Тіршілік эволюциясы
Тіршілік өзі қалай дамыды? Тірі затты құрайтын элементтер бір-бірімен қалай бірікті? Қазіргі таңда бұл сұрақтар бойынша дәйекті жорамал құруға мүмкіндік беретін мәлімет көп және жеткілікті. Тіршіліктің пайда болуы жайлы теорияны Пфлюгер, Дж. Холдейн және Р. Бейтнер ұсынды. Бірақ толық түрде бұл теория биохимик, академик А.И.Опариннің 1924 жылы жазылған “Тіршіліктің пайда болуы” деген еңбегінде қарастырылды. Бұл теория бойынша тіршіліктің пайда болуы – Жердегі ұзақ эволюцияның - алдымен атмогидросферадағы химиялық, одан кейін биологиялық эволюциялардың нәтижесі. Бұл концепция қазіргі кезде ғылыми ортада ең танымал. Сондай - ақ көрсетілген тұжырым ғалымдардың басым көпшілігімен мақұлданған.
Жер бетіндегі тіршілік жоғары саналы жануарлар, қарапайым жалғыз клеткалы организмдерден бастап, түрлі вирустар болып табылатын жалғыз белокты молекулалардан құралған нысандардан құралған. Вирустар инертті кристалдық нысанда немесе қозғалмалы жағдайда өмір сүреді. Белоктық молекуланың өзі болса, оларға қарағанда қарапайым бөліктерден – бір-бірімен түрлі химиялық байланыстар арқылы байланысып, амин қышқылдарын құрайтын көміртегінің, сутегінің, азоттың, оттегінің, қосылыстарынан тұрады.
1953 жылы С.Л.Миллер мен Г.К. Юри деген америкалық ғалымдар Опариннің теориясы негізінде жасанды атмосферамен бірінші болып тәжірибе жасады. Олар Жердің алғашқы атмогидросферасының құрамында болған сутегі (H2), метан (CH4), аммиак (NH3) пен су буының (Н2О) қоспасынан амин қышқылын алды. Газдардың бұл құрамы вулкан газдарының құрамдарына толық сәйкес келетіндігі белгілі. Газдардың осы қоспасына күшті электр тоғы беріліп, содан соң конденсациялады. Алынған сұйықтың құрамынан амин қышқылдары, түрлі көмірсутегілер мен тірі материяға тән компоненттер табылды. Басты факторлардың бірі тотығу - қалпына келу үрдістері белсенді жүруіне мүмкіндік беретін бос оттегінің болмауы және энергияның жеткілікті мөлшері еді.
Осындай тәжірибелерді ҚСРО мен Жапонияның ғалымдары да қайталады. Нәтижесінде Жердің алғашқы атмосферасында амин қышқылдарының
Жер бетіндегі тіршілік жоғары саналы жануарлар, қарапайым жалғыз клеткалы организмдерден бастап, түрлі вирустар болып табылатын жалғыз белокты молекулалардан құралған нысандардан құралған. Вирустар инертті кристалдық нысанда немесе қозғалмалы жағдайда өмір сүреді. Белоктық молекуланың өзі болса, оларға қарағанда қарапайым бөліктерден – бір-бірімен түрлі химиялық байланыстар арқылы байланысып, амин қышқылдарын құрайтын көміртегінің, сутегінің, азоттың, оттегінің, қосылыстарынан тұрады.
1953 жылы С.Л.Миллер мен Г.К. Юри деген америкалық ғалымдар Опариннің теориясы негізінде жасанды атмосферамен бірінші болып тәжірибе жасады. Олар Жердің алғашқы атмогидросферасының құрамында болған сутегі (H2), метан (CH4), аммиак (NH3) пен су буының (Н2О) қоспасынан амин қышқылын алды. Газдардың бұл құрамы вулкан газдарының құрамдарына толық сәйкес келетіндігі белгілі. Газдардың осы қоспасына күшті электр тоғы беріліп, содан соң конденсациялады. Алынған сұйықтың құрамынан амин қышқылдары, түрлі көмірсутегілер мен тірі материяға тән компоненттер табылды. Басты факторлардың бірі тотығу - қалпына келу үрдістері белсенді жүруіне мүмкіндік беретін бос оттегінің болмауы және энергияның жеткілікті мөлшері еді.
Осындай тәжірибелерді ҚСРО мен Жапонияның ғалымдары да қайталады. Нәтижесінде Жердің алғашқы атмосферасында амин қышқылдарының
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. Москва: Центр, 1997, 208 б.
2. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов, Под ред. проф. В.Н.Лавриненко, проф. П.Ратникова. –М.: Культура и спорт, ЮНЙТИ, 1997, -271 б.
3. Мукашев З.А. Концепции современного естествознания: курс лекций. Алматы: ВШП Әділет, 1998, 150 б.
4. Потеев М.И. Концепции современного естествознания – СПб.: изд-во «Питер , 1999. –352 б.
5. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1999, -288 б.
6. Алексеев В.П., Першиц А.И. История первобытного общества. М.: Высш школа.: 1990
7. Андреев И.Л. Происхождение человека и общества. – М.: Мысль, 1982.
8. Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы.-М.: Гидрометеоиздат, 1986.
9. Вернадский В.И. Биосфера. Различные издания.
10. ВладимирскийБ.М., Кисловский Л.Д. Космические воздействия и эволюция биосферы. – М.: Знание, 1986.
11. Газенко О.Г., Пестов И.Д., Макаров В.И. Человечество и космос. – М.: Наука, 1987.
12. Гумилев Л.Н. География этноса в исторический период. Л.: Наука, 1990.
13. Гумилев Л.Н. Этногенез и биосфера Земли. Различные издания.
14. Дикерсон Е.Р. Химическая эволюция и происхождение жизни. 103 б.
15. Ивахненко М.Ф., Корабельников В.А. Живое вещество Земли. М. 1987.
16. Каратаев О.Г. Проблемы электромагнитной совместимости. –М.: Знание, 1988.
17. Кендрью Дж. Нить жизни. М., 1968.
18. Костицын В.А. Эволюция атмосферы, биосферы и климата. М. 1984.
19. Крывелев И.А. История религий : Очерки в 2 т. М.: Мысль, 1988.
20. Кун Т. Структура научных исследований. М., 1975.
21. Майр Э. Эволюция. М., 1981.
22. Матюшин Г.Н. У истоков человечества. –М.: Мысль, 1982.
23. Монио А.С., Шишков Ю.А.. История климата. Л.: 1979.
24. Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли. – Л.: Недра, 1982.
25. Николов Т.Г. Долгий путь жихни. –М.: Мир, 1986.
26. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной.-М.: Наука, 1983.
27. Поршнев Б.Ф. О начале человеческой истории. М., 1974.
28. Почтарев В.И. Земля- большой магнит.-Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
29. Пригожин И., СтенгерсИ. Время, хаос, квант. М., 1994.
30. Реймерс Н:Ф: Пиродопользование. Словарь-справочник. М.: 1990.
31. Семнов Ю.И. На заре человеческой истории. М.: Мысль, 1989.
32. Сноу Ч. Две культуры. М., 1973.
33. Станы и народы мира. Общий обзор. М.: 1978, т.1
34. Тинберген Н. Социальное поведение животных. М., 1992.
35. Ушаков С.А., Ясаманов Н.А. Дрейф материков и климаты Земли. М. 1984
36. Чижевский А.Л. Эхо солнечных бурь.
37. Филиппов Е.М. Вселенная, Земля, жизнь. –Киев: Наукова думка, 1983
38. Филиппов Е.М. Ядра, излучение, геология. – Киев: Наукова думка. 1984
39. Филиппов Е.М. О развитии Земли и биосферы. – М.: Знание, 1990. 48 б.(Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Науки о Землең; б.5
40. ФлинтР.Ф. История Земли. М. 1978.
41. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.
1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. Москва: Центр, 1997, 208 б.
2. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов, Под ред. проф. В.Н.Лавриненко, проф. П.Ратникова. –М.: Культура и спорт, ЮНЙТИ, 1997, -271 б.
3. Мукашев З.А. Концепции современного естествознания: курс лекций. Алматы: ВШП Әділет, 1998, 150 б.
