Первинні прокариотные экосистемы й особливості їхнього функціонування

Г

ры прокаріот, що поширюються під дією тиски світла й безупинно попадають на поверхню планет. У сприятливих умовах зі спор виходять мікроорганізми різних видів, що створюють первинні біогеоценози. Наступна еволюція таких видов-первопоселенцев відбувається в різних напрямках відповідно змінам умов навколишнього середовища на тій або іншій планеті.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ:

1. Що таке абіогенез і біогенез? 2. У чому сутність гіпотези Опарина-Холдейна? 3. Які основні положення гіпотези панспермии?

Подумайте! Чому, з погляду биогеоценологии, походження життя на Землі по гіпотезі Опарина-Холдейна неможливо?

Згадаєте! Які особливості будови й функціонування бактерій і цианобактерий відрізняють їх від эукариот?

Розвиток життя в архейську еру. Перші залишки живих організмів відомі з архейської ери (почалася близько 4,5 млрд, окончилась -2,5 млрд років тому) в осадових породах, вік яких приблизно 3,5 млрд років (осадові породи утворяться на дні водойм, у нашому випадку - мілководдя архейських морів). Це були прокаріоти, представлені залишками оболонок з карбонату кальцію колоній цианобактерий і клітинними стінками бактерій різної форми (кулясті, палочковидные, нитковидні).

Функціонування прокариотных экосистем і еволюція прокаріот мають певні особливості, які вивчив відомий російський мікробіолог Г.А.Заварзін в 60-90-х роках XX ст. На відміну від эукариот, еволюція яких відбувалася в порівняно стабільних геохімічних умовах, первинні прокаріоти різко змінювали ці умови протягом архейської ери, при цьому змінювалися й самі.

Перші осадові породи (віком близько 3,8 млрд років) у значній мірі є результатом діяльності железобактерий (залізна руда), зелених і пурпурних серобактерий (відкладення сірки, можливо, нафти й природного газу).

Внаслідок фотосинтезуючої діяльності цианобактерий в атмосфері поступово нагромадилася значна кількість кисню й виник озоновий шар. Це привело до виникнення більш енергетично вигідного кисневого подиху й відповідно аеробних прокаріот. Наприкінці архейської ери бактерії в морях і океанах повністю здійснювали всі геохімічні процеси, що відбуваються й нині - біогенну міграцію різних хімічних елементів і перетворення енергії в ланцюгах харчування.

Особливості еволюції прокаріот. Еволюційних змін у будові прокаріот практично не відбувалися: всі їхні копалини форми не відрізняються від сучасних. Це пояснюють двома причинами. По-перше, прокаріоти не здатні утворювати багатоклітинні організми, тобто до диференціації клітин і ускладненню організації. По-друге, внаслідок простої будови генома (кільцева молекула ДНК) у них легко здійснюється горизонтальний (між різними видами) обмін спадкоємною інформацією завдяки переносу вірусами-бактеріофагами фрагментів ДНК із однієї бактеріальної клітини в іншу. Крім того, спадкоємні властивості бактеріальних клітин можуть значно змінюватися під впливом плазмид.

Плазмиды, або позаклітинні фактори спадковості, - це ланцюжка з декількох нуклеотидов. Вони можуть перебувати поза організмами й за певних умов можуть попадати усередину прокариотических клітин і вбудовуватися в ДНК останні.

В эукариот подібні форми зміни спадковості через складність генома й взаємодії генів ведуть до загибелі клітини й тому не можуть бути факторами еволюції. Тому в прокаріот в основному має місце біохімічна (функціональна) еволюція. Вони здатні освоювати певні адаптивні зони шляхом вироблення нових ферментів для використання тих або інших харчових субстратів.

У прокариотных экосистемах відсутні ланцюга выедания через нездатність бактерій до фагоцитозу. Тому ланцюга харчування прокариотных біогеоценозів мало розгалужені, а видова розмаїтість у них незначне. Таким чином, прокариот-ные экосистемы мають невисоку здатність до саморегуляції й досить чутливі до змін навколишнього середовища.

ВИСНОВКИ

Прокариотные экосистемы виникли в архейську еру на морських мілководдях близько 3,8 млрд років тому, а біогеоценози, основу яких становили цианобактерий, -3,5 млрд років. Вони володіли малоразветвленными ланцюгами пі-

тания й незначною видовою розмаїтістю й тому їхня здатність до саморегуляції була незначною. До кінця архейської ери завдяки діяльності прокаріот геохімічні умови біосфери наблизилися до сучасного.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ:

1. Залишки яких організмів відомі з архейської ери? 2. Які особливості еволюції прокаріот? 3. Чому здатність до саморегуляції прокариотических біогеоценозів досить обмежена?

Подумайте! За рахунок чого в эукариот можливий горизонтальний (міжвидовий) обмін спадкоємною інформацією?

Дата добавления: 2014-12-07