THUYẾT TRÌNH LỊCH SỬ SỰ SỐNG

Nhờ phương pháp đồng vị phóng xạ, hiện nay tuổi quả đất 4,5 - 5 tỷ năm Việc phát hiện các hóa thạch cổ giúp theo dõi tiến trình phát triển của thế giới sinh vật đầy đủ.. Các nghiên cứu s

Nhờ phương pháp đồng vị phóng xạ, hiện nay tuổi quả đất 4,5 - 5 tỷ năm

Việc phát hiện các hóa thạch cổ giúp theo dõi

tiến trình phát triển của thế giới sinh vật đầy đủ.

Các nghiên cứu sinh hóa so sánh, sinh học phân

tử, nhiều lĩnh vực sinh học, cùng các thành tựu

khác đã vẽ ra sơ đồ khái quát sự sống:

Các nghiên cứu sinh hóa so sánh, sinh học phân

tử, nhiều lĩnh vực sinh học, cùng các thành tựu

khác đã vẽ ra sơ đồ khái quát sự sống:

ĐẠI KỈ (TR NĂM) TUỔI ĐĐ Đ/C, K/H SINH VẬT

4500 - 5000

Trái đất hình thành

sinh vật nhân sơ cổ nhất(vi

khuẩn yếm khí)

Đại thái cổ

ĐẠI KỈ (TR NĂM) TUỔI ĐĐ Đ/C, K/H SINH VẬT

Nguyên

Động vật không xương sống thấp ở biển

Tảo.Hóa thạch động vật cổ nhất.Hóa thạch sinh vật cổ nhất

Tích lũy 02

Đại nguyên sinh

Thời kì này Trái Đất vẫn trong giai đoạn kiến tạo mạnh mẽ, có sự phân bố lại lục địa và đại dương

Trên cạn núi lửa hoạt động, tia tử ngoại tác động trực tiếp lên bề mặt Trái Đất dẫn đến chỉ xuất hiện sinh vật bậc thấp và vẫn sống tập trung dưới nước.

Đại Thái cổ và Nguyên sinh

ĐẠI KỈ TUỔI ĐĐ Đ/C, K/H SINH VẬT

Phân hóa tảo

Ocđovic 488 Di chuyển lục địaBăng hà Mực

nước biển giảm

Khí hậu khô

Phát sinh thực vật Tảo biển ngự trị Tuyệt diệt nhiều s/vật

Kỉ Cambri

Ocđôvic

ĐẠI KỈ TUỔI ĐĐ Đ/C, K/H SINH VẬT

Cổ

sinh Silua 444 Hình thành lục địa.Mực nước

biển dâng cao

K/h nóng & ẩm

Cây có mạch

và động vật lên cạn

Đêvôn 416 K/h lục địa khô hanh, ven biển

ẩm ướt Hình thành sa mạc

Phân hóa cá xương Phát sinh lưỡng cư, côn trùng

ĐẠI KỈ TUỔI ĐĐ Đ/C, K/H SINH VẬT

Cổ

sinh Cacbon 360 Đầu kỉ ấm nóng, sau lạnh

và khô

Dương xỉ phát triển mạnh T/vật có hạt xuất hiện Lưỡng cư ngự trị Phát sinh bò sát

Pec

mi 300 Các lục địa liên kết với nhau

Băng hà K/h khô lạnh

Phân hóa bò sát, côn trùng Tuyệt diệt nhiều động vật biển

Kỉ cacbon

Kỉ Silua

Kỉ Pecmic

Cổ sinh là đại chinh phục đất liền.

Một số dạng quyết trần

Một số quyết thực vật

ĐẠI KỈ TUỔI ĐĐ Đ/C, K/H SINH VẬT

Trung

sinh Triat 250 Lục địa chiếm ưu thế K/h

khô

Hạt trần ngự trị Phân hóa bò sát

cổ Cá xương phát triển Phát sinh thú và chim

Kỉ Triat

Kỉ Jura

Thằn lằn cổ rắn

Thằn lằn cá

Thú lông nhím Thú mỏ vịt

CÂY HẠT TRẦN

ĐẠI KỈ TUỔI ĐĐ Đ/C, K/H SINH VẬT

Tiến hóa động vật có vú

Cuối kỉ tuyệt diệt nhiều sinh vật, kể cả bò sát

Kỉ Krêta

Đại Trung Sinh là đại phồn thịnh của bò sát.

