1.1 Vznik a vývoj života na Zemi

Nevědecké teorie: náboženské, samosplození-z ohně, z vody, z popela, život z vesmíru

Vědecké teorie (ověřené v laborator­ních podmínkách)

Mezi vědecké teorie patří vznik života for­mou dvoufázové evoluce:

1. chemické (materiálová) vznik or­ganic­kých látek z látek an­or­ganic­kých.
2. bi­ologické (in­for­mační) přeměna jedno­duc­hých bi­ologic­kých látek ve složité, vznik buněk a je­jich vývoj až po dnešní dobu.

A) Chemická evoluce-vznik or­ganic­kých látek z látek an­or­ganic­kých

Probíhala for­mou chemic­kých reakcí, kterými se pos­tupně vytvářely složitější látky Tento pro­ces probíhal cca před 4 mld. let. Před­pokládáme, že trval stov­ky miliónů let.

1. Z an­or­ganic­kých látek pos­tupně vznika­ly látky organické-AMK, puriny-primitivní moleku­ly - vznik koacer­vátů a metabolonů :

Koacer­váty („malé kapičky“) – vznik z roz­toků mak­romolekulár­ních látek , za vhodných podmínek (tep­lota, hod­noty pH)

Metabolony – vznikají z koacer­vátů a jsou prvním ter­modynamic­kým otevřeným systémem, který je schopný přijímat z prostředí en­er­getic­ky bohaté živiny.

2. Z primitiv­ních molekul se začínají vytvářet jedno­duché bíl­koviny, NK-RNA


3. Primitivní molekula se dále vyvíjí, vzniká DNA - genetický kód a vytváří se tzv.in­formační molekula


4. Prvotní životní sous­tavy (eobion­ta, pro­toor­ganiz­my, pro­geon­ta) jsou soubo­ry in­for­mačních buněk, které vedly ke vzniku archebak­terií a eukaryot­ních or­ganizmů (tento pro­ces nebyl zatím prokázán).
   Před­pokládáme, že se prvotní or­ganiz­my vyznačovali všemi základními pro­jevy života, muse­ly už ob­sahovat NK a pro­teiny, museli být oh­raničeny membránou.
   Pro­bion­ty (pro­toor­ganis­my) = přímí předchůdci or­gan­ismů, nedokonale se re­plikující systém, bez ustáleného genetic­kého kódu


5. Vznik primitiv­ních buněk - archebak­térie, dále vznik fotosyn­tetizujících bak­terií a souběžně sinic – tvor­ba kyslíku – kyslíkatá at­mosféra – ozón- vznik eukaryot­ních buněk (rostliny, houby, živočichové)

In­for­mační molekula:

Tyto moleku­ly měly pro vznik života základní význam. Mezi těmito in­for­mačními molekulami vznika­ly základní vztahy, které byly zák­ladem pro vznik prvot­ních živých sous­tav.

Otázka vzniku života souvisí se vznikem genetic­kého kódu a zabez­pečením re­plikace NK, ob­sahující ve své struk­tuře genetic­kou in­for­maci.

B) Bi­ologická evoluce (pokračování chemické evoluce)

Je pro­cesem vývoje složitějších buněk, mnohobuněč­ných or­ganizmů a složitějších orgánových sous­tav.

Před­pokládané etapy bi­ologické evoluce tedy jsou:

1. další vývoj jedno­duché buňky
2. vznik jedno­buněč­ných or­ganizmů

Koloniální společenstva = přechod mezi jedno a mnohobuněč­ností (př. Vol­vox – Váleč koulivý)

3. vznik mnohobuněč­ných or­ganizmů
4. vznik složitějších sous­tav

Za nejstarší živé or­ganiz­my jsou považovány bak­terie a sinice a jedno­duché zelené řasy (vývoj v pra­oceánech).

Obr. 1 Sinice

Obr. 2 Bak­terie

Výskyt a základní význam bak­terií: všudypřítomné, rozkladači or­ganické hmoty, původci onemoc­nění.

Výskyt a základní význam sinic: vodní prostředí – stojaté vody – vytváří „vodní květ“, pro­ducen­ti kyslíku, součástí planktonu.

