Կյանքի պատմությունը Երկրի վրա

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Երկրի վրա կյանքի էվոլյուցիան սկսվել է առաջին կենդանի արարածի հայտնվելուց մոտավորապես 3.7 մլրդ տարի առաջ (իսկ որոշ տվյալների համաձայն՝ 4.1 մլրդ տարի առաջ[1]) և շարունակվում է մինչ օրս։ Բոլոր օրգանիզմների միջև նմանությունը թույլ է տալիս ենթադրել, որ նրանք ընդհանուր նախնի են ունեցել, որից և առաջացել են կենդանի մյուս օրգանիզմները[2]։

Միկրոբների համայնքները և արքեյաները արքեյան դարաշրջանի գերիշխող կյանքի ձևերն էին և այդ ժամանակ էվոլյուցիայի մեծ քայլ էին[3]։ Թթվածնային լուսասինթեզը, որը հայտնվել է, մոտավորապես, 2.5 մլրդ տարի առաջ, վերջին հաշվով հանգեցրեց մթնլորտի՝ թթվածնով հագենալուն, որը սկսվեց, մոտավորապես, 2.4 մլրդ տարի առաջ[4]։ Էուկարիոտների ամենավաղ վկայությունները թվագրվում են՝ 1.8 մլրդ տարի առաջ, չնայած, հնարավոր է, որ նրանք ավելի վաղ են հայտնվել, և էուկարիոտների բազմազանացումը արագացել է, երբ նրանք սկսել են թթվածին օգտագործել՝ նյութափոխանակության համար։ Ավելի ուշ, մոտավորապես, 1.7 մլրդ տարի առաջ, սկսեցին հայտնվել բազմաբջիջ օրգանիզմները՝ տարբերակված բջիջներով, որոնք նախատեսված էին տարբեր գործողությունների համար[5]։

Մոտավորապես 1.2 մլրդ տարի առաջ հայտնվում են առաջին ջրիմուռները, իսկ արդեն 450 մլն տարի առաջ՝ առաջին բույսերը[6]։ Անողնաշար կենդանիները հայտնվել են էդիակարի դարաշրջանում[7], իսկ ողնաշարավորները առաջացել են՝ մոտավորապես, 525 մլն տարի առաջ՝ Քեմբրյան պայթյունի ժամանակ[8]։

Պերմի դարաշրջանում հսկա ողնաշարավորների մեջ գերակշռում էին սինապսիդները՝ կաթնասունների, հնարավոր նախնիները[9], բայց պերմի դարաշրջանի իրադարձությունները (251 մլն տարի առաջ) ոչնչացրել են ծովային տեսակների 96%֊ին և ցամաքային տեսակների 70%֊ին, այդ թվում նաև սինապսիդներին[10][11]։ Այդ աղետից հետո՝ վերականգնման շրջանում արխոզավրերը դարձան ամենատարածված ցամաքային տեսակները և դուրս մղեցին տերապսիդներին՝ տրիասի դարաշրջանում[12]։ Տրիասի վերջում արխոզավրերից առաջացան դինոզավրերը, որոնք գերիշխել են յուրայի և կավճի դարաշրջաններում[13]։ Կաթնասունների նախնիները այդ ժամանակ իրենցից ներկայացնում էին միջատակեր փոքր կենդանիներ[14]։ Կավճապալեոգենի ոչնչացումից հետո՝ 65 մլն տարի առաջ բոլոր դինոզավրերը ոչնչացան[15], թողնելով իրենցից առաջացած էվոլյուցիոն մի ճյուղ՝ թռչուններին։ Դրանից հետո կաթնասունները սկսեցին մեծանալ և բազմազանանալ, քանի որ ոչ ոք չէր մրցակցում նրանց հետ[16]։ Այդպիսի զանգվածային ոչնչացումները, հնարավոր է, արագացրել են էվոլյուցիան՝ բազմազանացման համար օրգանիզմներին նոր հնարավորություններ շնորհելու ճանապարհով[17]։

