Organizmy żywe nie są w stanie absorbować energii mechanicznej. Na Ziemi odkryto stworzenia żywiące się energią elektryczną. I o tej porze

Corliss zasugerował, że kominy hydrotermalne mogą tworzyć koktajle chemikaliów. Każde źródło, powiedział, było rodzajem atomizera pierwotnego bulionu.

Gdy gorąca woda przepływała przez skały, ciepło i ciśnienie spowodowały, że proste związki organiczne stopiły się w bardziej złożone, takie jak aminokwasy, nukleotydy i cukry. Bliżej granicy oceanu, gdzie woda nie była tak gorąca, zaczęły łączyć się w łańcuchy, tworząc węglowodany, białka i nukleotydy, takie jak DNA. Następnie, gdy woda zbliżyła się do oceanu i ostygła jeszcze bardziej, cząsteczki te zebrały się w proste komórki.

To było ciekawe, teoria przyciągnęła uwagę ludzi. Ale Stanley Miller, którego eksperyment omawialiśmy w pierwszej części, nie wierzył w to. W 1988 roku napisał, że kominy głębinowe są zbyt gorące.

Chociaż ekstremalne ciepło może tworzyć substancje chemiczne, takie jak aminokwasy, eksperymenty Millera wykazały, że może je również zniszczyć. Podstawowe związki, takie jak cukry, „mogą przetrwać kilka sekund, nie dłużej”. Co więcej, jest mało prawdopodobne, aby te proste cząsteczki utworzyły łańcuchy, ponieważ otaczająca woda natychmiast je rozerwała.

W tym momencie do walki dołączył geolog Mike Russell. Uważał, że teoria kominów hydrotermalnych może być całkiem poprawna. Co więcej, wydawało mu się, że źródła te będą idealnym domem dla prekursorów organizmu Wachtershausera. Inspiracja ta doprowadziła go do stworzenia jednej z najbardziej powszechnie akceptowanych teorii pochodzenia życia.

Geolog Michael Russell

Kariera Russella obejmowała wiele interesujących rzeczy – podczas poszukiwania cennych minerałów stworzył aspirynę – a podczas jednego niezwykłego zdarzenia w latach 60. XX w. koordynował reakcję na możliwą erupcję wulkanu pomimo braku przygotowania. Ale bardziej interesowało go, jak powierzchnia Ziemi zmieniała się na przestrzeni wieków. Ta perspektywa geologiczna pozwoliła urzeczywistnić jego poglądy na temat pochodzenia życia.

W latach 80. XX wieku odkrył skamieniałe dowody na istnienie mniej gwałtownego typu komina hydrotermalnego, w którym temperatura nie przekraczała 150 stopni Celsjusza. Stwierdził, że te łagodne temperatury mogły pozwolić cząsteczkom na przeżycie dłuższe, niż sądził Miller.

Co więcej, skamieniałości tych „chłodnych” kominów zawierały coś dziwnego: mineralny piryt składający się z żelaza i siarki, uformowany w rurkach o średnicy 1 mm. Pracując w laboratorium Russell odkrył, że piryt może również tworzyć kuliste kropelki. Zasugerował także, że wewnątrz tych prostych struktur pirytu mogły powstać pierwsze złożone cząsteczki organiczne.

Piryt żelazny

Mniej więcej w tym czasie Wachtershauser zaczął publikować swoje pomysły, które obejmowały strumień gorącej, chemicznie wzbogaconej wody przepływającej przez minerały. Zasugerował nawet, że w ten proces zaangażowany jest piryt.

Russell dodał dwa do dwóch. Zaproponował, że kominy hydrotermalne w głębokim morzu, wystarczająco zimne, aby umożliwić utworzenie struktur pirytu, były siedliskiem prekursorów organizmów Wachtershausera. Jeśli Russell miał rację, życie zaczęło się na dnie morza, a metabolizm był na pierwszym miejscu.

Russell zebrał to wszystko w artykule opublikowanym w 1993 roku, 40 lat po klasycznym eksperymencie Millera. Nie wywołało to takiego samego szaleństwa w mediach, ale było prawdopodobnie ważniejsze. Russell połączył dwie pozornie odrębne koncepcje – cykle metaboliczne Wachtershausera i kominy hydrotermalne Corlissa – w coś naprawdę fascynującego.

