Originea vieții: Mediul terestru timpuriu

În consecință, Pământul era foarte fierbinte, evaporând apa lichidă în atmosferă. Cu toate acestea, pe măsură ce Pământul s-a răcit, vaporii de apă prinși de gravitație s-au condensat, au căzut sub formă de ploaie și nu au dat în clocot, ci au rămas reținuți în bazine care au devenit lacuri și oceane. Se credea, de asemenea, că activitatea tectonică a cauzat multe erupții vulcanice în acea perioadă. De la vulcanii din zilele noastre știm că, atunci când erup, aceștia eliberează dioxid de carbon, azot și o mulțime de gaze fără oxigen. În plus, neavând o atmosferă protectoare, Pământul era bombardat în mod constant cu meteoriți și alte resturi spațiale aflate încă în circulație de la Big Bang. Din cercetările astronomice actuale, știm că meteoriții pot transporta gheață și alți compuși, inclusiv compuși pe bază de carbon. Cercetătorii cred, prin urmare, că atmosfera timpurie a Pământului era formată din vapori de apă, dioxid de carbon, monoxid de carbon, hidrogen, azot, amoniac și metan. Rețineți că în atmosfera Pământului timpuriu nu era prezent oxigenul!

Meteorologii suspectează că fulgerele, ploile torențiale și radiațiile ultraviolete s-au combinat cu activitatea vulcanică intensă și bombardamentul constant de meteoriți pentru a face din Pământul timpuriu un mediu interesant, dar inospitalier.

Sinteza Miller-Urey

Doi oameni de știință americani, Stanley Miller și Harold Urey, au conceput un experiment pentru a simula condițiile de pe Pământul timpuriu și a observa formarea vieții. Aceștia au combinat metanul, apa, amoniacul și hidrogenul într-un recipient în concentrațiile aproximative despre care se presupune că ar fi existat pe Pământul timpuriu. Pentru a simula un fulger, au adăugat o scânteie electrică. Câteva zile mai târziu, au examinat „supa” care s-a format și au descoperit prezența mai multor aminoacizi simpli! Deși acest proiect experimental probabil că nu a reprezentat cu exactitate procentul de combinații gazoase de pe Pământul timpuriu, lucrările ulterioare ale doctorului Miller și ale altora, folosind diferite combinații, au produs toate compuși organici. Nu mai departe de 1995, Miller a produs uracil și citozină, două dintre bazele azotate care se găsesc atât în ADN, cât și în ARN. Cu toate acestea, până în prezent, nu au fost create în laborator ființe vii din ființe ne-viitoare. Interesant este faptul că cercetările continue asupra meteoriților au identificat, încă din 1969, că aceștia conțin toate cele cinci baze de azot. Acest lucru prezintă ipoteza că poate ingredientele necesare vieții au fost aduse din spațiul cosmic!

Wegener: Tectonica plăcilor și deriva continentelor

Cu ajutorul unei hărți moderne a lumii, este ușor de observat cum linia de coastă a părții vestice a Africii pare să se potrivească cu linia de coastă estică a Americii de Sud. Pe măsură ce abilitățile cartografice și cunoștințele despre granițele continentelor au crescut prin explorări nautice, în 1912, meteorologul german Alfred Wegener a propus o ipoteză privind deplasarea Pământului. El a emis ipoteza că masele de uscat existente se deplasează de fapt și că, probabil, toate au început ca o singură mare masă de uscat. Teoria sa privind deriva continentelor a făcut ca masele de uscat ale Pământului să apară ca niște insule plutitoare gigantice, uneori îndepărtându-se, alteori izbindu-se unele de altele prin forțe pe care nu le putea descrie. Deși anomalia Africa-America de Sud a fost observată, teoria sa nu a obținut prea mult sprijin în timpul vieții sale.”

Cu recentele progrese în geologie, știm acum că toate elementele de la suprafață?uscat și apă?plutesc de fapt pe mantaua vâscoasă a Pământului, care susține crusta mobilă și stratul exterior al Pământului. Crusta solidă, sau placa pe care locuim, este una dintre multele bucăți de formă neregulată, de dimensiuni diferite, care se deplasează în direcții specifice. Ideea că aceste plăci continentale mari sunt în mișcare constantă creată de încălzirea geotermală, convecție și mișcare se numește tectonica plăcilor.

Tectonica plăcilor explică modul în care marile mase terestre se separă și, de asemenea, se ciocnesc unele de altele. Această mișcare constantă a Pământului, adesea măsurată în centimetri pe an, este responsabilă pentru cutremure, vulcani, răspândirea fundului mării și deriva continentală.

Se pare că Wegener a avut dreptate; primele forme de uscat izolate s-au unit probabil pentru a crea o singură masă de uscat, sau un supercontinent numit Pangeea, cu aproximativ 250 de milioane de ani în urmă, la sfârșitul erei paleozoice. Observați în ilustrația Pangaea forma propusă a supercontinentului.

