Document

Report
AYDAN AKCAMCI 0409663
CEMİLE BAĞKUR 0409181
DAMLA AKOVALI 0409168
DUYGU KURT 04088925
GİZEM ALTINÇELİK 0409130
HAZAL BARUT 04088891
MELİKE YANIK 04088789
TOLGA ERÇOBAN 04088874
YAŞAMIN KÖKENİ
 Yaşamın nasıl başladığı sorusu daha özgül olarak prokaryotların
nasıl meydana geldiği ile ilgilidir.
 Dünya yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluşmuştur. Buna karşın
canlıların ilk birkaç yüz milyon yıllık zaman içinde
yaşayabilmesi mümkün olmamıştır. Çünkü güneş sisteminden
kaynaklanan çok büyük kaya parçaları gezegeni bombardıman
etmekteydi.
 Dünya kabuğunun katılaşmaya başladığı 4,0 milyar yıl öncesi ile
3,5 milyar yıl öncesi arasındaki zamanda ilk organizmalar
oluştu.
 Bilinen en eski organizma fosilleri  Batı Avustralya’da yer alan
3,5 milyar yıllık kayaçlar içinde gömülüdür.
Fosilleşmiş ipliksi cyanobacteria
 Prekambriyen devir, Dünya’nın oluşumundan Kambriyen







dönemine kadar geçen 4 milyar yıllık dönem olup, yeryüzü
tarihinin en eski ve en uzun devridir.
Dünyanın yüzeyinin soğuyup, katılaşması
kıtasal levhaların, atmosferin ve okyanusların oluşması,
yaşamın biyojeokimyasal süreçler sonucu ortaya çıkması,
bakterilerin evrimi,
atmosferin oksijence zenginleşmesi,
ökaryotların evrimi
ilk hayvanların ortaya çıkması Prekambriyen devirde
gerçekleşir.
 Arkean dönem  Siyanobakterlerle oksijen çıkışı
Oksijenin toksik etkisi arkean dönemdeki çoğu prokaryotik
canlının ölümüne neden olmuştur.
 Proterozoik dönem arkean dönemde oluşan ‘’stromatolitler’’
yaygınlaşmıştır.
Mikrofosil kayıtları, günümüz cyanobakterilerin morfolojik
çeşitliliğinin bu dönemde evrimleşmiş olduğunu bildirmektedir.
 Fosil; jeolojik devirlerde denizel ve karasal ortamlarda yaşamış olan
canlıların daha çok kum taşı, kireç taşı, tortul kayaçlar içinde taşlaşmış
olarak bulunan her çeşit kalıntı izleridir.
 Dünyanın yüzeyinde bulunan, bilinen en eski kayalar Grönland’daki
Isua adı verilen bölgede yer almaktadır ve 3,8 milyar yaşındadır.
Eski kayalar 3
çeşittir:
Sedimenter
Volkanik
Karbonlu
İLKEL YAŞAM ENERJİ VE KARBON METABOLİZMASI
 Siyanobakterilerin evrimleşmesine kadar yeryüzünde yok
denecek kadar az moleküler oksijen mevcuttu.
 İlkel hücreler enerji gereksinimlerini karşılamak için sadece
oksijensiz koşullarda oluşabilecek enerji üreten mekanizmaları
kullanabiliyordu.
 İlkel organizmaların ferrodemir içeren reaksiyonları, enerji
üreten reaksiyonlar olarak kullandıkları ileri sürülmektedir.
FeS + H2S FeS2 + H2 ∆G= -42 kj/ rxn
 İlkel organizmalar, abiyotik sentez veya ilkel dünyada bol bir gaz
olan CO2 gibi çeşitli kaynaklardan karbon ihtiyaçlarını
karşılamış olabilirler.
 Karbondioksitin kullanılmasını takiben hücrede CO2 nin tüm
organik bileşenlere dönüştürülme işlemi olarak bilinen ototrofi
evrimleşmiştir.
