда ақуыз химиялық түрде түзіліп, одан әрі күрделі қайта құруға қабілетті болды ... »

Басқаша айтқанда: қарапайым органикалық қосылыстарға толы және күн астында орналасқан кішкене тоғанды ​​елестетіп көріңіз. Кейбір қосылыстар өзара әрекеттесе бастайды, ақуыз сияқты күрделі заттар пайда болады, олар өз кезегінде өзара әрекеттеседі және дамиды.

Бұл идея өте үстірт болатын. Бірақ, соған қарамастан, бұл өмірдің пайда болуы туралы алғашқы гипотезалардың негізін қалады.

Дарвин эволюция теориясын құрып қана қоймай, тіршілік қажетті органикалық емес қосылыстармен қаныққан жылы суда пайда болды деген тұжырым жасады.

Александр Опариннің революциялық идеялары

Бұл бағыттағы алғашқы қадамдар сіз күткен барлық жерде жасалмады. Сіз ойлау еркіндігін білдіретін мұндай зерттеулер, мысалы, Ұлыбританияда немесе АҚШ-та жүргізілуі керек деп ойлайсыз. Бірақ шын мәнінде, өмірдің пайда болуы туралы алғашқы гипотезалар Сталиндік КСРО-ның туған кеңістігінде, оның есімін сіз ешқашан естімеген ғалым болған еді.

Сталин генетика саласындағы көптеген зерттеулерді жауып тастағаны белгілі. Оның орнына ол агроном Трофим Лысенконың коммунистік идеологияға көбірек сәйкес келетін идеяларын алға тартты. Генетика саласында зерттеулер жүргізетін ғалымдар Лисенконың идеяларын көпшілік алдында қолдауға мәжбүр болды, әйтпесе лагерлерде болу қаупі бар.

Осындай шиеленісті жағдайда биохимик Александр Иванович Опарин тәжірибелерін өткізуге мәжбүр болды. Бұл өзін сенімді коммунист ретінде көрсеткендіктен мүмкін болды: ол Лысенконың идеяларын қолдады және тіпті Ленин орденін алды - сол кездегі барлық құрметті марапат.

1924 жылы Опарин «Тіршіліктің басталуы туралы» кітабын шығарды. Онда ол өмірдің пайда болуы туралы өзінің көзқарасын білдірді, ол Дарвиннің «жылы су қоймасының» эскиздік мысалына өте ұқсас болды.

Кеңес биохимигі Александр Опарин алғашқы тірі ағзалар котерфераттар түрінде пайда болған деп ұсынды.

Жер бетіндегі алғашқы өмірдің жаңа теориясы

Опарин Жер пайда болғаннан кейінгі алғашқы күндерде қандай болғанын сипаттады. Планетада ыстық беті болды және кішкентай метеориттерді қызықтырды. Айналасында тек жартылай балқытылған тастар болды, олардың құрамында көптеген химиялық заттар болды, олардың көпшілігі көміртегі негізінде жасалған.

Ақыр соңында, Жер жеткілікті түрде салқындады, ал алдымен сұйық суға айналды, осылайша алғашқы жаңбыр пайда болды. Біраз уақыттан кейін планетада көмірге негізделген химикаттарға бай ыстық мұхиттар пайда болды. Одан әрі оқиғалар екі сценарий бойынша дамуы мүмкін.

Біріншісі - күрделі қосылыстар пайда болатын заттардың өзара әрекеттесуі. Опарин планетаның су бассейнінде тірі организмдер үшін маңызды қант пен аминқышқылдары пайда болуы мүмкін деген болжам жасады.

Екінші сценарийде өзара әрекеттесу барысында кейбір заттар микроскопиялық құрылымдар түзе бастады. Өздеріңіз білетіндей, көптеген органикалық қосылыстар суда ерімейді: мысалы, су су бетінде қабат түзеді. Сумен байланысқа түсетін кейбір заттар диаметрі 0,01 см (немесе 0,004 дюйм) болатын сфералық глобулалар немесе «кофеерваттар» түзеді.

Коаксерваттарды микроскоппен қарап, олардың тірі жасушалармен ұқсастығын байқай аласыз. Олар өседі, пішінін өзгертеді және кейде екі бөлікке бөлінеді. Олар сонымен қатар басқа заттар олардың ішінде шоғырлануы үшін айналадағы қосылыстармен әрекеттеседі. Опарин котерсерваторлар қазіргі жасушалардың ата-бабалары болған деп болжады.

Джон Халданның алғашқы өмір теориясы

Арада бес жыл өткен соң, 1929 жылы ағылшын биологы Джон Бердон Сандерсон Халдане өз теориясын «Рационалистік жыл сайын» ​​журналында жарияланған ұқсас идеялармен алға тартты.

Бұл кезде Галдане эволюция теориясының дамуына үлкен үлес қосты, бұл Дарвиннің идеяларын генетика ғылымына интеграциялауға мүмкіндік берді.

Ол өте ұмытылмас адам болатын. Бірде, декомпрессиялық камерада тәжірибе кезінде ол құлақтың жарылғанын бастан кешірді, ол кейінірек ол туралы былай деп жазды: «Мембрана қазірдің өзінде сауығып жатыр, тіпті егер тесік болса да, саңырау болғанына қарамастан, темекі түтінінің сақиналарын ойлап шығаруға болады, менің ойымша. маңызды жетістік »

Опарин сияқты, Халдане органикалық қосылыстардың суда қалай әсер ете алатындығын дәлелдеді: «(ертерек) алғашқы мұхиттар ыстық сорпаның консистенциясына жетті». Бұл «алғашқы тірі немесе жартылай тірі организмдердің» пайда болуына жағдай жасады. Дәл осындай жағдайларда қарапайым организмдер «майлы қабықтың» ішінде болуы мүмкін.

Джон Халдан, Опаринге тәуелсіз, алғашқы организмдердің пайда болуы туралы ұқсас идеяларды алға тартты.

Опарин-Галдан тұжырымы

Осылайша, бұл теорияны алға тартқан алғашқы биологтар Опарин мен Халдан болды. Бірақ тірі ағзалардың пайда болуында Құдайдың немесе тіпті дерексіз «тіршілік күшінің» қатыспағаны туралы идея түбегейлі болды. Дарвиннің эволюция теориясы сияқты, бұл ой христиан дініне қарсы жасалған соққы болды.

КСРО күші бұл фактіні толығымен қанағаттандырды. Кеңес үкіметі кезінде елде атеизм орнықты және билік өмір сияқты күрделі құбылыстардың материалистік түсіндірулерін қуана қолдады. Айтпақшы, Халдан да атеист және коммунист болған.

Германияның Оснабрюк университетіндегі өмірдің бастауы туралы сарапшы Армен Мулькиджанянның айтуынша, «бұл күндері бұл идеяға тек өз көзқарастары тұрғысынан қарады: діни адамдар мұны коммунистік идеяны жақтаушылардан айырмашылығы ретінде қабылдады». «Кеңес Одағында бұл идея қуана қабылданды, өйткені олар Құдайға мұқтаж емес еді. Батыста оны солшыл жақтаушылар, коммунистер және басқалар бөлісті ».

Органикалық қосылыстардың «бастапқы сорпасында» тіршілік пайда болды деген ұғым аталады Опарин-Халдан жорамалдары. Ол жеткілікті сенімді көрінді, бірақ бір мәселе болды. Ол кезде бұл гипотезаның дұрыстығын дәлелдейтін бірде-бір тәжірибелік тәжірибе жүргізілген жоқ.

Мұндай тәжірибелер ширек ғасырға жуық уақыттан кейін ғана басталды.

«In vitro» өмірін құрудың алғашқы тәжірибелері

Өмірдің пайда болуы туралы мәселені 1934 жылы химия бойынша Нобель сыйлығын алған, тіпті атом бомбасын жасауға қатысқан белгілі ғалым Гарольд Юри қызықтырды.

Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Юрий бомбаның ядросына қажетті тұрақсыз уран-235 жинап, Манхэттен жобасына қатысты. Соғыс аяқталғаннан кейін Юрий ядролық технологияны азаматтық бақылауды жақтады.

Юрий ғарыш кеңістігінде болып жатқан химиялық құбылыстарға қызығушылық танытты. Ол үшін ең қызықтысы күн жүйесінің қалыптасу процесінде болды. Ол өзінің дәрістерінің бірінде ол Жерде, ең алдымен, оттегі болмайтынын атап өтті. Опарин мен Халдане айтқан «бастапқы сорпаның» қалыптасуы үшін бұл жағдайлар өте ыңғайлы болды, өйткені кейбір қажетті заттар оттегімен байланысқа түсіп кететіндіктен әлсіз болды.

Дәріске Стэнли Миллер атты докторант қатысты, ол Юриге осы идеяға негізделген эксперимент жүргізу туралы ұсыныс білдірді. Басында Юури бұл идеяға күмәнмен қарады, бірақ кейінірек Миллер оны көндіре алды.

1952 жылы Миллер Жердегі тіршіліктің пайда болуымен байланысты барлық әйгілі эксперимент өткізді.

Стэнли Миллер эксперименті біздің планетамызда тірі организмдердің пайда болуын зерттеу тарихындағы ең танымал болды.

Жер бетіндегі тіршіліктің пайда болуы туралы ең танымал эксперимент

Дайындық көп уақытты қажет етпеді. Миллер әйнек колбаларының қатарын жалғады, олар арқылы жер бетінде ертерек 4 зат таралды: қайнаған су, сутек, аммиак және метан. Газдар жүйелік ұшқын шығарудан өтті - бұл ерте Жер бетінде жиі болатын найзағай соққыларын модельдеу болды.

Миллер «колбадағы су бірінші күннен кейін қызғылт болып көрінетінін, ал бірінші аптадан кейін ерітінді бұлтты болып, қою қызылға айналғанын» анықтады. Жаңа химиялық қосылыстар пайда болды.

Миллер ерітіндінің құрамын талдаған кезде, оның құрамында екі амин қышқылы бар екендігі анықталды: глицин және аланин. Өздеріңіз білесіздер, аминқышқылдары көбінесе тіршіліктің негізі ретінде сипатталады. Бұл аминқышқылдары біздің ағзамыздағы биохимиялық процестердің көп бөлігін басқаратын ақуыздардың түзілуінде қолданылады. Миллер тірі ағзаның ең маңызды екі компонентін нөлден жаратқан.

1953 жылы эксперимент нәтижелері беделді Science журналында жарияланды. Юрий, өзінің жасындағы ғалымға тән емес, ақылды болса да, қимылды оның есімінен алып тастап, Миллерге барлық даңқты қалдырды. Бірақ соған қарамастан, зерттеу әдетте «Миллер-Юрий эксперименті» деп аталады.

Миллер-Юрий экспериментінің маңызы

«Миллер-Юри экспериментінің мәні мынада, бұл қарапайым атмосферада да көптеген биологиялық молекулалар пайда болатындығын көрсетеді», - дейді молекулалық биологияның Кембридж зертханасының ғалымы Джон Сазерленд.

Кейін белгілі болғандай, эксперименттің барлық мәліметтері дәл болған жоқ. Зерттеулер көрсеткендей, басқа газдар ерте Жер атмосферасында болған. Бірақ бұл тәжірибенің маңыздылығын төмендетпейді.

«Бұл көпшіліктің қиялын өзгерткен маңызды оқиға болды, сондықтан да ол осы күнге дейін қолданылады», - дейді Саутерланд.

Миллердің тәжірибесі негізінде көптеген ғалымдар қарапайым биологиялық молекулаларды нөлден жасау жолдарын іздей бастады. «Жер бетінде тіршілік қалай басталды?» Деген сұраққа жауап өте жақын болған сияқты.

Бірақ содан кейін өмір сіз ойлағаннан әлдеқайда күрделі екені белгілі болды. Тірі жасушалар, белгілі болғандай, бұл химиялық қосылыстар жиынтығы ғана емес, күрделі ұсақ механизмдер. Кенеттен, тірі жасушаларды нөлден құру ғалымдар ойлағаннан әлдеқайда маңызды проблемаға айналды.

Гендер мен ДНҚ-ны зерттеу

ХХ ғасырдың 50-ші жылдарының басында ғалымдар өмір құдайлардың сыйы деген пікірден әлдеқайда алыс болды.

Оның орнына олар ерте Жер бетінде тіршіліктің өздігінен және табиғи түрде пайда болу мүмкіндігін зерттей бастады - және Стэнли Миллердің маңызды экспериментінің арқасында осы идеядан дәлелдер пайда бола бастады.

Миллер өмірді нөлден жасауға тырысқанда, басқа ғалымдар гендердің неден жасалғанын анықтады.

Осы уақытқа дейін көптеген биологиялық молекулалар зерттелген. Олардың құрамына қант, майлар, ақуыздар және «дезоксирибонуклеин қышқылы» сияқты нуклеин қышқылдары жатады - бұл да ДНҚ.

Бүгінгі таңда біздің гендер ДНҚ-да бар екенін бәрі біледі, бірақ 1950 жылдардағы биологтар үшін бұл нағыз соққы болды.

