Cum a apărut viața pe Terra și cum au evoluat organismele vii sunt provocări cu multe necunoscute, care suscită controverse constructive printre specialiști.
Referitor la apariția materiei organice pe Pământ – și ulterior a vieții – pe lângă ipoteza Oparin-Haldane că inițial au apărut pe cale abiogenă substanțe organice simple în anumite condiții (descărcări electrice atmosferice, radiații ultraviolete intense), după care s-au format în Oceanul Primitiv complexe macromoleculare înzestrate cu metabolism, există și ipoteza panspermiei (originii extraterestre a vieții), conform căreia viața a apărut în Cosmos, fiind adusă pe Terra prin intermediul meteoriților, cometelor și a altor corpuri cerești.
În lucrarea “Inteligența materiei”, medicul neurolog Constantin Dulcan afirmă: “Combinațiile organice ale carbonului au asigurat atât sursa energetică necesară vieții – glucide, lipide – cât și elementele structurale ale sistemelor vii, aminoacizii. Dar elementul capabil să adune acești aminoacizi în structuri apte de mișcare în sens biologic, adică purtătoare de viață, a fost acidul dezoxiribonucleic (AND). Apariția sa a constituit un moment-cheie în evoluția vieții, acesta având capacitatea de a se multiplica prin mutație și selecție în diversitatea de forme pe care o cunoaștem astăzi – de la bacterii la plante, animale, om”.
Spre deosebire de Monod, care a exagerat rolul hazardului în apariția și evoluția vieții, Constantin Dulcan consideră că “viața depășește imperiul întâmplării trecând în cel al necesității”. În concepția sa, “inițial combinațiile dintre elemente s-au făcut numai în baza afinităților lor chimice. În momentul în care apar structuri organice capabile de metabolism și reproducere, deci sisteme vii, evoluția lor capătă legități care impun cu necesitate drumul lung până la stadiul în care materia se gândește pe sine“.
Devenirea vieții este legată intrinsec de schimbarea condițiilor mediului terestru în cursul timpului. În Sistemul solar, Terra are un statut special, fiind leagănul și suportul vieții., în particular, este planeta albastră care poartă omenirea în istorie.
Terra s-a format în urmă cu 4,54 miliarde de ani, iar viața a apărut în oceane încă de acum 3,6 miliarde de ani, după care a evoluat, s-a diversificat și s-a extins în celelalte medii.
Istoria Pământului este împărțită în patru eoni (Hadean, Arhaic, Proterozoic, Fanerozoic), fiecare fiind divizat în ere, împărțite la rândul lor în perioade, care sunt divizate apoi în epoci.
Proto-Pământul s-a format prin acreție din nebuloasa solară în Hadean (4,54 – 4 miliarde ani), mediul fiind lipsit de viață, foarte fierbinte și cu activitate vulcanică intensă. În acest eon s-a format și Luna (prin coliziunea Pământului cu Theia) și a avut loc Marele Bombardament târziu (ciocniri violente ale meteoriților și cometelor cu planetele telurice).
În Arhaic (4-2,5 miliarde ani), Pământul s-a răcit suficient, apar prin abiogeneză procariotele (primele forme de viață) și se formează continentele Ur, Vaalbara și Kenorland.
Atmosfera era formată din gaze vulcanice și gaze cu efect de seră, oxigenul fiind produs abia în Proterozoic (2,5-0,541 miliarde ani), atunci când au apărut eucariotele (forme de viață mai complexă – bacterii, protozoare, ciupeci, plante, animale) și continentele timpurii (Columbia, Rodinia și Pannotia).
În Fanerozoic (0,541 miliarde ani până în prezent) s-a format supercontinentul Pangea, care s-a divizat apoi în Laurasia și Gondwana, din care provin continentele actuale. Apar formele de viață complexă cunoscute în prezent, cu mențiunea că au existat și extincții în masă, ca de exemplu dispariția dinozaurilor – cauzată de un meteorit care s-a ciocnit cu Pământul în urmă cu circa 65 milioane de ani.
În celebra sa lucrare “Originea speciilor prin selecție naturală, sau păstrarea raselor favorizate în lupta pentru existență”, Charles Darwin consideră că transformarea treptată a speciilor s-a produs prin acțiunea conjugată a factorilor de ereditate, variabilitate, suprapopulație, lupta pentru existență și selecția naturală. Geneticienii susțin, ca premiză a evoluției vieții, rolul esențial al mutațiilor genetice, care au dus la modificări decisive în organizarea structurală și funcțională a organismelor, dar și impactul schimbărilor geo-climatice, care au impus noi condiții în procesul de adaptare la mediu.
