IV.6. Evoluția vieții pe Pământ

📚

Începutul Universului odată cu Big Bangul a fost dominat de haos. În timp, din domnia haosului s-a născut și ordinea odată cu formarea atomilor stabili. Atomii au format apoi sisteme stabile și mai mari, adică stele, planetele, galaxiile etc.

Sistemul nostru solar se consideră că a luat naștere acum 4,5 miliarde de ani. Pe atunci planeta noastră era extrem de fierbinte. După 4 miliarde de ani au început să se formeze mările și oceanele.

Evoluția ordinii în Univers a atins apogeul cu apariția vieții pe Pământ, acum mai bine de 3,5 miliarde de ani în urmă, mai ales odată cu apariția omului (cel mai complex organism viu dotat cu conștiință). Viața este definită ca o „materie care se poate reproduce singură și evolua după cum dictează supraviețuirea”.

📚

În privința apariției vieții pe Pământ există două mari teorii: cea creaționistă și cea evoluționistă.

Teoria creaționistă susține crearea Pământului și a vieții pe Pământ de către o ființă supranaturală, Dumnezeu.

Teoria evoluționistă elaborată de englezul Charles Darwin susține că viața pe Pământ a apărut la un moment dat prin apariția unui strămoș comun care a evoluat de-a lungul timpului și a creat prin adaptare la mediu o abundență de forme de viață și specii diferite.

Teoria evoluționistă descrie momentul zero al nașterii vieții pe Pământ, într-un mediu dominat complet de apă.

📋

Activitatea vulcanică a Pământului a creat atmosfera primordială (cu mult dioxid de carbon, dioxid de sulf etc.), care nu conținea aproape deloc oxigen. Activitatea vulcanică excesivă a Pământului este explicată de specialiști din cauza coliziunilor frecvente cu alte corpuri cerești.
După formarea Pământului se crede că a avut loc o coliziune uriașă cu o planetă numită Theia, coliziune în urma cărei s-a format Luna. În timp, Pământul s-a răcit, determinând formarea unei cruste solide și permițând apei lichide să iasă la suprafață. Așa s-au format oceanele și continentele, acum 4,4 miliarde de ani.
O teorie evoluționistă afirmă că energia fulgerelor frecvente de pe Pământ (care au durat milioane de ani) a dus la formarea primilor aminoacizi, care prin unire au format proteine și apoi primele celule vii. Deci, primele forme de viață au fost niște organisme unicelulare, numite procariote (microbi ca bacteriile, arheele), organisme lipsite de nucleu, fiind principalul ADN al vieții pe Pământ. Aceste organisme unicelulare au apărut pentru prima dată în urmă cu 4,28 miliarde de ani, la scurt timp după formarea oceanelor. Ele au evoluat mai târziu în structuri celulare din ce în ce mai complexe : plante, ciuperci, alge, amibe, trilobiți, pești, reptile, dinozauri, mamifere, oameni etc. Cele mai vechi dovezi directe ale existenței vieții pe Pământ sunt niște fosile ale unor microorganisme premineralizate într-o rocă din Australia, formate pe fundul oceanului.

🔦 Observație

Organismele vii sintetizează proteinele (polimeri ai aminoacizilor), folosind instrucțiuni codificate de acid dezoxiribonucleic (ADN). Sinteza proteinelor implică polimeri intermediari ai acidului ribonucleic (ARN).