Բրածո մնացորդները ցույց են տալիս, որ ծաղկային բույսերը հայտնվել են վաղ կավճի դարաշրջանում (130 մլն տարի առաջ) և, հնարավոր է, օգնել են փոշոտող բույսերին էվոլյուցիայի ենթարկվել։ Հասարակական միջատները հայտնվել են մոտավորապես նույն ժամանակ, ինչ որ ծազկային բույսերը։ Չնայած նրանք միջատների «ծննդաբանության» մեջ շատ քիչ տեղ են զբաղեցնում, ներկայումս նրանք միջատների քանակի կեսից ավելին են կազմում։

Մարդիկ պրիմատներից մեկն են, որոնք սկսել են ուղղահայաց քայլել, մոտավորապես, 6 միլիոն տարի առաջ։ Չնայած նրանց ուղեղի չափսը կարելի էր համեմատել մյուս հոմինիդների ուղեղ չափսի հետ օրինակ՝ շիմպանզեյի, 3 միլիոն տարի առաջ այն սկսել է մեծանալ։

Էվոլյուցիայի ժամանակագրություն

Կյանքի ծագում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

ՌՆԹ աշխարհ ժամանակակից տեսության համաձայն՝ ռիբոնուկլեինաթթուն (ՌՆԹ) առաջին մոլեկուլն է եղել, որը ինքնավերարտադրվելու ընդունակություն է ստացել։ Միլիոնավոր տարիներ կարող էր անցնել, մինչև որ այդպիսի առաջին մոլեկուլը հայտնվեր։ Բայց նրա ձևովորումից հետո մեր մոլորակում հնարավոր եղավ կյանքի առաջացումը։

ՌՆԹ մոլեկուլը կարող է աշխատել որպես ֆերմենտ, միացնելով ազատ նուկլեոտիդները առանձին հաջորդականություններում։ Այդ կերպ տեղի է ունենում ՌՆԹ֊ի բազմացումը։ Բայց այդ քիմիական միացությունները դեռ չի կարելի կենդանի արարած անվանել, քանի որ նրանք մարմնի սահմաններ չունեն։ Յուրաքանչյուր կենդանի օրգանիզմ այդպիսի սահմաններն ունի։ Միայն՝ մասնիկների արտաքին քաոսային շարժումից պաշտպանված մարմնում են կարող տեղի ունենալ բարդ քիմիական ռեակցիաներ, որոնք թույլ են տալիս արարածին սնվել, բազմանալ, շարժվել և այլն։

Մեկուսացված խոռոչների հայտնվելը օվկիանոսում՝ բավականին հաճախ երևույթ է։ Նրանք ձևավորում են ջրում հայտնված ճարպաթթուները (ալիֆատիկ թթուներ)[18]։ Բանն այն է, որ մոլեկուլի մի կողմը հիդրոֆիլ է, իսկ մյուսը՝ հիդրոֆոբ։ Ջրում հայտնված ճարպաթթուները այնպիսի գնդեր են ձևավորում, որ հիդրոֆոբ մուլեկուլները գտնվում են գնդի մեջ։ Հնարավոր է, ՌՆԹ մոլեկուլները այդպիսի մոլեկուլների մեջ են հայտնվել[19]։

Առաջին նյութափոխանակություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Բազմանալու ունակությունը և մարմնի սահմանների առկայությունը դեռ բոլոր նշանները չեն, որոնք որ կենդանի օրգանիզմը տարբերակում են անկյանք բնությունից։ Ճարպաթթուներից կազմված գնդում բազմանալու համար՝ ՌՆԹ մոլեկուլը պետք էր նյութափոխանակության գործընթաց մշակեր։