4. Потеев М.И. Концепции современного естествознания – СПб.: изд-во «Питер , 1999. –352 б.
5. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1999, -288 б.
6. Алексеев В.П., Першиц А.И. История первобытного общества. М.: Высш школа.: 1990
7. Андреев И.Л. Происхождение человека и общества. – М.: Мысль, 1982.
8. Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы.-М.: Гидрометеоиздат, 1986.
9. Вернадский В.И. Биосфера. Различные издания.
10. ВладимирскийБ.М., Кисловский Л.Д. Космические воздействия и эволюция биосферы. – М.: Знание, 1986.
11. Газенко О.Г., Пестов И.Д., Макаров В.И. Человечество и космос. – М.: Наука, 1987.
12. Гумилев Л.Н. География этноса в исторический период. Л.: Наука, 1990.
13. Гумилев Л.Н. Этногенез и биосфера Земли. Различные издания.
14. Дикерсон Е.Р. Химическая эволюция и происхождение жизни. 103 б.
15. Ивахненко М.Ф., Корабельников В.А. Живое вещество Земли. М. 1987.
16. Каратаев О.Г. Проблемы электромагнитной совместимости. –М.: Знание, 1988.
17. Кендрью Дж. Нить жизни. М., 1968.
18. Костицын В.А. Эволюция атмосферы, биосферы и климата. М. 1984.
19. Крывелев И.А. История религий : Очерки в 2 т. М.: Мысль, 1988.
20. Кун Т. Структура научных исследований. М., 1975.
21. Майр Э. Эволюция. М., 1981.
22. Матюшин Г.Н. У истоков человечества. –М.: Мысль, 1982.
23. Монио А.С., Шишков Ю.А.. История климата. Л.: 1979.
24. Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли. – Л.: Недра, 1982.
25. Николов Т.Г. Долгий путь жихни. –М.: Мир, 1986.
26. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной.-М.: Наука, 1983.
27. Поршнев Б.Ф. О начале человеческой истории. М., 1974.
28. Почтарев В.И. Земля- большой магнит.-Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
29. Пригожин И., СтенгерсИ. Время, хаос, квант. М., 1994.
30. Реймерс Н:Ф: Пиродопользование. Словарь-справочник. М.: 1990.
31. Семнов Ю.И. На заре человеческой истории. М.: Мысль, 1989.
32. Сноу Ч. Две культуры. М., 1973.
33. Станы и народы мира. Общий обзор. М.: 1978, т.1
34. Тинберген Н. Социальное поведение животных. М., 1992.
35. Ушаков С.А., Ясаманов Н.А. Дрейф материков и климаты Земли. М. 1984
36. Чижевский А.Л. Эхо солнечных бурь.
37. Филиппов Е.М. Вселенная, Земля, жизнь. –Киев: Наукова думка, 1983
38. Филиппов Е.М. Ядра, излучение, геология. – Киев: Наукова думка. 1984
39. Филиппов Е.М. О развитии Земли и биосферы. – М.: Знание, 1990. 48 б.(Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Науки о Землең; б.5
40. ФлинтР.Ф. История Земли. М. 1978.
41. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.
ТІРШІЛІК ЭВОЛЮЦИЯСЫ
Тіршілік эволюциясы
Тіршілік өзі қалай дамыды? Тірі затты құрайтын элементтер бір-бірімен
қалай бірікті? Қазіргі таңда бұл сұрақтар бойынша дәйекті жорамал құруға
мүмкіндік беретін мәлімет көп және жеткілікті. Тіршіліктің пайда болуы
жайлы теорияны Пфлюгер, Дж. Холдейн және Р. Бейтнер ұсынды. Бірақ толық
түрде бұл теория биохимик, академик А.И.Опариннің 1924 жылы жазылған
“Тіршіліктің пайда болуы” деген еңбегінде қарастырылды. Бұл теория бойынша
тіршіліктің пайда болуы – Жердегі ұзақ эволюцияның - алдымен
атмогидросферадағы химиялық, одан кейін биологиялық эволюциялардың
нәтижесі. Бұл концепция қазіргі кезде ғылыми ортада ең танымал. Сондай - ақ
көрсетілген тұжырым ғалымдардың басым көпшілігімен мақұлданған.
Жер бетіндегі тіршілік жоғары саналы жануарлар, қарапайым жалғыз
клеткалы организмдерден бастап, түрлі вирустар болып табылатын жалғыз
белокты молекулалардан құралған нысандардан құралған. Вирустар инертті
кристалдық нысанда немесе қозғалмалы жағдайда өмір сүреді. Белоктық
молекуланың өзі болса, оларға қарағанда қарапайым бөліктерден – бір-
бірімен түрлі химиялық байланыстар арқылы байланысып, амин қышқылдарын
құрайтын көміртегінің, сутегінің, азоттың, оттегінің, қосылыстарынан
тұрады.
1953 жылы С.Л.Миллер мен Г.К. Юри деген америкалық ғалымдар Опариннің
теориясы негізінде жасанды атмосферамен бірінші болып тәжірибе жасады. Олар
Жердің алғашқы атмогидросферасының құрамында болған сутегі (H2), метан
(CH4), аммиак (NH3) пен су буының (Н2О) қоспасынан амин қышқылын алды.
Газдардың бұл құрамы вулкан газдарының құрамдарына толық сәйкес келетіндігі
белгілі. Газдардың осы қоспасына күшті электр тоғы беріліп, содан соң
конденсациялады. Алынған сұйықтың құрамынан амин қышқылдары, түрлі
көмірсутегілер мен тірі материяға тән компоненттер табылды. Басты
факторлардың бірі тотығу - қалпына келу үрдістері белсенді жүруіне
мүмкіндік беретін бос оттегінің болмауы және энергияның жеткілікті мөлшері
еді.
Осындай тәжірибелерді ҚСРО мен Жапонияның ғалымдары да қайталады.
Нәтижесінде Жердің алғашқы атмосферасында амин қышқылдарының синтезделуінің
мүмкін болғандығы дәлелденді. Бастапқы газдардың түрлі вариациялары мен
энергияның көздері синтезделу реакцияларының нәтижесінде түзілген
өнімдердің арасында көптеген табиғи амин қышқылдары –лейцин, изолейцин,
серин, треонин, аспарагин, лизин, фенилаланин, және тирозин табылды.
Синтезделіп алынған амин қышқылдарының ішінде қазіргі кездегі тіршілік
иелерінің құрамына кірмейтін түрлері де болды.
Жоғары молекулалы қосылыстарды құрайтын мономерлердің синтезделу
реакцияларына қажетті энергия көздері болып электр разрядтары табылуы
мүмкін. Қазіргі кезде Жерде әрбір секунд сайын мыңнан аса найзағай жарқылы
байқалады. Әлі толық суынып бітпеген Жерді қоршап тұрған бу секілді
алғашқы гидроатмосферада мұндай найзағай жарқылдары қазіргі кездегіден
әлдеқайда көп болған болуы да мүмкін. Бұл кездегі энергия алғашқы мұхиттың
үстінде бөлініп, синтезделу өнімдерінің суда еріп кету ықтималдылығы
жоғары.
Бізді қоршаған тіршіліктің барлық түрлері небәрі азғана мономерлер
блогынан (төменгі молекулалы қосылыстар) тұрады. Ол 20 амин қышқылдарынан
(белок молекулаларын құрайтын), 5 азотты қосылыстардан (нуклеин
қышқылдарының құрамдас бөліктері), энергияның қайнар көзі - глюкозадан,
клетка мембраналарын құрайтын құрылыс материалы және энергия сақтаушы-
майлардан тұрады. Кез келген тірі организмнің биохимиялық құрылысын небәрі
29 мономер сипаттайды.
Көміртекті қосылыстар “бастапқы сорпа” түзгеннен кейін, биополимерлер
– өздерін - өздері көбейту қасиеттері бар белоктар мен нуклеин
қышқылдарының түзілу мүмкіндігі пайда болды. Биополимерлер түзілуге қажетті
концентрациялы заттар Күн сәулесімен қыздырылған сулардағы минералдық
бөлшектерде, мысалы, саз немесе темір гидрооксидтеріне шөккен органикалық
заттар есебінен пайда болуы мүмкін. Сонымен қатар, органикалық заттар мұхит
бетінде жұқа пленка түзіп, олар жел мен толқын арқылы жағалауларға
жинақталуы ықтимал.