Organismul uman s-a perfecționat progresiv în cursul evoluției filogenetice, în care selecția naturală a fixat în zestrea ereditară a descendenților cele mai valoroase însușiri ale strămoșilor.
Antropogeneza este marcată de confecționarea uneltelor, trecerea de la turmă la grup social, precum și dezvoltarea vorbirii, trăsătură care, după părerea lui Pavlov, a devenit cel de-al doilea sistem de semnalizare. În analiza procesului de trecere a ființelor de la starea de animalitate la starea de umanitate trebuie luat în considerare și impactul pe care l-au avut locomoția bipedă, creșterea dimensiunilor creierului, gândirea și conștiința.
Deși are în comun cu maimuța structuri morfo-funcționale și procese emoțional-instinctive similare, doar omul s-a ridicat la nivelul conștiinței, care presupune reflectarea cu înțeles, orientarea către scop sau finalitate, construcție creativă sau proiectivitate. Dar nu trebuie neglijate nici celelalte două nivele ale psihicului uman, având în vedere că unele deprinderi și automatisme trec în subconștient, iar unele tendințe instinctive, ce țin de inconștient, pot trece în focarul conștient, uneori cu tulburări de comportament.
Pe baza unor studii genetice comparative, se presupune că omul și cimpanzeul au un strămoș comun care a trăit în urmă cu circa 5 milioane de ani. Desprinderea omului din rândul antropoidelor superioare este plasată în Cuaternar, ultima și cea mai scurtă perioadă geologică din istoria Pământului, de aproximativ 2,58 milioane de ani, în care au apărut glaciațiunile Günz, Mindel, Riss și Würm.
După D.C. Johanson și T. D. White , apariția și evoluția omului este sintetizată în schema următoare: Australopitecus afarensis → Homo habilis → Homo erectus → Homo sapiens.
Termenul Homo, care înseamnă “Om” în latină, a fost propus de biologul suedez Carl von Linné pentru a desemna toate speciile umane apărute în cursul filogenezei, din care a rămas doar Homo sapiens, celelalte nereușind să se adapteze la condițiile variabile ale mediului.
Primul reprezentant al genului Homo a fost Homo habilis, care a apărut în Pleistocen (prima parte din Cuaternar), apoi acesta s-a diversificat prin adaptări tot mai evoluate în Homo erectus și în linii colaterale, precum Homo neanderthalensis, până la apariția în Africa a lui Homo sapiens, specia care le-a înlocuit pe celelalte și a populat, prin migrații succesive, toate continentele, cu excepția Antarcticii, unde condițiile de mediu sunt ostile.
Desigur, ființa umană a avut un statut special în devenirea vieții, având în vedere că dispune de conștiință și trăiește într-un mediu socio-cultural cu o gamă diversificată de posibilități. În prezent, populația Terrei a depășit 8 miliarde de oameni, având un impact deosebit asupra mediului înconjurător și a întregii biosfere.
Pe lângă unele disponibilități primare prezente și la animale, psihicul uman se caracterizează printr-o gamă diversificată de procese secundare superioare: gândire logică, imaginaţie creatoare, comunicare prin limbaj articulat, motivaţie socioculturală, memorie istorică, emoții și sentimente profunde, trăsături caracteriale specifice comportamentului civilizat, voinţă deliberativă, structuri aptitudinale complexe, funcţie decizională bazată pe obiective și scopuri, structuri aptitudinale complexe etc. Este meritul lui Sigmund Freud, fondatorul școlii de psihanaliză, de a fi inițiat concepția organizării multinivelare a sistemului psihic uman, prin introducerea unor nivele funcționale dispuse pe verticală, mai precis: Sinele (Id-ul), Supra-eul (Super Ego) și Eul (Ego).
Abordarea sistemică a materiei dezvăluie legături esențiale la nivel structural, funcțional și informațional, având în vedere că orice sistem face parte dintr-un suprasistem și reprezintă, la rândul său, o asociere de subsisteme, realizată prin intermediul unor interacțiuni specifice nivelului de organizare a materiei – de la atomi și molecule până la galaxii și Univers. Astfel:
– atomul este o asociere de particule elementare sub acțiunea forțelor electrice și nucleare;
– molecula este o asociere de atomi prin intermediul legăturilor chimice: ionică, covalentă (nepolară, polară, coordinativă), metalică, van der Waals;
– galaxia este o asocire de stele și planete prin intermediul forțelor gravitaționale;
– Universul este o asociere de galaxii prin intermediul forțelor gravitaționale dar prin interacțiuni încă necunoscute – de tipul celor generate de materia și energia întunecată.
Referitor la structurile vii, se știe că organismul reprezintă o asociere de celule în cursul ontogenezei, care este controlată și reglată de acizii nucleici, iar societatea este o asociere de ființe umane, care este controlată și reglată prin intermediul conștiinței individuale și conștiinței colective. O caracteristică esențială a vieții este faptul că zestrea genetică a unei ființe controlează și reglează și procesul formării celulelor, care reprezintă unitățile structurale și funcționale de bază ale unui organism viu.
Se poate trage concluzia că explicarea mecanismelor evoluției vieții la nivelul cel mai profund, implicit originea vieții trebuie căutată în descifrarea apariției, dezvoltării și transformării evoluției acizilor nucleici. De fapt, originea vieții coincide spațial și temporal cu locul și momentul apariției acizilor nucleici primari.
Este firesc să presupunen că microorganismele ( virusuri, bacterii) au un rol esențial în evoluția vieții, prin interacțiunile acestora cu zestrea genetică a organismelor.
Desigur, concepţia lui Darwindespre originea şi evoluţia speciilor reprezintă un salt calitativ în cunoaştere, dar miracolul devenirii vieţii nu trebuie lăsat doar pe seama selecţiei naturale în “lupta pentru existenţă” a indivizilor mai bine adaptaţi şi a mutaţiilor genetice aleatoare. Cercetările trebuie orientate pe descifrarea unor mecanisme genetice dinamice, autoperformante şi adaptive la factorii interni şi externi.
După academicianul Nicolae Botnariuc, “sistemele biologice sunt sisteme deschise, informaționale, care, datorită organizării lor, au capacitatea de autoconservare, autoreproducere, autoreglare și autodezvoltare; ele au un comportament antientropic și finalizat, care le asigură stabilitatea în relațiile lor cu alte sisteme”.
Variabilitatea materialului genetic reprezintă sursa principală a evoluţiei speciilor. Se disting două categorii de modificări ereditare, şi anume: recombinările genetice şi mutaţiile.
Spre deosebire de modificările zestrei ereditare prin recombinări genetice, în cazul mutaţiilor se produce o restructurare calitativă şi cantitativă profundă a materialului genetic.
Procesul prin care se produc mutaţiile poartă numele de mutageneză. Mutaţiile pot fi genomice, cromozomiale sau genice, după cum se produc la nivel de genom, de cromozomi sau de gene. Există diverse alte criterii de clasificare a mutaţiilor genetice:
• după modul de manifestare – dominante, codominante, recesive, letale, semiletale;
• după localizare – autozomale (când sunt plasate pe autozomi) şi heterozomale (când sunt plasate pe cromozomii sexului, denumiţi şi heterozomi);
• după natura factorilor care le provoacă – naturale şi artificiale.
Mutaţiile naturale apar spontan, fără intervenţia omului, iar frecvenţa acestora depinde de condiţiile mediului în care trăiesc organismele. Prin mutageneză naturală a apărut salcâmul monofil, bovine fără coarne, oaia cu picioare scurte din care a rezultat rasa Ancona.
Mutaţiile artificiale sunt cele provocate de om cu ajutorul unor agenţi mutageni de natură fizică, chimică sau biologică. Prin folosirea unei game variate de agenţi mutageni, omul are posibilitatea de a selecta mutante folositoare în acţiunea sa de ameliorare şi de diversificare a soiurilor de plante şi a raselor de animale.
De menţionat că, spre deosebire de mutaţiile somatice, cele care afectează celulele gametice sunt ereditare şi pot fi observate la descendenţi în diferite generaţii. La speciile care se înmulţesc sexuat, numai mutaţiile gametice sunt transmise la descendenţi, iar la organismele care se pot înmulţi vegetativ, mutaţiile somatice pot fi izolate şi reproduse ca linii sau clase mutante.
La mecanismele evoluției vieții cunoscute în prezent trebuie adăugat rolul esențial al interacțiunii microrganismelor cu materialul genetic al organismelor superioare.
Lucrarea Evoluția vieții este adresată tuturor celor interesați de enigmele vieții, fiind structurată astfel:
I. Sinteze de genetică
II. Diviziunea celularăIII. Bacterii
IV. Virusuri
Scopul lucrării a afost atins, stimați cititori, dacă, după lecturare, veți reflecta la sintagma “viața se scrie în limbaj genetic“, în încercarea de a găsi un răspuns adecvat la întrebarea firească: cine suntem, de unde venim și încotro ne îndreptăm?
Cei interesați de conținutul integral al lucrării “Evoluția genetică a vieții” pot accesa legătura web
https://www.academia.edu/111785288/Evolutia_genetica_a_vietii
