Параграф 1.2 (Bioloogia IV kursus, e-tund)

Elu algus Maal

Tunni ülesehitus

  1. Sissejuhatus, 6 min
  2. Keskkonnatingimused noorel Maal, 6 min
  3. Elu päritolu teooriad, 10 min
  4. Esimesed elusolendid Maal, 8 min
  5. Eukarüootsete rakkude teke, 5 min
  6. Ainuraksest hulkrakseks organismiks, 5 min
  7. Kokkuvõte, 5 min

Eelteadmised

  • Õpilane tunneb raku ehitust.
  • Õpilane teab termineid „eukarüootne rakk” ja „prokarüootne rakk” ja nende tähendust.
  • Õpilane mõistab üldjoontes, kuidas leiab aset kemosüntees ja fotosüntees.

Eesmärgid

  • Õpilane oskab
    • kirjeldada varasel Maal valitsenud tingimusi;
    • selgitada, kuidas ainuraksetest prokarüootidest kujunesid keerukad hulkraksed organismid.
  • Õpilane tunneb peamisi elu tekke hüpoteese.
  • Õpilane orienteerub geoloogilises ajaskaalas (seda pole vaja pähe õppida).

Seotud materjal

Märksõnad ja meetodid

  • elu algus, ürgsupi hüpotees, geoloogiline ajaskaala, endosümbioosi teooria, radiaalsümmeetria, bilateraalsümmeetria, hulkraksuse kujunemine
  • arutelu

Lõiming

Läbivad teemad

  • Kultuuriline identiteet

1. Sissejuhatus

6

  • Universumi ja Maa areng algas Suure Pauguga 12–15 miljardit aastat tagasi
  • Elu tekkes eristatakse kolme etappi
  • Elu tekke selgitamine on bioloogidele suureks väljakutseks

Arvatakse, et Universum tekkis Suure Pauguga umbes 12–15 miljardit aastat tagasi ning on sellest ajast saadik üha kiirenevalt paisunud. Universumis on umbes 200 miljardit galaktikat, millest üks on meie Linnutee. Meie päikesesüsteem asub väljaspool Linnutee galaktika keskust, rahulikumas piirkonnas, kus tähti on hõredalt ja tingimused seega stabiilsemad. Just see on üks põhjuseid, miks siin on saanud tekkida elu. Meie päikesesüsteem tekkis umbes 5 miljardit aastat tagasi. Maa vanuseks peetakse 4,6 miljardit aastat. Elu tekkis Maal umbes 3,5 miljardit aastat tagasi.

Iga valguspunkt NASA fotol on üks galaktika. Universumis on hinnanguliselt 200 miljardit galaktikat, millest üks on meie Linnutee
Meie päikesesüsteem asub väljaspool Linnutee galaktika keskust, rahulikumas piirkonnas, kus tähti on hõredalt ja tingimused seega stabiilsemad. Just see on üks põhjuseid, miks siin on saanud tekkida elu

Elu teke on tavaliselt jagatud kolmeks etapiks

  1. Anorgaanilistest ühenditest tekkisid orgaanilised lämmastikku sisaldavad ühendid, mis on nukleiinhapete ja valkude koostisosad.
  2. Orgaanilised ühendid liitusid ja moodustasid suuri makromolekule: nukleiinhappeid, mida vajatakse raku elutegevuse juhtimiseks, ja valke, mida vajatakse raku ülesehituseks. Eri hüpoteeside kohaselt tekkisid kõigepealt kas valgud või nukleiinhapped.
  3. Makromolekulid koondusid lipiidse membraani sisse, mis eraldas nad keskkonnast. On täheldatud, et suured orgaanilised molekulid jäävad üksteise külge kinni, nii moodustuvad tilgad. Tilga välispind on justkui rakumembraan, mis suudab kontrollida ainete liikumist sisse ja välja. Nukleiinhapete ja valkude sattumist tilga sisse võib pidada algelise raku tekkeks, millest algas evolutsioon.

