Mokslo Sriuba: Žmogaus Atsiradimo Teorijos
Evoliucija, natūralios atrankos ir endosimbiozės teorijos, kalbos evoliucinė svarba, žvaigždžių evoliucinis kelias, religijos ir mokslo sąveika, gyvybės atsiradimo hipotezės ir žmogaus evoliucija - visa tai sudaro sudėtingą mokslo sriubą, bandant atsakyti į klausimą, kaip atsirado žmogus.
Evoliucija ir Natūralioji Atranka
Evoliucija yra procesas, nulėmęs didžiulę gyvų organizmų įvairovę Žemėje. Dėl atsitiktinių mutacijų ir kitų biologinių procesų organizmuose vyksta genetiniai pokyčiai, o tuomet į darbą įsijungia natūralioji atranka. Organizmai, turintys naudingesnių pakitimų, išlieka ir susilaukia daugiau palikuonių. Neo darvinizmas teigia, jog vienintelis evoliucijos veiksnys - gamtos organizmų natūrali atranka, stiprinanti naudinguosius ir eliminuoja nenaudingus individo bruožus.
Endosimbiozės Teorija: Ląstelių Kooperacija
Prieš 2,5 milijardo metų įvyko du svarbūs įvykiai, transformavę gyvybės raidą: atmosferoje atsirado daug deguonies ir branduolio neturinčios ląstelės pradėjo jungtis į vieną, kad jį panaudotų. Tai pagreitino medžiagų apykaitą ir lėmė ląstelių organelių, lemiančių kvėpavimą deguonimi, susidarymą bei sudėtingesnių, daugialąsčių organizmų vystymąsi.
Amerikiečių biologė Lynn Margulis sugebėjo įminti vieną didžiausių evoliucijos mįslių, įrodydama, kad sudėtingos ląstelės yra abipusiškai naudingų ryšių tarp paprastesnių ląstelių rezultatas. Prieš milijonus metų vienoms ląstelėms „prarijus“ kitas, išsivystė mainai: didesnioji ląstelė teikė apsaugą, o mažesnioji - energiją. Taip susiformavo savotiški hibridai - pirmosios eukariotinės ląstelės. Jų dalys, pavyzdžiui, fotosintezę vykdančios chloroplastai, yra kadaise savarankiškai gyvavę bakteriniai organizmai. Šio proceso teorijos pavadinimas - endosimbiozė (endon - graikų kalboje reiškia viduje, o simbiozė - gyvenanti kartu). Iš pradžių mokslininkų bendruomenė šią teoriją pasitiko su pajuoka, tačiau ilgainiui susikaupus įrodymams, L. Margulis endosimbiozės teorija buvo visuotinai pripažinta evoliucine doktrina.
Deguonis: Gyvybės ir Mirties Elementas
Uždengus žvakę ir miegantį žmogų dviem vienodo dydžio gaubtais per kelias minutes, priklausomai nuo gaubtų dydžio, užgestų kartu ir žvakė ir žmogaus gyvybė. Žmogus savo gyvybiniams procesams miego metu sunaudoja 80 W energijos - maždaug tiek, kiek paprasta žvakė. Ne sutapimas, jog žodis deguonis susijęs su žodžiu degti. Degimas - tai cheminė deguonies ir kuro reakcija, kurios metu išmetama daug energijos šilumos ir šviesos forma. Tačiau šis elementas dalyvauja ir kitose reakcijose - daug įvairių mineralų bei junginių susiformuoja susijungę su deguonimi.
Taip pat skaitykite: Pinigų spausdinimo technologijos ateitis
Prieš 3 milijardus metų Žemės atmosfera nebuvo tokia jauki ir patogi vieta mums, aerobiniams (deguonimi besinaudojantiems) organizmams - joje beveik nebuvo deguonies, o pagrindinės dujos buvo anglies dioksidas, vandens garai, azotas, truputis metano, azoto bei dar keletas pavienių molekulių. Planetą dominavo prokariotai - nepriklausomai egzistuojančios ląstelės be branduolio, turinčios savyje DNR, gaminančios proteinus iš DNR instrukcijų, naudojant RNR molekules kaip tarpininkus. Maždaug prieš 2,5 milijardų metų prokariotai pradėjo fotosintetinti, ir šio proceso metu, kaip šalutinis produktas susidarė dujos - deguonis. Dauguma tuo metu gyvenusių vienaląsčių neturėjo apsaugos nuo oksidacijos todėl pražuvo.
