Tanda-tanda kehidupan makhluk hidup pertama ditemukan di bumi. Munculnya organisme hidup pertama

"Kalung" sel bakteri kecil ini berusia lebih dari 2 miliar tahun.

Tidak peduli bagaimana molekul pertama muncul, butuh waktu yang tak ada habisnya lama sehingga beberapa dari mereka dapat membentuk organisme hidup pertama. Ini terjadi sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu, ketika kondisi di Bumi menjadi lebih menguntungkan bagi kehidupan.

Jejak pertama kehidupan

Bakteri adalah sel primitif
Sel paling sederhana dan paling primitif - bakteri - bergerak karena getaran flagela. Itu dikelilingi oleh membran yang terdiri dari lapisan pelindung dalam dan luar. Membran mengisolasi isi sel (sitoplasma). Sitoplasma adalah cairan seperti jeli yang mengapungkan semua zat yang diperlukan untuk kelangsungan hidup bakteri. Karena tidak ada nukleus, DNA, yang berisi "program" sel, terletak langsung di sitoplasma. Bakteri berkembang biak dengan pembelahan sederhana.

Jejak kehidupan tertua telah ditemukan di barat laut Australia di Warravoon, di bebatuan berusia 3,5 miliar tahun. Tetapi kehidupan, tentu saja, muncul lebih awal: bahkan lebih banyak batu kuno ditemukan di salah satu pulau di garis lintang Greenland. Usia mereka adalah 3,8 miliar tahun. Mereka tidak mengandung fosil atau kesan untuk dipelajari, tetapi struktur kimianya menunjukkan demikian. bahwa pada saat pembentukannya, organisme hidup sudah ada. Fosil Barraboon mengandung sisa-sisa sel mikroskopis dalam bentuk silinder kecil, menyerupai kalung mutiara dalam susunan. Fosil kecil ini sangat mirip dengan bakteri modern, khususnya, yang disebut "cyanobacteria". Berbeda dengan miliaran sel yang menyusun tubuh manusia, cyanobacteria dapat hidup secara terpisah, meskipun terkadang mereka digabungkan menjadi "kalung". Jadi, fosil Varraboon adalah sisa-sisa fosil organisme hidup uniseluler, yaitu organisme yang terdiri dari satu sel. Seperti dan hari ini semua mikroorganisme bersel tunggal. Mereka sangat kecil (seperseratus milimeter) sehingga sangat sulit tidak hanya untuk dipelajari, tetapi bahkan untuk menemukannya dalam keadaan fosil. Selama lebih dari 2 miliar tahun, cyanobacteria mikroskopis telah menjadi satu-satunya penghuni planet kita.

"Karpet batu": stromatolit

Stromatolit di bagian menyerupai kue puff pastry

Sel-sel fosil yang paling banyak ditemukan di bebatuan yang terbentuk di pantai laut yang hangat. Mereka disebut "stromatolit". Yang tertua dari mereka berusia sekitar 3,5 miliar tahun. Dari luar, stromatolit terlihat seperti bongkahan besar berbentuk seperti bantal atau kembang kol. Melihat mereka di bagian di bawah mikroskop, orang dapat membedakan stratifikasi banyak lapisan - seolah-olah pelat tipis ditumpuk di atas satu sama lain. Memang batuan ini terbentuk sangat lambat, lapis demi lapis, dan merupakan hasil aktivitas terkecil organisme uniseluler, bakteri yang hidup di laut hangat pada kedalaman yang dangkal. Antara 2,5 dan 1 miliar tahun yang lalu, terumbu stromatolit sangat tersebar luas. Hari ini mereka hanya dapat dilihat di tempat yang sangat langka, Bahama dan Laut Merah. Bakteri dari mana stromatolit terbentuk adalah organisme hidup yang paling sederhana dan paling primitif. Mereka terdiri dari sel tunggal yang tidak memiliki nukleus, seperti semua bakteri, dan hampir tidak berubah dalam 3 miliar tahun. Saat ini, berjuta bakteri menghuni bumi, atmosfer, dan kedalaman laut. Mereka dapat hidup di organisme hidup atau di dalamnya, makan dengan biaya sendiri.