Elu tekke etapid

  1. Anorgaanilistest ühenditest tekkisid orgaanilised ühendid
  2. Orgaanilised ühendid liitusid ning moodustasid suuri makromolekule
  3. Makromolekulid koondusid lipiidse membraani sisse, mis eraldas nad keskkonnast

Elu tekke selgitamine on bioloogia üks keerulisemaid ülesandeid, sest elu tekkeajast pärit konkreetseid tõendeid (näiteks kivistisi) on väga vähe. Kuna  3,5 miljardi aasta tagused elutingimused Maal erinesid praegustest väga suurel määral, on katseid elu tekke uurimiseks raske korraldada. Ent on olemas tõendeid, mida võib leida tänapäeva organismide seest. See, et kõikide organismide rakud on struktuurilt ja talitluselt üldjoontes samasugused, tõendab nende ühist päritolu (animatsioon).

Organismide ühist päritolu tõendab organismide rakkude struktuuri ja talitluse sarnasus

2. Keskkonnatingimused noorel Maal

6

  • Gaasid varase Maa atmosfääris
  • Varasel Maal valitsesid karmid keskkonnatingimused

Maa tekke algusaegadel kujutas Maa endast hõõguvkuuma taevakeha. Taevakeha jahtudes tekkis sellele püsiv maakoor, mida ümbritses gaaside segu. Tõenäoliselt koosnes gaasisegu süsinikdioksiidist, süsinikmonooksiidist, lämmastikust, metaanist, ammoniaagist, vesinikust ja veeaurust. Maa jahtudes kondenseerus veeaur veeks. Vihm aga pesi maakoorest välja mitmesuguseid mineraale ja täitis lõpuks maakoore madalamad osad, nii moodustusid ookeanid. Just ookeane peetakse kohaks, kus elu alguse sai. Ilma veeta poleks elu, seetõttu on vee leidmine üks peamisi eeldusi ka elu otsimisel teistelt planeetidelt.

Algse Maa atmosfäär koosnes järgmiste gaaside segust

  • süsinikdioksiid
  • süsinikmonooksiid
  • lämmastik
  • metaan
  • ammoniaak
  • vesinik
  • veeaur

Noore Maa atmosfääris polnud hapnikku. Hapnik eraldus atmosfääri alles elusorganismide elutegevuse tulemusena. Hapniku puudumine soodustas suurte molekulide teket, sest hapnikul on omadus suuri molekule lagundada (oksüdeerida). Seepärast öeldakse, et algse Maa atmosfäär oli redutseeriv. 

Tingimused noorel Maal (animatsioon) olid praeguste tingimustega võrreldes karmid. Vulkaaniline aktiivsus alles jahtuva maakoore all oli väga suur. Väga palju langes meteoriite. Sagedased olid äikesetormid. Polnud osoonikihti, mis blokeeriks Päikeselt tuleva ultraviolettkiirguse. See on veel üks põhjuseid, miks elu sai tekkida vaid sügaval vees, kus algelised organismid olid UV-kiirguse eest paremini kaitstud.

Tingimused noorel Maal olid praeguste tingimustega võrreldes karmid
Keskkonnatingimused noorel Maal erinesid suurel määral tänapäevastest. Samas oli rohkelt energiat, mis võis soodustada elu teket

3. Elu päritolu teooriad

10

  • Kas elu võib kosmosest pärineda?
  • Oparini-Haldane’i ürgsupi hüpoteesi põhipunktid
  • Milleri-Urey katse, et kontrollida ürgsupi hüpoteesi
  • Elu võis tekkida Maa eri paigus

Kuigi üldiselt arvatakse, et elu tekkis Maal, on esitatud ka idee, et biomolekulid või lausa mikroobid sattusid Maale koos meteoriitidega kosmosest. Erinevad katsed on näidanud, et bakterite spoorid suudaksid kosmoses valitsevates tingimustes ellu jääda. Arvesse võttes planeetide hulka Universumis, tundub võimalik, et elu tekkeks sobivad tingimused on olemas ka kusagil mujal. Kuigi intelligentsete eluvormide arenemiseks soodsad tingimused on küll ilmselt üliharuldased, on üherakuliste mikroorganismide leidumine mõnel teisel planeedil küllalt tõenäoline. Seetõttu ei saa välistada võimalust, et mikroorganismid levivad meteoriitidega ühelt planeedilt teisele. See teooria, mida nimetatakse panspermiaks, ei seleta otseselt elu teket, kuid pakub välja, kuidas elu võis Universumis levida.