 Bulunan en eski fosil mikroorganizmalar her ne kadar
siyanobakterilere ait olsada oksijenli yaşamdan öncede yaşayan
ancak fosillerine rastlanmayan mikroorganizmaların olduğu
bilinmektedir.
İLK FOSİL MİKROORGANİZMALAR
 Günümüzden 3,5 milyar yıl önce denizlerde yaşayan, fotosentez
yapabilen ve prokaryotik hücre yapısına sahip olan organizmalar
fotosentetik cyanobakterilerdir.
 Prekambriyen devirde yaşamın ilk şahitleri olan “stromatolitler”
halen Avustralya'da mevcuttur.
 Günümüz cyanobakterilerine çok benzeyen mikrofosiller, deniz
tortul kayalarından toplanmıştır.
CYANOBACTERIA MİKROFOSİLLERİ
filamentli
Cephalohytarion laticellulosum
coccoid
Glenobotrydion aenigmatis
 Cyanobakteriler zamanla fotosentezi
geliştirmişler ve dışarı verdikleri oksijenle de
atmosferi değiştirmeye başlamışlardır .
Stromatolitlerin Oluşması
 Stromatolitler, mikrobiyal aktivitelerle meydana gelen organik
çökeltilerdir.
 Stromatolitler, deniz suyu aracılığıyla taşınan kalsiyum karbonat
parçacıklarının cyanobakterilerin oluşturduğu ipliksi yığınlar
üzerinde tutunarak oluşur.
 Bazı eski stromatolitlerin abiyotik olarak oluşabileceğinin
kanıtı var olsa da, cyanobakterileri andıran filamentlilerin
biyotik olarak oluşturdukları ileri sürülen Tumbiana
stromatolitlerinde görülmüştür.
 Tortulların, çok düşük sülfat içeriğine sahip eski göllerde
oluştukları ve anaerobik fotosentetik sürecin stromatolitleri
oluşturmasının imkânsız olduğu, bu yüzden, bu yapıların
oksijenik fotosentez için ilk kanıtı oluşturduğu sonucuna
varmıştır.
 Geçmişte olduğu gibi, stromatolitler bazı sığ denizlerde
günümüzde de halen oluşmaktadır ve çoğunlukla yaşlı
stromatolitlerin benzeri kabul edilmektedir.
Fosil stromatolitler
Günümüz stromatolitleri
•
•
Stromatolitler, cyanobakterilerin milyarlarca yıl boyunca yaşayıp
yayıldığını göstermektedir. 2,2 milyar yıl öncesine kadar, cyanobakterilerce
üretilen oksijen, atmosfere kaçmadan önce okyanusta ve yerküre
kabuğunda bulunan demire bağlanmaktaydı. Günümüzde bu olayın kanıtı
Grand Kanyon ve diğer yörelerde bulunan çok eski kırmızı bantlı demir
formasyonlarında gözlenebilmektedir. Okyanuslarda ve yerkabuğunda
bulunan bu demir, oksijenle doygun hale geldikten sonra (demir oksit ya da
küf oluşumu), fazla gelen oksijen atmosfere salınmış ve orada birikmiştir.
Yaklaşık 2,2 milyar yıl önce, oksijen seviyesi, günümüzdeki seviyeye göre
%10’a ulaşmıştır. Bu düzey, okyanus yüzeylerini UV radyasyonundan
koruyan yeterli miktarda ozonu üretmiştir.
Bantlı demir formasyonu
Arkea Fosilleri
 Arkea ve bakteri fosilleri birbirine benzediği için fiziksel olarak
ayırt edilmesi olanaksızdır. Bu yüzden fosilleri birbirinden
ayırmada kimyasal bileşiklerden yararlanılmaktadır. Bu
araştırmalarda kullanılan kimyasal izleri taşıyan fosillere
moleküler fosiller denir.
