- Korai földi környezet
- Ezek következtében a Föld nagyon forró volt, ami a folyékony vizet a légkörbe párologtatta. Ahogy azonban a Föld lehűlt, a gravitáció által befogott vízgőz lecsapódott, eső formájában lehullott, és nem forrt el, hanem tóvá és óceánokká alakult tócsákban feltorlódva maradt. Azt is hitték, hogy a tektonikus tevékenység sok vulkánkitörést okozott abban az időben. A mai vulkánokról tudjuk, hogy kitörésükkor szén-dioxidot, nitrogént és egy sor oxigénmentes gázt bocsátanak ki. Ezenkívül, mivel nem volt védő légkör, a Földet folyamatosan meteoritok és más, még az ősrobbanásból származó űrszemét bombázta. A jelenlegi csillagászati kutatásokból tudjuk, hogy a meteoritok jeget és más vegyületeket, köztük szénalapú vegyületeket is szállíthatnak. A kutatók ezért úgy vélik, hogy a korai Föld légköre vízgőzből, szén-dioxidból, szén-monoxidból, hidrogénből, nitrogénből, ammóniából és metánból állt. Megjegyzendő, hogy a korai Föld légkörében nem volt oxigén!
- Miller-Urey-szintézis
- Wegener: Wegener: Lemeztektonika és kontinentális sodródás
- A geológia legújabb fejlődésével ma már tudjuk, hogy minden felszíni jellegzetesség – szárazföld és víz – valójában a föld viszkózus köpenyén úszik, amely a Föld mozgó kérgét és külső rétegét tartja. A szilárd kéreg vagy lemez, amelyben élünk, sok szabálytalan alakú, különböző méretű darabból áll, amelyek meghatározott irányokban mozognak. Azt az elképzelést, hogy ezek a nagy kontinentális lemezek állandó mozgásban vannak, amelyet a geotermikus felmelegedés, a konvekció és a mozgás hoz létre, lemeztektonikának nevezzük.
- Kihalás és genetikai sokféleség
- Adaptív sugárzás
Korai földi környezet
Ha tehát Pasteurnek igaza van, és az élet csak a már meglévő életből származik, akkor hol és hogyan kezdődött az élet? Erre a kérdésre számos elmélet próbál választ adni, köztük a népszerű kreacionista elmélet, amely szerint Isten a saját képmására teremtette az embert, ami valóban helytálló lehet. Ez a szakasz azonban bemutatja azokat a tudományos bizonyítékokat, amelyek az evolúciós út felé vezetnek. Végső soron mindkét elméletről kiderülhet, hogy ugyanaz.
A korai Földön, mintegy három-négymilliárd évvel ezelőtt, számos feltételezés alapján úgy gondolják, hogy a körülmények a maiaktól jelentősen eltérőek voltak. Először is, az “ősrobbanásnak” nevezett csillagászati jelenséget egy olyan elmélet határozza meg, amely azt javasolja, hogy a Föld egyike volt azoknak a nagyobb részecskéknek, amelyek összeolvadtak a világegyetem kezdeti robbanása, vagyis az ősrobbanás után, amely a világegyetem összes részecskéjét egy központi pontból kilökte, és arra rendelte őket, hogy lassan keringenek e pont körül.
Ezek következtében a Föld nagyon forró volt, ami a folyékony vizet a légkörbe párologtatta. Ahogy azonban a Föld lehűlt, a gravitáció által befogott vízgőz lecsapódott, eső formájában lehullott, és nem forrt el, hanem tóvá és óceánokká alakult tócsákban feltorlódva maradt. Azt is hitték, hogy a tektonikus tevékenység sok vulkánkitörést okozott abban az időben. A mai vulkánokról tudjuk, hogy kitörésükkor szén-dioxidot, nitrogént és egy sor oxigénmentes gázt bocsátanak ki. Ezenkívül, mivel nem volt védő légkör, a Földet folyamatosan meteoritok és más, még az ősrobbanásból származó űrszemét bombázta. A jelenlegi csillagászati kutatásokból tudjuk, hogy a meteoritok jeget és más vegyületeket, köztük szénalapú vegyületeket is szállíthatnak. A kutatók ezért úgy vélik, hogy a korai Föld légköre vízgőzből, szén-dioxidból, szén-monoxidból, hidrogénből, nitrogénből, ammóniából és metánból állt. Megjegyzendő, hogy a korai Föld légkörében nem volt oxigén!
