PŮVOD A VÝVOJ ŽIVOTA NA ZEMI

(fyzikální, chemická a biologická evoluce)

 

Asi před 8-10 miliardami let – Velký třesk – vznikají nové prvky, velký tlak, teplota, gravitace. Nejvíce H a He, které se odpoutávají díky nízké gravitaci.

Na Slunci probíhají termojaderné reakce.

Praslunce – mnohem větší než současné Slunce, velmi intenzivní záření, uvolňovalo prachoplynovou hmotu

Protoplanety – předchůdci planet; vznikly z prachoplynu; stará teorie říká, že vznikly za tepla; nová tvrdí, že teplo vzniklo později

Země vzniká před cca 4,5-5 mld. lety

Prazemě – 100x hmotnější a 1000x větší než současná Země

Hromadí se voda, začíná cirkulace; výskyt CO2, NH3, HS, CH3,… ale žádný kyslík

Elektrické výboje, pády meteoritů, UV záření – vznikají uhlíkaté sloučeniny – probiotická atmosféra

Fotodisociací vody vzniká kyslík – počátek vzniku autotrofních organismů (sinice), asi 1 mld. let po vzniku Země;

Země se nachází v ekosféře – nedochází k extrémním výkyvům teplot

 

Vývoj Země

1.      stádium předgeologické – vytváří se sloučeniny – hmot; karbidy (C + kov); zdrojem E je sopečná činnost, el. výboje,…

2.      stádium geologické – zemské těleso je již vytvořeno; před cca 4,5-5 mld. lety

a)      chemické období – vznikají sloučeniny - CO2, NH3, H2S, CH4, aldehydy, ketony, aminokyseliny,…

HCN + NH3 + CH4 +el. výboje – primitivní aminokyseliny (glycin, valin)

b)      biologické období – vzniklá život - asi před 3,5 mld. lety – primitivní sinice

c)      kulturně sociální období

 

Původ života na Zemi

Život je specifickou vysoce vyvinutou formou pohybu hmoty; živá hmota vznikla z původně anorganických sloučenin

Charakteristické znaky živé hmoty – příjem a výdej látek, dráždivost, pohyb, rozmnožování, růst

 

Představy o vzniku Země

1.      Kreacionismus – „vše je stvořeno Bohem…“

Vitalistická teorie – předpokládá živou sílu – vdechnutí duše neživé hmotě (C. Linné, J. B. Lamarck)

2.      Teorie Samoplození – naivní – z neživé hmoty vznikají organismy živé (blechy z prachu, žáby z bahna,…); vyvrátil Louis Pasteur

3.      Panspermická teorie – život je rozšířen po celém vesmíru ve formě zárodků (kosmozoí), ty se rozvinou do vyšších forem, pokud dopadnou na těleso s vhodnými podmínkami; vypracoval S. Arrhenius

4.      Evoluční abiogeneze – život vznikal postupným vývojem z neživé hmoty přímo na Zemi

 

 

Chemická evoluce

Probíhala v několika etapách a řadíme sem:

1.      vznik jednoduchých organických sloučenin abiogenetickou cestou před cca 4 mld. lety v období formování zemské kůry. Praatmosféra Země měla redukční ráz a obsahovala jednoduché sloučeniny jako vodu, vodík, oxid uhličitý, fosfan, amoniak, dusík, kyanovodík, sulfan,… Z těchto látek mohou při dodání E vzniknout jednoduché organické sloučeniny, které jsou zákl. stavebními jednotkami pro nukleové kyseliny. Toto tvrzení dokázali pokusy Američané Miller a Oró.

2.      Koacerváty a metabolony

Z koloidních roztoků makromolekulárních látek vznikaly za vhodných podmínek spojováním koloidních částic shluky (vločkovité útvary) – koacerváty. Pokusy prováděl ruský biolog Oparin, který tvrdil, že buňkám nejdříve předcházely protenoidní mikrosféry (mikroskopické shluky makromolekulárních částic). Ty vykazovaly některé vlastnosti charakteristické pro buňky (změny objemu, dvojitý obal, schopnost růstu,…). Metabolony byly první termodynamicky otevřené systémy schopné pohybu, růstu a částečného metabolismu. Nejde ovšem o předchůdce živé buňky, neboť nebyly schopny autoreprodukce.

