Herkunft des Geschlechts Romana Klee / Flickr
Geschlecht . Die überwiegende Mehrheit der mehrzelligen Organismen tut dies, und die meisten von uns denken die ganze Zeit darüber nach, aber wie wurde es zu einer Sache?
Irgendwo in der Region von 99% von allen mehrzelligen Organismen vermehren sich sexuell . Jede Art hat auch ihre eigenen Paarungsrituale und -mechanismen.
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Aber wie das Ganze begann, ist für die Wissenschaft ein Rätsel. Das Große Charles Darwin mehr als ein bisschen verwirrt.
"Wir kennen nicht einmal die letzte Ursache der Sexualität; warum durch die Vereinigung der beiden sexuellen Elemente neue Wesen entstehen sollten. Das ganze Thema ist noch in der Dunkelheit verborgen", schrieb Darwin 1862.
Aber klar, es ist aus einem bestimmten Grund wichtig und als Fortpflanzungsstrategie entwickelt. Aber warum und wann es begann, wird von der Wissenschaft nicht gut verstanden.
Wie wurden die ersten Lebewesen geschaffen?
Zuallererst etwas Housekeeping.
Dieser Artikel widmet sich der wissenschaftlichen Untersuchung der Ursprünge des Lebens. Wir werden daher keine der unzähligen Arten diskutieren oder untersuchen. Erklärungen religiöser Lehren .
Der Ursprung des Lebens ist eine der ältesten und am häufigsten untersuchten Fragen in der Wissenschaft. Bis heute gibt es verschiedene Theorien zu diesem Thema.
Obwohl alle ihre eigenen unterschiedlichen Mechanismen und Erklärungen haben, sind die Grundlagen dieselben: -
- Organische Moleküle wurden irgendwie durch natürliche Prozesse erzeugt.
- Diese bauten sich im Laufe der Zeit auf und waren irgendwann so komplex, dass sie sich selbst replizierten. Dies führte schließlich zu sogenannte RNA-Welt .
- RNA lieferte die Mittel zur Selbstreplikation und Selbstorganisation, die den langsamen und unaufhaltsamen Evolutionsprozess in Gang setzen würden.
Der Rest ist, wie man so sagt, Geschichte.
Hier sind einige der am weitesten verbreiteten Theorien zum Ursprung des Lebens.
1. Die Tonhypothese
Eine Theorie über den Ursprung des Lebens postuliert, dass Ton der Hauptgrund war, warum das Leben auf der Erde begann. Es wurde zuerst von vorgeschlagen Organischer Chemiker Alexander Graham Cairns-Smith an der Universität von Glasgow.
Wie die Geschichte erzählt, hat sich Ton so verhalten Prototyp Ribosomen um organische Moleküle zu konzentrieren und miteinander zu kombinieren. Dies würde auch erklären, warum die überwiegende Mehrheit der organischen Moleküle wie Aminosäuren in Organismen sinistral oder linkshändig in ihrer Struktur.
Cairns-Smith schlägt vor, dass Mineralkristalle in Ton organische Moleküle in organisierten Mustern angeordnet haben könnten. Nach einer Weile übernahmen organische Moleküle diesen Job und organisierten sich selbst.
2. Der Funke des Lebens
Eine weit verbreitete Hypothese ist, dass das Leben durch Blitze begonnen wurde. Elektrische Entladungen halfen dabei, Aminosäuren und Zucker aus den reichlich vorhandenen Ressourcen der Erde an Wasser, Methan, Ammoniak und Wasserstoff zu erzeugen.
Die Theorie wurde erstmals vom berühmten 1953 vorgeschlagen und demonstriert Urey-Miller-Experiment .
Wenn dies zutrifft, hätte der Prozess über Millionen von Jahren hinweg unvermindert fortgesetzt und immer mehr organische Moleküle und mehr Komplexität aufgebaut. Dies hätte alle Bausteine geliefert, die für den Beginn des Lebens unerlässlich sind.
Seit den 1950er Jahren konnte der Wissenschaftler nachweisen, dass die frühe Erdatmosphäre wahrscheinlich war wasserstoffarm . Wenn dies zutrifft, könnte dies der Theorie ein Dorn im Auge sein.
Möglicherweise ist dies jedoch möglich. Vulkanwolken hätte in der frühen Atmosphäre durchaus Methan, Ammoniak und Wasserstoff liefern können.
3. Tiefsee-Entlüftungshypothese
Eine weitere Hypothese ist, dass das Leben in den tiefen Ozeanen begann hydrothermale U-Boot-Entlüftungsöffnungen . Diese Entlüftungsöffnungen liefern wie heute viel Energie und Wasserstoff, die für die Bildung organischer Moleküle unerlässlich sind.
Diese Moleküle könnten sich in den Ecken der Öffnungen angesammelt haben und schließlich zur Bildung größerer und komplexerer organischer Strukturen führen.
4. Wir sind alle Außerirdische
Eine andere viel diskutierte Theorie ist die Panspermie-Hypothese . Diese Theorie legt nahe, dass Leben oder komplexe organische Moleküle von Kometen oder Asteroiden auf die Erde gebracht wurden, die auf ihrer Reise durch den Weltraum „Anhalter“ auffingen.
Organische Moleküle sind eigentlich ziemlich reichlich im Weltraum aber sie haben sich möglicherweise auch auf anderen Welten wie dem Mars entwickelt, wurden während des Asteroideneinschlags in den Weltraum geblasen und schließlich hierher transportiert. Einige deuten sogar darauf hin, dass auf diese Weise auch vollständige Mikroben zur Erde und um den Kosmos transportiert wurden.
Wenn dies zutrifft, würde dies darauf hindeuten, dass das Leben in der Tat im Kosmos sehr verbreitet sein sollte. Aber es liefert auch keine wirklich zufriedenstellende Antwort auf die Frage nach dem Ursprung des Lebens.
Es verschiebt lediglich den Geburtsort des Lebens woanders hin.
Wann erschienen die ersten mehrzelligen Organismen auf der Erde?
Die kurze Antwort lautet: Wir wissen es einfach nicht. Wir werden es möglicherweise nie herausfinden.
Das Problem ist eine der Konservierung . The Fossilisierungsprozess ist ein Hit und Miss und erfordert ganz bestimmte Bedingungen.
Dies ist ein solches Problem, dass der Fossilienbestand voll ist klaffende Löcher das darf nie gefüllt werden.
Davon abgesehen haben wir einige verlockende Beweise für das frühe Leben gefunden. Bis heute die frühesten bekannten Lebensformen die als versteinert befunden wurden sind Mikroorganismen, die in alten Chert-Lagerstätten in Australien aufbewahrt werden.
Diese Fossilien sind ungefähr 3,5 Milliarden Jahre alt und wenn dies zutrifft, deutet dies darauf hin, dass das Leben schneller begann und sich schneller entwickelte als bisher erwartet.
Wie begann die sexuelle Fortpflanzung?
Bevor es Sex gab, scheint sich das meiste Leben ungeschlechtlich reproduziert zu haben. Das heißt, das war in erster Linie ein Prozess der Zellteilung, so wie es die meisten einzelligen Organismen heute noch tun.
Dies ist ein "einfacher" Kopier- und Teilungsprozess, den die meisten Pflanzen, Bakterien und Tiere heute durchführen. Im Vergleich zur sexuellen Fortpflanzung ist es eine viel weniger "chaotische" Angelegenheit und erfordert nicht die enorme Menge an Energie, die benötigt wirdzur sexuellen Fortpflanzung.
Sexuelle Fortpflanzung erfordert andererseits, dass ein Organismus viel größere Mengen an Energie und Ressourcen investiert, um dies zu erreichen. Es ist mehr Hit-and-Miss und kann für den Organismus sogar gefährlich oder möglicherweise tödlich sein.
Ein Paradebeispiel ist Spinnen . In vielen Fällen führt der tatsächliche Akt der Kopulation dazu, dass das Männchen von seinem Partner getötet und oft gefressen wird. Aber auch in höheren Organismen führt die Paarung zu Konflikten und kann es auch sein. möglicherweise tödlich .
Warum um alles in der Welt Wortspiel beabsichtigt haben Organismen eine so energieintensive und gefährliche Fortpflanzungsmethode entwickelt? Wann hat sie begonnen?
Sexuelle Fortpflanzung hat, wie sich herausstellt, viele Vorteile gegenüber asexueller Fortpflanzung. Einer der wichtigsten ist, dass es genetisches Material herummischt und eine viel größere Vielfalt an Ergebnissen ermöglicht.
Allein aus diesem Grund ist es eine der Hauptantriebskräfte dahinter Evolution und Biodiversität .
Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass sich viele einzellige Organismen auch sexuell vermehren, wenn Umgebungsbedingungen erfordern es .
Ein weiterer Vorteil der sexuellen Fortpflanzung besteht darin, dass sie Informationen zwischen Generationen speichert und überträgt. Sexuell reproduzierende Organismen "lernen" im Grunde, mit der Welt umzugehen und das Gelernte an ihre Kinder weiterzugeben.
Aber wann hat alles angefangen? Dies ist viel schwieriger anzugehen und eine weitere Frage, die wir möglicherweise nie wirklich befriedigen können.
Was war der erste Organismus, der Sex hatte?
Einige der frühesten fossilen Beweise für Sexualapparate stammen von a 385 Millionen Jahre alt Fisch genannt Microbrachius dicki "Kleine Arme". Wissenschaftler glauben, dass diese kleinen Arme vom Mann benutzt wurden, um sich an ihren Partner zu klammern, um sich zu paaren.
Aber der Ursprung des Geschlechts ist wahrscheinlich viel älter als das. Schließlich wissen wir, dass alle sich sexuell reproduzierenden Organismen wahrscheinlich irgendwann einen gemeinsamen Vorfahren hatten.
Und wir haben vielleicht nur einen Kandidaten dafür. In 1,2 Milliarden Jahre alt Gesteinsablagerungen in Kanada Wissenschaftler haben möglicherweise frühzeitig Hinweise auf sexuelle Fortpflanzung gefunden.
Sie enthalten ein Fossil namens Bangiomorpha pubescens Dies ist eine Form von Rotalgen oder Seetang, die sich offenbar sexuell vermehrt hat. Dies ist bis heute das älteste gemeldete Vorkommen im Fossilienbestand.
Und es scheint, dass sich diese Strategie als Reaktion auf das raue Klima der Zeit weiterentwickelt hat.
"In Bezug auf das Klima scheint es, dass die Bangiomorpha pubescens Fossilien erschienen ungefähr zur gleichen Zeit, als Hunderte Millionen Jahre relativer Umweltstase zu Ende waren. Wir sehen zu diesem Zeitpunkt große Störungen im Kohlenstoff- und Sauerstoffkreislauf, was auf große Umweltverschiebungen hindeutet ", sagt Galen Halverson an der McGill University in Montreal, Kanada.
Wenn dies zutrifft, entwickelte sich Sex als Strategie, um in einer hochdynamischen und sich verändernden Welt besser zu überleben und sich zu vermehren. Die Strategie erwies sich offensichtlich als erfolgreich und begann einen unaufhaltsamen Prozess, der in der Entwicklung unserer eigenen Spezies gipfelte.