Первыми фотосинтезирующими организмами были: первыми фотосинтезирующими организмы были?​ — Школьные Знания.com

alexxlabОставить комментарий на Первыми фотосинтезирующими организмами были: первыми фотосинтезирующими организмы были?​ — Школьные Знания.comРазное

Содержание

Первыми фотосинтезирующими организмами были:а)эукариоты б)аэробные бактерии в)анаэробные

допоможіть зробити табличку, будь ласка ​

Биология,соединить: А — мутуалізм, Б — канібалізм, В — коменсалізм, Г — паразитизм, Д — виїдання, Е — конкуренція; 1 — крокодил-самець поїдає молодог … о крокодила, 2 — рибка-клоун і актинія, 3 — шишкар живиться насінням ялини, 4 — черепаха й риби-прилипали, 5 — рафлезія і корені ліани в тропічному лісі, 6 — турнір жуків-оленів

Рас­смот­ри­те изоб­ра­же­ния шести ор­га­низ­мов. Пред­ло­жи­те ос­но­ва­ние, со­глас­но ко­то­ро­му эти ор­га­низ­мы можно раз­де­лить на две груп­п … ы по три пред­ста­ви­те­ля в каж­дой.

СРОЧНО!!!!!! ПРАКТИЧНА РОБОТА З БІОЛОГІЇ ОЦІНКА ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ СВОГО РЕГІОНУ​

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ ЗАДАНИЯ ПО СУММАТИВНОМУ ОЦЕНИВАНИЮ ЗА 4 ЧЕТВЕРТЬ Суммативное оценивание за раздел 6.4А «Экология и устойчивое развитие» Цель обучения 6 … .6.1.3 Объяснять переход энергии и веществ в экологической пирамиде Использовать характерные особенности организмов для определения видов растений и животных Исследовать многообразие живых организмов в различных экосистемах 6.

6.3.1 Анализировать причины некоторых экологических проблем своего региона Критерий оценивания Обучающийся • Объясняет переход энергии и веществ в экологической пирамиде • Использует характерные особенности организмов для определения видов растений и животных • Сравнивает многообразие живых организмов в экосистемах озера и океана • Анализирует причины некоторых экологических проблем своего региона Уровень мыслительных навыков Знание и понимание Применение Навыки высокого порядка Время выполнения 20 минут Задания 1. На рисунке представлена экосистема. (a) Используя данные на рисунке, составьте экологическую пирамиду.

СРООООЧНО Рас­смот­ри­те изоб­ра­же­ния рас­те­ний: то­поль, ки­па­рис, ла­ми­на­рия. Под­пи­ши­те их на­зва­ния под со­от­вет­ству­ю­щи­ми изоб­ра­же … ­ни­я­ми.Под каж­дым на­зва­ни­ем рас­те­ния под­пи­ши­те на­зва­ние среды оби­та­ния ор­га­низ­ма: на­зем­но-воз­душ­ная, вод­ная. Название и среда обитания

Заполните в правильной последовательности события, происходящие в процессе синаптической передачи в таблицу​

При скрещивании самок дрозофил, дигетерозиготных по генам A и B, с рецессивными по обоим признакам самцами получено расщепление по фенотипу: AB:Ab:aB … :ab= 4 % : 46 % : 46 % : 4 %. Определи а) генотип самок; б) расстояние между генами в хромосоме. Ответ: а) генотип самок: -AB//ab -aB//ab -aB//Ab б) расстояние между генами равно

РОЗЛЧИЯ ХВОЩЕЙ , ПЛАУНОВ И ПАПОРОТНИКОВ заранее спасибо !

Діяльність організму, що спрямована на формування набутих поведінкових реакцій:а) научінняб) звиканняв) інстинктг) стимули​

Фотосинтезирующие организмы — Справочник химика 21

    У всех фотосинтезирующих организмов, включая высшие растения, фотосинтез протекает в мембранных структурах. У пурпурных бактерий поглощающие свет пигменты (бактериальные хлорофиллы и каротины) встроены в мембраны, которые представляют собой складки наружной клеточной мембраны. Эти участки имеют характерную структуру и называются хроматофорами. Они состоят из соединяющихся между собой полых пузырьков, параллельно расположенных трубочек или параллельных пластинок (ламелл) диаметр всей структуры — 50—100 нм. У зеленых бактерий пигменты выстилают внутриклеточные пузырьки.
В настоящее время фотосинтезирующие бактерии обитают только в серных источниках и глубоких озерах, но когда-то они были, вероятно, распространены гораздо более широко и являлись единственными фотосинтезирующими организмами на Земле. 
[c.25]
    Действительно, общий цикл обмена веществом и энергией для живых организмов можно упрощенно представить как инициирующее этот цикл образование сложных молекул типа углеводов из СО2 и воды в ходе фотосинтеза растений с последующей деградацией продуктов фотосинтеза вновь до СО2 и воды в процессах дыхания в рассматриваемом организме. При этом уменьшение энтропии происходит только в момент электронного возбуждения молекулы хлорофилла за счет поглощения фотосинтезирующими организмами носителей чистой свободной энергии — квантов солнечного света, в результате чего становится возможным протекание первичных фотосинтетических реакций образования энергоемких веществ. Все происходящие далее биохимические процессы носят необратимый характер и идут только с увеличением [c. 297]

    Таким образом, суммарный результат фотосинтеза состоит в связывании диоксида углерода, окислении воды до молекулярного кислорода и синтеза углеводов. Образование кислорода как побочного продукта фотосинтеза не является универсальным свойством фотосинтезирующих организмов. Например, у некоторых бактерий фотосинтеза процесс выражается схемой 

[c.162]

    Фотосинтез — вероятно, наиболее важный из большого числа интересных фотохимических процессов, известных в биологии. От него зависела эволюция атмосферы Земли животные, поедая растения, также черпают энергию Солнца, запасенную фотосинтезом. Согласно оценке, общая масса органического вещества, созданного зелеными растениями в течение биологической истории Земли, составляет 1 % массы планеты. Каждый год в процессе фотосинтеза запасается энергия, эквивалентная десятикратному годовому ее потреблению человечеством. В этом разделе мы обсудим фотосинтез зеленых растений, хотя существуют также другие фотосинтезирующие организмы (например, некоторые бактерии), у которых процессы фотосинтеза могут несколько отличаться.

 [c.228]

    Молекулы хлорофилла представляют собой хромофоры, с помощью которых поглощается свет. В фотосинтезирующих организмах могут содержаться два и более типов молекул хлорофилла. В зеленых растениях содержатся хлорофиллы а и й, структура которых показана на рис. 63. Поглощение света в видимой области спектра обусловлено наличием сильно сопряженной порфири-новой системы. Как видно из рис. 64, хлорофилл поглощает свет наиболее интенсивно в синей и красной областях спектра, но отражает зеленый, желтый и оранжевый свет. Этим определяется характерный зеленый цвет растений. [c.162]

    Человек живет на Земле не один, а в окружении множества других живых существ, и их метаболизм для нас жизненно важен. Фотосинтезирующие организмы используют энергию солнечного света и вырабатывают вещества, которые необходимы для человека, но не синтезируются в его организме. Микроорганизмы, получая энергию за счет различных реакций, разлагают сложные органические соединения до форм, которые могут затем использоваться растениями.

В этой книге мы опишем химические реакции, протекающие в самых разнообразных живых системах. Наряду с метаболическими путями, общими для большинства организмов, будут рассмотрены и некоторые своеобразные, необычные процессы. [c.11]

    Прокариотические сине-зеленые водоросли (цианобактерии) являются простейшими фотосинтезирующими организмами, выделяющими кислород. Они не содержат хлоропластов, но имеют более или менее развитые внутренние фотосинтетические мембраны, включающие хлорофилл а, каротиноиды и фикобилины. Опишите все изменения в морфологии, ультраструктуре и составе пигментов, которые можно ожидать при переносе цианобактерий из 1) условий низкой освещенности в условия высокой освещенности и высокого содержания кислорода, 2) условий высокой освещенности в условия низкой освещенности, 3) условий освещения белым светом в условия освещения зеленым или красным светом. 

[c.402]

    ТЫ И химическую энергию для фиксации углерода, с помощью которых СОг восстанавливается до углеводов. Хотя у разных фотосинтезирующих организмов в образовании углеводов участвуют различные метаболические последовательности, по-видимому, в хлоропластах всех высших растений реакции протекают в основном по циклу Кальвина — Бенсона, приведенному на рис. 10.15. [c.350]

    Спектр поглощения хлорофилла а в органических растворителях имеет два основных и два второстепенных пика. Один из основных пиков располагается в голубой и ближней УФ-об-ластях спектра, а другой — в красной. У фотосинтезирующих организмов помимо хлорофилла а обычно содержатся один или 

[c.230]

    Выяснение механизма сенсибилизированного фотоокисления дает возможность сделать несколько полезных выводов по отношению к фотобиологии. Например, рассмотрим защитное действие каротиноидов в биологических системах. Очевидно, каротиноиды защищают фотосинтезирующие организмы от летального действия их собственного хлорофилла (см. с. 231), который является превосходным сенсибилизатором фотоокисления. Было показано, что -каротин — крайне эффективный ингибитор синглетного кислорода и может также ингибировать фотоокисление. Например, -каротин в концентрации [c.175]

    Отсюда следует интересный вывод, что каротиноиды несут двойную функцию в фотосинтезирующих организмах во-первых, они удаляют токсичный синглетный кислород и, во-вторых, могут сохранять энергию, полученную Ог от хлорофилла, которая иначе будет потеряна. [c.176]