Բջջի առաջին կիսվելը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թե ինչպես են սկսել կիսվել առաջին բջիջները, որոնք կազմված էին ՌՆԹ մոլեկուլներից և ճարպաթթուների թաղանթից, ներկայումս անհայտ է։ Հնարավոր է, թաղանթում կառուցված առաջին ՌՆԹ նոր մոլեկուլը սկսել է վանել առաջինին։ Վերջիվերջո, նրանցից մեկը ճեղքել է թաղանթը։ ՌՆԹ մոլեկուլի հետ հեռացել է նաև ճարպաթթուների մոլեկուլների մի մասը, որոնք նրա շուրջ նոր թաղանթ են ձևավորել։

Մինչքեմբրի[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Մինչքեմբրին տևել է մոտավորապես 4 միլիարդ տարի։ Այդ ժամանակահատվածում տեղի են ունեցել զգալի փոփոխություններ․ Երկրակեղևը սառչել էր, հայտնվել են օվկիանոսները, և ամենակարևորը, հայտնվել է պարզագույն կյանքը։ Սակայն այդ կյանքի հետքերը շատ հազվադեպ են հնէաբանության տարեգրության մեջ, քանի որ առաջին օրգանիզմները շատ փոքր են եղել և կոշտ թաղանթներ չեն ունեցել։

Երկրի երկրաբանական պատմության մեծ մասը տեղ է ունեցել Մինչքեմբրյան դարաշրջանում՝ 3.8 միլիարդ տարի առաջ։ Ընդ որում նրա ժամանակագրությունը շատ վատ կերպ է կազմվել, քան նրան հաջորդող ֆաներոզոյինը։ Քանի որ, օրգանական մնացորդները շատ հազվադեպ են հաննդիպում մինչքեմբրյան նստվածքներում, որը երկրաբանական այդ հնագույն կազմավորումների յուրահատկություններից մեկն է։ Այդ պատճառով ուսումնասիրման հնէաբանական մեթոդը մինչքեմբիի նստվածքների համար կիրառելի չէ։

Արքեյան էոն (4.6-2.5 միլիարդ տարի առաջ)[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Այդ ժամանակաշրջանի երկնաքարերի, լեռնապարների և այլ նյութերի հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ մեր մոլորակը ձևավորվել է, մոտավորապես, 4,6 միլիարդ տարի առաջ։ Մինչ այդ՝ Արեգակի շուրջը միայն սկավառակ էր, որը կազմված էր գազից և տիեզերական փոշուց։ Հետո՝ ձգողության ուժի ազդեցությամբ այն սկսել է հավաքվել փոքր մարմինների, որոնք հետագայում դարձել են մոլորակներ։

Միլիոնավոր տարիներ Երկրի վրա կյանք չի եղել։ Արքեյան շրջանի վերին միջնապատյանի հալման շրջանից և այդ երկրոլորտում մագմատիկ օվկիանոսի առաջացումից հետո Երկրի ամբողջ սկզբնական մակերևույթը նրա առաջնային և ի սկզբանե խիտ քարոլորտի հետ միասին արագ սուզվեց վերին միջնապատյանի հալվածքի մեջ։ Մթնոլորտը այդ ժամանակ խիտ չէր և կազմված էր թունավոր գազերից, ինչիսիք են, օրինակ՝ ամոնիակը (NH3), մեթանը (CH4), ջրածինը (H2), քլորը (Cl2) և ծծումբը։ Նրա ջերմաստիճանը հասնում էր 80°֊ի։ Բնական ռադիոակտիվությունը մի քանի անգամ շատ էր, քան հիմա։ Այդպիսի պայմաններում կյանք անհնար էր։

4 միլիարդ տարի առաջ, ենթադրվում է, որ Երկիրը բախվել է Մարսի չափ երկնային մի մարմնի (Թեյա մոլորակ)։ Բախումն այնքան ուժեղ է եղել, որ բախման արդյունքում ձևավորված բեկորները դուրս են նետվել տիեզերք և ձևավորել են Լուսինը։ Լուսնի ձևավորումը նպաստել է կյանքի առաջացմանը․ այն մակընթացություններ է առաջացրել, որը նպաստել է ծովերի աէրացիայի և մաքրմանը և կայունացրել է Երկրի պտման առանցքը։