Ақуыздар күрделі құрылымға ие болды, сондықтан ғалымдар ген туралы ақпарат оларда болады деп сенді.

Теорияны 1952 жылы Карнеги институтының ғалымдары - Альфред Хершей мен Марта Чейз теріске шығарды. Олар ақуыздар мен ДНҚ-дан тұратын қарапайым вирустарды зерттеді, олар басқа бактерияларды жұқтырды. Ғалымдар ақуыз емес вирустық ДНҚ бактерияларға енетінін анықтады. Осыдан ДНҚ генетикалық материал деген тұжырым жасалды.

Хершей мен Чейздің ашылуы жарыстың бастауы болды, оның мақсаты ДНҚ құрылымын және оның жұмыс принциптерін зерттеу болды.

Марта Чейз мен Альфред Гершей ДНҚ генетикалық ақпаратты тасымалдайтынын анықтады.

ДНҚ спиральының құрылымы - ХХ ғасырдағы ең маңызды жаңалықтардың бірі

Мәселені бірінші болып шешкендер Кембридж университетінің Фрэнсис Крик пен Джеймс Уотсон, әріптесі Розалинд Франклиннің бағаланбаған көмегінсіз өтті. Бұл Гершей мен Чейздің тәжірибелерінен бір жыл өткен соң орын алды.

Олардың ашылуы ХХ ғасырдағы ең маңыздыларының бірі болды. Бұл жаңалық тірі жасушалардың керемет күрделі құрылымын ашатын өмірдің шығу тегі туралы көзқарасты өзгертті.

Уотсон мен Крик ДНҚ-ның қисық баспалдаққа ұқсайтын қос спиральды (қос бұрандалы) екенін анықтады. Осы баспалдақтың екі «полюсі» әрқайсысы нуклеотидтер деп аталатын молекулалардан тұрады.

Бұл құрылым жасушалардың ДНҚ-ны қалай көшіретінін анық көрсетеді. Басқаша айтқанда, ата-аналардың өз гендерінің көшірмелерін балаларға қалай өткізетіні белгілі болады.

Қос спиралды «шешуге» болатынын түсіну керек. Бұл генетикалық негізге (A, T, C және G), әдетте ДНҚ баспалдағының «сатыларына» енетін генетикалық кодқа қол жеткізуге мүмкіндік береді. Әрбір жіп басқаның көшірмесін жасау кезінде шаблон ретінде пайдаланылады.

Бұл механизм гендерді өмірдің басынан бастап мұрагерлікке алуға мүмкіндік береді. Сіздің гендеріңіз, сайып келгенде, ежелгі бактериядан шыққан - және әр берілісте олар Крик пен Уотсон тапқан механизмді қолданды.

1953 жылы Уотсон мен Крик өздерінің баяндамаларын Nature журналында жариялады. Келесі бірнеше жылда ғалымдар ДНҚ-да қандай ақпарат бар екенін және оның тірі жасушаларда қалай қолданылатынын түсінуге тырысты.

Өмірдің ішкі сырларының бірі алғаш рет көпшілікке ашылды.

ДНҚ құрылымы: 2 омыртқа (параллель тізбектер) және жұп нуклеотидтер.

ДНҚ мәселесі

Белгілі болғандай, ДНҚ-ның бір ғана міндеті бар. Сіздің ДНҚ -ңыз ағзаның жасушаларына ақуыздарды (белоктар) - молекулаларды қалай жасау керектігін айтады.

Ақуыздарсыз тамақ сіңіре алмас едіңіз, жүрегіңіз соғып, деміңіз тоқтайды.

ДНҚ көмегімен ақуыз түзілу процесін қайта құру іс жүзінде таңқаларлық қиын болды. Тіршіліктің пайда болуын түсіндіруге тырысқандардың бәрі бірдеңе соншалықты күрделі бір нәрсенің тіпті өздігінен пайда болып, дамып жатқанын түсіне алмады.

Әрбір ақуыз негізінен белгілі бір ретпен байланысқан аминқышқылдарының ұзын тізбегін құрайды. Бұл бұйрық ақуыздың үш өлшемді формасын және, демек, оның мақсатын анықтайды.

Бұл ақпарат ДНҚ негіздерінің тізбегінде кодталған.Сонымен, жасуша белгілі бір ақуыз түзуі керек болғанда, аминқышқылдарының белгілі бір тізбегін құру үшін ДНҚ-ға тиісті генді оқиды.

РНҚ дегеніміз не?

ДНҚ жасушаларын қолдану барысында бір нюанс.

• ДНҚ - жасушаның ең қымбат ресурсы. Сондықтан, жасушалар ДНҚ-ға әр әрекетті қолданбағанды ​​жөн көреді.
• Оның орнына жасушалар ДНҚ-дан ақпаратты басқа деп аталатын басқа заттың ұсақ молекулаларына көшіреді РНҚ (рибонуклеин қышқылы).
• РНҚ ДНҚ-ға ұқсас, бірақ оның бір ғана жіп бар.

Егер біз ДНҚ мен кітапхана кітабы арасында ұқсастық алсақ, онда РНҚ кітаптың қысқаша мазмұны бар бетке ұқсайды.

РНҚ тізбегі арқылы ақуызға ақпараттарды түрлендіру процесі «рибосома» деп аталатын өте күрделі молекула көмегімен аяқталды.

Бұл процесс әрбір тірі жасушада, тіпті қарапайым бактерияларда да жүреді. Өмірді сақтау үшін тамақ пен тыныс алу сияқты маңызды.

Осылайша, өмірдің пайда болуының кез-келген түсіндірмесі күрделі үштіктің қалай пайда болғанын және оның қалай жұмыс істей бастағанын көрсетуі керек ДНҚ, РНҚ және рибосомалар.

ДНҚ мен РНҚ арасындағы айырмашылық.

Бәрі әлдеқайда күрделі.

Опарин мен Халдан теориялары қазір қарапайым әрі қарапайым болып көрінді, Миллердің тәжірибесі, оның барысында ақуыздың пайда болуы үшін бірнеше аминқышқылдары құрылды, әуесқойлық көрінді. Өмірді құрудың ұзақ жолында оның зерттеулері нәтижелі болса да, алғашқы қадам болды.

«ДНҚ РНҚ-ны ақуызға айналдырады, барлығы химиялық заттардың пакетінде болады» дейді Джон Сазерленд. «Сіз оған қарап, оның қаншалықты қиын екеніне таңданасыз. Осының бәрін бір уақытта жасай алатын органикалық қосылыс табу үшін не істеу керек? »

Мүмкін өмір РНҚ-дан басталған шығар?

Бұл сұраққа бірінші жауап берген адам - ​​Лесли Оргель атты британдық химик. Ол Крик пен Уотсон жасаған ДНҚ моделін алғашқылардың бірі болып көрді, кейінірек NASA-ға Викинг бағдарламасының бөлігі ретінде Марсқа қону модулдерін жіберді.

Оргел тапсырманы жеңілдетуді көздеді. 1968 жылы Криктің қолдауымен алғашқы тірі жасушаларда ақуыздар мен ДНҚ жоқ деп болжады. Керісінше, олар түгелдей дерлік РНҚ-дан тұрды. Бұл жағдайда бастапқы РНҚ молекулалары жалпыға бірдей болуы керек еді. Мысалы, оларға ДНҚ-мен бірдей жұптастыру механизмін қолдана отырып, өздерінің жеке көшірмелерін жасау керек болды.

Өмірдің РНҚ-дан басталғандығы барлық кейінгі зерттеулерге керемет әсер етті. Бұл ғылыми қоғамдастықта қызу пікірталас тудырды, ол бүгінгі күнге дейін тоқтамады.

Өмір РНҚ-мен және басқа элементпен басталды деп болжай отырып, Оргель өмірдің маңызды аспектілерінің бірі - өзін-өзі өсіру қабілеті басқалардан ерте пайда болған деп тұжырымдайды. Ол өмірдің қалай пайда болғандығы туралы ғана емес, өмірдің мәні туралы айтты деп айта аламыз.

Көптеген биологтар Оргельдің «көбею бірінші болды» деген пікірімен келіседі. Дарвиннің эволюция теориясында туа біткен қабілет басты орында: бұл дененің осы жарыста «жеңіске жетуінің» жалғыз жолы, яғни көптеген балаларды артта қалдыру.

Лесли Оргель алғашқы жасушалар РНҚ негізінде жұмыс жасады деген идеяны алға тартты.

3 лагерьге бөліну

Бірақ басқа да ерекшеліктер өмірге тән, бірдей маңызды.

Олардың ішіндегі ең айқыны метаболизм: қоршаған орта энергиясын сіңіру және оны өмір сүру үшін пайдалану мүмкіндігі.

Көптеген биологтар үшін метаболизм өмірдің анықтайтын белгісі болып табылады, олар көбейту қабілетін екінші орынға қояды.

Сонымен, 60-шы жылдардан бастап, өмірдің шығу тегі құпиясымен күресетін ғалымдар 2 лагерьге бөліне бастады.

«Бұрынғылар метаболизм генетикаға дейін пайда болды деп мәлімдеді, соңғысы керісінше пікірде болды», - деп түсіндіреді Саутерланд.

Үшінші топ болды, бастапқыда олардың ыдырауына жол бермейтін кілт молекулаларына арналған контейнер пайда болуы керек.

«Секверландизация бірінші кезекте жасалуы керек еді, өйткені онсыз жасуша алмасуы мағынасы жоқ», - деп түсіндіреді Сүтерланд.

Басқаша айтқанда, жасуша тіршіліктің басталуында тұруы керек еді, өйткені Опарин мен Халдан бірнеше онжылдықтар бұрын айтқан болатын, мүмкін бұл жасуша қарапайым майлар мен липидтермен қапталған болуы керек.

Үш идеяның әрқайсысы өз жақтаушыларына ие болды және бүгінгі күнге дейін сақталды. Ғалымдар кейде суық кәсібилікті ұмытып, үш идеяның біреуін соқыр қолдайды.

Нәтижесінде, осы мәселе бойынша ғылыми конференциялар жиі жанжалдармен бірге жүрді, ал осы оқиғаларды баяндайтын журналистер бір лагерьдегі ғалымдардың басқа екі жақтағы әріптестерінің жұмысы туралы жағымсыз пікірлерін жиі естиді.

Оргельдің арқасында өмір РНҚ-дан басталды деген ой қоғамды жауапқа бір қадам алға басты.

80-ші жылдары таңқаларлық ашылым болды, бұл Оргельдің болжамын растады.

Біріншісі не болды: контейнер, метаболизм немесе генетика?

60-жылдардың соңында ғалымдар планетада тіршіліктің пайда болуының жұмбағына жауап іздеп 3 лагерьге бөлінді.

1. Бұрынғылар өмірдің биологиялық жасушалардың алғашқы нұсқаларын құрудан басталғанына сенімді болды.
2. Екіншісі бірінші және негізгі қадам метаболизм жүйесі деп есептеді.
3. Тағы біреулері генетика мен көбею (репликация) маңыздылығына назар аударды.

Бұл үшінші лагерь репликатор РНҚ-нан тұруы керек деген ойды есте сақтап, алғашқы репликатордың қандай болатынын анықтауға тырысты.

РНҚ-ның көптеген тұлғалары

60-шы жылдарға дейін ғалымдарда РНҚ барлық тіршіліктің қайнар көзі деп ойлауға көптеген себептер болды.

Бұл себептерге РНҚ ДНҚ жасай алмайтын нәрсені жасай алатындығы кірді.

РНҚ бір тізбекті молекула бола отырып, екі тізбегі бар қатты ДНҚ үшін қол жетімді емес әр түрлі формаларды бере отырып, бүгілуі мүмкін.

Оригами түзетін РНҚ-ы оның мінез-құлқындағы ақуыздарға қатты ұқсайды. Ақуыздар негізінен бірдей ұзын тізбектер, бірақ олар күрделі құрылымдар құруға мүмкіндік беретін нуклеотидтер емес, аминқышқылдардан тұрады.

Бұл ақуыздардың таңғажайып қабілеттілігінің кілті. Кейбір ақуыздар химиялық реакцияларды жеделдетуі немесе «катализдеуі» мүмкін. Бұл белоктар ферменттер деп аталады.

Мысалы, адамның ішектерінде күрделі азық-түлік молекулаларын қарапайым заттарға (қант сияқты) ыдырататын көптеген ферменттер бар, яғни оларды кейінірек жасушаларымыз қолдана бастайды. Ферменттерсіз өмір сүру мүмкін емес еді. Мәселен, жақында Малайзия әуежайында Корея лидерінің ағасы қайтыс болды, бұл VX жүйке реагентін басатын ферменттің (ферменттің) ағзасында жұмысын тоқтатты - нәтижесінде тыныс алу жүйесі шал болып, адам бірнеше минут ішінде қайтыс болады. Ферменттер біздің ағзамыз үшін өте маңызды.

