О самых древних обитателях нашей Земли. Бактерии самые древние


Бактерии –  древнейшие организмы, которые существуют в природе

Археология и история – это две науки, тесно переплетенные между собой. Археологические исследования дают возможность узнать о прошлом планеты, которое посредством истории выстраивается в хронологическом порядке. Ученые, занимающиеся такими изысканиями, постоянно стремятся найти все более и более древние формы живых существ, обитавших на Земле. Проведенные исследования показали, что бактерии – это древнейшие микроорганизмы, когда-либо населявшие планету.

Эти микроорганизмы постоянно подвергаются тщательному изучению, поскольку их роль в процессе эволюции практически невозможно переоценить. Дискуссии на эту тему возникают очень часто, но в результате всегда оказывается, что бактерии проживают на планете намного дольше других существ, чему находятся многочисленные подтверждения.

Изучение древнейших бактерий

Процесс изучения бактерий активно идет, счет исследованиям практически не ведется, и каждое новое открытие становится сенсацией для всего мира. Одним из ярчайших событий стало обнаружение серных анаэробных бактерий, существовавших 3,4 млрд лет назад в Австралии. Находка вызвала массу споров и обсуждений: в ход шли даже теории о неземном происхождении микроорганизмов.

Существуют и другие виды существ, способных просуществовать крайне долго. Хорошим примером являются отдельные группы цианобактерий, возраст которых нередко достигает 2 млрд лет. Подобные бактерии являются одной из персистентных форм жизни – существ, способных эволюционировать без существенных изменений своих организмов.

Археологам удается находить массу уникальных останков микроорганизмов, так или иначе участвовавших в процессе эволюции. В число древнейших организмов попали ископаемые водоросли и микробы, найденные в горных породах Южной Африки: там были найдены останки простейших бактерий и сине-зеленых водорослей, существовавших по меньшей мере 3,2 млрд лет назад. Это открытие было невероятно важным для ученого сообщества, поскольку данные микроорганизмы были морскими, что говорит о том, что водное пространство уже тогда было домом для микробов, впоследствии трансформировавшихся в водоросли, растения и живых существ.

Еще одним немаловажным этапом в изучении древнейших бактерий стало изучение групп микроорганизмов, обнаруженных при раскопках в Онтарио. Исследование остатков показало, что эти микроорганизмы существовали уже два миллиарда лет назад. Данные бактерии тоже относились к числу наиболее примитивных микроорганизмов и уже занесены в соответствующий раздел систематики.

Немалый интерес для истории представляют и не столь древние существа. Так, в центральной части Австралии были найдены останки микроорганизмов, входящих в состав многоклеточных водорослей и других растений. Возраст этих бактерий находится в пределах одного миллиарда лет. Обнаружение подобных единиц микроорганизмов стало очень важным: опираясь на их исследования, ученые могут восстанавливать хронологию эволюции прошлого и дополнять систематику.

Древнейшие бактерии существовали не только в одноклеточном виде, но и входили в состав более сложных организмов, например, зеленых водорослей, способных размножаться половым путем. Каждое открытие такого масштаба предоставляет все новые возможности в изучении живых существ, поскольку возникает разнообразие форм организмов, обитавших в природе: любая новая единица всегда добавляет очередной штрих в генетическое разнообразие живых существ.

Окончательный переход к дифференциации многоклеточных существ произошел около 600 млн лет назад. Ученые считают, что причиной развития стало возникновение разных форм размножения и появление первых животных, в результате чего природа стала эволюционировать намного быстрее.

Классификация и строение бактерий

В процессе эволюции появилось большое количество самых разнообразных бактерий. Классификацией различных микроорганизмов занимается биологическая систематика, которая определяет:

  • наименование конкретного вида микроорганизмов;
  • положение вида бактерий в общей классификации;
  • характерные признаки разных видов микроорганизмов.

Строение бактерий предполагает наличие твердой оболочки, способной сохранить форму тела и внутренности микроорганизмов. Форма оболочки является одним из главных пунктов, позволяющих классифицировать бактерии: бывают шаровидные, палочковидные, спиралеобразные и прочие формы. Также микроорганизмы оцениваются по своим размерам: самые крупные представители могут достигать 0.75 мм в длине, а габариты мельчайших измеряются долями микрометров.

Наиболее продвинутые бактерии выработали жгутики, обеспечивающие движение в пространстве. Для улучшения двигательных функций отдельные виды бактерий вытянулись в нитчатую форму. О жгутиковых организмах можно сказать отдельно. Основное отличие между жгутиковыми простейшими и бактериями заключается в наличии ядра у первых. Кроме того, эти микроорганизмы имеют хроматофоры, позволяющие им окрашивать себя в разные цвета, приобретая тем самым сходство с различными водорослями. Главным пигментом является хлорофилл, обеспечивающий зеленый цвет существа, но нередки и случаи соединения с другими пигментами.