    В это.м уравнении НгА может обозначать Нг5 (как в пурпурных серных бактериях), элементарный водород Нг, изопропанол и т. д. Рассмотрев множество реакций такого рода, Ван-Ниль пришел к логическому заключению, что у сине-зеленых водорослей, выделяющих О2, и у эукариотических растений в роли окисляемого субстрата, представленного в уравнении (13-25), выступает вода. Ее расщепление приводит к образованию О2 и поставляет атомы водорода, необходимые для процесса восстановления. Интересно, что такое фотохимическое расщепление является единственной известной реакцией биологического окисления Н2О. Ни один из окислителей, имеющихся в живых организмах, не является достаточно мощным, чтобы отщепить атомы водорода от молекулы воды этой способностью наделены лишь фотохимические реакционные центры фотосинтезирующих организмов. [c.37]

    Бактериальный фотосинтез во многом отличается от фотосинтеза у растений. Во-первых, бактерии — единственные из фотосинтезирующих организмов — не способны использовать в качестве конечного восстановителя воду. Они используют другие восстановители, которыми могут быть органические молекулы или неорганические соединения серы, и, следовательно, [c.356]

    В биосфере происходит постоянный круговорот элементов при участии биотического и абиотического компонентов. Движущей силой круговоротов служит солнечная энергия, которую используют непосредственно фотосинтезирующие организмы и затем передают её другим представителям биотического компонента. [c.12]

    Приведенный состав глубинных газов должен был определять восстановительный характер атмосферы, и если в конце концов произошел переход к современной окислительной атмосфере, то ответственным за это фактором была жизнедеятельность фотосинтезирующих организмов. С момента появления жизни на Земле дальнейшая химическая эволюция внешних ее оболочек — атмосферы, гидросферы и верхней части литосферы -определялась главным образом биотой (под биотой понимают совокупность всех живых организмов). [c.49]

    Главным результатом деятельности фотосинтезирующих организмов на этом этапе эволюции было извлечение больших количеств СО из атмосферы. Выделявшийся фотосинтетический кислород первоначально должен был расходоваться на окисление восстановленных газов атмосферы и накопленных в водах древнего океана ионов Ре » и (растворимые соединения [c.50]

    Механизм защитного действия каротиноидов у фотосинтезирующих организмов заключается в следующем (рис. 88). Молекула хлорофилла, поглотившая свет, быстро (10 с) переносит энергию синглетного возбужденного состояния в реакционный центр. Из Ю поглощенных квантов света приблизительно 4 приводят к переходу молекулы хлорофилла в возбужденное триплетное состояние. Возникает возможность фотодинамического поражения. Каротиноиды могут участвовать в трех защитных реакциях 1) непосредственно тушить триплетное состояние хлорофилла, переводя его в основное состояние (рис. 88, А) возникающая при этом триплетная молекула каротиноида отдает избыточную энергию в виде тепла и возвращается в основное состояние 2) триплетный хлорофилл не гасится каротиноидами происходит его взаимодействие с О2, переводящее последний в возбужденное синглетное состояние синглетный кислород гасится каротиноидами (рис. 88, Б) 3) синглетный кислород, не подвергшийся гашению каротиноидами по физическому механизму, может взаимодействовать с ними в химической реакции, приводящей к окислению каротиноидов. Участие каротиноидов в любой из трех описанных выше реакций будет снижать уровень образования в клетке 0 . [c.339]

    Лишайники, представляющие собой симбиотическое соединение грибов и водорослей, вероятно, существовали с давних времен и, как уже ранее упоминалось, по-видимому, ответственны за превращения горных пород в почву. Водоросли являются фотосинтезирующими организмами, и они запасают энергию в форме углеводов, тогда как грибы оказывают воздействие на горную породу, запасаясь минеральными питательными веществами. Ввиду большой сложности структур и близкого объединения с минеральными силикатами к результатам химического анализа на содержание кремнезема необходимо относиться осторожно, но тем не менее сообщалось о том, что зола содержит 10—20 % кремнезема. Данные по воздействию лишайников на кварц не были подтверждены [4а]. [c.1011]

    Часть солнечной энергии доходит до Земли в виде фотонов света (квантов) — дискретной электромагнитной энергии. Только 0,1—1,0% этой энергии используют фотосинтезирующие организмы. В течение года даже из этого количества усвоенной энергии в процессе фотосинтеза образуется 164 млрд. т органической массы. Аккумулированная в органических веществах энергия широко используется в микробиологическом биосинтезе. В него, естественно, включаются и другие виды энергии, которые используют предприятия микробиологической промышленности (электричество, топливо). Человек употребляет в пищу главным образом органическую массу, полученную в сельскохозяйственном производстве, которая составляет 5% всей продукции фотосинтеза. Огромные богатства органических веществ содержат леса. Их продукция рассматривается как перспективное сырье для микробиологической промышленности. [c.8]

    Микроорганизмы, которые способны сами синтезировать органические вещества из СО2 в процессе хемо- или фотосинтеза, называют автотрофными, а микроорганизмы, для существования которых необходимы уже готовые органические вещества,— гетеротрофными. В круговороте углерода в природе принимают участие как авто-, так и гетеротрофные организмы, причем существует определенное равновесие между фиксирующими СО2 фотосинтезирующими организмами (главным образом растениями) и микроорганизмами, разрушающими органические соединения. Установлено, что ежегодно в процессе фотосинтеза из атмосферы потребляется примерно 60 млрд. т СО2 и такое же количество СО2 ежегодно образуется в процессах микробиологической минерализации.  [c.9]

    К вспомогательным фотосинтетическим пигментам, которые содержат все фотосинтезирующие организмы, относятся каротиноиды, большая группа химических соединений, представляющих собой продукт конденсации остатков изопрена  [c.268]

    Таким образом, фотосинтезирующие организмы, автотрофы, должны были возникнуть на Земле в тот период, когда ее атмосфера была восстановительной. Более того, если бы клетки не достигли высоко организованного и защищенного состояния, кислород атмосферы не дал бы возможности развиваться жизни, окисляя химические соединения, из которых должны были образоваться биологически функциональные молекулы. Существование в наше время анаэробных бактерий, анаэробного гликолиза свидетельствует о возникновении жизни в восстановительной атмосфере. Таким образом, само существование жизни указывает на биогенное происхождение современной окисленной атмосферы Земли. Геология и биология тесно связаны. [c.535]

    Для всех фотосинтезирующих организмов реакции фотосинтеза идут согласно следующему уравнению  [c. 118]

    Фотосинтез в океане происходит в сравнительно тонком верхнем слое мощностью 2-250 м (в среднем 40 м) — эуфотическом слое — слое жизни. Разные фотосинтезирующие организмы используют различные участки видимого светового спектра, что позволяет фотосинтезирующим бактериям и водорослям обитать на различной глубине водной толщи. [c.118]

    Организмы могут использовать не все виды энергии, существующей в природе. Недоступными для них являются ядерная, механическая, тепловая виды энергии. Чтобы теплота могла служить источником энергии, необходим большой перепад температур, который в живых организмах невозможен. Доступными для живых систем внешними источниками энергии (энергетическими ресурсами) являются электромагнитная (физическая) энергия (свет определенной длины волны) и химическая (восстановленные химические соединения). Способностью использовать энергию света обладает большая группа фотосинтезирующих организмов, в том числе и прокариот, имеющих фоторецепторные молекулы нескольких типов (хлорофиллы, каротиноиды, фикобилипротеины). Для [c.91]

    Возникновение атмосферы, содержащей О2, произошло значительно позднее и связано с жизнедеятельностью фотосинтезирующих организмов. Отсутствие свободного кислорода в первобытной атмосфере Земли имело принципиальное значение, поскольку органические вещества, образующиеся в этот период, не могли бы синтезироваться и сохраняться на протяжении геологических периодов в присутствии кислорода.  [c.189]

    Для абиогенного синтеза органических веществ в основном требовался ультрафиолет. Все известные в настоящее время фотосинтезирующие организмы используют в процессе фотосинтеза видимый и инфракрасный свет. Наиболее богатые энергией ультрафиолетовые лучи в фотосинтезе практически не используются (см. рис. 35). Это связано с фотохимическими эффектами разных частей спектра, рассмотренными ранее. [c.263]

    Пигментные наборы фотосинтезирующих эубактерий позволяют им использовать весь диапазон длин волн падающей на Землю солнечной энергии (рис. 71 см. рис. 35). Обращает внимание большое различие в спектрах поглощения у представителей разных групп фотосинтезирующих организмов и прежде всего существенные сдвиги в максимумах поглощения хлорофиллов в красной области спектра. Несомненно экологическое значение этого явления, позволяющего избегать конкуренции за свет между разными группами фотосинтезирующих организмов. Что же касается эволюции спектров поглощения хлорофиллов, то очевидна тенденция к перемещению в более коротковолновую часть спектра с более высоким энергетическим уровнем. [c.272]

    Что происходит после того, как вторичный акцептор захватывает электрон В фотосинтетической мембране в непосредственной близости от реакционного центра локализованы определенным образом ориентированные переносчики электронов, и по этим переносчикам электрон может возвращаться на свое место в молекуле хлорофилла. Последним переносчиком, с которого электроны поступают на хлорофилл реакционного центра, у фотосинтезирующих организмов в больщинстве случаев служат цитохромы типа с. Возвращение электрона — темновой процесс. Электрон [c.280]

    Выбор в качестве экзогенных доноров электронов восстановленных соединений серы обусловил определенную привязанность возникших фототрофных эубактерий к местам обитания, где эти соединения имеются. Колоссальное преимущество форм, которые, сохранив положительные моменты сформированного фотосинтетического аппарата, могли бы в качестве экзогенного донора электронов использовать повсеместно распространенное вещество, очевидно. Таким веществом является вода. Поэтому следующий принципиально важный шаг на пути эволюции фотосинтеза и фотосинтезирующих организмов — способность использовать воду в качестве донора электронов. [c.287]