Կյանքի քիմիական առաջին հետքերը (3.5 միլիարդ տարեկան) հայտնաբերվել են Ավստրալիայի լեռնապարներում (Պիլբարա)։ Հետագայում օրգանական ածխածին է հայտնաբերվել ապարներում, որոնք թվագրվում են 4.1 միլիարդ տարեկան։ Հնարավոր է, որ կյանքը առաջացել է տաք աղբյուրներում, որտեղ շատ սննդանյութեր են եղել, այդ թվում նաև նուկլեոտիդներ։

Արքեյում կյանքը զարգացել է մինչև բակտերիաներ և ցիանոբակտերիաներ։ Նրանք հատակամերձ ապրելակերպով են ապրել՝ ծովի հատակը պատել են լորձի բարակ շերտով։

Կատարխեյ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

    1rightarrow.png Հիմնական հոդված՝ Կատարխեյ
Կատարխեյում նորից առաջացած Երկիրը բարձր ջերմաստիճան ուներ՝ հրաբխային ակտիվ գուրծողությունների և այլ երկրային մարմինների հետ բախման պատճառով, սակայն, վերջիվերջո սկսեց սառչել։

Կատարխեյան էոնը (հին հուն․՝ κατἀρχαῖος — «հնագույնից ցածր»), 4,6-3,8 միլիարդ տարի առաջ, հայտնի է որպես՝ Երկրի զարգացման նախամոլորակային փուլ։ Կազմում է արքեյի առաջին կեսը։ Այդ ժամանակ Երկիրը սառը մարմին էր՝ նոսր մթնոլորտով և առանց ջրոլորտի։ Այդպիսի պայմաններում ոչ մի կյանք էլ չէր կարող առաջանալ։

Կատարխեյի ժամանակ մթնոլորտը խիտ չէր։ Այն կազմված էր գազերից և ջրային գոլորշիներից, որոնք հայտնվել են Երկրի և աստերոիդների բախման ժամանակ։

Քանի որ Լուսինը այդ ժամանակ Երկրի շատ մոտ էր (ընդամենը 17 հազ․ կիլոմետր)՝ օրերը շա կարճ էին տևում՝ ընդամենը 6 ժամ։ Բայց Լուսնի հեռանալուն զուգընթաց՝ օրերը սկսեցին երկարել։

Էոարքեյ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

    1rightarrow.png Հիմնական հոդված՝ Էոարքեյ

Տևել է 4-3,6 միլիարդ տարի առաջ։ Հնարավոր է, որ պրոկարիոտները հայտնվել էին արդեն էոարքեյի վերջում։ Բացի դրանից, էոարքեյան ժամանակաշրջանին են պատկանում երկրաբանական հնագույն ապարները՝ Գրենլադիայի Իսուայի կազմավորումները։

