Daugialąsčiai organizmai atsirado eroje. Daugialąsčiai organizmai: požymiai ir vystymasis. Iš kur atsirado daugialąsčiai organizmai

Didelė tarptautinė paleontologų grupė Gabono telkiniuose aptiko centimetro dydžio fosilijas, primenančias plokščiąsias kirmėles, kurių amžius siekia 2,1 mlrd. Labai tikėtina, kad šie organizmai buvo daugialąsčiai eukariotai. Iki šiol seniausiu daugialąstės gyvybės egzistavimo įrodymu buvo laikomos spiralinės anglies juostos. grypania iki 1,9 milijardo metų, laikomi dumbliais.

Darvino laikais seniausios žinomos fosilijos buvo Kambro periodo jūros gyventojai, kurie, kaip dabar žinome, prasidėjo prieš 542 mln. Prekambro sekos buvo laikomos „mirusiomis“, ir Darvinas šiame fakte įžvelgė rimtą argumentą prieš savo teoriją. Jis teigė, kad prieš kambro laikotarpį turėjo praeiti ilga laipsniško gyvybės vystymosi epocha, nors negalėjo paaiškinti, kodėl šios gyvybės pėdsakų dar nerasta. Gal tiesiog bloga paieška?

Paleontologijos raida XX amžiuje puikiai patvirtino Darvino spėjimus. Prekambro nuosėdiniuose sluoksniuose rasta daug nedviprasmiškų gyvų organizmų egzistavimo požymių. Didžioji dauguma prekambro laikų radinių yra suakmenėjusios mikrobų liekanos ir įvairūs jų gyvybinės veiklos pėdsakai.

Ankstyviausiu gyvybės įrodymu laikoma lengvoji anglies izotopų kompozicija iš grafito intarpų apatito kristaluose, rastuose Grenlandijoje 3,8 milijardo metų senumo nuosėdose. Seniausios fosilijos, labai panašios į bakterijas, ir pirmieji stromatolitai – sluoksniuoti mineraliniai dariniai, susidarę dėl mikrobų bendrijų gyvybinės veiklos – yra 3,55–3,4 mlrd. Mažėjant uolienų amžiui mikrobų gyvybės pėdsakų tampa vis daugiau ir įvairesnių (M.A. Fedonkin, 2006. Two Chronicles of Life: Comparison Experience (Paleobiology and Genomics on the Early Stages of Biosphere Evolution)).

Klausimas dėl pirmųjų eukariotų ir pirmųjų daugialąsčių organizmų atsiradimo laiko tebėra prieštaringas. Dauguma šiuolaikinių gyvūnų tipų pradėjo sparčiai vystytis tik Kambro pradžioje, tačiau dar anksčiau - Vendin, arba Ediacaran laikotarpiu (prieš 635–542 mln. metų), jūrose atsirado įvairių ir daugybė minkštakūnių būtybių, tarp jų gana dideli, kuriuos dauguma ekspertų interpretuoja kaip daugialąsčius gyvūnus (Y. E. Malakhovskaya, A. Yu. Ivantsov. Vendijos žemės gyventojai; Atskleidžiama Doushantuo embrionų paslaptis, „Elementai“, 2007-12-04). Dar anksčiau, kriogeniniu laikotarpiu (prieš 850–635 mln. metų), buvo aptikti cheminiai primityvių metazoanų – kempinių – buvimo pėdsakai.

Makroskopinių fosilijų radiniai prieš Ediakarą yra labai reti ir sukelia karštas diskusijas (kai kurie iš šių radinių aprašyti pastaboje Gyvūnai atsirado daugiau nei prieš 635 mln. metų, „Elementai“, 2009-02-09; nuorodų šia tema rinkinys yra taip pat ten pateikta). Paprastai kuo senesni tokie radiniai, tuo jie kelia abejonių. Iki šiol seniausia iškastinė būtybė, kurią galima daugiau ar mažiau užtikrintai interpretuoti kaip daugialąstę, buvo laikoma flunia ( grypania). Šis organizmas išlikęs spiralinių anglies juostų pavidalu, primenančių kažkokius dumblius; radinių amžius – iki 1,9 mlrd. metų (M. A. Fedonkinas. Geocheminis badas ir karalysčių formavimasis; Šuoliais didėjo gyvų būtybių dydis, „Elementai“, 2008-12-31). Tačiau kai kurie autoriai mano, kad gripas gali būti labai didelė ir sudėtinga cianobakterijų kolonija.

Naujausiame žurnalo numeryje Gamta Didelė grupė paleontologų iš Prancūzijos, Švedijos, Danijos, Belgijos, Kanados ir Vokietijos pranešė apie unikalų naują radinį, rastą ankstyvojo proterozojaus jūros telkiniuose Gabono pietryčiuose. Nuosėdų sekos, kurioje yra fosilijos, amžius buvo labai tiksliai nustatytas keliais nepriklausomais radiometriniais metodais. Jis yra 2100 ± 30 mln., tai yra, 200 mln. senesnis už seniausią gripą.

