Часовникът на живота

Денонощие, линия и логаритмична линия

Часът 00:00 е началото на Земята, а 24:00 е днес. Един час от часовника са около 190 милиона години, а една секунда — около 52 860 години. Първите следи от живот са в 05:43, голямото окисляване на въздуха — в 11:04, еукариотите — в 15:04, камбрийският взрив — в 21:10, динозаврите — в 22:46, а нашият вид — около 5,7 секунди преди полунощ.

Повече от половината история (около 63 процента) на планетата е имало само прокариоти или нищо живо. Животните са в последните около три часа. На обикновена линия последните 66 милиона години са едва 1,4 процента от ширината, затова има и логаритмична линия: всеки делител е 10 пъти по-голям, и така се виждат и милиардите, и последните хиляди години.

Откъде започва животът: хипотези и доказателства

Науката проверява идеи с опити и наблюдения. Затова при всяка хипотеза питаме: за и против какво има?

• Абиогенен земен произход. В опита на Милър и Юри (1952) през смес от метан, амоняк, водород и водна пара прескачат искри. След около една седмица в колбата има аминокиселини. Получиха се градивни молекули, а не живот. Днес мислим, че ранната атмосфера е била по-малко богата на водород, отколкото в колбата.
• Свят на РНК. РНК и пази информация, и ускорява реакции; рибозомата е рибозим. Но РНК е нестабилна и решаващо доказателство няма.
• Донасяне от космоса. В някои метеорити има аминокиселини от извънземен произход. Това само премества въпроса: как е възникнал животът там?

Науката проверява идеи с опити и наблюдения. Въпросите за вярата са извън тази симулация.

Клетките: от праклетката до еукариотите

Праклетката има мембрана, рибозоми и наследствено вещество, но няма ядро. Най-старите приети следи от живот са строматолити отпреди около 3,48 милиарда години. Еукариотите, клетки с ядро и митохондрии, са отпреди около 1,7 милиарда години.

Ендосимбионтна хипотеза: клетка поглъща аеробна бактерия, която остава жива вътре и става митохондрия; по-късно друга клетка поглъща цианобактерия, която става пластид. Доказателства от днес: митохондриите имат собствена кръгова ДНК и две мембрани. Затова растенията имат и митохондрии, и пластиди. Хипотеза на вгъването: мембраната се вгъва навътре и образува ядрото и вътрешните мрежи.

Енергията и кислородът

Редът на появата: гликолиза (всички клетки; 2 молекули АТФ от една молекула глюкоза) и хемосинтеза (енергия от химични реакции) → фотосинтеза без кислород → фотосинтеза с кислород (цианобактерии) → аеробно дишане (около 30 молекули АТФ — 15 пъти повече, теоретично до 19). Датите на гликолизата и хемосинтезата са предположение: те не оставят вкаменелости.

До преди 2,46 милиарда години във въздуха почти няма кислород. Цианобактериите го отделят, той се натрупва (голямото окисляване) и за клетките, които не го понасят, е отрова. Те се оттеглят в места без кислород, а клетките с аеробно дишане печелят. Кислородът е продукт на фотосинтезата, а не нещо, което е било във въздуха от самото начало. Кривата в симулацията е схема: учените са съгласни за посоката, но не за точните числа.

Многоклетъчните

Първото известно многоклетъчно водорасло с полово размножаване е отпреди около 1,05 милиарда години. Едиакарската фауна (около 600 милиона години) са първите големи многоклетъчни, а камбрийският взрив (538,8 милиона години) — появата на почти всички типове животни. Две хипотези обясняват как се стига дотам: колониална (колония от свързани клетки, разделение на труда) и синцитиална (многоядрена клетка се разделя на клетки).

Ерите и масовите измирания

Скалата има ери и периоди. Границата принадлежи на по-младата единица: 66,0 милиона години са Кайнозойска ера, а 66,01 — още Мезозойска. Масовите измирания са пет: Ордовик (оцеляват 15 от 100 вида), Късен Девон (най-много 30), Перм (19 от 100 морски вида), Триас (25 до 30) и Креда (25). След всяко от тях групите продължават и разнообразието се възстановява с други групи: животът не започва отначало от бактерии. Птиците са динозаври, които оцеляват след измирането преди 66 милиона години.

Човекът

Родът Човек се появява преди около 2,8 милиона години, а нашият вид — преди поне 300 000 години. Човекът не произлиза от днешното шимпанзе: двете линии имат общ прародител, а оценките за разделянето са между 13 и 5 милиона години. Между последните нептични динозаври и първите хора има около 65,7 милиона години — динозаврите и хората не са съвременници.

Какво е опростено в симулацията

Всяко събитие е с една дата, макар датите да имат неопределеност. Началото е 4567 милиона години, основата на скалата. Кривата на кислорода е схема. „Първа поява“ е най-старата намерена находка. Масовите измирания са точки, макар да траят дълго.

Не забравяй: твърденията — и на хора, и на изкуствен интелект — се проверяват. Намери доказателство в симулацията, преди да повярваш.