Teadlased on näidanud, et meteoriitides on mitmesuguseid lämmastikaluseid, mis on elusorganismide tähtsad ehitusüksused

Enamik teooriaid keskendub siiski sellele, kuidas anorgaanilistest ühenditest said tekkida iseennast taastootvad orgaanilised ühendid. Tänini ei ole sellele probleemile ühest vastust leitud. 1920. aastatel esitasid Aleksander Oparin ja John Haldane nn ürgsupi hüpoteesi. Selle kohaselt võisid algsel maakeral valitsenud tingimused soodustada reaktsioone, mille käigus ühinesid lihtsad anorgaanilised molekulid esimesteks orgaanilisteks molekulideks. Tänapäeval poleks sellised reaktsioonid võimalikud, sest atmosfääris esinev hapnik lagundaks tekkivad orgaanilised ühendid kiiresti. Lisaks ei lase Maa atmosfääri osoonikiht piisaval hulgal läbi UV-kiirgust, mis on nende reaktsioonide energiaallikas.

Oparini-Haldane’i hüpotees (1920)

  1. Varase Maa atmosfäär oli keemiliselt redutseeriv (polnud hapnikku).
  2. Energiarikkas atmosfääris tekkisid lihtsad orgaanilised ühendid (monomeerid).
  3. Need ühendid kogunesid nn ürgsupiks ise paigus, näiteks kaldalähedases meres või ookeanipõhja kuumaveeallikates.
  4. Supis tekkisid lihtsatest ühenditest keerulisemad orgaanilised ühendid – biomolekulid 

Et kontrollida Oparini-Haldane’i hüpoteesi, ehitasid Stanley Miller ja Harold Urey 1953. aastal katseseadme, mis jäljendas täpselt maakeral esialgu valitsenud tingimusi. Nende katsed näitasid, et anorgaanilistest ainetest võivad sobivates tingimustes tekkida orgaanilised ühendid. Katse tulemusena saadi esialgsete andmete kohaselt neli erinevat aminohapet, hilisemad uuringud aga on näidanud, et tekkida võis ka 20 aminohapet.

Erinevaid hüpoteese on ka elu tekkekoha kohta. Ühe hüpoteesi järgi on elu tekkinud madalates merelahtedes. Teise hüpoteesi põhjal tekkisid biomolekulid mere põhjas kuumades allikates, kus nad olid kaitstud nii meteoriidisaju kui ka UV-kiirguse eest. Kolmanda hüpoteesi kohaselt tekkisid biomolekulid sügaval maakoores. Osa uurijaid arvab, et elu tekkeks sobiv pinnas on savi, kus väiksed molekulid on võimelised moodustama suuri biomolekule. Elu tekkekohana on välja pakutud ka ookeanipinnal ujuvaid pimsskiviparvi. Elu tekkekoha hüpoteesidele on ühine see, et neis kõigis on peetud tähtsaks vett, mis vedelas olekus toimib lahustina. 

Elu tekkekohaks võis olla?

  • Madalad merelahed?
  • Merepõhja kuumaveeallikad?
  • Sügaval maakoores?
  • Savipinnas?
  • Pimsiparvedel? 

Lahendage lk 6 ül 2 (ptk 1.2 ÜK „Mis on joonisel?“).

Lahenda TV lk 6 ül 2

TV lk 6 ül 2 lahendus

4. Esimesed elusolendid Maal

8

  • Esimesed elusorganismid Maal olid arhed ja bakterid
  • Fotosünteesi tekkega hakkas Maa atmosfääri hulgaliselt hapnikku kogunema
  • Hapniku kogunemine atmosfääri muutis selle koostist ja lõi osoonikihi

Esimesed elusolendid olid ainuraksed prokarüoodid, kes lahknesid üsna varakult kaheks: arhedeks ja bakteriteks. Tänapäevani elavad arhed esialgsel Maal valitsenud tingimustega sarnastes äärmuslikes tingimustes. Ekstreemsed tingimused valitsevad näiteks sügaval maakoores, ookeani põhjas või kuumaveeallikates. Seetõttu nimetatakse paljusid arhesid ekstremofiilideks.