Autoriai iš uolos išrado daugiau nei 250 mėginių su suakmenėjusiomis pailgos ar beveik apvalios formos keistų būtybių liekanomis. Jų ilgis svyruoja nuo 7 iki 120 mm, plotis – nuo ​​5 iki 70 mm, storis – nuo ​​1 iki 10 mm. Organizmų tankis siekia 40 vienetų kvadratiniame metre, kartu randami įvairaus dydžio ir orientacijos egzemplioriai.

Kompiuterinės rentgeno tomografijos pagalba autoriai gavo gražius trimačius senovės organizmų vaizdus. Ant jų aiškiai matosi išlyginta banguota „kraštinė“ su radialiniu lankstymu. Sulenkta sritis paprastai tęsiasi iki išorinio kūno krašto, tačiau kai kuriuose pavyzdžiuose raukšlės matomos tik vidinėje kraštinės pusėje, o kai kuriuose jų visai nėra.

Daugelis didelių egzempliorių turi dviejų tipų pirito inkliuzus vidurinėje kūno dalyje: plokščius „lakštus“ ir suapvalintas granules. Šių pirito darinių sieros izotopinės sudėties analizė parodė, kad „paklodės“ susidarė netrukus po organizmų mirties dėl sulfatus redukuojančių bakterijų veiklos, o sulfato koncentracija aplinkiniame vandenyje turėjo būti gana didelė. . Apvalios granulės susidarė vėlesniuose diagenezės etapuose, todėl jose nėra informacijos apie iškastinių būtybių formą ir struktūrą. Stabilaus anglies izotopo 13 C koncentracijos skirtumai organizmų liekanose ir aplinkinėse uolienose dar labiau patvirtino, kad šios fosilijos nėra kažkoks neorganinis darinys. Uolienoje yra steranų – organinių molekulių, gautų iš eukariotinės membranos sterolių. Tai yra tikras eukariotinės gyvybės buvimo ženklas.

Autorių teigimu, rasti palaikai priklauso kolonijiniams organizmams, greičiausiai kolonijiniams eukariotams. Bakterijų kolonijos gali turėti panašią formą ir iškirptus kraštus, tačiau Gabono radiniai yra sudėtingesni nei žinomos bakterijų kolonijos. Pasak autorių, šių organizmų struktūra rodo, kad jie augo dėl koordinuoto ląstelių dalijimosi, kurios tarpusavyje keitėsi signalais, kaip tai vyksta daugialąsčių eukariotų vystymosi metu. Be to, steranų buvimas vienareikšmiškai rodo senovės būtybių eukariotinį pobūdį.

Cheminė uolienų analizė parodė, kad šios jūrinės nuosėdos susidarė esant dideliam laisvojo deguonies kiekiui. Todėl visiškai įmanoma, kad Gabono organizmai buvo aerobiniai (kvėpavo deguonimi), kaip ir turėtų būti normalūs eukariotai. Remiantis šiuolaikiniais duomenimis, pirmasis reikšmingas deguonies koncentracijos padidėjimas hidrosferoje ir atmosferoje (Didysis oksigenacijos įvykis) įvyko prieš 2,45–2,32 milijardo metų, tai yra, maždaug 200 milijonų metų prieš Gabono organizmų gyvavimo laikotarpį.

Autoriai susilaikė nuo bandymų tiksliau nustatyti naujai atrastų būtybių ryšį. Yra žinoma, kad įvairios eukariotų grupės savarankiškai perėjo į daugialąstes dešimtis kartų, o Gabone aptiktos būtybės gali būti vienas iš pirmųjų tokio pobūdžio bandymų.

Gyvasis pasaulis užpildytas svaiginančiu gyvų būtybių gausa. Dauguma organizmų susideda tik iš vienos ląstelės ir nėra matomi plika akimi. Daugelis jų tampa matomi tik pro mikroskopą. Kiti, tokie kaip triušis, dramblys ar pušis ir žmogus, yra sudaryti iš daugybės ląstelių, o šie daugialąsčiai organizmai taip pat gausiai apgyvendina mūsų pasaulį.

Gyvenimo statybiniai blokai

Visų gyvų organizmų struktūriniai ir funkciniai vienetai yra ląstelės. Jie taip pat vadinami gyvybės statybiniais blokais. Visi gyvi organizmai susideda iš ląstelių. Šiuos struktūrinius vienetus Robertas Hukas atrado dar 1665 m. Žmogaus kūne yra apie šimtas trilijonų ląstelių. Vieno dydis yra apie dešimt mikrometrų. Ląstelėje yra ląstelių organelių, kurios kontroliuoja jos veiklą.

Yra vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų. Pirmuosius sudaro viena ląstelė, pavyzdžiui, bakterijos, o antrieji – augalai ir gyvūnai. Ląstelių skaičius priklauso nuo tipo. Dauguma augalų ir gyvūnų ląstelių yra nuo vieno iki šimto mikrometrų dydžio, todėl matomos pro mikroskopą.

vienaląsčiai organizmai

Šios mažos būtybės sudarytos iš vienos ląstelės. Ameba ir blakstienas yra seniausios gyvybės formos, egzistavusios maždaug prieš 3,8 mln. Bakterijos, archėjos, pirmuonys, kai kurie dumbliai ir grybai yra pagrindinės vienaląsčių organizmų grupės. Yra dvi pagrindinės kategorijos: prokariotai ir eukariotai. Jie taip pat skiriasi dydžiu.

