Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


Ќачало




—вет, идущий к «емле от дальних звезд и галактик (вне зависимости от их расположени€ относительно —олнечной системы), имеет характерный красный сдвиг (Barrow, 1994). “акой сдвиг обусловлен доплеровским эффектом Ч увеличением длины световых волн при быстром удалении источника света от наблюдател€. »нтересно, что этот эффект отмечаетс€ во всех направлени€х, а значит, все дальние объекты движутс€ от —олнечной системы. ќднако так происходит отнюдь не потому, что «емл€ Ч центр ¬селенной. —корее, ситуацию можно описать при помощи сравнени€ с воздушным шариком, раскрашенным Ђв горошекї. ѕо мере надувани€ шарика рассто€ние между горошинами увеличиваетс€. ¬селенна€ расшир€етс€, и это происходит уже долгое врем€.  осмологи считают, что ¬селенна€ образовалась в течение одной минуты 10-20 миллиардов лет назад. ќна Ђвылетела во все стороныї из одной точки, где матери€ находилась в состо€нии невообразимой концентрации. Ёто событие называют Ѕольшим ¬зрывом.

–ешающим доказательством в пользу теории Ѕольшого ¬зрыва стало существование фоновой космической радиации, так называемого реликтового излучени€. Ёта радиаци€ Ч остаточный признак энергии, выделившейс€ в начале взрыва. –еликтовое излучение было предсказано в 1948 году и экспериментально зафиксировано в 1965-м. ќно €вл€етс€ микроволновым излучением, которое можно определить влюбой точке космоса, и создает фон дл€ всех прочих радиоволн. »злучение имеет температуру 2,7 градуса по  ельвину (Taubes, 1997). ¬ездесущность этой остаточной энергии подтверждает не только факт возникновени€ (а не вечного существовани€) ¬селенной, но и то, что ее рождение было взрывоподобно.

≈сли мы предположим, что Ѕольшой ¬зрыв произошел 13500 миллионов лет назад (что подтверждаетс€ несколькими фактами), то первые галактики возникли из гигантских газовых скоплений около 12500 миллионов лет назад (Calder, 1983). «везды этих галактик были микроскопическими скоплени€ми сильно сжатого газа. —ильное гравитационное давление в их €драх инициировало реакции термо€дерного синтеза, превращающие водород в гелий с побочным излучением энергии (Davies, 1994). ѕо мере старени€ звезд атомна€ масса элементов внутри них возрастала. ‘актически, все элементы т€желее водорода €вл€ютс€ продуктами существовани€ звезд. ¬ раскаленной топке звездного €дра образовывались все более и более т€желые элементы. »менно таким путем по€вились железо и элементы с меньшей атомной массой.  огда ранние звезды израсходовали свое Ђтопливої, то более не могли противосто€ть силам гравитации. «везды сжались, а затем взорвались сверхновыми. ¬о врем€ взрыва сверхновых по€вились элементы с атомной массой больше, чем у железа. Ќеоднородный внутризвездный газ, оставшийс€ после ранних звезд, стал строительным материалом, из которого могли сформироватьс€ новые солнечные системы. —коплени€ этого газа и пыли частично формировались в результате взаимного прит€жени€ частиц. ≈сли масса газового облака достигала определенного критического предела, гравитационное давление запускало процесс €дерного синтеза и из остатков старой звезды рождалась нова€.

Ќаше —олнце зажглось около 4550 миллионов лет назад (Calder, 1989). ¬начале оно было окружено кольцами газа и пыли, которые за счет столкновений и гравитационного прит€жени€ коагулировали в планеты. »злучение —олнца отбросило легкие газы из внутренних газовых колец, и из оставшейс€ смеси т€желых элементов сформировались каменистые планеты Ч ћеркурий, ¬енера, «емл€ и ћарс. ¬ течение дес€тков миллионов лет космические столкновени€ продолжали наращивать массу небесных тел —олнечной системы. ќколо 4500 миллионов лет назад «емл€ столкнулась с объектом, по размерам сопоставимым с ћарсом. ћатериал, выброшенный на орбиту в результате этого жестокого столкновени€, стал основой дл€ Ћуны. —толкновени€ продолжаютс€ и по сей день, хот€ их мощность и частота со временем снизились. Ђ–екордыї таких столкновений записаны на покрытой кратерами поверхности Ћуны. јктивна€ геологи€ «емли и слой атмосферы создают защиту от бомбардировки из космоса и затушевывают ее результаты. ’имическа€ смесь веществ, получившихс€ в результате вулканической активности и упавших с неба (в виде комет и метеоров), стала причиной интересных €влений на новорожденной «емле.

