Бръсначът на Окам: Първи следи на живот

Медиакафе и блогът "Бръсначът на Окам" продължават рубриката, която се надяваме да следите всеки вторник: предоставяне по лесно четаем, но пълноценен начин на различни теории от математиката, биологията, физиката и други свързани дисциплини. Този вторник продължаваме темата с еволюцията на живота:

Във въглерода, вземал някога участие във фотосинтеза, необратимо се изменя съотношението на изотопите C12 и C13 и това е сигурен белег за органичния му произход. Най-стария намерен такъв въглерод е на възраст 3.85 милиарда години.

Изглед от масива Исуа. Снимка: © James L. Amos/Corbis

Числото е впечатляващо и само по себе си, но още по-впечатляващо е обстоятелството, че тези въглеродни отложения са в масива Исуа в Гренландия, където са и най-древните на Земята утаечни скали. По този начин, първите достоверни следи на живот се появяват на Земята едновременно с първите достоверни следи от вода. А тъй като изкопаемите могат да се съхранят изключително в седиментни скали, то може да се каже така: достоверни следи на живот на Земята са известни от момента, когато се е появила принципна възможност за тяхната фиксация. Животът на Земята съществува приблизително толкова време, колкото съществуват и самата планета. За съществуването на фотосинтезиращи организми от най-древни времена има преки доказателства (в скалите на масива Исуа, са открити остатъци от хлорофил – фитан и пристан, и даже неразложен цианобактериален пигмент фикобилин), но най- сигурен белег за фотосинтеза е нейния страничен продукт – кислород. В този масив се срещат железни руди джеспилити, редуващи се бедни и по-богати на железни оксиди слоеве. Те се формират, когато желязото, получено от вулканична активност и разтворено в морска вода, се окислява от молекулярен кислород, чието съществуване е доказателство за наличие на достатъчно количество фотосинтезиращи организми.

Първи организми

Схема: BMC Evol Biol

Схема на развитието на метаболизма на прокариотите (едноклетъчните без ядра) според Battistuzzi F.U., Feijao A., Hedges S.B,2004. По подробно за метаногенезата и др. има в темата за архибактериите – екстремофили.

Едно е сигурно: първите организми са били едноклетъчни и анаеробни (не се нуждаели от кислород), достатъчни им били само въглеродния диоксид и водорода от първичната атмосфера, т.е. били метаногени.

 

 

Най-древните следи от фотосинтезиращи, т.е. извличащи водорода от водата, са строматолитите. Те са възникнали на дъното на плитководните водоеми и имат сложна слоистост от калциев карбонат, резултат от дейността на синьозелените водорасли или цианофити.

Живи строматолити от залива Шарк-бей, Австралия – снимка: David Attenbborough

Цианофитите или синьозелените водорасли са фотосинтезиращи бактерии, които с помощта на слънчевата светлина, се преобразуват CO2 и H2O в свободен кислород и въглехидратни съединения, служещи за храна за други микроорганизми. Цианобактериите са били доминиращи в течение на поне 2 млрд г., а някои форми все още съществуват и днес. Те произвеждат чрез фотосинтеза големи количества кислород, изиграл ключова роля в развитието на по-сложните организми и човека.

Камбрийския "Биг Бенг"

Както подчертахме по-горе, животът на Земята възникнал почти веднага след като възникнали необходимите за това условия. Но правейки тази първа, най-важна стъпка, еволюцията неясно защо спряла за цели три милиарда години. През цялото това време тя се ограничила само с изменение и усъвършенстване на вече съществуващите видове – малки бактерии и прости водорасли. Но затова пък само преди 530 милиона години, в началото на Камбрия на Земята става уникално събитие – като че ли внезапно, бързо и почти едновремено възникнали множество нови биологични форми. В съвременната фауна има 30–35 типа многоклетъчни животни; а в Камбрия са се появили около 100! След това нови типове не възниквали, а много от старите изчезнали. Никой не знае защо едни или други групи животни са оцелели до наши дни. А победителите са:

  • едноклетъчни
  • безгръбначни
    • морски гъби
    • мешести
    • членестоноги
    • иглокожи
  • гръбначни
    • риби
    • земноводни
    • влечуги
    • птици
    • бозайници

Повече в: Първи следи на живот

За автора

Вашият коментар