Struktur organisme hidup pertama, meskipun jauh lebih sempurna daripada tetesan coacervate, namun jauh lebih sederhana daripada makhluk hidup saat ini. Seleksi alam, yang dimulai dengan tetesan coacervate, berlanjut dengan munculnya kehidupan. Untuk waktu yang lama, struktur makhluk hidup semakin meningkat, disesuaikan dengan kondisi keberadaan.

Pada awalnya, makanan untuk makhluk hidup hanyalah zat organik yang muncul dari hidrokarbon primer. Namun seiring waktu, jumlah zat tersebut telah berkurang. Di bawah kondisi ini, organisme hidup utama mengembangkan kemampuan untuk membangun zat organik dari unsur-unsur alam anorganik - dari karbon dioksida dan air. Dalam proses perkembangan berturut-turut, mereka memperoleh kemampuan untuk menyerap energi sinar matahari, menguraikan karbon dioksida karena energi ini, dan membangun zat organik dalam tubuh mereka dari karbon dan airnya. Jadi tanaman paling sederhana - ganggang biru-hijau - muncul. Sisa-sisa ganggang biru-hijau ditemukan di endapan tertua kerak bumi.

Makhluk hidup lainnya mempertahankan cara makan yang lama, tetapi tumbuhan primer mulai berfungsi sebagai makanan bagi mereka. Ini adalah bagaimana hewan muncul dalam bentuk aslinya.

Pada awal kehidupan, tumbuhan dan hewan adalah makhluk bersel tunggal terkecil, mirip dengan bakteri yang hidup di zaman kita, ganggang biru-hijau, amuba. Peristiwa besar dalam sejarah perkembangan alam yang hidup secara konsisten adalah munculnya organisme multiseluler, yaitu makhluk hidup yang terdiri dari banyak sel yang digabungkan menjadi satu organisme. Secara bertahap, tetapi jauh lebih cepat dari sebelumnya, organisme hidup menjadi lebih kompleks dan beragam.

Dengan terbentuknya sistem ultra molekul kompleks (probion) termasuk asam nukleat, protein, enzim dan mekanisme kode genetik, kehidupan muncul di Bumi. Probion membutuhkan berbagai senyawa kimia - nukleotida, asam amino, dll. Karena rendahnya tingkat informasi genetik, probion memiliki kemampuan yang agak terbatas. Faktanya adalah bahwa mereka menggunakan senyawa organik siap pakai yang disintesis selama evolusi kimia untuk pertumbuhan mereka, dan jika kehidupan pada tahap awal hanya ada dalam bentuk satu jenis organisme, maka kaldu utama akan cepat habis.

Namun, karena kecenderungan untuk memperoleh berbagai sifat, dan pertama-tama, munculnya kemampuan untuk mensintesis zat organik dari senyawa organik menggunakan sinar matahari, ini tidak terjadi.

Pada awal tahap berikutnya, membran biologis-organel terbentuk yang bertanggung jawab atas bentuk, struktur, dan aktivitas sel. Membran biologis dibangun dari agregat protein dan lipid yang dapat memisahkan bahan organik dari lingkungan dan berfungsi sebagai cangkang molekul pelindung. Diasumsikan bahwa pembentukan membran dapat dimulai bahkan dalam proses pembentukan koaservat. Tetapi untuk transisi dari koaservat ke materi hidup, tidak hanya membran yang dibutuhkan, tetapi juga katalis untuk proses kimia - enzim atau enzim. Pemilihan koaservat meningkatkan akumulasi polimer mirip protein yang bertanggung jawab atas percepatan reaksi kimia. Hasil seleksi dicatat dalam struktur asam nukleat. Sistem urutan nukleotida yang berhasil bekerja dalam DNA telah ditingkatkan secara tepat melalui seleksi. Munculnya self-organisasi tergantung baik pada prasyarat kimia awal dan pada kondisi spesifik lingkungan bumi. Pengorganisasian diri muncul sebagai reaksi terhadap kondisi tertentu. Dengan pengorganisasian sendiri, banyak pilihan gagal yang berbeda dihilangkan, sampai fitur struktural utama asam nukleat dan protein mencapai rasio optimal dari sudut pandang seleksi alam.