 

 

Biologická evoluce

Vzhledem k buňkám jsou metabolony odsouvány do pozadí především díky absenci RNA a DNA. Při opakované reprodukci genetické informace dochází vždy k chybám. Protobionty ale podléhaly přírodní selekci, tudíž nositelé chybné gen. inf. hynuli dříve. U protobiontů se poprvé odděluje replikace od translace, což bylo spojeno se vznikem DNA. Objevují se tři oddělené toky informace.

a)      replikace prostřednictvím DNA (1. Byly velmi nepřesné)

b)      transkripce DNA do mRNA

c)      translace mRNA do primární struktury bílkovin

Původní organismy byly heterotrofní vodní prostředí je chránilo proti UV (absence ozon. vrstvy). Zbarvováním organismů tyto získaly schopnost získávat E z iontů světla – fotoautotrofie. Kyslík významně ovlivnil vývoj – zahubil anaerobně-heterotrofní organismy, pro něž byl toxický; velký rozvoj autotrofních, eukaryotní buňky, mnohobuněčné organismy

 

Termín evoluce poprvé použil anglický filosof Spencer. Je ale spojována především se jménem Charles Darwindarwinismus (později neodarwinismus):

Mikrorevoluce – všechny změny probíhající v populaci téhož druhu

Speciace – štěpení vývojových linií

Makrorevoluce – vznik a vývoj vyšších taxonů než druh; dlouhodobé, historicky neopakovatelné

 

 

Evoluční teorie

Darwinismus – vše je spojené s vývojem a evolucí; hlavní hybnou silou evoluce je přírodní výběr; veškerý vývoj se děje pomalu a nepřetržitě – gradualisticky. Individuální variabilita (proměnlivost znaků) se vyskytuje mezi současnými jedinci i mezi generacemi. Vhodné odchylky zvyšují pravděpodobnost přežití, nevhodné naopak. Malé rozdíly se během generací zvětšují a přerůstají v rozdíly druhové. Dochází k divergenci – větvení vývojových linií.

Charles Darwin tvrdí, že hybnou silou evoluce je přírodní výběr. Hovoří o proměnlivosti – nenajdeme dva stejné jedince. Pět let strávil plavbou kolem světa. „O vzniku druhů přírodním vývojem“

Lamarckismus – Nově získané znaky jsou dědičné a přenášejí se na další generace; prostředí nevyvolává změny samotné, pouze potřebu; všechny organismy mají vrozenou vůli po poroku

Teorie kataklysmat – jednou za čas se objeví celosvětové přírodní katastrofy ničící vše živé a vytvoří se něco dokonalejší;  vyslovil G. Cuvier – také na poč. 19. stol. založil paleontologii

C. Linné – binomická nomenklatura; počet druhů je neměnný

A.     R. Wallace – formuloval teorii vývoje přirozeným výběrem nezávisle na Darwinovi

J. E. Lovelock – teorie živé planety

P. Teilhard de Chardinplanetizace lidstva – lidstvo je omezeno prostorem

 

Vývoj života, horotvorné děje

Předgeologické obdobíkosmogonické – vznik vesmírných těles      - bezvodé

- praoceánské

Předkambrické období – před prvohorami

-         prahory – před 4 – 2,5 mld. lety; nejstarší nálezy

-         starohory – před 2,5 – 0,6 mld. lety; rozvoj života

1.      Prvohory (Paleozoikum) – 375 mil. let (250 + 125 mil.)

- starší             a) kambrium (100 mil.), bezobratlí v mořích, nižší výtrusné rostliny

b) ordovik (60 mil.), pancířnaté ryby

c) silur (40 mil.), lalokoploutvé ryby, dvojdyšní, cévnaté výtrusné rostliny (kapradiny, přesličky)

d) devon (50 mil.), krytolebci

Kaledonské vrásnění (stř. Evropa – Benelux, sev. Německo, Velká Británie,…)

- mladší            a) karbon – 1. plazi, rozšíření kapraďorostů (černé uhlí), ústup výtrusných rostlin, nástup cévnatých krytosemenných

                                   b) perm

Hercinské vrásnění (od Pyrenejí až k Černému moři)

2.      Druhohory (Mezozoikum) – 150 mil. let

a)      trias (35 mil.), 1. savci, obojživelníci, pravé cévnaté krytosemenné (nahosem.) rostliny

b)      jura (55 mil.), praptáci, velký vývoj plazů, veleještěři

c)      křída (60 mil.), vývoj ještěrů, na konci – krytosemenné rostliny (Trochu pozdě, ne???)

Alpinské vrásnění

3.      Třetihory (Kenozoikum) – 70. mil. let

Dělí se na starší Paleogen (45 mil.) a mladší Neogen (25 mil.)

éra savců, praptáci, veliký rozvoj hmyzu;

cévnaté krytosemenné rostliny, jednoděložné i dvouděložné;

na konci Paleogenu – lidoopi, konec Neogenu – velké ochlazení

4.      Čtvrtohory (Antropozoikum) – asi 1 mil. let

Střídají se doby ledové (glaciály) a meziledové (interglaciály)

Rozvoj lidské společnosti