Поскольку внешние факторы могут стать причиной гибели примитивных бактерий, многие из них выработали защитную функцию – образование спор. При разрушении бактерии или прекращении ее жизненного цикла споры выходят за пределы оболочки и расселяются по доступному пространству. Выработка спор для большинства бактерий стала крайне удобным механизмом, поскольку споры отлично выдерживают большую часть агрессивных воздействий, включая температурный удар, отсутствие жидкости или пищи.

Многообразие видов бактерий поражает воображение: счет изученных видов доходит до нескольких десятков тысяч, что составляет лишь малую часть от существовавших на Земле микроорганизмов. Определенную сложность в изучении бактерий представляет тот факт, что они находятся практически во всех многоклеточных организмах, включая водоросли, земные растения и животных.

Роль бактерий и их развития в жизни планеты

Поиск древнейших, изначальных микроорганизмов является очень проблематичным занятием. От многих видов бактерий за многие миллионы лет не остается практически ничего, и исследовать их приходится, опираясь на современные виды живых существ, что существенно усложняет систематику. Конечно, качественное оборудование и ведущие умы специалистов позволяют узнать многое, но все же иногда исследования упираются в непробиваемую стену времени. Именно поэтому счет изученных живых организмов не превышает определенного значения: для систематики недостаточно данных.

Любая порода, в которой могли сохраниться останки некогда живых микроорганизмов, за длительный промежуток времени претерпевает огромное количество изменений, провоцируемых разными внешними факторами:

  • температурой;
  • давлением;
  • движением ветра;
  • иными физическими и химическими процессами.

Тем не менее по отдельным древнейшим пластам ученым удается установить многие аспекты, связанные с теми или иными организмами. Имея определенные данные о бактериях, водорослях и прочих структурах, появившихся позже, можно делать выводы о самых ранних существах и дополнять систематику.

Доподлинно известно, что самые первые организмы требовали питания, поэтому употребляли в пищу органику. За прошедшие миллионы лет сменилось большое количество видов микроорганизмов, и самые стойкие впоследствии стали базисом для образования бактерий. Некоторые из них сумели практически в неизменном виде дойти до сегодняшних дней. Ключевой особенностью, обеспечившей древним микроорганизмам столь высокую живучесть, является их возможность поглощать питательные вещества практически из любых веществ – земли, воды, воздуха и т.д. Дальнейшая эволюция заставила бактерии развиваться, вследствие чего появились виды микроорганизмов, питающихся за счет брожения, гниения и прочих факторов.

Самые древние микроорганизмы зарождались и развивались в воде, поскольку такая среда являлась для них наиболее комфортной. Отчасти этим и объясняется многообразие различных водорослей: изначально бактерии объединялись в подобные многоклеточные структуры. Такой тенденцией характеризовалась практически вся докембрийская эра. Постепенно мельчайшие организмы объединялись в многоклеточные организмы, и со временем произошел их выход на сушу, чем и обусловлено развитие наземной природы. Именно бактериям мир может быть обязан своим развитием и постоянной эволюцией, направленной на приспособление к новым условиям в перманентно изменяющемся мире.

Заключение

Наука постоянно движется вперед, позволяя изучать все новые и новые виды организмов. В прошлом было очень много различных бактерий и микроорганизмов, и ученые усердно трудятся, находя все более древние свидетельства жизни тех или иных жизнеформ: останки любого микроорганизма, будь то водоросль или сложный многоклеточный организм, имеют большую ценность.

Роль этих исследований достаточно высока: в определенный момент наука сможет добраться до наиболее глубоких исторических и земных пластов, что даст возможность узнать больше о развитии природы на планете. Бактерии – это древнейшие микроорганизмы на планете, и они могут дать ключ к разгадке зарождения жизни, такое открытие станет невероятно важным для каждого человека.

probakterii.ru

Самая древняя бактерия • Наука

марта 02, 2012

Самая древняя бактерия

Эволюция на Земле

По одной из теорий возникновения Земли - теории эволюции, когда наша планета только ступила на эволюционный конвейер около 3-х миллиардов лет назад, еще невозможно было даже помыслить обо всем многообразии форм жизни, существующих ныне. Однако существовали все же микроорганизмы, способные обходится без кислорода, и именуются они бактериями. Еще несколько лет назад начались раскопки в Западной Австралии, целью которых было взятие грунтовых проб.