📋

Apoi, acum 2,7 miliarde de ani, au apărut cianobacteriile (algele albastre-verzi), organisme procariote care sunt niște bacterii unicelulare și nu eucariote precum algele. Ele transformau lumina solară și dioxidul de carbon, prin fotosinteză, în oxigen, pentru sintetizarea nutrienților. Astfel, nivelul oxigenului pe Pământ a început să crească, făcând posibilă apariția plantelor și animalelor. Marea oxigenare a avut ca efect major extincția organismelor anaerobe (care nu folosesc oxigenul pentru respirație și produc dioxid de carbon).
Mai târziu, acum aproximativ 1,7 miliarde de ani, au început să apară organisme pluricelulare, celule diferențiate îndeplinind funcții specializate. Organismele pluricelulare produc oxigenul și includ ciupercile, algele verzi, mușchii, ferigile, coniferele etc.
Primele fosile de animale sunt cnidarii (grupul care include meduze, anemone de mare și hidre), posibil de acum aproximativ 580 de milioane de ani.
Cele mai vechi dovezi bune ale plantelor și animalelor terestre datează de acum 450 milioane de ani. În urmă cu aproximativ 250-150 milioane de ani, iodul și hormonii T4/T3 a stimulat metamorfozarea amfibianului și evoluția sistemelor nervoase transformând mormolocul acvatic, vegetarian într-o broască terestră, carnivoră „mai evoluată”, cu abilități neurologice, vizuospațiale, olfactive și cognitive mai bune pentru vânătoare. Dinozaurii s-au remarcat de alți arheozauri din Triasicul târziu și au devenit vertebratele terestre dominante din Jurasic și Cretacic (acum 201,3-66 milioane de ani). În timpul Jurasicului târziu, păsările au evoluat din dinozauri teropode mici și prădători. Primele păsări au moștenit dinții și cozile lungi și osoase de la strămoșii lor dinozaurii, dar unele au dezvoltat ciocuri excesive și fără dinți în Jurasicul târziu și cozi scurte în Cretacicul timpuriu. Din dinozauri au evoluat micile insectivore nocturne, care au accelerat dezvoltarea endotermiei („sângelui cald”) și a părului sau a blănii.
Primele plante cu flori și a insectelor polenizatoare au apărut acum aproximativ 130 de milioane de ani. Printre plantele moderne cu flori, se crede că Magnolia este aproape de strămoșul comun al grupului. Apar de asemenea și primii arbori cu frunze, inclusiv smochinii și platanaceae, chiar dacă nu se răspândesc extensiv, dar coniferele rămân dominante.
Termitele, furnicile și albinele sociale au apărut acum 145–66 milioane de an. Tot în timpul Cretacicului au mai apărut afidele, lăcustele, viespile, fluturii și moliile. Fauna este dominată de reptile archosaur (dinozauri), pterozauri (reptilele zburătoare). La sfârșitul Cretacicului pierd bătălia cu păsările care sunt mai bine adaptate la zbor.
Extincția dinozaurilor de la sfârșitul Cretacicului în urmă cu 66 de milioane de ani se crede că a avut loc când Pământul a fost lovit de un obiect extraterestru (un asteroid sau o cometă), iar impactul a avut ca efecte asupra mediului distrugerea totală și permanentă a multora dintre animalele și plantele care trăiau atunci.
Ideea că, alături de alte forme de viață, oamenii moderni au evoluat dintr-un strămoș străvechi și comun a fost propusă de Robert Chambers în 1844 și preluată de Charles Darwin în 1871. Oamenii moderni au evoluat dintr-o linie de maimuțe mari cu mers vertical care pot fi urmărite până la peste 6 milioane de ani în urmă.
Primele unelte de piatră cunoscute au fost fabricate acum aproximativ 2,5 milioane de ani, aparent de Australopithecus garhi și au fost găsite lângă oase de animale care poartă zgârieturi făcute de aceste unelte. Cele mai vechi hominine au avut creierul de dimensiuni asemănătoare cimpanzeilor, dar mulți cercetători consideră că apariția oamenilor din punct de vedere anatomic modern s-a datorat modificărilor neurologice de acum 100.000 de ani. Există o dezbatere de lungă durată cu privire la faptul dacă oamenii moderni au evoluat în întreaga lume simultan din hominini avansați sau sunt descendenți ai unei singure populații mici din Africa, care apoi a migrat peste tot în lume cu mai puțin de 200.000 de ani în urmă și a înlocuit precedentele specii hominine.

🔦 Observație

Se estimează că mai mult de 99% din toate speciile de forme de viață (peste cinci miliarde de specii) care au trăit vreodată pe Pământ sunt extincte.

🤔 Pentru curioși

Clasificarea organismelor vii:

I. Regnul protista:

1. Bacteriile sunt microorganisme procariote și prezintă de cele mai multe ori o lungime de câțiva micrometri, putând avea formă sferică, alungită sau spiralată (elicoidală). Bacteriile au fost printre primele forme de viață care au apărut pe Pământ și sunt prezente în majoritatea habitatelor existente (sol, apă, izvoare termale, deșeuri radioactive, la adâncimi mari din scoarța terestră sau în gheață etc.). Bacteriile trăiesc în relații de simbioză sau sunt uneori paraziți ai plantelor și animalelor. Spre deosebire de celulele eucariote, care sunt specifice organismelor vegetale și animale, bacteriile nu prezintă nucleu celular și rareori prezintă organite celulare delimitate de membrană.