A meteorológusok azt gyanítják, hogy a villámlás, a szakadó esőzések és az ultraibolya sugárzás az intenzív vulkáni tevékenységgel és az állandó meteoritbombázással együtt érdekes, de barátságtalan környezetté tette a korai Földet.
Miller-Urey-szintézis
Két amerikai tudós, Stanley Miller és Harold Urey kísérletet tervezett a korai Földön uralkodó körülmények szimulálására és az élet kialakulásának megfigyelésére. Egy tartályban metánt, vizet, ammóniát és hidrogént kevertek össze olyan koncentrációban, amely az elméletek szerint megközelítőleg a korai Földön létezett. A villámlás szimulálására elektromos szikrát adtak hozzá. Napokkal később megvizsgálták a keletkezett “levest”, és számos egyszerű aminosav jelenlétét fedezték fel! Bár ez a kísérleti elrendezés valószínűleg nem reprezentálta pontosan a korai Föld gázkombinációinak százalékos arányát, Dr. Miller és mások további, különböző kombinációkat alkalmazó munkái során mind szerves vegyületek keletkeztek. Még 1995-ben Miller uracilt és citozint állított elő, a DNS-ben és az RNS-ben is megtalálható nitrogénbázisok közül kettőt. A mai napig azonban nem sikerült élőlényekből élettelen dolgokat előállítani laboratóriumban. Érdekes módon a meteoritok folyamatos kutatása során még 1969-ben azonosították, hogy mind az öt nitrogénbázist tartalmazzák. Ez azt a hipotézist veti fel, hogy talán az élethez szükséges összetevőket a világűrből hozták!”
Wegener: Wegener: Lemeztektonika és kontinentális sodródás
A mai világtérképre pillantva könnyen látható, hogy Afrika nyugati partvonala látszólag megegyezik Dél-Amerika keleti partvonalával. Ahogy a térképészeti ismeretek és a kontinens határainak ismerete a hajózási felfedezések révén gyarapodott, 1912-ben Alfred Wegener német meteorológus felvetette a földmozgás hipotézisét. Feltételezte, hogy a létező szárazföldek valójában mozognak, és valószínűleg mind egyetlen nagy szárazföldként kezdődtek. A kontinentális sodródás elmélete szerint a Föld szárazföldjei óriási, lebegő szigeteknek tűnnek, amelyek hol távolodnak, hol pedig egymásnak ütköznek az általa leírni nem tudott erők hatására. Bár az Afrika-Dél-Amerika anomáliát észrevette, elmélete még életében nem nyert nagy támogatást.
A geológia legújabb fejlődésével ma már tudjuk, hogy minden felszíni jellegzetesség – szárazföld és víz – valójában a föld viszkózus köpenyén úszik, amely a Föld mozgó kérgét és külső rétegét tartja. A szilárd kéreg vagy lemez, amelyben élünk, sok szabálytalan alakú, különböző méretű darabból áll, amelyek meghatározott irányokban mozognak. Azt az elképzelést, hogy ezek a nagy kontinentális lemezek állandó mozgásban vannak, amelyet a geotermikus felmelegedés, a konvekció és a mozgás hoz létre, lemeztektonikának nevezzük.
A lemeztektonika megmagyarázza, hogyan válnak szét és ütköznek egymásba a nagy szárazföldek. Ez az állandó földmozgás, amelyet gyakran centiméterben mérnek évente, felelős a földrengésekért, a vulkánokért, a tengerfenék terjedéséért és a kontinensek sodródásáért.
Úgy tűnik, Wegenernek igaza volt; a korai elszigetelt szárazföldi formák valószínűleg egyesültek, és mintegy 250 millió évvel ezelőtt, a paleozoikum végén egyetlen földtömeget, a Pangaea nevű szuperkontinenst hoztak létre. Figyeljük meg a Pangaea ábrán a szuperkontinens javasolt alakját.
A különálló szárazföldeken kifejlődött életnek most a többi elszigetelt szárazföldről származó más életformákkal kellett versenyeznie, amikor ezek a szárazföldek eggyé olvadtak. A helyért, táplálékért és menedékért folytatott verseny, valamint a megnövekedett ragadozók további természetes szelekciós nyomást gyakoroltak. A fosszilis feljegyzések tömeges kihalásokra és a genetikai sokféleség jelentős változására utalnak ebben az időben.
Egy második, szintén a biológiai sokféleséget érintő kataklizmikus esemény körülbelül 200 millió évvel ezelőtt, a mezozoikum idején következett be. Ekkor kezdett szétválni a Pangea, és az elszigetelt szárazföldi formák ismét saját, egyedi, elszigetelt evolúciós laboratóriumukká váltak. A szétváló szárazföldek reproduktívan elszigetelődtek egymástól.