Заттардың концентрациялануы коацерваттық, яғни қоршаған ортамен
диффузиялық түрдегі зат алмасу арқылы байланысатын құрылымдарды, тамшыларды
түзуі мүмкін. Коацерваттық тамшыларды лабораториялық жағдайда да алуға
болады. Мысалға Опарин әртүрлі полимерлерден осындай тамшыларды алған.
Коацерваттық тамшылар ұқсас қосылыстарға өзінен өзі бөлінеді. Бұл
қосылыстар белгілі бір массаға жеткенге дейін ғана өмір сүре алады.
Массаның көбейуі және қарапайым реакцияларды катализациялауға деген
мүмкіндігі, полимерлерге тән болып келетін суспензиялар мен микросфераны
бөліп тұратын шекараның нығаюына әсер етеді.
Органикалық заттарды құрайтын негізгі химиялық элементтер жоғарыда
айтылып кеткендей, көміртегі, оттегі, сутегі және азот болып табылады. Яғни
олар гидроатмосфераның бастапқы құрамындағы химиялық элементтер. Осы төрт
элемент органикалық заттардың 99% құрайды. Осылармен қоса органикалық
заттардың құрамына күкірт, фосфор және аздаған мөлшерлерде жиырмаға жуық
элементтер кіреді. Болжанып отырғандай, осы ондаған элемент белок -
полимерлердің құрамына кіріп, бастапқы мұхиттың жағалауларында органикалық
заттардың жиналуы кезінде биологиялық реакциялардың катализаторы болған.
Бұл құрамдас элементтер қосылыстардың көптеген түрін құрайды.
Сандық мөлшермен алғанда биотаның құрамына кіретін химиялық
элементтердің жалпы құрамы теңіз суының құрамына жақын. Биотаның құрамында
тек тірі жәндікке ғана тән бір де бір элемент жоқ, сондай – ақ
бейорганикалық материяда кездеспейтінде бір де бір элемент жоқ. Биотаның
құрамындағы заттардың химиялық құрылысы гидросфера, атмосфера және
литосфераның жоғарғы қабатының химиялық құрамынан сұрыптау мен негізгі
компоненттерді ұйымдастыру бойынша өзгешеленеді. Қазіргі кездегі белок
молекулаларын құрайтын 20 амин қышқылдары миллиондаған жылдар бойы эволюция
процесінің барысында сұрыпталып, қалдырылған. Басқа амин қышқылдарының
жиынтықтарының кодтары жойылып, оларға сәйкес эволюциялық линиялар бірте-
бірте жойылып кеткен.
“Тіршіліктің басы қашан басталады”, деген сұраққа жауап беру үшін,
“тіршілік дегеніміз не” деген сұраққа жауап беруіміз керек. Тіршілік
дегеніміз - “кез келген организмнің өзінің орнына ұрпақ қалдыру, өзгеру
және осы өзгерістерді қайта өндіру қасиеті” дегеніміз дұрыс болар. Бұл
қасиеттер энергия мен информация беруді жүзеге асырады. Органикалық
заттардың молекулалары органикалық емес заттарға қарағанда ірілеу және
күрделірек, сондықтан олар түрлі өзгерістерге тез ұшырай алады. здіксіз
өзгерістер мен осы өзгерістердің сақталып, жаңарып отыруы Жердегі
тіршіліктің ерекше қасиеті болып табылады. Органикалық емес заттар болса
өздерін - өздері қайта жасай алмайды.
Геологиялық жыныстардан табылған қазба қалдықтар осыдан 3.3 млрд жыл
бұрын теңіздерде қарапайым өсімдіктер – көк-жасыл балдырлардың болғандығын
көрсетіп отыр. Жердің базальтты литосферасының жасы 4.5 млрд жыл деп
саналады. Сол кездерде де жоғарыда айтылғандай құрамында оттегі жоқ
алғашқы атмогидросфера қалыптаса бастаған.
Басқа сөзбен айтқанда, бір клеткалы ядросыз организмдер пайда болғанға
дейін 1 млрд жылдай үзіліс болған. Пайда болған алғашқы мұхит органикалық
қосылыстардың химиялық реакциялары жүретін және тіршіліктің химиялық
эволюциясы үшін қажетті тамаша орта болды. Оның үстіне, бос оттегі мен озон
қабаты болмағандықтан Күннің ультракүлгін сәулелері құрлық пен мұхит
беттеріне жақсы түсті. Бұл сәулелер мен найзағай жарқылдарынан алғашқы
атмогидросферада аминқышқылдарының түзілуіне қажетті энергия бөлінді, ал
үздіксіз түзілген аминқышқылдары алғашқы мұхитты “сорпаға”айналдырды.
Түзілген амин қышқылдарының молекулалары бір-бірімен соғылысып, қосылып
белок молекулаларын, ал олар одан да күрделі көмірсутектерді түзді. Дәл
осылай химиялық эволюция биохимиялық эволюцияға ұласты деп жорамалдануда.
Ғалымдардың басым көпшілігі белок молекулаларының түзілуінің себебі
алғашқы мұхиттағы амин қышқылдарының “кездейсоқ” соқтығысулары деп
есептейді. Бұл жерде “кездейсоқ” деген сөзді “ықтималдылығы өте төмен”
немесе “тіпті мүмкін емес” деген мағынада қарастырмау қажет. Алғашқы
атмосферада амин қышқылдарының түзілуіне жеткілікті концентрациясының
қалыптасуы жайлы сөз қозғағанда, бұл процесті статистикалық заңдылық
ретінде қарастыруымыз қажет. Кез келген кездейсоқ жағдай, ықтималдылығы
қандай да төмен болғанның өзінде, оның болу мүмкіндігі әрекеттер көбейген
сайын артады. Егер белгілі бір құбылыстың орын алуының ықтималдылығы бір
тәжірибеде 1000-ның 1 болса, 1000000 тәжірибеде ықтималдылық 9999 ға тең.
Сондықтан алғашқы мұхиттың амин қышқылдарының қоспасынан тұратын “сорпа”
болғандығын қарастырсақ, онда олардан белок молекулаларының түзілуі
кездейсоқтық емес, тіпті заңдылық деп қарастыру қажет. Ал егер бұған 1 млрд
жылдан асатын уақыт мерзімін қоссақ, Жердің пайда болғанынан бастап
организмдердің палеонтологиялық қалдықтары табылғанға дейін амин
қышқылдарынан белок молекуларларының түзілу мүмкіндігін болжау аса қиын
Белок молекулалары оттегісіз ортада бір-бірімен қосылып, күрделеніп,
прокариоттар деп аталатын алғашқы тірі бір клеткалы ядросыз организмдерді
түзді. Алайда, ең маңыздысы ферментация процесі пайда болуы болды. Қазіргі
кезде біз бақылап отырған ферментация үрдісі, оттегісіз ортада өмір сүретін
қарапайым ағзаларда жүреді.Ферментация кезінде көмірсутегілер бөлініп,
қайта құралады. Бұл кезде жылу түрінде аздаған энергия бөлінеді, осы
реакция кезінде пайда болатын өнімдердің бірі – көмірқышқыл газы болып
саналады.
Осы көмірқышқыл газы ферментация не басқа химиялық реакциялар
нәтижесінде түзілген жоқ па?
Алғашқы мұхиттағы заттарға қосылған көмірқышқыл газы организмдердің
тіршілік ету ортасына жаңа қасиеттер беруі мүмкін.
Фотосинтез процесіне де мүмкіндік беруі мүмкін. Барлық жасыл
өсімдіктерге тән бұл үрдіс су, көмірқышқыл газы мен өсімдіктер сіңірген күн
сәулесінің энергиясынан түрлі органикалық қосылыстар түзеді. Алайда алғашқы
фотосинтездеуші организмдер қазіргі кезде жер бетінде тіршілік ететін, шын
мәнінде балдырлар емес, бактериялар болып саналатын көк-жасыл балдырлар
сияқты болса керек. Дәл қазір Жерде олардың ролі айтарлықтай емес, ал ол
кезде Жерде тек сол балдырлар мен оларға жақын организмдер көптеп тіршілік
еткен. Біртіндеп олар фотосинтез процесінің нәтижесінде қоршаған ортаға бос
оттегіні бөліп, өздерінің тіршілік ортасын өздерінен басқа тірі
организмдердің пайда болып, тіршілік етуіне жағдай жасаған. Осы жаңа
жағдайларда, бос оттегі пайда болған соң тыныс алу процесі мүмкін болды.