Сюрпризы в Австралии

Ученые и не предполагали, насколько ценными окажутся их находки. Стрелли-Пул (Strelley Pool) – местечко в Австралии, облюбованное специалистами-археологами по причине того, что здесь проходит древнейшая береговая линия планеты. Осадочные породы частенько преподносят неожиданные сюрпризы. На этот раз в осадочных породах британские и австралийские археологи обнаружили окаменелые останки самой древней, доподлинно известной ученым, бактерии.

Условия существования

Бактерия существовала в совершенно ужасных условиях: извергавшиеся довольно часто вулканы значительно повышали температуру поверхности, Земля еще не «вдыхала» кислорода, вода буквально бурлила и кипела, растения не могли вырабатывать полезных веществ, поскольку ничто еще не произрастало. То, что эти окаменелости принадлежат бактериям, а не иным формам жизни доказано учеными из Оксфорда (окружение пирита, клеточная структура аналогична структуре более «молодых» бактерий – 2 млрд.лет, объединение в группы, что типично для биологических образований).

Энергию бактерия вырабатывала из серы (на это указывают скопления пирита вокруг окаменелости). Но не это любопытно. Бактерии, «живущие» 3,4 миллиарда лет назад, продолжают существовать и по сей день. То есть они, спустя такой огромный промежуток времени, не эволюционировали и не видоизменились. Возможно, их стратегия выживания и физическая форма уже вполне совершенны.

Марина Сахарова, Samogo.Net

Последние опубликованные

Самая большая свинья в мире: где она живет? Рейтинг детских смесей: самые популярные производители

samogoo.net

Древние бактерии

По данным ученых, клетки могут постоянно восстанавливать генетический материал и оставаться в живых. Специалисты пока не знают механизма постоянного восстановления, однако клетки выживают путем поглощения азота и фосфата, которые есть в вечной мерзлоте. На Марсе температура гораздо ниже и стабильней, что представляет собой еще лучшую среду для такого рода жизни.

Международная группа ученых из США, России, Швеции и Канады обнаружила следы древних бактерий, способных выживать на протяжении полумиллиона лет в малопригодных для жизни условиях - во льдах и условиях крайне низких температур.

Специалисты полагают, что подобные микроорганизмы могут выживать и в условиях Марса в зонах вечной мерзлоты на полярных шапках планеты.

В земных условиях ученые проверяли возможность жизни микроорганизмов на глубине 10 метров в сибирских реках, Антарктике и в полярных регионах Канады.

Основное открытие составит в том, что бактерии способны даже после отмирания части клетки организма восстанавливать ее и поврежденные части ДНК. До сих пор считалось, что способностью регенерации простейшие микроорганизмы не обладают.

Специалисты говорят, что на сегодня для ученых стало почти очевидным, что ни одна из планет Солнечной системы, кроме Земли, не содержит жизни. Однако данные бактерии если и не присутствуют на других планетах, то по крайней мере они должны быть способны там выжить.

Прекрасно сохранившиеся в вечной мерзлоте древние бактерии дают шанс считать Марс обитаемым

Древние бактерии могут жить примерно полмиллиона лет в условиях вечной мерзлоты, что говорит в пользу того, что на Марсе возможна жизнь. Об этом стало известно из исследований учеными Дании, США, России, Канады и Швеции микробов, живущих на глубине 10 метров в жесткой холодной среде. Образцы были взяты в северной Канаде, Сибири, Антарктиде и на Юконе.

Данные исследования представляют древнейшие ДНК, извлеченные из живых клеток, что может дать возможность лучше понять проблему старения, считает Эске Виллерслев, исследователь из университета Копенгагена. "Если бактерия может жить полмиллиона лет на Земле, она вполне могла бы жить на Марсе в течение очень долгого времени. Вечная мерзлота - идеальное место для поиска жизни на Марсе", - сказал он.

По данным ученых, клетки могут постоянно восстанавливать генетический материал и оставаться в живых. Специалисты пока не знают механизма постоянного восстановления, однако клетки выживают путем поглощения азота и фосфата, которые есть в вечной мерзлоте. На Марсе температура гораздо ниже и стабильней, что представляет собой еще лучшую среду для такого рода жизни, передает Reuters.

2007 год

www.berl.ru

Обнаружена самая древняя бактерия на Земле - 22 Августа 2011 | Земля

22.08.11 Британские и австралийские палеонтологи обнаружили окаменелые останки, возможно, самой древней бактерии на Земле - ее возраст составляет более 3,4 млрд лет, и она на 200 млн лет старше, чем предыдущая бактерия-«рекордсмен», заявляется в статье, опубликованной в журнале Nature Geosciences.

