EKOLOGIA

advertisement
EKOLOGIA
Historia świata w pigułce
1
Początek Wszechświata
ok. 15 mld lat temu:
temperatura: +∞
+∞
gęstość
stość:: +∞
+∞
WIELKI WYBUCH
10-12 s: temp. +1015K; powstanie czą
cząstek elementarnych i
antyczą
antycząstek
10-5 s: powstanie protonó
protonów, neutronó
neutronów, etc.
3 min: epoka nuklosyntezy (powstanie ją
jąder pierwiastkó
pierwiastków
lekkich)
106 lat: powstanie atomó
atomów
109 lat: powstanie pierwszych galaktyk i kwazaró
kwazarów
15×
15×109 lat: obecny Wszechś
Wszechświat
2
Historia Ziemi
Wiek Ziemi – obecnie oceniany na ok. 4,4 mld lat
Najstarsze znane skał
skały:
zach. Grenlandia: 3,7 – 3,8 mld lat
gnejsy z Acasta (USA): ok. 3,96 mld lat
cyrkon z zach. Australii: 4,1 – 4,3 mld lat
Najstarsze znane ślady życia:
Australia i Afryka Pd.: sinice (ok. 3,5 mld lat)
Grenlandia: mat. organiczna? (ok. 3,8 mld lat)
3
1
Pierwotna atmosfera Ziemi i jej pochodzenie
Skł
Skład pierwotnej atmosfery:
CO2 – główny skł
składnik
N2 – mniejsze znaczenie
NH3, CH4, SO2, HCl – śladowo
BRAK O2
Powstanie: hipoteza odgazowania – okoł
około 80% –
85% atmosfery powstał
powstało w wyniku odgazowania
w cią
ciągu pierwszego miliona lat
4
Warunki termiczne na Ziemi
Era archaiczna (4,4 – 2,5 mld lat temu):
aktywność
aktywność słońca ok. 75% obecnej jak w
takich warunkach mogł
mogło powstać
powstać życie?
Hipoteza Sagana i Mullera:
Mullera: duż
duża zawartość
zawartość
CH4 i NH3 „superefekt cieplarniany”
cieplarniany”
Hipoteza Ramanathana:
Ramanathana: śladowe iloś
ilości CH4 i
NH3, lecz duż
duża zawartość
zawartość CO2 „ superefekt
cieplarniany”
cieplarniany”
5
Zawartość i kontrola CO2 w atmosferze
Model abiotyczny (Walker
(Walker,, Kasting,
Kasting, Hays):
Hays):
począ
początkowa zawartość
zawartość CO2 wysoka ocieplenie
klimatu wzrost tempa parowania wody wzrost
opadó
opadów wymywanie CO2 z atmosfery i wią
wiązanie w
skał
skałach osadowych spadek zawartoś
zawartości CO2 w
atmosferze osł
osłabienie efektu cieplarnianego
Model biotyczny (Lovelock
):
(Lovelock):
począ
początkowa zawartość
zawartość CO2 w atmosferze wysoka rozwó
rozwój fitoplanktonu wią
wiązanie CO2 powstawanie osadowych skał
skał węglanowych spadek
zawartoś
zawartości CO2 w atmosferze i wodzie morskiej osł
osłabienie efektu cieplarnianego
6
2
Zawartość i kontrola O2 w atmosferze
produkcja wolnego O2: wyłą
cznie organizmy żywe
wyłącznie
począ
początkowe 1 – 2 mld lat: wię
większość
kszość O2 wią
wiązana na
skutek utleniania minerał
minerałów, gł
głównie zwią
związkó
zków żelaza
od ok. 2 mld lat temu: po utlenieniu wię
ę
kszoś
wi kszości Fe –
gromadzenie O2 w atmosferze
ok. 1,5 mld temu: zawartość
zawartość O2 w atmosferze zbliż
zbliżona
do obecnej moż
możliwość
liwość wyjś
wyjścia życia na lą
ląd
Obecna, ok. 21% zawartość
zawartość O2 w atmosferze jest
wynikiem procesó
procesów fotosyntezy
7
Biogeneza:
podstawowe problemy do rozwiązania
Powstanie biał
białek
Powstanie kodu genetycznego
Połą
czenie syntezy biał
Połączenie
białek z kodem genetycznym
8
Biogeneza: białka jako początek życia
Koncepcja Oparina i Haldane’
Haldane’a:
w redukują
redukującej wczesnej atmosferze (H2, CH4, NH3) w wysokiej
temperaturze i przy udziale wył
wyładowań
adowań atmosferycznych
zwią
związki organiczne mogą
mogą powstawać
powstawać samorzutnie
doś
doświadczenie Stanleya Millera powstanie
aminokwasó
aminokwasów
doś
doświadczenie Juana Oró
Oró powstanie aminokwasó
aminokwasów oraz
adeniny
doś
doświadczenie Sidneya Foxa powstanie kró
krótkich
łańcuchó
cuchów proteinowych
Problemy:
autoreplikacja?
autoreplikacja?
ewolucja?
9
3
Biogeneza: RNA jako początek życia
Koncepcja Woese’
Woese’a, Cricka i Orgela:
Orgela:
prebiotyczny RNA posiadał
posiadał zdolność
zdolność autoreplikacji
bez udział
udziału biał
białek oraz katalizowania syntezy biał
białek
doś
doświadczenie Cecha i Altmana niektó
niektóre typy
RNA faktycznie posiadają
posiadają zdolność
zdolność autorepliacji
doś
doświadczenie Szostaka zbudowanie RNA
posiadają
posiadającego zaró
zarówno zdolność
zdolność cyklicznej
autoreplikacji jak i wł
własnoś
asności enzymatyczne
Problemy:
niedobó
niedobór rybozy
trudnoś
trudności z syntezą
syntezą wszystkich skł
składnikó
adników bez
katalizatoró
katalizatorów
10
Od RNA do DNA kodującego białka
11
Katalizatory
Hipoteza CairnsCairns-Smitha i Dagensa:
Dagensa:
kataliza na zwią
związkach nieorganicznych –
kryształ
kryształy minerał
minerałów ilastych, np. kaolinit i
montmorylonit w obecnoś
obecności minerał
minerałów
ilastych zwią
związki wielkoczą
wielkocząsteczkowe
(wę
(węglowodory, monomono- i polisacharydy,
fosfolipidy,
,
aminokwasy
i peptydy) tworzą
fosfolipidy
tworzą się
się
z wydajnoś
wydajnością
cią tysią
tysiące razy wię
większą
kszą niż
niż bez
udział
udziału ich matrycy
12
4
Źródła hydrotermalne
przesł
przesłanki: wszystkie Archaebacteria preferują
preferują
środowiska o wysokich temperaturach, niektó
niektóre tolerują
tolerują
do 120oC, pewne gatunki preferują
preferują beztlenowe, kwaś
kwaśne
środowiska z wysoką
wysoką zawartoś
zawartością
cią siarki
13
Powstanie i ewolucja życia
Sprzęż
enie reakcji abiotycznych:
Sprzężenie
replikacji RNA
tworzenia struktur fosfolipidowych lub koacerwató
koacerwatów
reakcji biochemicznych
Pierwotny organizm (heterotroficzny, beztlenowy)
Archaebacteria
Procaryota
Eucaryota
- bakterie
- sinice
- śluzowce
- grzyby
- pierwotniaki
- rośliny
- zwierzęta
14
5
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

66+6+6+

2 Cards basiek49

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

Create flashcards