Melalui seleksi prabiologis dari sistem itu sendiri, dan bukan hanya molekul individu, sistem telah memperoleh kemampuan untuk meningkatkan organisasinya. Ini sudah merupakan tingkat evolusi biokimia berikutnya, yang memberikan peningkatan kemampuan informasi mereka. Pada tahap terakhir dari evolusi sistem organik terisolasi, a kode genetik. Setelah pembentukan kode genetik, evolusi berlangsung dalam variasi. Semakin maju dalam waktu, semakin banyak dan kompleks variasinya.

Setelah muncul, kehidupan mulai berkembang dengan pesat, menunjukkan percepatan evolusi dalam waktu. Dengan demikian, perkembangan dari probion primer ke bentuk aerobik membutuhkan waktu sekitar 3 miliar tahun, sementara sekitar 500 juta tahun telah berlalu sejak munculnya tumbuhan dan hewan darat; burung dan mamalia berevolusi dari vertebrata darat pertama dalam 100 juta tahun, primata berevolusi dalam 12-15 juta tahun, dan butuh sekitar 3 juta tahun untuk pembentukan manusia.

Kesimpulan.

Dasar kehidupan yang sebenarnya terbentuk sebagai hasil dari munculnya sel di mana membran biologis menggabungkan organel individu menjadi satu kesatuan.

Sel-sel pertama adalah primitif dan tidak memiliki nukleus. Tetapi sel-sel seperti itu masih ada sampai sekarang. Anehnya, mereka muncul lebih dari 3 miliar tahun yang lalu.

Sel pertama adalah prototipe semua organisme hidup: tumbuhan, hewan, bakteri. Kemudian, dalam proses evolusi, di bawah pengaruh hukum seleksi alam Darwinian, sel-sel berkembang dan sel-sel khusus dari multiseluler yang lebih tinggi, tumbuhan dan hewan - metafit dan metazoa - muncul.

Sebagai pemersatu hubungan antara evolusi kimia, yang kemudian beralih ke evolusi biokimia dan biologi, berikut ini dapat dikutip:

molekul sederhana

makromolekul kompleks dan sistem ultramolekul (probion)

organisme uniseluler.

Jadi, dunia yang hidup diciptakan. Butuh lebih dari 3 miliar tahun, dan itu yang paling sulit. Sejumlah besar pilihan untuk pengembangan senyawa karbon awal tidak dapat disebutkan. Namun, hasil yang paling penting adalah munculnya kehidupan di Bumi.

Terlepas dari pentingnya pengetahuan tentang kondisi, penyebab, dan proses munculnya kehidupan di Bumi pada zaman kita, kemajuan ilmiah dan teknis, banyak yang tidak memperhatikan hal ini. Meskipun harus sangat jelas bagi semua orang bahwa kehidupan di sekitar kita terbentuk selama periode waktu yang sangat besar yang berada di luar kendali kesadaran kita. Dan hanya karena alasan ini, kerusakan yang telah terjadi pada semua makhluk hidup selama abad yang lalu belum menyebabkan konsekuensi yang tidak dapat diubah. Namun, berkat kemajuan ilmiah dan teknis, seseorang sendiri, tanpa disadari, menciptakan penemuan yang semakin berbahaya bagi semua makhluk hidup. Dan, sayangnya, tidak ada yang tahu mana yang akan menjadi yang terakhir….

Tetapi kita adalah bagian dari dunia yang hidup, yang penciptaannya membutuhkan waktu miliaran tahun. Saya pikir ada sesuatu untuk dipikirkan.

Literatur.