Mažiausi yra apie tris šimtus nanometrų, o kai kurie gali siekti iki dvidešimties centimetrų. Tokie organizmai paprastai turi blakstienas ir žvynelius, padedančius jiems judėti. Jie turi paprastą kūną ir atlieka pagrindines funkcijas. Dauginimasis gali būti nelytinis arba seksualinis. Mityba dažniausiai atliekama fagocitozės procese, kai maisto dalelės yra absorbuojamos ir laikomos specialiose kūne esančiose vakuolėse.

Daugialąsčiai organizmai

Gyvos būtybės, sudarytos iš daugiau nei vienos ląstelės, vadinamos daugialąsčiais. Jie sudaryti iš vienetų, kurie identifikuoja ir prisijungia vienas prie kito, sudarydami sudėtingus daugialąsčius organizmus. Dauguma jų matomi plika akimi. Tokie organizmai kaip augalai, kai kurie gyvūnai ir dumbliai prasideda iš vienos ląstelės ir perauga į daugiagrandės organizacijas. Abiejų kategorijų gyvos būtybės, prokariotai ir eukariotai, gali turėti daugialąstes.

Daugialąstės atsiradimo mechanizmai

Yra trys teorijos, aptariančios mechanizmus, kuriais gali atsirasti daugialąsteliškumas:

• Simbiotinė teorija teigia, kad pirmoji daugialąsčio organizmo ląstelė atsirado dėl skirtingų vienaląsčių organizmų tipų, kurių kiekvienas atlieka skirtingas funkcijas, simbiozės.
• Sincitinė teorija teigia, kad daugialąstelis organizmas negalėjo išsivystyti iš vienaląsčių būtybių, turinčių kelis branduolius. Pirmuonys, tokie kaip blakstienos ir gleivingi grybai, turi kelis branduolius, taigi patvirtina šią teoriją.
• Kolonijinė teorija teigia, kad daugelio tos pačios rūšies organizmų simbiozė lemia daugialąsčio organizmo evoliuciją. Jį pasiūlė Haeckel 1874 m. Dauguma daugialąsčių formacijų atsiranda dėl to, kad ląstelės negali atsiskirti po dalijimosi proceso. Šią teoriją patvirtinantys pavyzdžiai yra Volvox ir Eudorina dumbliai.

Daugialąsčių privalumai

Kurie organizmai – daugialąsčiai ar vienaląsčiai – turi daugiau privalumų? Gana sunku atsakyti į šį klausimą. Organizmo daugialąsteliškumas leidžia jam viršyti dydžio ribą, padidina organizmo kompleksiškumą, leidžia diferencijuoti daugybę ląstelių linijų. Dauginimasis daugiausia vyksta lytiniu būdu. Daugialąsčių organizmų anatomija ir juose vykstantys procesai yra gana sudėtingi dėl įvairių tipų ląstelių, kurios kontroliuoja jų gyvybinę veiklą. Paimkime, pavyzdžiui, padalijimą. Šis procesas turi būti tikslus ir koordinuotas, kad būtų išvengta nenormalaus daugialąsčio organizmo augimo ir vystymosi.

Daugialąsčių organizmų pavyzdžiai

Kaip minėta aukščiau, yra dviejų tipų daugialąsčiai organizmai: prokariotai ir eukariotai. Pirmoji kategorija daugiausia yra bakterijos. Kai kurios cianobakterijos, tokios kaip chara arba spirogyra, taip pat yra daugialąsčiai prokariotai, kartais vadinami kolonijiniais. Dauguma eukariotinių organizmų taip pat susideda iš daugelio vienetų. Jie turi gerai išvystytą kūno struktūrą ir turi specialius organus, kurie atlieka tam tikras funkcijas. Dauguma gerai išsivysčiusių augalų ir gyvūnų yra daugialąsčiai. Pavyzdžiais gali būti beveik visų rūšių gimnasėkliai ir gaubtasėkliai. Beveik visi gyvūnai yra daugialąsčiai eukariotai.

Daugialąsčių organizmų ypatybės ir požymiai

Yra daug ženklų, pagal kuriuos galite lengvai nustatyti, ar organizmas yra daugialąstis, ar ne. Tarp šių yra:

• Jie turi gana sudėtingą kūno organizaciją.
• Specializuotas funkcijas atlieka įvairios ląstelės, audiniai, organai ar organų sistemos.
• Kūno darbo pasidalijimas gali būti ląstelių lygiu, audinių, organų ir organų sistemų lygmeniu.
• Dažniausiai eukariotai.
• Kai kurių ląstelių sužalojimas ar mirtis neturi visuotinės įtakos organizmui: paveiktos ląstelės bus pakeistos.
• Dėl daugialąstiškumo organizmas gali pasiekti didelius dydžius.
• Palyginti su vienaląsčiais organizmais, jų gyvenimo ciklas yra ilgesnis.
• Pagrindinis dauginimosi būdas yra seksualinis.
• Ląstelių diferenciacija būdinga tik daugialąsčiams organizmams.

