¿Por qué hay formas de vida en la Tierra y cómo son las formas de vida?

Después de que la Tierra se formó en el universo, inicialmente no tenía vida. Después de una evolución química a largo plazo, es decir, los elementos orgánicos de la atmósfera, como hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre, fósforo, etc., se sintetizan en moléculas orgánicas (como metano, dióxido de carbono, monóxido de carbono). , agua, sulfuro de hidrógeno, amoniaco y ácido fosfórico, etc.) bajo la acción de diversas fuentes de energía naturales (como rayos, rayos ultravioleta, rayos cósmicos, erupciones volcánicas, etc.). ). Se convierten en monómeros biológicos (como aminoácidos, azúcares, adenosina y nucleótidos, etc.). Estos monómeros biológicos se polimerizan aún más en biopolímeros, como proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos, etc. Este proceso se llama evolución química. Tras la aparición de las proteínas nació la vida más simple. Este fue un evento importante que ocurrió hace aproximadamente 3.600 millones de años. A partir de entonces comenzó a existir vida en la tierra. La diferencia más básica entre los seres vivos y los no vivos es que pueden absorber del medio ambiente sustancias necesarias para sus propios procesos vitales y expulsar sustancias que no necesitan para sus propios procesos vitales. Este proceso se llama metabolismo y esa es la primera diferencia. La segunda diferencia es que puede reproducirse. Cualquier individuo vivo, por diferentes que sean sus formas reproductivas, tiene la capacidad de reproducir nuevos individuos. La tercera diferencia es la capacidad de heredar. Pueden pasar las características de la generación anterior de individuos a la siguiente, de modo que los nuevos individuos de la siguiente generación puedan tener las mismas o aproximadamente las mismas características que la generación anterior. Este fenómeno aproximadamente idéntico es el más significativo y merece nuestra atención. Porque esto demuestra que es algo diferente a la generación anterior. Esta característica que la diferencia de la generación anterior se llama mutación. Si esta característica puede adaptarse al entorno y sobrevivir, fortalecerá las características de variación generacional y se convertirá en una característica inherente del nuevo individuo. Los organismos mutan, heredan, envejecen constantemente durante mucho tiempo y constantemente aparecen nuevos individuos con nuevas características, lo que hace que los organismos sigan evolucionando de lo simple a lo complejo, lo que constituye la evolución sistemática de los organismos.

Las formas y características de la vida temprana en la Tierra. Las primeras formas de vida en la Tierra eran muy simples. Una célula es un individuo. No tiene núcleo. Los llamamos procariotas. Depende de las superficies celulares para absorber nutrientes directamente del entorno circundante para mantenerse con vida. Este estilo de vida se llama heterotrofia. En ese momento, su entorno de vida estaba privado de oxígeno. Este tipo de vida al que le gusta vivir en un ambiente privado de oxígeno se llama anaeróbica. Así pues, los primeros procariotas eran heterótrofos y anaeróbicos. Su forma era inicialmente esférica, luego se volvió elíptica, arqueada, en forma de tira de arroz glutinoso y luego en forma de espiral y alargada. Etcétera. Desde la perspectiva de la dirección de desarrollo de los cambios morfológicos, se trata de aumentar la superficie del cuerpo en contacto con el mundo exterior y aumentar su propio volumen. Las bacterias y cianobacterias que viven hoy en la Tierra son todas procariotas. La aparición y desarrollo de cianobacterias acelera el aumento del contenido de oxígeno en la tierra. Desde hace más de 2 mil millones de años, no sólo el contenido de oxígeno en el agua ha sido muy alto, sino que el contenido de oxígeno en la atmósfera también ha sido bastante alto. La aparición del núcleo celular es un acontecimiento importante en la evolución de la biología. Después de más de 654.380 millones de años de evolución, las plantas procarióticas quedaron cubiertas por una membrana después de que el material nuclear que originalmente estaba disperso uniformemente dentro de sus células estuviera relativamente concentrado. Esta membrana se llama membrana nuclear. La membrana nuclear de la célula separa el material nuclear dentro de la membrana del citoplasma fuera de la membrana. Así se forma el núcleo dentro de la célula. Los organismos con núcleo se llaman eucariotas. A partir de entonces, la célula ya no se divide simplemente en dos citoplasmas durante el proceso de reproducción y división, sino que el núcleo interior también se divide en dos. Los eucariotas (en aquella época no había animales, por así decirlo, en realidad sólo plantas eucariotas) aparecieron hace unos 2 mil millones de años. El surgimiento del género es otro acontecimiento importante en la evolución de la biología, porque el género promueve la eugenesia biológica y acelera el desarrollo de los organismos en una dirección más compleja. Así, las plantas multicelulares eucariotas aparecieron cientos de millones de años después de que aparecieran las plantas unicelulares eucariotas. La división del trabajo en las plantas surgió poco después de la aparición de las plantas multicelulares eucariotas. Existe un grupo de células en las plantas cuya función principal es fijar la planta y convertirse en un órgano fijo. Este es el origen del moderno fijador de plantas algas. A partir de entonces comienza la diferenciación de órganos, y también comienza a diferenciarse la morfología celular interna de diferentes partes funcionales. Se puede observar que la aparición del núcleo celular y del sexo ha acelerado enormemente el desarrollo de la forma y función del propio organismo.

El Origen de la Vida

Durante mucho tiempo, han existido diversas explicaciones sobre el origen de la vida.

