Vznik a vývoj života na Zemi

 

TEORIE O VZNIKU ZEMĚ
vznik vesmíru:
náboženské teorie (kreacionismus):
– vesmír, Zemi i život stvořila nadpřirozená síla (bůh)
teorie Velkého třesku:
– vědecká, nejuznávanější
– vznik vesmíru asi před 15 mld let
– původně byla nekonečně objemově malá hustá žhavá hmota à rozpínání
(trvá dodnes) a ochlazování
– zpočátku pouze elementární částice a antičástice
– částice nepatrně převažovaly à složitější částice – jádra atomů (izotopy
vodíku, helium, lithium), atomy, molekuly à mračna plynů à začátek
působení gravitace à vývoj hvězd, hvězdných soustav, galaxií
vznik sluneční soustavy a Země:
– před asi 4,7 mld let z chladného mračna plynů diskovitého tvaru
– gravitace a rotace à smršťování a zahřívání (střední část = základ Slunce; okrajová
část = mnoho malých planetek – srážení)
– vznik větších těles s větší gravitací à nabalování okolních těles à základy planet
(žhavé)
vývoj Země:
předgeologické období:
– od vytvoření základů planety až po vznik zemské kůry
– diferenciace zemského tělesa – na základě rozdílné hustoty látek à jádro,
plášť, obal
vznik atmosféry (degazace) – uvolňování plynů při tuhnutí zemského tělesa
do okolí planety; prvotní atmosféra byla redukční (bez O2)
vznik hydrosféry – kondenzace vodních par v atmosféře à srážky, výpar à
srážky à ochlazování planety
geologické období – vznik a vývoj zemské kůry, vznik biosféry

TEORIE O VZNIKU ŽIVOTA NA ZEMI
Kreační teorie
– život vznikl náhle, zásahem nadpřirozené síly – Boha
– C. Linné, R. Hooke, J.B. Lamarck
– křesťanský evolucionalismus – P. Teilhard de Chardin

Teorie samozplození
– původ u starověkých filozofů
– předpokládala vznik organismů přímo z neživé hmoty
– Louis Pasteur – prokázal pokusy, že náhle a samovolně z neživé hmoty nemohou vzniknout
ani mikrobi

Teorie panspermická
– S. Arrhenius – předpokládal, že život je rozšířen po celém vesmíru ve formě zárodku
(kosmozoí), které v případě, že dopadnou na vesmírné těleso s podmínkami
vhodný pro život, rozvinou se do vyšších složitějších forem
– H.C. Crick – zastánce teorie
– domnívá se, že pro jeho evoluci nebylo na Zemi dost času

Teorie evoluční abiogeneze
– vznik života postupným vývojem z neživé hmoty přímo na Zemi (autochtonně)
= teorie autochtonní abiogeneze

Evoluční proces:
a) materiální stránka – chemická evoluce – zabývá se vznikem stavebních látek živé
hmoty
b) informační stránka – biologická evoluce – vznik buněk a jejich vývoj až po dnešní
dobu
– hypotéza, jejíž jednotlivé fáze lze laboratorně modelovat za
podobných podmínek, které pravděpodobně existovaly v historických
obdobích vývoje zemské kůry
– teorie nevratného procesu, teorie otevřená, která je dalšími fakty a
poznatky experimentů neustále doplňována, opravována a zpřesňována

  1. a) Chemická evoluce
    – vznik organických látek
    stavební látky organismů (aminokyseliny à bílkoviny; dusíkaté heterocykly à nukleové kyseliny)
    praatmosféra měla redukční charakter (neobsahovala O2):
    – H2O, H2, H2S, NH3, N2, CO2, CH4
    časté výboje v atmosféře (chybí ozonosféra)

vznik koacervátů (Oparin à Oparinova teorie):
– ve vodě vznikají aminokyseliny, nukleové kyseliny, …
– vhodné podmínky à vyloučení kapičky (koloidní roztok – převážně bílkovinný
roztok, ale přítomny i nukleové kyseliny) makromolekulárních látek à koacerváty
(jsou oddělené od prostředí, zvětšují se)

  1. b) Biologická evoluce
    – vznik genetického kódu a zajištění jeho dědičnosti
    replikace (zdvojení) dědičné informace
    – k replikaci je třeba enzymů (bílkoviny), stavebních látek a energie
    proč byla první RNA?
    – je schopna provádět autokatalýzu (umí katalyzovat svou vlastní replikaci)

 

– vznik 1. buňky:
vodní prostředí (zřejmě v hlubokomořských příkopech s gejzíry)
anaerobní, heterotrofní
– nejstarší nálezy – stromatolity
získávání energie fermentačními procesy ze vzniklých organických látek
obalení (oblanění) koacervátu à eobiont  (1. živá hmota)
před asi 3,5 mld let – vznik prokaryoty
před asi 1,5 mld let – vznik eukaryoty
vznik eukaryotní buňky à endosymbiotická teorie:
základem je vznik semiautonomních organel
fagocytóza
– 2 fáze:
– 1. fáze
– anaerobní prokaryota pohltí anaerobní prokaryotickou buňku
à mitochondrie
– 2. fáze
– eukaryota pohltí syntetizující prokaryotu (chlorofyl
thylakoidy) à plastidy

 

EVOLUČNÍ TEORIE
3 úrovně biologické evoluce:
mikroevoluce
– evoluční změny probíhající v populacích stejného druhu
speciace – štěpení vývojových linií, vznik nových, geneticky izolovaných druhů
makroevoluce – vznik a vývoj vyšších taxonů než druh; dlouhodobé, historické,
neopakovatelné
pilíře:
mutace
– migrace genů
– mezipopulační křížení
genetický posun – v malých populacích; znak (alela), který by byl normálně
zanedbatelný se stane dominantní
přírodní výběr (selekce)

Lamarckova teorie:
„organismy se aktivně přizpůsobují podmínkám prostředí v průběhu života a tato
přizpůsobení se pak dědičně přenášejí na potomstvo“
první část platí = adaptace
druhá část neplatí (není to dokázáno):
– opakované cvičení vede k mohutnění svalů, ale naši potomci nejsou svalnatí
– opalovaní vede ke snědosti kůže, ale naši potomci nejsou snědí

Charles Darwin (1809-1882)
– plavba na lodi Beagle (4 roky)
– Galapágy (různé druhy pěnkav, želvy) à inspirace
– zavedl pojem druh
přírodní výběr („přežije ten nejpřizpůsobivější“)
– v polovině 19. stol. à „On the Origin of Species by Means of Natural Selection“
konvergence (sbíhavost) znaků à nestejný základ, ale podobné (analogické) znaky díky přizpůsobení se prostředí (delfín – savec, žralok – paryba)
divergence (rozbíhavost) znaků à vývoj ze stejného základu, ale druhy se díky vlivu prostředí liší (černoch, běloch)

FYLOGENEZE ROSTLIN A ŽIVOČICHŮ
– vývojové stromy jsou dnes už zastaralé – mozaiková evoluce
fylogeneze rostlin:
anaerobové à sinice a některé bakterie à jaderné organismy à řasy (poč. prvohor)
přechod na souš (trval asi 30 mil. let):
– důvody – prázdno, prostor, žádná konkurence, snazší přístup k CO2 a světlu,
ale nutnost udržet H2O v těle (à kutikula, cévní svazky, průduchy, …)
– vítězství sporofytu à větší variabilita