Vashchekin N.P. "Konsep Ilmu Pengetahuan Alam Modern", M, MGUK, 2000

Poteev M.I. "Konsep ilmu alam modern", St. Petersburg, Peter, 1999

Yugay G. A. "Teori Umum Kehidupan", M., Pemikiran, 1985

Organisme hidup pertama adalah heterotrof anaerobik, tidak memiliki struktur intraseluler dan memiliki struktur yang mirip dengan prokariota modern. Mereka menerima makanan dan energi dari bahan organik asal abiogenik. Namun selama evolusi kimia, yang berlangsung 0,5-1,0 miliar tahun, kondisi di Bumi berubah. Stok zat organik yang disintesis pada tahap awal evolusi secara bertahap habis, dan persaingan sengit muncul antara heterotrof primer, yang mempercepat munculnya autotrof.
Autotrof pertama mampu melakukan fotosintesis, yaitu, mereka menggunakan radiasi matahari sebagai sumber energi, tetapi tidak membentuk oksigen. Baru kemudian cyanobacteria yang mampu melakukan fotosintesis dengan pelepasan oksigen muncul. Akumulasi oksigen di atmosfer mengarah pada pembentukan lapisan ozon, yang melindungi organisme utama dari radiasi ultraviolet, tetapi pada saat yang sama, sintesis abiogenik zat organik berhenti. Kehadiran oksigen menyebabkan pembentukan organisme aerobik, yang saat ini merupakan mayoritas organisme hidup.
Seiring dengan peningkatan proses metabolisme ada komplikasi struktur internal organisme: nukleus, ribosom, membran
organel, yaitu sel eukariotik muncul (Gbr. 52). Beberapa primer
heterotrof mengadakan hubungan simbiosis dengan bakteri aerob. Setelah menangkap mereka, heterotrof mulai menggunakannya sebagai stasiun energi. Beginilah cara mitokondria modern muncul. Simbion ini memunculkan hewan dan jamur. Heterotrof lain tidak hanya menangkap heterotrof aerobik, tetapi juga fotosintetik primer - cyanobacteria, yang masuk ke dalam simbiosis, membentuk kloroplas saat ini. Ini adalah bagaimana prekursor tanaman muncul.

Beras. 52. Kemungkinan jalan pembentukan organisme eukariotik

Saat ini, organisme hidup muncul hanya sebagai hasil dari reproduksi. generasi spontan kehidupan di kondisi modern tidak mungkin karena beberapa alasan. Pertama, dalam kondisi atmosfer oksigen bumi, senyawa organik cepat hancur, sehingga tidak dapat diakumulasikan dan diperbaiki. Dan kedua, saat ini ada sejumlah besar organisme heterotrofik yang menggunakan akumulasi bahan organik untuk nutrisi mereka.
Tinjau pertanyaan dan tugas
Faktor kosmik apa pada tahap awal perkembangan Bumi yang merupakan prasyarat munculnya senyawa organik? Sebutkan tahapan utama asal usul kehidupan menurut teori biopoiesis. Bagaimana coacervate terbentuk, sifat apa yang mereka miliki, dan ke arah mana mereka berevolusi? Jelaskan bagaimana probion muncul. Jelaskan bagaimana komplikasi bisa terjadi struktur internal heterotrof pertama. Mengapa generasi spontan kehidupan tidak mungkin dalam kondisi modern?
Memikirkan! Menjalankan! Jelaskan mengapa saat ini planet kita tidak mungkin menghasilkan kehidupan dari zat anorganik. Menurut Anda mengapa laut menjadi lingkungan utama bagi perkembangan kehidupan? Ikut serta dalam diskusi "Asal usul Kehidupan di Bumi". Ekspresikan sudut pandang Anda tentang masalah ini.
Bekerja dengan komputer
Lihat aplikasi elektronik. Pelajari materi dan selesaikan tugas.


Eukariota, Eubacteria, dan Archaebacteria. Membandingkan urutan nukleotida dalam RNA ribosom (rRNA), para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa semua organisme hidup di planet kita dapat dibagi menjadi tiga kelompok: eukariota, eubacteria dan archaebacteria. Dua kelompok terakhir adalah organisme prokariotik. Pada tahun 1990, Carl Woese, seorang peneliti Amerika yang membangun pohon filogenetik dari semua organisme hidup berdasarkan rRNA, mengusulkan istilah "domain" untuk ketiga kelompok ini.
Karena kode genetik organisme di ketiga domain adalah sama, telah dihipotesiskan bahwa mereka memiliki nenek moyang yang sama. Nenek moyang hipotetis ini disebut "progenot", yaitu nenek moyang. Diasumsikan bahwa eubacteria dan archaebacteria dapat diturunkan dari progenote, dan jenis sel eukariotik modern, tampaknya, muncul sebagai hasil dari simbiosis eukariota kuno dengan eubacteria.