    Первоначально молекулярный кислород появился внутри клетки, и это сразу же создало проблему взаимодействия клетки с О2. Очевидно, что у первых фотосинтезирующих организмов, продуцировавших молекулярный кислород, не было ферментных систем не только для выгодного использования этого акцептора, но и для его нейтрализации в клетке. Не было их также и у других существовавших анаэробных форм жизни. Поэтому можно предполагать, что первый тип взаимодействия с О2 базировался на резко отрицательном отношении к нему клетки. Пример этого — многочисленные данные по высокой токсичности молекулярного кислорода для современных облигатно анаэробных организмов.  [c.327]

    Красные водоросли и сине-зеленые водоросли (или бактерии) отличаются от всех других фотосинтезирующих организмов тем, что в качестве вспомогательных светоулавливающих пигментов они используют фикобилипротеины (гл. 5), которые локализованы в специфических структурах, называемых фико-,билисомами. Последние представляют собой макромолекулярные [c.354]

    Фотосинтез является непременным условием жизни растений и животных, будучи фактически самым крупномасштабным синтетическим процессом на Земле. Как считает П. Нобел, за год фотосинтезирующими организмами фиксируется и переводится в форму органических соединений около 5-10 г (50 млрд. т) углерода, причем большая часть его фиксируется фитопланктоном, живущим вблизи поверхности океанов. Это количество соответствует параллелепипеду, сложенному из фотосинтетиче-ских продуктов, с основанием 1 км и высотой несколько более 100 км. Источником углерода для фотосинтеза служит атмосферный СО2 (содержание в атмосфере составляет 0,03%), а также СО2 и НСОз растворенные в воде озер и океанов. Из продуктов фотосинтеза, кроме органических соединений, очень важное значение имеет кислород, необходимый для всех организмов, обладающих дыханием. Весь кислород, содержащийся в атмосфере, был образован путем фотосинтеза за несколько тысячелетий. [c.161]

    К 1880 г. относятся классические работы Виноградского, открывшего осуществляемые в природе темновые варианты хемосинтетической ассимиляции СО 2, сохранившиеся до сих пор на земле в жизненном цикле многих бактерий (пурпурных и зеленых серобактерий) потомков тех первичных безъядерных еще и бесхлорофилльных организмов, которые возникли в декембрийские времена. Эти бактерии анаэробны, так как возникли в эпоху, когда газовая оболочка земли еще не содержала свободного кислорода, и использовали при ассимиляции СО 2 не воду и фотопроцесс, а темповую реакцию со свободным водородом или водородом, отнимаемым от молекул НаЗ в результате в отличие от фотосинтезирующих организмов эти бактерии выделяют не свободный кислород, а серу, скопляющуюся в мощных природных отложениях. [c.340]

    На рис. 32 видно, что основные запасы приходятся на нефти, в которых п/ф 1 Вероятно, эти нефти образовались из ОВ, фоссилизация которого протекала в наиболее благоприятной окислительно-восстано-вительной обстановке. Примечательно, что низким генерационным потенциалом обладает ОВ, продуцирующее нефти с п/ф которого образуются нефти с п/ф > 2. Низкий потенциал ОВ с п/ф > > 2 объяснить нетрудно окисление исходного ОВ приводит к потере его основной массы, а также к глубокой перестройке его структуры, что и является причиной его низкого генерационного потенциала. Нефти, а чаще всего конденсат-ы, с таким высоким п/ф редко образуют крупные залежи. Эту особенность отмечали А.Э. Конторович и О.Ф. Стасова, Е.И. Бодунов и А.И. Изосимова, Не совсем понятна природа ОВ, которое служит источником нефтей с п/ф = 0,6. Возможно, его основой является биомасса с большим вкладом фотосинтезирующих организмов (и потому богатая хлорофиллом и фитолом), но по каким-то причинам слабо тран- [c.131]

    Наряду с использованием СОг, пурпурные и зеленые бактерии, а также нек-рые др. фотосинтезирующие организмы ассимилируют при Ф. орг. соед. (напр., уксусную и пирониноградпую к-ты). Мн. фотосинтезирующие бактерии способны также к фотоассимиляции N2. [c.633]

    Фотохимическое образование бактериями Нг является только одним из примеров разнообразных процессов фотометаболизма в фотосинтезирующих организмах [132а]. Другим примером такого рода служит происходящее под действием света поглощение ацетата пурпурными бактериями с превращением его в поли-р-оксибугират.  [c.61]

    Особенно большую опасность представляет цветение , вызьшаемое сипе-зелепыми и другими токсичными видами водорослей. Сине-зеленые водоросли играют особую роль в экосистемах современньк водоемов. Они занимают промежуточное положение между бактериями и растениями, так что их часто назьшают цианобактериями. Сине-зеленые водоросли появились па Земле более 3 млрд. лет назад, были первыми фотосинтезирующими организмами, образовавшими аэробную систему Земли. Сине-зеленые водоросли обладают колоссальным потенциалом размножения за 70 дней вегетационного периода одна клетка может дать 10 ° потомков. К благоприятным условиям для размножения сине-зеленьк водорослей относятся низкое содержание кислорода, т.е. более восстановительная среда. Сине-зеленые водоросли — единственные обитатели Земли, которые способны усваивать четыре вида газов СО, (фотосинтез, как у зеленых растений). О, (дькание), М, (азотфиксация), (как бактерии в процессах хемосинтеза). [c.40]

    Еще одно направление миграции кислорода связано с массо-обменом между атмосферой и океаносферой, аналогичным представленному на рис. 2.1. для диоксида углерода. В водах Мирового океана растворено 3-10 млн. км кислорода. По некоторым оценкам, в этот обмен ежегодно вовлекается примерно 6000 Гт кислорода. Это составляет всего лишь 0,5 % от содержания О2 в атмосфере, но примерно в 20 раз превышает его годичную эмиссию фотосинтезирующими организмами. [c.57]

    Сравните биомассу континентов и гидросферы (табл. 2.1) и объясните непропорционально большой вклад фотосинтезирующих организмов океаносферы в ассимиляцию диоксида углерода (табл. 2.2). [c.117]

    Восстановительный пентозофосфатный цикл, или цикл Кальвина, являющийся основным путем фиксации СО2 у всех высших фотосинтезирующих организмов, функционирует уже в группе пурпурных бактерий. У цианобактерий и прохлорофит это также основной путь фиксации СО2. Последовательность ферментативных реакций, приводящих к фиксации углекислоты и образованию из нее молекулы гексозы, была расшифрована М. Кальвином (M. alvin) с сотрудниками в 50-х гг. XX в. (рис. 77). Что в этом цикле нового, существенно отличающего его от всех реакций фиксации СО2 как гетеротрофной природы, так и функционирующих в восстановительном ЦТК Новая химическая природа акцептора. Акцепторами СО2 во всех до сих пор описанных реакциях были органические кислоты в обычной или активированной форме. В этом цикле впервые акцептором СО2 выступает вещество углеводной природы — активированная молекула пентозы. [c.294]

    Давно было известно, что на свету токсичность молекулярного кислорода для живых организмов повышается. Этому способствуют находящиеся в клетке вещества, поглощающие видимый свет, — фотосенсибилизаторы. Многие природные пигменты могут быть фотосенсибилизаторами. В клетках фотосинтезирующих организмов активными фотосенсибилизаторами являются хлорофиллы и фикобилипротеины. Окисление биологически важных молекул под влиянием видимого света в присутствии молекулярного кислорода и фотосенсибилизатора получило название фотодинами-ческого эффекта.  [c.333]

    Клетки содержат вещества, выполняющие функцию тущения синглетного кислорода и понижающие возможность структурных и иных повреждений, вызываемых им. Одним из тущителей синглетного кислорода служат каротиноиды, защищающие фотосинтезирующие организмы от летальных эффектов, фотосен-сибилизируемых хлорофиллом. Перехватчиками 02 являются также различные биологически активные соединения липиды, аминокислоты, нуклеотиды, токоферолы и др. [c.334]

The Colonization of Land | Protocol (Translated to Russian)

33.3: Колонизация суши

Изменения в окружающей среде на ранней Земле стимулировали эволюцию организмов. Когда прокариотические организмы в океанах начали фотосинтез, они вырабатывали кислород. В конце концов, кислород насыщал океаны и попал в воздух, что привело к увеличению концентрации кислорода в атмосфере, известному как кислородная революция примерно 2,3 миллиарда лет назад. Следовательно, у организмов, которые могли использовать кислород для клеточного дыхания, было преимущество. Более полутора лет назад также начали появляться эукариотические клетки и многоклеточные организмы. Изначально все эти виды обитали в океанах Земли.

Первыми организмами, которые жили на суше, были фотосинтезирующие прокариоты, населявшие влажную среду у берегов океана. Несмотря на недостаток воды, земная среда обеспечивала изобилие солнечного света и углекислого газа для фотосинтеза. Около 500 миллионов лет назад предки современных растений могли заселять более сухую среду, но они нуждались в адаптации, чтобы предотвратить обезвоживание. Они разработали методы размножения, которые не зависели от воды и защищали эмбрионы от высыхания. Эти ранние растения также развили сосудистую систему, которая включала корни для получения воды и питательных веществ и побеги для получения солнечного света и углекислого газа.

Похоже, что растения и грибы заселили землю одновременно. Их совместная эволюция на сушу является результатом взаимовыгодных отношений между многими растениями и грибами, наблюдаемыми как в современных организмах, так и в некоторых из самых ранних окаменелостей растений; Грибы способствуют усвоению питательных веществ и воды, получая при этом пользу от питательных веществ, обеспечиваемых растением. & Nbsp;

Членистоногие были первым видом животных, колонизировавшим землю, около 450 миллионов лет назад. Первые четвероногие позже эволюционировали, чтобы жить на суше, найдя изобилие пищи в растениях, которые колонизировали землю. Амфибии доминировали среди наземных животных на протяжении 100 миллионов лет. Позже динозавры, а затем и млекопитающие станут самыми многочисленными наземными животными.