ĐẠI KỈ TUỔI ĐĐ Đ/C, K/H SINH VẬT

Tân

sinh Đệ tam 65 Các lục địa gần giống

hiện nay K/h đầu kỉ ấm áp, cuối kỉ lạnh

Phát sinh nhóm linh trưởng Cây có hoa ngự trị Phân hóa các lớp Thú, chim, côn trùng

=> Sự sống đã phát triển liên tục từ đơn giản đến phức tạp với nhiều nhánh khác nhau, bắt nguồn từ tổ tiên ban đầu nên rất da dạng mà thống nhất ở mức vi mô.

 Hiện nay, đa số cho rằng sự sống được hình thành ngay trên trái đất bằng con đường phát triển lịch sử lâu dài từ những chất đơn giản.

 Những lớp đá trầm tích cổ phát hiện cách nay 3,2

và 3,4 tỷ năm có các hóa thạch vi sinh vật, nên sự

sống coi như xuât hiện các dấu vết đầu tiên cách đây 3,5 tỷ năm

- Thuyết vũ trụ hiện đại được đại đa số công nhận

là thuyết BIG BANG

Mô phỏng vụ nổ Big Bang Dãi ngân hà

BIG BANG

Tất cả vật chất hiện nay đang phân bố trong vũ trụ với hàng triệu ngân hà mà mỗi ngân hà có hàng tỷ các vì sao sơ khai đã tụ lại thành một khỏang khổng

lồ - ng tử sơ khai.

Cách đây 13 tỷ năm khối sơ khai đã nổ và vật chất được phân thành một số lượng lớn đám mây bụi và khí ở nhiệt độ cao.

Mặt trời, hành tinh được hình thành khỏang 4-5 tỷ năm từ các đám mây bụi khí.

Phần lớn vật chất cô đặc thành một khối chặt tạo ra nhiệt độ khổng lồ và áp suất lớn dẫn đến các phản ứng nhiệt hạch và biến đổi khối cô đặc thành mặt

Quả đất nhỏ nên lực trọng trường yếu không giữ

được khí quyển đầu tiên, các khí bay vào vũ trụ để lại quả đất trơ trọi không có đại dương và khí quyển

Cùng với thời gian quả đất nguội dần, tuy nhiên sức

ép trọng lực cùng sự phân hủy phóng xạ đã tạo nên nhiệt lượng lớn bên trong làm các khí thóat ra ngòai tạo núi lửa Các khí tạo khí quyển thứ hai

Quá trình nguội dần của quả đất trải qua nhiều giai đọan để cuối cùng xuất hiện sự sống

Các chứng cớ cho thấy bầu khí quyển xưa không có oxygen tự do và không phải khí quyển oxy hóa.

Theo Oparin khí quyển mang tính khử nhiều

hydrogen

Do đó NH3 và O2 ở dạng hơi nước Cacbon ở dạng

metan Tia tử ngọai gây phản ứng tạo NH3 bằng cách kết hợp H2 và N2

Giả thuyết khác cho rằng các khí của khí quyển cổ

xưa giống khí của núi lứa hiện tại Cũng như Oparin nhưng cho rằng ít hydrogen tự do và khí quyển

không mang tính khử

1920, Oparin nêu giả thuyết sự tự hình thành các hợp chất hữu cơ đơn giản như amino acid, metann NH3 và

hơi nước trong khí quyển cổ Các sinh vật xuất hiện

ngẫu nhiên từ dung dịch đậm đặc nóng của các chất đó.

1953, S.Miller đã tiến hành thí nghiệm chứng minh

điều đó.Sau 1958, nhiều tác nhân khác: tia X, tia

phóng xạ, siêu âm… được dùng thay tia lửa điện Kết quả trên vài trăm chất hữu cơ đã được thu nhận

Trong đó có các nhóm chất quan trọng nhất trong cơ thể sinh vật.

Thí nghiệm của Milơ và Urây

Nước lạnh Bình ngưng kết

Lấy mẫu phân tích thành phần hóa học Hơi nước

Điện cực

Một số cho rằng nồng độ chất hữu cơ trong biển

nguyên thủy rất cao nên khả năng gắn các phân tử

nhỏ với nhau có thực hiện với thời gian hàng trăm

triệu năm để tạo số lượng lớn polymer (không có

enzim xúc tác các phản ứng)

Các nhà khoa học cho rằng nồng độ các chất trong các đại dương cổ xưa không đủ đậm để thực hiện

polymer hóa Theo họ phải có cơ chế cơ học làm tăng

nồng độ phản ứng: sự hấp thu các đơn vị cấu trúc lên

bề mặt 1 vật thể như đất sét.