Perkembangan

Para ilmuwan telah menemukan tanda-tanda kehidupan tertua di planet kita. Di bebatuan Australia barat laut, jejak mikroorganisme ditemukan, yang, menurut para ahli, berusia 3.500.000.000 tahun.

Organisme hidup pertama di bumi

Bukti ekosistem mikro yang kompleks telah ditemukan di batuan sedimen wilayah Pilbara di Australia Barat. Daerah ini dikenal oleh para arkeolog berkat formasi tertua di Bumi dari berbagai asal.

"Kita dapat mengatakan bahwa jejak mikroorganisme yang ditemukan, kemungkinan besar, adalah bukti tertua kehidupan di planet kita," kata salah satu peneliti yang membuat penemuan penting, David Wacey, profesor di University of Australia.

Dalam sebuah wawancara dengan Telegraph, profesor dengan percaya diri mengatakan bahwa temuan dan penemuan semacam itu menunjukkan bahwa miliaran tahun yang lalu kehidupan di bumi ada.

Perlu ditambahkan bahwa ada bukti lain tentang tempat tinggal organisme hidup di planet kita miliaran tahun yang lalu. Secara umum diterima bahwa mikroorganisme tertua ditemukan di bebatuan Greenland.

Kehidupan di Bumi muncul sebelum Bumi, kata para ilmuwan

Namun, batu-batu ini sangat rusak oleh waktu dan kondisi alam bahwa untuk mengatakan sesuatu yang konkret tentang mereka sangat sulit, hampir tidak mungkin.

Mikroorganisme yang ditemukan di Pilbara dapat dengan mudah dilihat di bawah mikroskop. Dengan bantuan instrumen khusus, para ahli dapat dengan mudah menentukan usia mereka, serta mengamati, bagaimana bakteri berinteraksi dengan permukaan batu tempat mereka tinggal.

Penemuan ilmiah yang penting

Menurut Profesor Welsey, tidak mungkin untuk melihat sel-sel mikroorganisme itu sendiri. Namun, para ilmuwan berhasil melihat jejak yang ditinggalkan oleh organisme ini. Tidak jauh dari kota Port Hedland, di daerah berbatu, peneliti menemukan dengan jelas bukti kehidupan di planet kita miliaran tahun yang lalu.

Kita tidak dapat melihat organisme ini karena mereka sangat kecil, tetapi alam menyediakan kesempatan untuk melihat struktur skala besar yang dibangun oleh mikroorganisme sebelum mereka mati.

Temuan semacam ini sangat berharga bagi sains. Dengan bantuan mikroskop khusus, para ilmuwan melihat apa yang tidak terlihat oleh mata manusia.

Bahan organik, yang sebenarnya adalah mikroorganisme, membusuk, pada kenyataannya, berubah menjadi sel. Akibatnya, kita dapat melihat massa, kaya akan bahan karbon.

Racun menandai awal kehidupan di Bumi

Sekelompok ilmuwan dari Australia dan Amerika Serikat percaya bahwa hasil penelitian semacam itu akan membantu menentukan apakah ada kehidupan di beberapa planet, dan jika demikian, organisme seperti apa yang hidup di peradaban lain.

Profesor Wesley mengatakan dengan yakin bahwa penemuan semacam itu membantu kita memahami kehidupan, asal usulnya di planet kita, di lingkungan apa ia berkembang, untuk mempelajari beberapa tanggal penting yang mempengaruhi satu atau lain proses dalam perkembangan Bumi.

Penemuan ilmiah 2013

1. Kerangka kromosom terdiri dari "bihun"

Mike Peters dan rekan-rekannya di Molecular Pathology Research Institute menemukan bahwa kromosom terdiri dari kerangka molekul berdasarkan protein kohesin. Sebuah artikel tentang penemuan protein ini diterbitkan dalam jurnal Nature.

2. Kompresi laser besi

Fisikawan dari Rochester Pusat Penelitian Dengan bantuan laser Omega, mereka mencapai hasil yang luar biasa. Berkat metode inovatif, para peneliti berhasil mengompres besi.