Литература для дополнительного чтения

Delwiche, Charles Francis, and Endymion Dante Cooper. “The Evolutionary Origin of a Terrestrial Flora.” Current Biology 25, no. 19 (October 5, 2015): R899–910. [Source]

Jill Harrison C. “Development and Genetics in the Evolution of Land Plant Body Plans.” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 372, no. 1713 (February 5, 2017): 20150490. [Source]

История Земли и методы исследования

Историю Земли изуча­ют разнообразными методами. Самый распространенный метод, с помощью которого определяют возраст слоев земли, – радиоизотопный – по периоду радиоактивного полураспада урана, превращающегося в свинец. Очень важными для восстановления истории Земли являются биогенные осадочные породы, состоящие из остатков животных и растительных организмов или продук­тов их жизнедеятельности. Более поздние отрез­ки истории Земли и жизни на ней исследуют по находкам окаменевших организмов или их твердых частей – фрагментов скелета, костей и зубов, дающих возможность восстановить внешний облик растения или животного, установить его систематическую принадлежность, определить возраст и период существования.

История развития Земли. Ученые разделяют историю Земли на длительные промежутки времени – эры. Эры подразделяют на периоды, периоды – на эпохи, эпохи – на века.

Эры:

1. Архейская

2. Протерозойская

3. Палеозойская

4. Мезозойская

5. Кайнозойская

Выделяют два главных периода: время скрытой жизни, когда эволюционировали одноклеточ­ные организмы, возникли лишенные скелета многоклеточные животные и водоросли; гораздо более короткий период эволю­ции высших растений и животных с твердым скелетом. Палеонтология – наука об ископаемых организмах.

Развитие жизни в архейскую эру. В архейскую эру появились живые белковые вещества без ядра и оболочки, в виде сгущенных капелек. Они поглощали всем телом растворенные в воде органические вещества, поэтому первые живые организмы считались гетеротрофами. В архейскую эру существовали прокариоты – сине-зеленые водоросли и бактерии, которые не имели выделенного ядра, но они были способны к размножению. Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариоты – сине-зеленые водоросли. В атмосферу из океана стал выделяться свободный кислород. Развитие жизни в протерозойскую эру. Самая длительная эра в истории Земли. В этот период появились свободноплавающие и прикрепленные ко дну виды многоклеточных зеленых водорослей. Тело некоторых форм водорослей, прикрепленных ко дну, было разделено на части, из которых в дальнейшем развивались органы. Зеленые водоросли выделяли в атмосферу много кислорода, тем самым способствовали дыханию животных. В протерозойских отложениях найдены в основном морские кишечнополостные, губки, кольчатые черви, моллюски и членистоногих.

Фанерозой (от греч. фаерос – явный и зое – живое существо) – время сущест­вования многоклеточных животных и растений. Начался он с появлением огромного количества разнообразных моллюсков и других морских бес­позвоночных с твердым панцирем.

Палеозой и Мезозой – в этот исторический промежуток развития Земли произошла интенсив­ная эволюция многоклеточных животных. В резуль­тате появились представители всех современных типов и классов царств животных и растений. При­чем эволюция во времени четко шла от примитивных организмов к более сложным. Например, первые хордовые появились в Кембрии, бесчелюстные рыбообразные – в Ордовике, челюстные рыбы и амфибии – в Девоне, рептилии – в Карбоне, примитивные яйцекладущие млекопи­тающие – в Триасе и птицы – в Юре. Такая же ситуация и с растениями. Первые сосудистые растения по­явились в Ордовике, древовидные папоротники господ­ствовали на Земле на границе Палеозоя и Мезозоя, расцвет голосеменных – Триасовый и Юрский периоды, а начало расцвета цветковых растений пришлось на Меловой период. Огромное значение в эволюции животных и растений имеет выход живых организмов на сушу в Силуре, когда первопоселенцами стали примитивные сосудистые растения и членистоногие (скорпионы и пауки), а затем в Девоне и Карбоне сушу заселили амфибии и рептилии.

Кайнозой – это время развития современной фауны и флоры. В эту эру максимальное развитие получили млекопитающие, птицы, костистые рыбы, насекомые и цветковые растения. Древняя часть Кайнозоя, или третичный период, – в это время образовались современные семейства и роды птиц и млекопитающих. Современный этап развития Земли – четвертичный период – в это время образовалось большинство современных видов птиц и млекопитающих, появился вид Homo sapiens. Именно поэтому этот период еще называют антропогеном (от греч. антропос – человек и генезис).

Кислородный фотосинтез состарили на миллиард лет. Ключевой для распространения жизни на Земле вид фотосинтеза мог появиться не 2,5 миллиарда лет назад, а гораздо раньше — Наука

Фотосинтез — это ключевой для возникновения жизни на Земле процесс, в ходе которого организмы преобразуют энергию света в энергию химических связей. Именно благодаря фотосинтезу на нашей планете появилось достаточно кислорода для существования большого количества форм жизни. Поэтому ученые уделяют много внимания тому, как и когда земные организмы начали его использовать.

Ученые делят фотосинтез на два вида — оксигенный и аноксигенный. Первый используют почти все организмы, которые умеют фотосинтезировать. Для этого процесса нужна вода — она служит донором электронов. Получившийся при расщеплении воды кислород использующие такой вид фотосинтеза выбрасывают как отходы, обогащая при этом атмосферу. При втором варианте фотосинтеза вода не нужна, потому что в этом случае источником электронов становятся другие вещества, например сероводород. В этом случае кислород после фотосинтеза не образуется.

Авторы нового исследования изучили бактерию Heliobacterium modesticaldum, которая использует бескислородный фотосинтез. Ее фотосинтезирующая система устроена примитивно, но, тем не менее, ученые нашли в ней кальций-связывающий участок, назначение которого неясно. Рядом особенностей этот участок напомнил исследователям водоокисляющий комплекс (ВОК) — инструмент, который входит в фотосистему II, напоминающую фабрику по превращению воды в источник электронов, нужных для дальнейших процессов запасания энергии и синтеза органики. ВОК нужен, чтобы окислять воду, то есть расщеплять ее. Но H. modesticaldum вода для фотосинтеза не нужна — они используют его бескислородную версию.

Ученые считают, что ВОК, точнее кальций-связывающий участок, похожий на ВОК, бактерия приобрела по наследству от общего предка с цианобактериями. Как считается, они были первыми организмами, которые освоили оксигенный фотосинтез 2,5 миллиарда лет назад, а миллиард лет до этого весь фотосинтез был только аноксигенным. Результаты исследования показывают, что структуры, похожие на те, что нужны для расщепления воды, и значит, нужные при оксигенном фотосинтезе, появились еще до того, как предки H. modesticaldum разошлись с общим предком цианобактерий.

По мнению авторов, это значит, что оксигенный фотосинтез появился до появления цианобактерий. Возможно, на миллиард лет раньше.

 Максим Абдулаев

Архейская эра — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

Архейская эра (эра древней жизни) началась \(3,5\) млрд лет назад.

 

Появившиеся в начале архейской эры живые организмы были анаэробными гетеротрофами и питались готовыми органическими веществами, содержащимися в океане. Вероятнее всего, первыми живыми организмами были примитивные прокариоты.

 

Постепенно запасы абиогенных органических веществ уменьшались. Это привело к обострению конкуренции между организмами, усложнению их строения и возникновению новых способов обмена веществ.

 

Земля в архейскую эру

Возникновение автотрофных организмов

Около \(3\) млрд лет назад произошёл важнейший ароморфоз — возникновение автотрофного питания (хемосинтеза и фотосинтеза), т. е. способности синтезировать органические вещества из неорганических.

 

Автотрофные фотосинтезирующие прокариоты (цианобактерии) выделяли свободный кислород. Его накопление изменило атмосферу и оказало решающее влияние на всю дальнейшую эволюцию живого. Наличие кислорода привело к появлению более выгодного кислородного типа обмена веществ и возникновению аэробных организмов.

Возникновение эукариот

Следующий важнейший этап эволюции — появление около \(1,5\) млрд лет назад эукариотических одноклеточных организмов. Большинство учёных считает, что первые эукариотические клетки возникли из прокариотических.

 

Авторы аутогенной гипотезы предполагают, что клеточные органоиды возникли путём впячивания и отделения участков наружной мембраны с частями цитоплазмы, содержащей ДНК.

 

Авторы симбиотической гипотезы утверждают, что эукариотическая клетка возникла в результате нескольких симбиозов. Исходной была прокариотическая клетка, способная к амебоидному движению. Она заглатывала более мелкие клетки, которые не переваривались, а постепенно превращались в различные органоиды.

Возникновение полового процесса

Дальнейшая эволюция одноклеточных эукариот привела к появлению полового процесса, который значительно увеличил разнообразие живых организмов и ускорил их дальнейшее эволюционное развитие.

Возникновение многоклеточности

Некоторые учёные предполагают, что первые многоклеточные организмы произошли от колониальных жгутиковых (типа вольвокса). Многоклеточность привела к дальнейшему усложнению жизни: дифференциации клеток и образованию тканей, возникновению органов и систем органов. Многоклеточные организмы обладали рядом преимуществ по сравнению с одноклеточными. Они были способны к более длительному существованию и к активному передвижению, имели больше возможностей для добывания и переваривания пищи.

Источники:

http://лента-времени.рустрана.рф/maps/archey.jpg

Дальнейшее развитие жизни

С появлением надежного механизма воспроизведения генетической информации процесс возникновения жизни завершился. Эра химической эволюции закончилась, наступила эра эволюции биологической. Организмам уже было недостаточно просто выжить — отбор среди клеток шел по способности получать энергию более эффективным путем и обращать ее на свое воспроизводство.

В течение длительного времени все организмы были гетеротрофными. Пищей им служили готовые органические вещества, накопленные в океане, либо другие гетеротрофные организмы.

