Primitívne podmienky Zeme a začiatok života

Ten Primitívna krajina Je to termín, ktorý sa používa na označenie toho, čo bola naša planéta počas prvej 1.000 miliónov rokov existencie. Toto obdobie zahŕňa Hácic Eon (4.600-4.000 ma) a eoarcaic éra (4.000-3.600 mA) archaického eon (4.000-2.500 mA). V geológii, skratka MA (z latinčiny, Mega) znamená milióny rokov predtým.

Hácico, archaické a proterozoické veky (2500-542 Ma) tvoria Precambrian, odkazujúce na skaly vytvorené pred kambriským obdobím. Predkambriské podskupiny nie sú formálnymi stratigrafickými jednotkami a sú čisto chronometrické.

Zdroj: Pixabay.com

[TOC]

Primitívna tvorba Zeme

Najprijateľnejším vysvetlením pôvodu vesmíru je teória veľkého tresku, podľa ktorej sa vesmír rozšíril z počiatočného objemu rovnajúcej nule (všetok subjekt sústredený v mieste v okamihu, ktorý sa nazýva „singularita“) Až do dosiahnutia obrovského objemu pred 13,7 miliárd rokmi.

Vesmír mal už takmer 9 miliárd rokov, keď, 4 pred 4.567 miliónov rokov, naša slnečná sústava a primitívna pôda sa vytvorila. Tento presný odhad je založený na rádiometrickom datovaní meteoritov, ktoré majú vek slnečnej sústavy.

Slnko bolo vytvorené kolapsom oblasti plynu z medzihviezdneho média. Kompresia hmoty je príčinou jej vysokých teplôt. Disk na prach z plynu a rotácie tvoril primitívnu solárnu hmlovinu, z ktorej prichádzajú komponenty slnečného systému.

Primitívna formácia Zeme možno vysvetliť „štandardným modelom planéty“.

Kozmický prach sa hromadí procesom zvýšených kolízií, najskôr medzi malými nebeskými telami, potom medzi embryonálnymi planétami do 4.000 kilometrov s priemerom, nakoniec medzi malým počtom veľkých planétových telies.

Primitívne zemské podmienky

Počas predĺženej histórie prešla primitívna pôda obrovské zmeny v jej prostredí.

Počiatočné podmienky, kvalifikovateľné ako pekelné, boli absolútne nepriateľské voči všetkým formám života. Teploty, ktoré spôsobili, že všetky suchozemské materiály boli súčasťou mora magmy, bombardovanie meteoritov, asteroidov a malých planét a prítomnosť letálnych ionizovaných častíc, ktoré priniesli slnečný vietor vetrom.

Môže vám slúžiť: Aký je životný cyklus ľudskej bytosti?

Následne primitívne chladenie pôdy, ktoré umožňuje vzhľad zemskej kôry, kvapalnej vody, atmosféry a fyzikálno -chemických podmienok priaznivých pre vzhľad prvých organických molekúl a nakoniec pre pôvod a ochranu života.

Šťavnatý

Znalosť zlyhania pochádza z analýzy malého počtu vzoriek suchozemských hornín (vytvorené medzi 4.031 a 4.0 ma), doplnené závermi na základe štúdia meteoritov a iných nebeských materiálov.

Krátko po formovaní Zeme, už v zlyhaní, sa stala posledná veľká zvýšená kolízia s nebeským telom veľkosti Marsu. Energia nárazu roztavená alebo odparovaná väčšina zeme.

Koalescencia pre chladenie a narastanie pary tvorili mesiac. Roztavený materiál, ktorý zostal na Zemi, tvoril magmatický oceán.

Jadro Zeme, ktoré je vyrobené z tekutého kovu, pochádza z najhlbšieho z Magmatického oceánu. Roztavený oxid kremičitý, ktorý vznikol z zemskej kôry, bola hornou vrstvou uvedeného oceánu. Veľká dynamika tejto fázy viedla k diferenciácii jadra, plášťa, zemskej kôre, protocéano a atmosfére.

Medzi 4.568 a 4.4 Ma, Zem bola nepriateľská k životu. Neboli tam žiadne kontinenty ani tekutá voda, meteority boli intenzívne iba jeden magmatický oceán bombardovaný. V tomto období sa však pre vznik života začali vyvíjať potrebné chemické environmentálne podmienky.

Bolo to eoarcaic

Všeobecne sa predpokladá, že život vznikol v určitom okamihu prechodu medzi hácic eon a eoarcaickou érom, hoci mikrofosílie nie sú známe, čo to dokážu.

Eoarcaická éra bola obdobím formovania a zničenia zemskej kôry. Najstaršia hornina, ktorá je známa v Grónsku, sa objavila 3.800 miliónov rokov. Vaalbará, prvý superkontinent, ktorý mal zem, vytvoril 3.600 miliónov rokov.

Počas eoarcaickej éry, medzi 3950 a 3870 Ma, Zem a Mesiac utrpeli intenzívne extrémne bombardovanie, ktoré sa skončilo obdobím pokoja, ktoré trvalo 400 miliónov rokov. Lunárne krátery (asi 1700 s priemerom väčším ako 20 km; 15 s priemerom 300-1200 km) sú najviditeľnejším výsledkom tohto bombardovania.

