Kontinuita života

Autor: (14 ) | Kategorie: Maturitní otázky | Biologie | 843x | |

Teorií vzniku života na zemi je několik a my si je dnes osvětlíme. V tomto článku si o nich něco řekneme. Také si připomeneme, jaké podmínky jsou nutné pro vznik života a zákonitostech vývoje.

Vznik života na zemi

pro vznik života na Zemi je nutné splnění několika podmínek:

  • voda
  • živiny (CO2 pro rostliny, organické látky pro živočichy a houby)
  • teplo a světlo
  • kyslík

Názory na vznik života na Zemi

Kreační teorie
- život vnikl zásahem nadpřirozené síly - Boha. Tato teorie je popsána v Bibli a její zastánci jsou: C. Linné, R. Hook, J. B. Lamarc

Teorie samozplození
- tato teorie má původ již u antických filozofů a říká, že organismy vznikly přímo z neživé hmoty. Například že žába vnikla z bahna. Tuto teorii vyvrátil L. Pasteur

Teorie panspermická
- tuto teorii formuloval Arrhenius a říká, že ve vesmíru jsou řivé zárodky, které cestují například na asteroidech a hledají vhnodé místo pro život. Popisuje pouze to, jak se život na Zemi dostal, ale ne jeho vznik.

Evoluční biogeneze
- formulována A. Oparinem. Podle této teorie se živá hmota postupně vyvíjela z neživé. 

Teorie evoluční abiogeneze

3 etapy 
  • kosmická
  • chemická - období abiotické
  • biologická - období buněčné

Chemická evoluce

Toto období trvá přibližně 2 miliardy let, sahá až do předgeologického období a probíhá za úplně jiných podmínek než dnes - praatmosféra (bez O2), bez ozónové vrstvy (na zem dopadá UV záření), zvýšená teplota, elektrické výboje. Díky těpto podmínkám se z prvků staly makromolekulární organické látky (aminokyseliny), z nich pak dále složitějsí látky (peptidy, bílkoviny). Všechny tyto látky se pak nacházely v předbiologickém útvaru zvaném koacervát.

Všechny tyto dávné reakce byly v dnešní době dokázány experimenty:
  • Millerův-Ureyův experiment - působením elektrických výbojů na vodík, vodu, amoniak, methan (a další látky, které byly přítomny dříve), byli schopni připravit dusíkaté látky (aminokyseliny)
  • Foxův experiment - záhříváním směsi aminokyselin v roztavené kyselině glutamové získal polypeptidy
  • Orův experiment - mírným zahříváním směsi amoniaku a kyanovodíku získal nukleotid

Vytvořené organické látky (aminokyseliny, peptidy, bílkoviny,..) vytvořily vrsvu prebiotického bahna ve vodním prostředí na mělčinách. V tomto prostředí se vyvíjel koacervát, což byly kapičky vzniklé ochlazením - nemají DNA, neumí se replikovat, mají pouze jednoduchý obal, umí pohlcovat a uvolňovat látky, mohou zmenšovat a zvětšovat svůj objem. Teorii koacervátů uznával A. Oparin.

Biologická evoluce

V této etapě docházelo ke zdokonalování koacervátů na složitější a členitější útvary. Toto období má 3 fáze:
  • Vznik eobiont - eobionta neboli prabuňky vznikly z koacervátů před 3,5 miliardami let. V tomto stádiu koacerváty pohlcují bílkoviny, aminokyseliny, nukleotidy. Složitou spletí reakcí se z techto látek stala DNA a vznikaji eobionta. Tyto buňky jsou anaerobní (nedýchají kyslík), heterotrofní - organické látky získávají z prebiotického bahna, fermentují (energii získávají kvašením), mají silný obal  a jejich DNA volně plave v cytoplasmě 
  • Vznik prokaryotních organismů - potomky prvotních prokaryot, jsou bakterie. Rozmnožují se rychleji než eobionta a spotřebují vnitřní množství prebiotického bahna. Některé pohlcují předchůdce fotosyntetizujících organismů, proto je dnes uznávaná teorie endosymbiózy. Tímto pohlcováním se začlení organismus do buňky, tak vznikly mitochondrie a plastidy. Prokaryotní organismy obsahují bakteriochlorofyl, který umožňuje fotosyntézu bez uvolňování bez O2. Některé organismy obsahující tuto látku ovšem zmutovaly (například sinice), takže uvolňují O2 při fotosyntéze. Díky uvolňování kyslíku do atmosféry, nepronikalo na zem tolik UV záření. 
  • vznik eukaryotních organismů - tento vznik popisuje právě teorie endosymbiózy. Datuje se dva - 1,5mld let před naším letopočtem -> Buňky do své struktury pohlcují aerobní bakterie - mitochondrie, sinice - chloroplasty. 

Evoluce druhů

  • mikroevoluce - změny v populacích téhož druhu za krátký čas
  • speciace - vznik nových geneticky izolovaných genů
  • makroevoluce - vznik a vývoj vyšších taxonů, dlouhodobé a neopakovatelné

Evoluční teorie

  1. kreacionismus 
  2. teorie kataklyzmat
  3. lamarckismus - uznává, že druhy nejsou stálé, ale postupně se mění - postupné zdokonalování
  4. darwinismus 
Charles Darwin
- anglický přírodovědec, který se zůčastnil průzkumné cesty kolem světa. Na Galapágách studoval pěnkavy a zjistil, že na různých místech mají pěnkavy jinak přizpůsobené zobáky kvůli potravě (bobule, hmyz). Je autorem knih: O vzniku druhů přírodním výběrem, Původ a vývoj člověka. 

Definoval základní mechanismy evoluce:
  • přírodní výběr (selekce) - přežívají pouze jedinci, kteří jsou nejlépe přizpůsobeni danému prostředí a nejúspěšnější při reprodukci. Předpokladem selekce je nadprodukce potomstva - větší množství jedinců než může přežít (želví vejce - po vylíhnutí se musí dostat do moře, protože mají spoustu překážek a predátorů, přežije jen hrstka). Variabilita jedince uvnitř druhu - je dědičně podmíněná a způsobuje jí mutace (genetický posun) a migrace. Hromadění odchylek či mutací může vézt ke vzniku nového druhu. 
  • pohlavní výběr - výhody při rozmnožování (různé zbarvení peří, fytohormony u rostlin, barva květů)
  • umělý výběr - neprobíhá v přírodě, je prováděn záměrně člověkem - šlechtitelství. 
Faktory ovlivňující vznik nových druhů:
  • čas
  • geografické rozšíření - pokud druh žije v rozšířené oblasti, pak dochází k odlišnému přizpůsobení vůči podmínkám

Zákonitosti vývoje:
  • divergence = větvení vývojových linií z jednoho společného předka (monofyletický původ). Větve se adaptují na různě podmínky. 
  • konvergence = sbíhání odlišných druhů žijících v podobném prostředí, stejným způsobem života
  • stálé zdokonalování 
  • nepřetržitost vývoje - vývoj probíhá pozvolným a nepřetržitým způsobem (gradualisticky)

Vývoj ekosystému (sukcese)
  • zmlazení ekosystému = nastupuje po zhroucení ekosystému. Mohou se uplatnit nové vývojové formy organismů (málo specializované druhy, jednoduché vzájemné vztahy), které obsazují uvolněné niky (ekologické nahrazování). Je zde velká produkce potomstva a působí zde selekce.  
  • vyzrávání ekosystému = období stabilizace, složité vztahy
  • vrcholové období (klimax) = dominují specializované druhy
  • zhroucení ekosystému = při náhlých změnách přírodních podmínek

Neodarwinismus
- vyvinul se spojením darwinismu (nauky o vzniku druhů přírodním výběrem) a mendelismu (genetiké principy).