Russell wyjaśnił nawet, w jaki sposób pierwsze organizmy pozyskiwały energię. Oznacza to, że rozumiał, jak może działać ich metabolizm. Jego pomysł opierał się na pracy jednego z zapomnianych geniuszy współczesnej nauki.

Petera Mitchella, laureata Nagrody Nobla

W latach sześćdziesiątych biochemik Peter Mitchell zachorował i został zmuszony do rezygnacji z Uniwersytetu w Edynburgu. Zamiast tego założył prywatne laboratorium w odległej posiadłości w Kornwalii. Odizolowany od środowiska naukowego, finansował swoją pracę ze stada krów mlecznych. Wielu biochemików, w tym Leslie Orgel, którego prace nad RNA omawialiśmy w części 2, uważało pomysły Mitchella za całkowicie absurdalne.

Kilkadziesiąt lat później Mitchella czekało absolutne zwycięstwo: w chemii w 1978 roku. Nie zyskał sławy, ale jego idee są dziś obecne w każdym podręczniku do biologii. Mitchell spędził swoją karierę na zastanawianiu się, co organizmy robią z energią uzyskaną z pożywienia. Zasadniczo zastanawiał się, jak nam wszystkim udaje się przeżyć w każdej sekundzie.

Wiedział, że wszystkie komórki magazynują swoją energię w jednej cząsteczce: trifosforanie adenozyny (ATP). Do adenozyny przyłączony jest łańcuch trzech fosforanów. Dodanie trzeciego fosforanu wymaga dużej ilości energii, która jest następnie blokowana w ATP.

Kiedy komórka potrzebuje energii – na przykład podczas kurczenia się mięśnia – rozkłada trzeci fosforan na ATP. To przekształca ATP w fosforan adenozydu (ADP) i uwalnia zmagazynowaną energię. Mitchell chciał przede wszystkim wiedzieć, w jaki sposób komórka wytwarza ATP. W jaki sposób magazynuje wystarczającą ilość energii w ADP, aby przyłączyć trzeci fosforan?

Mitchell wiedział, że enzym wytwarzający ATP znajduje się w błonie. Dlatego założył, że komórka pompuje naładowane cząstki (protony) przez membranę, tak że po jednej stronie jest dużo protonów, a po drugiej nie.

Następnie protony próbują przedostać się z powrotem przez membranę, aby zrównoważyć liczbę protonów po obu stronach, ale jedyne miejsce, przez które mogą przedostać się, to enzym. W ten sposób przepływ przepływających protonów zapewnił enzymowi energię potrzebną do wytworzenia ATP.

Mitchell po raz pierwszy przedstawił swój pomysł w 1961 roku. Przez następne 15 lat bronił jej ze wszystkich stron, aż dowody stały się niepodważalne. Wiemy teraz, że proces Mitchella jest stosowany przez każdą żywą istotę na Ziemi. To dzieje się teraz w waszych komórkach. Podobnie jak DNA, leży u podstaw życia, jakie znamy.

Russell zapożyczył od Mitchella ideę gradientu protonów: obecność dużej liczby protonów po jednej stronie membrany i kilku po drugiej. Wszystkie komórki wymagają gradientu protonów do magazynowania energii.

Nowoczesne komórki tworzą gradienty, pompując protony przez błony, ale wymaga to złożonego mechanizmu molekularnego, który po prostu nie mógłby pojawić się sam. Zatem Russell podjął kolejny logiczny krok: życie musiało powstać gdzieś z naturalnym gradientem protonów.

Na przykład gdzieś w pobliżu źródeł hydrotermalnych. Ale musi to być szczególnego rodzaju źródło. Kiedy Ziemia była młoda, morza były kwaśne, a kwaśna woda zawierała dużo protonów. Aby utworzyć gradient protonów, woda źródłowa musi mieć niską zawartość protonów: musi być zasadowa.

Źródła Corlissa były nieodpowiednie. Nie tylko były za gorące, ale także kwaśne. Ale w 2000 roku Deborah Kelly z Uniwersytetu Waszyngtońskiego odkryła pierwsze źródła alkaliczne.