1.2 Fotosyn­téza

• základní chemický pro­ces, zabez­pečující život na Zemi
• auto­trofní or­ganis­my využívají an­or­ganické látky (CO₂ + H₂O) a světel­nou en­er­gii k syntéze or­ganic­kých látek (sac­haridů) za současného vylučování kyslíku, nutná přítom­nost chlorofylu

Sumární rov­nice:

Fáze:

Primární (světelná) - závislá na světle, probíhající v membránách tylakoidů v chlorop­lastech, tvoří se ATP, dochází k FOTOLÝZE VODY
= H₂O se rozkládá na 0₂ + H + elektrony

Sekun­dární (tem­nostní) - nezávislá na světle, re­duk­ce CO₂ za vzniku sac­haridu při využití ATP

• nejznámější metabolic­kou ces­tou syntézy sac­haridů = CAL­VINŮV CYK­LUS

1.3 Evoluční teorie

De­finice evoluce: z latiny vyvíjet se, průběžný vývoj
Autoři evolučních teorií:

Char­les Robert Dar­win (1809–1882) byl britský přírodovědec, zak­ladatel evoluční bi­ologie.

Obr. 3 Ch. Dar­win

Jean-Baptiste Pier­re An­toine de Monet, chevali­er de Lamarck (1744–1829), fran­couzský přírodovědec. Poprvé použil termíny bezob­ratlí a bi­ologie.

Před­poklad Lamarckovi teorie evolučního pro­cesu: or­ganis­my získávají za svého života zkušenos­ti a ty pak zúročují při tvorbě potomstva (př. Pokud srna hodně běhá, budou mít mláďata silné nohy).

Před­poklady Dar­winovy teorie evolučního pro­cesu:

1. re­produkční nadproduk­ce
2. variabilita or­ganizmů
3. selek­ce
   1. přírodní výběr
   2. poh­lavní výběr
   3. umělý výběr
4. kon­kurenční vztahy
5. přiz­působivost or­ganizmů

Závěr: přežije nej­silnější je­dinec (ve smys­lu výše uvede­ných před­pokladů)

1.4 Fylogeneze člověka

Fylogeneze je vývoj rostlin­ného nebo živočišného druhu. Člověk jako živočišný druh se začal vyvíjet na konci třetihor, jeho vývoj není dokončen.

Je součástí vývoje ob­ratlovců (strunat­ci – ob­ratlov­ci – savci – nehet­natci – hominoidea – gibonovití a hominidi – pro­cesy hominizace…­sapien­tace…)

Současné hypotézy dok­ladovány kos­terními nálezy z období třeti a čtvrtohor (pocházejí z Af­riky, Asie, Ev­ropy i Ameriky).

Člověk se vyvíjel pos­tupně pro­cesem hominizace a sapien­tace.

Obr. 4 Předchůdci člověka

Pro­ces hominizace (polidštění):

Vývojové změny pro­kazatelné na kostře a směřující k formám člověka.

1. Napřimování pos­tavy (pro­jevy na páteři, dlouhých kos­tech a pánvi).
2. Předozadní zploštění hrudníku (umožnění rotace v ramen­ním kloubu).
3. Změny na lebce (způsobené velikostí mozku, nadočnicové ob­louky).
4. Sdružování ve společnosti (změna pudového chování na uvědomělé, sys­tematické a op­akované používání nástrojů – pos­tav­ení palce do opo­zice k os­tatním prstům).

Pro­ces sapien­tace (zmoudření):

1. Roz­vinutí rozumových schop­ností.
2. Ab­straktní myšlení, řeč.
3. Vytvoření or­ganizované lidské společnosti.

Důkazy fylogenetic­kého vývoje člověka:

1. Em­bryologie (bi­ogenetický zákon) – je­dinec v průběhu on­togeneze (pre­natál­ního období) op­akuje, ve zkrácené podobě jedno­tlivá vývojová stádia, jimiž procházel dotyčný druh v průběhu svého fylogenetic­kého vývoje.


2. Srovnávací anato­mie – rudimen­ty – zakrnělé orgány nebo výskyt vlastností, které měli význam u vývojově nižších předchůdců (apen­dix, ocasní část páteře, zuby moud­rosti).
   Atavis­my – rys nebo znak evolučně již překonaný a vymizelý, který se však znovu objeví jako vyjímka (noha u vel­ryby, ocas u člověka).


3. Molekulární genetika (vzájemná příbuz­nost druhů) – zabývá se studiem buněčných bi­ologic­kých pro­cesů ne je­jich molekulární úrovni.

Naleziště pozůstatků člověka:

Je­skyně Al­tamira (Španělsko), Las­caux (Fran­cie), Kapavaja (J Ural), Dolní Věs­tonice, Před­mostí u Přerova.

Obr. 5 Věs­tonická Venuše