Kolekcje

Nauka stojąca za tym, dlaczego seks po raz pierwszy stał się rzeczą

Nauka stojąca za tym, dlaczego seks po raz pierwszy stał się rzeczą

Seks. Zdecydowana większość organizmów wielokomórkowych to robi i większość z nas myśli o tym cały czas, ale jak to się stało?

Gdzieś w regionie 99% wszystkich organizmów wielokomórkowych rozmnaża się płciowo. Każdy gatunek ma swoje własne rytuały i mechanizmy godowe.

POWIĄZANE: ZDROWE MYSZY URODZONE PRZEZ RODZICÓW TAKIEJ PŁCI PO RAZ PIERWSZY

Ale jak to się wszystko zaczęło, jest tajemnicą dla nauki. Wielki Karol Darwin sam był tym bardziej niż trochę zmieszany.

„W najmniejszym stopniu nie znamy ostatecznej przyczyny seksualności; dlaczego nowe istoty miałyby powstać w wyniku zjednoczenia dwóch elementów płciowych. Cały temat jest jeszcze ukryty w ciemności”, napisał Darwin w 1862 roku.

Ale najwyraźniej jest to ważne i nie bez powodu opracowane jako strategia reprodukcyjna. Ale to, dlaczego się zaczęło i kiedy, nie jest dobrze rozumiane przez naukę.

Jak powstały pierwsze żywe istoty?

Przede wszystkim trochę sprzątania.

Ten artykuł poświęcony będzie naukowej analizie pochodzenia życia. Dlatego nie będziemy omawiać ani badać żadnego z niezliczonych wyjaśnień dostarczanych przez doktryny religijne.

Pochodzenie życia jest jednym z najstarszych i najczęściej badanych pytań w nauce. Do tej pory istnieją różne teorie na ten temat.

Chociaż wszystkie mają swoje własne, różne mechanizmy i wyjaśnienia, podstawy są takie same: -

- Cząsteczki organiczne powstały w jakiś sposób w wyniku naturalnych procesów.

- Z czasem narastały i w pewnym momencie były na tyle złożone, że zaczęły się powielać. To ostatecznie doprowadziło do tak zwanego świata RNA.

- RNA dostarczyło środków do samoreplikacji i samoorganizacji, które zapoczątkowałyby powolny i niepowstrzymany proces ewolucji.

Reszta, jak mówią, to historia.

Oto niektóre z najbardziej rozpowszechnionych teorii na temat pochodzenia życia.

1. Hipoteza gliny

Jedna z teorii pochodzenia życia głosi, że glina była głównym powodem powstania życia na Ziemi. Po raz pierwszy zasugerował to chemik organiczny Alexander Graham Cairns-Smith na Uniwersytecie w Glasgow.

Jak głosi historia, glina działała jak prototypowe rybosomy, pomagając w koncentracji i łączeniu razem cząsteczek organicznych. Pomogłoby to również wyjaśnić, dlaczego ogromna większość cząsteczek organicznych, takich jak aminokwasy w organizmach, ma strukturę sinistralną lub lewoskrętną.

Cairns-Smith sugeruje, że kryształy mineralne w glinie mogły układać cząsteczki organiczne w zorganizowane wzory. Po pewnym czasie to zadanie przejęły cząsteczki organiczne i zorganizowały się.

2. Iskra życia

Jedna z szeroko rozpowszechnionych hipotez głosi, że życie zostało zapoczątkowane przez piorun. Wyładowania elektryczne pomogły w wytwarzaniu aminokwasów i cukrów z obfitych ziemskich zasobów wody, metanu, amoniaku i wodoru.

Teoria została po raz pierwszy zaproponowana i zademonstrowana w słynnym 1953 roku Eksperyment Urey-Miller.

Jeśli to prawda, proces ten trwałby nieprzerwanie przez miliony lat, tworząc coraz większą obfitość i złożoność cząsteczek organicznych. Zapewniłoby to wszystkie elementy niezbędne do rozpoczęcia życia.

Od lat pięćdziesiątych XX wieku naukowiec był w stanie wykazać, że wczesna atmosfera ziemska była prawdopodobnie uboga w wodór. Jeśli to prawda, może to być solą w oku teorii.

Jednak może być całkiem możliwe, że chmury wulkaniczne we wczesnej atmosferze mogły równie dobrze dostarczyć metan, amoniak i wodór.

3. Hipoteza głębinowych

Jeszcze inna hipoteza głosi, że życie zaczęło się w głębokich oceanach wokół podwodnych kominów hydrotermalnych. Otwory te, podobnie jak dzisiaj, dostarczają dużo energii i wodoru niezbędnego do tworzenia cząsteczek organicznych.

Cząsteczki te mogły gromadzić się w zakamarkach otworów wentylacyjnych, prowadząc ostatecznie do powstania większych i bardziej złożonych struktur organicznych.

4. Wszyscy jesteśmy kosmitami

Inną szeroko dyskutowaną teorią jest hipoteza Panspermii. Teoria ta sugeruje, że życie lub złożone cząsteczki organiczne zostały dostarczone na Ziemię przez komety lub asteroidy, które zabierały „autostopowiczów” podczas ich podróży w kosmos.

Cząsteczki organiczne są w rzeczywistości dość obfite w kosmosie, ale mogły się również rozwinąć na innych światach, takich jak Mars, zostały wyrzucone w kosmos podczas uderzenia asteroidy i ostatecznie zostały tutaj przetransportowane. Niektórzy nawet sugerują, że kompletne mikroby również były transportowane w ten sposób na Ziemię (i dookoła kosmosu).