Kaip auga daugialąsčiai organizmai?

Visi padarai, nuo mažų augalų ir vabzdžių iki didelių dramblių, žirafų ir net žmonių, prasideda kaip pavienės paprastos ląstelės, vadinamos apvaisintais kiaušiniais. Norėdami išaugti į didelį suaugusiųjų organizmą, jie pereina keletą specifinių vystymosi etapų. Po kiaušinėlio apvaisinimo prasideda daugialąsčio vystymosi procesas. Viso kelio metu vyksta atskirų ląstelių augimas ir daugybinis dalijimasis. Ši replikacija galiausiai sukuria galutinį produktą, kuris yra sudėtingas, visiškai susiformavęs gyvas dalykas.

Ląstelių dalijimasis sukuria daugybę sudėtingų modelių, kuriuos apibrėžia genomai, kurie yra beveik identiški visose ląstelėse. Ši įvairovė lemia genų ekspresiją, kuri kontroliuoja keturis ląstelių ir embrionų vystymosi etapus: proliferaciją, specializaciją, sąveiką ir judėjimą. Pirmasis susijęs su daugelio ląstelių replikavimu iš vieno šaltinio, antrasis yra susijęs su ląstelių su pasirinktomis, tam tikromis savybėmis kūrimu, trečiasis susijęs su informacijos sklaida tarp ląstelių, o ketvirtasis yra atsakingas už ląstelių išdėstymą visame kūne. formuoti išsivysčiusių organizmų organus, audinius, kaulus ir kitas fizines savybes.

Keletas žodžių apie klasifikaciją

Tarp daugialąsčių būtybių išskiriamos dvi didelės grupės:

• bestuburiai (kempinės, anelidai, nariuotakojai, moliuskai ir kt.);
• chordatai (visi gyvūnai, turintys ašinį skeletą).

Svarbus visos planetos istorijos etapas buvo daugialąsčių atsiradimas evoliucinio vystymosi procese. Tai buvo galingas impulsas didinti biologinę įvairovę ir tolesnę jos plėtrą. Pagrindinis daugialąsčio organizmo bruožas – aiškus ląstelių funkcijų, pareigų pasiskirstymas, taip pat stabilių ir tvirtų kontaktų tarp jų užmezgimas ir užmezgimas. Kitaip tariant, tai gausi ląstelių kolonija, galinti išlaikyti fiksuotą padėtį per visą gyvos būtybės gyvavimo ciklą.

Šios subkaralystės atstovų kūnas susideda iš daugybės ląstelių, atliekančių įvairias funkcijas. Dėl daugialąsčių organizmų ląstelių specializacijos jie paprastai praranda galimybę egzistuoti savarankiškai. Organizmo vientisumą užtikrina tarpląstelinės sąveikos. Individualus vystymasis, kaip taisyklė, prasideda nuo zigotos, kuriai būdingas zigotos suskaidymas į daugybę blastomerų ląstelių, iš kurių vėliau susidaro organizmas su diferencijuotomis ląstelėmis ir organais.

Daugialąsčių filogenija

Daugialąsčių kilmė iš vienaląsčių dabar laikoma įrodyta. Pagrindinis to įrodymas yra beveik visiškas daugialąsčių gyvūnų ląstelės struktūrinių komponentų tapatumas su pirmuonių ląstelės struktūriniais komponentais. Daugialąsčių organizmų kilmės hipotezės skirstomos į dvi grupes: a) kolonijines, b) polierhidines hipotezes.

Kolonijinės hipotezės

Kolonijinių hipotezių šalininkai mano, kad kolonijiniai pirmuonys yra pereinamoji forma tarp vienaląsčių ir daugialąsčių gyvūnų. Šios grupės hipotezės išvardytos ir trumpai apibūdintos toliau.

Gastrea hipotezė E. Haeckel (1874). Pereinamoji forma tarp vienaląsčių ir daugialąsčių gyvūnų yra vieno sluoksnio sferinė žvynelių kolonija. Haeckelis tai pavadino „blastea“, nes šios kolonijos struktūra primena blastulės struktūrą. Evoliucijos procese iš „blastea“ invaginuojant (invaginuojant) kolonijos sienelę, atsiranda pirmosios daugialąstės – „gastreas“ (panašios sandaros į gastrulę). „Gastreya“ yra plūduriuojantis gyvūnas, kurio kūnas susideda iš dviejų ląstelių sluoksnių, turi burną. Išorinis žvynelių ląstelių sluoksnis yra ektoderma ir atlieka motorinę funkciją, vidinis sluoksnis yra endodermas ir atlieka virškinimo funkciją. Iš „gastrea“, anot Haeckel, pirmiausia atsiranda žarnyno gyvūnai, iš kurių yra kilusios likusios daugialąsčių grupės. E. Haeckelis savo hipotezės teisingumo įrodymu laikė blastulės ir gastrulos stadijų buvimą ankstyvosiose šiuolaikinių daugialąsčių organizmų ontogenezės stadijose.

