Fizikai, kémiai evolúció

Az előadások a következő témára: "Fizikai, kémiai evolúció"— Előadás másolata:

1 Fizikai, kémiai evolúció

2 A Világegyetem kialakulása fizikai evolúció
Alkotórészek kb Md éve plazma állapotban (szerkezettelen, sűrű) - tömörödés Ősrobbanás – Big Bang – szétszóródás (biz: vörös eltolódás - távolodó fényforrásra utal) Örökké tágul vagy 80 Md éves ciklusok????

3 Bolygók kialakulása 1. Az elemi részecskékből protonok, neutronok majd atomok (H2, He – ma is ezekből a legtöbb) 2. Nagyobb rendszámú atomok, molekulák 3. Tömörülés – Galaxisok, csillagok, bolygók 4. Föld kora kb. 4,6 Md év - radiometrikus kor ősföldek kőzetei - Hold kőzetek kora - meteoritok kora

4 Ősidő Légkör és szilárd felszín kialakulása A rádioaktivitás miatt megolvadt anyag szilárdulás közben gömbhéjakba rendeződött Kéregmozgások, vulkanizmus A Föld belső hője állandó mozgásban tartotta a lemezeket - lemeztektonika Légkörben: CH4, NH3, H2S, H2O (gőz a kéregből), CO2, CO – H2, He elszökik (Föld típusú bolygók) – Reduktív légkör (másodlagos) Folyékony víz nincs, forróság

5 Hidroszféra A lehűléssel kicsapódás, esőzések, viharok
Kb. 3,8 Md éve ősóceán !!! a, oldja a kéreg és a légkör anyagait – egyszerű szvtl. anyagok (nitrát, karbonát….) Kémiai evolúció b, véd az UV ellen (nincs ózon, de több az energia) c, átengedi a fényt d, lehetőség a mozgásra

6 Miller kísérlet (1953) (H. Urey elmélete alapján
Redukáló légkör, energia (villámlás…) Egyszerű szerves vegyületek keletkezhetnek Abiogén módon! De: Nem egy kísérletben keletkeztek, őslégkör összetétele nem ismert Tejsav, hangyasav, ecetsav, glicin, alanin, karbamid

7 Gyorsuló kémiai evolúció
Szerves vegyületek az ősóceánba, konc. nő 10 m mélyre, hogy ne essenek szét az UV hatására (UV miatt kevés O2 keletkezett vízgőzből, ebből ózon - egyre közelebb lehetett a felszínhez a szerves anyag) Kapcsolat alakulhatott ki közöttük a, kéreg ásványai (tengerfenék) porózus, nagy felületén b, bizonyos ásványok katalizáló hatására Szerves makromolekulák – nukleinsavak, fehérjék, szénhidrátok…) !!!

8 Fokozatos töményedés, néhol kifagyás, beszáradás…) (Fox-Harada kísérlet)
Többnyire poláros, hidrofil molekulák közös mikrogömbökké, majd un. koacervátumokká álltak össze Ezekben fehérjék és nukleinsavak együtt + anyagfelvétel!!! Oparin elmélete (1920-as évek) Létrejöhetnek sejtek abiogén úton Cseppekben a molekulák hatottak egymásra Kapcsolat előnyös, megmaradt – szelekció!

9 Első sejtek Koacervátum köré foszfatid réteg – szaporodó gömb – sejt! (először protocell) Sejt: van örökítőanyag, határoló rendszer,szabályozott anyagcsere Az marad fenn, amelyikben a szabályozás jobb Gánti Tibor – chemoton, egy önmagát szabályozó rendszer Az első prokarióták 3,5 md éve! - Dél-Afrika lemezes stromatolit - Shark Bay élő stromatolitok

10

11 Prokarióták evolúciója
Szerves anyagot használtak, anaerob heterotrof – O2 nincs!, szerves anyag a tengerben Lassan nő az O2 szint, ezért az O3! Szerves C forrás egyre fogyott – később ezek nagy része éppen emiatt kihalt Autotróf - CO2 C forrás + SH elektron donor Autotrof – H2O elektron donor!!! + fényenergia segítségével bontja O3 nő – felsőbb vízrétegekben is lehet élni – kékmoszatok!

12 O2, ózon gyarapodása – légkör oxidáló – anaerob szelekció (elzárt, mocsaras élőhely) UV szűrés – abiogén szerves anyag keletkezés egyre lehetetlenebb 1. Korai eukarióták - Eukarióta sejt – mb. betüremkedések (?), ezek leszakadása – belső membránrendszer + sejtváz fehérjecsövek, fonalak rendszere

13 2. - Eukarióta sejt nagyobb, bekebelezett különféle prokariótákat - részleges lizoszómális lebontás - endoszimbiózis (Lynn Margulis elmélet). - a plasztiszok valamikor élt cianobaktériumok leszármazottai - sok millió év alatt az egykori endoszimbionták elvesztették önállóságukat, a sejt felügyelete alá kerültek és sejtorganellumokká váltak. - Génjeinek nagy része átkerült a sejtmagba. Eredeti, 4–5000Kb méretű DNS-ük kb. 200Kb-ra csökkent, és mintegy 120 gént tartalmaz. A sejtmagba átkerült gének száma mintegy 800.

14 Endoszimbióta elmélet bizonyítékai
1. Mitokondriumok csak osztódással, magukhoz hasonló struktúrákból jönnek létre 2. Prokarióta típusú, hiszton mentes (csupasz) DNS-e gyűrű alakú 3. Rimoszóma 70S (nem 80S) – kisebb 4. DNS, RNS szintézis gátolható 5. Külső membrán eukarióta, belső prokarióta típus

15 1-1,5 Md éve megjelentek az első többsejtűek Utódsejtek együtt maradtak – védelem, mozgás (?)
Az evolúció felgyorsult, az ózonréteg növekedett A felszíni vizekben sok fotoszintetizáló sejt, többsejtű moszat Kialakulhattak a velük táplálkozó (váz nélküli) állatok

16 Ediacara fauna Ediacarai fauna (szilárd váz nélküli, bonyolultabb szervezetek).Eltűnésük jelzi a proterozoikum végét

17

18 2010 paleontológiai szenzációja a gaboni Franceville közelében talált 2,1 milliárd éves 250 fosszília, melyek a legkorábbi multicelluláris (Metazoa) leletek. A cm-es organizmusok m-es sekély tengerekben telepesen éltek.