Kelly musiała ciężko pracować, aby zostać naukowcem. Jej ojciec zmarł, gdy kończyła szkołę średnią, a ona była zmuszona pracować, aby pozostać na studiach. Dała jednak radę i jako przedmiot swoich zainteresowań wybrała podwodne wulkany i gorące źródła hydrotermalne. Ta para zabrała ją na środek Oceanu Atlantyckiego. W tym momencie skorupa ziemska pękła, a z dna morskiego wyrósł grzbiet górski.

Na tym grzbiecie Kelly odkryła hydrotermalne pole kominowe, które nazwała „Zaginionym Miastem”. Nie przypominały tych odkrytych przez Corlissa. Wypływała z nich woda o temperaturze 40-75 stopni Celsjusza i lekko zasadowa. Minerały węglanowe z tej wody zlepiły się w strome, białe „słupy dymu”, które unosiły się z dna morskiego niczym piszczałki organowe. Wyglądają przerażająco i upiornie, ale tak nie jest: są domem dla wielu mikroorganizmów.

Te alkaliczne otwory wentylacyjne idealnie pasują do pomysłów Russella. Mocno wierzył, że w takich „zaginionych miastach” pojawia się życie. Ale był jeden problem. Jako geolog nie miał wystarczającej wiedzy o komórkach biologicznych, aby w przekonujący sposób przedstawić swoją teorię.

Słup dymu z „czarnej palarni”

Dlatego Russell nawiązał współpracę z biologiem Williamem Martinem. W 2003 roku zaprezentowali ulepszoną wersję poprzednich pomysłów Russella. I to jest chyba najlepsza obecnie teoria powstania życia.

Dzięki Kelly’emu wiedzieli teraz, że skały alkalicznych źródeł są porowate: usiane są maleńkimi otworami wypełnionymi wodą. Te maleńkie kieszonki, według teorii, działały jak „klatki”. Każda kieszeń zawierała podstawowe chemikalia, w tym piryt. W połączeniu z naturalnym gradientem protonów ze źródeł stanowiły idealne miejsce do rozpoczęcia metabolizmu.

Russell i Martin twierdzą, że gdy życie nauczyło się wykorzystywać energię wód źródlanych, zaczęło tworzyć cząsteczki takie jak RNA. W końcu stworzyła dla siebie membranę i stała się prawdziwą komórką, uciekającą z porowatej skały na otwartą wodę.

Fabuła taka jest obecnie uważana za jedną z wiodących hipotez na temat pochodzenia życia.

Komórki uciekają z komina hydrotermalnego

W lipcu 2016 roku otrzymał impuls, gdy Martin opublikował badanie rekonstruujące niektóre szczegóły „” (LUCA). Jest to organizm, który żył miliardy lat temu i z którego wywodzi się całe istniejące życie.

Jest mało prawdopodobne, że kiedykolwiek znajdziemy bezpośrednie skamieniałości potwierdzające istnienie tego organizmu, niemniej jednak możemy snuć domysły na temat jego wyglądu i działania, badając współczesne mikroorganizmy. To właśnie zrobił Martin.

Zbadał DNA 1930 współczesnych mikroorganizmów i zidentyfikował 355 genów, które były wspólne dla prawie wszystkich. To zdecydowanie sugeruje, że te 355 genów było przekazywanych z pokolenia na pokolenie od wspólnego przodka – mniej więcej w czasie, gdy żył ostatni uniwersalny wspólny przodek.

Wśród tych 355 genów znajdują się niektóre odpowiedzialne za wykorzystanie gradientu protonów, ale nie za jego wytwarzanie, jak przewidywały teorie Russella i Martina. Co więcej, wydaje się, że LUCA została przystosowana do obecności substancji chemicznych, takich jak metan, co sugeruje, że zamieszkiwała środowisko aktywne wulkanicznie, np. komin.

Zwolennicy hipotezy świata RNA wskazują na dwa problemy związane z tą teorią. Jeden można naprawić; drugi może być śmiertelny.

Kominy hydrotermalne

Pierwszy problem polega na tym, że nie ma dowodów eksperymentalnych na procesy opisane przez Russella i Martina. Mają historię krok po kroku, ale żadnego z tych etapów nie zaobserwowano w laboratorium.

„Ludzie, którzy wierzą, że wszystko zaczęło się od reprodukcji, stale znajdują nowe dane eksperymentalne” – mówi Armen Mulkijanyan. „Ludzie, którzy promują metabolizm, tak nie robią”.