Esmased algelised organismid toitusid keskkonnas leiduvatest orgaanilistest ühenditest. Teistel organismidel arenes aga võime saada elutegevuseks vajalik energia anorgaanilisi ühendeid oksüdeerides ja nii saadud energia arvel olid nad vesinikust ja süsinikdioksiidist võimelised valmistama süsivesikuid. Sellist protsessi nimetatakse kemosünteesiks.

Kuumaveeallikas USAs Yellowstone’i rahvuspargis. Arhed on hästi kohastunud eluks ekstreemsete tingimustega paikades, kus teised organismid elada ei saa. Allika servade ereoranži värvuse on põhjustanud allikas elavate arhede rakkudes olev pigment

Kemosüntees on orgaaniliste ühendite tootmine anorgaaniliste molekulide oksüdeerimisest saadud energia abil

Märkimisväärne edasiminek elu arengus toimus umbes 3 miljardit aastat tagasi fotosünteesi tekkimisega. Fotosüntees on protsess, mille käigus toodetakse valgusenergia abil anorgaanilistest ühenditest orgaanilisi. Fotosünteesi eristab kemosünteesist energia saamise allikas. Nimelt saab fotosüntees energiat päikesekiirgusest, kemosüntees aga anorgaaniliste ühendite oksüdeerimisest. Fotosünteesi eelduseks oli bakterirakkudes moodustunud rohelise pigmendi (klorofülli) olemasolu, mis võimaldas siduda päikese valgusenergiat. Kuna vett ja valgust oli piisavalt, said fotosünteesiks võimelised organismid konkurentsieelise ja paljunesid kiiresti. Esimesed fotosünteesi kasutavad organismid olid tsüanobakterid.

Ainuraksete tsüanobakterite Gloeotrichia koloonia. Tsüanobakterid olid esimesed fotosünteesivad organismid. Nende elutegevuse tulemusena hakkas atmosfääri kogunema hapnik, mis muutis tingimusi kogu Maal ja lõi kõrgemate eluvormide tekke eeldused

Fotosüntees on protsess, mille käigus toodetakse valgusenergia abil anorgaanilistest ühenditest orgaanilisi ühendeid

Esimesed fotosünteesi kasutavad organismid olid tsüanobakterid

Fotosünteesi käigus lagundatakse veemolekule, et saada protsessi jaoks vajalikke vesinikioone ehk prootoneid. Selle reaktsiooni jääkprodukt on hapnik, mida nüüd hakkas tekkima suurtes kogustes. Fotosünteesi tulemusel tekkinud hapnik lahustus algul vees, kus see seoti erisuguste ühenditega. Vaba hapnik hakkas alles kaks miljardit aastat tagasi suurets kogustes atmosfääri kogunema.

Hapniku kogunemisega kaasnesid Maa atmosfääris märkimisväärsed muutused. Näiteks reageeris hapnik atmosfääris olnud mürgiste gaaside metaani ja ammoniaagiga, misjärel hakkas atmosfääri koostis vähehaaval muutuma selliseks nagu tänapäeval. Muutused atmosfääris lõid elusorganismidele soodsamad tingimused. Teine oluline muutus oli osoonikihi teke. Hapniku molekulidest moodustus atmosfääri kõrgemates kohtades osoonikiht, mis kaitses elusorganisme ultraviolettkiirguse eest.

Atmosfääri tekkis hapnik fotosünteesivate organismide (tsüanobakterite) elutegevuse tulemusena. See oli eelduseks evolutsiooni käigus aset leidnud järgmistele sündmustele, sealhulgas keerulisemate eluvormide tekkele. Graafikul on näha hapniku hulk atmosfääris läbi Maa ajaloo ja tähtsamad sündmused elusorganismide evolutsioonis
Hapniku kogunemisel moodustus atmosfääri ülaosas osoonikiht, mis tõkestas suure osa Päikeselt Maale tulevast UV-kiirgusest ja muutis tingimused Maal elu arenemiseks soodsamaks

Hapniku kogunemine atmosfääri muutis tingimusi Maal

  • Tekkis UV-kiirgust tõkestav osoonikiht
  • Organismid pidid toime tulema hapniku mürgise mõjuga
  • Osa organisme õppis hapnikku kasutama
  • Paljud organismid surid välja – esimene suurem väljasuremine

Kõik algelised organismid olid anaeroobid, see tähendab, et nad ei vajanud elutegevuseks hapnikku. Tegelikult oli hapnik neile lausa mürgine ja see pani elusorganismid valiku ette: kas kohaneda uue keskkonnaga või taanduda hapnikuvabasse keskkonda.