Қазіргі кездегі тіршілік ететін тірі организмдердің негізгі топтарының
пайда болуына себеп болған процестердің теориялық реттілігі
Ферментация Фотосинтез Тыныс алу
(Хемосинтез)
Органикалық қосы- (СО2 + Н2О + энергия = ( О2 + орган. қосылыстар
лыстар + энергия( орган.қосылыстар + О2( = энергия +
орг.қосылыстар+СО2( + Н2О + СО2
Оттексіз ортадағы Өсімдіктер Жануарлар
организмдер
Осылайша, биотаның түзілуі химиялық процестердің кейіннен
биохимиялық процестерге айналғанынан басталады. Бұл процестердің реттілігін
схема түрінде төмендегіше беруге болады: амин қышқылдары ( белок
молекулалары ( күрделі көмірсулар ( ферментация ( фотосинтез ( тыныс алу.
Тыныс алу – фотосинтезге кері үрдіс – оның нәтижесінде өсімдіктерге қажетті
көмірқышқыл газы бөлініп қана қоймайды, сонымен қатар өте көп мөлшерде
энергия бөлінеді.
4.2 Тіршілік нысандарының эволюциясы
Химиялық эволюция ерте кезеңдерінде-ақ түрлі өзгерістерге ұшырап
алдымен биохимиялық, кейін биологиялық эволюцияға айналды. Жер бетіндегі
қазіргі тіршілік оттекті атмосферадан түзіле алмаған болар еді. Пайда
болған тіршілік үздіксіз эволюция процесін басынан өткізген және өткізуде.
Биологиялық эволюция ең алғашқы организмдер алғаш рет өздерін өздері жасай
алған кезден басталды. Жерде тіршіліктің басталуы белок молекулаларын жасай
алатын нуклеин қышқылдарының түзілуінен басталды.
Биохимиялық эволюция теориясын төмендегі схема бойынша беруге болады.
Коацерваттар мен органикалық заттардың түйіртпектерінің шекарасында күрделі
көмірсутектер молекулалары орын алды, нәтижесінде коацерваттардың
тұрақтылығын қамтамасыз ететін қарапайым клеткалық мембрана пайда болды.
Коацерватқа өздігінен көбейе алатын молекуланың енуі нәтижесінде өсу
процесіне қабілетті қарапайым клетка түзілген болуы керек.
Ядросыз клетканың (прокариоттардың) эволюциясы 1 млрд тан астам жылға
созылды. Алғашқы бір клеткалы ядросыз, бірақ ДНК жіпшелері бар организмдер
қазіргі бактериялар мен көк-жасыл балдырларды еске түсіреді. Бұл ең
ертедегі организмдердің жасы 3.3 млрд жылдан асады.
Келесі кезеңде (шамамен бұдан 2 млрд. жыл бұрын) клеткада ядро пайда
болады. Бұл бір клеткалы ядросы бар организмдер эукариоттар деп аталады.
Қазіргі кезде олардың 25-30 мыңдай түрлері бар.
Шамамен 1 млрд пен 2 млрд жыл арасында биологиялық эволюция жыныстық
көбею процесінің пайда болуына байланысты тез қарқынмен дамыды. Осыған
байланысты организмдердің оларды қоршаған ортаға бейімделу мүмкіндіктері
ұлғайды.
1 млрд жыл бұрын алғашқы көп клеткалы организмдер пайда болып, барлық
тірі организмдер екі патшалыққа бөлінді- өсімдіктер және жануарлар.
Олар: 1) клетка құрылысы мен өсуге қабілеті; 2) қоректену типі; 3)
қозғалуға қабілеттілігі бойынша үш топқа бөлінді.
Патшалыққа бір ғана белгісі бойынша емес, бірнеше ерекшеліктері
бойынша бөлінді. Мысалы, кораллдар, моллюскалар мен өзен губкасы қозғалмай
тіршілік ететіндер, дегенмен де олар жануарларға жатқызылды. Насеком
қоректі өсімдіктер қоректену типі бойынша жануарларға жатады. Сонымен бірге
ауыспалы типтер де бар, мысалы, жасыл эвглена өсімдік сияқты қоректенеді,
ал қозғалуы жануарлар сияқты.
1 млрд жыл бұрын көп клеткалы өсімдіктердің пайда болуы фотосинтез
процесінің күрт қарқындауына әкеліп, мұхиттағы балдырлар өздерін қоршаған
ортаға млн-даған тонна оттегі бөліп, Жердің атмосферасының озон қабатын
түзіп, құрлық пен сулы ортаны тіршіліктің бұдан гөрі жетілген формаларының
эволюциясына дайындай бастады.
Бұл кезең шамамен 400 млн жылға созылды да, бұдан 580 млн жыл бұрын
мұхиттағы биотаның аса қарқындап дамуына әкеп соқты.
Органикалық дүние эволюциясының осы кезеңінде атмосферада
фотосинтездің негізгі компоненттері – көмірқышқыл газының мөлшері жоғары,
ал оттегі аз ғана болды. Палеозой эрасының біраз бөлігінде атмосферадағы
СО2 концентрациясы 0.1-0.4% қана болды. Көмірқышқыл газының бұндай
концентрациясында автотрофты өсімдіктердің өнімділігі ең жоғары шекте болып
және осының нәтижесінде түзілген биомассаның өте көп мөлшері толып жатқан
өзгерістерге ұшырай отырып, органикалық жанғыш пайдалы қазбалардың орасан
мол қорын жасаған болар еді. Палеозойдың басына қарай оттегінің массасы
жоғарылай бастады. Мезозойдың соңында СО2 концентрациясы азая бастады. Бұл
үрдіс олигоценде күшейіп, әсіресе плиоценнің соңында оның мөлшері ең
төменгі шегіне жетті. Бұнымен бірге автотрофты өсімдіктердің массасы және
Жер бетіндегі барлық тірі организмдердің массасы азайды.
Жануарлар дүниесінің дамуы барысында жануарлар организмдерінің
органдары олардың атқаратын функцияларына байланысты дифференциацияла-нып,
скелет, қозғалу, ас қорыту, тыныс алу, қан тамырлары, нерв системалары мен
сезім органдары қалыптасты. Тыныс алу энергиясы организмдердің қозғалуы мен
өсуі үшін қажетті энергияға айналды. Ал энергияның артық қоры жануарлардың
қорек табу жолындағы қозғалыстарына жұмсалды. Қозғалу үшін олар денесін
белгілі қалыпта ұстап, әртүрлі жағдайларда тез және дәл шешім қабылдауды
қажет етті. Яғни, биологиялық эволюция процесі мидың пайда болуына әкеп
соқты.
Бұдан 65 млн жыл бұрын Жерге диаметрі 9 км алып аспан денесінің құлауы
нәтижесінде экологиялық жағдай күрт өзгерді. Экологиялық катастрофаның
нәтижесінде жануарлардың арасындағы сан жағынан басым болып саналатын
динозаврлар жойылып кетті де, кейіннен Жерде көбірек үстемдік құрған сүт
қоректілер қарқынды дамыды.
ХVІІІ-Х1Х ғасырларда ғалымдар өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің
систематикасын жасау үшін көп жұмыстар жүргізді. Биологияда систематика деп
аталатын бағыт пайда болды. Өсімдіктер мен жануарлар олардың структуралық
ерекшеліктеріне қарай классификацияланды. Негізгі структуралық бірлік
ретінде түр алынды, ал одан жоғары деңгейлер туыс, отряд, классты құрады.