Первыми организмами были, по всей вероятности, примитивные бактерии, окаменелые остатки и следы жизнедеятельности которых обнаружены в осадочных породах возрастом около 3,5 млрд лет. Судя по окаменелым остаткам, они имели палочковидную форму и напоминали современных бактерий.

При электронно-микроскопическом изучении у них выявлена двухслойная клеточная стенка, подобная клеточной стенке многих современных бактерий. Если найденные в породах остатки действительно принадлежат прокариотам или являются продуктами их жизнедеятельности, это значит, что к этому времени уже были сформированы некоторые типы жизни. Таким образом, можно предположить, что жизнь возникла в промежутке между 3,5 и 4,6 млрд лет тому назад. Единственными живыми существами на Земле в это время были примитивные микроорганизмы.

Запасы абиогенных органических веществ в «первичном бульоне» постепенно уменьшались. В связи с этим дальнейшее существование жизни оказалось под вопросом. Эта проблема разрешилась с развитием у организмов автотрофности, т.е. способности синтезировать питательные вещества из неорганических соединений.

Первые автотрофные организмы возникли около 3 млрд лет назад. Это были анаэробные бактерии, предшественники современных фотосинтезирующих бактерий. Они, вероятно, осуществляли одностадийный фотосинтез, характерный для современных анаэробных серных пурпурных бактерий, которые на свету окисляют сероводород до сульфатов, а высвобождающийся в результате реакции водород используется для восстановления углекислого газа до углеводов. Источником атомов водорода могли быть и органические соединения. Кислород в процессе фотосинтеза такого типа не выделяется.

Следующим шагом эволюции было приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать воду в качестве источника атомов водорода. Автотрофное усвоение углекислого газа такими организмами сопровождалось выделением кислорода. Первыми фотосинтезирующими организмами, осуществляющими двустадийный фотосинтез с выделением

кислорода, были цианобактерии. Кроме того, цианобактерии способны использовать атмосферный азот, поэтому могли существовать в среде, полностью лишенной органических углеродистых и азотистых соединений.

Кислород, выделяемый цианобактериями, вначале поглощался земной корой, в которой происходили интенсивные процессы окисления. По имеющимся геологическим данным, содержание кислорода в воздухе в то время составляло всего 1 % от его содержания в современной атмосфере. Поскольку цианобактерии возникли в период, когда концентрация кислорода в атмосфере колебалась, вполне допустимо, что они являются промежуточными организмами между анаэробами и аэробами.

Последствия фотосинтезирующей деятельности первичных одноклеточных организмов оказали решающее влияние на всю дальнейшую эволюцию живого. Во-первых, организмы были освобождены от конкуренции за природные запасы абиогенных органических веществ, количество которых в среде значительно сократилось. С развитием автотрофного питания были созданы условия для появления громадного разнообразия автотрофных и гетеротрофных организмов.

Во-вторых, атмосфера насытилась достаточным количеством свободного кислорода. В его присутствии появилась возможность энергетически более выгодного кислородного типа обмена веществ, что способствовало появлению аэробных бактерий.

В-третьих, в верхней части атмосферы образовался озоновый экран, защищающий земную жизнь от губительного ультрафиолетового излучения космоса. В дальнейшем это способствовало выходу живых организмов из водной среды на сушу.

Таким образом, появление в атмосфере свободного кислорода обеспечило развитие многочисленных новых форм живых организмов и более широкое использование ими компонентов окружающей среды.

Следующий важный этап эволюции — появление эукариотических одноклеточных организмов. Предположительно это произошло около 1,5 млрд лет тому назад.

Относительно того, каким образом возникли эукариоты, существует две гипотезы.

Аутогенная гипотеза предполагает, что эукариотическая клетка возникла путем дифференциации исходной прокариотической клетки. Вначале образовалась наружная мембрана, потом из ее впячиваний сформировались отдельные структуры, давшие начало клеточным органеллам.

Другая гипотеза — симбиотическая. Впервые идею симбиогенеза выдвинул русский ученый А.С. Фоминцын, а детально ее разработала американская исследовательница Лин С. Маргулис. Согласно симбиотической гипотезе эукариотическая клетка возникла в результате нескольких последовательных симбиозов. Исходной клеткой была амебовидная гетеротрофная клетка, которая питалась более мелкими клетками, в том числе аэробными бактериями (рис. 5.5). Эти бактерии были способны функционировать и внутри клетки-хозяина, производя энергию. Те крупные амебовидные клетки, в теле которых аэробные бактерии оставались невредимыми, оказались в более выгодном положении, чем клетки, продолжавшие получать энергию анаэробным путем — посредством брожения. В дальнейшем аэробные бактерии превратились в митохондрии. Затем такая симбиотическая прокариотическая клетка вступила в симбиоз со спирахетоподобной бактерией, из которой сформировались центриоли, реснички и жгутики. В результате подвижность такого организма и его способность к нахождению пищи резко возросли. Постепенно в цитоплазме происходило обособление ядра (признак эукариот). Ядерная клетка с простейшим набором органелл явилась исходной формой для возникновения одноклеточных жгутиконосцев, которые могли послужить базой для образования царства грибов и животных.

Подвижные эукариоты, вступив в симбиоз с цианобактериями, явились основой для возникновения фотосинтезирующих жгутиконосцев

Дальнейшая эволюция одноклеточных эукариотических организмов привела к возникновению диплоидности и полового процесса. Создание многочисленных комбинаций генов способствовало появлению значительного разнообразия живых организмов, которые быстро размножились на планете. Однако их возможности в освоении среды обитания ограничены. Одноклеточные организмы не могут расти беспредельно. Объясняется это тем, что кислород для дыхания они потребляют всей поверхностью тела. При увеличении размеров клетки ее поверхность возрастает в квадратичной зависимости, а объем — в кубической. Поэтому в большом одноклеточном организме будет наблюдаться постоянный дефицит кислорода и, как следствие, — недостаток энергии. По другому пути шел эволюционный процесс, связанный с появлением и развитием многоклеточных организмов.

Первые живые организмы на Земле были гетеротрофами. На определенном этапе эволюции часть организмов перешла к фототрофности. Возникновение процесса фотосинтеза имело огромное влияние на дальнейший ход эволюции. Примерно 1,5 млрд лет тому назад из доядерных организмов возникли ядерные, дальнейшая эволюция которых привела к возникновению диплоидности, полового процесса и многоклеточности.

Когда появились первые дуновения кислорода на Земле?

Сегодняшнее изменение климата не может сравниться с химической войной, развязанной на Земле более 2 миллиардов лет назад.

До того, как растения открыли силу фотосинтеза, одноклеточная жизнь существовала за счет химических веществ, а не солнечного света, сжигая водород, метан и серу, среди других вкусных соединений. Эти «анаэробы», которые живут без кислорода, были отравлены, когда сине-зеленые водоросли, называемые цианобактериями, развили фотосинтез и начали выдыхать кислород.Этот высокореактивный газ соединяется с металлами и белками в анаэробных клетках, убивая их. Но цианобактерии процветали, превращая солнечный свет в сахар и выделяя кислород в качестве отходов.

Уровень кислорода в горных породах внезапно повышается 2,5 миллиарда лет назад — всплеск, названный «Великим окислительным событием». Этот скачок долгое время считался доказательством того, когда цианобактерии развили фотосинтез. Но исследование, опубликованное сегодня (23 марта) в журнале Nature Geoscience, объединяет растущий объем данных, свидетельствующих о том, что первые любители солнца появились задолго до этого скачка кислорода.[7 теорий происхождения жизни]

Многие исследователи теперь считают, что первые фотосинтезирующие организмы жили на Земле 3 миллиарда лет назад. И подобно реставраторам искусства, которые находят скрытое изображение под картиной старого мастера, эти ученые открывают новую картину первого дыхания Земли.

Тяжелые металлы

В новом исследовании геохимик Йельского университета Ноа Планавски и его коллеги проанализировали уровни молибдена и железа в породах возрастом 2,95 миллиарда лет из Южной Африки.Камни лежали в воде на мелководье у берега. Металлы служат маркерами фотосинтеза. По словам Планавского, изотопы молибдена или элементы с тем же числом протонов, но другим числом нейтронов отслеживают окисление марганца, процесс, который требует высокого уровня кислорода.

Химические следы в породах супергруппы Понгола указывают на то, что цианобактерии производили кислород в поверхностных водах океана, сказал Планавский. «Наше исследование говорит вам, что в океанах было локализованное производство цианобактерий», — сказал он в интервью «Нашей удивительной планете» Live Science.

В другом недавнем исследовании, также на скалах Понгола в Южной Африке, ученые изучили изотопы хрома для оценки уровня кислорода в атмосфере 3 миллиарда лет назад. Результаты показывают, что содержание кислорода в атмосфере примерно в 100000 раз выше, чем можно объяснить небиологическими химическими реакциями, согласно исследованию, опубликованному 26 сентября 2013 года в журнале Nature.

«Эти два исследования дополняют друг друга», — сказал Планавский. «Мы предоставляем независимые доказательства присутствия цианобактерий.Мы отслеживаем процессы на поверхности океана, и они отслеживают земные процессы ».

Окаменелые следы ряби на скале супергруппы Понгола возрастом 2,9 миллиарда лет в Южной Африке. Эти следы волн отражают влияние микробной жизни на водные течения. Исследования показывают что такая рябь образуется в течение года в зоне умеренного климата с преобладанием штормов. (Изображение предоставлено Нора Ноффке)

Однако Вудворд Фишер, геобиолог из Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния, предупреждает, что методы обнаружения следов металлов необходимы дальнейшая проверка.Обоим аналитическим методам всего около десяти лет, и они испытываются на очень старых породах. «Качество наших интерпретаций, полученных на их основе, остается немного неопределенным», — сказал Фишер, не участвовавший ни в одном исследовании. «Честно говоря, сегодня мы не понимаем цикл молибдена и хрома».