Группа ученых под руководством Дэвида Уейси (David Wacey) из университета австралийского города Кроули обнаружила останки микроорганизма в отложениях песчаника в местности под названием Стрелли Пул (Strelley Pool) в штате Восточная Австралия. Горные породы здесь образовались во время очень узкого «временного окна» - 3,6-3,4 млрд лет назад, что позволило установить возраст ископаемой бактерии.

«По крайней мере, у нас теперь есть убедительные доказательства того, что жизнь существовала уже 3,4 млрд лет назад. Наше открытие подтверждает то, что в это время существовали микроорганизмы, способные жить в условиях отсутствия кислорода», - пояснил один из участников группы Мартин Брейзер (Martin Braiser) из Оксфордского университета.

В те времена первичный океан Земли представлял собой густой «суп» из различных органических и неорганических соединений, а атмосфера состояла из смеси азота, углекислого газа, сероводорода и других газов. Примитивные живые организмы предпочитали «съедать», а не создавать органические вещества, которых было и так в достатке. По предположениям ученых, 3,5-2,5 млрд лет назад на Земле царили довольно причудливые микроорганизмы - так называемые бактерии-«экстремофилы», которые сегодня можно встретить только в самых экстремальных условиях, например, у жерла вулкана или в кипящей воде.

Уейси и его коллеги обнаружили останки одного из таких микроорганизмов, который относится к классу хемобактерий - живых существ, окисляющих соединения серы для получения энергии.

«Такие бактерии достаточно распространены и сегодня. Их можно найти в зловонных канавах, в почве, в горячих гейзерах или у источников горячей воды в океане - в общем, в любом месте, где мало кислорода и есть некоторое количество органики», - объяснил Брейзер.

Авторы работы обнаружили микроскопические останки бактерий в небольших порах в образцах песчаника, в которых они ранее обнаружили небольшие количества пирита - соединения серы и железа, конечного продукта жизнедеятельности большинства серных хемобактерий. Останки бактерий были соединены друг с другом, и их окружали небольшие кристаллы пирита.

Ученые проверили органическое происхождение обнаруженных останков хемобактерий, сравнив содержание тяжелого изотопа углерода-13 в микро-окаменелостях и в окружающей их среде. Пониженное содержание «тяжелого» углерода подтвердило их органический характер.

«Сейчас мы сравниваем нашу бактерию с другими известными микро-окаменелостями, и высоко оцениваем шансы найти и другие, более древние микроорганизмы», - подвел итог Брейзер.

earth-chronicles.ru

когда появились, сколько лет назад

Возникновение жизни – главный вопрос, который всегда волновал разумное человечество. Ответы на него менялись так часто, как и представление человека о мироустройстве. При этом могли уживаться как версии о божественной природе жизни, так и предположения о том, что жизнь рождается сама по себе: кинь ветошь в угол избы – и через какое-то время из этой ветоши родятся мыши. Справедливости ради стоит отметить, что точка в этом вопросе не поставлена и сегодня. Более того, современная наука даже не может ответить на вопрос о том, что же такое жизнь. А вот в чем единодушны ученые-естествоиспытатели, так это в том, что, скорее всего, самыми первыми органическими существами на планете Земля были первые бактерии.

Проблемы изучения

Принять то, что органическая жизнь развилась из простейшего одноклеточного, которого не во всякий микроскоп разглядишь, непростое решение. Отказаться от идеи присутствия божьего промысла и взять всю ответственность за происходящее исключительно на себя даже современное общество не совсем готово, а в более ранние века такие идеи называли ересью и крамолой.

Этические и культурные аспекты жизни социума всегда влияли на скорость и направленность научно-технического прогресса (и далеко не всегда это влияние являлось отрицательным). Но, кроме этических проблем, существуют и объективные сложности, которые не позволяют расставить все точки над і в вопросах появления первых живых организмов.

Окончательно закрепить за бактериями автотрофами и гетеротрофами право быть пионерами в деле формирования органической жизни на планете Земле не позволяют следующие обстоятельства:

  1. Один из принципов научного подхода, который гласит, что природа в принципе непознаваема и всегда есть вероятность получить новые данные, которые смогут изменить официальную научную парадигму.
  2. Отсутствие полной картины того процесса, в результате которого из неорганических соединений могла возникнуть сложная самокопирующаяся органическая молекула.
  3. Отсутствие доступа к осадочным отложениям, формировавшимся на планете Земля в самом начале ее существования.

Вот с этих трех позиций и можно рассматривать вопросы о том:

  • когда сформировались первые микроорганизмы;
  • как развивались бактериальные сообщества, дошли ли они до наших дней;
  • каковы перспективы бактерий на этой планете, в том числе и в разрезе сотрудничества с человеком.