Қазіргі кезде Жер бетінде өсімдіктердің 500 000 мыңдай, жануарлардың
1,5 млн түрлері бар, олардың ішінде омыртқалылар – 70 мыңдай, олардың 16
мыңы құстар, сүт қоректілердің – 12 540 түрі бар
Тіршілік формаларының дамуындағы оқиғалар мен негізгі даталардың
геологиялық шкаласы
Стратиграфикалық және хронологиялық Тірі организмдердің
бөлімдер, радиометриялық даталар эволюциясындағы
Негізгі оқиғалар
Эралар Кезең Дәуір
Кайназой, 65 Төрттік, 2.5Голоцен (Homo sapіens) Ақылды адам
млн жыл млн жыл Плейстоцен
Үштік, Плиоцен Соңғы гоминидтер
65-2.5 млн 6-2.5 млн
жыл жыл
Миоцен 14 млн жыл бұрынғы қарапайым
22-6 млн гоминидтер –рамапитек
жыл
Олигоцен Злактар, шөпқоректі сүтқоректілер
36-22 млн
жыл
Эоцен Қарапайым жылқылар
58-36 млн
жыл
Палеоцен Сүт қоректі тышқан тәрізді жануарлар
65-58 млн Cynognathus эволюциясының қарқынды
жыл дамуы
Мезозой, Бор 145-65 Бөлімдер Гүлді өсімдіктер; 65 млн жыл бұрын
255-65 млн жылмлн жыл мен –динозаврлар жойылды, сүт қоректілер
кезеңдер эволюциясы
Юра 210-145 Динозаврлардың жаппай көбеюі. 167 млн
млн жыл жыл бұрын алғашқы ұшқыш кесірткелер
(птерозаврлар, архиоптерикстер);
150 млн жыл бұрын алғашқы сүт
қоректілер
Триас Қылқан жапырақтылар, цикадалар,
255-210 млн динозаврлар
жыл
Палеозой Перм 280-255 Динозаврлар: сүт қоректі
млн жыл Бауырымен жорғалаушылар.
Таскөмір Ормандар, насекомдар, амфибиялар, 290
360-280 млн млн жыл бұрын, динозаврлар,
жыл Бауырымен жорғалаушылар.
Девон Жануарлардың құрлыққа шығуы (алғашқы
415-360 млн амфибиялар-ихтиостегиялар) – балық
жыл құйрықты жануарлар
Силур Өсімдіктердің құрлыққа шығуы, және
465-415 млн теңіз жануарларының активті тіршілігі
жыл
Ордовик Хордалы жануарларда скелеттің пайда
520-465 млн болуы; қарапайым балықтар.
жыл
Кембрий Түрлі теңіз омыртқасыз
580-520 млн дары
жыл
Докембрий, магмалық және 1000 млн Организмдердің жануар
метаморфоздық жыныстар; жыл лар мен өсімдіктерге бөлінуі:
бөлімдері мен кезеңдері жоқ қарапайым теңіз
жануарлары, жасыл балдырлар.
2000 млн Эукариоттар –ядролы бір клеткалы
жыл организмдер
3300 млн Прокариоттар – ядросыз бір клеткалы
жыл организмдер: бактериялар, көк-жасыл
Балдырлар
4500 млн Тіршіліктің пайда болуы:
жыл аминқышқылдары,белок молекулалары,
коацерват
тар, прокариоттар.
4700 млн Жердің түзілуі, салмағына
жыл Байланысты заттардың түрлі агрегат
күйлеріне дифференциациялануы.
Адам эволюциясы
Рамапитек Австралопитек Питекантроп
Адам эволюциясын антропология ғылымы зерттейді. Антропология Х1Х
ғасырдың екінші жартысында Дарвиннің эволюциялық теориясы ашылғаннан соң
күрт дами бастады. Археологиялық қаба кезінде табылған Ramapіthecus миоцен
– плиоценде тіршілік еткен адам тәрізді маймылдың қалдықтары, гоминидтер
тармағының бастапқы түрі, яғни олар адам мен оған туыстастардың арғы тегі
деп саналды. Бұл маймылдың қалдықтары ндістан мен Пәкістаннан, Таяу Шығыс
пен Неандерталдық Кроманьондық Homo sapіens
Балканнан, тіпті Африкаға дейінгі континенттерден табылды
(“рамапитектер” алғаш рет Үндістаннан табылып, Рама құдайының құрметіне
соның атымен аталған).
1960 жылы ағылшын археологы Л.Лики Шығыс Африкадан миының көлемі 670
см3, болып табылатын 18 – 2.5 млн жылдар арасында тіршілік еткен “шебер
адамның” қалдықтарын тапты. Осы қабаттардан олардың өзен тастарынан жасап
шығарған, ұштары үшкір еңбек құралдары да табылды. Осыған байланысты
қазіргі ғылымда бұдан 2.5 млн жыл бұрын Шығыс Африкада адам мен адам
тәрізді маймылдар тармақтары бөлінген, яғни адам мен шимпанзенің
эволюциялық линиялары екіге бөлінген деген көзқарас бар. Бұл тұжырымдар
“молекулалық сағаттар” деп аталатын өлшемдер арқылы дәлелденді. Нүктелік
мутациялар әсерінен гендердің өзгеру жылдамдығы (ДНК негіздерінің кейбір
жұптарының өзгеруі) ұзақ уақыт бойына тұрақты болып, оны осы эволюциялық
тармақтың негізгі түбірінен бөліну мерзімін анықтау үшін қолдануға болады.
Ғалымдар дәл осы Шығыс Африкада адамдардың пайда болу себебі ретінде,
осы аймақта уран кен орындарынан бөлініп шығатын радиацияның жоғарғы
дозаларының әсерінен болған мутациялық үрдістерді көрсетеді. “Шебер Адамды”
австралопитектерге (“оңтүстік маймыл”) жатқызады, олардың қалдықтары 1924
жылы Африкадан табылған. Австралопитектердің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Тіршілік эволюциясы
Тіршілік өзі қалай дамыды? Тірі затты құрайтын элементтер бір-бірімен
қалай бірікті? Қазіргі таңда бұл сұрақтар бойынша дәйекті жорамал құруға
мүмкіндік беретін мәлімет көп және жеткілікті. Тіршіліктің пайда болуы
жайлы теорияны Пфлюгер, Дж. Холдейн және Р. Бейтнер ұсынды. Бірақ толық
түрде бұл теория биохимик, академик А.И.Опариннің 1924 жылы жазылған
“Тіршіліктің пайда болуы” деген еңбегінде қарастырылды. Бұл теория бойынша
тіршіліктің пайда болуы – Жердегі ұзақ эволюцияның - алдымен
атмогидросферадағы химиялық, одан кейін биологиялық эволюциялардың
нәтижесі. Бұл концепция қазіргі кезде ғылыми ортада ең танымал. Сондай - ақ
көрсетілген тұжырым ғалымдардың басым көпшілігімен мақұлданған.
Жер бетіндегі тіршілік жоғары саналы жануарлар, қарапайым жалғыз
клеткалы организмдерден бастап, түрлі вирустар болып табылатын жалғыз
белокты молекулалардан құралған нысандардан құралған. Вирустар инертті
кристалдық нысанда немесе қозғалмалы жағдайда өмір сүреді. Белоктық
молекуланың өзі болса, оларға қарағанда қарапайым бөліктерден – бір-
бірімен түрлі химиялық байланыстар арқылы байланысып, амин қышқылдарын
құрайтын көміртегінің, сутегінің, азоттың, оттегінің, қосылыстарынан
тұрады.
1953 жылы С.Л.Миллер мен Г.К. Юри деген америкалық ғалымдар Опариннің
теориясы негізінде жасанды атмосферамен бірінші болып тәжірибе жасады. Олар
Жердің алғашқы атмогидросферасының құрамында болған сутегі (H2), метан
(CH4), аммиак (NH3) пен су буының (Н2О) қоспасынан амин қышқылын алды.
Газдардың бұл құрамы вулкан газдарының құрамдарына толық сәйкес келетіндігі
белгілі. Газдардың осы қоспасына күшті электр тоғы беріліп, содан соң
конденсациялады. Алынған сұйықтың құрамынан амин қышқылдары, түрлі
көмірсутегілер мен тірі материяға тән компоненттер табылды. Басты
факторлардың бірі тотығу - қалпына келу үрдістері белсенді жүруіне
мүмкіндік беретін бос оттегінің болмауы және энергияның жеткілікті мөлшері
еді.