„Plakula“ hipotezė O. Byuchli (1884) yra modifikuota Haeckel gastraea hipotezės versija. Skirtingai nei E. Haeckelis, šis mokslininkas sluoksninę vienasluoksnę gonio tipo koloniją laiko pereinamuoju pavidalu tarp vienaląsčių ir daugialąsčių gyvūnų. Pirmasis daugialąstelis yra Haeckel „gastrea“, tačiau evoliucijos procese jis susidaro dėl kolonijos stratifikacijos ir taurės formos dvisluoksnės plokštės deformacijos. Hipotezės įrodymas yra ne tik blastulės ir gastrulos stadijų buvimas ankstyvosiose ontogenezės stadijose, bet ir Trichoplax, primityvaus jūrų gyvūno, aptikto 1883 m., struktūra.

Fagocitelių hipotezė I.I. Mechnikovas (1882). Pirma, I.I. Mechnikovas atrado fagocitozės reiškinį ir šį maisto virškinimo metodą laikė primityvesniu nei ertmės virškinimas. Antra, tyrinėdamas primityvių daugialąsčių kempinių ontogeniškumą, jis išsiaiškino, kad kempinėse esanti gastrulė susidaro ne blastulės invaginacijai, o kai kurioms išorinio sluoksnio ląstelėms imigruojant į embriono ertmę. Būtent šie du atradimai ir sudarė šios hipotezės pagrindą.

Dėl pereinamosios formos tarp vienaląsčių ir daugialąsčių gyvūnų I.I. Mechnikovas taip pat priima „blastea“ (vieno sluoksnio sferinę žvynelių koloniją). Iš „blastea“ atsiranda pirmoji daugialąstelė – „fagocitella“. „Phagocytella“ neturi burnos, jos kūnas susideda iš dviejų ląstelių sluoksnių, išorinio sluoksnio žvynelinės ląstelės atlieka motorinę, vidinės – fagocitozės funkciją. „Phagocytella“ susidaro iš „blastea“ daliai išorinio sluoksnio ląstelių imigruojant į koloniją. Hipotetinio daugialąsčių organizmų protėvio „fagocitelos“ prototipas arba gyvasis modelis – I.I. Mechnikovas laikė kempinių lerva - parenchimu.

Fagocitelių hipotezė A.V. Ivanovas (1967) yra papildyta Mechnikovo hipotezės versija. Žemesnių daugialąsčių organizmų evoliucija, pasak A.V. Ivanovas, elgiasi taip. Pereinamoji forma tarp vienaląsčių ir daugialąsčių gyvūnų yra antkakliuotų žvynelių kolonija, neturinti ertmės. Iš Proterospongia tipo apykaklės žvynelių kolonijų, imigruojant daliai išorinio sluoksnio ląstelių, į vidų susidaro „ankstyvosios fagocitos“. „Ankstyvosios fagocitelos“ kūnas susideda iš dviejų ląstelių sluoksnių, neturi burnos, struktūroje yra vidutinis tarp parenchimulės ir Trichoplax struktūros, arčiau Trichoplax. Sluoksniai, kempinės ir „vėlyva fagocitella“ kilę iš „ankstyvosios fagocitos“. Išorinį „ankstyvosios“ ir „vėlyvos fagocitelės“ sluoksnį vaizduoja žiuželinės ląstelės, vidinį – ameboidinės ląstelės. Skirtingai nei „ankstyvoji fagocitella“, „vėlyva fagocitella“ turi burną. Koelenteratai ir ciliariniai kirminai kilę iš „vėlyvųjų fagocitelių“.

Polihidrinės hipotezės

Poliergidų hipotezių šalininkai mano, kad pereinamoji forma tarp vienaląsčių ir daugialąsčių gyvūnų yra poliergidiniai (daugiabranduoliai) pirmuonys. Pasak I. Hadji (1963), daugialąsčių organizmų protėviai buvo daugiabranduoliai, pirmieji daugialąsčiai buvo plokščiosios kirmėlės, plokščiosios kirmėlės.

Labiausiai pagrįsta yra I. I. „fagocitelos“ hipotezė. Mechnikovas, modifikuotas A. V. Ivanovas.

Daugialąsčių karalystė yra suskirstyta į tris skyrius: 1) fagocitų tipo, 2) parazoa, 3) eumetazoa.

MASKVA, gruodžio 12 d. – RIA Novosti. Seniausi daugialąsčiai organizmai, atrasti XX amžiaus viduryje Ediacaran kalvose Australijoje, gali būti ne primityvūs jūriniai bestuburiai, o sausumos kerpės, žurnale „Nature“ paskelbtame straipsnyje teigia amerikiečių paleontologas.

Pirmieji daugialąsčiai organizmai atsirado Žemėje proterozojuje – geologinės istorijos segmente, apimančiame laikotarpį nuo 2500 iki 550 milijonų metų. Iki šiol mokslininkai atrado labai nedaug šio laikotarpio fosilijų. Žymiausi iš jų yra daugialąsčių organizmų atspaudai, rasti Ediacaran kalvų uolienose Australijoje 1947 m.