Когда появились

Несмотря на то что современная наука очень много знает о простейших безъядерных организмах (бактериях), достоверных данных о первых представителях этого царства органической жизни сегодня, как и много лет назад, нет.

Есть предположения, что самые первые автотрофы-бактерии появились на Земле в первые сто миллионов лет существования планеты.

Пока что эту гипотезу невозможно ни подтвердить, ни опровергнуть. Причин для такой неопределенности несколько:

  1. Самые древние осадочные отложения, которые найдены сегодня, образовались 3,9 млрд лет назад, в них уже есть следы бактерий.
  2. Отсутствие возможности исследовать более поздние породы является основанием предполагать, что в них также могут быть следы бактерий.

По всему выходит, что вопрос о том, когда появились бактерии и сколько лет назад органические молекулы стали копировать себя, используя энергию, получаемую из окружающей среды, откладывается до момента выявления геологических объектов возрастом, максимально приближающимся к возрасту планеты.

Как появились

Если же абстрагироваться от того, когда появились самые первые прокариоты, и задаться вопросом, как они появились, можно узнать много интересного о том, на чем вообще держится органическая земная жизнь.

Разгадка кроется в тех первых процессах, которые зарождались в безжизненных и ядовитых, по современным меркам, водах первичного океана.

Сегодня достоверно известно: сколько бы лет назад ни возникли первые бактериальные клетки, они сформировались как организмы в тех условиях, в которых не могут существовать ни растения, ни животные, являющиеся частью современной биосферы.

Согласно косвенным и умозрительным предположениям, условия, в которых зарождалась первая земная жизнь, в первый миллиард лет существования планеты сложились такие:

  1. В результате гравитационной дифференциации элементов, из которых первоначально состояла Земля, был запущен процесс формирования протосфер.
  2. Гравитационная дифференциация способствовала разогреву планеты и, как следствие, плавлению ее верхней оболочки.
  3. Плавление запустило процессы дегазации мантии, в результате чего сформировалась первичная атмосфера, которая состояла из водяных паров, метана, аммиака, молекулярного азота, сернистых дымов.
  4. Вследствие постепенного оседания тяжелого железа и формирования ядра планеты температура на поверхности снижалась, а верхняя оболочка начинала постепенно остывать.
  5. Остывающие водяные пары обрушивались ливнями на все еще горячую мантию Земли, и тут же большое количество влаги испарялось назад, в верхние слои первичной атмосферы.
  6. В результате многократных процессов конденсации и испарения на Земле сформировалась гидросфера, атмосфера, был запущен геохимический круговорот.

Вот в этом первичном океане с только что родившимся геохимическим круговоротом возникли условия, в которых родилась первая безъядерная клетка. Сколько лет назад это произошло, сказать пока невозможно, это знание на данный момент является недоступным исследователям.

Сам процесс поэтапного формирования первых бактерий сегодня является частично изученным.

Согласно данным, подтвержденным многими научными экспериментами, последовательность формирования органических структур, которые позже стали первой бактерией, выглядела следующим образом:

  1. В результате конкуренции между химическими реакциями возникла борьба за исходные вещества. Побеждали те реакции, которые получали возможность протекать (реагировать) быстрее. Скорость реакции увеличивается благодаря присутствию катализаторов.
  2. В конкурентной борьбе возникли такие реакции, которые катализировались собственными продуктами, и эти реакции оказались в самом выигрышном положении. Все перечисленные выводы подтверждаются научными экспериментами, и неудивительно, что после таких результатов ученые засомневались в том, что же является жизнью, а что ею не является.
  3. Появление первого автокаталитического цикла стало предпосылкой возникновения РНК-организмов, которые только и умели, что копировать самих себя, используя растворенные в первичном океане химические вещества, но для земной жизни это был огромный прорыв, поскольку появился так называемый РНК-мир, предвестник органической жизни.
  4. Эволюция РНК-мира решила вопросы обеспечения химических реакций «дешевой» энергией АТФ, кроме того, используя свои молекулярные «хвостики», РНК научились «собирать» белки и, более того, со временем создали молекулу ДНК – единственного и непревзойденного на этой планете хранителя генетической информации.
  5. Оболочка первых бактерий образовалась из липидов (жиров), также присутствовавших в первичном океане, это так называемые коацерватные капли. Не являясь живыми организмами, эти капли могут расти, делиться и обмениваться веществами с окружающей средой.