Осындай тәжірибелерді ҚСРО мен Жапонияның ғалымдары да қайталады.
Нәтижесінде Жердің алғашқы атмосферасында амин қышқылдарының синтезделуінің
мүмкін болғандығы дәлелденді. Бастапқы газдардың түрлі вариациялары мен
энергияның көздері синтезделу реакцияларының нәтижесінде түзілген
өнімдердің арасында көптеген табиғи амин қышқылдары –лейцин, изолейцин,
серин, треонин, аспарагин, лизин, фенилаланин, және тирозин табылды.
Синтезделіп алынған амин қышқылдарының ішінде қазіргі кездегі тіршілік
иелерінің құрамына кірмейтін түрлері де болды.
Жоғары молекулалы қосылыстарды құрайтын мономерлердің синтезделу
реакцияларына қажетті энергия көздері болып электр разрядтары табылуы
мүмкін. Қазіргі кезде Жерде әрбір секунд сайын мыңнан аса найзағай жарқылы
байқалады. Әлі толық суынып бітпеген Жерді қоршап тұрған бу секілді
алғашқы гидроатмосферада мұндай найзағай жарқылдары қазіргі кездегіден
әлдеқайда көп болған болуы да мүмкін. Бұл кездегі энергия алғашқы мұхиттың
үстінде бөлініп, синтезделу өнімдерінің суда еріп кету ықтималдылығы
жоғары.
Бізді қоршаған тіршіліктің барлық түрлері небәрі азғана мономерлер
блогынан (төменгі молекулалы қосылыстар) тұрады. Ол 20 амин қышқылдарынан
(белок молекулаларын құрайтын), 5 азотты қосылыстардан (нуклеин
қышқылдарының құрамдас бөліктері), энергияның қайнар көзі - глюкозадан,
клетка мембраналарын құрайтын құрылыс материалы және энергия сақтаушы-
майлардан тұрады. Кез келген тірі организмнің биохимиялық құрылысын небәрі
29 мономер сипаттайды.
Көміртекті қосылыстар “бастапқы сорпа” түзгеннен кейін, биополимерлер
– өздерін - өздері көбейту қасиеттері бар белоктар мен нуклеин
қышқылдарының түзілу мүмкіндігі пайда болды. Биополимерлер түзілуге қажетті
концентрациялы заттар Күн сәулесімен қыздырылған сулардағы минералдық
бөлшектерде, мысалы, саз немесе темір гидрооксидтеріне шөккен органикалық
заттар есебінен пайда болуы мүмкін. Сонымен қатар, органикалық заттар мұхит
бетінде жұқа пленка түзіп, олар жел мен толқын арқылы жағалауларға
жинақталуы ықтимал.
Заттардың концентрациялануы коацерваттық, яғни қоршаған ортамен
диффузиялық түрдегі зат алмасу арқылы байланысатын құрылымдарды, тамшыларды
түзуі мүмкін. Коацерваттық тамшыларды лабораториялық жағдайда да алуға
болады. Мысалға Опарин әртүрлі полимерлерден осындай тамшыларды алған.
Коацерваттық тамшылар ұқсас қосылыстарға өзінен өзі бөлінеді. Бұл
қосылыстар белгілі бір массаға жеткенге дейін ғана өмір сүре алады.
Массаның көбейуі және қарапайым реакцияларды катализациялауға деген
мүмкіндігі, полимерлерге тән болып келетін суспензиялар мен микросфераны
бөліп тұратын шекараның нығаюына әсер етеді.
Органикалық заттарды құрайтын негізгі химиялық элементтер жоғарыда
айтылып кеткендей, көміртегі, оттегі, сутегі және азот болып табылады. Яғни
олар гидроатмосфераның бастапқы құрамындағы химиялық элементтер. Осы төрт
элемент органикалық заттардың 99% құрайды. Осылармен қоса органикалық
заттардың құрамына күкірт, фосфор және аздаған мөлшерлерде жиырмаға жуық
элементтер кіреді. Болжанып отырғандай, осы ондаған элемент белок -
полимерлердің құрамына кіріп, бастапқы мұхиттың жағалауларында органикалық
заттардың жиналуы кезінде биологиялық реакциялардың катализаторы болған.
Бұл құрамдас элементтер қосылыстардың көптеген түрін құрайды.
Сандық мөлшермен алғанда биотаның құрамына кіретін химиялық
элементтердің жалпы құрамы теңіз суының құрамына жақын. Биотаның құрамында
тек тірі жәндікке ғана тән бір де бір элемент жоқ, сондай – ақ
бейорганикалық материяда кездеспейтінде бір де бір элемент жоқ. Биотаның
құрамындағы заттардың химиялық құрылысы гидросфера, атмосфера және
литосфераның жоғарғы қабатының химиялық құрамынан сұрыптау мен негізгі
компоненттерді ұйымдастыру бойынша өзгешеленеді. Қазіргі кездегі белок
молекулаларын құрайтын 20 амин қышқылдары миллиондаған жылдар бойы эволюция
процесінің барысында сұрыпталып, қалдырылған. Басқа амин қышқылдарының
жиынтықтарының кодтары жойылып, оларға сәйкес эволюциялық линиялар бірте-
бірте жойылып кеткен.
“Тіршіліктің басы қашан басталады”, деген сұраққа жауап беру үшін,
“тіршілік дегеніміз не” деген сұраққа жауап беруіміз керек. Тіршілік
дегеніміз - “кез келген организмнің өзінің орнына ұрпақ қалдыру, өзгеру
және осы өзгерістерді қайта өндіру қасиеті” дегеніміз дұрыс болар. Бұл
қасиеттер энергия мен информация беруді жүзеге асырады. Органикалық
заттардың молекулалары органикалық емес заттарға қарағанда ірілеу және
күрделірек, сондықтан олар түрлі өзгерістерге тез ұшырай алады. здіксіз
өзгерістер мен осы өзгерістердің сақталып, жаңарып отыруы Жердегі
тіршіліктің ерекше қасиеті болып табылады. Органикалық емес заттар болса
өздерін - өздері қайта жасай алмайды.
Геологиялық жыныстардан табылған қазба қалдықтар осыдан 3.3 млрд жыл
бұрын теңіздерде қарапайым өсімдіктер – көк-жасыл балдырлардың болғандығын
көрсетіп отыр. Жердің базальтты литосферасының жасы 4.5 млрд жыл деп
саналады. Сол кездерде де жоғарыда айтылғандай құрамында оттегі жоқ
алғашқы атмогидросфера қалыптаса бастаған.
Басқа сөзбен айтқанда, бір клеткалы ядросыз организмдер пайда болғанға
дейін 1 млрд жылдай үзіліс болған. Пайда болған алғашқы мұхит органикалық
қосылыстардың химиялық реакциялары жүретін және тіршіліктің химиялық
эволюциясы үшін қажетті тамаша орта болды. Оның үстіне, бос оттегі мен озон
қабаты болмағандықтан Күннің ультракүлгін сәулелері құрлық пен мұхит
беттеріне жақсы түсті. Бұл сәулелер мен найзағай жарқылдарынан алғашқы
атмогидросферада аминқышқылдарының түзілуіне қажетті энергия бөлінді, ал
үздіксіз түзілген аминқышқылдары алғашқы мұхитты “сорпаға”айналдырды.
Түзілген амин қышқылдарының молекулалары бір-бірімен соғылысып, қосылып
белок молекулаларын, ал олар одан да күрделі көмірсутектерді түзді. Дәл
осылай химиялық эволюция биохимиялық эволюцияға ұласты деп жорамалдануда.
Ғалымдардың басым көпшілігі белок молекулаларының түзілуінің себебі
алғашқы мұхиттағы амин қышқылдарының “кездейсоқ” соқтығысулары деп
есептейді. Бұл жерде “кездейсоқ” деген сөзді “ықтималдылығы өте төмен”
немесе “тіпті мүмкін емес” деген мағынада қарастырмау қажет. Алғашқы
атмосферада амин қышқылдарының түзілуіне жеткілікті концентрациясының
қалыптасуы жайлы сөз қозғағанда, бұл процесті статистикалық заңдылық
ретінде қарастыруымыз қажет. Кез келген кездейсоқ жағдай, ықтималдылығы
қандай да төмен болғанның өзінде, оның болу мүмкіндігі әрекеттер көбейген
сайын артады. Егер белгілі бір құбылыстың орын алуының ықтималдылығы бір
тәжірибеде 1000-ның 1 болса, 1000000 тәжірибеде ықтималдылық 9999 ға тең.