Պալեոարքեյ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

    1rightarrow.png Հիմնական հոդված՝ Պալեոարքեյ

Պալեոարքեյը շարունակվել է 3,6 մինչև 3,2 միլիարդ տարի առաջ։ Ավստրալիայում հայտնաբերվել հնագույն կյանքի ձևը, որը այդ դարաշրջանով է թվագրվում։ Նրանք շատ լավ պահպանված բակտերիաների մնացորդներ են՝ 3,46 միլիարդ տարեկան։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Ученые заявили об обнаружении древнейших следов жизни на Земле: Наука: Наука и техника: Lenta.ru
  2. Futuyma, Douglas J. (2005). Evolution. Sunderland, Massachusetts: Sinuer Associates, Inc. ISBN 0-87893-187-2. 
  3. Nisbet, E.G., and Fowler, C.M.R. (December 7, 1999)։ «Archaean metabolic evolution of microbial mats»։ Proceedings of the Royal Society: Biology 266 (1436): 2375։ PMC 1690475։ doi:10.1098/rspb.1999.0934։ Վերցված է 2008-07-16  — abstract with link to free full content (PDF)
  4. Ariel D. Anbar, Yun Duan1, Timothy W. Lyons, Gail L. Arnold, Brian Kendall, Robert A. Creaser, Alan J. Kaufman, Gwyneth W. Gordon, Clinton Scott, Jessica Garvin и Roger Buick A Whiff of Oxygen Before the Great Oxidation Event? (en) // Science. — 2007. — Т. 317. — № 5846. — С. 1903-1906. — doi:10.1126/science.1140325(Ստուգված է 10 Հունվարի 2012)
  5. Bonner, J.T. (1998) The origins of multicellularity. Integr. Biol. 1, 27-36
  6. «The oldest fossils reveal evolution of non-vascular plants by the middle to late Ordovician Period (~450-440 m.y.a.) on the basis of fossil spores» Transition of plants to land
  7. «Metazoa: Fossil Record»։ Արխիվացված օրիգինալից-ից 2012-07-22-ին 
  8. Shu, Luo H-L., Conway Morris S., Zhang X-L., Hu S-X., Chen L., Han J., Zhu M., Li Y. և այլք: (November 4, 1999)։ «Lower Cambrian vertebrates from south China»։ Nature 402 (6757): 42–46։ Bibcode:1999Natur.402...42S։ doi:10.1038/46965 
  9. Hoyt, Donald F. (1997)։ «Synapsid Reptiles»։ Արխիվացված օրիգինալից-ից 2001-03-05-ին 
  10. Barry Patrick L. (January 28, 2002)։ «The Great Dying»։ Science@NASA։ Science and Technology Directorate, Marshall Space Flight Center, NASA։ Արխիվացված օրիգինալից-ից 2012-02-16-ին։ Վերցված է March 26, 2009 
  11. Benton M J (2005). When Life Nearly Died: The Greatest Mass Extinction of All Time. Thames & Hudson. ISBN 978-0500285732. 
  12. Tanner LH, Lucas SG & Chapman MG (2004)։ «Assessing the record and causes of Late Triassic extinctions» (PDF)։ Earth-Science Reviews 65 (1-2): 103–139։ Bibcode:2004ESRv...65..103T։ doi:10.1016/S0012-8252(03)00082-5։ Արխիվացված օրիգինալից-ից October 25, 2007-ին։ Վերցված է 2007-10-22 
  13. Benton, M.J. (2004). Vertebrate Paleontology. Blackwell Publishers. xii-452. ISBN 0-632-05614-2. 
  14. «Amniota - Palaeos»։ Արխիվացված օրիգինալից-ից 2012-07-08-ին 
  15. Fastovsky DE, Sheehan PM (2005)։ «The extinction of the dinosaurs in North America»։ GSA Today 15 (3): 4–10։ doi:10.1130/1052-5173(2005)015<4:TEOTDI>2.0.CO;2։ Վերցված է 2007-05-18 
  16. «Dinosaur Extinction Spurred Rise of Modern Mammals»։ News.nationalgeographic.com։ Արխիվացված օրիգինալից-ից 2012-07-22-ին։ Վերցված է 2009-03-08 
  17. Van Valkenburgh B. (1999)։ «Major patterns in the history of carnivorous mammals»։ Annual Review of Earth and Planetary Sciences 26: 463–493։ doi:10.1146/annurev.earth.27.1.463 
  18. Trevors, J.T. and Psenner, R. (2001)։ «From self-assembly of life to present-day bacteria: a possible role for nanocells»։ FEMS Microbiol. Rev. 25 (5): 573–82։ PMID 11742692։ doi:10.1111/j.1574-6976.2001.tb00592.x 
  19. Segré, D., Ben-Eli, D., Deamer, D. and Lancet, D. (February–April 2001)։ «The Lipid World» (PDF)։ Origins of Life and Evolution of Biospheres 2001 31 (1-2): 119–45։ PMID 11296516։ doi:10.1023/A:1006746807104։ Վերցված է 2008-09-01