Что было первым?

По мере появления более чувствительных методов заглядывания в глубокое время возникла новая дискуссия: сделали ли микробы первое дыхание нашей планеты, или изменения окружающей среды подтолкнули планету к насыщению кислородом?

Новые данные свидетельствуют о том, что уровень кислорода изменился на американских горках за 500 миллионов лет между тем, когда первые цианобактерии развили фотосинтез, и Великим окислительным событием. Это долгий срок для жизни — примерно столько же, сколько между первыми трилобитами Земли и людьми.

Некоторые исследователи считают, что сама Земля сыграла роль в повышении уровня кислорода по мере увеличения размеров континентов. Эрозия коры и меняющаяся природа вулканов — большие континенты означают больше извержений с суши, выбрасывающих в атмосферу газ, а не подводных взрывов. Эти геологические сдвиги могли подтолкнуть атмосферу Земли к кислороду вместе с цианобактериями.

«Что действительно захватывает в этом, так это относительная роль биологической эволюции по сравнению с геологической эволюцией в основных поворотных моментах в истории Земли», — сказал Планавский. «Это то, что движет нашими исследованиями».

Электронная почта Becky Oskin или подписаться на нее @beckyoskin . Следуйте за нами @OAPlanet , Facebook и Google+ . Оригинальная статья на Live Science’s Our Amazing Planet.

Фотосинтез возник на миллиард лет раньше, чем мы думали, показывает исследование — ScienceDaily

Возможно, первыми производящими кислород микробами не были цианобактерии.

Древние микробы, возможно, производили кислород посредством фотосинтеза на миллиард лет раньше, чем мы думали, что означает, что кислород был доступен для живых организмов, очень близких к происхождению жизни на Земле. В новой статье в Heliyon исследователь из Имперского колледжа Лондона изучил молекулярные машины, ответственные за фотосинтез, и обнаружил, что этот процесс, возможно, развивался до 3 лет.6 миллиардов лет назад.

Автор исследования, доктор Танай Кардона, говорит, что исследование может помочь разрешить споры о том, когда организмы начали производить кислород — то, что было жизненно важным для эволюции жизни на Земле. Это также предполагает, что микроорганизмы, которые, как мы раньше считали, первыми производили кислород — цианобактерии — эволюционировали позже, и что более простые бактерии сначала производили кислород.

«Мои результаты означают, что процесс, который поддерживает сегодня почти всю жизнь на Земле, возможно, продолжался намного дольше, чем мы думаем», — сказал д-р.Кардона. «Возможно, именно ранняя доступность кислорода позволила микробам диверсифицироваться и доминировать в мире на протяжении миллиардов лет. Что позволило микробам вырваться из колыбели, в которой зародилась жизнь, и завоевать все уголки этого мира более 3 миллиардов лет назад. . »

Фотосинтез — это процесс, поддерживающий сложную жизнь на Земле. Весь кислород на нашей планете поступает в результате фотосинтеза. Есть два типа фотосинтеза: оксигенный и аноксигенный. Кислородный фотосинтез использует световую энергию для расщепления молекул воды с высвобождением кислорода, электронов и протонов.В аноксигенном фотосинтезе вместо воды используются такие соединения, как сероводород или минералы, такие как железо или мышьяк, и он не производит кислород.

Ранее ученые полагали, что аноксигенный возник задолго до кислородного фотосинтеза, и что атмосфера Земли не содержала кислорода примерно 2,4–3 миллиарда лет назад. Однако новое исследование предполагает, что происхождение оксигенного фотосинтеза могло быть на миллиард лет раньше, а это означает, что сложная жизнь могла развиться и раньше.

Доктор Кардона хотел выяснить, когда возник кислородный фотосинтез. Вместо того чтобы пытаться обнаружить кислород в древних породах, как это делалось ранее, он заглянул глубоко внутрь молекулярных машин, которые осуществляют фотосинтез — это сложные ферменты, называемые фотосистемами. И кислородный, и аноксигенный фотосинтез используют фермент под названием Фотосистема I. Ядро фермента выглядит по-разному в двух типах фотосинтеза, и, изучив, как давно эти гены эволюционировали, чтобы быть разными, д-р.Кардона могла работать, когда впервые произошел окислительный фотосинтез.

Он обнаружил, что различия в генах могли иметь место более 3,4 миллиарда лет назад — задолго до того, как считалось, что кислород впервые был произведен на Земле. Это также произошло задолго до того, как появились цианобактерии — микробы, которые считались первыми организмами, вырабатывающими кислород. Это означает, что должны были существовать предшественники, такие как ранние бактерии, которые с тех пор эволюционировали, чтобы вместо этого проводить аноксигенный фотосинтез.

«Это первый раз, когда кто-то пытается определить время эволюции фотосистем», — сказал д-р Кардона. «Результат намекает на возможность того, что оксигенный фотосинтез, процесс, который произвел весь кислород на Земле, на самом деле начался на очень ранней стадии эволюционной истории жизни — он помогает разрешить одно из самых больших противоречий в современной биологии».

Одно удивительное открытие заключалось в том, что эволюция фотосистемы не была линейной. Фотосистемы, как известно, эволюционируют очень медленно — они эволюционировали с тех пор, как появились как минимум 2 цианобактерии.4 миллиарда лет назад. Но когда доктор Кардона использовал эту медленную скорость эволюции для расчета происхождения фотосинтеза, он пришел к дате, которая была старше самой Земли. Это означает, что вначале фотосистема должна была развиваться намного быстрее — недавние исследования предполагают, что планета стала более горячей.

«Мы все еще многого не знаем о том, почему жизнь такая, какая она есть, и как возник большинство биологических процессов», — сказал д-р Кардона. «Иногда наши наиболее обоснованные предположения даже близко не отражают того, что действительно произошло так давно.«

Доктор Кардона надеется, что его открытия также помогут ученым, ищущим жизнь на других планетах, ответить на некоторые из их самых важных вопросов.

История Источник:

Материалы предоставлены Elsevier . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

древних горных пород зафиксировали первые свидетельства фотосинтеза, который произвел кислород

Новое исследование показывает, что железосодержащие породы, образовавшиеся на дне океана 3.2 миллиарда лет назад несли безошибочные доказательства наличия кислорода. Единственный логический источник этого кислорода — это самый ранний известный пример фотосинтеза живыми организмами, говорят геологи из Университета Висконсина в Мэдисоне.

Кларк Джонсон

«Скала, образовавшаяся 3,4 миллиарда лет назад, показала, что океан практически не содержал свободного кислорода», — говорит Кларк Джонсон, профессор геолого-геофизических наук в UW-Мэдисоне и член Института астробиологии НАСА. «Недавние исследования показали небольшое увеличение содержания кислорода через 3 миллиарда лет.Изученным нами породам 3,23 миллиарда лет, они довольно хорошо сохранились, и мы полагаем, что они обнаруживают определенные признаки кислорода в океанах намного раньше, чем предыдущие открытия ».

Наиболее разумным кандидатом на высвобождение кислорода, содержащегося в оксиде железа, являются цианобактерии, примитивные фотосинтезирующие организмы, обитавшие в древнем океане. Самые ранние свидетельства существования жизни датируются 3,5 миллиардами лет, поэтому кислородный фотосинтез мог развиться относительно вскоре после самой жизни.

До недавнего времени общепринятое мнение в геологии считало, что кислород был редкостью до «великого события оксигенации» 2,4–2,2 миллиарда лет назад.

Изучаемые породы, называемые яшмой, состоящие из оксида железа и кварца, имеют регулярные полосы, вызванные изменениями состава сформировавших их отложений. Чтобы обнаружить кислород, ученые UW-Madison измерили изотопы железа с помощью сложного масс-спектрометра, надеясь определить, сколько кислорода необходимо для образования оксидов железа.

Аарон Саткоски держит образец, вырезанный из образца керна горной породы возрастом 3,23 миллиарда лет, найденного в Южной Африке. Полосы показывают различные типы отложений, падающих на дно океана и затвердевающих в скалах.

Фото: Дэвид Тененбаум

«Оксиды железа, содержащиеся в мелкозернистых, глубоких отложениях, которые образовались ниже уровня волнового возмущения, образованного в воде с очень небольшим количеством кислорода», — говорит первый автор Аарон Саткоски, младший научный сотрудник отдела геолого-геофизических исследований.Но более зернистая порода, образовавшаяся из мелкого, перемешанного волной осадка, выглядит ржавой и содержит оксид железа, для образования которого требуется гораздо больше кислорода.

По словам Саткоски, визуальные доказательства были подтверждены измерениями изотопов железа.

Исследование финансировалось НАСА и опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Образцы, предоставленные сотрудником Йоханнесбургского университета Николасом Бёкесом, происходили из геологически стабильного региона на востоке Южной Африки.

Поскольку образцы были взяты из одного керна, ученые не могут доказать, что фотосинтез был широко распространен в то время, но когда он развился, он, вероятно, распространился. «Развитие кислородного фотосинтеза вызвало эволюционное давление», — говорит Джонсон. «Как только вы создадите достаточно сложный клеточный механизм, ваш запас энергии станет неисчерпаемым. Для жизни вам нужны только солнце, вода и углекислый газ ».

Другие организмы развили формы фотосинтеза, которые не высвобождали кислород, но они полагались на минералы, растворенные в горячей грунтовой воде — гораздо менее богатый источник, чем океанская вода, добавляет Джонсон. И хотя кислород определенно присутствовал в мелководном океане 3,2 миллиарда лет назад, его концентрация оценивалась лишь в 0,1 процента от концентрации в сегодняшних океанах.

Аарон Саткоски изображен с масс-спектрометром высокого разрешения, используемым для анализа образцов горных пород из Южной Африки, которые отодвигают дату первого кислородного фотосинтеза на 3,23 миллиарда лет назад.