Tuo laikotarpiu, vienai bakterijai apgaubus kitą, tarp jų susiformavo simbiotinis ryšys - vidinė bakterija teikė sistemai energiją per aerobinį kvėpavimą, o išorinė ląstelė - apsaugą ir maistines medžiagas. Tokia specializacija ženkliai padidino ląstelių efektyvumą - ypač energijos gamybos atžvilgiu. Mitochondrijos itin svarbios mūsų, žmonių, bei kitų gyvūnų evoliucijai. Dėl energijos našumo ląstelės galėjo leisti vykdyti sudėtingesnes ir įvairesnes ląstelių funkcijas - judėjimui, metaboliniams procesams, šviesos, garso, dirgiklių sensorikai. Įvairesnės funkcijos leido skirtingoms ląstelėms specializuotis ir jungtis į didesnes sistemas - iš pavienių ląstelių susidarė sambūriai. Per daugelį metų deguonies kiekis atmosferoje kito ir kartu keitė gyvybę Žemėje: nuo masinio išnykimo dėl deguonies atsiradimo iki vėlesnių masinių išnykimų dėl jo trūkumo, sukelto ugnikalnių išsiveržimų bei asteroidų smūgių. Dėl deguonies kito ir organizmų struktūra - atsirado mitochondrijos, vėliau celiuliozės ląstelės, iš kurių susideda medžiai, raumenų ląstelės, leidžiančios judėti gyvūnams.
Deguonies kelias parodo, kokia nepakeičiama evoliucijos dalis yra bendradarbiavimas - ar endosimbiozės, ar medžiagų apykaitos būdu, tarp deguonį vartojančių bei deguonį išmetančių organizmų.
Kalbos Evoliucinė Svarba
Kalba šiandien yra svarbiausia komunikacijos priemonė. Ji leidžia perduoti informaciją, ją suprasti, išreikšti mintis ir planuoti veiksmus žmonių grupėse. VU podoktorantūros stažuotojo Vladimir Panov teigimu, kalbą galima laikyti universalia žmonijos evoliucijos adaptacija. Tokią mintį pagrindžia daugybės kalbų egzistavimas, jų panašus kompleksiškumas bei faktas, kad nėra nė vienos žmonių bendruomenės, kuri neturėtų kalbos. Taip pat svarbu paminėti ir kalbos svarbą formuojant asmeninius santykius, komunikuojant ir koordinuojant bendrus veiksmus. Šiuo metu labiausiai tikėtina monogenezės kalbos kilmės teorija, pagal kurią visos kalbos kilo iš vienos bendros pirmykštės prokalbės, kuri vis kisdama paplito po visą pasaulį.
Žvaigždžių Evoliucinis Kelias ir Gyvybės Atsiradimas
Žvaigždės gimsta dulkių debesyse, kurių gilumoje vyksta turbulencija, todėl dėl gravitacijos susidaro pakankamos masės mazgai, prie kurių dulkės ir dujos pradeda byrėti jau savaime viena prie kitos. Besisukantys debesys, suskylant dulkėms ir dujoms, gali susiskaidyti į du ar tris debesėlius. Mūsų Saulės dydžiui prilygstančiai žvaigždei subręsti prireiktų apie 50 milijonų metų nuo gimimo. Mokslininkų spėjimais, mūsų Saulė „suaugusio asmens“ būsenoje išliks net 10 milijardų metų! Kuo didesnė žvaigždė, tuo jos gelmėse aukštesnė temperatūra ir sparčiau „dega“ vandenilis. Todėl tokia žvaigždė trumpiau ir gyvens. Bet pačios didžiausios, pralenkiančios mūsų Saulę, gyvena milijardus metų.
Taip pat skaitykite: Mokslo populiarinimas pasaulyje
Vidutinių dydžių žvaigždės tampa Baltosiomis Nykštukėmis. Jei dvejetainėje ar didesnėje žvaigždžių sistemoje susiformavusi Baltoji Nykštukė, ji gali virsti Nova. Jeigu pagrindinės sekos žvaigždė viršys aštuonias Saulės mases, jos mirtis bus supergalingas sprogimas, vadinamas Supernova. Neutroninė žvaigždė yra labai mažų žvaigždžių tipas bei viena iš paskutiniųjų evoliucijos stadijų. Pulsarai apibūdinami kaip periodiškai kintančių šviesos, gama ir rentgeno spindulių šaltinis kosmoso platybėse. Magnetaras nuo pulsaro skiriasi ypač stipriu magnetiniu lauku ir ypatingu elektromagnetiniu spinduliavimu.
Dulkės ir šiukšlės, kurias paliko novos ir supernovos, ilgainiui susimaišo su aplinkinėmis tarpžvaigždinėmis dujomis ir dulkėmis, praturtindamos jas sunkiaisiais elementais bei cheminiais junginiais, susidarančiais per žvaigždžių mirtį. Galų gale šios medžiagos yra „perdirbamos“, sukuriant naujos kartos žvaigždžių ir lydinčių planetų sistemų pamatus. Taip prieš 4,57 mlrd. metų gimė mūsų Saulės sistema. Dabartinių mokslininkų teigimu, mūsų Saulė - „pusamžė dama“ - mirs labai tolimoje ateityje, maždaug už 5 mlrd. metų. Iš pradžių atvėsusi išsipūs ir pavirs Raudonąja milžine.
Mokslo ir Religijos Sąveika
Vienas svarbiausių įvykių mokslo pasaulyje - tai Romos katalikų bažnyčios vadovo kalba, pasakyta Vatikano popiežiškosios akademijos susirinkime. Anot Popiežiaus Pranciškaus, didysis sprogimas yra Dievo planas. Dabartinis Popiežius taip pat atėjo iš mokslo pasaulio - buvęs Buenos Airių arkivyskupas chemijos mokslų magistras.
Pastaruoju metu sparčiai plito aršus naujųjų ateistų judėjimas, kuriame dalyvauja rimčiausi pasaulio mokslo vyrai, daugiausia fizikai, biologai, chemikai. Kita vertus, matėme ir kitą judėjimą, kuriame būrėsi mokslininkai, buvę aršūs naujieji ateistai, atsivertę į tikėjimą. Tačiau yra ir tokių iškilių mokslo vyrų, kurie jau seniai atvirai kalbėjo apie mokslo ir religijos ryšius. JAV nacionalinė mokslų akademija ir JAV mokslo pažangos asociacija sukūrė gausybę projektų dialogui tarp mokslo ir religijos plėsti.
Svarbu akcentuoti, kad mokslas ne visada buvo tolimas nuo religijos. Juk dar ankstyvaisiais viduramžiais mokslo ir žinių židiniais buvo vienuolynai ir bažnyčios. Tačiau tiek Bažnyčia, tiek mokslo elitas vengė kalbėti apie tai, kiek moksliniai tyrinėjimai yra suderinami su žmogaus dvasiniais įsitikinimais.
Taip pat skaitykite: Renginiai Molėtuose: „Mokslo sriuba“
Gyvybės Atsiradimo Hipotezės
Gyvybė Žemėje pasirodė seniau nei prieš 3,5 milijardus metų. Norint tinkamai įvertinti šį stebuklą, reikia susipažinti su šiuolaikinėmis teorijomis, aprašančiomis įvairius gyvybės atsiradimo variantus ir etapus.
Hipotezė apie gyvybės atnešimą į Žemę iš kitų kosminių kūnų turi daug autoritetingų šalininkų. Tačiau kuo labiau mokslininkai gilinosi į klausimą, tuo daugiau niuansų paaiškėja. Taigi dabar kur kas rimčiau vertiname gyvų organizmų galimybes ištverti radiaciją ir šaltį, vandens nebuvimą ir kitas buvimo atvirame kosmose „grožybes“. Asteroiduose ir kometose, tolimose dujų ir dulkių sankaupose ir protoplanetiniuose debesyse nuolat randami įvairiausi organiniai junginiai.
Visa panspermijos teorija, nežiūrint jos patrauklumo, tik perneša gyvybės atsiradimo klausimą į kitą vietą ir kitą laiką. Kaip bebūtų atsidūrę pirmieji organizmai Žemėje - atsitiktiniu asteroidu ar pagal gudrų nežemiškos civilizacijos ateivių planą, jie turėjo kažkur kažkaip atsirasti.
Abiogeninio gyvybės atsiradimo iš „organinio buljono“ hipotezę, kurią patikrino Milerio ir Urėjaus eksperimentai, iškėlė sovietų biochemikas Aleksandras Oparinas. Pagrindine problema lieka sąlygos, kuriomis „vandens ir anglies šovinizmas“ gali išsivystyti į gana įmantrius cheminius kompleksus, gebančius replikuotis. Pagal vieną hipotezę, pirminė molekulių organizacija galėjo vykti molingų mineralų mikroporose, atlikusių struktūrinį vaidmenį. Polimerinių molekulių augimo „matricomis“ galėjo pasitarnauti kristalinių mineralų paviršiai. Pirminiams „medžiagų mainams“ energiją galėjo tiekti neorganinės reakcijos.
Jauna Žemė nebuvo apsaugota nuo kenksmingų Saulės spinduliavimo komponentų. Iš čia kilo hipotezė, kad gyvybės kūrimosi epochoje, visą Žemę galėjo dengti šimtų metrų storio ledas. Slėpdamasi po tokiu lediniu skydu, gyvybė galėjo jaustis saugi ir nuo ultravioletinių spindulių, ir nuo dažnų meteoritų smūgių.
XX a. antroje pusėje paaiškėjo, kad vandenynų dugnas niekaip negali būti viduramžiškų monstrų priebėga, tačiau netoli nuo geoterminių šaltinių žiočių, gyvybė klesti. Juodieji vandenyno rūkaliai - gan turtingos ir savarankiškos ekosistemos: jose besimaitinančios bakterijos naudoja geležies ir sieros reakcijas.
Pagal dialektinio materializmo principus, gyvybė - dviejų pradų „vienybė ir kova“: kintančios ir perduodamos paveldėjimo informacijos iš vienos pusė ir biocheminių struktūrinių funkcijų - iš kitos. O vienas iš žinomų šios paradoksalios užduoties sprendimų yra „RNR pasaulio“ hipotezė.
Žmogaus Evoliucionavimas
XX a. moksliniais tyrimais įrodyta, kad žmonijos istorija prasidėjo prieš maždaug keturis milijonus metų rytinėje Afrikoje. Apie pirmuosius žmonių protėvius žinome visų pirma iš jų išlikusių palaikų. Vieni iš ankstyviausių žmonių protėvių, atsiradusių prieš maždaug 4 mln. metų, mokslininkų buvo pavadinti australopitekais. Jie buvo žemo ūgio ir maitinosi daugiausia augalais. Australopitekai jau mokėjo vaikščioti ant dviejų kojų. Laisvas rankas buvo galima lavinti ir gaminti vis sudėtingesnius įrankius, o tai savo ruožtu ypač skatino smegenų vystymąsi. Manoma, kad australopitekai gebėjo artikuliuoti - skleisti tam tikrus garsus.
Maždaug prieš 2,5 mln. metų toje pačioje Afrikos dalyje pasirodė pirmoji žmogumi pavadinta mūsų protėvių rūšis - sumanùsis žmogùs (Homo habilis). Jis buvo pavadintas žmogumi, nes mokslininkai yra tikri, kad jis sugebėjo pasigaminti ir naudoti paprastus akmeninius įrankius.
Prieš maždaug 2 mln. metų Afrikoje pasirodė kita žmonių rūšis - stačiàsis žmogùs (Homo erectus). Šio stačiojo žmogaus ūgis siekė 170 cm ir apskritai jis jau buvo labai panašus į mus. Būtent stačiasis žmogus, kaip rodo moksliniai tyrimai, buvo pirmasis, kuris išmoko naudoti ugnį. Prisijaukinta ugnis tapo nepaprastai naudinga ir padėjo sukurti tvirtesnes žmonių bendrijas.
Sąmokslo Teorijos ir Žinojimo Ribos
Propagandos ekspertas, Vilniaus universiteto daktaras Mantas Martišius tvirtina, kad paprastai yra dvi priežastys, dėl kurių atsiranda sąmokslo teorijos: jos neretai kam nors paprasčiausiai naudingos ir nemaža auditorijos dalis tiesiog nori rasti kažkokį kitokį paaiškinimą. Vilniaus universiteto daktaras, psichologas Kęstutis Dragūnevičius taip pat teigia, kad žmonės dažnai suranda sąsajas tarp reiškinių, kurie nėra susiję, arba kitu būdu paaiškina priežastis.
Sąmokslo teorijos paprastai atsiranda per krizes, kai dėl nelaimių bandoma apkaltinti kitus. Lengviausia sąmokslo teorijoms plisti internete. Mokslininkai vieningai sutaria - sąmokslo teorijos veikia geriausiai, kai joms panaudojamos jau turimos žmonių žinios.
Geologijos ir Žemės Amžiaus Raida
Žemės susiformavo prieš keturis su puse milijardo metų. Šis amžius sudaro apie trečdalį visatos amžiaus. Biblijinės Žemės, arba „jaunos Žemės“ teorija moksle buvo gaji iki pat XX amžiaus.
Vienas pirmųjų mokslininkų kvestionavęs biblinį Žemės amžių buvo Robertas Hukas (1635-1703), suformulavęs dėsnį, aprašantį įtemptą spyruoklę veikiančias jėgas. Hukas pateikė fosilijų piešinius ir teigė, kad Žemėje vyko masiniai gyvybės išmirimai. Huko amžininkas, anatomas ir geologas Nikolas Steno (1638-1686), suformulavęs pagrindinius stratigrafijos principus, priėjo prie panašių išvadų kaip Hukas. Steno idėjas toliau vystė šiuolaikinės taksonomijos pradininkas Karlas Linėjus (1707-1778).
XVIII-XIX amžių sandūroje vokietis Abraomas Verneris (1749-1817) apibendrino tuometines geologijos žinias, bei savo įžvalgas. Pagrindinė jo skelbta idėja buvo, jog visa pluta susidarė pamažu, mineralams susiformuojant iš vandens. Prancūzų mokslininkai atliko pirmuosius bandymus matematiniais ir fizikiniais modeliais apskaičiuoti Žemės amžių.
Žoržas de Biufonas (1707-1788) apskaičiavo, jog Žemė yra 75 000 metų amžiaus. Žanas Baptistas Furjė (1768-1830) apskaičiavo 100 milijonų metų Žemės amžių. Džeimsas Hutonas (1726-1797) buvo kone pirmasis matęs Žemę kaip vientisą darnią sistemą. Jo garsiausia knyga, „Žemės teorija“ išleista 1795 metais. Hutono teorija, sakanti, kad palaipsniui vykstantys procesai, veikiantys ilgus laikotarpius gali paaiškinti kalnų kilimą iš vandenynų dugno, kurie po truputį yra ardomi erozijos ir nusodinami į vandenyno dugną, taip tapdami medžiaga iš kurių susidarys nauji kalnai, tapo žinoma kaip uniformitarizmas. Čarlzas Lailas (1797-1875) išleido „Geologijos pagrindų“ tris tomus, kuriuos vėliau redagavo 12 kartų. Lailas pasiūlė jaunų uolienų sluoksnių klasifikaciją, kurios modifikacija naudojama ir dabar.
Gyvybės Atsiradimo Kartotinis Pobūdis?
Per 4,5 milijardus metų Žemės istorijos, mums pažįstama gyvybė radosi vos vieną kartą. Visų mūsų planetos gyvų organizmų chemija tokia pati ir gali būti atsekta iki paskutiniojo visuotinio bendro protėvio LUCA - (last universal common ancestor). Ar tikrai? Paprasti biologų eksperimentai, kuriais siekiama atkurti ankstyviausius gyvybės susidarymo momentus, tokią prielaidą paneigia. O iš to kyla dar labiau intriguojanti perspektyva: Užuot susikūrusi vos kartą kažkokiame chemiškai palaimintame pirmykščiame tvenkinyje, gyvybė galėjo turėti daugybę pradžių. Ji galėjo prasidėti ir vystytis daugybe skirtingų formų šimtus ir tūkstančius metų, ir tapti tuo, ką matome dabar, visoms kitoms formoms išnykus per pirmąjį Žemės visuotinį išmirimą.
Michaelis Jarusas (Michael Yarus) iš Kolorado valstijos universiteto Boulderyje mano žinantis sprendimą. Jo komanda aptiko stulbinamai paprastą reakciją, kuri, pasak jų, primena labai rudimentinę genų ekspresiją.
Šostako komanda parodė, kad RNR gali efektyviai kopijuoti save be jokių fermentų. Kartu visi šie atradimai rodo, kad rudimentinio RNR pasaulio sukūrimui visai nereikia išskirtinių, kartą visatoje pasitaikančių progų, kaip populiaru manyti. Taip kyla intriguojanti galimybė: ankstyviausios gyvybės stadijos nenutinka tik kartą, bet vyksta vėl ir vėl.
tags: #mokslo #sriuba #žmogaus #atsiradimo #teorijos