Ale to może się zmienić dzięki koledze Martina, Nickowi Lane’owi z University College London. Zbudował „reaktor pochodzenia życia”, który symuluje warunki panujące w źródle alkalicznym. Ma nadzieję zobaczyć cykle metaboliczne, a może nawet cząsteczki takie jak RNA. Ale jest jeszcze wcześnie.

Drugim problemem jest lokalizacja źródeł w głębokim morzu. Jak zauważył Miller w 1988 r., cząsteczki długołańcuchowe, takie jak RNA i białka, nie mogą tworzyć się w wodzie bez enzymów pomocniczych.

Dla wielu naukowców jest to argument fatalny. „Jeśli jesteś dobry z chemii, nie przekona cię pomysł głębokich źródeł morskich, ponieważ wiesz, że skład chemiczny wszystkich tych cząsteczek jest niezgodny z wodą” – mówi Mulkijanian.

Mimo to Russell i jego sojusznicy pozostają optymistami.

Dopiero w ostatniej dekadzie na pierwszy plan wysunęło się trzecie podejście, poparte serią niezwykłych eksperymentów. Obiecuje coś, czego nie był w stanie osiągnąć ani świat RNA, ani kominy hydrotermalne: sposób na stworzenie od podstaw całej komórki. Więcej na ten temat w następnej części.

Eon proterozoiczny to najdłuższa era w historii Ziemi. Zaczęło się 2,5 miliarda lat przed naszą erą. mi. i zakończył się 541 milionów lat p.n.e. W tym czasie Ziemia przekształciła się z pozbawionej tlenu planety drobnoustrojów i prokariotów w bogatą w tlen planetę organizmów wielokomórkowych.

1. Wielkie wydarzenie tlenowe

Biolog Alexander Markov o kryzysie tlenowym, gazach cieplarnianych i pojawieniu się eukariontów

We wczesnym proterozoiku, na przestrzeni kilkuset milionów lat, następował dość szybki wzrost ilości wolnego tlenu w atmosferze i hydrosferze. Warunki wstępne powstały pod koniec ery archaiku. Około 2,45 miliarda lat temu rozpoczęło się tak zwane wielkie wydarzenie tlenowe, kiedy poziom tlenu wzrósł z prawie 0% do około 1% obecnego poziomu tlenu.

Dlaczego geolodzy uważają, że w tym okresie wzrósł poziom tlenu? Wskazuje na to szereg znaków, na przykład stosunek izotopów siarki w skałach osadowych. Najwyraźniej gazy wulkaniczne dostające się do atmosfery, jeśli w tej atmosferze nie ma tlenu, biorą udział w pewnych reakcjach fotochemicznych, podczas których następuje frakcjonowanie izotopów siarki i uzyskuje się zmieniony skład izotopowy. Kiedy jednak w atmosferze pojawi się tlen, procesy te ustają. A na początku proterozoiku procesy te po prostu ustały.

A. Markow. 2010. Narodziny złożoności. Biologia ewolucyjna dzisiaj: nieoczekiwane odkrycia i nowe pytania. M.: Astrel: CORPUS.

2. Kryzys w zbiorowiskach drobnoustrojów

W skałach osadowych występuje również wiele minerałów, które mogą tworzyć się tylko w warunkach beztlenowych – utleniają się w obecności tlenu. A takie nieutlenione minerały występują również w skałach przed początkiem proterozoiku, a potem już nie powstają.

W tamtych czasach wszystkie drobnoustroje były przystosowane do życia w warunkach beztlenowych, a tlen jest silnym utleniaczem, w rzeczywistości jest silną trucizną, przed którą należy się w jakiś szczególny sposób chronić. Wzrost zawartości tlenu w atmosferze miał wywołać pewnego rodzaju kryzys w zbiorowiskach drobnoustrojów, które wówczas stanowiły praktycznie jedyną formę życia na Ziemi.

E. Kunina. 2014. Logika przypadku. O naturze i pochodzeniu ewolucji biologicznej. M.: Tsentrpoligraf.

3. Przyczyny zlodowacenia hurońskiego

W tym samym czasie miało miejsce pierwsze większe zlodowacenie na Ziemi - zwane huronem.
Najwyraźniej przyczyny początku ciepłych lub zimnych epok w historii Ziemi były dość zróżnicowane. Jednak jedną z ważnych przyczyn ich występowania jest ilość gazów cieplarnianych w atmosferze takich jak CO2, metan, para wodna. Jednak rozwój życia wpływa właśnie na zawartość dwutlenku węgla, a następnie metanu.