Pangaea.

Viața care evoluase pe masele de uscat separate trebuia acum să concureze cu alte forme de viață din celelalte mase de uscat izolate, deoarece aceste mase de uscat s-au contopit într-unul singur. Concurența pentru spațiu, hrană și adăpost, precum și creșterea prădătorilor au creat presiuni suplimentare de selecție naturală. Înregistrările fosile indică extincții în masă și o schimbare majoră a diversității genetice în această perioadă.

Un al doilea eveniment cataclismic care a afectat, de asemenea, diversitatea biologică a avut loc cu aproximativ 200 de milioane de ani în urmă, în era mezozoică. În acel moment, Pangeea a început să se separe, iar formele terestre izolate au devenit din nou propriul lor laborator evolutiv izolat și unic. Masele de uscat care se separau au devenit izolate din punct de vedere reproductiv unele de altele.

Extincția și diversitatea genetică

Extincția pare a fi un fenomen natural și, ca și selecția naturală, favorizează reproducerea anumitor specii în detrimentul speciilor mai puțin potrivite. Extincția reprezintă pierderea tuturor membrilor unei anumite specii și a complementului lor genetic, care nu vor mai fi niciodată recuperați. Dovezile fosile indică faptul că după o extincție în masă, cum ar fi extincția din Permian, când s-a format Pangeea, și din nou la sfârșitul perioadei cretacice, când dinozaurii au dominat lumea, a urmat o perioadă de creștere și variație genetică. Aparent, extincțiile au deschis teritoriile marginale pentru colonizarea de către speciile rămase. Mamiferele reprezintă studiul clasic în acest sens, deoarece se știe că acestea au existat timp de 50 până la 100 de milioane de ani în teritoriile locuite de dinozauri înainte de dispariția acestora. După dispariția dinozaurilor, fosilele de mamifere indică o cantitate considerabilă de speciație și o creștere a numărului total de exemplare, ambele probabil asociate cu dobândirea de noi teritorii și cu pierderea dinozaurilor ca și concurenți și prădători.”

Radiație adaptivă

Diversitatea genetică rapidă în urma unei extincții, a unei diviziuni de mase terestre sau a unui alt eveniment cataclismic se poate datora radiației adaptative, cunoscută și sub numele de evoluție divergentă.

Se numește radiație deoarece descendenții divergenți din punct de vedere genetic par să radieze dintr-un punct central, la fel ca razele solare de la soare. În timpul evoluției div-ergente, descendenții adoptă o varietate de caracteristici care le permit să ocupe nișe la fel de diverse.

Exemplul clasic de radiație adaptivă este studiul finalizat de Darwin în timp ce a observat 13 specii diferite de cinteze în timpul faimoasei sale călătorii de descoperire în Insulele Galapagos. Insulele în sine sunt foarte potrivite pentru radiația adaptativă, deoarece ele constau din numeroase insule mici aflate în imediata apropiere în Oceanul Pacific, la aproximativ 200 de kilometri (125 mile) la vest de Ecuador, America de Sud.

De la vremea lui Darwin, o analiză a speciației de papagali a arătat că o populație fondatoare a sosit de pe continent și a ocupat o insulă. Presiunile specifice insulei au făcut probabil ca acea specie să evolueze într-o nouă specie diferită de cea de pe continent. Pe măsură ce finchinii au ocupat insula, concurența a crescut, iar speciile pioniere este posibil să fi migrat pe o altă insulă. Acest lucru a creat o nouă specie fondatoare care s-a adaptat la noile presiuni insulare și s-a modificat pentru a deveni o nouă specie. În mod similar, restul insulelor au fost colonizate succesiv. Deoarece fiecare insulă este ușor diferită, adaptările finchilor au fost adesea unice pentru o anumită insulă. În plus, cintezele puteau să se întoarcă pe o insulă locuită și să concureze cu speciile existente, sau să se întoarcă și să își împartă teritoriul, adăpostul și resursele și să coexiste în mod pașnic. Întoarcerea pe o insulă locuită a declanșat, de asemenea, probabil, presiuni suplimentare de selecție naturală.

Nu suntem încă siguri cum a apărut viața pe Pământ. Ar putea fi o capodoperă cerească, o anomalie astronomică sau o serie de mutații și adaptări. Există dovezi care favorizează fiecare dintre aceste teorii. Cu toate acestea, modelele de similaritate par să lege unele organisme mai strâns decât altele.

Extras din The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004 de Glen E. Moulton, Ed.D.. Toate drepturile rezervate, inclusiv dreptul de reproducere integrală sau parțială sub orice formă. Folosit prin acord cu Alpha Books, un membru al Penguin Group (USA) Inc.

Pentru a comanda această carte direct de la editură, vizitați site-ul Penguin USA sau sunați la 1-800-253-6476. De asemenea, puteți achiziționa această carte de pe Amazon.com și Barnes & Noble.

.