Elu teke (1)

Elu teke
Allikas: Vikipeedia
Elu tekke all mõeldakse bioloogilise elu teket mittebioloogilistest nähtustest.
Elu tekke aeg, koht ning viis on teadusliku uurimise teema.
Elu eeldused
Elu tekkis vesikeskkonnas. Esimesed isepaljunevad ehk replitseeruvad molekulid olid RNA-molekulid. Kuna teatud RNA järjestused omavad autokatalüütilist toimet ja mõned neist järjestustest töötavad kui polümeraasid, siis said nukleotiididest tänu sellele tekkida biopolümeersed RNA-molekulid. Isereplitseerumise võime oli elu tekkimise võtmeküsimus.
Kõikide elusorganismide ühine eellane kasutas RNA-d oma päriliku materjalina, andes alguse kolmele erinevale organismide domeenile:

• prokarüoodid
  
• arhed
  
• eukarüoodid.
  

Arhed ja eukarüoodid on omavahel lähedalt seotud, mida näitab translatsiooniprotsessi sarnasus nende vahel. Samal ajal on aga genoomi organisatsioon ja transkriptsiooniprotsess prokarüootidel ja eukarüootidel erinevad. Sellest järeldatakse, et ühine eellane oli RNA-põhine ja see andis kaks erinevat liini, millede DNA genoom moodustus üksteisest sõltumata. Seepärast on nende liinide transkriptsioonimehhanismid evolutsioneerunud eraldi.
Esimesed tekkinud rakud olid anaeroobid, sest keskkonnas vaba hapnik puudus. Ilmselt olid nad termofiilsed ja võimelised teatud ainevahetuseks nagu käärimine. 3,5 miljardi aasta vanused kivimid sisaldavad taolisi bakterite kolooniaid . Ainuraksed loomad ilmusid umbes 1,5 miljardit ja seened umbes 900 miljonit aastat tagasi.
Fotosüntees
Fotosüntees algas umbes 3,4 miljardi aasta eest. See on primaarse orgaanilise aine allikas, kasutades selle moodustamiseks valgusenergiat . Esialgne fotosüntees konverteeris süsihappegaasi ja vesiniksulfiidi valgusenergia abil suhkruks. Selle protsessi käigus tekkis väävel. Umbes miljard aastat hiljem ehk 2,4 miljardit aastat tagasi algas teine fotosünteesi periood, kus lisandus süsihappegaas ja vesi, millest moodustus päikeseenergia abil glükoos. Sel ajal kasutasid organismid mõlemat süsteemi paralleelselt.

• I fotosünteesi süsteem oli primaarne. See väide on kooskõlas ka geoloogiliste leidudega. Fotosüntees toimub kloroplastides, mis pärinevad vabalt elavatest bakteritest, mis on lähedalt seotud tsüanobakteritega. Need fagotsüteeriti ürgsete eukarüootide poolt ja toimisid kui endosümbiondid.
  
• II tüüpi fotosüntees, mille käigus vabaneb hapnik, suurendas vaba hapniku hulka kõigepealt vees ja edasi ka atmosfääris. Seda esialgset etappi nimetatakse ka hapniku holokausti perioodiks , sest ta on väga hea elektronide aktseptor ja on elusorganismidele väga toksiline. Paljud anaeroobsed mikroobid surevad kohe hapniku keskkonnas. Seega nõudis elu muutunud keskkonnas teatavate kaitsemehhanismide tekkimist. See toimis aga aeglaselt ja paljud anaeroobid surid neil aegadel välja, vaid väga üksikud säilusid ja eksisteerivad siiani. Mõned neist aga omandasid hapnikhingamise.
  

Need olid punabakterid, kes evolutsioneerusid hapnikhingamise suunas. Selleks hakkasid nad kasutama teatud süsinikku fikseerivaid molekule, mis hiljem modifitseerusid elektroni ülekandvateks ahelateks. Nii muutusid nad aeroobseteks ja hiljem juba sümbiontidena eukarüootides hakkasid nad aeroobselt hingama. Punabakterid ongi tänaseks muundunud rakkude hingamisorganoidideks – mitokondriteks. See sümbioos tekkis väga vara, eukarüootide evolutisoonilise arengu alguses. Kloroplastid on eukarüootidel hilisemat päritolu, mis tulid teatud sugupuudesse sisse mitmest erinevast allikast.
Loomorganismid
Ilmusid Maale veidi enne Kambriumi, umbes 600 miljonit aastat tagasi. Nende fossiile on leitud Austraaliast, Adelaide'i lähedalt. Neid nimetatakse Edicaria faunaks ja seni pole teada kas neil ka järglasi oli. Veidi sarnanevad nad millimallikatega, mõned ka meriliiliatega ja ussilaadsetega.

• Täielik loomahõimkond kujunes Kambriumis. See toimus plahvatuslikult ja põhjuseks peetakse hapniku suurenenud sisaldust keskkonnas, mis võimaldas hapnikul põhineva ainevahetuse arengut. Teiseks põhjuseks peetakse meretaseme langusest tingitud uute ökoloogiliste niššide tekkimist. Igal juhul iseloomustab seda perioodi kiire loomaliikide evolutsioon .
  

Praeguse aja loomariigi eelaseks peetakse Kambriumiaegset väikest lülilise ehitusega organismi Pikaia. Taimi sel ajal ei olnud, küll aga olid fotosünteesivad algloomad ja vetikad . Meres elavate sugukondade arv oli Kambriumi lõpuks 20 ringis .

• Ordoviitsiumis toimus plahvatuslik liikide tekkimine umbes 500 miljonit aastat tagasi. See oli suurem kui Kambriumi oma. Tekkis hulgaliselt uusi Paleosoikumi fauna esindajaid (lülijalgsed, korallid jt). Kambriumis tekkinud organismid (trilobiidid) hakkasid vaikselt välja surema. Selle ajastu lõpuks oli mereloomade sugukondade arv jõudnud 400ni, kogu Kambriumi fauna oli asendunud ja see säilis kogu Permi ajastu.
  

Taimed
Hakkasid rohevetikatest arenema umbes 400 miljonit aastat tagasi. Kasutasid klorofülli ja fotosünteesisid. Säilitasid oma kloroplastides samuti suhkrut tärklisena. Samal perioodil alustasid taimed ja seened ( viimased sümbiondid) sissetungi maismaale. Esimesed maismaataimed olid samblalaadsed, mis nõudsid niisket kliimat. Hiljem, kui taimed olid võimelised moodustama oma katteks vahalaadseid aineid, said nad võimaluse asustada sisemaa kuivemaid piirkondi. Sammaldel puudub toitainete transpordiks vajalik soonte süsteem ja see limiteerib nende suurust. Vaskulaarsed taimed arenesid sammaldest- esimene teadaolev vaskulaarne taim Coosonia, oli lehtedeta, ogadega ja harunenud tüvega. Varsti selle järel hakkasid maismaale tungima ka esimesed loomad- sajajalgsete laadsed organismid.
Selgroogsed
Tulid maismaale Devoni ajastul, 380 miljonit aastat tagasi. Esimene teadaolev selgroogne, Icthyosesta oli kahepaikne . Selle fossiile on leitud Gröönimaalt. Need amfiibid evolutsioneerusid vihtuimsetest kaladest (Rhipidistian). Amfiibidest tekkisid omakorda reptiilid, kel tekkisid soomused, mis takistasid vee aurumist. Reptiilide munad olid kaetud kaitsva koorega , mis võimaldas poegi välja haududa ka maismaal. Vanim reptiilfossiil on leitud Kanadas, Novo Scotia's. .