10 penemuan ilmiah penting tahun 2012

Dalam nanodetik, tekanan yang setara dengan 5,6 juta atmosfer diberikan pada logam. Eksperimen itu sendiri dan hasilnya diterbitkan dalam jurnal "Physical Review Letters".

3. Telur ayam biru

Warna telur adalah hasilnya mutasi gen. Para ahli dari University of Nottingham mampu mengenali mutasi genetik, karena itu ras tertentu Ayam bertelur biru.

Penemuan ilmiah yang ternyata salah

Omong-omong, telur sangat warna yang tidak biasa semua kemarahan dan mereka adalah produk yang sangat populer di kalangan gourmets.

Para ahli mengatakan bahwa dibandingkan dengan telur putih dan coklat biasa, telur biru memiliki rasa yang sangat halus.

4. Hentikan lampu selama satu menit

Para peneliti di Universitas Darmstadt menghentikan lampu selama satu menit. Berkat penemuan dan eksperimen semacam itu, jendela terbuka ke sudut-sudut ilmu pengetahuan yang sampai sekarang tidak diketahui, dan fisika kuantum tidak lagi menjadi misteri.

5. Cara meredakan rasa sakit akibat terbakar sinar matahari

Dokter Amerika meluncurkan proyek sensasional, yang belum memiliki analog. Menurut para ahli, jika gen TRPV 4 rusak, rasa sakit akibat sengatan matahari hilang seketika dan sepenuhnya.

Penemuan sains paling gila dalam 50 tahun terakhir

Penemuan semacam itu akan membantu menciptakan produk penyamakan kulit di masa depan atau membantu menghindari sengatan matahari.

kehidupan pertama

Sulit dipercaya, tetapi di planet Bumi masih ada organisme pertama yang memainkan peran terbesar dalam evolusi lebih lanjut dari alam yang hidup. Para ilmuwan tahu tentang mereka pada awal abad ke-18, tetapi hanya di tahun 30-an. Pada abad ke-20, tabir asal dan misteri pembentukan mereka dibuka. Ini tentang tentang stromatolit.

Stromalit

Stromatolit (dari stromatos Yunani - tempat tidur, lithos - batu) tidak lebih dari formasi berlapis padat di strata batugamping dan dolomit, yang dihasilkan dari aktivitas vital koloni ganggang biru-hijau dan mikroorganisme lainnya. Stromatolit telah ditemukan di Bumi sejak Proterozoikum, dan hari ini telah ditetapkan bahwa perwakilan paling kuno dapat membanggakan usia sekitar 3,5 miliar tahun. Selain itu, perwakilan yang sama ini tidak berubah sedikit pun sejak saat itu.

Di usia 30-an. Abad ke-20 menyaksikan salah satu peristiwa paling luar biasa dalam biologi klasik. Di pesisir Shark Bay (Australia) dan di pantai Atlantik Bahama, ditemukan struktur terumbu kecil dari jenis yang sebelumnya tidak diketahui. Setelah diperiksa lebih dekat, ini ternyata adalah stromatolit modern!

Hasil aktivitas cyanobacteria

Saat itulah menjadi jelas bahwa stromatolit terbentuk sebagai hasil dari aktivitas vital makhluk prokariotik yang unik - tikar cyanobacterial. Tikar cyanobacterial adalah "karpet" berlapis-lapis, setebal 2 cm, terdiri dari cyanobacteria dan mikroorganisme lainnya. Tetapi selain fakta bahwa tikar terdiri dari lapisan, mereka melakukan fungsi yang berbeda, tetapi didistribusikan secara ketat. Dengan demikian, ia adalah organisme hidup yang lengkap, yang masing-masing bagiannya dengan jelas menjalankan fungsinya, dan penelitian lebih lanjut telah menunjukkan bahwa tikar cyanobacterial adalah salah satu ekosistem paling seimbang di alam.

Stromatolit hidup di kondisi ekstrim- di gua, danau dan lembah yang sangat asin, serta di sumber air panas. Dan ini tidak mengherankan, karena kondisi kehidupan di Bumi sangat ekstrem, 3,5 miliar tahun yang lalu. Dan hanya berkat kerja fotosintesis cyanobacteria, atmosfer modern kaya akan oksigen. Di sini mereka luar biasa, organisme hidup pertama!