Сондықтан алғашқы мұхиттың амин қышқылдарының қоспасынан тұратын “сорпа”
болғандығын қарастырсақ, онда олардан белок молекулаларының түзілуі
кездейсоқтық емес, тіпті заңдылық деп қарастыру қажет. Ал егер бұған 1 млрд
жылдан асатын уақыт мерзімін қоссақ, Жердің пайда болғанынан бастап
организмдердің палеонтологиялық қалдықтары табылғанға дейін амин
қышқылдарынан белок молекуларларының түзілу мүмкіндігін болжау аса қиын
Белок молекулалары оттегісіз ортада бір-бірімен қосылып, күрделеніп,
прокариоттар деп аталатын алғашқы тірі бір клеткалы ядросыз организмдерді
түзді. Алайда, ең маңыздысы ферментация процесі пайда болуы болды. Қазіргі
кезде біз бақылап отырған ферментация үрдісі, оттегісіз ортада өмір сүретін
қарапайым ағзаларда жүреді.Ферментация кезінде көмірсутегілер бөлініп,
қайта құралады. Бұл кезде жылу түрінде аздаған энергия бөлінеді, осы
реакция кезінде пайда болатын өнімдердің бірі – көмірқышқыл газы болып
саналады.
Осы көмірқышқыл газы ферментация не басқа химиялық реакциялар
нәтижесінде түзілген жоқ па?
Алғашқы мұхиттағы заттарға қосылған көмірқышқыл газы организмдердің
тіршілік ету ортасына жаңа қасиеттер беруі мүмкін.
Фотосинтез процесіне де мүмкіндік беруі мүмкін. Барлық жасыл
өсімдіктерге тән бұл үрдіс су, көмірқышқыл газы мен өсімдіктер сіңірген күн
сәулесінің энергиясынан түрлі органикалық қосылыстар түзеді. Алайда алғашқы
фотосинтездеуші организмдер қазіргі кезде жер бетінде тіршілік ететін, шын
мәнінде балдырлар емес, бактериялар болып саналатын көк-жасыл балдырлар
сияқты болса керек. Дәл қазір Жерде олардың ролі айтарлықтай емес, ал ол
кезде Жерде тек сол балдырлар мен оларға жақын организмдер көптеп тіршілік
еткен. Біртіндеп олар фотосинтез процесінің нәтижесінде қоршаған ортаға бос
оттегіні бөліп, өздерінің тіршілік ортасын өздерінен басқа тірі
организмдердің пайда болып, тіршілік етуіне жағдай жасаған. Осы жаңа
жағдайларда, бос оттегі пайда болған соң тыныс алу процесі мүмкін болды.
Қазіргі кездегі тіршілік ететін тірі организмдердің негізгі топтарының
пайда болуына себеп болған процестердің теориялық реттілігі
Ферментация Фотосинтез Тыныс алу
(Хемосинтез)
Органикалық қосы- (СО2 + Н2О + энергия = ( О2 + орган. қосылыстар
лыстар + энергия( орган.қосылыстар + О2( = энергия +
орг.қосылыстар+СО2( + Н2О + СО2
Оттексіз ортадағы Өсімдіктер Жануарлар
организмдер
Осылайша, биотаның түзілуі химиялық процестердің кейіннен
биохимиялық процестерге айналғанынан басталады. Бұл процестердің реттілігін
схема түрінде төмендегіше беруге болады: амин қышқылдары ( белок
молекулалары ( күрделі көмірсулар ( ферментация ( фотосинтез ( тыныс алу.
Тыныс алу – фотосинтезге кері үрдіс – оның нәтижесінде өсімдіктерге қажетті
көмірқышқыл газы бөлініп қана қоймайды, сонымен қатар өте көп мөлшерде
энергия бөлінеді.
4.2 Тіршілік нысандарының эволюциясы
Химиялық эволюция ерте кезеңдерінде-ақ түрлі өзгерістерге ұшырап
алдымен биохимиялық, кейін биологиялық эволюцияға айналды. Жер бетіндегі
қазіргі тіршілік оттекті атмосферадан түзіле алмаған болар еді. Пайда
болған тіршілік үздіксіз эволюция процесін басынан өткізген және өткізуде.
Биологиялық эволюция ең алғашқы организмдер алғаш рет өздерін өздері жасай
алған кезден басталды. Жерде тіршіліктің басталуы белок молекулаларын жасай
алатын нуклеин қышқылдарының түзілуінен басталды.
Биохимиялық эволюция теориясын төмендегі схема бойынша беруге болады.
Коацерваттар мен органикалық заттардың түйіртпектерінің шекарасында күрделі
көмірсутектер молекулалары орын алды, нәтижесінде коацерваттардың
тұрақтылығын қамтамасыз ететін қарапайым клеткалық мембрана пайда болды.
Коацерватқа өздігінен көбейе алатын молекуланың енуі нәтижесінде өсу
процесіне қабілетті қарапайым клетка түзілген болуы керек.
Ядросыз клетканың (прокариоттардың) эволюциясы 1 млрд тан астам жылға
созылды. Алғашқы бір клеткалы ядросыз, бірақ ДНК жіпшелері бар организмдер
қазіргі бактериялар мен көк-жасыл балдырларды еске түсіреді. Бұл ең
ертедегі организмдердің жасы 3.3 млрд жылдан асады.
Келесі кезеңде (шамамен бұдан 2 млрд. жыл бұрын) клеткада ядро пайда
болады. Бұл бір клеткалы ядросы бар организмдер эукариоттар деп аталады.
Қазіргі кезде олардың 25-30 мыңдай түрлері бар.
Шамамен 1 млрд пен 2 млрд жыл арасында биологиялық эволюция жыныстық
көбею процесінің пайда болуына байланысты тез қарқынмен дамыды. Осыған
байланысты организмдердің оларды қоршаған ортаға бейімделу мүмкіндіктері
ұлғайды.
1 млрд жыл бұрын алғашқы көп клеткалы организмдер пайда болып, барлық
тірі организмдер екі патшалыққа бөлінді- өсімдіктер және жануарлар.
Олар: 1) клетка құрылысы мен өсуге қабілеті; 2) қоректену типі; 3)
қозғалуға қабілеттілігі бойынша үш топқа бөлінді.
Патшалыққа бір ғана белгісі бойынша емес, бірнеше ерекшеліктері
бойынша бөлінді. Мысалы, кораллдар, моллюскалар мен өзен губкасы қозғалмай
тіршілік ететіндер, дегенмен де олар жануарларға жатқызылды. Насеком
қоректі өсімдіктер қоректену типі бойынша жануарларға жатады. Сонымен бірге
ауыспалы типтер де бар, мысалы, жасыл эвглена өсімдік сияқты қоректенеді,
ал қозғалуы жануарлар сияқты.
1 млрд жыл бұрын көп клеткалы өсімдіктердің пайда болуы фотосинтез
процесінің күрт қарқындауына әкеліп, мұхиттағы балдырлар өздерін қоршаған
ортаға млн-даған тонна оттегі бөліп, Жердің атмосферасының озон қабатын
түзіп, құрлық пен сулы ортаны тіршіліктің бұдан гөрі жетілген формаларының
эволюциясына дайындай бастады.
Бұл кезең шамамен 400 млн жылға созылды да, бұдан 580 млн жыл бұрын
мұхиттағы биотаның аса қарқындап дамуына әкеп соқты.