En las últimas décadas, la gente ha realizado investigaciones exhaustivas sobre el origen de la vida basándose en los nuevos logros de las ciencias naturales modernas y ha logrado grandes avances.

Según cálculos científicos, la tierra tiene una historia de unos 4.600 millones de años desde su nacimiento hasta la actualidad. La Tierra primitiva era caliente y todos los elementos de la Tierra estaban en forma gaseosa. En aquella época no había absolutamente ninguna vida. La primera vida evolucionó gradualmente a partir de materia inanimada a través de procesos químicos extremadamente complejos después de que la temperatura de la Tierra descendiera. En la actualidad, la opinión de que el origen de la vida se debe al proceso de evolución química ha sido ampliamente aceptada por los estudiosos.

Se especula que el proceso de evolución química del origen de la vida se inició bajo las condiciones de la tierra primitiva. En ese momento, la temperatura de la superficie de la Tierra había descendido, pero la temperatura interna aún era alta y la actividad volcánica era inusualmente frecuente. Los gases expulsados ​​del interior del volcán formaron la atmósfera original (imagen de abajo). Generalmente se cree que los componentes principales de la atmósfera original eran metano (CH4) y amoníaco, que es la imaginación de la Tierra original.

(Izquierda) Atmósfera original (derecha) Formación de materia orgánica

(NH3), vapor de agua (H2O), hidrógeno (H2), así como sulfuro de hidrógeno (H2S) y cianuro de hidrógeno (HCN). Bajo la influencia de los rayos cósmicos, los rayos ultravioleta y los rayos, estos gases pueden sintetizar de forma natural una serie de pequeñas moléculas orgánicas relativamente simples, como aminoácidos, nucleótidos y azúcares simples. Más tarde, cuando la temperatura de la Tierra disminuya aún más, estas pequeñas moléculas orgánicas fluirán con el agua de lluvia.

Esta especulación ha sido confirmada por experimentos científicos. En 1935, el académico estadounidense Miller y otros diseñaron un dispositivo de cierre (imagen a continuación). Bombearon el aire del dispositivo y luego introdujeron metano, amoníaco, hidrógeno y agua en el dispositivo experimental Miller, simulando la composición atmosférica de la Tierra primitiva.

El vapor y otros gases, y simulan rayos en condiciones terrestres primitivas, continúan la descarga de chispas. Finalmente, los aminoácidos se detectan en el tubo en forma de U. Los aminoácidos son las unidades básicas de las proteínas, por lo que explorar su producción en la Tierra es de gran importancia.

Además, algunos estudiosos han simulado la composición atmosférica de la tierra primitiva y han producido en el laboratorio otros compuestos orgánicos, como purinas, pirimidinas, ribosa, desoxirribosa, ácidos grasos, etc. Estos estudios muestran que el proceso químico de sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica es totalmente posible en el origen de la vida.

¿Cómo se formaron polímeros orgánicos como proteínas y ácidos nucleicos a partir de pequeñas moléculas orgánicas en condiciones terrestres primitivas? Algunos estudiosos creen que en el océano primitivo, pequeñas moléculas orgánicas como aminoácidos y nucleótidos formaron moléculas de proteínas primitivas mediante condensación o polimerización en condiciones apropiadas (como la adsorción en arcilla) después de una acumulación e interacción a largo plazo con moléculas de ácido nucleico.

Ahora, alguien ha simulado las condiciones de la tierra primitiva y ha creado sustancias similares a proteínas y ácidos nucleicos. Aunque estas sustancias todavía son diferentes de las proteínas y ácidos nucleicos actuales, y no es seguro si el proceso de formación de proteínas y ácidos nucleicos en la Tierra primitiva fue así, ha proporcionado algunas pistas para que la gente estudie el origen de la vida. Es posible producir estos polímeros orgánicos en condiciones terrestres prístinas.

Se infiere del sistema multimolecular compuesto de polímeros orgánicos que los polímeros orgánicos, como las proteínas y los ácidos nucleicos, se acumulan cada vez más en el océano y sus concentraciones son cada vez mayores. Debido a diversas razones (como la evaporación del agua y la adsorción de arcilla), estos polímeros orgánicos se concentran y separan, interactúan y se condensan en gotas. Estas gotas flotaban en el océano primordial, con la capa exterior separada del entorno oceánico primordial circundante para formar un sistema independiente.

Es la etapa más compleja y decisiva en el proceso del origen de la vida, implicada directamente en el surgimiento de la vida primitiva. Actualmente, este proceso no se puede verificar en el laboratorio. Pero podemos especular que algunos sistemas macromoleculares evolucionaron continuamente durante un largo período de tiempo, especialmente debido a la interacción de proteínas y ácidos nucleicos, y eventualmente formaron vida primitiva con metabolismo y reproducción primitivos. Más tarde, por.

Aunque se han realizado una gran cantidad de experimentos de simulación sobre el proceso de evolución química del origen de la vida, la mayoría de los experimentos solo se centraron en la primera etapa, y algunas etapas se limitaron a suposiciones y especulaciones. Por tanto, debemos seguir estudiando y discutiendo el origen de la vida.

Las proteínas y los ácidos nucleicos son las sustancias más importantes de los organismos vivos. Sin proteínas y ácidos nucleicos no habría vida.

En 2008 0965, los científicos chinos sintetizaron artificialmente insulina bovina cristalizada (una proteína que contiene 51 aminoácidos). En 2008-1981, los científicos chinos también sintetizaron artificialmente ácido ribonucleico transportador de alanina de levadura (un tipo de ácido ribonucleico). 48866.86868886861