سرگذشت زمین

1. سرگذشت زمین

2. مقدمه تقریبا 5 میلیارد سال از عمر کره ی زمین می گذرد در حالی که حدود 2 میلیون سال است که انسان بر روی کره ی زمین ظاهر شده است بنابراین اگر انسان بخواهد با تکیه بر مطالب نوشته شده توسط انسان های قدیمی گذشته ی زمین را مطالعه کند کار نا ممکنی را شروع کرده است. بهترین منبع مطالعه ی گذشته ی زمین سنگ ها هستند(مخصوصا سنگ های رسوبی). لایه های سنگی موجود در سطح زمین اسناد و شواهدی از گذشته ی زمین را در دل خود جای داده اند. زمین شناسان با کمک همین آثار و شواهد به جا مانده در سنگ ها می توانند محل خشکی ها و دریاها ، نوع آب و هوا ، جاندارانی که در گذشته روی زمین زندگی می کرده اند و تغییراتی که در جانداران رخ داده است را دریابند.

3. دلایل بهتر بودن سنگ های رسوبی نسبت به سنگ های دیگر برای مطالعه ی تاریخچه ی زمین 1- سنگ های رسوبی لایه لایه اند و به ترتیب قدمت روی هم قرار گرفته اند یعنی لایه های پایینی قدیمی تر از بالایی ها هستند.(به شرطی که لایه ها دچار چین خوردگی نشده باشند.) دلیل لایه لایه بودن سنگ های رسوبی 2مورد می تواند باشد:تغییر شرایط رسوبگذاری و تغییر جنس رسوبات 2- لایه های رسوبی در زمان تشکیل خود اطلاعات بسیار باارزشی از شرایط زمان خود مثل :آب و هوا ، عمق آب ، میزان شوری و شیرینی آب و ساکن یا متلاطم بودن آب را در خود ثبت کرده اند. 3- سنگ های رسوبی هنگام تشکیل بقایای جانداران را در میان خود گرفته و از تجزیه شدن آن ها جلوگیری می کنند و باعث تشکیل فسیل ( سنگواره ) می شوند.

4. فسیل هر گاه جانداری که دارای اسکلت محکم خارجی یا داخلی می باشد، پس از مرگ در بین لایه های رسوبی قرار بگیرد و به خوبی محافظت شود یعنی دور از عوامل تجزیه کننده مثل : باکتری ها ، قارچ ها ، اکسیژن و گرما و.........قرار گیرد فسیل به وجود می آید. فسیل به چهار صورت به وجود می آید: 1- فسیل کامل ( حتّی قسمت های نرم بدن) مثل اجساد ماموت ها در لابه لای یخ های قطبی 2- فسیل قسمت های سخت بدن 3- فسیل های حاصل از تغییر تدریجی بدن جانداران(مثل تنه ی سنگی درختان) 4- فسیل های حاصل از آثار بدن موجودات زنده ( قالب خارجی – قالب داخلی و ردپا و .......) نکته 1: بیشتر فسیل هایی که ما در اطراف خود مشاهده می کنیم از نوع فسیل های حاصل از آثار بدن موجودات زنده می باشد. نکته 2: بهترین محیط برای تشکیل فسیل قسمت های کم عمق دریاها می باشد به دلیل زیاد بودن تعداد و تنوع جانداران در این محیط ها و زیاد بودن میزان رسوبگذاری. نکته 3: بر روی خشکی ها هم گاهی فسیل به وجود می اید مثلا در جاهایی مثل یخ های مناطق قطبی ، شیره و صمغ گیاهان و خاک های آغشته به قیر نکته 4 : قدیمی ترین فسیل کشف شده فسیل نوعی باکتری است که حدود 3/5 میلیارد سال قبل می زیسته است. نکته 5 : معروفترین فسیل شناخته شده فسیلی بنام آرکئوپتریکس می باشد که فسیل بسیار مهمی می باشد. چون هم خصوصیات پرندگان را دارد و هم خصوصیات خزندگان را . و تکامل جانداران را اثبات می کند.

