Fizikai kmiai evolci A Vilgegyetem kialakulsa fizikai evolci

Fizikai, kémiai evolúció

A Világegyetem kialakulása fizikai evolúció • Alkotórészek kb. 15 -10 Md éve plazma állapotban (szerkezettelen, sűrű) - tömörödés • Ősrobbanás – Big Bang – szétszóródás (biz: vörös eltolódás - távolodó fényforrásra utal) • Örökké tágul vagy 80 Md éves ciklusok? ?

Bolygók kialakulása • 1. Az elemi részecskékből protonok, neutronok majd atomok (H 2, He – ma is ezekből a legtöbb) • 2. Nagyobb rendszámú atomok, molekulák • 3. Tömörülés – Galaxisok, csillagok, bolygók • 4. Föld kora kb. 4, 6 Md év - radiometrikus kor ősföldek kőzetei - Hold kőzetek kora - meteoritok kora

Ősidő • Légkör és szilárd felszín kialakulása A rádioaktivitás miatt megolvadt anyag szilárdulás közben gömbhéjakba rendeződött • Kéregmozgások, vulkanizmus A Föld belső hője állandó mozgásban tartotta a lemezeket - lemeztektonika • Légkörben: CH 4, NH 3, H 2 S, H 2 O (gőz a kéregből), CO 2, CO – H 2, He elszökik (Föld típusú bolygók) – Reduktív légkör (másodlagos) • Folyékony víz nincs, forróság

Hidroszféra • A lehűléssel kicsapódás, esőzések, viharok • Kb. 3, 8 Md éve ősóceán !!! a, oldja a kéreg és a légkör anyagait – egyszerű szvtl. anyagok (nitrát, karbonát…. ) Kémiai evolúció b, véd az UV ellen (nincs ózon, de több az energia) c, átengedi a fényt d, lehetőség a mozgásra

Miller kísérlet (1953) (H. Urey elmélete alapján Redukáló légkör, energia (villámlás…) Egyszerű szerves vegyületek keletkezhetnek Abiogén módon! De: Nem egy kísérletben keletkeztek, őslégkör összetétele nem ismert Tejsav, hangyasav, ecetsav, glicin, alanin, karbamid

Gyorsuló kémiai evolúció • Szerves vegyületek az ősóceánba, konc. nő • 10 m mélyre, hogy ne essenek szét az UV hatására (UV miatt kevés O 2 keletkezett vízgőzből, ebből ózon - egyre közelebb lehetett a felszínhez a szerves anyag) • Kapcsolat alakulhatott ki közöttük a, kéreg ásványai (tengerfenék) porózus, nagy felületén b, bizonyos ásványok katalizáló hatására • Szerves makromolekulák – nukleinsavak, fehérjék, szénhidrátok…) !!!

• Fokozatos töményedés, néhol kifagyás, beszáradás…) (Fox-Harada kísérlet) • Többnyire poláros, hidrofil molekulák közös mikrogömbökké, majd un. koacervátumokká álltak össze Ezekben fehérjék és nukleinsavak együtt + anyagfelvétel!!! Oparin elmélete (1920 -as évek) Létrejöhetnek sejtek abiogén úton • Cseppekben a molekulák hatottak egymásra Kapcsolat előnyös, megmaradt – szelekció!

Első sejtek • Koacervátum köré foszfatid réteg – szaporodó gömb – sejt! (először protocell) • Sejt: van örökítőanyag, határoló rendszer, szabályozott anyagcsere Az marad fenn, amelyikben a szabályozás jobb • Gánti Tibor – chemoton, egy önmagát szabályozó rendszer • Az első prokarióták 3, 5 md éve! - Dél-Afrika lemezes stromatolit - Shark Bay élő stromatolitok

Prokarióták evolúciója • Szerves anyagot használtak, anaerob heterotrof – O 2 nincs!, szerves anyag a tengerben • Lassan nő az O 2 szint, ezért az O 3! Szerves C forrás egyre fogyott – később ezek nagy része éppen emiatt kihalt • Autotróf - CO 2 C forrás + SH elektron donor • Autotrof – H 2 O elektron donor!!! + fényenergia segítségével bontja • O 3 nő – felsőbb vízrétegekben is lehet élni – kékmoszatok!

• O 2, ózon gyarapodása – légkör oxidáló – anaerob szelekció (elzárt, mocsaras élőhely) UV szűrés – abiogén szerves anyag keletkezés egyre lehetetlenebb • 1. Korai eukarióták - Eukarióta sejt – mb. betüremkedések (? ), ezek leszakadása – belső membránrendszer + sejtváz fehérjecsövek, fonalak rendszere

• 2. - Eukarióta sejt nagyobb, bekebelezett különféle prokariótákat - részleges lizoszómális lebontás - endoszimbiózis (Lynn Margulis elmélet). - a plasztiszok valamikor élt cianobaktériumok leszármazottai - sok millió év alatt az egykori endoszimbionták elvesztették önállóságukat, a sejt felügyelete alá kerültek és sejtorganellumokká váltak. - Génjeinek nagy része átkerült a sejtmagba. Eredeti, 4– 5000 Kb méretű DNS-ük kb. 200 Kb-ra csökkent, és mintegy 120 gént tartalmaz. A sejtmagba átkerült gének száma mintegy 800.

Endoszimbióta elmélet bizonyítékai • 1. Mitokondriumok csak osztódással, magukhoz hasonló struktúrákból jönnek létre • 2. Prokarióta típusú, hiszton mentes (csupasz) DNS-e gyűrű alakú • 3. Rimoszóma 70 S (nem 80 S) – kisebb • 4. DNS, RNS szintézis gátolható • 5. Külső membrán eukarióta, belső prokarióta típus

• 1 -1, 5 Md éve megjelentek az első többsejtűek Utódsejtek együtt maradtak – védelem, mozgás (? ) • Az evolúció felgyorsult, az ózonréteg növekedett • A felszíni vizekben sok fotoszintetizáló sejt, többsejtű moszat • Kialakulhattak a velük táplálkozó (váz nélküli) állatok

Ediacara fauna Ediacarai fauna (szilárd váz nélküli, bonyolultabb szervezetek). Eltűnésük jelzi a proterozoikum végét

2010 paleontológiai szenzációja a gaboni Franceville közelében talált 2, 1 milliárd éves 250 fosszília, melyek a legkorábbi multicelluláris (Metazoa) leletek. A 10 -12 cm-es organizmusok 20 -30 m-es sekély tengerekben telepesen éltek.