Nastanak i razvoj života na Zemlji

Nastanak svemira

Sveukupni prostor, materija i energija današnjega svemira činila je nevjerojatno vruću, gustu lopticu. U djeliću sekunde gusta i vruća loptica raširila se zapanjujućom i golemom snagom. Taj događaj još se naziva veliki prasak (eng. Big Bang).

Novonastali se svemir milijardama godina hladio i širio te su njegovi dijelovi poprimali oblike koji su kasnije postali zvijezde, planeti, kometi i planetarni sustavi. Planetarni sustav jest i naš Sunčev sustav u kojemu živimo.

Zemlja je nastala prije otprilike 4,5 milijarda godina. Prvobitni uvjeti na Zemlji bili su znatno drukčiji od današnjih. Zemlja je bila užarena kugla koja se postupno hladila te se na površini oblikovala Zemljina kora. U atmosferi nije bilo kisika. Vodena se para hladila u atmosferi i u obliku kiša padala na Zemlju. Padanjem kiša nastali su oceani i mora. To je bilo razdoblje Zemlje kad su prevladavale visoke temperature, erupcije vulkana, oluje i munje.

Kemijska i biološka evolucija

Pojavu nastanka složenijih organskih spojeva od jednostavnih anorganskih tvari u Zemljinoj atmosferi i oceanima nazivamo kemijskom evolucijom. Nastankom života – žive stanice, završila je kemijska evolucija i započela je biološka evolucija. Najnovija istraživanja ukazuju da su prve stanice mogle nastati upravo u oceanskim dubinama od organskih molekula u blizini vrućih izvora, pri čemu su energiju dobivale od kemijskih reakcija. Prije oko 3,7 milijarda godina pojavljuju se autotrofni organizmi – cijanobakterije, koji energiju dobivaju od Sunca. Ti organizmi i danas postoje, a u Australiji se mogu naći kamene strukture koje su nastale njihovim djelovanjem – stromatoliti.

U visokim slojevima atmosfere djelovanjem ultraljubičastoga zračenja na molekule kisika oblikovao se ozonski omotač. Ozonski omotač priječi da velika količina opasnih ultraljubičastih zraka dođe do površine Zemlje. Autrotrofni su organizmi s jedne strane omogućili izravno korištenje Sunčeve energije, a s druge strane u potpunosti su promijenili Zemljinu atmosferu. Organska tvar koju su činili autotrofni organizmi i kisik omogućili su razvoj heterotrofnih organizama koji su se biološkom oksidacijom mogli koristiti energijom koju su autotrofni organizmi pohranili u obliku šećera.

Što je omogućilo veliku raznolikost živoga svijeta?

Prilikom spolnoga i nespolnoga razmnožavanja jedinki povremeno dolazi do „pogreški” u kopiranju gena – mutacija. Mutacije su promjene koje se događaju na genskome materijalu. Većina je mutacija štetna i smrtonosna, stoga bi novonastala jedinka uginula, ali su neke mutacije mogle rezultirati novim obilježjima korisnima u borbi za opstanak. Tako se povećala vjerojatnost preživljavanja jedinke i prijenosa korisne mutacije na daljnje potomstvo.

Razvoj višestaničnih organizama i naseljavanje kopna

Od jednostaničnih organizama razvijaju se i višestanični organizmi, u početku ništa složeniji od kolonije istovrsnih stanica, primjerice današnje alge volvoks. Osjetila građena od tih stanica omogućivala su lakše nalaženje hrane, spolnoga partnera ili bijeg od opasnosti i tako se povećavala mogućnost preživljavanja. Kopno, zahvaljujući kisiku u atmosferi i ozonskomu omotaču, postaje okoliš prikladan za daljnje širenje života, prvo autotrofnih organizama, a zatim i heterotrofnih organizama koji se koriste autotrofnim organizmima kao hranom.

Raznovrsnost prilagodbi na okoliš

Živa bića iskoristila su i naselila sva moguća potencijalna staništa, od morskih dubina do bezvodnih pustinja zahvaljujući specifičnim prilagodbama koje su povećale vjerojatnost preživljavanja određenih jedinki. Neke od tih prilagodbi su sljedeće: izbjegavanje opasnosti, sposobnost nalaženja ili proizvodnje hrane, lakše dolaženje do hrane, a time i do energije te učinkovitije iskorištavanje energije koju dobiju od hrane.

Neke su vrste razvile specijaliziranu građu uvjetovanu načinom prehrane (mravojed), druge pak izgled koji ih štiti ili prikriva – mimikrija (primjerice kod bogomoljke ili paličnjaka, fizičku snagu, brzinu i njuh (zvijeri), izvrstan vid i sluh (ptice). Tako su se neke vrste specijalizirale za određenu hranu koja je inače otrovna za druge životinje ili slabo hranjiva, primjerice koala.

O razvoju života na Zemlji svjedoče fosilni ostatci biljnih i životinjskih vrsta. Oni ujedno pokazuju kako su se vrste razvijale i izumirale. Također nam ukazuju i na nagle promjene životnih uvjeta. Primjerice, fosil praptice, životinje s perjem, ali i s kandžama na krilima i zubima u kljunu, ukazuje na povezanost ptica i gmazova te na moguć razvojni put ptica.

I danas postoje organizmi koji ukazuju na prijelaze između velikih skupina organizama. Primjerice, riba dvodihalica svoj je naziv dobila po tome što se može koristiti kisikom otopljenim u vodi, ali i atmosferskim kisikom, što ukazuje na način kako su životinje mogle prijeći na kopno i kako su se razvijali vodozemci. Čudnovati kljunaš jest sisavac koji mlade hrani mlijekom i ima krzno, ali istovremeno ima i obilježja ptica ili guštera: leže jaja sa žilavom opnom (kao kod gmazova), ima nečisnicu (otvor za izlučivanje izmeta, mokraćnih i spolnih produkata) te kljun. Rak bodljaš nije se bitno mijenjao 450 milijuna godina, kao ni paklare, životinje slične jeguljama.

Za kraj...

Za domaću zadaću...

Već si u udžbeniku pročitao o ginku, biljci koja je relativno nepromijenjena preživjela preko 270 milijuna godina. Na priloženoj poveznici saznaj više o najstarijem primjerku iz Hrvatske. Po čemu je ginko specifičan?