 Arkeaları bakterilerden ayırmada arkea membranlarında
bulunan izopren zincirlere bakılmaktadır. Bu yapının sadece
arkealara özel olmasının yanı sıra yüksek sıcaklıklarda bile
bozulmaması bu bileşiğin eşsiz bir moleküle dönüşmesinin en
büyük nedenidir.
Farklı bölgelerden alınmış Arkea fosilleri
Magnetotaktik bakteriler:
 Bu bakteriler hücre içinde magnetik mineral kristalleri
biriktirmektedir. Bu kristaller ve bazen de kristal zincirleri
jeolojik kayıtlarda magnetofosiller olarak yer alırlar.
 En eski magnetofosillerin Güney İngiltere’nin Kretase kireç taşı
yataklarında bulunduğu, ayrıca bunların 1.9 milyar yıl önce
Gunflint Chert’de de bulunduğu söylenmektedir.
•
Fosil bakteriler kehribar ve mumyalaşmış dokularda da
bulunabilirler. 1995 yılında California Politechnic State
Üniversitesinde yapılan bir araştırmaya göre bir arının taşıdığı
kehribar içerisindeki 25 milyon yıllık bakteri sporunun
günümüzde yaşayan modern strain olan Bacillus sphaericus ile
genetik benzerliğe sahip olduğu bulunmuştur.
 Ayrıca yaşadığı dönemde hayvanları enfekte eden bazı patojen
bakterilere bu hayvanların kemik fosillerinde de rastlanmıştır.
Bacillus sphaericus
Endolit:
 Bazı bakteriler demir kaplı kılıflarla fosilleşebildikleri gibi kaya
ve kabuklarda mikroskobik kanalları oluşturabilirler. Böyle
bakterilere endolit denir.
 Kayaların, mercanların, hayvan kabuklarının içinde yaşayan
organizmalardır. Bu organizmaların çoğu ekstremofildir.
 Endolitler 3’e ayrılmaktadır
1) Kasmoendolit
2) Kriptoendolit
3) Euendolit
FUNGAL FOSİLLER
Fosil fungusları tanımlamak genelde zor veya imkansızdır.
Yukarıdaki resim Kuzey Fransa’da Kretase döneminde kehribar
içinde bulunan fungal filamentleri göstermektedir. Bu
filamentler Ascomycota üyesi olan Candida’nın filamentlerine
benzemektedir. Bu organizmanın nasıl yaşadığı ve çoğaldığıyla
ilgili bilgi olmakla birlikte akrabaları bilinmemektedir.
Sağ resimde Miyosen devrine ait fungal
fosilin peritesyum yapısı
görülmektedir.
Sporların yapısı ve peritesyum
içerisindeki konumlanışı bu fungusun
Savoryella türüne ait bir fosil
olabileceğini göstermektedir.
 İskoçya’nın Rhynie Chert bölgesinde bulunan Devonian devrine
ait fosil fungusların mikroskobik analizleri bu fungusların kara
bitkileri ile birlikte simbiyotik olarak yaşadığını göstermiştir.
 Bunun sonucu olarak 4 ana fungus grubu Devnian devrinde
omurgalı hayvanlar karaya çıkmadan önce yer yüzünde başarılı
bir şekilde yayılmış ve çesitlilik oluşturmuşlardır.

Devonian devrine ait Rhynie Chert bölgesinde yaşayan
Aglaophyton bitkisinin köklerinde yaşayan Paleomyces
hücrelerinin fosili
 Bilinen en eski fungal fosil Geç Prekambrian dönemine ait olup
Kuzey Rusya’da bulunmuştur. Bunlar chytrid benzeri formlarıdır.
 Devonian öncesine ait fungal fosil kayıtlarına pek
rastlanmamaktadır.
Fosil fungal sporlar
İlkel dünya koşullarısıcak ve oksijensiz
 İlkel dünya atmosferi oksijenden yoksundu. Suyun yanında bazı




gazlar, çoğunlukla da
Metan
Karbondioksit
Azot
Amonyak bulunuyordu
 Ayrıca ilkel dünyada NH3 ve CH4’ ün reaksiyona girmesiyle
oluşmuş çok miktarda hidrojen siyanürün de bulunması
muhtemeldir.
