Įvadas
Žemėje gyvena milijonai įvairiausių augalų ir gyvūnų. Iš kur jie visi atirado? Žmogus bandė atsakyti į šį klausimą ne vieną šimtmetį. Daugelis mokslininkų mano, kad patys pirmieji gyvi organizmai atsirado iš negyvų cheminių medžiagų. Prieš daugiau kaip milijoną metų susidarė junginiai, kurie gebėjo save kopijuoti. Tai davė pradžią tam tikrai evoliucijai, kuri galiausiai atvedė prie pirmykštės tikrosios gyvybės. Šiandien gyvybė Žemėje pasižymi stulbinančia įvairove.Kiekvienas augalas ir gyvūnas turi savo natūralią buveinę ir guvensenos būda. Pavyzdžiui, vieni augalai tarpsta dykumose, kitiems labiau patinka šaltos ir drėgnos vietos. Kiekvienas gyvas organizmas puikiai derinasi prie savo aplinkos. Svarbiausias evoliucijos mokslo istorijoje įvykis buvo XIX a. anglų gamtininko Č. Darvino 1842 – 1853 m. paskelbta evoliucijos teorija. Jis iškėlė mintį, kad per milijonus metų augalų ir gyvūnų rūšys laipsniškai kito (evoliucionavo), prisitaikydamos prie aplinkos. Evoliucija patvirtina tai, kad nėra visiškai vienodų dviejų gyvų organizmų. Taigi kai kurie augalai arba gyvūnai gali egzistuoti tik turėdami tokius požymius, kurie padeda jiems lengviau išlikti. Antai gyvūnas gali turėti ilgas kojas, kurios padėtų jam sprukti nuo plėšrūnų. Augalas gali tuėti didelius lapus, kurie padėtų jam geriau augti pavėsyje. Turėdami tokių vertingų požymių, gyvūnai ir augalai turi daugiau galymybių išlikti gyvi ir susilaukti palikuonių, kurie paveldėtų šiuos požymius. Neturintys naudingų požymių tokių galimybių turi mažiau. Tai vadinama gamtine atranka. Pamažu, iš kartos į kartą, geriau prisitaikę gyvūnai ir augalai išgyvena ir suklesti, o kiti išmiršta arba suranda naują buveinę. Taip Darvino įsitikinimu, pamažu išsirutuliojo milijonai įvairiausiu augalų ir gyvūnų rūšių. Tačiau fosilijos rodo, kad evoliucija nėra toks lėtas ir tolydinis procesas, kaip manė Darvinas. Dabar kai kurie mokslininkai mano, kad pokyčiai vyksta staigiais šuoliais, o tarp jų būna ilgi laikotarpiai , kai pokyčiai vos pastebimi. Anot kitų, staigių pokyčių šuoliai įsiterpia tarp ilgų tolydinių pokyčių laikotarpių.
Visoje Žemės istorijoje per palyginti trumpą laikotarpį išnyko daugybė rūšių. Didžiausias masinis išnykimas buvo permo ir triaso periodo krizė, įvykusi maždaug prieš 245 milijonus metų. Maždaug prieš 65 milijonus metų per kreidos periodo išnykimą išmirė dinozaurai. Niekas nežino, kas sukėlė šiuos įvykius. Kai kurių mokslininkų nuomone, kreidos periodo išnykimas įvyko po klimato pokyčio, kurį sukėlė nukritęs meteoritas.Gyvybės pagrindai
Paprasčiausią gyvą organizmą sudaro vienintelis struktūrinis vienetas – ląstelė. Sudėtingesnius organizmus – gyvūnus ir augalus – sudaro šimtai, net milijonai ląstelių; visi organizmai turi daug bendrų požymių, bet svarbiausias jų yra dauginimasis. Kiti požymiai yra judėjimas, reagavimas į aplinką, gebėjimas panaudoti sau aplinkos energijos šaltinius; tai priklauso nuo tam tikrų ląstelės molekulių – fermentų veiklos. Nors iš pažiūros gyvūnai ir augalai yra labai skirtingi, iš esmės jie skiriasi tik būdais, kuriais reiškiasi jų pagrindinė gyvybinė veikla. Gyvūnų judėjimas akivaizdus, o augalų judėjimas reiškiasi tik jų ląstelių viduje. Gyvūnai turi sudėtingą nervų sistemą, kuri padeda orientuotis aplinkoje; augalai jautrūs šviesos ir sunkio poveikiui. Daugybės cheminių elementų sintezei augalai naudoja Saulės energiją; gyvūnų energijos šaltinis yra augalai, kuriais jie minta tiesiogiai arba medžiodami augalėdžius gyvūnus. Gyvybei palaikyti būtina pusiausvira tarp organizmo gebėjimo gamintis energiją ir visų energiją eikvojančių funkcijų – augimo, judėjimo ir ląstelės atgaminimo. Kiekviena augalo ar gyvūno fermentų sistema, gaminanti naujas molekules organizme, turi būti suderinta su molekules skaidančia ir energiją išskiriančia sistema. Organizmo medžiagų apykaita yra šių dviejų sistemų veiklos išdava. Nors formų ir sudėties įvairovė yra didelė, visi gyvi organizmai susideda iš tų pačių molekulių gaminimo blokų: baltymų, angliavandenių, nukleorūgščių ir riebalų. Nukleorūgštys saugo ir perduoda iš tėvų vaikams genetinę informaciją; baltymai yra svarbiausi organizmų struktūriniai elementai, be to, jie veikia ir kaip katalizatoriai (fermentai), spartinantys nesuskaičiuojamą daugybę cheminių reakcijų, būtinų gyvybei palaikyti; angliavandeniai ir riebalai yra energijos šaltiniai, be to, visų rūšių organizmų statybiniai blokai.
Gyvybės atsiradimas
Gyvų organizmų veiklos pėdsakai daug kartų aptikti prekambrio uolienose, paplitusiose visame Žemės rutulyje. Tikra sensacija tapo uolienų, kurių amžius 3,5 mlrd. m. su mikroorganizmų veiklos pėdsakais atradimas Pietų Afrikoje. Iki gyvybės atsiradimo Žemėje vyko procesai pagal tuos pačius kaip ir mūsų dienomis galiojančius chemijos ir fizikos dėsnius. Pagal šį gamtamokslinį aktualizmo principą galima tvirtinti, jog gyvybė atsirado, vykstant nuoseklioms tam tikroms cheminėms reakcijos pirminės planetos paviršiuje. Dėl fizinių ir cheminių savybių vanduo ir anglis atsidūrė prie gyvybės lopšio. Dėl cheminių ir fizinių įvairių atomų ir molekulių savybių jų tarpusavio sąveika buvo neišvengiama. Vadinasi, gyvybės atsiradimo pagrindas – sudėtingas cheminis atomų ir molekulių persitvarkymas. Tokie procesai nebuvo vienkartiniai ar nepasikartojantys, jie galėjo vykti ir vyko įvairiomis sąlygomis ir skirtingose Žemės paviršiaus vietose. Kaip gyvybė prasidėjo, beveik nežinome, bet beveik tikra, kad pirmieji gyvi organizmai atsirado vandenyne ir mito jame esančiomis organinėmis molekulėmis, jas skaidydami be deguonies ir naudodami atsipalaidavusią cheminę energiją. Matyt, daugiau kaip po 1 milijardo metų susidarė svarbus žaliasis pigmentas chlorofilas, padėjęs kai kuriems organizmams naudotis Saulės šviesos energija, maisto medžiagoms iš vandens ir anglies dioksido gamintis. Taip atsirado pirmieji augalai, “pirminiai producentai”, arba Saulės energijos fiksuotojai, nuo kurių priklauso visos kitos gyvybės formos.
Gyvybės raida Žemėje
Dar gilioje senovėje žmogus bandė suprasti, iš kur atsirado ir kaip vystėsi Žemėje gyvybė. F. Redis XVII a. eksperimentiškai įrodė, kad bent kiek sudėtingesnės sandaros gyvūnai iš niekur atsirasti negali. Dabar yra žinoma, jog tam tikroje materijos vystymosi stadijoje gyvybė gali atsirasti dėl pačioje materijoje vykstančių natūralių procesų. Pradinės gyvybės atsiradimo ir vystymosi metu paprasčiausi cheminiai procesai galėjo vykti ne tik Žemėje, bet ir kitose Visatos vietose įvairiu laiku. Visiškai įmanoma, kad gyvybė į Žemę pateko iš Kosmoso. Tačiau iš visų dabar ištirtų Visatos dalių tik Žemėje gyvybė susiformavo ir suklestėjo.
Žemės amžius maždaug 5 mlrd. m. Manoma, kad Žemėje gyvybė egzistuoja jau daugiau nei 3,5 mlrd. metų. Atsiradusi gyvybė toliau vystėsi labai greitai (evoliucija pagreitėjo). Aerobinėms formoms išsivystyti iš protobiontų prireikė maždaug 3 mlrd. m., o sausumos augalai ir gyvūnai atsirado, praėjus maždaug 500 mln. m. nuo aerobų pasirodymo; paukščiams ir žinduoliams iš pirmųjų sausumos stuburinių atsirasti prireikė 100 mln. m., primatai išsiskyrė po 12-15 mln., o žmogui susiformuoti prireikė tik apie 5 mln. m.; šiuolaikinio mokslo ir technikos era žmogaus istorijoje sudaro maždaug 300 m.Gyvybės raida
Era Periodas Trukmė(mln. m.) Prasidėjo (prieš mln. m.) Gyvybės apžvalgaArchėjus >900 >3500 Gyvybės atsiradimas. Prokariotų pasirodymas. Bakterijų ir melsvadumblių vyravimas.Proterozojus >2000 >2600 Eukariotų, daugialąsčių augalų ir gyvūnų pasirodymas.Paleozojus Kambras 70 570 Bestuburių plėtotė. Aukštesniųjų augalų pasirodymas Ordovikas 60 500 Pirmųjų stuburinių bežandžių pasirodymas. Silūras 30 440 Augalų ir bestuburių apsigyvenimas sausumoje. Devonas 60 410 Įvairių žuvų grupių vyravimas. Vabzdžių ir amfibijų atsiradimas. Susiformavo miškai, kur vyravo paparčiai, samanos ir pataisai. Karbonas 65-75 350-360 Miškų paplitimas. Amfibijų klestėjimas. Skraidančių vabzdžių pasirodymas. Reptilijų atsiradimas. Permas 55 285 Plikasėklių pasirodymas. Reptilijų išplitimas.Mezozojus Triasas 35 230 Reptilijų suklestėjimas. Plikasėklių išplitimas. Pirmųjų žinduolių pasirodymas. Jura 58 195 Reptilijų vyravimas sausumoje, vandenyje ir ore. Gaubtasėklių ir paukščių atsiradimas. Kreida 70 137 Žiedinių augalų ir vabzdžių plėtotė. Daugelio reptilijų išmirimas.Kainozojus Paleogenas 40 67 Žinduolių ir paukščių klestėjimas. Neogenas 24 27 Dabartinių žinduolių šeimų atsiradimas. Šiuolaikinės floros formavimas. Kvarteras 2 3 Genties Homo atsiradimas.