јктивна€ химическа€ среда молодой «емли была бы смертельно €довита дл€ любой из ныне существующих форм жизни (Calder, 1983). јтмосфера состо€ла из метана, аммиака и вод€ного пара при практически полном отсутствии свободного кислорода. ¬улканы посто€нно выбрасывали на поверхность «емли едкие соединени€ (Dawkins, 1989).

—табильные молекул€рные соединени€ сохран€лись, а нестабильные Ч исчезали (Dawkins, 1989). ÷епи молекул, способных к удвоению (репликации), стали встречатьс€ чаще тех, которые не имели таких свойств. ÷епи, способные удваиватьс€ быстро и с хорошей точностью, преобладали над теми, которые удваивались медленнее и с Ђошибкамиї. —реди всех элементов, рожденных звездами, наибольшими возможност€ми формировани€ сложных и замысловатых молекул обладает углерод. ¬ 1950-х годах ћиллер и јрей продемонстрировали, что органические вещества, из которых состо€т живые существа, с большой веро€тностью могли возникать при том типе атмосферы, котора€ существовала на «емле четыре с лишним миллиарда лет назад. »сточниками энергии в этих и более поздних экспериментах были электричество и ультрафиолетовое излучение, моделировавшие грозы и солнечную радиацию на ранней, еще безжизненной «емле. ќднако хот€ в лабораторных экспериментах, имитировавших услови€ тогдашней «емли, удалось получить все типы нуклеиновых оснований дл€ ƒЌ  и –Ќ , ни в одном эксперименте не произошло объединени€ этих компонентов в высокоорганизованные, сложные молекулы, способные нести информацию о синтезе белка. Ќесмотр€ на неудачи биохимиков в попытках создани€ простейших форм жизни в лабораторных услови€х, большинство ученых согласны с тем, что, учитыва€ химически активную среду новорожденной «емли и повтор€вшийс€ бессчетное число раз естественный отбор, возникновение живого из неживого Ч закономерное и вполне веро€тное €вление.

∆изнь существует на «емле, по меньшей мере, 4 миллиарда лет. ¬ скалах, имеющих возраст около 3800 миллионов лет, найдены древние бактерии (Calder, 1983). 3500 миллионов лет назад фотосинтетические бактерии сформировали на отмел€х колонии, называемые Ђстроматолитамиї. ” этих организмов развилась способность использовать солнечный свет дл€ превращени€ двуокиси углерода (углекислого газа) и воды в энергию химических св€зей с выделением кислорода как побочного продукта реакции. ѕо мере распространени€ таких фотосинтезирующих организмов в течение сотен миллионов лет содержание кислорода в атмосфере постепенно повышалось. ƒл€ анаэробных бактерий, на тот момент основной жизненной формы на «емле, кислород был смертельно €довит. » бактерии либо скрывались в недоступных дл€ воздуха местах, либо подверглись радикальным адаптивным изменени€м. ¬ насто€щее врем€ анаэробные формы жизни все еще существуют. ќни обитают глубоко в почве и в других местах, куда не проникает атмосферный воздух. Ќо основна€ часть живых организмов «емли (включа€ людей) ведут свое происхождение от организмов, адаптировавшихс€ к атмосфере, богатой кислородом. ѕредки эукариот (клеток с €дерной мембраной) решили проблему с кислородом наиболее рациональным с эволюционной точки зрени€ путем (Kimble, 1994). ” них не произошло изменени€ собственной физиологии. ¬место этого они вступили в симбиотические отношени€ со значительно более мелкими бактери€ми, у которых уже существовали биохимические механизмы метаболизма кислорода. ќт этих утилизирующих кислород бактерий произошли митохондрии, которые обитают в наших клетках. ћитохондрии сохранили независимость размножени€ от вмещающих их клеток, несмотр€ на 1800 миллионов лет совместной эволюции. ‘ункци€ этих удачно интегрированных органелл Ч утилизаци€ кислорода с целью получени€ энергии. ћитохондрии жизненно важны дл€ функционировани€ эукариотических клеток.