7 faktów o etapach abiogenezy i problemie powstania życia na Ziemi

Dlaczego zlodowacenie występuje w czasie, gdy wzrasta poziom tlenu? Po pierwsze, aby poziom tlenu wzrósł, należy usunąć węgiel z cyklu. Podczas biogennego cyklu węgla organizmy fotosyntetyzujące usuwają dwutlenek węgla z atmosfery i przekształcają go w materię organiczną. Następnie organizmy heterotroficzne żywiące się gotową materią organiczną utleniają tę materię organiczną za pomocą tlenu uwalnianego w procesie fotosyntezy i przekształcają ją z powrotem w CO2. Zatem fotosyntetyki uwalniają tlen i pobierają węgiel z atmosfery, podczas gdy organizmy heterotroficzne, wręcz przeciwnie, pobierają tlen i uwalniają węgiel.

Jeśli aktywność fotosyntetyków nie jest w pełni zrównoważona aktywnością heterotrofów, to znaczy zużycie materii organicznej pozostaje w tyle za produkcją materii organicznej, wówczas nadmiar materii organicznej zostanie zakopany w skorupie ziemskiej. Prowadzi to do tego, że węgiel jest stopniowo usuwany z atmosfery, zawartość CO2 w atmosferze spada, efekt cieplarniany słabnie i robi się chłodniej.

W momencie gwałtownego wzrostu zawartości tlenu nastąpiło zlodowacenie. Ponadto uwolniony tlen mógł utleniać metan, który najwyraźniej nadal był obecny w atmosferze w znacznych ilościach. Metan jest także bardzo silnym gazem cieplarnianym.

K. Eskov. 2000. Historia Ziemi i życia na niej. M.: MIROS – MAIK „Nauka-Interperiodika”.

4. Pojawienie się pierwszej komórki eukariotycznej

Pod koniec pierwszego zlodowacenia i końca okresu szybkiego wzrostu tlenu następuje najważniejsze wydarzenie w ewolucji życia ziemskiego – pojawia się pierwsza komórka eukariotyczna.
Do tej pory na Ziemi żyły wyłącznie prokarioty – są to bakterie, które nie posiadają jądra komórkowego oraz innych struktur błonowych czy organelli. W komórce nie mają mitochondriów, plastydów i innych złożoności. Już u zarania życia komórkowego prokarioty podzielono na dwie duże grupy: bakterie i archeony (dawniej nazywano je archaebakteriami).

Eukarionty to trzecia duża grupa organizmów żywych, która pojawiła się po raz pierwszy we wczesnym proterozoiku, najprawdopodobniej w związku ze wzrostem zawartości tlenu. Eukarionty to organizmy posiadające jądro komórkowe, mitochondria, i początkowo przystosowane specjalnie do środowiska tlenowego. Mitochondria to organelle komórki eukariotycznej, które są dokładnie potrzebne do oddychania tlenem, ponieważ wykorzystują tlen do utleniania materii organicznej i wytwarzania energii. To komórka eukariotyczna stała się podstawą rozwoju wszystkich złożonych form życia wielokomórkowego na naszej planecie: zwierząt, roślin, grzybów.

Prokarioty próbowały kilka razy i czasami nadal próbują przejść do wielokomórkowości, ale te próby nie idą daleko z wielu powodów technicznych. Na przykład w organizmie wielokomórkowym różne komórki pełnią różne funkcje, a zatem różne geny działają w różnych tkankach. Genom organizmu eukariotycznego zawiera wszystkie geny niezbędne do powstania wszystkich tkanek organizmu wielokomórkowego, ale w każdej tkance działa tylko część z nich - ta, która jest potrzebna. Aby to zadziałało, potrzebny jest bardzo złożony, skuteczny system regulacji genów. A do tego bardzo ważne jest posiadanie jądra komórkowego, w którym geny są izolowane od gwałtownych procesów biochemicznych zachodzących w cytoplazmie. Tam możliwe jest opracowanie skutecznych systemów regulacji funkcji genów, których prokarioty nie mają, ponieważ mają prostsze systemy regulacyjne.