Gregory Retallack iš Oregono universiteto Eugene (JAV) suabejojo, kad šie organizmai yra jūros bestuburiai, ir pateikė savo paaiškinimą apie jų prigimtį, ištyręs uolienų, kuriose glūdi seniausių gyvų būtybių įspaudai, cheminę sudėtį.

Retallackas atkreipė dėmesį į tai, kad Ediacaran būtybių liekanas supančios uolienos savo struktūra ir mineraline sudėtimi nepanašios į jūros dugne susidariusias nuosėdines nuosėdas. Mokslininkas nusprendė patikrinti savo įtarimus elektroniniu mikroskopu tirdamas Ediacaran kalvų mėginių cheminę sudėtį ir jų mikrostruktūrą.

Cheminė dirvožemio sudėtis, taip pat mineralinių grūdelių forma ir dydis rodo, kad ši Australijos dalis buvo ne atogrąžų zonoje, o vidutinio ar net subarktinio klimato. Vanduo prie būsimų Ediacaran kalvų krantų turėjo būti užšalęs žiemą, o tai verčia suabejoti primityvių metazoanų egzistavimu jos viduje.

Kita vertus, atspaudus supančių uolienų mineralinė sudėtis labai panaši į paleozolius – suakmenėjusius senovinių dirvožemių fragmentus. Visų pirma, mėginiai iš Ediacaran Hills ir kiti paleozolių fragmentai turi tą pačią izotopinę sudėtį, o mėginių paviršiuje yra mikroskopinių įdubimų, panašių į bakterijų plėvelės kolonijas arba primityvias kerpių ar grybų šaknis.

Retallack teigimu, sekliose įlankose ar kitose pirmykščio vandenyno dalyse dirvožemis ir panašios „šaknys“ neturėjo egzistuoti. Tai leido jam teigti, kad rasti atspaudai iš tikrųjų buvo ne jūriniai daugialąsčiai organizmai, o suakmenėjusios kerpių liekanos, gyvenusios žemės paviršiuje. Kai kurie „daugialąsčiai gyvūnai“, anot mokslininko, iš tikrųjų yra ledo kristalų pėdsakai, įšalę į senovės dirvą.

Ši išvada jau sulaukė mokslo bendruomenės kritikos. Visų pirma paleontologas Shuhai Xiao iš Virdžinijos technikos universiteto (JAV) žurnalo „Nature“ straipsnio komentaruose pažymėjo, kad mikroskopines įdubas Ediacaran uolienų paviršiuje gali palikti tik judantys organizmai, o ne nejudančios kerpės. Anot jo, panašių daugialąsčių organizmų liekanų rasta ir kituose vėlyvojo proterozojaus telkiniuose, kurių „jūrinė“ kilmė nekelia abejonių.

(augalų ir gyvūnų bendrijos)

Ryškiausias gyvųjų formų evoliucijos įvykis buvo augalų ir gyvų būtybių atsiradimas iš vandens ir vėliau susiformavęs įvairiausių sausumos augalų ir gyvūnų. Iš jų ateityje ir yra labai organizuotos gyvybės formos.

Perėjimas prie antžeminės buveinės reikalavo atitinkamų pokyčių, nes. kūno svoris sausumoje yra didesnis nei vandenyje, o ore, skirtingai nei vandenyje, nėra maistinių medžiagų. Be to, sausas oras šviesą ir garsą praleidžia kitaip nei vanduo.

Naujausia eukariotų evoliucija buvo susijusi su dalijimusi į augalų ir gyvūnų ląsteles. Svarbus gyvybės vystymosi ir jos komplikacijos etapas buvo atsiradimas maždaug prieš 900 mln lytinis dauginimasis. Seksualinis dauginimasis susideda iš dviejų individų DNR susiliejimo mechanizmo ir vėlesnio genetinės medžiagos perskirstymo, kai palikuonys yra panašūs į tėvus, bet nėra jiems identiški. Lytinio dauginimosi privalumas yra tas, kad jis žymiai padidina rūšių įvairovę ir dramatiškai pagreitina evoliuciją, leidžiančią greičiau ir efektyviau prisitaikyti prie aplinkos pokyčių.

Embrionas sėkloje gali išbūti gana ilgai, kol augalas išsklaidys sėklas ir joms atsiras palankios augimo sąlygos. O tada daigas išpučia sėklos apvalkalą, dygsta ir minta atsargomis, kol jo šaknys ir lapai pradeda palaikyti ir maitinti augalą patys. Taigi visuose sėkliniuose augaluose išnyksta lytinio dauginimosi proceso priklausomybė nuo vandens aplinkos buvimo.

Perėjimas prie dauginimo sėklomis yra susijęs su daugybe evoliucinių pranašumų: diploidinis embrionas sėklose yra apsaugotas nuo nepalankių sąlygų dangteliais ir aprūpintas maistu, o sėklos yra pritaikytos platinti gyvūnams ir kt.