¬ процессе сходной симбиотической ко-эволюции фотосинтетические бактерии, внедрившиес€ в более крупные клетки, стали предками органелл зеленых растений. Ёти органеллы называютс€ хлоропластами (Kimble, 1994). »ме€ и хлоропласта, и митохондрии, растени€ стали способны к образованию первых многоклеточных организмов, например водорослей длиной около 1 мм. Ёто произошло 1300 миллионов лет назад. 300 миллионов лет спуст€ длина водорослей достигала уже нескольких сантиметров.

Ќаиболее древние следы ископаемых многоклеточных животных имеют возраст около 670 миллионов лет. ‘ауна была представлена медузами и простыми червеобразными организмами (Calder, 1983). ќдна из линий круглых червей эволюционировала в позвоночных. ƒругие группы червей положили начало сегментированным животным (например, дождевым черв€м и насекомым), третьи превратились в моллюсков (таких, как мидии или осьминоги). Ѕольшинство эволюционных Ђэкспериментовї закончилось вымиранием и исчезновением генетических линий около полумиллиарда лет назад. ¬ырождение этих древних животных можно сравнить с подрезанием центральных эволюционных ветвей, а вымирание конкретных видов Ч с обрезанием прутиков, произрастающих из конкретной филогенетической ветви.

— по€влением насто€щих растений и животных наступил Ђвзрывї эволюционных изменений. ¬ течение тыс€ч миллионов лет мелководные мор€ «емли насел€ли внешне неизменные организмы, и вдруг, с геологической точки зрени€ Ч почти мгновенно, по€вилось огромное разнообразие растений и животных. √лавной причиной такого прорыва в эволюции стала нова€ стратеги€ репродукции Ч половое размножение. ¬ отличие от простого делени€ (бесполого размножени€) дл€ полового размножени€ необходимы специализированные гаметопродуцирующие клетки, которые при делении распредел€ют генетический материал, образу€ разные его наборы.  роме этого требуетс€ встреча организма с половым партнером, чтобы их наборы наследуемых генов (гаметы) соединились. ќдно из несомненных преимуществ этого энергоемкого и сложного варианта репродукции Ч возможность получени€ новых комбинаций генов (у бесполых одноклеточных организмов обмен генами иногда происходит в процессе конъюнкции, но его вли€ние на частоты генов относительно невелико). ѕоловое размножение приводит к ускоренным эволюционным изменени€м, не отстающим от переменчивых внешних условий. «начительное преимущество полового размножени€ по сравнению с бесполым Ч более быстрые адаптивные эволюционные изменени€.

ћелководные мор€, в которых проходили первые Ђэкспериментыї «емли с многоклеточной жизнью, располагались вокруг или над посто€нно двигавшимис€ континентальными тектоническими плато (Svitil, 1997). ѕри движении этих плато их рассто€ние от полюсов и экватора все врем€ измен€лось. »ногда тектонические плато сталкивались, образу€ высокие горные массивы и вызыва€ глобальные изменени€ климата «емли. ¬озможно, имел место период похолодани€, способствовавший эволюции многоклеточной жизни тем, что привел к значительному сужению ареала одноклеточных организмов. ќколо 535 миллионов лет назад суперконтинент √ондвана развернулс€ на 90 градусов за период в 15 миллионов лет. ¬ это же врем€ —еверна€ јмерика двигалась со скоростью несколько метров в год от ёжного полюса к экватору. ¬ыдвинута теори€, что это быстрое движение было обусловлено скольжением коры и внешней мантии «емли по жидкому €дру. ¬ращающийс€ шар («емл€) наиболее стабилен, когда основна€ часть его массы распределена вдоль экватора. Ќагромождение массы на ёжном полюсе могло быть следствием поворота всей коры и мантии «емли, в то врем€ как €дро сохранило свое исходное направление вращени€ и наклон оси. Ёти 15 миллионов лет, изменившие положение поверхности «емли, св€заны с эволюционным всплеском, известным как  ембрийский взрыв.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-07; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 395 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

≈сть только один способ избежать критики: ничего не делайте, ничего не говорите и будьте никем. © јристотель
==> читать все изречени€...

2010 - | 1980 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.012 с.