2. Arheele (Archaea) formează un grup constituit din organisme unicelulare, anucleate și care nu au organite despărțite de membrane.

3. Protozoarele sunt cele mai simple organisme eucariote. Sunt unicelulare, ele fiind cuprinse în regnul Protista.

4. Cromobiontele (Chromista) formează un grup eterogen de organisme eucariote, unicelulare sau pluricelulare, cu origini comune. Acest grup include toate algele a căror cloroplaste conțin clorofila a și c, precum și diverse forme incolore care sunt strâns legate de ele.

II. Regnul Plantae este o categorie sistematică ce cuprinde organismele pluricelulare fotosintetizante, adaptate primar la viața terestră. Acest regn se împarte în alge (verzi, roșii, Glaucophyta), briofite (mușchi), pteridofite (ferigi), spermatofite (gimnosperme și angiosperme).

Spermatofitele reprezintă o grupare de plante superioare cu structura diferențiată în rădăcină, tulpină, frunze, flori și care produc semințe. Sunt o încrengătură a regnului vegetal, cuprinzând plantele cu flori și semințe.

Gimnospermele sunt un grup de plante lemnoase (arbori și arbuști) cu lemnul format predominant din traheide. Exemple de gimnosperme: brad, molid, pin, tuia, cedru, chiparos, Ginkgo biloba, cârcel, ienupăr, tisa etc.

Angiospermele sunt cele mai evoluate plante, fiind răspândite pe tot globul, cu excepția zonelor polare. Exemple de angiosperme: păr, măceș, trandafir, fasole, varză, cartof, ceapă, lalea, grâu, papură etc. Strămoșii unor specii de angiosperme (menta, magnolia și orhideele) datează din vremea dinozaurilor, dar au reușit să persiste după extincție. Astăzi, angiospermele reprezintă aproximativ 78% dintre toate speciile de plante terestre.

Plantele sunt organisme formate din mai multe celule diferențiate între ele, fiind marea majoritate a cazurilor autotrofe, adică își pregătesc singure hrana din substanțe minerale, apă și dioxid de carbon în procesul de fotosinteză, folosind lumina solară.

III. Regnul fungi (ciupercile) formează al treilea mare regn al organismelor eucariote alături de Regnul Animalia și Regnul Plantae cu peste 100.000 de specii cunoscute. Nu se hrănesc folosind fotosinteza și se hrăneasc ca animalele, prin asimilarea substanțelor organice pe care le absorb din mediu într-o formă dizolvată. Regnul include atât organisme multicelulare din încrengătura Basidiomycota, cât și organisme unicelulare, cum ar fi drojdia.

Dintre ciupercile unicelulare, drojdiile de zahăr produc alcool și dioxid de carbon prin fermentația alcoolică și sunt folosite la coacerea unui aluat, în prepararea de bere, la producerea vinului, la laptele covăsit (chefirul).

IV. Animalele sunt organisme eucariote multicelulare care formează regnul biologic Animalia. Cu puține excepții, animalele consumă material organic, respiră oxigen, se pot mișca, se pot reproduce sexual și se dezvoltă pornind de la o blastulă (stadiu embrionar de formă globulară, cu celulele dispuse într-un singur strat). Au fost descrise peste 1,5 milioane de specii de animale vii — dintre care aproximativ 1 milion sunt insecte. Spre deosebire de plante și alge, care produc proprii nutrienți, animalele sunt heterotrofe, adică se hrănesc cu material organic pe care îl digeră intern.

Balena albastră este cel mai mare animal care a trăit vreodată, cu o greutate de până la cel puțin 180 de tone și care măsoară până la 31 de metri lungime.

Cel mai mare animal de uscat existent este elefantul african de tufă, care cântărește până la 12,5 tone și măsoară până la 10 metri lungime.

Cele mai mari animale de uscat care au trăit vreodată au fost dinozaurii sauropode, cum ar fi Argentinosaurus, care ar fi putut cântări până la 78 de tone și o lungime de 30 m.

Cel mai mic animal (pește) este microscopic și se numește Myxobolus shekel, având o lungime medie de 8,5 µm când este complet adult.

📚