Vėliau tai atsitinka apdulkinimo specializacija(vabzdžių pagalba) ir sėklų bei vaisių paskirstymas gyvūnams, embriono apsaugos nuo nepalankių sąlygų stiprinimas, aprūpinimas maistu, dangų formavimas ir kt. Ankstyvajame kreidos periode kai kurie augalai tobulina sėklų apsaugos sistemą, suformuodami papildomas apvalkalas.

Gaubtasėklių atsiradimas buvo susijęs su tręšimo proceso pagerėjimu: perėjimu prie to, kad žiedadulkes nešė ne vėjas, o gyvūnai (vabzdžiai). Tam reikėjo didelių augalo organizmo transformacijų. Tokiame organizme turi būti priemonių signalizuoti apie save gyvūnams, pritraukti gyvūnus prie savęs, kad vėliau žiedadulkes perneštų kitam tos pačios rūšies augalui, o galiausiai gyvūnas pats turi gauti ką nors sau (nektaro ar žiedadulkių). ).

Visas šis problemų kompleksas buvo išspręstas pakeliui į didžiulę gražių ir įvairių gaubtasėklių (žydinčių) augalų įvairovę: kiekvieno augalo žiedai išvaizda (forma, spalva), išvaizda (ir kvapu) turi skirtis nuo žiedų. kiti augalai.

Žydintys augalai pasižymi dideliu evoliuciniu plastiškumu, įvairove, kurią sukuria vabzdžių apdulkinimas. Palaipsniui plisti, žydintys augalai užkariavo visus žemynus, laimėjo kovą dėl žemės. Čia pagrindinį vaidmenį atliko gėlė, kuri užtikrino apdulkinančių vabzdžių pritraukimą. Be to, žydintys augalai turi išvystytą laidumo sistemą: žydinčių augalų vaisiai ir embrionas turi nemažas maisto atsargas, kurios užtikrina embriono ir sėklos vystymąsi. Kainozojuje formuojasi botaniniai ir geologiniai regionai, artimi šiuolaikiniams. Angiospermai pasiekia dominavimą. Miškai yra labiausiai paplitę Žemėje. Europos teritorija buvo apaugusi vešliais miškais: šiaurėje dominavo spygliuočių miškai, pietuose – kaštonų-bukų miškai su milžiniškais sekvovais.

Geografinės vietovės (kraštovaizdžiai) keitėsi priklausomai nuo klimato kaitos. Atšilimo metu šilumą mėgstantys augalai plinta į šiaurę, o vėsstant – į pietus.

Reikšmingas žingsnis tolesnėje gyvų būtybių organizavimo komplikacijoje buvo prieš maždaug 700-800 milijonų metų atsiradę daugialąsčiai organizmai su diferencijuotu kūnu, išsivysčiusiais audiniais, organais, kurie atliko tam tikras funkcijas. Pirmuosius daugialąsčius gyvūnus vienu metu atstovauja keli tipai: kempinės, žarnyno ertmės, brachiokojai, nariuotakojai.

Daugialąsčiai kilę iš kolonijinių vienaląsčių žvynelių formų. Daugialąsčių organizmų evoliucija ėjo judėjimo metodų tobulinimo ir ląstelių veiklos geresnio koordinavimo, kvėpavimo metodų tobulinimo ir kt.

Proterozojaus ir paleozojaus pradžioje augalai daugiausia gyvena jūrose. Tarp prisitvirtinusių prie dugno yra žaliųjų ir rudųjų dumblių, o vandens storymėje – auksaumblių, raudonųjų ir kitų. Kambro jūrose jau egzistavo beveik visi pagrindiniai gyvūnų tipai, kurie vėliau tik specializuotis ir tobulėti. Jūros faunos išvaizdą lėmė daugybė vėžiagyvių, kempinių, koralų, dygiaodžių, įvairių moliuskų, brachiopodų ir trilobitų. Daugybė koralų gyveno šiltose ir sekliose jūrose, galvakojai, būtybės, panašios į šiuolaikinius kalmarus, kelių metrų ilgio, pasiekė reikšmingą išsivystymą. Ordoviko pabaigoje jūroje pasirodė stambūs mėsėdžiai, pasiekę 10-11 m ilgio. Ordovike, maždaug prieš 500 milijonų metų, atsirado ir pirmieji gyvūnai su skeletais – stuburiniai. Tai buvo reikšmingas etapas gyvybės Žemėje istorijoje.

Pirmieji stuburiniai gyvūnai atsirado sekliuose gėlo vandens telkiniuose, ir tik tada šios gėlavandenės formos užkariauja jūras ir vandenynus. Pirmieji stuburiniai – smulkūs (apie 10 cm ilgio) padarai, panašūs į žuvis be žandikaulių, padengti žvynais, padėję apsisaugoti nuo stambių plėšrūnų (aštuonkojų, kalmarų).