5. Budowa komórki eukariotycznej

Niektórzy badacze uważają, że pojawienie się komórki eukariotycznej jest najważniejszym wydarzeniem w ewolucji życia na Ziemi. Być może zdarzyło się to tylko raz, ponieważ wszystkie współczesne eukarionty najwyraźniej pochodzą od jednego przodka. Być może istniały jeszcze inne próby takich ewolucyjnych eksperymentów, lecz nie przetrwały one do dziś.

7 faktów na temat najbardziej podstawowego układu ciała

Komórka eukariotyczna ma charakter chimeryczny. Pojawił się jako naturalny wynik ewolucji prekambryjskich zbiorowisk drobnoustrojów, które stanowiły główną formę życia w epoce archaiku i nadal dominowały w proterozoiku. Jeśli spojrzysz na to, z jakich białek zbudowana jest komórka eukariotyczna, zauważysz bardzo interesującą rzecz. Centralny układ komórki eukariotycznej, związany z replikacją DNA, pracą z informacją genetyczną i syntezą białek, obsługiwany jest przez białka podobne do białek archeonów. Ale na peryferiach - metabolizmie, receptorach, interakcji ze środowiskiem zewnętrznym, przekazywaniu sygnałów - dominują białka podobne do białek bakteryjnych. Oznacza to, że komórka eukariotyczna ma rdzeń archeonowy i obwód bakteryjny. Innymi słowy, w procesie ewolucji doszło do pewnego połączenia, połączenia genomów przedstawicieli dwóch wielkich gałęzi prokariotów.

N. Lane. 2014. Drabina życia. Dziesięć największych wynalazków ewolucji. M.: AST: CORPUS.

6. Przystosowanie starożytnych drobnoustrojów do tlenu

Podczas kryzysu tlenowego, kiedy starożytne drobnoustroje musiały przystosować się do nowej trucizny, która się pojawiła - do wolnego tlenu, niektóre archeony najwyraźniej aktywnie pożyczały obce geny, w tym bakteryjne, w wyniku czego nabyły szereg właściwości bakteryjnych. Rezultatem jest rodzaj chimerycznego organizmu jednokomórkowego, zdolnego na przykład do spożywania innych prokariotów. Być może zwróciły się w stronę drapieżnictwa, być może połączyły się z innymi komórkami w celu wymiany materiału genetycznego. Najprawdopodobniej na tym etapie powstało rozmnażanie płciowe. Inną kluczową cechą eukariontów jest prawdziwe rozmnażanie płciowe, związane z fuzją komórek rozrodczych i podziałem redukcyjnym (mejoza).

Ten chimeryczny organizm w pewnym momencie połknął bakterie, przedstawicieli grupy alfa-proteobakterii, które stały się przodkami mitochondriów - organelli służących do oddychania tlenowego. W ten sposób organizm ten, po nabyciu takiego symbionta, uchronił się przed toksycznym działaniem tlenu. Następnie te symbiotyczne mitochondria wykorzystywały tlen. Wolno żyjący przodkowie mitochondriów nauczyli się radzić sobie z tlenem i wynaleźli system oddychania tlenowego. Prawdopodobnie początkowo po prostu spalali materię organiczną, aby zneutralizować tlen, a następnie nauczyli się czerpać z tego korzyści w postaci energii.

7. Rozwój fauny jednokomórkowych eukariontów w oceanie

Biolog Jewgienij Kunin o spojrzeniu na geny z punktu widzenia fizyki statystycznej, zmianie paradygmatu ewolucyjnego i związku kosmologii z pochodzeniem życia

Gdy starożytne organizmy przystosowały się do tlenu, drobnoustroje wyewoluowały w komórki protoeukariotyczne z mitochondriami. W pewnym momencie w komórce pojawiło się jądro. Istnieje teoria, że ​​​​jądro pojawiło się w wyniku symbiozy z wirusami. Naukowcy odkryli bardzo duże wirusy, które pod wieloma względami przypominają jądro komórkowe, z czego możemy wywnioskować, że być może jądro komórkowe również zostało nabyte podczas ewolucji w wyniku symbiozy.

