Views
3 months ago

BIO 9 UC 9.pregled

5. Začetki življenja

5. Začetki življenja Pred nastankom življenja ZANIMIVOSTI: Blizu Javorij v Poljanski dolini so našli pet kilogramov težek železov meteorit, ki je največji in najtežji meteorit, najden v Sloveniji. Železov meteorit Danes prevladuje mnenje, da je Zemlja nastala pred približno 4,6 milijarde let. Takratne razmere so bile popolnoma drugačne od današnjih. Nekaj sto milijonov let je bil planet žareča krogla. K segrevanju površine so prispevali trki meteoritov, kometov in kosov ledu iz vesolja. Razmere so bile nemogoče za nastanek in preživetje kakršnekoli oblike življenja. Prvotne razmere na Zemlji ZANIMIVOSTI: Znanstvena veda, ki se ukvarja z nastankom, razvojem in zgradbo Zemlje, se imenuje geologija. ZANIMIVOSTI: Z vprašanjem o nastanku živega so se ukvarjali že grški filozofi v starem veku. Takrat so zagovarjali trditev, da naj bi različni organizmi nastali spontano iz nežive snovi (npr. žabe in miši naj bi nastale iz blata). Hipotezo o nastanku živih organizmov iz nežive snovi je v 19. stoletju ovrgel francoski kemik in mikrobiolog Louis Pasteur. Pasteurjev poskus, s katerim je zavrnil hipotezo o spontanem nastanku življenja Pred štirimi milijardami let naj bi v Zemljo trčil meteorit, ki je iz nje izbil ogromno maso snovi. Ob trku je nastala velikanska količina energije, zaradi katere je Zemlja ponovno močno zažarela in se kasneje začela počasi ohlajati. Nad zemeljskim površjem je nastal oblak vodne pare, ki je poleg vode vseboval še metan (CH 4 ), ogljikov in žveplov dioksid (CO 2 , SO 2) ogljikov oksid (CO), dušik (N), amonijak (NH 3 ) in druge snovi. V prvotni atmosferi ni bilo prostega kisika (O 2 ) in tudi ne ozona (O 3 ), ki danes ščiti življenje na Zemlji pred previsokim UV-sevanjem. Z ohlajanjem se je površina postopoma strjevala, nastala je Zemljina skorja. Na površino je začel padati dež in izoblikovali so se prvi oceani, ki naj bi bili zaradi raztopljenega železa rjave barve in vroči. Tej vodi rečemo prajuha. Nastanek življenja V dve posodi je nalil hranilno juho. Eno posodo je pustil odprto, vrat druge pa je podaljšal s cevko v obliki črke S. Hranilno juho v obeh posodah je segreval in pustil vreti nekaj minut, da je v njej uničil vse mikroorganizme. Posodi je pustil stati nekaj dni. Po nekaj dneh je juha v posodi z ukrivljenim vratom ostala nespremenjena, saj je vrat v obliki črke S preprečil dostop mikroorganizmom, medtem ko so se v posodi brez vratu razmnožili mikroorganizmi, ki so iz zraka padli v posodo. O nastanku življenja na Zemlji obstaja več različnih hipotez. Vsako hipotezo je treba z dokazi potrditi ali ovreči. Do danes so znanstveniki prišli do številnih odkritij, s katerimi so se približali odgovoru na vprašanje o nastanku življenja. Ker za nobeno hipotezo ne obstaja dovolj dokazov za ali proti, nobene od njih ne moremo popolnoma potrditi ali ovreči. Nekateri znanstveniki menijo, da se je življenje pojavilo več kot enkrat. Površje planeta in življenje na njem naj bi večkrat uničili meteoriti, ki so padali na Zemljo. Drugi menijo, da življenje izvira iz vesolja, saj številni manjši meteoriti, ki danes padajo na Zemljo, vsebujejo organske snovi. S padcem meteorita naj bi se na Zemljo preneslo življenje, ki naj bi nastalo drugje, na drugem planetu. 54

Leta 1953 sta Stanley Miller in Harold C. Urey z univerze v Chicagu ponazorila nastajanje organskih spojin v razmerah, kakršne naj bi vladale ob nastanku življenja na Zemlji. V stekleni posodi sta zbrala pline, ki naj bi tvorili takratno zgodnjo atmosfero, in z elektrodami ustvarjala električne sunke, kakršni nastajajo pri strelah. Čez nekaj dni sta poskus prekinila in analizirala nastalo vsebino. V njej sta našla aminokisline, življenjsko pomembne organske molekule, iz katerih nastanejo beljakovine. Prikazala sta, da lahko v razmerah, kakršne se pojavljajo v naravi, iz anorganskih nastajajo organske molekule, pomembne za življenje. Z razvojem znanosti se je oblikovala danes prevladujoča biokemijska evolucijska hipoteza, ki pravi, da je življenje nastalo v prajuhi v razmerah, kakršne so vladale na Zemlji pred 3,5 milijarde let. Pod vplivom električnih razelektritev, visoke temperature ter ultravijoličnega, kozmičnega in radioaktivnega sevanja so iz anorganskih molekul v prajuhi (H 2 O, NH 3 , CO 2 , H 2 S) nastale preproste organske molekule (metan, aminokisline), ki so se povezovale v vedno bolj zapleteno sestavljene in velike molekule. Tako so v več milijonih let nastale beljakovine, nukleinske kisline, enostavni ogljikovi hidrati in lipidi. Postopoma so se skupki organskih molekul obdali z zunanjim dvojnim slojem lipidov (danes celična membrana), ki je ločil notranje okolje od zunanjega in omogočil, da se je razvilo notranje okolje. Razvili so se preprosti enocelični organizmi. Ti prvi organizmi so imeli temeljne lastnosti življenja, ki jih imajo danes živeči organizmi: • za pridobivanje energije potrebujejo organsko snov (avtotrofni organizmi tudi anorgansko snov in Sonce), • v njih potekajo kemijske reakcije, imajo membrano, DNA in • sposobnost delitve (razmnoževanja). ZANIMIVOSTI: Najstarejše fosile mikroorganizmov so našli v zahodni Avstraliji, v tako imenovanih stromatolitih, slojevitih kamenih tvorbah posebne sestave, ki nastajajo s pomočjo delovanja mikroorganizmov. To so bile bakterije, ki so živele na Zemlji pred približno 3,5 milijarde let, ko v zemeljski atmosferi še ni bilo kisika, morje pa je bilo zelo vroče. Stromatolit Prvi organizem z dvojnim lipidnim slojem Pod mikroskopom opazuj današnje predstavnike preprostih enoceličnih mikroorganizmov. Sledi navodilom na strani 58. 55