Органикалық дүние эволюциясының осы кезеңінде атмосферада
фотосинтездің негізгі компоненттері – көмірқышқыл газының мөлшері жоғары,
ал оттегі аз ғана болды. Палеозой эрасының біраз бөлігінде атмосферадағы
СО2 концентрациясы 0.1-0.4% қана болды. Көмірқышқыл газының бұндай
концентрациясында автотрофты өсімдіктердің өнімділігі ең жоғары шекте болып
және осының нәтижесінде түзілген биомассаның өте көп мөлшері толып жатқан
өзгерістерге ұшырай отырып, органикалық жанғыш пайдалы қазбалардың орасан
мол қорын жасаған болар еді. Палеозойдың басына қарай оттегінің массасы
жоғарылай бастады. Мезозойдың соңында СО2 концентрациясы азая бастады. Бұл
үрдіс олигоценде күшейіп, әсіресе плиоценнің соңында оның мөлшері ең
төменгі шегіне жетті. Бұнымен бірге автотрофты өсімдіктердің массасы және
Жер бетіндегі барлық тірі организмдердің массасы азайды.
Жануарлар дүниесінің дамуы барысында жануарлар организмдерінің
органдары олардың атқаратын функцияларына байланысты дифференциацияла-нып,
скелет, қозғалу, ас қорыту, тыныс алу, қан тамырлары, нерв системалары мен
сезім органдары қалыптасты. Тыныс алу энергиясы организмдердің қозғалуы мен
өсуі үшін қажетті энергияға айналды. Ал энергияның артық қоры жануарлардың
қорек табу жолындағы қозғалыстарына жұмсалды. Қозғалу үшін олар денесін
белгілі қалыпта ұстап, әртүрлі жағдайларда тез және дәл шешім қабылдауды
қажет етті. Яғни, биологиялық эволюция процесі мидың пайда болуына әкеп
соқты.
Бұдан 65 млн жыл бұрын Жерге диаметрі 9 км алып аспан денесінің құлауы
нәтижесінде экологиялық жағдай күрт өзгерді. Экологиялық катастрофаның
нәтижесінде жануарлардың арасындағы сан жағынан басым болып саналатын
динозаврлар жойылып кетті де, кейіннен Жерде көбірек үстемдік құрған сүт
қоректілер қарқынды дамыды.
ХVІІІ-Х1Х ғасырларда ғалымдар өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің
систематикасын жасау үшін көп жұмыстар жүргізді. Биологияда систематика деп
аталатын бағыт пайда болды. Өсімдіктер мен жануарлар олардың структуралық
ерекшеліктеріне қарай классификацияланды. Негізгі структуралық бірлік
ретінде түр алынды, ал одан жоғары деңгейлер туыс, отряд, классты құрады.
Қазіргі кезде Жер бетінде өсімдіктердің 500 000 мыңдай, жануарлардың
1,5 млн түрлері бар, олардың ішінде омыртқалылар – 70 мыңдай, олардың 16
мыңы құстар, сүт қоректілердің – 12 540 түрі бар
Тіршілік формаларының дамуындағы оқиғалар мен негізгі даталардың
геологиялық шкаласы
Стратиграфикалық және хронологиялық Тірі организмдердің
бөлімдер, радиометриялық даталар эволюциясындағы
Негізгі оқиғалар
Эралар Кезең Дәуір
Кайназой, 65 Төрттік, 2.5Голоцен (Homo sapіens) Ақылды адам
млн жыл млн жыл Плейстоцен
Үштік, Плиоцен Соңғы гоминидтер
65-2.5 млн 6-2.5 млн
жыл жыл
Миоцен 14 млн жыл бұрынғы қарапайым
22-6 млн гоминидтер –рамапитек
жыл
Олигоцен Злактар, шөпқоректі сүтқоректілер
36-22 млн
жыл
Эоцен Қарапайым жылқылар
58-36 млн
жыл
Палеоцен Сүт қоректі тышқан тәрізді жануарлар
65-58 млн Cynognathus эволюциясының қарқынды
жыл дамуы
Мезозой, Бор 145-65 Бөлімдер Гүлді өсімдіктер; 65 млн жыл бұрын
255-65 млн жылмлн жыл мен –динозаврлар жойылды, сүт қоректілер
кезеңдер эволюциясы
Юра 210-145 Динозаврлардың жаппай көбеюі. 167 млн
млн жыл жыл бұрын алғашқы ұшқыш кесірткелер
(птерозаврлар, архиоптерикстер);
150 млн жыл бұрын алғашқы сүт
қоректілер
Триас Қылқан жапырақтылар, цикадалар,
255-210 млн динозаврлар
жыл
Палеозой Перм 280-255 Динозаврлар: сүт қоректі
млн жыл Бауырымен жорғалаушылар.
Таскөмір Ормандар, насекомдар, амфибиялар, 290
360-280 млн млн жыл бұрын, динозаврлар,
жыл Бауырымен жорғалаушылар.
Девон Жануарлардың құрлыққа шығуы (алғашқы
415-360 млн амфибиялар-ихтиостегиялар) – балық
жыл құйрықты жануарлар
Силур Өсімдіктердің құрлыққа шығуы, және
465-415 млн теңіз жануарларының активті тіршілігі
жыл
Ордовик Хордалы жануарларда скелеттің пайда
520-465 млн болуы; қарапайым балықтар.
жыл
Кембрий Түрлі теңіз омыртқасыз
580-520 млн дары
жыл
Докембрий, магмалық және 1000 млн Организмдердің жануар
метаморфоздық жыныстар; жыл лар мен өсімдіктерге бөлінуі:
бөлімдері мен кезеңдері жоқ қарапайым теңіз
жануарлары, жасыл балдырлар.
2000 млн Эукариоттар –ядролы бір клеткалы
жыл организмдер
3300 млн Прокариоттар – ядросыз бір клеткалы
жыл организмдер: бактериялар, көк-жасыл
Балдырлар
4500 млн Тіршіліктің пайда болуы:
жыл аминқышқылдары,белок молекулалары,
коацерват
тар, прокариоттар.
4700 млн Жердің түзілуі, салмағына
жыл Байланысты заттардың түрлі агрегат
күйлеріне дифференциациялануы.
Адам эволюциясы
Рамапитек Австралопитек Питекантроп
Адам эволюциясын антропология ғылымы зерттейді. Антропология Х1Х
ғасырдың екінші жартысында Дарвиннің эволюциялық теориясы ашылғаннан соң
күрт дами бастады. Археологиялық қаба кезінде табылған Ramapіthecus миоцен
– плиоценде тіршілік еткен адам тәрізді маймылдың қалдықтары, гоминидтер
тармағының бастапқы түрі, яғни олар адам мен оған туыстастардың арғы тегі
деп саналды. Бұл маймылдың қалдықтары ндістан мен Пәкістаннан, Таяу Шығыс
пен Неандерталдық Кроманьондық Homo sapіens
Балканнан, тіпті Африкаға дейінгі континенттерден табылды
(“рамапитектер” алғаш рет Үндістаннан табылып, Рама құдайының құрметіне
соның атымен аталған).
1960 жылы ағылшын археологы Л.Лики Шығыс Африкадан миының көлемі 670
см3, болып табылатын 18 – 2.5 млн жылдар арасында тіршілік еткен “шебер
адамның” қалдықтарын тапты. Осы қабаттардан олардың өзен тастарынан жасап
шығарған, ұштары үшкір еңбек құралдары да табылды. Осыған байланысты
қазіргі ғылымда бұдан 2.5 млн жыл бұрын Шығыс Африкада адам мен адам
тәрізді маймылдар тармақтары бөлінген, яғни адам мен шимпанзенің
эволюциялық линиялары екіге бөлінген деген көзқарас бар. Бұл тұжырымдар
“молекулалық сағаттар” деп аталатын өлшемдер арқылы дәлелденді. Нүктелік
мутациялар әсерінен гендердің өзгеру жылдамдығы (ДНК негіздерінің кейбір
жұптарының өзгеруі) ұзақ уақыт бойына тұрақты болып, оны осы эволюциялық
тармақтың негізгі түбірінен бөліну мерзімін анықтау үшін қолдануға болады.
Ғалымдар дәл осы Шығыс Африкада адамдардың пайда болу себебі ретінде,
осы аймақта уран кен орындарынан бөлініп шығатын радиацияның жоғарғы
дозаларының әсерінен болған мутациялық үрдістерді көрсетеді. “Шебер Адамды”
австралопитектерге (“оңтүстік маймыл”) жатқызады, олардың қалдықтары 1924
жылы Африкадан табылған. Австралопитектердің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz