Chương 1:
SỰ SỐNG, SỰ PHÁT SINH VÀ TÍNH ĐA DẠNG SINH HỌC
1.Nguồn gốc của sự sống
Có rất nhiều cách lí giải khác nhau về nguồn gốc hình thành trái đất
và sự sống trên trái đất, nhưng chung quy lại có thể gọp thành hai loại ý
kiến: Duy tâm: giải thích là do thượng đế sinh ra. Duy vật: giải thích dựa
vào các luận điểm: vật chất trong vũ trụ tồn tại vĩnh viễn theo thời gian và
khắp nơi trong không gian. Mọi dạng tồn tại của vật chất chủ yếu do vận
động và phát triển bên trong vật chất đó mà có.
Sự hình thành các phân tử hữu cơ đến sự hình thành các tế bào đơn
giản của cơ thể đơn bào là một quá trình phát sinh sự sống trên trái đất,
gồm có hai giai đoạn chính là sự tiến hoá hoá học và sự tiến hoá tiền sinh
học.
1.1.Tiến hoá hoá học:
Trong thời kì đầu khi trái đất mới hình thành, dưới sự tác động của
nhiều yếu tố: bức xạ nhiệt của mặt trời, tia tử ngoại, sự phóng điện của khí
quyển, hoạt động của núi lửa, sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ.... các
phân tử khí có trong khí quyển đã phản ứng với nhau tạo thành các hợp
chất hữu cơ đơn giản gồm hai nguyên tố hoá học Cacbon và Hidro, rồi đến
hợp chất ba nguyên tố tạo thành ( Cacbon, Hidro và Oxi), rồi đến hợp chất
bốn nguyên tố cấu tạo (Cacbon, Hidro, Oxi và Nitơ). Các chất này tích tụ
lại trong khí quyển, rồi theo những trận mưa ròng rã hàng ngàn năm thuở
sơ khai ấy và rơi xuống biển. Lúc này, nước biển chứa đầy các hợp chất
hữu cơ.
Quá trình hình thành các chất hữu cơ theo con đường hoá học đã
được chứng minh bằng nhièu công trình thực nghiệm khoa học. Ví dụ cho
dòng điện cao thế phóng qua hỗn hợp hơi nước, C02, CH4, NH3, người ta
thu được một số hợp chất có bốn nguyên tử cấu tạo nên ( Cacbon, Hidro,
Oxi và Nitơ), đó là các axit amin.
1.2. Tiến hoá tiền sinh học.
Gọi là tiến hoá tiền sinh học vì đây là giai đoạn chuyển biến, phát
triển từ những phân tử hữu cơ thành các dạng sống đầu tiên, làm cơ sở cho
quá trình tiến hoá sinh học ( từ cơ thể sống đầu tiên đến các sinh giới ngày
nay)
Giai đoạn tiến hoá tiền sinh học có 4 sự kiện nổi bật.
1.2.1.Sự tạo thành các Coaxecva.
Ở đại dương mênh mông có chứa rất nhiều hợp chất hữu cơ, trong đó
có các chất hữu cơ cao phân tử ( chứa bốn nguyên tố Cacbon, Hidro, Oxi
và Nitơ), chúng sẽ hoà tan trong nước tạo thành các dung dịch keo. Hỗn
hợp hai dung dịch keo khác nhau sẽ tạo thành hiện tượng đông tụ thành
giọt, gọi là giọt Coaxecva. Những giọt này có khả năng hấp thụ các chất
hữu cơ xung quanh, lớn dần lên, biến đổi cấu trúc nội tại và dưới tác động
cơ giới sẽ phân chia ra các giọt mới. Có thể nói giọt coaxecva đã có những
dấu hiệu sơ khai của sự sống, đó là các đặc tính trao đổi chất, sinh trưởng
và sinh sản. Dưới tác động của quy luật chọn lọc tự nhiên, cấu trúc và thể
thức phát triển của các giọt coaxecva ngày càng được hoàn thiện.
1.2.2.Sự hình thành màng.
Giọt coaxecva thực hiện sự trao đổi chất mới môi trường bên ngoài
qua một cái màng bao bọc bên ngoài. Màng này gồm các lớp protit và lipit
sắp xếp theo trật tự xác định.
1.2.3.Sự xuất hiện các enzim.
Giọt coaxecva có chứa các enzim có thể nhận ra các phần tử cơ chất
và đóng vai trò xúc tác làm cho quá trình tổng hợp và phân giải các chất
hữu cơ diễn ra nhanh hơn.
1.2.4.Sự xuất hiện cơ chế tự sao chép.
Giọt coaxecva có khả năng tiếp nhận chất dinh dưỡng từ môi
trường, lớn lên và phân chia. Giọt coaxecva được cấu tạo chủ yếu là
protein-axit nucleic, dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên, chúng tồn tại và
ngày càng có cấu tạo phức tạp, hoàn thiện hơn, từ đó nhứng sinh vật đơn
bào đầu tiên được hình thành. Do phương thức dinh dưỡng khác nhau ( dị
dưỡng và tự dưỡng) nên ngay từ những giai đoạn đầu tiên trên con đường
phát triển sinh giới ( tiến hoá sinh học) đã xuất hiện những động vật và
thực vật nguyên thuỷ.
Lịch sử phá triển của sinh vật gắn liền với lịch sử phát triển của vỏ
trái đất. Sự thay đổi các điều kiện địa chất, khí hâu đã thúc đẩy sự phát
triển của sinh giới .
Có thể nói, sự xuất hiện sự sống trên trái đất cách đây 3,5 tỉ năm, bắt
đầu quá trình tiến hoá sinh học kéo dài cho đến ngỳa nay và cả trong tương
lai.
2. Khái quát tiến trình phát triển của sự sống.
2.1. Các giai đoạn phát triển của sự sống
triệu năm
Ðại Thái cổ
Ðại Nguyên sinh
Ðại Cổ sinh
Ðại Trung
sinh
Ðại Tân sinh
3500
2600
570
220
70
Kỷ Pecmơ (250)
Kỷ Than đá (325)
Kỷ Đềvôn (370)
Kỷ Xilua (490)
Kỷ Cambri (750)
Kỷ Phấn trắng (120)
Kỷ Giura (175)
Kỷ Tam điệp (220)
Kỷ thứ 4(70)
Kỷ thứ 3 (3)
2.2. Sự xuất hiện các loài
3. Phân loại sinh vật
Trên Trái đất, sinh vật nhiều vô kể. Các nhà khoa học dùng từ “ cơ thể
“để chỉ bất cứ thứ gì có sự sống. Nhưng họ cũng cần có một cách để nhận
biết các loài riêng biệt trong số hàng triệu loài tồn tại trên Trái đất, để làm
việc đó, họ chia sinh vật ra làm các nhóm. Công việc này được gọi là phân
loại.
Ðại Thái cổ
Ðại Nguyên
sinh
Ðại Cổ sinh
Ðại Trung
sinh
Ðại Tân sinh
3500
Triệu năm
2600
570
220
70
Kỷ Pecmơ (250)
Kỷ Than đá (325)
Kỷ Đềvôn (370)
Kỷ Xilua (490)
Kỷ Cambri (750)
Kỷ Phấn trắng (120)
Kỷ Giura (175)
Kỷ Tam Điệp (220)
Kỷ thứ 4(70)
Kỷ thứ 3 (3)
Vi khuẩn, tảo
Thực vật đa bào,
Động vật không xương sống
Vi khuẩn, tảo ở cạn
Thực vật ở cạn ( quyết trần)
Cá, lưỡng cư
Bò sát, sâu bọ
Cây hạt trần
Thú đẻ trứng
Cây hạt kín, thú có nhau
Chim
Người
Các nhà khoa học
phân chia sinh vật
ra làm các nhóm
tuỳ thuộc vào đặc
điểm chung của
chúng.
Giới
Ngành
Lớp
Bộ
Họ
Giống
Loài
Các nhà khoa học không
thực sự biết rõ có bao
nhiêu loài sinh vật tồn tại
trên Trái đất. Khoảng 2
triệu loài đã được mô tả và
phân loại nhưng con số
thực tế có thể nhiều gấp
mười lần. Các loài mới
vẫn được tìm ra mỗi năm
Loài là các nhóm nhỏ nhất. Các thành viên của một
loài có thể kết hợp với nhau để sinh con
Giới sinh vật
nguyên sinh
Giới sinh vật
đơn bào
Giới nấm
Giới động vật
Giới thực vật
3.1.Giới sinh vật đơn bào ( Monera)
Đây là nhóm sinh vật sống phổ biến trên trái đất, nhiều dạng phát
triển trong các điều kiện cực kì khắc nghiệt,sống tự dưỡng hoặc hoại sinh
Cơ thể được cấu tạo từ 1 tế bào, tế bào này chưa có nhân chính thức, tương
đối đơn giản, có những phản ứng hoá sinh chuyên hoá cao, đóng vai trò
thiết yếu trong việc tái lưu chuyển các yếu tố sinh học.
Chúng gồm các dạng vi khuẩn và tảo lam. Có trên 3.000 loài sinh vật
đợn bào dã được biết.
3.2.Giới sinh vật nguyên sinh (Protista)
Đây là nhóm sinh vật phân bố nhiều ở những nơi ẩm ướt và ở
nước,sống tự dưỡng, dị dưỡng hoặc kí sinh. Cơ thể có cấu tạo đơn bào hoặc
đa bào đơn giản nhưng tế bào đã có cấu tạo hoàn chỉnh hơn và có nhân
chính thức.
Chúng gồm các loại tảo, động vật đơn bào như trùng chân giả, tiêm
mao, trùng roi động vật, trùng roi thực vật, bào tử trùng,...Có trên 28.000
loài sinh vật nguyên sinh đã được biết.
3.3.Giới nấm (Fungi)
Đây là nhóm sinh vật có nhân chính thức, đa bào, sống dị dưỡng,
hoại sinh và kí sinh. Chúng tiết ra enzim vào môi trường xung quanh để
phá vỡ các cấu trúc phức tạp thành các chất hoà tan và hấp thu. Sinh sản
bằng cách hình thành các bào tử không có lông và roi trong mọi giai đoạn
của chu kì sống của chúng. Cơ thể của mỗi loài nắm được tạo thành từ một
mạng các sợi gọi là sợi nấm.
Chúng gồm có nấm mốc, nấm độc, nấm ăn, nấm men và địa y. Có
khoảng 75.000 loài nấm đã được biết.
3.4.Giới thực vật (Plantae)
Đây là nhóm sinh vật đa bào, có nhân chính chính thức, sống tự
dưỡng nhờ có lục lạp chứa chất diệp lục và các sắc tố khác tham gia vào
quá trình quan hợp. Tế bào có vách ngăn bằng xenlulo. Chu kì sống có sự
xen kẻ thế hệ giao tử thể vào bào tử thể. Sống trên cạn và không di chuyển
được. Có sự tiến hoá rõ từ thấp đến cao.Có trên 400.000 loài thực vật đã
được biết.
3.5.Giới Động vật ( Animalia)
Đây là nhóm sinh vật đa bào, có nhân chính thức, sống dị dưỡng, đa
dạng về hình thái, cấu tạo và các hoạt động sinh lí, sinh sản hữu tính, di
chuyển được. Có khoảng 1.500.000 động vật đã được biết.
4. Đặc điểm của một số sinh vật.
4.1.Vi sinh vật
Trong ba giới Sinh vật đơn bào, Sinh vật nguyên sinh, và Nấm đều
có những sinh vật được gọi chung và Vi sinh vật.
Vi sinh vật là các sinh vật nhỏ bé mà mắt thường không nhìn thấy
được mà chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi.
Vi sinh vật bao gồm các vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, tảo, động vật
nguyên sinh và virut.
Vi sinh vật có ở khắp nơi trong tự nhiên và trên cơ thể người. Trên
cơ thể người, vi sinh vật có thể thích ứng và tồn tại ở những phần nhất định
của cơ thể. Sự tồn tại của chúng ở những nơi này không phải là thiết yếu
đối với sự sống những cũng giữ một vai trò nhất định trong sự duy trì sức
khoẻ và hoạt động bình thường của cơ thể. Trong một số hoàn cảnh nhất
định, chúng có thể có hại cho cơ thể.