Предположительно оказавшаяся внутри коацерватной капли РНК-молекула получила преимущества перед теми РНК-молекулами, которые продолжали существовать в открытом пространстве океана, и это стало отправным моментом для формирования биологической клетки как единого комплекса согласованно действующих биохимических процессов.

Роль первых бактерий

Все вопросы, которые природа решала в процессе создания первых бактерий, фактически сводились к одному основному вопросу – стабилизация геохимического круговорота, который возник на планете в момент формирования ее основных сфер.

Сложно представить, но именно бактерии (автотрофы и гетеротрофы):

  • образовали плодородный слой почвы;
  • насытили атмосферу кислородом;
  • создали предпосылки для возникновения ядерных организмов (эукариотов), которые впоследствии развились в два царства: растения и животные.

Все эти продукты жизнедеятельности простейших организмов включались в общий круговорот веществ в природе и постепенно стали его обязательными структурными элементами.

Однако при этом бактерии не утратили своей ведущей роли в жизни Земли. На сегодняшний день, как и много лет назад, бактерии-автотрофы синтезируют из неорганических соединений органические вещества, а бактерии-гетеротрофы разлагают органику на неорганические соединения. Два необходимых условия круговорота выполняют бактерии.

Отголоски в современности

Сегодня сложно делать категорические заявления о том, какими были те первые прокариоты много лет назад, поскольку нет полных данных об условиях, в которых жили эти первые микроорганизмы.

Но поиски следов зарождения органической жизни продолжаются, и иногда ученые получают возможность приоткрыть завесу тайны.

Так, интересные сведения были получены при изучении колонии архей (безъядерные микроорганизмы) Ферроплазма (Ferroplasma acidiphilum), обнаруженных в реакторе одного из металлургических заводов Тульской области.

При детальном изучении ферроплазмы были зафиксированы такие свойства, которые позволили бы микроорганизму с подобными характеристиками жить в условиях первичной атмосферы, предположительно существовавшей четыре миллиарда лет назад:

  • у ферроплазмы нет жесткой клеточной стенки;
  • живет в воде с очень высокой кислотностью, которая в обычных земных условиях практически не встречается;
  • автотроф, синтезирующий органику из углекислого газа (одного из главных компонентов первичной атмосферы), при этом для синтеза используется не энергия солнца, а энергия окисления железа, которым были переполнены воды первичного океана;
  • ферроплазма синтезирует белки, которые отличаются от известных науке белковых молекул очень высоким уровнем содержания металлов (самых первых и самых древних катализаторов), эти белки даже получили специальное название – металлопротеины.

Исследователи считают, что особенности ферроплазмы являются чудом сохранившимися отголосками первых этапов становления органической жизни, которые протекали миллиарды лет назад.

Утилитарное использование

Как бы ни была велика тяга человека к абстрактному познанию мира, действительность практически всегда возвращает его в рамки необходимости использовать полученные знания с конкретной практической пользой для общества.

Современное общество, воодушевленное открытиями микробиологов, хочет получить новые инструменты в решении основных проблем человечества:

  • обеспечение дешевыми продуктами питания;
  • профилактика и лечение недугов;
  • создание синтетических органических материй разных уровней сложности, в том числе и для целей имплантации органов, а также в целях лечения;
  • создание искусственного интеллекта;
  • решение экологических проблем.

Современные бактерии, которые исследуются в целях лечения человека, его кормления и уборки отходов его жизнедеятельности, не имеют никакого отношения к тем первым бактериям, которые жили на Земле.

А вот те бактерии, которые стали первыми симбионтами человека и его первыми паразитами, могут сыграть важную роль в поиске новых путей лечения человека.

Так, например, сегодня активно изучается бактерия Хеликобактер Пилори, которая инфицировала более половины населения планеты и является причиной язвенных болезней желудка и двенадцатиперстной кишки.

В поисках инструментов для лечения этого недуга биологи прорабатывали гипотезу, согласно которой первые люди в свое время были заражены этой бактерией от животных. Однако последние данные показали, что именно человек стал первым резервуаром для жизни Хеликобактер Пилори. Дальнейшее заражение животных происходило в результате контакта последних с человеком.

Эти сведения имеют большую ценность для лечения язвы, ведь, понимая пути эволюции язвенной бактерии, гораздо проще разработать комплексное лечение и профилактические меры.

Кроме исследования живых бактериальных культур, микробиологи и фармацевты пытаются создать искусственные микроорганизмы, которые также смогут решить вопросы диагностики и лечения болезней человека.

Сегодня исследуются возможности искусственных бактерий, созданных на базе обычной кишечной палочки, диагностировать рак и диабет. Выявление этих болезней на ранних стадиях помогает добиваться высоких результатов в лечении.