Na początku proterozoiku, dwa miliardy lat temu, pojawiła się komórka eukariotyczna. Pierwsze eukarionty były jednokomórkowe, heterotroficzne, to znaczy spożywały gotową materię organiczną. Nieco później niektóre eukarionty weszły w symbiozę z sinicami i połknęły je. W ten sposób te sinice dały początek plastydom, które doprowadziły do ​​​​powstania roślin.

W środkowym proterozoiku w zapisie kopalnym widzimy już pozostałości jednokomórkowych eukariontów. Stopniowo fitoplankton rozwinął się z eukariotycznych alg jednokomórkowych. W tym samym czasie najwyraźniej zaczynają pojawiać się pierwsze glony wielokomórkowe.

Poniżej znajduje się lista 10 niezwykle odpornych stworzeń, które są w stanie przetrwać w warunkach, których nie przetrwa żadne inne stworzenie.

Skaczące pająki to rodzina pająków obejmująca ponad 500 rodzajów i około 5000 gatunków, co stanowi około 13% wszystkich gatunków pająków. Skaczące pająki mają bardzo dobry wzrok i są w stanie skakać na odległości znacznie większe niż ich rozmiar ciała. Ci aktywni łowcy za dnia są szeroko rozpowszechnieni na całym świecie, w tym na pustyniach, w lasach deszczowych i w górach. W 1975 roku odkryto przedstawiciela tej rodziny już na szczycie najwyższa góra świata- Evereście.

Dziewiąty na liście jest kangur olbrzymi, krytycznie zagrożony gryzoń występujący wyłącznie w Kalifornii w USA. Jego żywotność wynosi 2–4 lata. Przez całe swoje krótkie życie gryzoń jest w stanie przeżyć bez wypicia ani jednej kropli wody. Wilgoć niezbędną do przeżycia czerpią z pożywienia, którym są głównie nasiona.

Robak Pompeje (Alvinella pompejana)

Robak Pompeje to gatunek robaka głębinowego odkryty na początku lat 80. XX wieku w północno-wschodnim Pacyfiku. Te bladoszare robaki mogą dorastać do 13 cm długości. Robak Pompeje przez długi czas pozostawał niezbadany, ponieważ próbując wydobyć go na powierzchnię, nieuchronnie zginął. Wyjaśnia to fakt, że podczas wynurzania spadło zwykłe ciśnienie dla robaka Pompejusza. Jednak niedawno francuskim naukowcom za pomocą specjalnego sprzętu utrzymującego niezbędne ciśnienie środowiskowe udało się dostarczyć do laboratorium kilka żywych i zdrowych osobników. Okazało się, że robaki te są w stanie przetrwać w dość wysokich temperaturach. Optymalna dla nich temperatura to 42°C, ale po podgrzaniu do 50-55°C robak ginie.

Rekiny grenlandzkie należą do największych i najmniej zbadanych rekinów na świecie. Żyją w wodach północnego Atlantyku w temperaturach od 1–12°C i na głębokości do 2200 metrów, gdzie przybliżone ciśnienie wynosi 220 atmosfer, czyli około 9700 kilogramów na centymetr kwadratowy. Rekiny polarne grenlandzkie są bardzo powolne, ich średnia prędkość wynosi 1,6 km/h, a maksymalna prędkość to 2,7 km/h, stąd druga nazwa „śpiące rekiny”. Żywią się prawie wszystkim, co uda im się złapać. Największe osobniki tych rekinów mogą osiągnąć nawet 7,3 m i masę do 1,5 tony, ale średnia długość waha się od 2,44 do 4,8 m, a średnia waga nie przekracza 400 kg. Ich dokładna długość życia nie jest znana, chociaż przypuszcza się, że mogą dożyć nawet 200 lat. Jest jednym z najdłużej żyjące zwierzęta na planecie.

Przez dziesięciolecia naukowcy wierzyli, że tylko organizmy jednokomórkowe mogą przetrwać na bardzo dużych głębokościach pod ziemią ze względu na wysokie ciśnienie, brak tlenu i ekstremalne temperatury. Jednak po tym, jak Gaetan Borgoni i Tallis Onstott odkryli te organizmy wielokomórkowe w rudzie w kopalniach złota Beatrix i Prefontaine w Republice Południowej Afryki w 2011 roku na głębokościach 0,9 km, 1,3 km i 3,6 km pod powierzchnią Ziemi, hipoteza została odrzucona. Odkryte robaki o długości 0,52–0,56 mm żyły w niewielkich skupiskach wody o temperaturze 48°C. Halicephalobus mephisto może być najgłębiej żyjącym organizmem wielokomórkowym na planecie.

Niektóre gatunki żab znaleziono dosłownie zamrożone, ale wraz z nadejściem wiosny „rozmroziły” i kontynuowały swoją aktywność życiową. W Ameryce Północnej znanych jest pięć gatunków takich żab. Najczęstszą jest żaba drzewna, która po prostu chowa się pod liśćmi i zamarza, aby zimować. Najciekawsze jest to, że podczas takiej hibernacji serce żaby zatrzymuje się.

Wiele osób wie, że najgłębszy punkt Oceanu Światowego, a także najmniej zbadane miejsce na planecie to Rów Mariana, głęboki na 11 km, w którym ciśnienie jest około 1072 razy większe od normalnego ciśnienia atmosferycznego. W 2011 roku naukowcy za pomocą kamery o wysokiej rozdzielczości i nowoczesnego batyskafu odkryli na głębokości 10 641 metrów gigantyczne ameby, które są kilkakrotnie większe (10 cm) od swoich krewnych.

Bdelloidea

Bdelloidea to wrotkowe zwierzę żyjące w słodkiej wodzie, wilgotnej glebie i wilgotnym mchu na całym świecie. Są to organizmy mikroskopijne, których długość nie przekracza 150–700 mikronów (0,15–0,7 mm). Są niewidoczne gołym okiem, ale patrząc przez szkło powiększające, zwierzę Bdelloidea można zobaczyć jako małe białe kropki. Są w stanie przetrwać w trudnych, suchych warunkach dzięki anhydrobiozie, czyli chorobie, która pozwala organizmowi tego zwierzęcia szybko się odwodnić i tym samym oprzeć się wysychaniu. Jak się okazało, zwierzę może przebywać w tym stanie nawet 9 lat, czekając na powrót sprzyjających warunków. Co ciekawe, od czasu odkrycia nie odnaleziono jeszcze ani jednego przedstawiciela płci męskiej.

Karaluchy

Popularny mit głosi, że w przypadku wojny nuklearnej na Ziemi przeżyją tylko jedyni karaluchy. Nie jest to zaskakujące, ponieważ są uważane za jedne z najodporniejszych owadów, zdolnych do życia bez jedzenia i wody przez miesiąc. A śmiertelna dawka promieniowania dla tych owadów jest 6-15 razy większa niż na przykład dla człowieka. Jednak nadal nie są tak odporne na promieniowanie jak np. muszki owocowe. Znalezione skamieniałości karaluchów wskazują, że żyły one 295-354 mln lat temu, a więc wyprzedzały dinozaury, chociaż karaluchy te z pewnością różniły się wyglądem od współczesnych karaluchów.

Niesporczaki to mikroskopijne zwierzęta opisane po raz pierwszy przez niemieckiego pastora Johanna Augusta Ephraima Goeze w 1773 roku. Występują na całym świecie, łącznie z dnem oceanu i regionami polarnymi na równiku. Najczęściej zamieszkują poduszki porostowe i mchowe. Rozmiar ciała tych półprzezroczystych bezkręgowców wynosi 0,1-1,5 mm. Niesporczaki mają niesamowitą wytrzymałość. Naukowcy odkryli, że niesporczaki są w stanie przetrwać kilka minut w temperaturze 151°C, a także kilka dni w temperaturze minus 200°C. Byli także narażeni na promieniowanie o mocy 570 000 rentgenów i około 50% niesporczaków pozostało przy życiu (dla ludzi śmiertelna dawka 500 rentgenów). Umieszczono je także w specjalnej komorze wysokociśnieniowej wypełnionej wodą i poddano działaniu ciśnienia 6000 atmosfer, czyli 6 razy wyższego niż ciśnienie panujące na dnie Rowu Mariana – zwierzęta pozostały przy życiu. Znany jest przypadek, gdy mech wyniesiony z pustyni około 120 lat po wyschnięciu został umieszczony w wodzie, a jeden z występujących w nim niesporczaków dał oznaki życia.