Tolesnė stuburinių gyvūnų evoliucija vyko žandikaulių žuvų formavimosi kryptimi, kurios greitai pakeitė daugumą bežandikaulių. Devono laikais taip pat atsirado plaučių žuvys, kurios buvo prisitaikiusios kvėpuoti vandeniu, bet turėjo plaučius. Kaip žinote, rykliai yra kremzliniai. Kaulinės žuvys – tai pati gausiausia žuvų grupė, šiuo metu vyraujanti jūrose, vandenynuose, upėse, ežeruose. Akivaizdu, kad kai kurios gėlavandenės žuvys (plaučiais kvėpuojančios žuvys) pirmiausia pagimdė pirminius stegocefalus, o paskui išleido stuburinius. Taigi pirmieji varliagyviai pasirodo devono amžiuje. Devone atsirado dar viena itin progresyvi gyvūnų grupė – vabzdžiai.

6.1 lentelė.

Gyvų organizmų vystymasis planetoje

6.1 lentelės tęsinys.

Vabzdžių formavimasis liudijo, kad evoliucijos eigoje susiformavo du skirtingi kūno stiprinimo ir refleksijos formų tobulinimo problemų sprendimo būdai. Stuburiniams gyvūnams karkaso vaidmenį atlieka vidinis skeletas, aukštesnėse bestuburių vabzdžių formose – išorinis. Kalbant apie atspindžio formas, vabzdžiai turi nepaprastai sudėtingą nervų sistemą su didžiuliais ir palyginti nepriklausomais nervų centrais, išsibarsčiusiais visame kūne. Stuburiniams gyvūnams pastebimas smegenų vystymasis ir sąlyginių refleksų vyravimas prieš nesąlyginius. Skirtumas tarp šių dviejų skirtingų svarbiausių evoliucinių užduočių struktūrizavimo būdų buvo visiškai pasireiškęs prieš perėjimą prie gyvenimo sausumoje. Nusileidę ropliai pasirodė esanti daug žadanti forma. Jie valdė žemę. Vieni ropliai tampa mėsėdžiais, kiti – vegetatyviniais.

Kreidos periodu iškilo milžiniški žolėdžiai dinozaurai (6.2 pav.). Ypač intensyviai vystėsi jūriniai ropliai juros periode (ichtiozaurai). Pamažu vyksta oro aplinkos užkariavimas. Vabzdžiai pradėjo skraidyti dar karbone, ir apie 100 milijonų metų jie buvo suvereni ore. Ir tik triase pasirodo pirmieji skraidantys driežai. Ropliai sėkmingai įvaldo oro aplinką. Yra didelių vabzdžių. Kai kurių skraidančių driežų sparnų ilgis siekė iki 20 m. Mezozojaus pabaigoje atsirado placentos žinduoliai.

Ryžiai. 6.2. Diplodokas siekė 30 m ilgio ir buvo vienas didžiausių kada nors Žemėje gyvenusių gyvūnų.

Pasibaigus mezozojui, atšalus, sumažėja erdvios augmenijos užimamos erdvės. Tai reiškia, kad išnyksta pirmieji žolėdžiai dinozaurai, o vėliau ir juos sumedžioję mėsėdžiai dinozaurai. Vėsinimo sąlygomis šiltakraujai gyvūnai – paukščiai ir žinduoliai – gauna išskirtinių pranašumų. Paleocene atsiranda pirmieji plėšrūs žinduoliai. Tuo pačiu metu kai kurios žinduolių rūšys „eina“ į jūrą (brandiniai, irklakojai). Primatų būrys atsiskiria nuo kai kurių rūšių vabzdžiaėdžių. Pliocene jau aptinkamos visos šiuolaikinės žinduolių šeimos.

Kainozojuje susiformuoja tos svarbiausios tendencijos, kurios lėmė atsiradimą asmuo. Tai susiję bandos gyvenimo būdo atsiradimas, kuri buvo atspirties taškas socialinio bendravimo atsiradimui. Be to, jei vabzdžiuose biosocialumas lėmė individualumo praradimą; tada žinduoliuose priešingai – pabrėžti individualius individo bruožus. Neogene didžiulėse atvirose Afrikos savanų erdvėse atsirado daugybė beždžionių rūšių. Kai kurios primatų rūšys juda vertikaliai. Sąmonės raida lėmė tai, kad jie pradėjo planuoti savo veiksmus.

Taigi, biologiniame pasaulyje, prielaidos atsirasti Žmogus ir kultūros pasaulis.

Geologija ir geochemija leido nustatyti pereinamųjų formų tarp žmogaus ir tų gyvūnų, iš kurių kilę žmonės, egzistavimo laiką. Archeologija, tyrinėdama materialius senovės materialinės žmogaus kultūros paminklus, atskleidžia žmonių visuomenės raidos istoriją. Svarbiausias dalykas, kuris skiria žmogų nuo gyvūno, yra labai išvystyta sąmonė, kurios pagalba žmogus pradėjo planuoti savo veiksmus, sąmoningai gaminti visas jam reikalingas pragyvenimo priemones ir artikuliuoti kalbą. Tačiau nepaisant daugybės bendrų bruožų, kuriuos žmonės turi ir beždžionėmis, nė viena iš gyvų beždžionių nebuvo žmonių protėviai.