Лесли Оргель мен Фрэнсис Крик тағы бір болжам жасады. Егер РНҚ ақуыздар сияқты қосыла алса, онда олар да ферменттер түзе ала ма?

Егер бұл осылай болып шықса, онда РНҚ кейбір ақуыздарға тән ақпараттарды сақтайтын және реакцияларды катализдейтін түпнұсқа және өте әмбебап тірі молекула болуы мүмкін.

Идея қызықты болды, бірақ келесі 10 жыл ішінде оны қолдайтын дәлелдер табылмады.

РНҚ ферменттері

Томас Чек Айова қаласында туып өскен. Балалық шағында да оның құмарлығы тас пен минералдар болған. Орта мектепте ол жергілікті университеттің геологтарымен тұрақты қонақ болып, оған минералды құрылымдардың үлгілерін көрсетті. Ақыр соңында ол РНҚ-ны зерттеуге ден қойып, биохимик болды.

1980 жылдардың басында Чек және оның Боулдердағы Колорадо университетіндегі әріптестері Tetrahymena термофилі деп аталатын біржасушалы организмді зерттеді. Осы жасушалы организмнің бір бөлігіне РНҚ тізбектері кірді. Тексеру РНҚ сегменттерінің біреуін кейде басқаларынан, мысалы, қайшымен бөлінгендей ажыратады.

Оның командасы барлық ферменттер мен басқа да молекулаларды молекулалық қайшы ретінде әрекет ете алмайтындықтан, РНҚ осы сегментті оқшаулауды жалғастырды. Сонымен қатар, алғашқы РНҚ ферменттері ашылды: оған қосылған үлкен тізбектен тәуелсіз бөлінуге қабілетті РНҚ-ның кішкене сегменті.

Нәтижелерді 1982 жылы тексеріңіз. Бір жылдан кейін басқа зерттеушілер РНҚ-ның екінші ферменттерін, ака «рибозьімді», анықтады.

Екі РНҚ ферменттері салыстырмалы түрде тез табылғандықтан, ғалымдар одан да көп болуы мүмкін деп болжайды. Қазір өмірдің РНҚ-дан басталғаны туралы көбірек фактілер бар.

Thomas Check алғашқы РНҚ ферментін тапты.

РНҚ әлемі

Бұл тұжырымдаманы бірінші болып Вальтер Гилберт атады.

Молекулалық биологияға кенеттен қызығушылық танытқан физик ретінде Гилберт алғашқылардың бірі болып адам геномын секвенирлеу теориясын жақтады.

1986 жылы «Табиғат» журналындағы мақаласында Гилберт өмір РНҚ әлемінде басталады деп тұжырымдайды.

Эволюцияның алғашқы кезеңі, Гилберттің пікірі бойынша, «РНҚ молекулалары өздерін нуклеотидтердің сорпасына жиналып, катализатор ретінде қызмет ететін процесс» болды.

РНҚ-ның әртүрлі фрагменттерін ортақ тізбекке көшіріп, қою арқылы РНҚ молекулалары бар тізбектерге негізделген пайдалы тізбектер құрады. Нәтижесінде олар ақуыздар мен ақуыз ферменттерін құруды білген кезде пайда болды, олар РНҚ нұсқаларына қарағанда әлдеқайда пайдалы болып шықты, олардың көп бөлігі оларды ығыстырып, біз қазір көріп отырмыз.

РНҚ әлемі күрделі тірі организмдерді нөлден құрудың әдемі тәсілі.

Бұл тұжырымдамада «бастапқы сорпада» ондаған биологиялық молекулалардың бір уақытта түзілуіне сенудің қажеті жоқ, ол өзі бастаған жалғыз молекула үшін жеткілікті болады.

Дәлелдеу

2000 жылы RNA World гипотезасы нақты дәлелдер алды.

Томас Штайц 30 жылын тірі жасушалардағы молекулалардың құрылысын зерттеді. 90-жылдары ол өмірінің негізгі зерттеуін бастады: рибосома құрылымын зерттеу.

Әрбір тірі жасушада рибосома болады. Бұл үлкен молекула РНҚ-дан нұсқаулықтарды оқиды және ақуыздар жасау үшін аминқышқылдарын біріктіреді. Адам клеткаларындағы рибосомалар дененің барлық дерлік бөлігін құрайды.

Бұл уақытта рибосоманың құрамында РНҚ болатындығы белгілі болды. Бірақ 2000 жылы Steitz тобы рибосома құрылымының егжей-тегжейлі моделін ұсынды, онда РНҚ рибосоманың каталитикалық ядросы ретінде пайда болды.

Бұл жаңалық маңызды болды, әсіресе өмір үшін ежелгі және түбегейлі маңызды рибосома қаншалықты маңызды болғанын ескере отырып. Мұндай маңызды механизмнің РНҚ-ға негізделгендігі ғылыми қоғамдастықта «РНҚ әлемі» теориясын әлдеқайда түсінікті етті. Бәрінен бұрын «РНҚ әлемі» тұжырымдамасын қолдаушылар ашылуына қуанып, 2009 жылы Стец Нобель сыйлығын алды.

Бірақ осыдан кейін ғалымдар күмәндана бастады.

«РНҚ әлемі» теориясының мәселелері

«РНҚ әлемі» теориясында бастапқыда екі мәселе болды.

Біріншіден, РНҚ барлық өмірлік функцияларды орындай ала ма? Ал ол ерте Жер жағдайында қалыптаса алар ма еді?

Гилберт «РНҚ әлемі» теориясын құрғаннан бері 30 жыл өтті, және бізде РНҚ-ның теорияда сипатталған барлық нәрсеге шынымен қабілетті екендігі туралы толық дәлел жоқ. Ия, бұл таңқаларлық функционалды молекула, бірақ оған бір РНҚ-ны өзіне тиесілі барлық функциялар жеткілікті ме?

Бір сәйкессіздік таң қалдырды. Егер өмір РНҚ молекуласынан басталса, бұл РНҚ-ның өз көшірмелерін немесе көшірмелерін жасай алатындығын білдіреді.

Бірақ белгілі РНҚ-ның ешқайсысында мұндай қабілет жоқ. РНҚ немесе ДНҚ фрагменттерінің дәл көшірмесін жасау үшін көптеген ферменттер мен басқа молекулалар қажет.

Сондықтан, 80-жылдардың соңында бір топ биологтар өте мұқият зерттеуді бастады. Олар өздігінен репликация жасай алатын РНҚ құруды көздеді.

Өздігінен өсетін РНҚ жасауға талпыныс

Гарвард медициналық мектебінің оқытушысы Джек Шостак осы зерттеушілердің алғашқысы болды. Бала кезінен химияға қатты құштар болған, ол тіпті жертөлесін зертханаға айналдырған. Ол өзінің қауіпсіздігіне немқұрайды қарады, бір кездері жарылыс шыны ыдысты төбеге іліп тастады.

80-жылдардың басында Шостак адам гендерін өздерін қартаюдан қалай қорғайтынын айқын көрсетті. Бұл ертерек зерттеу кейінірек оны Нобель сыйлығының лауреаттары тізіміне алып келеді.

Бірақ ол көп ұзамай Чектің РНҚ ферменттеріне қатысты зерттеулерінен шабыт алды. «Менің ойымша, бұл керемет жұмыс», - дейді Шостак. «Негізінде, РНҚ өз көшірмелерін жасау үшін катализатор бола алады».

1988 жылы Чек кішкентай 10 нуклеотидті РНҚ молекуласын құруға қабілетті РНҚ ферментін тапты.

Шостак ары қарай жүруге және зертханада жаңа РНҚ ферменттерін құруға шешім қабылдады. Оның командасы кездейсоқ тізбектің жиынтығын құрды және әрқайсысын катализатор қабілетіне ие кем дегенде біреуін табу үшін сынап көрді. Әрі қарай қатарлар өзгеріп, тест одан әрі жалғасты.

10 әрекеттен кейін Шостак РНҚ ферменттерін жасай алды, ол катализатор ретінде реакцияны табиғаттағыдан 7 миллион есе тездетеді.

Шостактың командасы РНҚ ферменттерінің өте күшті болатындығын дәлелдеді. Бірақ олардың ферменттері репликаларын жасай алмады. Бұл Шостак үшін өлі кезең болды.

R18 ферменті

2001 жылы келесі жаңалықты Шостактың бұрынғы студенті - Кембридждегі Массачусетс технологиялық институтының студенті Дэвид Бартел жасады.

Бартел РНҚ тізбегіне жаңа нуклеотидтерді қосуға болатын R18 деп аталатын РНҚ ферментін жасады.

Басқаша айтқанда, фермент кездейсоқ нуклеотидтерді қосып қана қоймай, тізбекті дәл көшірді.

Өздігінен өсетін молекулалар әлі алыс еді, бірақ бағыт дұрыс болды.

R18 ферменті 189 нуклеотидтер тізбегінен тұрды және тағы 11-ні қоса алады, яғни оның ұзындығының 6% құрайды. Зерттеушілер бірнеше тәжірибелерде бұл 6% 100% айналуы мүмкін деп үміттенді.

Бұл саладағы ең табысты Кембридждегі молекулалық биология зертханасының қызметкері Филип Холлигер болды. 2011 жылы оның командасы 95 нуклеотидтен тұратын тізбекті көшіре алатын tC19Z ферментін құру үшін R18 ферментін өзгертті. Бұл оның ұзындығының 48% - R18 ұзындығынан көп, бірақ 100% қажет емес.

Джеральд Джойс пен Скриппс Ла Джолла ғылыми-зерттеу институтының қызметкері Трейси Линкольн бұл мәселеге балама тәсіл ұсынды. 2009 жылы олар РНҚ-ның ферментін жасады, ол жанама түрде оның репликасын жасайды.

Олардың ферменті РНҚ-ның екі қысқа фрагменттерін біріктіріп, басқа фермент жасайды. Ол өз кезегінде екі басқа РНҚ фрагменттерін біріктіріп, бастапқы ферментті қалпына келтіреді.

Шикізатпен бұл қарапайым цикл шексіз жалғасуы мүмкін. Бірақ ферменттер Джойс пен Линкольн құрған дұрыс РНҚ тізбектері болған жағдайда ғана жұмыс істейді.

«РНҚ әлемі» идеясына күмәнмен қарайтын көптеген ғалымдар үшін РНҚ-ның өзіндік репликациясының болмауы скептицизмнің басты себебі болып табылады. РНҚ жай ғана тіршілік иесінің рөлін жеңе алмайды.

РНҚ-ны нөлден жасауда химиктер оптимизм қоспайды. РНҚ ДНҚ-ға қарағанда әлдеқайда қарапайым молекула болса да, оны құру керемет проблема болды.

Бірінші ұяшықтар бөліну арқылы көбейеді.

Мәселе - қант

Бұл әр нуклеотид пен нуклеотид негізіндегі қантқа қатысты.Оларды бөлек құру нақты, бірақ оларды бір-бірімен байланыстыру мүмкін емес.

90-жылдардың басында бұл проблема қазірдің өзінде айқын болды. Ол көптеген биологтарды РНҚ әлемінің гипотезасы қаншалықты жағымды көрінсе де, бәрібір тек гипотеза болып қала береді деп сендірді.

• Мүмкін, тағы бір молекула бастапқыда Жерде болған: ол РНҚ-ға қарағанда қарапайым және «бастапқы сорпадан» жиналып, кейіннен өзін-өзі көбейтуге мүмкіндік алды.
• Мүмкін бұл молекула бірінші болды, содан кейін РНҚ, ДНҚ және басқалары пайда болды.

Полиамидті нуклеин қышқылы (PNA)

1991 жылы Даниядағы Копенгаген университетінің Питер Нильсен бастапқы репликатор рөліне лайықты кандидатты тапқандай болды.

Шын мәнінде, бұл ДНҚ-ның айтарлықтай жетілдірілген нұсқасы болды. Нильсен негізін өзгеріссіз қалдырды - стандартты A, T, C және G - бірақ ол қант молекулаларын қолданудың орнына полиамидтер деп аталатын молекулаларды қолданды.

Ол алынған молекуланы полиамидті нуклеин қышқылы, немесе ПНҚ деп атады. Алайда уақыт өте келе аббревиатураның шешімі қандай да бір себептермен «пептидті нуклеин қышқылына» айналды.

Табиғатта РНҚ табылмайды. Бірақ оның мінез-құлқы ДНҚ-ның мінез-құлқына өте ұқсас. РНҚ тізбегі ДНҚ молекуласындағы тізбекті ауыстыра алады, ал негіздер әдеттегідей үйлеседі. Сонымен қатар, РНҚ-ны ДНҚ тәрізді қос спиральға айналдыруға болады.

Стэнли Миллерді қызықтырды. «РНҚ әлемі» ұғымына деген терең скептицизммен, ол ПНҚ бірінші генетикалық материалдың рөліне жақсы сәйкес келеді деп санайды.