Kihalás és genetikai sokféleség
A kihalás természetes jelenségnek tűnik, és a természetes szelekcióhoz hasonlóan bizonyos fajok szaporodásának kedvez a kevésbé alkalmas fajok rovására. A kihalás egy adott faj összes tagjának és genetikai kiegészítőjének elvesztése, amely soha nem tér vissza. A fosszilis bizonyítékok azt mutatják, hogy egy tömeges kihalást követően, mint például a permi kihalás, amikor a Pangea kialakult, majd a kréta időszak végén, amikor a dinoszauruszok uralták a világot, a növekedés és a genetikai variáció időszaka következett. Úgy tűnik, a kihalások megnyitották a peremterületeket a megmaradt fajok számára a kolonizáció előtt. Az emlősök a klasszikus tanulmányt jelentik ebben a kérdésben, mivel ismert, hogy 50-100 millió évvel a dinoszauruszok kihalása előtt a dinoszauruszok által lakott területeken léteztek. A dinoszauruszok kihalását követően az emlősök fosszíliái jelentős fajszaporodásra és összlétszám-növekedésre utalnak, mindkettő valószínűleg az új területek megszerzésével és a dinoszauruszok mint versenytársak és ragadozók elvesztésével függött össze.”
Adaptív sugárzás
A kihalást, földtömegek szétválását vagy más kataklizmikus eseményt követő gyors genetikai sokféleséget az adaptív sugárzás, más néven divergens evolúció okozhatja.
A sugárzásnak azért nevezik, mert a genetikailag eltérő leszármazottak egy központi pontból látszólag kisugároznak, hasonlóan a Nap napsugaraihoz. A divergens evolúció során az utódok különböző tulajdonságokat vesznek fel, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy hasonlóan változatos fülkéket foglaljanak el.
Az adaptív sugárzás klasszikus példája az a tanulmány, amelyet Darwin végzett, amikor 13 különböző pintyfajt figyelt meg híres felfedezőútja során a Galápagos-szigeteken. Maguk a szigetek kiválóan alkalmasak az adaptív radiációra, mivel számos, egymáshoz közel fekvő kis szigetből állnak a Csendes-óceánban, a dél-amerikai Ecuadortól mintegy 200 kilométerre nyugatra.
A pintyek fajképződésének elemzése Darwin kora óta kimutatta, hogy egy alapító populáció a szárazföldről érkezett, és elfoglalt egy szigetet. Valószínűleg specifikus szigeti nyomás hatására ez a faj egy új, a szárazföldi fajtól eltérő fajjá fejlődött. Ahogy a pintyek elfoglalták a szigetet, a verseny fokozódott, és az úttörőfajok egy másik szigetre vándorolhattak. Ez egy új alapító fajt hozott létre, amely alkalmazkodott az új szigeti nyomáshoz, és új fajjá alakult. Hasonlóképpen, a többi szigetet is egymás után kolonizálták. Mivel minden sziget kissé eltérő, a pintyek alkalmazkodása gyakran csak egy adott szigetre jellemző volt. Ráadásul a pintyek visszatérhettek egy lakott szigetre, és versenyezhettek a meglévő fajokkal, vagy visszatérhettek, és feloszthatták a területet, a menedéket és az erőforrásokat, és békésen együtt élhettek. A lakott szigetre való visszatérés valószínűleg további természetes szelekciós nyomást is kiváltott.
Még mindig nem tudjuk biztosan, hogyan keletkezett az élet a Földön. Lehetett égi remekmű, csillagászati anomália vagy mutációk és alkalmazkodások sorozata. Vannak bizonyítékok, amelyek mindegyik elmélet mellett szólnak. Ettől függetlenül úgy tűnik, hogy a hasonlósági minták egyes organizmusokat szorosabban összekötnek, mint másokat.
Kivonat a Glen E. Moulton, Ed.D. által írt The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004 című könyvből. Minden jog fenntartva, beleértve a teljes vagy részleges sokszorosítás jogát bármilyen formában. A Penguin Group (USA) Inc.
A könyv megrendelése közvetlenül a kiadótól a Penguin USA weboldalán vagy az 1-800-253-6476-os telefonszámon lehetséges. Megvásárolhatja ezt a könyvet az Amazon.com és a Barnes & Noble webáruházakban is.
