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).
Znanstvenici su istraživanjima utvrdili da je svemir star oko 13,8 milijarda godina.
Svemir se neprestano širi od trenutka svoga nastanka do danas.
Današnji svemir činio je nevjerojatno vruću, gustu lopticu.
Ta loptica sadržavala je
- sveukupni prostor,
- materiju i
- energiju današnjega svemira.
U djeliću sekunde gusta i vruća loptica raširila se zapanjujućom i golemom snagom.
Naglo i snažno širenja guste loptice naziva se 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.
U jedinici Sunčev sustav prisjeti se informacija o ovom planetarnom sustavu i riješi zadane interaktivne zadatke.
Novonastali se svemir milijardama godina hladio i širio.
Iz dijelova Svemira nastale su
- zvijezde,
- planeti,
- kometi i
- planetarni sustavi.
Planetarni sustav jest i naš Sunčev sustav u kojemu živimo.
U jedinici Sunčev sustav
- prisjeti se informacija o ovom planetarnom sustavu i
- riješi zadane interaktivne zadatke.
Zemlja 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.
Zemlja se postupno hladila.
- Hlađenjem se je 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.
Na Zemlji 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.
Pojavu nastanka složenijih organskih spojeva nazivamo kemijskom evolucijom.
Prvi složeni spojevi nastali su od jednostavnih anorganskih tvari
- u Zemljinoj atmosferi i
- u oceanima.
Nastankom života – žive stanice započela je biološka evolucija.
Ne može se sa sigurnošću odrediti točan trenutak nastanka žive stanice.
- Prema najnovijim istraživanjima prve stanice nastale su u oceanskim dubinama.
- Nastale su od organskih molekula u blizini vrućih izvora na dnu oceana.
- Potrebnu energiju stanice su dobivale od kemijskih reakcija.
Prije oko 3,7 milijarda godina pojavljuju se autotrofni organizmi – cijanobakterije.
Cijanobakterije energiju dobivaju od Sunca.
Ti organizmi i danas postoje.
U Australiji se mogu naći kamene strukture koje su nastale djelovanjem cijanobakterija– 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.
U visokim slojevima atmosfere kisik je oblikovao ozonski omotač.
Ovaj omotač nastao je djelovanjem ultraljubičastoga zračenja na molekule kisika.
Ozonski omotač priječi da velika količina opasnih ultraljubičastih zraka dođe do površine Zemlje.
Autrotrofni organizmi su
- omogućili izravno korištenje Sunčeve energije, a
- u potpunosti promijenili Zemljinu atmosferu.
Organska tvar koju su činili autotrofni organizmi i kisik omogućili su
- razvoj heterotrofnih organizama.
Heterotrofni organizami su se 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.
Prilikom spolnoga i nespolnoga razmnožavanja jedinki povremeno dolazi do
- „pogreški“ u kopiranju gena – mutacija.
Mutacije su promjene koje se događaju na genskome materijalu.
One mogu biti nasljedne ili nenasljedne ovisno o vrsti stanica u kojima su se dogodile.
Većina je mutacija štetna i smrtonosna, stoga bi novonastala jedinka uginula.
Neke su mutacije mogle rezultirati novim obilježjima korisnima u borbi za opstanak.
Korisna obilježja nastala mutacijama povećala su vjerojatnost
- preživljavanja jedinke i
- prijenosa korisne mutacije na daljnje potomstvo.
Poznati prirodoslovac Charles Darwin u svojim je istraživanjima u 19. stoljeću uočio da organizmi koji su prilagođeniji okolišu imaju veće mogućnosti za opstanak.
Tu uočenu pojavu nazvao je prirodnim odabirom.
Svoju teoriju evolucije postavio je na temelju različite građe kljuna kod zeba koje je prikupio na otočju Galapagos.
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.
Od jednostaničnih organizama razvijaju se i višestanični organizmi.
U početku su organizmi bili jednostavno složeni poput kolonije istovrsnih stanica,
primjerice:
- današnje alge volvoks.
Kasnije višestanični organizmi razvijaju specijalizirane skupine stanica (tkiva). Kod životinja su se razvile osjetilne stanice koje su mogle reagirati na podražaje iz okoline: svjetlosne, mehaničke, zvučne, kemijske. 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.
Kasnije višestanični organizmi razvijaju specijalizirane skupine stanica (tkiva).
Kod životinja su se razvile osjetilne stanice koje su mogle reagirati na podražaje iz okoline:
- svjetlosne, mehaničke, zvučne, kemijske.
Osjetila građena od tih stanica povećavala su mogućnost preživljavanja.
Kopno postaje okoliš prikladan za daljnje širenje života zahvaljujući
- kisiku u atmosferi i
- ozonskomu omotaču.
Prvo se razvijaju autotrofni organizmi, a zatim i heterotrofni organizmi.
Heterotrofni organizmi 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.
Živa bića su razvila specifične prilagodbe.
Prilagodbe su omogućile da živa bića iskoriste i nasele sva potencijalna staništa,
- od morskih dubina do bezvodnih pustinja.
Prilagodbe 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 primjerice, mravojed.
Druge su vrste razvile izgled koji ih štiti ili prikriva – mimikrija.
Primjerice prilagodbe su:
- mimikrija kod bogomoljke ili paličnjaka,
- fizička snaga, brzina i njuh (zvijeri),
- izvrstan vid i sluh (ptice).
Neke su se 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.
O razvoju života na Zemlji svjedoče fosilni ostatci biljnih i životinjskih vrsta.
Fosilni ostaci pokazuju
- kako su se vrste razvijale i izumirale
- ukazuju i na nagle promjene životnih uvjeta.
Primjerice:
- Fosil praptice pokazuje da je životinja imala perje, ali i kandže na krilima i zubima u kljunu.
- Takva obilježja ukazuju 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.
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.
Uz škrge dvodihalica ima ima plivaći mjehur koji služi za disanje atmosferskog zraka.
To 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.
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
- ima 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?
U udžbeniku pročitaj o ginku.
Ginko je biljka koja je gotovo nepromijenjena preživjela preko 270 milijuna godina.
Na priloženoj poveznici saznaj više o najstarijem primjerku ginka iz Hrvatske.
- Po čemu je ginko specifičan?