Có thể các chất tập trung ở những vũng

nước hay ao nhỏ, nhiệt MT làm bốc hơi, dd đậm đặc hơn và cung cấp năng lượng cho

việc polymer hóa Các polymer vừa đuợc

tạo thành có thể bị trôi ngược xuống ao

nồng độc chúng tăng cao Quá trình lặp đi lặp lại nhiều lần làm tăng nồng độ phân tử trong một ao

GT càng có lý khi W.Fox đã chứng minh

rằng: nếu 1 hh amino acid ở trạng thái

gần khô được đun nóng thì các phân tử polypeptit nhanh chóng được tổng

hợp.

-Sau khi các polymer được tạo thành chúng phải gắn với nhau thành các phức hợp đại phân tử và trong số

đó sẽ xuất hiện các “tế bào” đầu tiên

- Có 3 nhóm giả thuyết về vai trò sự xuất hiện tế bào đầu tiên:

Sự sống là các prôtêin

Các nuleic và gen xuất hiện trước

Những năm 80 có quan điểm RNA xuất hiện trước

Các nguồn

NL tự nhiên

Trùng phân

tử hữu cơ có thể tự

sao và dịch mã

Từ các chất vô cơ  Chất hữu cơ đơn giản  Chất

hữu cơ phức tạp  Những hệ đại phân tử.

Oparin, Fox chú ý đến quá trình tách biệt đại phân tử trong dd dẫn đến hình thành các giọt nhỏ (coaserva), tiền thân sự sống.

Giọt coaserva hình thành khi trộn các polymer trong dd nước Các giọt này tách biệt với môi trường nước

Chúng dễ đuợc tạo thành không đòi hỏi đk đặc biệt,

đây là một hiện tượng hóa keo mà nguyên sinh chất

cũng ở trạng thái hóa keo.

Đường kính giọt này 1-500 micromet, tách biệt môi

trường xung quanh bởi lọai màng: các lớp polymer

vòng ngòai dày lên tách giọt.

Khi các giọt này hấp thụ các chất vào chúng quá lớn có

xu hướng tự chia thành nhiều giọt nhỏ Các giọt may mắn có thành phần tốt hơn có thể to ra rồi chia tiếp Theo Oparin, CLTN sẽ giữ lại và hòan thiện các giọt tốt hơn để tạo nên “tế bào”

Fox quan tâm đến khả năng xúc tác các giọt tiểu cầu Ông chứng minh các tiểu cầu có thể xúc tác các phản ứng phân hủy glucose và hđ chức năng giống các

enzim esteraase và peroxydase Các tiểu cầu có thể nảy chồi tạo ra các tiểu cầu khác

Các thí nghiệm Oparin và Fox cho thấy tạo thành các giọt là xu hướng tự nhiên

1929, G.Muller cho rằng sự sống bắt đầu từ 1 hoặc vài gen, không do các sinh vật.

Chứng cớ củng cố giả thuyết trên:

tham gia của tRNA và rRNA Cho thấy acid nuleic có trước

của tế bào ở tất cả các sinh vật

VD: ATP, có gốc Adenin là “tiền tệ năng lượng” Các

coenzym như NAD,NADP… đều có nucotide trong tpct

1981, ông Cech (Mỹ) phát minh RNA có khả năng xúc tác và các RNA này được gọi là các ribozyme.

RNA: chứa thông tin như DNA, có thể xúc tác như protêin

Việc tạo các polynucleotide một mạch đơn như

RNA sẽ dễ thực hiện hơn và đơn giản hơn so với DNA mạch kép

Cuối những năm 80, bàn về nguồn gốc sự sống, có quan điểm cho rằng tiền sinh vật ở dạng RNA Tiến

hóa dần đưa đến chỗ thông tin được chuyên hóa cho DNA và khả năng xúc tác được chuyển cho prôtêin

Hình thành các phân tử RNA.

Cơ chế sao chép RNA

Sự hòan thiện hệ thống màng bao