Életbiológia

Az evolúció és az élet története a Földön

örökölhetősége

A bizonyíték megdöbbentő, hogy a Földön minden élet a közös ősektől származik, egy megszakítatlan láncban. Darwin evolúciós elvét a következő tények foglalják össze. Az egész élet hajlamos növekedni: több organizmus felel meg, születik, kikelt, magból csírázik, spórákból kikerülnek, vagy sejtmegosztással (vagy más módon) termelődnek, mint amennyit fennmaradhat. Az ily módon előállított organizmusok bármennyire mérhető módon különböznek rokonoktól, bár kevés is. Bármely adott környezetben, adott időben az ehhez a környezethez legjobban megfelelő változatok hajlamosak arra, hogy több utódot hagyjanak, mint a többiek. Az utódok az őseikre hasonlítanak. A különböző organizmusok magukhoz hasonló utódokat hagynak el. Ezért az organizmusok idővel eltérnek az ősektől. A természetes szelekció rövidítése azt jelenti, hogy minden organizmus nem marad fenn, hogy azonos valószínűséggel hagyjon utódokat. A mai életben maradókat összehasonlítottuk azokkal a hasonlóakkal, amelyek soha nem maradtak fenn vagy nem szaporodtak. A Földön ma minden organizmus egyformán fejlett, mivel ugyanazok az ősi őseik osztoznak, akik számtalan fenyegetéssel szembesültek túlélésükkel. Mindegyik megmaradt, mivel körülbelül 3,7 milliárd - 3,5 milliárd évvel ezelőtt volt az Archean Eon alatt (4 milliárd - 2,5 milliárd évvel ezelőtt), a nagy evolúciós folyamat terméke, azonos molekuláris biológiai alapjaival. Mivel a Föld környezete oly változatos, az organizmus evolúciós történetének különös részletei a kémiai hasonlóságok ellenére különböznek egy másik fajétól.

konvergencia

A Föld környezete mindenütt heterogén. A hegyek, óceánok és sivatagok szélsőséges hőmérsékleteket, páratartalmat és vízszennyeződéseket szenvednek. Minden ökoszisztéma különféle mikrokörnyezeteket tartalmaz: oxigénnel kimerült óceáni szennyeződések, szulfid- vagy ammónia-gazdag talajok, magas radioaktivitású ásványi palástok vagy forrásban lévő, szervesen gazdag források. Ezen fizikai tényezők mellett bármely organizmus környezete magában foglalja a környezetében lévő többi szervezetet is. Minden környezeti feltételhez tartozik egy megfelelő ökológiai rés. A Földön lakott ökológiai rések sokfélesége meglehetősen figyelemre méltó. Még a nedves repedések a gránitban is tele vannak „kőzet eszik” baktériumokkal. Az élet történetében az ökológiai réseket többször egymástól függetlenül töltötték ki. Például, a szokásos placentális emlős farkashoz hasonlóan az ausztráliai földi eredetű farkas, a tylacine (1936 óta kihalt); a két ragadozó emlős feltűnő hasonlóságokkal rendelkezik a fizikai megjelenés és viselkedés szempontjából. Ugyanaz az áramvonalas forma a nagy sebességű tengeri mozgáshoz legalább négyszer függetlenül alakult ki: Stenopterygiusban és más mezozoikus hüllőkben; tonhalban, amelyek halak; és delfinekben és fókákban, amelyek emlősök. A hidrodinamikai formák konvergens fejlődése abból a tényből fakad, hogy a nagy állatok által végrehajtott nagy sebességű tengeri mozgás problémájának csak szűk választéka létezik. A szem, amely egy fényképet készít, több, mint tucatszor önállóan fejlődik ki, nem csak a Földön élő állatokban, hanem a protistákban, mint például az Erythropsodinium dinomastigote. Úgy tűnik, hogy a szemhéj felépítés a legjobban oldja meg a vizuális felvétel problémáját. Ahol a fizika vagy a kémia az egyik leghatékonyabb megoldást találja egy adott ökológiai problémára, a különféle vonalúak fejlődése gyakran hasonló, majdnem azonos megoldások felé hajlamos. Ezt a jelenséget konvergens evolúciónak nevezik.

Spontán generáció

Az élet végül egy anyagi folyamat, amely spontán módon - és legalább egy távoli múltban - egy nem élő anyagi rendszerből származik. Az élet keletkezéséről az alábbiakban beszélünk. A spontán generációra azonban még nem lehet hivatkozni. A spontán generációt, amelyet abiogenezisnek is nevezünk, az a hipotetikus folyamat, amelynek során az élő szervezetek nem élő anyagból fejlődnek ki, el kell utasítani. Ezen elmélet szerint úgy gondolták, hogy a rongyokba csomagolt és egy sötét sarokba hagyott sajt- és kenyérdarabok egereket produkálnak, mivel néhány hét után egerek jelentek meg a rongyokban. Sokan azt hitték a spontán generációnak, mert az olyan eseményeket magyarázott, mint amelyek a rágcsálók húzódnak a lebomló húson.

A 18. századra nyilvánvalóvá vált, hogy a növényeket és az állatokat nem lehet nem élő anyaggal előállítani. A mikroorganizmusok, például az élesztő és a baktériumok eredetét azonban nem sikerült teljes mértékben meghatározni, amíg a Louis Pasteur francia kémikus a 19. században nem bizonyította, hogy a mikroorganizmusok szaporodnak, hogy minden organizmus előzetesen létező organizmusokból származik, és hogy minden sejt előzetesen létező sejtekből származik. Akkor milyen bizonyítékok vannak a Föld legkorábbi életéről?