2000 жылы ол өз пікірін дәлелдермен қолдады. Ол кезде ол қазірдің өзінде 70 жаста еді, бірнеше рет соққыларды бастан өткерді, содан кейін ол қарттар үйінде аяқталуы мүмкін еді, бірақ ол бас тартқысы келмеді.

Миллер бұдан бұрын метан, азот, аммиак және суды пайдаланып, өзінің классикалық экспериментін қайталап, ақырында РНҚ-ның полиамид негізін алды.

Бұдан шығатыны, ерте Жерде РНҚ-ға қарағанда ПНҚ-ның пайда болуы үшін жағдайлар болуы мүмкін.

ПНҚ әрекеті ДНҚ-ға ұқсайды.

Треос-нуклеин қышқылы (TNC)

Осы уақытта басқа химиктер өздерінің нуклеин қышқылдарын құрды.

2000 жылы Альберт Эшенмозер үштік-нуклеин қышқылын (TNC) құрды.

Шын мәнінде, бұл бірдей ДНҚ болды, бірақ базасында әртүрлі қант бар. ТҰК тізбегі қос спираль түзуі мүмкін, ал ақпарат РНҚ-дан ТҰК-ға және керісінше берілуі мүмкін.

Сонымен қатар, ТҰК-де ақуыз түрінде күрделі формалар пайда болуы мүмкін. Бұл ҰЯТ-лар РНҚ сияқты фермент ретінде әрекет ете алады деген болжам жасады.

Гликоль нуклеин қышқылы (GNA)

2005 жылы Эрик Меггерс гликольды нуклеин қышқылын құрды, ол спираль түзуге қабілетті.

Осы нуклеин қышқылдарының әрқайсысының өз жақтаушылары болды: әдетте қышқылдарды жасаушылардың өздері.

Бірақ табиғатта мұндай нуклеин қышқылдарының ізі болған жоқ, сондықтан оларды алғашқы өмірінде қолданған деп есептегенде, РНҚ мен ДНҚ пайдасына оларды тастап кету керек еді.

Дәлелді, бірақ дәлелденбеген.

Бұл өте жақсы тұжырым, бірақ ...

Осылайша, ХХІ ғасырдың бірінші онжылдығының ортасында РНҚ әлемін жақтаушылар жанжалда қалды.

Бір жағынан, РНҚ ферменттері табиғатта өмір сүрді және биологиялық механизмдердің маңызды бөліктерінің бірі - рибосома құрамына кірді. Бұл жаман емес.

Бірақ, екінші жағынан, табиғатта өздігінен пайда болатын РНҚ табылған жоқ және ешкім РНҚ-ны «бастапқы сорпада» қалай түзгенін түсіндіре алмады. Соңғысын балама нуклеин қышқылдары түсіндіруі мүмкін, бірақ табиғатта олар бұрыннан бар (немесе ешқашан). Бұл жаман.

«РНҚ әлемінің» бүкіл тұжырымдамасына үкім айқын болды: тұжырымдама жақсы, бірақ толық емес.

Ал, 80-жылдардың ортасынан бастап тағы бір теория баяу дами бастады. Оның жақтастары өмір РНҚ, ДНҚ немесе басқа генетикалық заттан басталмаған деп мәлімдеді.Олардың пікірінше, өмір энергияны пайдалану тетігі ретінде дүниеге келді.

Алдымен энергия?

Сонымен, жылдар ішінде өмірдің пайда болуымен айналысатын ғалымдар 3 лагерьге бөлінді.

Алғашқылардың өкілдері өмірдің РНҚ молекуласынан басталғанына сенімді болды, бірақ олар РНҚ молекулалары немесе ұқсас РНҚ-лар қалайша ерте Жер бетінде пайда болып, өзін-өзі көбейтуге кіріскенін анықтай алмады. Алдымен ғалымдардың жетістіктері қуантты, бірақ соңында зерттеушілер тоқтап қалды. Алайда, бұл зерттеулер қызу жүріп жатқан кездің өзінде, өмірдің мүлде басқа жолмен пайда болатынына сенімді адамдар болды.

«РНҚ әлемі» теориясы қарапайым идеяға негізделген: дененің ең маңызды функциясы - бұл туа білу қабілеті. Биологтардың көпшілігі бұған келіседі. Бактериялардан бастап көк киттерге дейінгі барлық тіршілік иелері ұрпақ қалдыруға бейім.

Алайда, осы мәселе бойынша көптеген зерттеушілер ұрпақты болу функциясы бірінші орынға шығады деген пікірмен келіспейді. Көбею басталғанға дейін ағза өзін-өзі қамтамасыз етуі керек дейді. Ол өздігінен өмір сүре алатындай болуы керек. Ақыр соңында, егер сіз одан бұрын өлсеңіз, балалы бола алмайсыз.

Біз өмірді тамақ арқылы қолдаймыз, өсімдіктер күн сәулесінен қуат алады.

Ия, шырынды кесектерді жегенді ұнататын жігіт ғасырлық еменге ұқсамайды, бірақ іс жүзінде екеуі де энергияны сіңіреді.

Энергияны сіңіру - бұл өмірдің негізі.

Метаболизм

Тірі табиғаттың энергиясы туралы айтатын болсақ, біз метаболизммен айналысамыз.

1. Бірінші кезең - мысалы, энергияға бай заттардан энергия алу (мысалы, қант).
2. Екіншісі - денеде сау жасушалар құру үшін энергияны пайдалану.

Энергияны пайдалану процесі өте маңызды, сондықтан көптеген зерттеушілер өмірдің басталғанына дәл солай сенімді.

Тек организмдер метаболикалық қызметке ғана ұқсайды?

Алғашқы және әсерлі болжамды Гюнтер Вахтерсаузер ХХ ғасырдың 80-ші жылдарының соңында ұсынды. Мамандығы бойынша ол патенттік заңгер болды, бірақ химия саласында жақсы білімі болды.

Вахтершаузер алғашқы организмдер «біз білетін барлық нәрселерден түбегейлі өзгеше» деген болжам жасады. Олар жасушалардан тұрмаған. Оларда ферменттер, ДНҚ немесе РНҚ болмаған.

Түсінікті болу үшін Вахтершаузер жанартаудан ағып жатқан ыстық судың ағынын сипаттады. Су аммиак сияқты жанартау газдарымен және жанартаудың ортасынан минералдардың бөлшектерімен қаныққан.

Ағын жыныстардың үстінен ағып жатқан жерлерде химиялық реакциялар басталды. Су құрамындағы металлдар қарапайым органикалық қосылыстардың пайда болуына ықпал етті.

Метаболикалық цикл

Алғашқы метаболикалық циклдің құрылуы бетбұрыс болды.

Бұл процесс кезінде бір химиялық зат бірнеше басқаларға айналады, және тағы басқалар, бәрі бірінші затты қалпына келтіруге дейін.

Процесс барысында метаболизмге қатысатын бүкіл жүйе энергия жинайды, оны циклды қайта бастауға немесе жаңа процесті бастауға пайдалануға болады.

Метаболикалық циклдер олардың «механикалық» екендігіне қарамастан, өмір үшін түбегейлі маңызды.

Қазіргі заманғы ағзаларға берілген барлық басқа заттар (ДНҚ, жасушалар, ми) осы химиялық циклдердің негізінде кейінірек пайда болды.

Метаболикалық циклдер өмірге өте ұқсас емес. Сондықтан, Вахтершаузер өзінің өнертабыстарын «алдағы организмдер» деп атады және оларды «тірі деп атауға болмайды» деп жазды.

Бірақ Вахтершаузер сипаттаған метаболикалық цикл әрқашан тірі организмнің ортасында болады.

Сіздің жасушаларыңыз іс жүзінде кейбір заттарды үнемі басқаларға айналдыратын микроскопиялық өсімдіктер.

Метаболикалық циклдер олардың «механикалық» екендігіне қарамастан, өмір үшін түбегейлі маңызды.

ХХ ғасырдың соңғы жиырма жылдығы, Вахтершаузер өз теориясын толығымен ашып, оны арнады.Ол басқаларға қарағанда қандай минералдардың жақсы болатынын және қандай химиялық циклдер жүретінін сипаттады. Оның пайымдауын жақтаушылар ала бастады.

Тәжірибелік растау

Бірақ мәселе теориялардан тыс қалмады. Күзетшіге оның теориясын дәлелдейтін практикалық жаңалық қажет болды. Бақытымызға орай, бұл он жыл бұрын жасалған болатын.

1977 жылы Орегон университетінің Джек Корлисс тобы Тынық мұхитының шығысына 2,5 шақырым (1,5 миль) тереңдікке кетті. Ғалымдар Галапагос ыстық бұлағын тау жоталары түбінен көтерілген жерде зерттеді. Бастапқы жоталар бастапқыда вулкандық белсенді болатын.

Корлисс полигондар ыстық бұлақтармен дерлік бөлінгенін анықтады. Ыстық және химиялық қаныққан су теңіз түбінен көтеріліп, жартастағы саңылаулар арқылы ағады.

Бір таңқаларлығы, бұл «гидротермальды саңылаулар» бөтен тіршілік иелеріне тығыз қоныстанған. Бұл бірнеше түрден тұратын моллюскалар, мидия және аннелидтер болды.

Су бактерияларға да толы болды. Барлық осы организмдер гидротермиялық саңылаулардан энергиямен өмір сүрді.

Гидротермиялық саңылаулардың ашылуы Corliss-тің беделін арттырды. Бұл оны ойлануға мәжбүр етті.

Мұхиттағы гидротермиялық саңылаулар қазіргі кездегі организмдердің тіршілігін қамтамасыз етеді. Мүмкін олар оның негізгі көзі болды?

Гидротермиялық саңылаулар

1981 жылы Джек Корлисс мұндай желдеткіштер Жерде 4 миллиард жыл бұрын болған деп тұжырымдайды және олардың айналасында тіршілік туады. Ол өзінің бүкіл мансабын осы идеяны дамытуға арнады.

Корлисс гидротермальды саңылаулар химиялық заттардың қоспасын жасай алады деп болжады. Оның айтуынша, әрбір вентиляция «бастапқы сорпаның» атомизаторы болды.

• Тау жыныстарынан ыстық су ағып жатқанда, жылу мен қысым қарапайым органикалық қосылыстар аминқышқылдары, нуклеотидтер және қант сияқты күрделі заттарға айналды.
• Су бұдан әрі ыстық болған мұхитқа шығуға жақынырақ олар ДНҚ тәрізді көмірсулар, ақуыздар мен нуклеотидтер түзіп, тізбек құра бастады.
• Содан кейін су айтарлықтай суыған мұхиттың өзінде бұл молекулалар қарапайым жасушаларға жиналды.

Теория ақылға қонымды және назарын аударды.

Бірақ тәжірибе бұрын талқыланған Стэнли Миллер ынта бөліспеді. 1988 жылы ол саңылаулар оларда өмір сүру үшін тым ыстық деп жазды.

Корлистің теориясы экстремалды температура аминқышқылдары сияқты заттардың пайда болуына әсер етуі мүмкін деген тұжырым жасады, бірақ Миллердің тәжірибелері оның оларды да жоя алатындығын көрсетті.

Қант сияқты негізгі қосылыстар бірнеше секундқа созылуы мүмкін.

Сонымен қатар, бұл қарапайым молекулалар тізбек құра алмайтын еді, өйткені айналадағы су оларды бірден бұзады.

Жылы, тіпті жылы ...

Осы кезде пікірталасқа геолог Майк Расселл қосылды. Ол жел теориясы Вактерсхаусердің алдын-ала ағзалар туралы болжамдарына толық сәйкес келеді деп есептеді. Бұл ойлар оны өмірдің пайда болуы туралы ең танымал теориялардың бірін жасауға итермеледі.

Расселдің жастық шағы аспирин жасау мен құнды минералдардың зерттелуінен өтті. 60-шы жылдары жанартаудың атқылауы кезінде ол жауап жоспарын сәтті үйлестірді, оның артында тәжірибесі жоқ. Бірақ ол әр түрлі дәуірлерде Жер бетінің қалай өзгергенін зерттеуге қызығушылық танытты. Тарихқа геолог тұрғысынан қарау мүмкіндігі оның өмірдің пайда болу теориясын қалыптастырды.

80-ші жылдары ол қазба қалдықтарын тапты, бұл ежелгі уақытта температурасы 150 градустан аспаған гидротермальды саңылаулар болғанын көрсетеді. Бұл қалыпты температура, оның пікірінше, молекулалар Миллер ойлағаннан әлдеқайда ұзақ уақытқа созылуы мүмкін.

Оның үстіне, бұл аз ыстық шұңқырлардың қазбаларында қызықты нәрсе табылды.Пирит деп аталатын минерал, темір мен күкірттен тұрады, ұзындығы 1 мм түтік түрінде болады.

Расселл өзінің зертханасында пирит сфералық тамшылардың да түзе алатындығын анықтады. Ол алғашқы күрделі органикалық молекулалар дәл пирит құрылымдарының ішінде түзілген деп ұсынды.

Шамамен сол уақытта Вахттершаузер өзінің химиялық заттарға бай су ағынының белгілі бір минералды затпен әрекеттесуіне негізделген теорияларын жариялай бастады. Ол тіпті пирит бұл минерал болуы мүмкін деп болжады.

Расселл тек 2 мен 2-ді қоса алады.

Ол терең теңіздегі жылы гидротермиялық саңылаулардың ішінде, пирит құрылымдары пайда болуы мүмкін, Вахтершаузердің прекурсорлы ағзалары пайда болғанын мойындады. Егер Расселл қателеспеген болса, онда өмір теңіз түбінде пайда болды, метаболизм алдымен пайда болды.

Мұның бәрі Расселлдің 1993 жылы, Миллердің классикалық экспериментінен 40 жыл өткен соң жарияланған мақаласында баяндалған.

Баспасөздегі резонанс әлдеқайда аз пайда болды, бірақ ашудың маңыздылығы бұған кедергі келтірмейді. Расселл екі түрлі идеяны (Вахтершаузер метаболикалық циклдары және Корлисс гидротермалды саңылаулары) бір сенімді тұжырымдамаға біріктірді.

Расселл алғашқы организмдердің энергияны қалай сіңіретіндігі туралы өз идеяларымен бөліскен кезде тұжырымдама одан сайын әсерлі болды. Басқаша айтқанда, ол олардың метаболизмі қалай жұмыс істейтінін түсіндірді. Оның идеясы қазіргі ғылымның ұмытылған данышпандарының бірінің жұмысына негізделген.

Митчеллдің «күлкілі» тәжірибелері

60-жылдары биохимик Питер Митчелл ауруға байланысты Эдинбург университетінен кетуге мәжбүр болды.

Ол Корнуоллдағы үйді жеке зертханаға айналдырды. Ғылыми қауымдастықтан алшақтап, ол өзінің жұмысын үй сиырларының сүтін сату арқылы қаржыландырды. Көптеген биохимиктер, оның ішінде РНҚ зерттеулері бұрын қарастырылған Лесли Оргель Митчеллдің жұмысын өте күлкілі деп санады.

Шамамен жиырма жыл өткен соң, Митчелл 1978 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығын алғаннан кейін жеңіске жетті. Ол әйгілі болмады, бірақ оның идеяларын кез-келген биология оқулығынан байқауға болады.

Митчелл өмірін ағзалардың тамақтан энергияны қалай жұмсайтындығын зерттеуге арнады. Басқаша айтқанда, ол біздің екіншіден екіншіге қалай аман қалғанымызды қызықтырды.

Британдық биохимик Питер Митчелл химия саласындағы Нобель сыйлығына ие болды, ол АТФ синтезі механизмін ашудағы жұмысы үшін ие болды.

Дене энергияны қалай сақтайды

Митчелл барлық жасушалар энергияны белгілі бір молекулада - аденозин трифосфатында (ATP) сақтайтынын білді. Ең бастысы, үш фосфат тізбегі аденозинмен байланысады. Үшінші фосфаттың қосылуы көп энергия алады, кейінірек АТФ-да болады.

Жасушаға энергия қажет болғанда (мысалы, бұлшықет жиырылуымен), ол үшінші фосфатты АТФ-тен жояды. Бұл АТФ-ны аденозидифосфатқа (ADP) айналдырады және сақталған энергияны шығарады.

Митчелл жасушалардың бастапқыда қалай АТФ құра алғанын білгісі келді. Үшінші фосфатқа қосылу үшін олар АДР-да жеткілікті энергияны қалай шоғырландырды?

Митчелл АТФ түзетін фермент мембранада екенін білді. Ол жасуша протон деп аталатын зарядталған бөлшектерді мембрана арқылы айдайды, сондықтан бір жағында көптеген протондар бар, ал екінші жағында олар жоқ деген қорытындыға келді.

Содан кейін протондар екі жағынан тепе-теңдікті сақтау үшін мембранаға оралуға тырысады, бірақ олар тек ферменттерге ене алады. Шашырау протондарының ағымы ферментке АТФ құру үшін қажетті қуат береді.

Митчелл бұл идеяны алғаш 1961 жылы айтқан. Келесі 15 жыл ішінде ол өзінің теориясын теріске шығарылған дәлелдерге қарамастан шабуылдардан қорғады.

Бүгінгі таңда Митчелл сипаттаған процесс планетадағы барлық тіршілік иелеріне тән екені белгілі. Бұл дәл қазір сіздің жасушаңызда болып жатыр. ДНҚ сияқты, бұл біз білетін өмірдің негізгі бөлігі.

Катарей

Catharheon aeon (ежелгі грекκατἀρχαῖος - «ескіден төмен»), 4.6–4 миллиард жыл бұрын Жер дамуының протопланетарлық кезеңі ретінде белгілі. Архейдің бірінші жартысын қамтиды. Ол кездегі жер сирек кездесетін атмосферасы бар және гидросферасыз суық дене болатын. Мұндай жағдайда өмір көрінбейді.

Катарея кезінде атмосфера тығыз болған жоқ. Ол жер астероидтерімен соқтығысқан кезде пайда болған газдар мен су буларынан тұрды.

Айдың ол кезде Жерге тым жақын орналасқандығына (небәрі 170 мың км) (экватор - 40 мың км) байланысты болғандықтан, күн 6 сағатқа созылған жоқ. Бірақ, ай азайған сайын, күн көбейе бастады.

Протерозой Аеон (2,5 миллиард - 543 миллион жыл бұрын)

Протерозой (грек. Πρότερος - бірінші, ең көне, грек. Ζωή - тіршілік) күрделі өсімдіктердің, саңырауқұлақтар мен жануарлардың (мысалы, губкалар) пайда болуымен ерекшеленеді. Протерозойдың басындағы өмір әлі теңіздерде шоғырланған, өйткені құрлықтағы жағдай онша қолайлы болмаған: атмосфера негізінен күкіртсутектен, СО-дан тұратын₂, N₂, CH₄, және өте аз мөлшерде O₂.

Алайда, сол кезде теңіздерде өмір сүрген бактериялар O түзе бастады₂ жанама өнім ретінде және 2 миллиард жыл бұрын оттегінің мөлшері тұрақты деңгейге жеткен болатын. Бірақ атмосферадағы оттегінің күрт артуы оттегі апатына алып келді, бұл сол кезде мұхиттарды мекен еткен организмдердің тыныс алу мүшелерінің өзгеруіне әкелді (анаэробты заттар аэробтықтармен алмастырылды) және атмосфера құрамының өзгеруі (озон қабатының пайда болуы). Парниктік эффекттің Жердегі төмендеуіне байланысты ұзақ уақытқа созылған Гурон мұздығы орын алды: температура −40 ° С дейін төмендеді.

Мұзданудан кейін алғашқы көпжасушалы қалдықтар табылған. Ол кезде мұхиттар сприггин сияқты жануарлар мекендеген (Сприггина) - басы мен артқы ұштары бар құрт тәрізді жануарлар. Мұндай жануарлар қазіргі жануарлардың ата-бабаларына айналған болуы мүмкін.

Палеопротерозой

Палеопротерозой - 2,5 миллиард жыл бұрын басталып, 1,6 миллиард жыл бұрын аяқталған протерозойдың геологиялық дәуірі. Бұл кезде құрлықтардың алғашқы тұрақтануы. Цианобактериялар, фотосинтездің биохимиялық процесін энергия мен оттегі алу үшін қолданатын бактериялардың бір түрі, дәл осы уақытта дами бастады.

Ерте палеопротерозойдың маңызды оқиғасы - оттегі апаты. Атмосферада оттегінің мөлшері едәуір артуына дейін, тіршілік етуші формалардың барлығы дерлік анаэробтар болды, яғни тірі формалардағы зат алмасу оттегін қажет етпейтін жасушалық тыныс алу формаларына байланысты болды. Оттегінің көп мөлшеріне қол жетімділігі анаэробты бактериялардың көпшілігіне зиянды, сондықтан қазіргі уақытта жер бетіндегі тірі организмдердің көпшілігі жоғалып кетті. Қалған тіршілік формалары тотығуға немесе оттегінің өлімге әкелетін әсеріне иммунды болды немесе өмірлік циклін оттегі жоқ ортада өткізді.

Неопротерозойлық

НеопротерозойлықАғылшынша Неопротерозой эрасы - геохронологиялық дәуір (протерозойдың соңғы дәуірі), ол 1000 миллион жыл бұрын басталып, 542 миллион жыл бұрын аяқталған.

Геологиялық тұрғыдан алғанда, ол Родинияның ежелгі суперконтинентінің кем дегенде 8 бөлікке бөлінуімен сипатталады, соған байланысты Мировияның ежелгі супер мұхиты өмір сүруді тоқтатты. Криогенез кезінде Жердегі ең үлкен мұздану орын алды - мұз экваторға жетті (Жер-қар).

Кешіккен неопротерозой (Ediacarius) тірі организмдердің ең көне қазба қалдықтарын қамтиды, өйткені дәл сол кезде тірі организмдерде қатты қабық немесе қаңқа пайда бола бастаған.

Кембрий кезеңі (543-490 миллион жыл бұрын)

Кембрий кезеңінде тірі организмдердің алуан түрлілігі кенеттен пайда болады - жануарлар әлемінің көптеген бөліктерінің қазіргі өкілдерінің ата-бабалары (кембрийден бұрынғы шөгінділерде мұндай организмдердің қалдықтары жоқ).Геологиялық масштабта күтпеген, бірақ шын мәнінде миллиондаған жылдарға созылатын бұл оқиға ғылымда Кембрий жарылысы ретінде белгілі.

Кембрий кезеңіндегі жануарлардың қалдықтары бүкіл әлемде жиі кездеседі. Кембрий кезеңінің басында (шамамен 540 миллион жыл бұрын) жануарлардың кейбір топтарында күрделі көз пайда болады. Бұл органның пайда болуы үлкен эволюциялық қадам болды - енді жануарлар қоршаған әлемді көре алды. Енді құрбандар аңшыларды көрді, ал аңшылар олардың құрбандарын көре алды.

Кембрий дәуірінде құрлықта жер болмаған. Бірақ мұхиттар омыртқасыздармен тығыз қоныстанған, мысалы, губкалар, трилобиттер, аномалокарлар. Кейде су астындағы үлкен көшкіндер теңіз тіршілігінің қауымдастықтарын тонна тұнбаға көміп отырды. Осы көшкіндердің арқасында біз кембрий кезеңіндегі жануарлар әлемінің қандай таңқаларлық болғанын елестете аламыз, өйткені жұмсақ жұмсақ жануарлар да шөгінділерде қазба түрінде жақсы сақталған.

Кеш кембрий кезеңіндегі теңіздерде жануарлардың негізгі топтары артроподтар, эхинодермалар және моллюскалар болды. Бірақ сол кездегі теңіздердің ең маңызды тұрғыны хайкуютистің иесіз тіршілік иесі болды - ол өз көздерінен басқа аккорд жасады.

Ордовик кезеңі (490–443 жыл бұрын)

Ордовиктердің жерінде тіршілік ететін алғашқы өсімдіктер болған қыналардан басқа, жер қоныстанбады. Бірақ негізгі өмір теңіздерде белсенді түрде дамыды.

Ордовик теңіздерінің негізгі тұрғындары мегропограф сияқты артроподтар болды. Олар қысқа мерзімде жұмыртқа салу үшін құрлыққа кете алады. Бірақ басқа тұрғындар болды, мысалы, цефалоподтар ортокондары клеткасының өкілі.

Ордовикте омыртқалы жануарлар әлі толық қалыптаспаған. Хайкоихтис ұрпақтары теңіздерде жүзіп жүрді, олар омыртқа тәрізді пішінді еді.

Сондай-ақ, Ордовик дәуіріндегі теңіздерде ішек, эхинодерма, маржандар, губкалар және басқа да омыртқасыздар өмір сүрді.

Силур кезеңі (443-417 миллион жыл бұрын)

Кейбір өсімдіктер, мысалы, биіктігі 10 см-ден аспайтын куксония (Coocsonia) және қынаптың кейбір түрлері силуриялық жерге қонады. Кейбір артроподтар атмосфералық ауамен дем алуға мүмкіндік беретін қарабайыр өкпелерді дамытады, мысалы, бронтоскорпионың шаяны төрт сағат ішінде құрлықта болуы мүмкін [ көзі көрсетілмеген 1968 күн ] .

Миллиондаған жылдардан кейін теңіздерде үлкен коралл рифтері пайда болады, онда кішкентай шаян тәрізділер мен брахоподтар пана тапты. Бұл кезеңде артроподтар одан да үлкен бола бастады, мысалы, ракоскорпион патереготының ұзындығы 2,5 метрге жетуі мүмкін еді, бірақ ол жерге түсуге өте үлкен болды.

Силур теңіздерінде ақырында қалыптасқан омыртқалылар пайда болады. Артроподтардан айырмашылығы, омыртқалыларда сүйектердің жоталары болды, бұл оларға су астында жақсы маневр жасауға мүмкіндік берді. Мысалы, омыртқалы цефаласпис, қоршаған ортаны сезінуге мүмкіндік беретін арнайы магнит өрісін құратын сезім мүшелерін дамытады. Цефаласпис жануарға кейбір оқиғаларды есте сақтауға мүмкіндік беретін қарабайыр миды да дамытты.

Девон кезеңі (417-354 миллион жыл бұрын)

Девононда өмір құрлықта және теңізде белсенді дамуды жалғастыруда. Алғашқы қарабайыр ормандар пайда болады, олар негізінен өзендер мен көлдердің жағасында өсетін археоптерис (Archaeopteris) тәрізді ежелгі қарапайым ағаш тәрізді бұтақтардан тұрады.

Ерте девонның негізгі өмірі негізінен артроподтар мен центпедтермен бейнеленген, олар дененің бүкіл бетінен дем алып, өте ылғалды жерлерде өмір сүрген. Алайда, девонның аяғында ежелгі артроподтарда хитинозды қабық пайда болды, дене сегменттерінің саны қысқарды, табандардың төртінші жұбы антеннаға және жаққа айналды, кейбірі дамыған қанаттар болды.Осылайша жаңа эволюциялық тармақ пайда болды - планетаның әртүрлі бұрыштарын игере алатын жәндіктер.

Девононның ортасында алғашқы амфибиялар құрлыққа аяқ басқан (мысалы, гинерпетон, ихтиостега). Олар судан алыс өмір сүре алмады, өйткені терілері әлі де жұқа болғандықтан, олар кебуден қорғалған емес. Сонымен қатар, қосмекенділер судың көмегімен ғана жұмыртқаны көбейте алады. Судың сыртында қосмекенділердің ұрпақтары өледі: күн уылдырықты құрғатады, өйткені ол жұқа қабықтан басқа ешқандай қабықпен қорғалмайды.

Балықтар тез жүзудің олжасын алуға мүмкіндік беретін жақтарын дамытты. Олар мөлшерде тез көбейе бастады. Девон кезеңі қарабайыр балықтар, атап айтқанда шеміршек тәрізділердің гүлденуімен сипатталады. Девононның аяғында теңізде алғашқы сүйекті балықтар пайда болды, мысалы шеміршекті балықтарды (атап айтқанда, қазіргі заманғы акулалардың ата-бабалары) артқы жағына шығарған алып жыртқыш гинерия. Алайда девон теңіздерінің ең қорқынышты тұрғындары ұзындығы 8-10 метрге жететін Дунклест және Динис сияқты плацодерма тобының өкілдері болды.

Көміртекті кезең (354-290 миллион жыл бұрын)

Карбон кезеңінде бүкіл планетада климат ыстық және ылғалды болды. Ол кездегі батпақты ормандарда негізінен жылқылар, ағаш тәрізді папоротниктер және алып лепидодендрондар өсіп, олар 10-35 метрге дейін, магистральді диаметрі бір метрге дейін жетеді.

Жануарлар әлемін көптеген тіршілік иелері ұсынды. Жылудың, ылғалдың және оттегінің көптігі артроподтардың мөлшерінің ұлғаюына ықпал етті, мысалы, артроплеура ұзындығы 2,5 метрге жетуі мүмкін, ал үлкен айдаһарлық меганевра - қанаттарында 75 см.

Мұндай жағдайлар қосмекенділердің өркендеуіне ықпал етті. Олар (мысалы, протерогиринус) жағалаудағы барлық тіршілік иелерін алып, қос тыныс алатын және қылшық тәрізді жануарларды толығымен жояды. Карбон кезеңінде қосмекенділер алғашқы бауырымен жорғалаушыларды (сауропсидтер) және синапсидтерді немесе олардың жалпы аталарын тудырды. Алғашқы бауырымен жорғалаушылар қазіргі заманғы кесірткелерге ұқсайтын өте кішкентай жануарлар болды, мысалы, бензолакозаврдың ұзындығы 40 сантиметрден аспады. Олар жұмыртқаны құрлыққа жібере алды - бұл үлкен эволюциялық қадам болды, сонымен қатар олардың терісі жануарлардың терісін кебуден қорғайтын тығыз таразылармен қорғалған, яғни олар судан оңай кетіп қалуы мүмкін. Мұндай бейімделу ерекшеліктерінің болуы жердегі жануарлар сияқты олардың әрі қарай эволюциялық табысын анықтады.

Сонымен қатар, карбон кезеңіндегі теңіздерде көптеген тіршілік формалары болған. Су бағанында сүйек балығы (көптеген қазіргі заманғы балықтардың ата-аналары) басым болды, ал көптеген маржан рифтері теңіз түбін жауып, ежелгі құрлықтардың жағалауларында бірнеше шақырымға созылды.

Карбонның аяқталуы, шамамен 290 миллион жыл бұрын, Пермияның басында аяқталатын ұзақ мұз дәуірі белгіленді. Мұздықтар баяу солтүстіктен және оңтүстіктен экваторға жақындады. Көптеген жануарлар мен өсімдіктер мұндай климаттық жағдайларға бейімделе алмады және көп ұзамай жойылып кетті.

Пермь кезеңі (290 - 248 млн. Жыл)

Пермь кезеңіндегі көміртегі соңындағы мұз дәуіріне байланысты климат салқын және құрғақ болды. Қатты жаңбыр ормандары, батпақтарды кең шөлдер мен құрғақ жазықтар алмастырды. Мұндай жағдайларда тек ең тұрақты өсімдіктер - перналар мен қарабайыр қылқан жапырақтар өсті.

Батпақтардың жойылып кетуіне байланысты қосмекенділердің саны күрт азайды, өйткені олар тек судың жанында өмір сүре алады (мысалы, қосмекенді-рептилиоморфтық сеймурия). Қосмекенділердің орнын рептилиялар мен синапсидтер алды, өйткені олар құрғақ климат жағдайында өмірге жақсы бейімделді. Синапсидтер мөлшері мен саны бойынша тез өсе бастады, олар бүкіл жер бетіне тарала бастады, олар жер үсті жануарларын пеликозаврлар (мысалы, диметродондар мен эдафозаврлар) тудырды. Суық климаттың арқасында бұл жануарлар дене температурасын реттеуге көмектесетін желкенді ойлап тапты.

Кеш Пермь дәуірінде жалғыз суперконтинент пайда болды - Пангея. Әсіресе құрғақ және ыстық климаты бар жерлерде шөлдер көбейе бастады. Бұл кезде пеликозаврлар терапияларды - сүтқоректілердің ата-бабаларын тудырды. Олар өздерінің ата-бабаларынан ерекшеленді, біріншіден, оларда тістің құрылымы әртүрлі болды, екіншіден, бұл топ тегіс теріге ие болды (эволюция процесінде олардың таразылары дамымады), үшіншіден, осы топтың кейбір өкілдері вибрисаны дамыды ( және кейінірек пальто). Емдік отряд құрамына қанды жыртқыштар (мысалы, горгоноптар) және жайылатын шөпті өсімдіктер (мысалы, диктодон) кірді. Терапсидтерден басқа, анапсидті субкласстың парейазавр тұқымдарының өкілдері құрлықта өмір сүрді, мысалы, қалың бронды скутозавр. Архозавр сияқты алғашқы архозаврлар да пайда болады. Терапия сияқты, бұл тіршілік иелері бірқатар прогрессивті белгілерді, атап айтқанда метаболизм деңгейінің жоғарылауын (жылы қанға дейін) көрсетті.

Пермь кезеңінің аяғында климат құрғақ бола бастады, бұл тығыз өсімдіктермен жағалаудағы аймақтардың азаюына және шөлдер аумағының ұлғаюына әкелді. Нәтижесінде өсімдіктер шығаратын тіршілік ету орны, тамақ пен оттегінің болмауынан жануарлар мен өсімдіктердің көптеген түрлері жойылып кетті. Бұл эволюциялық оқиға Пермияның жаппай жойылуы деп аталды, оның барысында барлық тірі организмдердің 95% -ы жойылды. Ғалымдар әлі де осы жойылудың себептері туралы пікірталастар жүргізіп, бірқатар болжамдарды алға тартады:

1. Бір немесе бірнеше метеориттердің құлауы немесе Жердің диаметрі бірнеше ондаған шақырым астероидпен соқтығысуы (бұл теорияның дәлелі - Уилкестің Жер аймағында 500 шақырымдық кратердің болуы,
2. Жанартаулық белсенділіктің жоғарылауы
3. Метанның теңіз түбінен кенеттен шығуы
4. Тұзақтардың (базальттардың) шығуы, алдымен салыстырмалы түрдегі кішкентай Емейхан тұзақтарын шамамен 260 миллион жыл бұрын, содан кейін 251 миллион жыл бұрын орасан зор Сібір тұзақтарында пайда болды. Жанартау қысы, вулкандық газдардың шығуы салдарынан парниктік эффект және биосфераға әсер ететін басқа климаттық өзгерістер осыған байланысты болуы мүмкін.

Алайда эволюция мұнымен тоқтаған жоқ: біраз уақыттан кейін тірі тіршілік иелерінің тірі түрлері жаңа, тіпті одан тыс өмір түрлеріне ие болды.

Мезозой дәуірі

Мезозой кезінде жер бетінде ең таңқаларлық организмдер өмір сүрді. Олардың ішіндегі ең атақтысы - динозаврлар. Олар барлық континенттерде 160 миллион жыл бойы үстемдік етті. Олар әртүрлі мөлшерде болды: ұзындығы небәрі 70 см және салмағы 0,5 кг болатын өте кішкентай микро раптордан бастап, ұзындығы 50 метр және салмағы 150 тонна болатын алып амфицелияға дейін. Бірақ, динозаврлардан басқа, сол уақытта біздің планетада бұдан да қызықты тіршілік иелері тіршілік етті. Алдын-ала пайда болған рептилиялар ауа мен су ортасын да қамтыды. Сол кезде Жерде эволюция мен жетілуді жалғастыратын тіршілік формаларының сан алуан түрлері болды.

Триас кезеңі (248–206 млн. Жыл бұрын)

Триас кезеңінің басында планетадағы тіршілік Перм кезеңінің аяғында түрлер жаппай жойылып кеткеннен кейін баяу қалпына келе бастады. Көптеген әлемдегі климат ыстық және құрғақ болды, бірақ жауын-шашын мөлшері өсімдіктердің алуан түрлілігін қамтамасыз ете алды. Триас дәуірінде ең көп таралған қарапайым қылқан жапырақты ағаштар, папоротниктер және гинкоидтар болды, олардың қалдықтары бүкіл әлемде, оның ішінде жердің полярлық аймақтарында да кездеседі.

Пермдік түрлердің жаппай жойылуынан аман қалған жануарлар өте тиімді жағдайда болды - планетада азық-түлік бәсекелестері немесе ірі жыртқыштар болған жоқ. Перм кезеңінің соңында болса да, архосауроморфтар баяу басталды. Гербтермен жорғалаушылар саны тез өсе бастады. Дәл осындай жағдай кейбір жыртқыштарда болды.Көп ұзамай жануарлардың көпшілігі көптеген жаңа және ерекше түрлерді тудырды. Ерте триас кезеңінде кейбір бауырымен жорғалаушылар суда өмір сүру үшін қайтып оралды, ноталар және басқа жартылай су тіршіліктері олардан пайда болды.

Триас кезеңінің басында динозаврлардың ата-бабалары өмір сүрді, мысалы, эупаркерия. Эупаркерияның басқа архосауроморфтардан ерекшелігі оның орнында тұрып, артқы аяқтарында жүре алатындығында болды.

Кейінгі триас кезеңінде (227–206 миллион жыл бұрын) Жер бетінде динозавр дәуірінің қалған кезеңдерінде өмірдің дамуын алдын-ала анықтаған оқиғалар болды. Үлкен континентальды Пангеяның бөлінуі бірнеше құрлық құрды. Кейінгі триасқа дейін жердегі соңғы терапиялар кеңінен таралған, мысалы, плацериялар мен листрозауралар, сондай-ақ танистрофия мен протерохты қамтыған таңғажайып бауырымен жорғалаушылардың басқа да топтары. Бірақ салыстырмалы түрде қысқа мерзімде терапиялардың саны едәуір азайды (сүтқоректілерді тудыратын синодонттар тобын қоспағанда). Бауырымен жорғалаушылар - архозаврлар орын алды, олардың үш негізгі тобы көп ұзамай үстем болды. Жануарлардың бұл топтары динозаврлар, құстар (мүмкін динозаврлардан шыққан), птерозаврлар және крокодиломорфтар болды. Теңіз рептилиялары да тез дамыды: ерте ихтиозаврлар және сауротертеригиялар.

Триас кезеңінің соңы Пермияның аяғында ұқсас оқиғамен салыстыруға болатын түрлердің жаңа жаппай жойылуын белгіледі. Оның себептері құпия болып қала береді. Бір кездері ғалымдар бұл астероидтың Жерге құлауымен байланыстырды, ол диаметрі 100 км болатын үлкен Маникуаган (Канада) кратерін артта қалдырды, бірақ белгілі болғандай, бұл оқиға әлдеқайда бұрын болған.

Юра кезеңі (206-144 миллион жыл бұрын)

Ерте юра кезеңінде (206-180 миллион жыл бұрын) жер бетіндегі климат жылы әрі ылғалды болды. Қылқан жапырақты ормандар циркумолярлы аймақтарда өсіп, тропиктерді қылқан жапырақты өсімдіктер, папоротниктер мен кипарис баурап алды. Құрлықтар біртіндеп ыдырап бара жатқанда, планетаның кейбір таулы аймақтарында муссондық климат қалыптасып, үлкен өзендер бассейндері үнемі сумен толып жатты. Ерте юра кезеңінде динозаврлар мен птерозаврлар тез өсіп, көбейіп, әр түрлі болып, бүкіл әлемге тарала бастады. Теңіз рептилиялары (ихтиозаврлар мен плезиозаврлар), сондай-ақ моллюскалар (мысалы, аммониттер) олардан алыс емес.

Орта және кеш юра кезеңінде (180-144 миллион жыл бұрын) әлемнің кейбір тропикалық бөліктеріндегі климат құрғақ болды. Климаттың өзгеруі көптеген динозаврлардың нағыз алыптарға тез айналуының себебі болған шығар. Өсімдікті өсіретін динозаврлар - сауроподтар, мысалы, диплодокус, брахиозавр және басқа ауыр құбыжықтар пайда болады, ал жыртқыштар арасында - дамыған аллозавр сияқты дамыған теоподтар. Бірақ басқа динозавр топтарының өкілдері (мысалы, стегозаврлар мен отниелиялар) құрлықта да жүрді. Динозаврлардан басқа, жер үстіндегі крокодиломорфтар да кең таралған - бірдей белсенді, жылы қанды аңшылар (бірнеше бұталы немесе шөпті формалар белгілі болғанына қарамастан), олар қарапайым экологиялық қуыстарға ие болды. Қанатты птерозаврлар балықты жейтін түрлермен (мысалы, рамфоринх) және кішкентай жәндіктермен жорғалаушылармен (мысалы, анурогнат) көрінді.

Жылы юра теңіздері планктонға толы болды, ол лидихтис және басқа да ірі балықтарға жем болды. Жыртқыш плезиозаврлар балықтармен қоректенетін ұзын мойын пішіндерімен және үлкен жыртқыштарға маманданған қысқа мойынды плиозаврлармен, таяз теңіздерде, теңіз крокодиломорфтарымен (мысалы, метроринчтермен) аң аулады, олар біздің крокодилдерден күрт ерекшеленді.

Бор кезеңі (144-66 миллион жыл бұрын)

Бор кезеңінде планетада климат жылы болып тұрды, мезгіл-мезгіл жауған жаңбырдың салдарынан бүкіл жер шарында - экватордан полярлық аймақтарға дейін - өсімдіктер жабық болды. Кейінгі юра кезеңінде, қазіргі кезде әдеттегідей гүлдейтін (ангиосперм) өсімдіктер пайда болды, ал Бор дәуірінде олар планетадағы өсімдіктер топтарының біріне айналды. Бор дәуірінің соңында көптеген аймақтарда қылқан жапырақты қылқан жапырақты ағаштар, папоротниктер және кипарис, олар кайнозой дәуірінде орнататын өсімдік әлеміндегі үстем жағдайға өздерінің құқықтарын байыпты түрде жариялады.

Құрлықтардың бір-бірінен алшақтауының нәтижесінде планетада жануарлардың еркін қозғалуына кедергі келтіретін жаңа бұтақтар, теңіздер мен мұхиттар пайда болды. Біртіндеп континенттерде өсімдіктер мен жануарлардың өзіндік түрлері пайда бола бастады.

Бор дәуірі, оның алдындағы юра кезеңі сияқты, нағыз алыптардың дәуірі болды. Титанозаврлар сауроподтары Оңтүстік және Солтүстік Америкада өмір сүрген - жер бетінде бұрын-соңды болмаған ауыр жануарлардың бірі. Оларды Mapusaurs және Acrocanthosaurus сияқты жыртқыштар аулаған. Солтүстік Америкада Бор дәуірінің аяғында бұл фаунаны алыпсатар тиранозаврлары мен мүйізді кератоптар алмастырды. Жалпы, динозаврлар дамуды және мамандануды жалғастырды. Сүтқоректілер (мысалы, дидлфодон) әлі күнге дейін планета өмірінде маңызды рөл атқармады, олар кішкентай жануарлар болып қала берді, бірақ олардың саны (әсіресе Бор кезеңінің соңына қарай) едәуір көбейе бастады.

Теңіздерде үлкен өзгерістер болды. Олардың бұрынғы билеушілері (ихтиозаврлар мен плиозаврлар) сәтсіздікке ұшырап, олардың орнына мосасауурлар - алып теңіз теңізі жорғалаушыларының жаңа тобы, мысалы, платекарптар мен тирозаврлар кірді.

Птерозаврлардың қанатты динозаврларының мөлшері ұлғайды. Орнитохейр, птеранодон және басқа да ірі птерозаврлар әуе арқылы үлкен қашықтықтарды жүріп өтті, мүмкін, құрлықтан континентке дейін ұшты. Қарапайым құстар ауада ұшты (мысалы, Иберомезорнис), кейбір теңіз құстары (мысалы, Хесперорнис) қалай ұшуды білмеді, бірақ олар әсерлі мөлшерге ие болды.

Бор дәуірінің аяқталуы (шамамен 66 миллион жыл бұрын) түрлердің жаңа жаппай жойылуымен сипатталды, олар сол кездегі барлық жануарлар тұқымдастарының 40% құрып кетті. Птерозаврлар, аммониттер және мозасаврлар да жоғалып кетті, бірақ бұл апаттың ең танымал құрбандары, әрине, үй жануарлары емес динозаврлар болды. Бұл сынақтан және басқа да көптеген тірі топтардан әрең қалпына келді.

Бор дәуірінің аяғында түрлердің жаппай жойылуының себептері туралы мәселе ғалымдар арасында қызу пікірталасты туғызуда. Мұнда ең көп қолдау табатын бірнеше нұсқа:

1) Жерді алып астероидпен соқтығысу теориясының ең жақтаушылары бар (және дәлелдемелер). Қақтығыс Мексика шығанағындағы Юкатан түбегінде болды. Метеориттің диаметрі шамамен 10 км болды (оның ұзындығы соншалықты үлкен болғандықтан, оның бір бөлігі шығанақтағы суға тигенде, екінші бөлігі атмосфераның жоғарғы қабаттарында болған), ал құлағаннан кейін диаметрі 160 км болатын кратер пайда болды. Дегенмен, ғалымдардың бәрі бірдей мұндай қатты соқтығысудың нәтижесінде қысқа мерзімде көптеген жануарлардың түрлерін жойып жіберуі мүмкін деп санайды.

2) Кейбір ғалымдар аурудың қоныс аудару теориясын қолдайды: 66 миллион жыл бұрын мұхит деңгейінің төмендеуіне байланысты материктен материкке бірнеше жер өтпелері пайда болды. Жануарлар материктен материкке, паразиттері, аурулары қозғала бастады. Бір континенттегі жануарлардың иммунитеті басқа бір ауру мен паразиттерге бейімделмегендіктен, жануарлар үшін өлімге әкелмейтін ауру, мысалы, Азия сияқты, жануар үшін өлімге әкелуі мүмкін, мысалы, Америкадан. Осыған байланысты жаппай індет басталды.Мысалы, дөңгелек құрттар Азияға, ал эхинококктар Америкаға қоныс аударды. Паразиттердің қоныс аударуынан жануарлардың көптеген түрлерінің жойылу мүмкіндігі өте аз - көп ұзамай жануарлар ауруларға бейімделетін болады.

3) Мүмкін Бор-Палеогеннің жойылып кетуі жанартаулық белсенділіктің жоғарылауымен байланысты. Жаппай атқылау 66 миллион жыл бұрын әлемнің бірнеше жерінде болған. Күшті лава ағындары, мысалы, Үндістандағы үлкен жанартаулардан атқылады. Лаваның ағысы жол бойында барлық жануарларды және олардың мекендейтін жерлерін жойды. Жанартаулардан шыққан улы газдар одан да қауіпті болды. Сол кезде өмір сүрген динозаврлардың құсбегілері олардан өліп, ересек жануарлар тұншығып жатты.

4) Біздің ғаламшарымыз Сүтті Жол галактикасымен ғарышта қозғалады. Жер мен күн жүйесі мезгіл-мезгіл ғарышқа түседі деген теория бар, онда кішкентай және үлкен метеориттер көп. Мүмкін, 66 миллион жыл бұрын осыған ұқсас нәрсе болған шығар, содан кейін Жерге орасан зор метеорит жауды. Кейбір метеориттер соншалықты үлкен болғандықтан, олар атмосферада жанбады және Жерге құлады. Алайда, палеонтологтар бұл теорияны екіталай деп санайды.

5) Кейбір ғалымдар 66 миллион жыл бұрын супернова Жерден 200-300 жарық жылында қашықтықта жарылды деп санайды. Мұндай жұлдыздар өздеріне үлкен энергия жинайды және өздерінің қысымына қарамай жарылып кетеді. Жарылыс нәтижесінде пайда болатын энергия жүздеген жарық жыл бойына таралуы мүмкін. Сонымен, жарылыс кезінде энергияның сонша көтерілуі болды, ол Жер атмосферасында озон қабатын жағып жіберді. Осыдан кейін күн радиациясына кедергі болмады және ол өсімдіктер мен жануарлардың жасушаларына әсер ете бастады.

6) Көптеген палеонтологтар жоғарыда аталған теориялардың ешқайсысы тірі табиғаттың көптеген түрлерінің өлімін түсіндіре алмайды деп санайды. Олардың пікірінше, осы апаттардың барлығы бірге түрлердің жаппай жойылып кетуіне себепші болады. Біріншіден, ғаламшардағы жанартау белсенділігі артып, мұхиттар деңгейінің төмендеуіне алып келуі мүмкін, бұл жаппай індетке әкеліп соқты, содан кейін галактикамызға жақын жерде супернова жарылды. озон қабаты жанып, ақырында Жер көптеген метеориттермен бірге аймаққа түсіп, кішкентай және, сайып келгенде, бір үлкен мөлшермен соқтығысып, динозаврлардың және басқа да көптеген адамдардың жойылуына әкелді. жануарлар.

Бор - палеогеннің жойылып кетуіне қатысты басқа да теориялар бар, бірақ оларды ғалымдар аз қолдайды.

Дегенмен, 66 миллион жыл бұрын кайнозой дәуірі, яғни «сүтқоректілердің жасы», аяқталған мезозой дәуірін - «бауырымен жорғалаушылар жасын» алмастырды.

Кайнозой дәуірі

66 миллион жыл бұрын түрлердің жаппай жойылуы жаңа кайнозой дәуірінің басталуын белгіледі. Сол алыс кезеңдегі апатты оқиғалардың нәтижесінде қолтырауыннан үлкен барлық жануарлар біздің ғаламшарымыздың бетінен жоғалып кетті. Ал тірі қалған кішкентай жануарлар мүлдем басқа әлемде жаңа дәуірдің басталуымен болды. Кайнозойда континентальды ығысу (дивергенция) жалғасты. Олардың әрқайсысында өсімдіктер мен жануарлардың ерекше қауымдастықтары құрылды.

Палеоген кезеңі

Палеоген, палеоген, палеогендік жүйе - геологиялық кезең, кайнозойдың алғашқы кезеңі. Ол 66 миллион жыл бұрын басталып, аяқталған - 24,6 миллион, 40,4 миллион жылға созылған.

Палеогенде климат тіпті тропикалық болды. Барлық дерлік Еуропа үнемі жасыл тропикалық ормандармен жабылған, жапырақты өсімдіктер тек солтүстік аймақтарда ғана өсті. Палеогеннің екінші жартысында климат континенталды болып, полюсте мұз қабаттары пайда болады.

Осы кезеңде сүтқоректілердің ертегілері басталды.Бауырымен жорғалаушылардың көп санының жойылуынан кейін көптеген жаңа экологиялық түрлер пайда болды, олар сүтқоректілердің жаңа түрлерін ала бастады. Oviparous, marsupials және плацентарлы кең таралған. Азияның ормандары мен орманды далаларында «индикотерикалық фауна» пайда болды.

Ауада желдеткіш құйрықты тіссіз құстар басым. Ірі жүгіретін жыртқыш құстар (диатримдер) кең таралған. Гүлді өсімдіктер мен жәндіктердің алуан түрлілігі артып келеді.

Құрғақ балық теңіздерде көбейеді. Қарапайым цетакандар пайда болады, кораллдардың жаңа топтары, теңіз түйіршіктері, фораминифера - нуммулитидтер диаметрі бірнеше сантиметрге жетеді, бұл бір клеткалы емес. Соңғы белемнеттер жойылып кетеді, цефалоподтардың гүлденуі азаятын немесе толығымен жоғалып кеткен қабықшадан басталады - сегіздіктер, шыбыншақтар және кальмар, сонымен қатар колемоидтар тобына біріктірілген белнемиттер.

Палеоцен дәуірі (66-55 миллион жыл бұрын)

Палеоценнің басталуымен бос ғаламшар апат салдарларынан баяу қалпына келе бастайды. Бұл зауытта бірінші болып жетістікке жеткендер. Бірнеше жүз мың жыл өткеннен кейін, жердің едәуір бөлігі, тіпті жердің полярлы аймақтарында да баспайтын джунглиялар мен батпақтармен, тығыз ормандармен жабылды. Түрлердің жаппай жойылуынан аман қалған жануарлар кішкентай болып қалды, олар ағаш бұтақтары мен өрмеленген бұтақтардың арасында ақылды түрде жүрді. Ол кездегі планетаның ең ірі жануарлары құстар болатын. Мысалы, Еуропа мен Солтүстік Американың джунглиінде, жыртқыш Гасторнис аң аулап, биіктігі 2,2 метрге жетті.

Авиа емес динозаврлардың жойылуы сүтқоректілерге планетада кеңінен таралып, жаңа экологиялық қуыстарға ие болды. Палеоценнің соңында (шамамен 55 миллион жыл бұрын) олардың әртүрлілігі күрт өсті. Көптеген қазіргі заманғы жануарлар топтарының ата-бабалары жер бетінде пайда болды - тұяқтар, пілдер, кеміргіштер, приматтар, жармалар (мысалы, жаралар), киттер, сирена. Бірте-бірте сүтқоректілер жер шарын жаулай бастайды.

Эоцен дәуірі (55-34 миллион жыл бұрын)

Эоценнің басында жердің едәуір бөлігі әлі де өтуге болмайтын джунглимен жабылған болатын. Климат жылы және ылғалды болды. Қарапайым сүтқоректілер (ұсақ жылқы пропалеотерийі, лептидия және т.б.) орман қоқысына жүгіріп, секірді. Годинация ағаштарда өмір сүрді (ең көне приматтардың бірі), ал амбулоцет Азияда өмір сүрді - құрлықта жүре алатын қарабайыр кит.

Осыдан 43 миллион жыл бұрын Жердегі климат салқын және құрғақ бола бастады. Планетаның едәуір бөлігінде тығыз джунгли сирек ормандар мен шаңды жазықтарға жол берді. Ашық жерлерде тұру сүтқоректілердің көбеюіне ықпал етті.

Азия гигантты бронтотерийлердің (мысалы, эмболотерия) және жаппай етқоректі жануарлардың (мысалы, ұзындығы 5,5 метрге жететін эндрусардың) отаны болды. Жылы теңіздерде қарабайыр киттер жүзді (мысалы, базиликоза және дорудон), ал Африка жағалауында меритий мен таңқаларлық арсейнутерий болды.

Шамамен 36 миллион жыл бұрын Антарктида оңтүстік полюсінде қатып, оның беті ақырындап үлкен мұз қабаттарымен жабылған болатын. Планетада климат салқындаып, мұхиттардағы су деңгейі төмендеді. Әлемнің әр түкпірінде жаңбырдың маусымдық ырғағы күрт өзгерді. Көптеген жануарлар бұл өзгерістерге бейімделе алмады, және бірнеше миллион жылдан кейін жер бетіндегі тіршілік иелерінің бестен бір бөлігі қырылды.

Олигоцен дәуірі (34-24 миллион жыл бұрын)

Олигоценнің басында ғаламшардағы климат құрғақ және салқын болды, бұл ашық жазықтардың, шөлейттер мен бұталардың пайда болуына ықпал етті. Эоценнің аяғындағы климаттың өзгеруінің нәтижесінде көптеген ежелгі сүтқоректілер отбасы жойылып кетті. Олардың орнын жануарлардың жаңа түрлері, соның ішінде қазіргі заманғы сүтқоректілердің тікелей ата-бабалары - мүйізтұмсық, жылқы, шошқа, түйе және қоян алды.

Сүтқоректілердің арасында ірі вегетарианшылар пайда бола бастады (Паракерериямысалы, олар кейбір динозаврлардан кем түспеді - олар 5 метрге жетіп, салмағы 17 тоннаға жетуі мүмкін) және жыртқыштар (мысалы, энтелодон және генодон).

Құрлықтардың бір-бірінен алшақтығы нәтижесінде Оңтүстік Америка мен Австралия әлемнің қалған бөліктерінен толығымен оқшауланған. Уақыт өте келе, бұл «арал» континенттерінде бірегей фауна пайда болды, олар морсиальды сүтқоректілер мен басқа да сыртқы жануарлармен ұсынылды.

Осыдан 25 миллион жыл бұрын Азияда алғашқы жағалау жазықтары пайда болды, олар дәнді дақылдармен жабылған - дала. Содан бері жер ландшафтарының елеусіз элементі болған дәнді дақылдар әлемнің көптеген бөліктерінде біртіндеп өсімдік беткейінің бестен бір бөлігін жауып тұрған өсімдіктердің басым түрлеріне айналуда.

Неоген кезеңі

Неоген - геологиялық кезең, кайнозойдың екінші кезеңі. Неоген кезеңі шамамен 2 миллион жыл бұрын аяқталған, шамамен 25 миллион жыл бұрын басталды. Неогеннің өмір сүру ұзақтығы - 23 миллион жыл. Сүтқоректілер теңіздер мен ауаны игереді - киттер мен жаралар пайда болады. Плацентальды қалған сүтқоректілердің шетіне қарай итереді. Бұл кезеңнің фаунасы қазіргі заманға сай келеді. Бірақ айырмашылықтар әлі де бар - мастодонттар, гиппариондар, сабырлы жолбарыстар бар. Үлкен ұшпайтын құстар, әсіресе оқшауланған, арал экожүйелерінде үлкен рөл атқарады.

Миоцен дәуірі (24-5 миллион жыл бұрын)

Құрғақ және жаңбырлы мезгілдердің ауысуы миоценде жердің едәуір бөлігі шексіз даламен жабылған. Дәнді дақылдар мен басқа шөптер нашар сіңірілгендіктен, шөптесін сүтқоректілер тістердің жаңа түрлерін қалыптастырды және ас қорыту аппараты өзгерді, бұл осы қол жетімді жемнен максималды қоректік заттарды алуға мүмкіндік берді.

Дала бұқалардың, бұғы мен жылқылардың отаны болды. Бұл жануарлардың көбісі жаңбырдан кейін табындарда қалып, кез-келген жерде қаңғып жүрді. Ал шөпті шөптерден кейін жыртқыштар олардың артынан жүрді.

Басқа сүтқоректілер ағаштар мен бұталардың жапырақтарын жұлуды жөн көрді. Олардың кейбіреулері (мысалы, динотерий және chalicoterium) өте үлкен мөлшерге жетті.

Миоценде көптеген тау жүйелері пайда болды - Альпі, Гималай, Анд және Рокки. Олардың кейбіреулері соншалықты жоғары болды, сондықтан олар атмосферадағы ауа айналымының табиғатын өзгертті және климаттың қалыптасуында маңызды рөл атқара бастады.

Плиоцен дәуірі (5-2,6 миллион жыл бұрын)

Плиоценде Жердің климаты одан да алуан түсті. Планета көптеген климаттық аймақтарға бөлінеді - полярлық мұзбен жабылған аумақтардан ыстық тропикке дейін.

Әр континенттің дәнді далаларында шөптесін өсімдіктер мен жыртқыштардың көбірек жаңа түрлері пайда болды. Африканың шығыс және оңтүстік бөліктерінде тығыз ормандар алғашқы савиналарды ашуға жол берді, бұл алғашқы гоминидтерді (мысалы, Афар Австралопитектері) ағаштар мен жем-шөптерден жерге түсуге мәжбүр етті.

Шамамен 2,5 миллион жыл бұрын, 30 миллион жыл бойы әлемнің басқа бөліктерінен оқшауланған Оңтүстік Америка материгі Солтүстік Америкамен соқтығысқан. Смилодонттар мен басқа да жыртқыштар қазіргі Аргентина аумағына солтүстіктен еніп, алпауыт құрбандықтар, форороза және Оңтүстік Америка фаунасының басқа өкілдері Солтүстік Америкаға көшті. Бұл жануарлардың қоныс аударуы Ұлы Биржа деп аталды. Плиоценнің соңында теңіз мегафаунасы (сүтқоректілер, теңіз түбілері, тасбақалар мен акулалар) құрып кетті - Плиоцен ұрпағының 36% -ы плейстоценде тіршілік ете алмады. Жойылу жылдамдығы орташа кайнозой нормасынан үш есе жоғары болды (миоценнен 2,2 есе, плейстоценге қарағанда 60% жоғары).

Антропогендік (Төрттік) кезең

Бұл ең қысқа геологиялық кезең, бірақ Төртінші ғасырда заманауи ландшафттардың көпшілігі пайда болды және көптеген маңызды оқиғалар Жер тарихында болды (адамның көзқарасы бойынша), олардың ең маңыздылары мұз дәуірі және адамның келбеті болды. Төрттік кезеңнің ұзақтығы соншалықты қысқа, сондықтан салыстырмалы және изотопты жасын анықтаудың әдеттегі палеонтологиялық әдістері жеткіліксіз дәл және сезімтал болып шықты. Мұндай қысқа уақыт аралығында ең алдымен радиокөміртекті талдау және қысқа мерзімді изотоптардың ыдырауына негізделген басқа әдістер қолданылады. Төртінші кезеңнің басқа геологиялық кезеңдермен салыстырғанда ерекшелігі геологияның ерекше саласы - Төрттік.

Төрттік төре плейстоцен және голоцен болып бөлінеді.

Плейстоцен дәуірі (2.6 миллион жыл бұрын - 11,7 мың жыл бұрын)

Плейстоценнің басында жер бетінде ұзақ мұз дәуірі басталды. Екі миллион жыл ішінде планетада өте суық және салыстырмалы түрде жылы кезеңдер бірнеше рет ауысып отырды. Шамамен 40 мың жылға созылған суық кезеңде континенттерді мұздықтар басып алды. Жылы климатпен (интерлациональды) мезгіл-мезгіл мұз азайып, теңіздердегі су деңгейі көтерілді.

1250-700 мың литр Орта плейстоценнің өту кезеңінде Беринг теңізінде су айналымының құрылымы күрт өзгерді, өйткені Беринг бұғазы мұз қабымен жауып, Тынық мұхитында мұздың еруіне байланысты Беринг теңізінде пайда болған салқын су бөгелді.

Планетаның суық аймақтарындағы көптеген жануарлар (мысалы, мамонт және жүнді мүйізтұмсық) қалың пальто және тері астындағы майдың қалың қабатынан тұрады. Үңгірлік арыстандар мен басқа да жыртқыштар аң аулаған жазықта бұғы мен жылқылар жайылып жүрді. Ал шамамен 180 мың жыл бұрын адамдар оларды аң аулай бастады - алдымен неандерталдық адам, содан кейін ақылға қонымды адам.

Алайда көптеген ірі жануарлар климаттың күрт өзгеруіне бейімделе алмай, жойылып кетті. Шамамен 10 мың жыл бұрын мұз дәуірі аяқталып, Жердегі климат жылы әрі ылғалды болды. Бұл адам санының тез өсуіне және бүкіл әлем бойынша адамдардың қоныс аударуына ықпал етті. Олар жер жыртуды және мәдени өсімдіктерді өсіруді үйренді. Алғашында шағын ауылшаруашылық қауымдастықтары өсті, қалалар пайда болды, бірнеше мыңжылдықтардан кейін адамзат жоғары технологияның барлық жетістіктерін қолдана отырып, әлемдік қоғамға айналды. Ғаламшарды ежелден адамдармен бөліскен көптеген жануарлардың түрлері жойылып кету алдында тұрды. Сондықтан ғалымдар жер бетінде адамның кінәсінен түрлердің жаппай жойылып кетуі туралы жиі айтады.

Холоцен дәуірі (11,7 мың жыл бұрын - қазіргі заман)

Холоцен кезеңінде жануарлар мен өсімдіктердің тіршілігі біршама өзгерді, бірақ олардың таралуында үлкен қозғалыстар бар. Көптеген ірі жануарлар, оның ішінде мамонттар мен мастодондар, сабырлы тістерді мысықтар (смилодондар мен гомотериялар сияқты) және алып жалқау табақтар кеш плейстоценнен бастап ерте холоценге дейін өле бастады. Солтүстік Америкада басқа жерлерде өскен көптеген жануарлар (соның ішінде жылқы мен түйе) жойылып кетті. Кейбір ғалымдар американдық мегафаунаның құлдырауын американдық үндістердің ата-бабаларының қоныс аударуымен түсіндіреді, бірақ олардың көпшілігі климаттың өзгеруі үлкен әсер етті деп айтады.