Однако надо понимать, что искусственная бактерия – это не созданный из синтетических материалов микроорганизм. Синтетическая бактерия – это обычная бактерия, в генетический код которой вносятся определенные изменения.

Так, например, та же синтетическая кишечная палочка, благодаря изменению ДНК искусственным путем, при повышении сахара в крови диабетика начинает вырабатывать флуоресцирующий белок, который, попадая в мочу больного, сразу проявляет себя на специальных биохимических тестах.

Несмотря на перспективность разработок в области создания синтетических бактерий, необходимых при лечении и диагностике человека, эти научные разработки имеют большую опасность.

Многие общественные институты призывают разработчиков новаций по созданию искусственных бактерий отказываться от патентования своих разработок, поскольку современная наука пока не может дать ответ на вопрос, что будет, если синтетические бактерии станут частью естественной бактериальной среды планеты.

А отследить момент проникновения искусственных бактерий в естественную окружающую среду практически невозможно.

probakterii.ru

О самых древних обитателях нашей Земли

 

Все знают, что самыми древними организмами на Земле, конечно, являются бактерии. Древнейшие из них – серные бактерии, обитавшие в земных глубинах среди сероводорода.

Серные бактерии возрастом 3,4 млрд. лет найдены в Австралии палеонтологом Мартином Бразир из университета Оксфорд.  Это самые древние из известных следов жизни на Земле, эти бактерии могли существовать, не нуждаясь в кислороде. Говоря об этих древнейших обитателях нашей планеты, следует отметить, что их находка стала самым настоящим открытием в научном мире. Обитание на Земле  серных бактерий связывают с неземными цивилизациями и причинами появления жизни на Земле. Более подробную информацию о серных бактериях можно прочитать в немецком журнале Spiegel.

Но надо отметить, что о самых ранних свидетельствах жизни на нашей планете ведутся нескончаемые споры. Это и понятно, потому, что признание той или иной версии способно перевернуть все наше представление о мире и о жизни вообще. 

Самый древний обитатель животного мира нашей планеты обитает на дне океана. Это – моллюск неопилина (Neopilinagalatheae), существующий на Земле около 600 миллионов лет. Еще древнее некоторые виды цианобактерий, живущие не менее 1,5—2 млрд. лет.  Эти древнейшие обитатели нашей планеты относятся к так называемым персистентным формам.  

 Персистентные формы - (от лат. persistens, упорствующий), организмы, сохраняющиеся в процессе эволюции в относительно неизменном виде, так называемые живые ископаемые или филогенетические реликты.

К ним относятся: кистепёрая рыба латимерия; моллюск неопилина существует около 600 млн. лет; мечехвосты существуют около 400 млн. лет; акула Heterodontusjaponicusобитает на Земле не менее 240 млн. лет; гаттерия обитает около 230 млн. лет; опоссумы существуют около 80 млн. лет; плауны, хвощи существуют не менее 250 млн. лет; некоторые низшие грибы; многие бактерии, в т. ч. ряд видов цианобактерий, живущих не менее 1,5—2 млрд. лет.

Современные персистентные формы по сравнению с их вымершими родственниками характеризуются, как правило, низкой численностью и мелкими размерами.

Самыми древними млекопитающими на Земле многие считают однопроходных, к которым относятся  австралийские утконос и ехидна. Ехидна и утконос являются переходным звеном между ящурами и млекопитающими. Они откладывают яйца, как ящуры, но детенышей уже кормят как млекопитающие молоком.

Ехидны (лат.Tachyglossidae) и утконосы (лат. Ornithorhynchus anatinus) — семейство отряда однопроходных. Это яйцекладущие млекопитающие, которые обитают в Австралии.

Самка ехидны откладывает одно яйцо с мягкой скорлупой и размещает его в своей сумке. Вылупившийся детёныш вскармливается молоком, которое выделяется порами на двух молочных полях (у однопроходных нет сосков), и живет в сумке матери от 45 до 55 суток.

Самка утконоса откладывает два или три яйца глубоко в своей норе, через 10 дней вылупливаются детеныши, которые питаются молоком, через видоизмененные потовые железы самки. У самки нет сосков, поэтому молоко стекает по шерсти, откуда его уже слизывают детеныши.

Другие представители науки утверждают, что представители однопроходных животных не самые древние на Земле. Самым древним остаткам существа Teinolophos trusleri, чем-то похожего на утконоса, всего-то 123 миллиона лет — в это время уже вовсю существовали и сумчатые, и плацентарные.

Китайские палеонтологи обнаружили на юго-востоке Китая в провинции Ляонин останки самого древнего плацентарного млекопитающего– землеройки юрского периода.  