5. کاربرد فسیل ها : 1- تشخیص جغرافیای قدیمی زمین : مثل خشکی یا دریا بودن آن منطقه 2- تشخیص آب و هوای گذشته ی زمین : مثلاً مرجان ها در آب های روشن و گرم می زیسته اند. 3- تشخیص منابع نفتی و گاز 4-اثباتاصل تکامل موجودات زنده. ترتیب پیدایش جانوران بر روی کره ی زمین : بی مهره ها مهره داران ساده و خونسرد ( یعنی ماهی ها و دو زیستان و خزندگان ) پرندگان پستانداران ترتیب پیدایش گیاهان بر روی کره ی زمین : جلبک ها گیاهان بدون آوند ( خزه ها ) گیاهان بی گل ( سرخس ها ) گیاهان گلدار

6. دوران های زمین شناسی: پرکامبرین : از حدود 4/6 میلیارد سال پیش شروع شده و تا حدود 570 میلیون سال قبل تمام شده است. در این دوران دریاهای کم عمق بیشتر نقاط روی زمین را پوشانده بودند. بسیاری از فسیل ها ی متعلق به این دوران آثار مربوط به کرم ها ، عروس دریایی و جانداران تک سلولی هستند. پالئوزوئیک ( دوران بی مهرگان ) : از 570 میلیون سال پیش شروع شده و 245 میلیون سال پیش تمام شده است. بی مهرگان فراوانی در این دوران می زیسته اند. معروفترین آنها تریلوبیت ها بوده اند.اتفاقات دیگر این دوران عبارتند از: 1- پیدایش نخستین مهره داران که نوعی ماهی بوده اند.(ماهی های زره دار) 2- شروع زندگی در خشکی 3- پیدایش گیاهان بدون گل مثل سرخس ها 4- پیدایش نخستین خزندگان

7. مزوزوئیک : ( دوران خزندگان ) : از حدود 245 میلیون سال پیش شروع شده و 65 میلیون سال پیش تمام شده است. از اتفاقات مهم این دوران می توان اینها را نام برد : • فراوانی خزندگان درشت جثّه که آنها را داینوسور می نامند. • ظاهر شدن گیاهان گلدار و درختان میوه و برگ ریز. • فراوانی گروه خاصی از بی مهرگان به نام آمونیت ها و بلمنیت ها • از بین رفتن داینوسور ها در اواخر این دوران • پیدایش نخستین پستانداران در اواخر این دوران نکته : فسیل معروف آرکئوپتریکس مربوط به این دوران می باشد با قدمتی در حدود 140 میلیون سال

8. سنوزوئیک : ( دوران پستانداران ) : از حدود 65 میلیون سال پیش شروع شده و تا حال حاضر ادامه دارد. اتفاقات مهم این دوران: • تکامل وازدیاد پستانداران و گیاهان گلدار • فراوانی بی مهرگانی بنام نومولیت ها • فراوانی خارتنان • ظهور آدمی در اواخر این دوران

9. تغییر گونه های جانداران مقدّمه: یکی از مهمترین کاربرد ها ی فسیل ها ، پی بردن به تغییر گونه های جانداران و ایجاد تغییرات در شکل ظاهری و ساختمان بدنی جانداران و در نتیجه بوجود آمدن جانداران جدید می باشد. ( نظریه تکاملی ) نظریه تکاملی برای اولین بار در سال 1809 میلادی توسط لامارک مطرح شد. امّا بعداً بوسیله ی دانشمندان دیگر تکمیل شد تا به صورت نظریه ی قابل قبول برای تمام زیست شناسان در آمد.

10. نظریه ی لامارک لامارک معتقد بود که یک جاندار در طول زندگی خود به خاطر شرایط محیطی مجبور می شود از برخی از اندام های بدن خود بیشتر استفاده کند و این اندام ها در نتیجه ی استفاده ی زیاد رشد پیدا می کنند و در مقابل اندام هایی که مورد استفاده چندانی قرار نمی گیرند به مرور کوچک می شوند. به این صفات اکتسابی می گویند. لامارک همچنین معتقد بود که این صفات اکتسابی به صورت ارثیدر می آیند و به فرزندان منتقل می شوند. ( موروثی شدن صفات اکتسابی ). مثال : زرّافه های قدیمی گردن های کوتاهی داشتند، امّا بخاطر حاکم شدن شرایط خشکسالی آنها برای اینکه بتوانند از برگ های درختان تغذیه کرده و زنده بمانند مجبور شدند از گردن خود بیشتر استفاده کنند. در نتیجه گردن آنها کمی بلند تر شد و این بلندی گردن به بچه های آنها منتقل شد و بچه های آنها نیز به همین ترتیب به خاطر استفاده ی زیاد از گردنشان تا حدودی گردن بلند تر شدند و بدین ترتیب نسل به نسل گردن آنها بلند تر شد تا به صورت زرافه های امروزی در آمدند. ایراد نظریه ی لامارک : صفات اکتسابی به هیچ عنوان ارثی نمی شوند. چون تنها تغییراتی ارثی می شوند که در اثر تغییر در ژن ها بوجود آمده باشند. در حالی که صفات اکتسابی در اثر شرایط محیطی به وجود می آیند. نه در اثر تغییر در ژن ها. مثلا ورزش مداوم، ماهیچه ها را قوی می کند امّا این قوی بودن ماهیچه ها به فرزندان منتقل نمی شود. نکته: دانشمندی به نام ویسمن با قطع کردن دم موش ها به محظ تولد تا حدود 20 نسل ثابت کرد که صفات اکتسابی نمی توانند ارثی شوند چون بعد از 20 نسل هنوز هم موش ها با دم متولد می شدند.

11. نظریه ی چارلز داروین داروین در سال 1859 با انتشار کتابی بنام اصل انواعبه بیان نظریه ی خود درباره ی تکامل پرداخت. براساس این نظریه انتخاب طبیعی باعث تکامل جانداران می شود. بدین ترتیب که طبیعت تنها جاندارانی را که باشرایط محیطی سازگارترند انتخاب می کند و بقیّه را از بین می برد. به همین دلیل تعداد فرزندان باید خیلی بیشتر از تعداد والدین باشد. به عنوان مثال به خاطر خشکسالی تنها زرافه هایی که گردنی بلند تر داشتند می توانستند از برگ درختان تغذیه کنند زنده ماندند وبه تولید مثل پرداختند و تعدادشان زیاد شد در حالی که بقیّه از بین رفتند. ایراد نظریه ی داروین : انتخاب طبیعی در صورتی معنی پیدا می کند که بین افراد مختلف یک گونه تفاوت هایی وجود داشته باشد. داروین توضیح نداد که این تفاوت ها چگونه بوجود می آیند.

12. نظریه ی دووریس کامل ترین نظریه درباره ی تکامل می باشد. طبق این نظریه تغییراتی در ژن های جانداران به صورت تصادفی رخ می دهد. در نتیجه صفات جدیدی در جاندار بوجود می آید. در بیشتر موارد این صفات جدید به ضرر جاندار تمام می شود و باعث از بین رفتن آن می شوند. امّا گاهی تعداد بسیار اندکی از آنها به خاطر شرایط محیطی به نفع جاندار تمام می شوند و باعث می شوند آن جاندار سازگاری بیشتری با محیط داشته باشد و زنده مانده به سرعت تولید مثل می کند و پس از مدتی جاندارانی با صفات جدید ظاهر می شوند. به تغییر در ژن های یک جاندار که باعث بوجود آمدن یک صفت جدید در آن می شود جهش می گویند. خلاصه : عامل اصلی تکامل جانداران جهش و انتخاب طبیعیگسترش دهنده ی آن می باشد.

13. آشنایی با ساختار کروموزوم ها و DNA فسفات قند باز آلی کروموزوم ها : در یک سلول که در حال تقسیم نیست، رشته های باریک و درهمی درون هسته ی آن وجود دارد که به آن شبکه ی کروماتین می گویند. امّا در هنگام تقسیم سلول کروماتین به صورت رشته های قطور و تیره ای در می آیند که قابل مشاهده اند و به آنها کروموزوم می گویند. کروموزوم یک رشته ی بسیار پیچیده و فشرده است که از مولکولهای پیچ خورده ی DNA تشکیل شده است که مولکولهای پروتئینی آنها را در میان گرفته اند. DNA: یک رشته ی دو زنجیره ای و مارپیچی می باشد که از واحد هایی بنام نوکلئوتید تشکیل شده است. هر نوکلئوتید به نوبه ی خود از 3 بخش تشکیل شده است که عبارتند از : 1-مولکول قندی ( دزوکسی ریبوز ) 2- گروه فسفات 3- یکی از چهار باز آلی ; آدنین – گوانین – سیتوزین – تیمین. بخش های تشکیل دهنده ی یک نوکلئوتید:

14. چند مطلب مهم در رابطه با رشته های DNA نکته 1: به خاطر وجود چهار نوع باز آلی، 4 نوع نوکلئوتید وجود دارد و تفاوت رشته های DNA مختلف در تعداد ، ترتیب و نوع نوکلئوتید های آنها می باشد. نکته 2 : هر جاندار در سلول های خود تعداد کاملاً معینی کروموزوم دارد. مثلاً تعداد کروموزوم ها در هسته ی هر سلول انسان 46 عدد است. معمولاً کروموزوم های هر سلول دو به دو از نظر طول و شکل شبیه یکدیگر هستند. این کروموزوم های مشابه همتا یا همولوگ می گویند. در حقیقت هر سلول انسان 23 جفت کروموزوم دارد. به همین دلیل تعداد کروموزوم ها را با n2 کروموزوم نشان داده یادیپلوئیدمی گویند. نکته 3: فقط در سلول های جنسی بر خلاف سلولهای دیگر بدن تعداد کروموزوم ها نصف تعداد کروموزم های سایر سلول هاست. به چنین سلولهای n کروموزومی یا هاپلوئیدمی گویند. نکته 4 : یک سلول دیپلوئید قبل از تقسیم سلولی باید تعداد کروموزوم های خود را دو برابر کند. به عمل دوبرابر شدن تعداد کروموزوم ها همانند سازیمی گویند. نکته 5 : هنگام همانند سازی امکان دارد ترتیب نوکلئوتید ها در رشته های DNA تغییر کند. به این تغییرات اتفاقی ، جهش می گویند. نکته 6: عامل اصلی جهش، شناخته نشده است. امّا جهش زا بودن برخی عوامل مثل : اشعه های رادیو اکتیو – برخی دارو ها و برخی مواد شیمیاییثابت شده است. نکته 7: مفید یا مضر بودن صفت جدیدی که در اثر جهش بوجود می آید. به شرایط محیط بستگی دارد. امکان دارد صفتی در یک محیط به ضرر جاندار امّا همان صفت در محیطی دیگر به نفع جاندار باشد. نکته 8 : جهش ها باعث غنی تر شدن خزانه ی ژنتیکی یک گونه می شوند. نکته 9: به قسمتی از یک رشته ی DNA که می تواند به طور مستقل رو نویسی شود و یک RNA پیک بسازد ژنمی گویند.

15. خلاصه ی نظریه ی تکامل • تمام جانداران از اجداد قدیمی و مشترکی بوجود آمده اند. • زندگی از حالت ساده و ابتدایی به صورت پیچیده در آمده است و بر تنوع و پیچیدگی جانداران افزوده شده است. • تغییرات در جمعیت جانداران بوجود می آید نه در افراد.

16. یک مطللب مهم عامل اصلی تکامل جانداران جهش می باشد. امّا برخی عوامل در کنار جهش به تکامل کمک می کنند، که برخی از آنها عبارتند از: نو ترکیبی : یعنی اینکه دو جاندار با ترکیب های ژنتیکی متفاوت با یکدیگر آمیزش پیدا می کنند وژن های متفاوت آنها در کنار هم قرار می گیرند.و فرزندانی با ترکیب ژنتیکی کاملاً متفاوت از والدین بوجود می آیند.بدون اینکه جهشی رخ داده باشد. مهاجرت : یعنی اینکه افراد یک جمعیّت در اثر مهاجرت با جمعیّتی دیگر از افراد مشابه مخلوط شده و با آن افراد به تولید مثل می پردازند و باعث بوجود آمدن گونه های وراثتی زیادی می شوند.