Фото: Дэвид Тененбаум

Подтверждение результатов по железу было получено в результате исследований урана и продуктов его распада в образцах, — говорит соавтор исследования Брайан Бирд, старший научный сотрудник UW-Madison.«Уран растворим только в окисленной форме, поэтому уран в отложениях должен был содержать кислород при затвердевании породы».

Измерения свинца, образовавшегося в результате радиоактивного распада урана, показали, что уран попал в образец породы 3,2 миллиарда лет назад. «Это была независимая проверка того, что уран не добавлялся в последнее время. Он стар, как скала; это оригинальный материал », — говорит Бирд.

«Мы пытаемся определить возраст, когда начал происходить кислородный фотосинтез бактериями», — говорит он.«Цианобактерии могли жить на мелководье, заниматься фотосинтезом, производя кислород, но кислород не обязательно был в атмосфере или глубоком океане».

Однако фотосинтез был изящной уловкой, и рано или поздно он начал распространяться, говорит Джонсон. «Когда жизнь получает кислородный фотосинтез, небо становится пределом. Нет причин ожидать, что он не повсюду ».

История

История

Истоки фотосинтеза

T Первая жизнь на Земле началась более 3-х лет.8 миллиардов лет назад с отдельными клетками, не содержащими ядер, известными как прокариот . Эти первые живые клетки были гетеротрофами , что означает, что они зависели от внешних источников питания. К сегодняшним гетеротрофам относятся все животные и некоторые грибы, которые глотают или поглощают пищу из окружающей среды. До того, как жизнь стала изобильной, гетеротрофия представляла проблему для выживания: по мере роста прокариот они ели больше, а источники пищи рядом с ними сокращались, что ограничивало их способность к выживанию.

Фотосинтез — это процесс, при котором растения, водоросли и некоторые бактерии сами производят пищу, используя только солнечный свет и соединения, содержащиеся в окружающем воздухе и воде. С развитием автотрофизма источники питания могут увеличиваться или уменьшаться в зависимости от потребностей клеток, в зависимости только от основных факторов окружающей среды. Все формы жизни так или иначе зависят от питания, получаемого из растений и водорослей.

Вся жизнь зависит от фотосинтезирующих организмов для непрерывного выделения свободного кислорода в воздух.Когда зародилась жизнь, в атмосфере не было свободного кислорода. Фотосинтез выделяет кислород в воздух через темные реакции и делает его доступным для использования другой жизнью. По мере того, как число автотрофов увеличивалось, выделялось все больше кислорода. Они продолжают поддерживать атмосферу, которой мы дышим сейчас. Полосы окисленного минерального железа, обнаруженные в породах, датируемых 3 миллиардами лет назад, служат для ученых доказательством того, что кислород образуется в воздухе в результате фотосинтеза.

Первые живые клетки, вероятно, существовали одни в течение 2 миллиардов лет в водной среде.За это время у этих водных организмов развился фотосинтез, сначала с использованием пигментов хлорофилла а и фикобиллинов для производства их питательных веществ, а затем с развитием дополнительных пигментов, таких как хлорофилл b. Водные автотрофы продолжали диверсифицироваться и превращаться в водоросли и бактерии с лучшими способами использования солнечного света, фильтруемого через воду.

Организмы смогли вырасти из отдельных клеток без отдельного ядра в организованные тела в процессе эндосимбиоза , когда большая гетеротрофная клетка поглощает маленькую автотрофную бактериальную клетку.Гетеротрофная клетка не переваривала бактерии, а вместо этого использовала питательные вещества, полученные в результате фотосинтеза, для поддержания симбиотических отношений. После того, как произошло это первое поглощение, большая клетка может быть инвагинирована еще большей клеткой, создав митохондрии или электростанции клеток. Ученые считают, что это механизм, с помощью которого вся жизнь первоначально эволюционировала от одноклеточной к многоклеточной со специализированной организацией тканей.

Перемещение автотрофов на сушу, которое произошло примерно 425 миллионов лет назад, было связано как с преимуществами, так и с рисками.Этот шаг был бы невозможен, если бы не продукты свободного кислорода, испускаемые исходными водными автотрофами, которые создавали защитный озоновый слой (O 3 ) для фильтрации опасного ультрафиолетового излучения. У растений появились очень специализированные органы, такие как листья, для конденсации хлорофиллов и транспортировки углеводов. Нефильтрованный солнечный свет также потребовал разработки механизмов фильтрации солнечного света, таких как каротиноидные пигменты и ткани для регулирования поглощения и выделения кислорода и углекислого газа.

На главную | Биохимия | История | Свет | Исследования | Структура | Разнообразие

Знакомство с цианобактериями

Знакомство с цианобактериями

Архитекторы земной атмосферы

Цианобактерии водные и фотосинтетический, то есть они живут в воде и могут производить себе еду. Так как это бактерии, они довольно маленькие и обычно одноклеточные, хотя часто растут колониями, достаточно большими, чтобы их можно было увидеть. У них есть различие являются самыми древними из известных окаменелостей, более 3-х.Фактически, 5 миллиардов лет! Это Вас может удивить то, что цианобактерии все еще существуют; Они являются одной из самых крупных и важных групп бактерии на земле.

Многие месторождения протерозойской нефти связаны с деятельностью цианобактерий. Они также являются важными поставщиками азотных удобрений при выращивании рис и бобы. Цианобактерии также сыграли огромную роль в формирование хода эволюции и экологических изменений на всей Земле история. Кислородная атмосфера, от которой мы зависим, была создана многочисленные цианобактерии в архейскую и протерозойскую эры. Перед в то время у атмосферы был совсем другой химический состав, непригодный для жизни как мы знаем это сегодня.

Другой большой вклад цианобактерий — это происхождение растения. Хлоропласт, с помощью которого растения производят себе пищу, на самом деле является цианобактерии, живущие в клетках растений. Когда-нибудь в конце Протерозой, или в раннем кембрии, цианобактерии начали заселять проживание в определенных эукариот клетки, производящие пищу для эукариот-хозяев взамен дома.Это событие известный как эндосимбиоз , а также является источником митохондрий эукариот.

Поскольку цианобактерии являются фотосинтезирующими и водными, их часто называют «сине-зеленые водоросли». Это название удобно для разговоров об организмах в вода, которые делают себе пищу, но не отражают никаких отношений между цианобактериями и другими организмами, называемыми водорослями. Цианобактерии родственники бактерий, а не эукариоты, и это только хлоропласт в эукариотических водорослях, к которым относятся цианобактерии.

Нажмите на кнопки ниже, чтобы узнать больше о цианобактериях.

Изображения Nostoc и Oscillatoria предоставлены Коллекцией ботанических изображений Университета Висконсина.

Для получения дополнительной информации о цианобактериях в Интернете посетите Cyanosite, веб-сервер, посвященный исследованиям цианобактерий.

Информацию об экологии пресноводных цианобактерий можно получить на сайте Почва и вода Общество Сохранения Метро Галифакса.

Древо жизни есть предварительная страница на Цианобактерии, с очень красивыми картинками.

Фотосинтез начался намного раньше, чем предполагалось

Хотя это неясно, считается, что фотосинтезирующие организмы возникли около 2 миллиардов лет назад. Новое исследование показало, что это было намного раньше. Древние микроорганизмы могли начать производить кислород около 3,6 миллиарда лет назад, сообщил ученый из Имперского колледжа Лондона в журнале Heliyon.

Автор считает, что это исследование может помочь разгадать загадку того, когда жизнь на Земле впервые получила доступ к кислороду. Это также может означать, что микробы, которые, как мы думали, первыми начали фотосинтез, цианобактерии, возможно, должны будут уступить это различие какому-то другому, более простому организму, который ему предшествовал.

«Мои результаты означают, что процесс, который поддерживает сегодня почти всю жизнь на Земле, возможно, продолжался намного дольше, чем мы думаем», — сказал автор работы д-р.Танай Кардона. «Возможно, именно ранняя доступность кислорода позволила микробам диверсифицироваться и доминировать в мире на протяжении миллиардов лет; что позволило микробам вырваться из колыбели, в которой зародилась жизнь, и завоевать все уголки этого мира более 3 миллиардов лет назад. . »

Подробнее о фотосинтезе можно узнать из видео. В этом процессе, который необходим для снабжения нашей планеты кислородом, соединения расщепляются световой энергией. При кислородном фотосинтезе вода расщепляется, и высвобождаются кислород, протоны и электроны.При аноксигенном фотосинтезе разрушаются другие виды молекул, такие как сероводород или железо, при этом кислород не образуется. Считалось, что аноксигенный фотосинтез старше; атмосфера на Земле создала кислород только 2,4–3 миллиарда лет назад. Однако эта работа указывает на то, что кислородный фотосинтез начался раньше, чем предполагалось.

Чтобы попытаться подтвердить эти открытия, Кардона изучил фотосистемы, а не пытался обнаружить кислород в старых породах, как это делали предыдущие методы.Фотосистемы — это функциональные ферментные комплексы, обеспечивающие фотосинтез. И аноксигенная, и кислородная фотосистемы используют фермент под названием «Фотосистема I», но в каждой он выглядит по-разному.

Кардона исследовал, когда возникли различия в этом ферменте, чтобы узнать, когда начинается окислительный фотосинтез. Дифференциация могла произойти около 3,4 миллиарда лет назад, намного раньше, чем предполагалось, и задолго до того, как цианобактерии взяли на себя задачу фотосинтеза.

«Это первый раз, когда кто-либо пытался определить время эволюции фотосистем», — сказал д-р.Кардона. «Результат намекает на возможность того, что кислородный фотосинтез, процесс, который произвел весь кислород на Земле, на самом деле начался на очень ранней стадии эволюционной истории жизни — он помогает разрешить одно из самых больших противоречий в современной биологии».