Esimesena arenes hapnikutaluvus tsüanobakteritel, neil arenes ka algeline rakuhingamine ehk toitainete lagundamine energia saamiseks hapniku kaasabil. Rakuhingamine osutus tõhusaks energiatootmisviisiks ja seda kasutavad elusorganismid levisid kiiresti. Kõik algelised organismid ei suutnud aga hapnikku sisaldava keskkonnaga kohaneda ja surid välja. See oli maakera ajaloos esimene suur väljasuremine.

Miks põhjustas hapnik algeliste organismide massilise väljasuremise?

Kas selline olukord võib korduda (hapniku hulga muutusest tulenev massiline väljasuremine)?

5. Eukarüootsete rakkude teke

5

  • Päristuumsete rakkude teke on evolutsiooni tähtsaim sündmus
  • Eukarüootide päritolu ei ole üheselt teada
  • Endosümbioos mängib eukarüootsete rakkude tekkes tähtsat rolli

Päristuumsete rakkude teket peetakse evolutsiooni üheks tähtsaimaks sündmuseks, sest see võimaldas elul areneda keerulisemaks ja mitmekesisemaks. Kõigil keerukamatel rakkudel ja hulkraksete organismide kõigil rakkudel on tuum. Päristuumsed rakud tekkisid 1,6–2,1 miljardit aastat tagasi. Arvatakse, et päristuumse raku tekkeks võisid ühineda erinevad tuumata rakud. Nii kasvas DNA hulk ja pärilikkusaine ümber moodustus tuumamembraan.

On ka võimalik, et päristuumsed rakud arenesid välja ühest arhede harust. Eukarüoodid on paljuski sarnasemad arhede kui bakteritega. Sarnasused esinevad eelkõige tuuma DNA-s ja geeniregulatsioonis. Membraani koostis sarnaneb päristuumsetel aga pigem bakteritega. Seetõttu on olemas eukarüootide põlvnemise kohta olemas mitu teooriat.

Eukarüootide ja arhede sarnasuse seletamiseks välja pakutud teooriad on järgmised:

  1. Eukarüoodid tekkisid kahe eeltuumse raku ühinemisel: tsütoplasma ja rakumembraani moodustas bakter, tuuma aga arhe;
  2. Eukarüoodid arenesid arhedest, sarnasused bakteritega tulenevad endosümbiontsest mitokondri eellasest;
  3. Eukarüoodid ja arhed arenesid eraldiseisvalt, aga ühisest eellasest (bakterist).
Päristuumsete rakkude teke oli keerulisemate eluvormide arengu ja elu mitmekesistumise eelduseks
Kolm teooriat eukarüootide põlvnemise kohta

Kust pärinevad eukarüoodid?

  • Bakteri ja arhe ühinemisest?
  • Arhedest esivanemast?
  • Bakterist esivanemast, millest arenes eraldiseisvana välja ka arhede liin?

Eukarüootsete rakkude evolutsioonis on olulisel kohal olnud endosümbioos – vastastikku kasulik kooselu vorm, kus üks organism elab teise kehas või rakus. Endosümbioosi teel on rakku sattunud rakuhingamiseks vajalikud mitokondrid ning fotosünteesis väga olulised kloroplastid. Nii pärinevad mitokondrid ja kloroplastid bakteritest, kes on eukarüootsesse rakku kunagi elama asunud või kelle eukarüootne rakk on ära söönud. Endosümbioosi teooriat kinnitab mitokondri ja kloroplasti erinevus teistest rakuorganellidest. Nagu bakteridki suudavad nad paljuneda pooldumise teel ja neis on oma pärilikkusaine, mis sarnanebki pigem bakterite omaga.