Животное жило около 160 млн. лет назад, вместе с динозаврами. Зверек под названием Juramaia- самый древний известный представитель ныне обширной группы плацентарных млекопитающих, которые вынашивают и выкармливают еще не рожденных детенышей в плаценте. Также  останки Juramaia конкретизируют дату, когда плацентарные – высшие звери – выделились из других млекопитающих, например сумчатых (их потомки – кенгуру) и предков современных утконосов.

Название этого зверька, похожего на современную землеройку - Juramaia - переводится как "мать всех зверей". Вес зверька составил 15 граммов, длина - 12 сантиметров. Данная находка приблизила ученых к разгадке одной из самых интригующих тайн ранней истории млекопитающих. 

По версии этих ученых, первые млекопитающие возникли на земле 265 миллионов лет назад, чуть позже после первых динозавров. Однако первые 160 миллионов лет, когда правили динозавры, они оставались в тени истории.

Рептилии терапсилы - древние предки млекопитающих жили на Земле около 300 млн. лет тому назад.

Хочется отметить что, используя современные достижения науки и техники, в последнее время ученые постоянно находят останки древнейших животных, когда-то населявших нашу планету. Посмотрите в Интернете, кого только не нашли в последнее время: …в Мексике найдены древнейшие останки человека; в Южной Америке нашли древнейших родственников капибар; в Перу найдены останки древнего пингвина; чилийские археологи нашли древнего, ранее не известного осьминога…

Сенсации потрясают научный мир и общественность. Возможно, исследования зашли так далеко, что мы стоим на пороге величайших открытий. Дай бог, чтобы эти открытия поведали нам  не только о прошлом, но и подсказали, как выжить нам, Землянам в будущем.

www.zooplandia.ru

Бактерии – древнейшие организмы

   Бактерии – самые маленькие живые организмы, обладающие клеточным строением. Обычно размеры бактерий составляют от 0,1 до 10 мкм. Начало науке, изучающей бактерии, положил Антони ван Левенгук в XVII веке. 

   Бактерии – древнейшие из известных организмов. Следы жизнедеятельности бактерий и сине-зелёных водорослей относятся к архею и датируются возрастом 3,5 млрд. лет. Из-за возможности обмена генами между представителями различных видов и даже родов систематизировать прокариот довольно сложно. Удовлетворительная систематика прокариот не построена до сих пор; все существующие системы являются искусственными и классифицируют бактерии по какой-либо группе признаков, не учитывая их филогенетического родства. Ранее бактерии вместе с грибами и водорослями включались в подцарство низших растений. В настоящее время бактерии выделены в отдельное надцарство прокариот. Наиболее распространённой системой классификации является система Берги, в основу которой положено строение клеточной стенки.

   В конце XX века учёные обнаружили, что клетки сравнительно малоизученной группы бактерий – архебактерий – содержат р-РНК, отличные по своему строению и от р-РНК прокариот, и от р-РНК эукариот. Строение генетического аппарата архебактерий (наличие интронов и повторяющихся последовательностей, процессинг, форма рибосом) сближает их с эукариотами; с другой стороны, архебактерии имеют и типичные признаки прокариот (отсутствие ядра в клетке, наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей, размер р-РНК, азотфиксация). Наконец, архебактерии отличаются от всех остальных организмов строением клеточной стенки, типом фотосинтеза и некоторыми другими признаками. Архебактерии способны существовать в экстремальных условиях. Некоторые архебактерии выделяют метан, другие используют для получения энергии соединения серы. По-видимому, архебактерии являются очень древней группой организмов; «экстремальные» возможности свидетельствуют об условиях, характерных для поверхности Земли в архейскую эру. Считается, что архебактерии наиболее близки к гипотетическим «проклеткам», породившим впоследствии всё многообразие жизни на Земле.

   В последнее время стало ясно, что существуют три основных типа р-РНК, представленные, соответственно, первая – в клетках эукариот, вторая – в клетках настоящих бактерий, а также в митохондриях и хлоропластах эукариот, третья – у архебактерий. Исследования молекулярной генетики заставили по-новому взглянуть на теорию происхождения эукариот. В настоящее время считается, что на древней Земле одновременно эволюционировали три различные ветви прокариот – архебактерии, эубактерии и уркариоты, характеризовавшиеся разным строением и различными способами получения энергии. Уркариоты, являвшиеся, по сути, ядерно-цитоплазматическим компонентом эукариот, впоследствии включили в себя в качестве симбионтов представителей различных групп эубактерий, которые превратились в митохондрии и хлоропласты будущих клеток эукариот.

med-akademia.ru