Было неожиданно узнать, что эволюция фотосистемы не происходила линейно. Известно, что фотосистемы эволюционируют медленно, но они меняются уже не менее двух миллиардов лет. Кардона использовал эту скорость эволюции для обратного отсчета и поиска происхождения фотосинтеза, а рассчитанная дата была старше нашей планеты.Это говорит о том, что скорость эволюции не была постоянной; он, возможно, начал развиваться гораздо быстрее. Недавние исследования предполагают, что это могло произойти из-за более горячей планеты.

«Мы все еще многого не знаем о том, почему жизнь такая, какая она есть, и как возникло большинство биологических процессов», — сказал доктор Кардона. «Иногда наши наиболее обоснованные предположения даже близко не соответствуют тому, что действительно произошло так давно».

Доктор Кардона также надеется, что эти открытия могут помочь ученым, ищущим признаки жизни на других планетах.

Источники: AAAS / Eurekalert! via Elsevier, Heliyon

Каково было, когда кислород появился и почти убил всю жизнь на Земле?

НАСА

Хотя планета Земля образовалась более 4½ миллиардов лет назад, жизнь в нашем мире зародилась, самое большее, несколько сотен миллионов лет спустя. С тех пор он процветал и развивался, что позволило ему найти способ существовать практически в каждой экологической нише, которой занимала Земля.

Но через 2 миллиарда лет после того, как Земля впервые сформировалась, жизнь почти закончилась. Атмосфера медленно изменялась из-за постепенного добавления кислорода, что оказалось фатальным для наиболее распространенного типа организмов, существовавших на Земле в то время.В течение сотен миллионов лет Земля вступила в ужасный ледниковый период, который заморозил всю поверхность: сегодня это известно как сценарий Земли-снежного кома. Это была катастрофа, которая почти полностью уничтожила жизнь на Земле. Вот история нашего предсмертного и окончательного выживания.

Могана Дас Муртей и Патчамуту Рамасами / cca-sa-3.0

Один из простейших экспериментов, который вы можете провести на уроке биологии, — это поместить группу клеток в питательный раствор, например дрожжи в патоке. Изначально организмы станут очень успешными, поскольку пищи много, нет конкуренции за ресурсы, и они могут легко выжить и размножаться. Если посчитать живые организмы внутри, это число начнет расти в геометрической прогрессии.

Но вскоре все изменится.

Дрожжи потребляют пищу в процессе ферментации. Клетки питаются сахаром, превращая его в спирт, АТФ (который используется для получения энергии) и углекислый газ в качестве побочного продукта. Но если у вас есть жидкий водный раствор и вы добавите к нему углекислый газ, он образует угольную кислоту. В какой-то критический момент дрожжи становятся слишком кислыми, и популяция падает.

CDC / Максин Жалберт, доктор Лео Кауфман

Это может быть простой биологический сценарий, но его результаты почти универсальны. При практически полном отсутствии конкурентов или хищников и при практически неограниченных ресурсах живое население будет расти экспоненциально.Он будет потреблять доступные ресурсы, производить любые производимые продукты метаболизма, а затем воспроизводить их в количествах, превышающих уровень замещения.

Следующее поколение будет потреблять больше, производить больше своих метаболитов и воспроизводиться в еще большем количестве. Пока ресурсы доступны, этот процесс будет продолжаться. То есть до тех пор, пока метаболические процессы, через которые он проходит, не достигнут критического уровня, когда он отравляет окружающую среду. Если это похоже на то, что сделали дрожжи — или что современные люди делают с CO2 — вы правильно соединили части.Организмы, если их не остановить, отравят свою среду обитания отходами собственного успеха.

Служба национальных парков США

Но мы не первые, кто столкнулся с этой проблемой, как и гораздо более примитивные дрожжевые клетки.На самых ранних этапах существования нашей Солнечной системы возникла простая форма прокариотической жизни: одноклеточные организмы. Хотя мы не знаем свойств предполагаемых протоклеток, которые теоретически дали начало первым одноклеточным организмам, есть четкие доказательства существования одноклеточных бактерий к тому времени, когда Земле было, возможно, 500 миллионов лет: около 4 миллиардов лет назад.

Затем, как и ожидалось,

Evolution пошла в разных направлениях, чтобы заполнить каждую доступную экологическую нишу. Возникли археи, способные выжить в глубоком море вокруг гидротермальных источников.Плазмиды, несущие гены, отвечающие за новые способности, возникли как независимые молекулы ДНК, не связанные с самой бактериальной хромосомой. А сотни миллионов лет спустя появились первые полностью фотосинтезирующие организмы.

Министерство энергетики США / общественное достояние

К тому времени, когда мы перенесемся в 3,4 миллиарда лет назад, начинают появляться первые свидетельства фотосинтеза в живых организмах. Фотосинтез может происходить разными способами, но все они связаны с солнечным светом определенной длины волны, падающим на молекулу, которая может его поглотить, и возбуждением электрона, энергия которого затем может использоваться в жизненных процессах.

Многие организмы, такие как зеленые и пурпурные серные и несерные бактерии, используют различные молекулы для обеспечения электронов в своих реакциях, такие как водород, сера и многочисленные кислоты.Но также появились организмы, использующие воду в качестве доноров электронов: цианобактерии, известные как сине-зеленые водоросли. В отличие от других организмов (обычно, но не всегда, которые считались более ранними), цианобактерии производят молекулярный кислород в качестве побочного продукта.

Док. RNDr.Йозеф Райшиг, CSc. / cca-sa-3.0

Цианобактерии все еще выживают и являются единственными фотосинтезирующими прокариотами, производящими кислород. Они кажутся более развитыми, чем другие фотосинтетические прокариоты, не производящие кислород. Эти сине-зеленые водоросли обладают внутренними мембранами (в отличие от других) и, как известно, возникли не позднее 2,5 миллиарда лет назад.

Доказательства, которые у нас есть, просты: примерно в то время атмосфера Земли начала демонстрировать доказательства наличия в ней свободного кислорода.Медленно, но верно содержание кислорода начало расти, и организм с, казалось бы, неограниченным ресурсом — солнечным светом — начал отравлять окружающую среду. Понимаете, кислород не только едкий и легковоспламеняющийся; это также причина самой большой климатической катастрофы в истории: гуронского оледенения.

Кашиф Патан / flickr

Цианобактерии, добившись огромного успеха, в короткие сроки превратились в микробные маты, и это раннее присутствие атмосферного кислорода систематически удаляло ранний метан из атмосферы Земли. Превращение метана в углекислый газ и воду значительно уменьшило парниковый эффект от ранней атмосферы Земли. Одновременно кислород, производимый цианобактериями, убивал большинство других форм жизни, не потребляющих кислород, поскольку кислород был для них токсичен.

Учитывая, что выход энергии Солнца был намного ниже на ранних стадиях, это большое количество метана было единственным, что сохраняло Землю как планету с относительно умеренным климатом. Поскольку кислород разрушает этот мощный парниковый газ, планета также не может сохранять тепло. Наступил величайший ледниковый период в истории, который привел к состоянию Земли как снежного кома примерно на 300 миллионов лет.

Виктор Понсе / Государственный университет Сан-Диего

Имеются неоспоримые доказательства невероятно холодных условий, охватывающих в это время всю планету. Ледниковые отложения по всей северной части Северной Америки (но также обнаруженные далеко, как Австралия) показывают множественные отложения отложений, обнаруженные между слоями ледниковых отложений между двумя слоями.5 и 2,0 миллиарда лет назад. Свидетельства прошлых событий оледенения, когда ледниковые отложения образовывались в тогдашних тропических широтах, были очень убедительными на протяжении более полувека.

Создать Землю-снежок, к сожалению, очень просто, так как это, кажется, неуправляемый процесс. Если ледяные щиты продвигаются достаточно далеко за пределы полярных регионов, это увеличивает общую отражательную способность планеты, а это означает, что Земля поглощает меньше солнечной энергии. Это приводит к дальнейшему похолоданию и образованию большего количества льда, в конечном итоге покрывая льдом всю поверхность планеты, включая континенты и океаны.

НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / Институт космических наук

Какими бы катастрофическими ни были последствия для жизни на Земле, это не положило ей конец.Цианобактерии продолжали процветать, в то время как меньшие популяции других организмов, столкнувшись с огромным давлением отбора и изменяющейся окружающей средой, эволюционировали в другом направлении. Более сложные существа, накапливающие большое количество генов и новые способности, имели больше шансов на выживание, поскольку они были более устойчивы к изменениям.

Между тем вулканы продолжали извергаться подо льдом. Эти накопления углекислого газа могут усилить парниковый эффект в атмосфере, в то время как одновременное образование пепла может снизить отражательную способность Земли, что позволит нам в конечном итоге вырваться из этой эры оледенения.

Европейский союз наук о Земле

Конец Гуронского оледенения, продолжавшийся около 300 миллионов лет, совпадает с первым свидетельством существования эукариотической жизни, которое мы имеем.Теперь существовали клетки, имевшие замкнутые, разделенные органеллы, которые могли выполнять независимые функции. Позднее эукариоты дали начало всем существующим простейшим, растениям, грибам и животным, существующим сегодня; Можно утверждать, что жизнь, подобная человеку, никогда бы не возникла, если бы кислород никогда не разрушал нашу богатую метаном атмосферу и не привел к этому древнему сценарию «Земля-снежок».

Кевин Гилл / flickr

Этот период в истории Земли, возможно, был величайшим массовым вымиранием, с которым когда-либо сталкивалась наша планета. Однако даже на этой примитивной стадии жизнь оставалась повсеместной и устойчивой, а уничтожение существующих доминирующих видов позволило другим, новым организмам развиться и подняться, чтобы заполнить пустующие экологические ниши.Великое событие оксигенации было переломным событием в истории Земли. Без него жизнь, возможно, никогда не стала бы сложной, дифференцированной и способной дать начало таким разумным организмам, как мы.

Дополнительная литература о том, какой была Вселенная, когда: .

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *