Δήμητρα Σπανού, χημικός, καθηγήτρια στο 1ο Γυμνάσιο Δάφνης
ΤΟΣΟΥΤΟΝ Δ' ΑΠΟΛΕΛΟΙΠΕΝ Η ΠΟΛΙΣ ΗΜΩΝ ΠΕΡΙ ΤΟ ΦΡΟΝΕΙΝ ΚΑΙ ΛΕΓΕΙΝ ΤΟΥΣ ΑΛΛΟΥΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥΣ, ΩΣΘ΄ ΟΙ ΤΑΥΤΗΣ ΜΑΘΗΤΑΙ ΤΩΝ ΑΛΛΩΝ ΔΙΔΑΣΚΑΛΟΙ ΓΕΓΟΝΑΣΙΝ, ΚΑΙ ΤΟ ΤΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΟΝΟΜΑ ΠΕΠΟΙΗΚΕ ΜΗΚΕΤΙ ΤΟΥ ΓΕΝΟΥΣ, ΑΛΛΑ ΤΗΣ ΔΙΑΝΟΙΑΣ ΔΟΚΕΙΝ ΕΙΝΑΙ, ΚΑΙ ΜΑΛΛΟΝ ΕΛΛΗΝΑΣ ΚΑΛΕΙΣΘΑΙ ΤΟΥΣ ΤΗΣ ΠΑΙΔΕΥΣΕΩΣ ΤΗΣ ΗΜΕΤΕΡΑΣ Η ΤΟΥΣ ΤΗΣ ΚΟΙΝΗΣ ΦΥΣΕΩΣ ΜΕΤΕΧΟΝΤΑΣ."
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Τα πρώτα κύτταρα που θεωρήθηκαν οι πρώτοι οργανισμοί του πλανήτη μας δεν μας έχουν αφήσει αποδείξεις για την εικόνα τους γιατί δεν έχουν βρεθεί καθόλου απολιθώματά τους.
Κάποιοι απλοί μικροοργανισμοί όπως τα μυκοπλάσματα μπορεί να δώσουν μια ιδέα για το πως ήταν οι πρώτοι οργανισμοί. Τα μυκοπλάσματα, προκαρυωτικά χωρίς πυρήνα έχουν μικρότερο μέγεθος από άλλους μικροοργανισμούς, περίπου 2000Αο και συνθέτει μόλις 750 πρωτεϊνες για μια υποτυπώδη λειτουργία.
Όμως για τον τόπο της δημιουργίας και προέλευσης των αρχικών αυτών χημκών ουσιών υπάρχουν διαφορετικές θεωρίες, από τις οποίες, κάποιες υποστηρίζουν ότι τέτοια μόρια ζωής ήρθαν στη Γη από το διάστημα ταξιδεύοντας με κάποιον άγνωστον τρόπο, όπως η προώθησή τους από φωτεινά κύματα ή απλά υπήρχαν πάνω σε μετεωρίτες που έφταναν στη Γη από το διάστημα ή από άλλους πλανήτες.
Αντίστοιχη θεωρία υποστηρίζει πως αυτά τα μόρια της ζωής δημιουργήθηκαν σε παλαιούς γαιολογικούς αιώνες εδώ στη Γη, αφού είναι αποδεκτό ότι στην Γη της εποχής των 4 δισεκατομυρίων χρόνων πριν, υπήρχαν συνθήκες που ευνοούσαν αυτό.
Ούτως ή άλλως η δημιουργία τέτοιων μορίων έχει περίπου την ίδια χημική λογική, είτε δημιουργήθηκαν εδώ, ή στο διάστημα.
Η ΠΡΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΖΩΗ
- Τα μόρια αυτά, σύνθετης χημικής μορφής, έχουν χαρακτηριστεί σαν προτόβια ήκαι θεωρούνται σαν προκυτταρική ζωή. Πρόκειται για συσσωματώματα βιοπολυμερών ουσιών που κάτω από ορισμένες συνθήκες μπορούν και απορροφούν ουσίες από το περιβάλλον τους με τις οποίες αντιδρούν και παράγουν προϊόντα . Επίσης, αποβάλλουν πίσω στο περιβάλλον όσα από τα προϊόντα αυτά δεν θέλουν. Το αποτέλεσμα είναι οι ουσίες αυτές να αυξάνουν
- την μάζα και τον όγκο τους (ανάπτυξη) και ταυτόχρονα να βελτιώνουν τις πρωτεϊνες τους που χρησιμοποιόνταν σαν καταλύτες (ενζυματική δράση). Αυτό είχε μια ακόμη πιο σημαντικά αποτέλεσματα, κυρίως σε σχέση με την ικανότητα μεταφοράς πληροφοριών και εν τέλει την αναπαραγωγή των ουσιών αυτών και των λειτυργιών τους,
- Τέτοιες προβιωτιές ουσίες, όπως σήμερα έχουν ταξινομηθεί μπορούν να θεωρηθούν
τα πρίον που σήμερα για εμάς αποτελούν μολυσματικές πρωτεϊνες έχουν μήκος 0,1-0,3 μικρά και αποθηκεύουν πληροφορία που αντιστοιχεί σε 1 γονίδιο
τα ιροειδή που είναι μακρομόρια DNA και RNA, έχουν μήκος 1-100 μικρά και αποθηκεύουν πληροφορία που αντιστοιχεί έως 100 γονίδιa
τα ιοί (μη κυτταρική μορφή ζωής) που προκαλούν ασθένειες, έχουν μήκος 0,01-0,04 μικρά και αποθηκεύουν πληροφορία που αντιστοιχεί έως 100 γονίδιa
- Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΟΥΣ ΠΡΩΤΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ
- ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΠΥΡΗΝΙΚΟΥΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ ΣΤΗΝ ΖΩΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ
Η ζωή για να διατηρηθεί χρειάζεται να παίρνει διαρκώς ενέργεια το οποίο μεταφράζεται, σε μια διαρκή κίνηση ηλεκτρονίων
Η πρώτη ζωή επιβίωνε κοντά σε πυρηνικές αντιδράσεις ραδιενεργών υλικών του πλανήτη, τα οποία άλλωστε, είχαν παίξει σημαντικό ρόλο στην δημιουργία των αρχικών χημικών ουσιών που αργότερα εξελίχθηκαν στα βιομόρια.
Χαρακτηριστικό είναι πως αρχαίοι οργανισμοί, επιβιώνουν ακόμα και σήμερα σε υψηλές θερμοκρασίες :
Πάνω από 65ο μόνο Προκαρυώτες Θερμόφιλοι (>45ο ), Υπερθερμόφιλοι (>80ο ), Σε θερμές πηγές (90-100ο ), μεγάλη ποικιλομορφία μικροοργανισμών, Βακτήρια και Αρχαία
Στην συνέχεια όμως αυτοί οι πρώτοι οργανισμοί ανέβηκαν στην επιφάνεια του πλανήτη κι προσαρμόστηκαν σιγά σιγά να αξιοποιούν την ηλιακή ενέργεια, αφού ανέπτυξαν μεταβολισμό όπου μετέτρεπε την ηλιακή ενέγεια σε ηλεκτροχημική. Χρησιμοποίησαν τα σάχαρα για να αποθηκεύουν ενέργεια, για τις περιόδους που δεν προσλάμβαναν ηλιακή ακτινοβολία και ακόμα, από τα σάκχαρα κατασκεύαζαν αμινοξέα.
- ΑΚΡΑΙΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΦΕΡΝΟΥΝ ΕΠΙΛΕΚΤΙΚΗ ΕΠΙΒΙΩΣΗ ΤΩΝ ΠΡΩΤΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ
- ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΑΛΛΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕΤΑΛΛΑΞΕΩΝ
Την εποχή εκείνη ακόμα στην γή επικρατούσαν αντίξοες συνθήκες και οι ωκεανοί ήταν γεμάτοι μεταλλικά ιόντα και πολύ τοξικοί για τις μορφές ζωής εκείνης της εποχής και γι αυτό οι περισσότεροι από αυτούς τους πρωτοοοργανισμούς εξαφανίζονται. Όμως ορισμένοι επιβιώνουν, αναπτύσσοντας μηχανισμούς που απωθούσαν τα μεταλικά ιόντα και τα εμπόδιζαν να διεισδύσουν.
Γενικότερα, σε αυτήν την δύσκολη για την πρώτη ζωή εποχή, ευννοούνται οι μεταλλάξεις και η δημιουργία συνθετότερων και πολυπλοκότερων μορφών ζωής.
Αξιοσημείωτο είναι πως, αυτοί οι μακρινοί μας πρόγονοι, χρησιμοποιούν 20 αμινοξέα -τα ίδια που χρησιμοποιούμε κι εμείς σήμερα- .
Ένα σημαντικό βήμα είναι η κατασκευή DNA από RΝΑ. Το DΝΑ είναι σταθερότερο και μακροβιότερο από το μονόκλωνο RNA και επιπλέον έχει μηχανισμό με τον οποίο μπορεί να μεταφέρει τις πληροφορίες σε επόμενα κύτταρα και στο μέλλον.
- Ο ΑΝΑΕΡΟΒΙΟΙ ΧΗΜΕΙΟΤΡΟΦΟΙ ΠΡΩΤΟΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ
- (σιδηροβακτηρια, θειοβακτήρια )
Τα πρωτοκύτταρα ήταν απλοί προκαρυωτικοί οργανισμοί . Η επιβίωσή τους συνδέθηκε με τον μεταβολισμό της ανόργανης ουσίας.
Δεν χρησιμοποιούσαν τον ήλιο σαν πηγή ενέργειας ούτε παρήγαγαν οξυγόνο στις μεταβολικές τους διεργασίες. Έπαιρναν ενέργεια από την οξείδωση υλικών που βρίσκονταν σε αφθονία στο έδαφος όπως σίδηρο, θείο, μαγνήσιο αλλά και ανθρακικό ασβέστιο, υδρόθειο τα οποία οξείδωναν αποσπώντας έτσι ενέργεια.
Βρίσκοταν σε διάφορα περιβάλλοντα όπως στο έδαφος τα νιτροποιητικά, στην λάβα τα σιδηροβακτήρια, σε θερμά νερά τα θειοβακτήρια.
Από αυτά όσα ήταν χημειοαυτότροφα μπορούσαν να προσλαμβάνουν το διοξείδιο του άνθρακα
Στον κόσμο αυτό η ενέργεια εκφράζεται με την κίνηση των ηλεκτρονίων
- ΟΙ ΑΝΑΕΡΟΒΙΟΙ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΟΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ (κυανοβακτήρια)
Ανέπτυξαν αναερόβιες διαδικασίες αλλά και την φωτοσύνθεση που παρήγαγε οξυγόνο σαν άχρηστο παραπροϊόν. Το οξυγόνο στην πρώτη ατμόσφαιρα της Γης ήταν ανύπαρκτο αλλά με τους φωτοσυνθετικούς αυτούς οργανισμούς ανέβηκε έως το 21%
Η υψηλή περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε οξυγόνο υπήρξε τοξική για τους προκαρυωτικούς αναερόβιους οργανισμούς και ήταν τότε που κάνουν την εμφάνισή τους μαζικά οι αερόβιοι οργανισμοί.
Η αντικατάσταση των ειδών από άλλα γίνεται συνήθως βάσει της φυσικής επιλογής
Η ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ
Επιλογή: Η διαδικασία με την οποία οι οργανισμοί που έχουν πλεονεκτήματα μπορούν να επιβιώνουν και να αναπαράγωνται καλύτερα.
Παράγοντες για την φυσική επιλογή
1. Υπερπληθυσμός: Γεννιώνται περισσότερα άτομα από όσα μπορούν να επιβιώσουν
2. Ποικιλομορφία: Τα άτομα ενός πληθυσμού έχουν διαφορετικότητες
3. Προσαρμογή: Άτομα που ταιριάζουν περισσότερο στις επικρατούσες συνθήκες, έχουν διαφορετικές δυνατότητες προσαρμογής και επιβίωσης
4. Επικράτηση : Με την πάροδο του χρόνου, τα άτομα που έχουν χαρακτηριστικά πλεονεκτηματά έναντι άλλων γίνονται όλο και περισσότερα και επικρατούν
Πότε σταματά η αύξηση ενός πληθυσμού
Οι παράγοντες είναι:
Έλλειψη πηγών επιβίωσης (π.χ. πόσιμο νερό, κατοικία)
Τα αρπακτικά
Ασθένειες
Φυσικά φαινόμενα (πυρκαγιές, τυφώνες, ηφαίστεια κ.α.)
Αλλαγή στις περιβαλλοντικές συνθήκες ( Επιβίωση που στηρίζεται στην προσαρμοστικότητα σε ένα περιβάλλον μειώνεται εάν τοπεριβάλλον αλλάξει για κάποιον λόγο)
Η ομοιότητα με το κοπάδι (άτομα που διαφέρουν απότο σύνολο, έχουν μικρή πιθανότητα επιβίωσης
Δήμητρα Σπανού
ΠΗΓΕΣ
Incredible Animation Shows How Humans Evolved From Early Life - YouTube
https://thelib.info/tehnologii/1945252-sravnenie-stroeniya-kletok-razlichnyh-organizmov/