Eukarüootsete rakkude evolutsioonis on tähtsal kohal olnud endosümbioos – vastastikku kasulik kooselu vorm, kus üks organism elab teise kehas või rakus. Endosümbioosi teel on rakku sattunud rakuhingamiseks vajalikud mitokondrid ja fotosünteesiks väga olulised kloroplastid. Pildil on näha taimerakud, õhulõhed ja neis paiknevad kloroplastid

Endosümbioos on vastastikku kasulik kooselu vorm, kus üks organism elab teise kehas või rakus

Lahenda TV lk 7 ül 5

TV lk 7 ül 5 vastused. Reasta päristuumse raku tekkimise etapid. Ühenda iga etapp selle kirjeldusega

6. Ainuraksest hulkrakseks organismiks

5

  • Hulkraksed organismid arenesid koloonialistest ainuraksetest
  • Organismide keerukamaks muutumisega arenes sümmeetria
  • Hulkraksetel organismidel kujunesid elundkonnad, bilateraalsümmeetria ning kehaväline viljastumine

Ka tänapäeval on ainurakseid organisme, kes võimaluse korral teevad omavahel tihedalt koostööd ehk elavad kolooniatena. Näiteks on olemas koloonialisi baktereid ja vetikaid. Sellistest kolooniatest võisid areneda ka hulkraksed organismid, kui rakukogumikus arenes tööjaotus rakkude vahel nii kaugele, et rakud ei saanud enam üksteiseta hakkama.

Esimesed tõendid hulkraksete organismide kohta on 700 miljoni aasta vanused. Esimesed hulkraksed loomad olid tänapäeva käsnade sarnased. Nad koosnesid paljudest eri tüüpi rakkudest. Samas olid nende koed veel väga lihtsad, neil polnud lihaseid, närve ja siseorganeid.

Kui algeliste hulkraksete keha polnud sümmeetriline, siis kudede organiseerumise ja organismi ehituse keerukamaks muutumisega arenes sümmeetria. Esimesena tekkis loomadel kiireline sümmeetria ehk radiaalsümmeetria, see tähendab, et looma võis mõtteliselt mitmel viisil jagada sümmeetrilisteks osadeks. Vähehaaval hakkasid arenema bilateraalsümmeetrilised loomarühmad, nende kehas võis eristada paremat ja vasakut poolt.

Paljud ainuraksed organismid elavad võimalusel mitmekesi koos. Koloonias elamine pakub kaitset, võimaldab lihtsamini toitu leida ja paljuneda. Kui kolooniates tekkis tööjaotus ja rakud enam üksteiseta hakkama ei saanud, võisidki tekkida hulkraksed organismid
Algelised hulkraksed olid käsnade sarnased organismid
Loomadel esinevad erinevad sümmeetriatüübid. Kiireline ehk radiaalsümmeetria arenes evolutsioonis välja enne kui bilateraalsümmeetria

Esimesena tekkis loomadel kiireline sümmeetria ehk radiaalsümmeetria – looma võis mõtteliselt mitmel viisil jagada sümmeetrilisteks osadeks

Vähehaaval hakkasid arenema bilateraalsümmeetrilised loomarühmad – looma kehas oli võimalik eristada paremat ja vasakut poolt

Eristunud rakukihtide ja rakkude hulk kasvas, vähehaaval hakkasid spetsialiseerunud rakud moodustama kudesid ja elundkondi. Algelistel loomadel kujunes närvivõrgustik ning lõpuks moodustus keerukas närvisüsteem. Ka seedetrakt ja hingamisorganid muutusid keerulisemaks.

Esimesed hulkraksed loomad paljunesid kehavälise viljastumise teel. Vähehaaval arenes välise viljastumise kõrvale kehasisene viljastumine. Sugulise paljunemise areng tõi kaasa liikidele omase paaritumiskäitumise. Siiski säilitas osa loomarühmadest võime paljuneda mittesugulisel teel, näiteks pooldudes või pungudes. 550 miljonit aastat tagasi kasvas loomaliikide arv hüppeliselt. Seda suurimat adaptiivset radiatsiooni (ühest eellasgrupist lähtuv liikide või liigirühmade teke, mis erinevad märgatavalt üksteisest mingisuguste funktsionaalsete tunnuste poolest) nimetatakse kambriumi ajastu plahvatuseks. Sel ajal arenesid kõik põhilised loomahõimkonnad ja mõningad sellisedki hõimkonnad, mida tänapäeval enam pole, sest kambriumi ajastu lõppes suure väljasuremisega.

