Архебионты — общий предок живых организмов. Эволюция прокариот

Считают, что от 3,8 до 3,6 млн лет назад на завершающем этапе предбиологической эволю­ции образовались архебионты — самые первые организмы, ставшие общи­ми предками организмов, которые ныне населяют Землю. Населяли архе­бионты дно небольших водоёмов или мелководные побережья. Питались готовым органическим веществом, ранее синтезированным в ходе химической эволюции. Вполне вероятно, что эти древней­шие организмы уже имели клеточное строение и размножались делением клетки пополам. Есть все основания считать, что их внешняя клеточная мембрана была двухслойной и её окружа­ла плотная оболочка, источником энергии служил гликолиз, а универсальным переносчиком энергии — АТФ. Генетическая информация хранилась в ДНК, построенной из четырёх нуклео­тидов (А, Г, Т, Ц). Генетический код составлял 64 триплета, в которых были закодированы 20 основных аминокислот. Гене­тическая информация реализовывалась как последователь­ность нуклеотидов иРНК, а затем в виде аминокислотного состава белков.

Из архебионтов в интервале от 3,5 до 3,0 млрд лет назад раз­вились многочисленные прокариотические организмы. Об этом свидетельствуют как наличие следов их деятельности, так и находки в слоях того времени достоверных микроископаемых (рис. 220). Первые прокариотические организмы по своим раз­мерам и, вероятно, клеточному строению ничем не отличались от современных гетеротрофных бактерий. Поскольку сейчас бактерии вездесущи, живут в пресной и морской воде, горя­чих источниках, температура которых выше 100 °С, в почве, горных породах, воздухе, внутри других организмов, то можно предположить, что первые прокариоты возникли независимо друг от друга в различных средах обитания.

Рис. 220. Ископаемые одноклеточные организмы: а — самое древнее существо — общий предок всех организмов (3,8 млрд. лет назад); б—е — прокариоты, бактерии и цианобактерии, которые жили на Земле в пределах 3,5—2,5 млрд лет назад; ё—и — прокариотические и эукариотические организмы, существовавшие около 2 млрд лет назад

Из-за отсутствия в атмосфере кислорода первые прокарио­ты были анаэробами. Считается, что сначала появились пер­вичные гетеротрофы, питающиеся органическим веществом «первичного бульона». Затем возникли хемоавтотрофные организмы и только после этого — фотоавтотрофные. Переход на фотосинтез запустил процесс накопления органического вещества на Земле за счёт энергии Солнца. Это способствовало резкому увеличению биомассы и появлению вторичных гетеротрофов, которые питались уже не веществом первичного бульона, а другими прокариотами и продуктами их распада.

Поскольку на протяжении первого миллиарда лет жизни на Земле атмосфера оставалась бескислородной, то, очевидно, первые фототрофы осуществляли анаэробный фотосинтез. Счи­тают, что процесс поглощения солнечной энергии с последую­щим выделением кислорода начался около 2,5 млрд лет назад и был связан с массовым развитием цианобактерий, у которых фотосинтез происходит, как у водорослей и высших растений, с выделением кислорода. Вследствие этого постепенно стала образовываться атмосфера, содержащая кислород. В резуль­тате большая часть анаэробных прокариот вымерла. Период с 2 до 1,5 млрд лет назад стал временем интенсивной эволюции разнообразных аэробных групп прокариот.

И сейчас на Земле обитает множество групп бактерий, у которых фотосинтез происходит без выделения кислорода. Самым примитив­ным считается бесхлорофилльный фотосинтез у некоторых архей. Све­товую энергию у них поглощают специальные белки, напоминающие зрительные пигменты млекопитающих. Зелёные и бурые бактерии хоть и имеют вещество бактериохлорофилл, но фотоны света воспринимают с помощью красно-коричневых пигментов каратиноидов. Только затем их энергия передаётся бактериохлорофиллу. Материал с сайта http://worldof.school

Дальнейшая эволюция прокариот связана с освоением новой среды обитания — суши, где сформировалось огромное число видов разнообразных почвенных бактерий. Многие гетеротроф­ные бактерии стали паразитами и комменсалами многоклеточных эукариот. Если первые являются врагами эукариотических организмов, вызы­вая у них болезни, то вторые оказались незаменимыми спутни­ками, без которых невозможно функционирование организма. Обе эти группы бактерий эволюционно моложе своих хозяев, в том числе млекопитающих и человека. В настоящее время на Земле обитает около 20 тыс. видов надцарства прокариот.

Магистральный путь эволюции на уровне прокариотических организ­мов проходил от первично гетеротрофных организмов через гетеротроф­ные к фототрофным и вторично гетеротрофным. Завершился он образова­нием первых эукариотических организмов.

На этой странице материал по темам:

• Архебионты

• Какие организмы считаются общими предками всех живых организмов

• Первые прокариоты

• Общие предки живых организмов

• Какие организмы считаются общими предками всех живых организмов ?

Вопросы по этому материалу:

• Какие организмы считают общими предками всех живых организмов?

• В чём особенно­сти строения и функционирования архебионтов?