Jeśli to prawda, sugerowałoby to, że życie wokół kosmosu powinno być rzeczywiście bardzo powszechne. Ale tak naprawdę nie dostarcza też satysfakcjonującej odpowiedzi na pytanie o pochodzenie życia.

Po prostu przenosi miejsce narodzin życia w inne miejsce.

Kiedy na Ziemi pojawiły się pierwsze organizmy wielokomórkowe?

Krótka odpowiedź brzmi: po prostu nie wiemy. W rzeczywistości możemy się nigdy nie dowiedzieć.

Problem polega na zachowaniu. Proces fosylizacji jest bardzo chybiony i wymaga bardzo szczególnych warunków.

To jest taki problem, że zapis kopalny jest pełen ziejących dziur, które być może nigdy nie zostaną wypełnione.

Mając to na uwadze, znaleźliśmy kuszące dowody wczesnego życia. Do tej pory najwcześniejszymi znanymi formami życia (które znaleziono skamieniałe) są mikroorganizmy zachowane w starożytnych osadach chertów w Australii.

Te skamieniałości są o 3,5 miliarda lati jeśli to prawda, sugeruje, że życie zaczęło się i ewoluowało szybciej niż wcześniej oczekiwano.

Jak zaczęła się rozmnażanie płciowe?

Wydaje się, że przed pojawieniem się seksu większość życia rozmnażała się bezpłciowo. To znaczy, że był to przede wszystkim proces podziału komórek, tak jak robi to większość organizmów jednokomórkowych do dziś.

Jest to „prosty” proces kopiowania i dzielenia, który wykonuje obecnie większość roślin, bakterii i zwierząt. W porównaniu z rozmnażaniem płciowym jest to znacznie mniej „bałaganiarska” sprawa i nie wymaga ogromnych ilości energii potrzebnej do rozmnażania płciowego.

Z drugiej strony rozmnażanie płciowe wymaga od organizmu zainwestowania znacznie większej ilości energii i zasobów, aby to osiągnąć. Jest bardziej chybiony, a nawet może być niebezpieczny lub potencjalnie śmiertelny dla organizmu.

Doskonałym przykładem są pająki. W wielu przypadkach faktyczny akt kopulacji skutkuje zabiciem i częstym zjadaniem mężczyzny przez partnera. Ale nawet w organizmach wyższych kojarzenie może prowadzić do konfliktów i może być również potencjalnie śmiertelne.

Dlaczego więc na Ziemi (gra słów zamierzona) organizmy opracowały tak energochłonną i niebezpieczną metodę rozmnażania? Kiedy to się zaczęło?

Okazuje się, że rozmnażanie płciowe ma wiele zalet w porównaniu z rozmnażaniem bezpłciowym. Jednym z głównych jest to, że tasuje materiał genetyczny i pozwala na znacznie większą różnorodność wyników.

Tylko z tego powodu jest jedną z głównych sił napędowych ewolucji i różnorodności biologicznej.

Należy jednak pamiętać, że wiele organizmów jednokomórkowych rozmnaża się również płciowo, jeśli wymagają tego warunki środowiskowe.

Inną zaletą rozmnażania płciowego jest to, że jest to sposób przechowywania i przekazywania informacji między pokoleniami. Organizmy rozmnażające się płciowo w zasadzie „uczą się” radzić sobie ze światem i przekazywać to, czego się nauczyły, swoim dzieciom.

Ale kiedy to wszystko się zaczęło? Jest to znacznie trudniejsze do rozwiązania i jest kolejnym pytaniem, na które możemy nigdy nie być w stanie odpowiedzieć z prawdziwą satysfakcją.

Jaki był pierwszy organizm, który uprawiał seks?

Niektóre z najwcześniejszych skamieniałości aparatu seksualnego pochodzą z 385 milionów lat zawołała ryba Microbrachius dicki(„Little Arms”). Naukowcy uważają, że te małe ramiona były używane przez samca do chwytania partnera w celu kopulacji.

Ale pochodzenie seksu jest prawdopodobnie znacznie starsze. W końcu wiemy, że wszystkie organizmy rozmnażające się płciowo prawdopodobnie miały w pewnym momencie wspólnego przodka.

I możemy mieć do tego kandydata. W 1,2 miliarda lat złoża skalne w Kanadzie naukowcy być może znaleźli wczesne dowody na rozmnażanie płciowe.

Zawierają skamieniałość zwanąBangiomorpha pubescens który jest formą czerwonych alg lub wodorostów, które wydają się rozmnażać płciowo. Jest to do tej pory najstarsze odnotowane zdarzenie w zapisie kopalnym.

Wydaje się, że strategia ta wyewoluowała w odpowiedzi na surowy klimat tamtych czasów.

„W odniesieniu do klimatu wydaje się, żeBangiomorpha pubescens skamieniałości pojawiły się mniej więcej w tym samym czasie, gdy dobiegły końca setki milionów lat względnego zastoju środowiska. Widzimy obecnie poważne zaburzenia w cyklach węgla i tlenu, co sugeruje poważne zmiany środowiskowe ”- mówiGalen Halverson na Uniwersytecie McGill w Montrealu w Kanadzie.

Jeśli to prawda, seks rozwinął się jako strategia lepszego przetrwania i rozmnażania się w bardzo dynamicznym i zmieniającym się świecie. Strategia oczywiście okazała się skuteczna i rozpoczęła niepowstrzymany proces, którego kulminacją była ewolucja naszego własnego gatunku.


Obejrzyj wideo: Zdalne Warsztaty Olimpijskie dla Juniorów - wykład 1: wstęp do grafów (Grudzień 2021).