Hulkraksete loomade täiustumine

  • Eristusid koed ja elundkonnad
  • Kujunes närvivõrgustik
  • Arenes sümmeetria
  • Kehavälise viljastumise kõrvale tekkis kehasisene viljastumine

7. Kokkuvõte

5

  • Maa algperioodil olid olemas soodsad tingimused elu tekkeks
  • Tekkinud elusorganismid hakkasid ise oma keskkonda ümber kujundama
  • Üherakuliste bakterite kõrvale tekkisid päristuumsed organismid

Elu tekke selgitamine on bioloogia üks keerulisemaid ülesandeid, sest elu tekkeajast pärit konkreetseid tõendeid on väga vähe. Katseliselt on siiski suudetud näidata, et teatud tingimustes võivad keskkonnas esinevatest anorgaanilistest molekulidest moodustuda elu aluseks olevad orgaanilised ühendid. Maa algperioodil võisid esineda just sellised tingimused – atmosfääris olid olemas mitmesugused anorgaanilised gaasid, kuid algse Maa atmosfäär oli redutseeriv. Energiat andsid äikesetormid, UV-kiirgus, vulkaanid ja meteoriidid.

Kui sellised tingimused sobisid elu tekkeks, siis elusorganismide püsimajäämiseks ja mitmekesistumiseks pidid tingimused palju sõbralikumaks muutuma. Kui Maa geoloogiline aktiivsus vähenes ja meteoriite langes harvem, hakkasid tingimusi ümber kujundama ka elusorganismid ise. Oluliseks sammuks oli fotosünteesi teke. Selle tulemusena kogunes atmosfääri fotosünteesi jääkprodukt, hapnik. Atmosfääri ülaosas moodustus sellest UV-kiirguse eest kaitsev osoonikiht. Elusorganismid pidid aga õppima toime tulema hapniku oksüdeeriva mõjuga. Kõige edukamaks osutusid need organismid, kes suutsid hapniku enda kasuks tööle panna, kasutades seda toitainetest energia kättesaamiseks.

Nüüd sai evolutsioon tõeliselt hoo sisse. Miljardeid aastaid elanud üherakuliste bakterite kõrvale tekkisid päristuumsed organismid, kellest hiljem arenesid hulkraksed organismid. Hulkraksete päristuumsete organismide areng pani aluse tänapäevasele elurikkusele. Samal ajal on maailmas oma koha säilitanud ka organismid, kes sarnanevad elu algeliste vormidega, näiteks bakterid ja arhed. Kuna ka nemad on tänapäevani vastu pidanud ja siiani väga laialt levinud, on nad evolutsioonis samasugused võitjad nagu inimenegi. 

Lisamaterjal

Lisalugemine

Tööleht

  • Küsimused teadusuudiste portaalis Novaator ilmunud artikli „Varases ürgmeres võis olla hapnikku” (17.08.2011) juurde

Kuulamissoovitus

  • Reimo Sildvee ja teadusajakirjanik Tiit Kändler arutlevad Raadio 2 saates „R2 koolis” (23.11.2005, kestus 31:00) elu olemasolu üle teistel planeetidel. Missugused on elu tekke eeldused? Millised eluvormid võivad üldse esineda ja kuidas neid otsida? Kuulamissoovitus õpilasele

Tunni kirjeldus ja kodutöö

Tunni kirjeldus

Varasel Maal valitsenud tingimused ja elu tekke peamised hüpoteesid. Eukarüootse raku ja hulkraksete organismide areng

TV lk 6–7, ül 2, 5 

Kodutöö

TV lk 6–7 ül-d 1, 3 ja 4

Kuula lisaks saadet elu otsimisest teistelt planeetidelt 

Будь ласка, зачекайте