Môže vám slúžiť: vývojová biológia: história, aké štúdie, aplikácie

Na Zemi toto bombardovanie zničilo väčšinu zemskej kôry a varí oceány, čím eliminuje všetky formy života, s výnimkou pravdepodobne určitých baktérií, pravdepodobne extrémofilov prispôsobených vysokým teplotám. Život Zeme sa chystal uhasiť.

Prebiotické procesy

V druhej dekáde dvadsiateho storočia ruský biochemista Aleksandr oparin navrhol, že život vznikol v prostredí, ako je prostredie primitívnej Zeme prostredníctvom procesu chemického vývoja, ktorý pôvodne viedol k výskytu jednoduchých organických molekúl.

Atmosféra by bola zložená z plynov (vodná para, vodík, amoniak, metán), ktoré by sa disociovali v radikáloch pôsobením UV svetla.

Rekombinácia týchto radikálov by priniesla dážď organických zlúčenín, pričom by tvorili primárny vývar, v ktorom by chemické reakcie produkovali molekuly schopné replikovať.

V roku 1957 demonštrovali Stanley Miller a Harold Urey cez zariadenie obsahujúce horúcu vodu a zmes oparinov vystavených elektrickej iskre, k tomu mohla dôjsť k chemickému vývoju.

Tento experiment produkoval jednoduché zlúčeniny prítomné v živých bytostiach vrátane základne nukleových kyselín, aminokyselín a cukrov.

V ďalšom kroku chemického vývoja, ktorý tiež experimentálne prežíva, by sa predchádzajúce zlúčeniny pripojili k vytvoreniu polymérov, ktoré by pridali k vytvoreniu protobiontov. Tieto nie sú schopné replikovať sa, ale majú semipermeabilné a vzrušujúce membrány, ako sú membrány živých buniek.

Pôvod života

Protobionti by sa zmenili na živé bytosti získaním schopnosti reprodukovať sa, prenosom ich genetických informácií na nasledujúcu generáciu.

V laboratóriu je možné chemicky syntetizovať krátke polyméry RNA. Medzi polymérmi prítomnými v protobiontoch musí byť Arn.

Keď bola magma upevnená, iniciovanie tvorby kôry primitívnej Zeme, erozívne procesy hornín produkovali hlinu. Tento minerál môže adsorbovať krátke RNA polyméry na svojich hydratovaných povrchoch, slúžia ako forma na tvorbu väčších molekúl RNA.

V laboratóriu sa tiež ukázalo, že polyméry RNA môžu fungovať ako enzýmy, ktoré katalyzujú svoju vlastnú replikáciu. To ukazuje, že molekuly RNA sa mohli replikovať u protobiontov, čo nakoniec spôsobuje bunky, bez potreby enzýmov.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna de Aridoamérica

Náhodné zmeny (mutácie) v molekulách RNA protobiontov by vytvorili variácie, na ktorých by mohol prirodzený výber fungovať. To by bol začiatok evolučného procesu, ktorý vznikol všetky životné formy Zeme, od prokaryotov po rastliny a stavovce.

Odkazy

1. Čln, L. M. 2018. Zohľadnenie planetárnych prostredí v pôvode životných štúdií. Nature Communications, doi: 10.1038/S41467-018-07493-3.
2. Djokic, t., Van Kranendonk, m. J., Campbell, K. Do., Walter, m. R., Ward, C. R. 2017. Najskoršie príznaky života na zemi zachovaných v Kalifornii. 3.5 ga horúcich jarných ložísk. Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms15263.
3. Fowler, C. M. R., Ebinger, C. J., Hawkesworth, C. J. (Eds). 2002. Raná Zem: fyzikálny, chemický a biologický vývoj. Geological Society, Special Publications 199, Londýn.
4. Gargaud, m., Martin, h., López-García, P., Montmerle, T., Pascal, r. 2012. Mladé slnko, raná zem a pôvod života: lekcie pre astrobiológiu. Springer, Heidelberg.
5. Hedman, m. 2007. Vek všetkého - ako veda rozširuje minulosť. University of Chicago Press, Chicago.
6. Jortner, J. 2006. Kondicie pre vznik života na ranej Zemi: Zhrnutie a úvahy. Filozofické transakcie Kráľovskej spoločnosti B, 361, 1877-1891.
7. Kesler, s.A., Ohmoto, h. (Eds.). 2006. Vývoj skorej atmosféry, hydrosféry a biosféry: obmedzenia z usadenín rudy. Geological Society of America, Boulder, Memoir 198.
8. Lunine, J. Jo. 2006. Fyzické podmienky na rannej zemi. Filozofické transakcie Kráľovskej spoločnosti B, 361, 1721-1731.
9. Ogg, J. G., Ogg, g., Gradstein, f. M. 2008. Stručná geologická časová stupnica. Cambridge, New York.
10. Rollinson, h. R. 2007. Systémy v ranom Zemi: Geochemický prístup. Blackwell, Malden.
11. Shaw, G. H. 2016. Raná atmosféra a oceány Zeme a pôvod života. Springer, Cham.
12. Teerikorpi, P., Valtonen, m., Lehto, K., Lehto, h., Byrd, G., Černin, a. 2009. Vývojový vesmír a pôvod života - hľadanie našich kozmických koreňov. Springer, New York.
13. Wacey, D. 2009. Raný život na Zemi: Praktický sprievodca. Springer, New York.
14. Wick Ramsinghe, J., Wick Ramsinghe, C., Napier, w. 2010. Kométy a pôvod života. Svetový vedecký, New Jersey.