 200 milyon yıl kadar önce dünya yüzeyi 100oC
üzerindeki sıcaklıklardaydı. Bu koşullar altında su
serbest halde bulunamazdı. Bu yüzden su dünya
soğuduğunda birikti.
 İlkel oluşumların ilk kez dünyanın hala sıcak olduğu
zamanlarda ortaya çıktığı varsayılmaktadır.
 Oksijen günümüzden yaklaşık 2,7 milyar yıl önce
atmosferde siyanobakterilerin var olmasıyla
birikmeye başlamıştır.
Atmosferde O2 birikimi
 Mikroorganizmaların metabolizmalarındaki farklılıklar nedeniyle su
parçalanıp oksijen ortaya çıkarılamıyordu.
 Fotosentez yaparak oksijen üreten yegane prokaryotlar
siyanobakterlerdir ve yaklaşık 2,7 milyar yıl önce ortaya çıkmıştır. Bu
birikim kademeli bir şekilde gerçekleşmiştir.
 Atmosferdeki oksijenin çoğu biyolojik kökenlidir suyun parçalanması
 Denizlerdeki ve göllerdeki su, siyanobakterilerden gelen serbest oksijen
ile doygun hale gelmektedir.
 Atmosferdeki oksijenin erken artışı siyanobakterilerin
fotosentezi ile yakından ilişkilidir. Fakat birkaç yüz milyon yıl
sonra, oksijenin hızlı artışına ne neden oldu ?
 Bir hipoteze göre bu olay kloroplast içeren ökaryotik alglerin
evrimleşmesinden kaynaklanmıştır.
Endosimbiyoz
 Modern ökaryotik hücreler hücresel fonksiyonlarını zarla çevrili
yapılar olan organeller içerisine dereceli olarak bölüştürmediler.
Bunun yerine organeller, Bacteria domaini içerisindeki
kemoorganotrofik ve fototrofik simbiyontlarla kararlı bir
birleşme sonucu oluştular. Bu işlem endosimbiyoz olarak
adlandırıldı.
.
 Aerobik bir bacterinin, ilkel bir ökaryotun sitoplazmasına kalıcı
olarak yerleşmesiyle, prokaryot hücreye, korunmuş bir ortamda
enerji değiş tokuşu ve hazır bir besin kaynağı sağlandı. Bu
simbiyont modern mitokondrinin öncüsü oldu.
 Benzer şekilde fototrofik bir endosimbiyont da günümüzdeki
modern kloroplastın öncüsü olmuştur
 Mikrofosil kayıtları endosimbiyotik olayların yaklaşık olarak 2
güneş yılı gibi bir zamandan sonra oluşmaya başladığını
göstermektedir.
 Endosimbiyoz ökaryotik hücre nesilleri için önemli bir itici
güçtür. Solunum ve fotosentetik enerji fabrikalarının varlığı
ökaryotik hücrelere yeni ve önemli özellikler kazandırarak
biyolojik çeşitliliğin patlama göstermesi için zemin
oluşturmuştur.
Ökaryotik yaşam 2,1 milyar yıl önce başladı
 Ökaryotlar, prokaryot bir hücrenin başka bir hücre içine girmesi
ile birlikte oluşturdukları simbiyotik birliktelikten ortaya
çıkmıştır.
 En eski var olduğu sayılan ökaryot fosilleri, 2,2 milyar yıl yaşında
olup nispeten basit, bir hücreli alglere benzerlik göstermektedir.
 Ökaryotlar oksijen devriminin olduğu ve dünyadaki ortamların
çok hızlı bir şekilde değiştiği dönemde ortaya çıkmıştır.
Dinlediğiniz için
teşekkür ederiz.

similar documents