Возникновение жизни на земле
Через неделю “первичный бульон” проанализировали и нашли в нем многие
органические вещества ,в том числе 5 аминокислот .В другой раз в результате
такого же опыта были обнаружены даже нуклеиновые кислоты – цепочки длиной
до шести звеньев .
Согласно одной гипотезе ,содержание органических веществ выше всего было
в высыхающих лужах ,остав-авшихся на берегу океана после отлива .Здесь
образо-вывались цепочки белков и нуклеиновых кислот .При этом чем длиннее
была цепочка ,тем она была устойчивее .Она закручивалась в клубок ,который
разрушался уже не так легко.
Опарин считал ,что главная роль в превращении неживого в живое
принадлежала белкам .В “первичном бульоне” образовывались “сгустки “ белка
(коацерваты) . Они могли вбирать в себя новые питательные вещества ,
разбиваться на более мелкие капельки .Конечно ,они еще не были живыми .
По словам Опарина , расстояние от этих “сгустков” до самых примитивных
бактерий ничуть не меньше ,чем от амебы до человека. Главное ,что отличало
“сгустки” от клеток ,- неспособность точно воспроизводить самих себя.
Чтобы “штамповать” одинаковые белки ,нужна матрица .В ныне живущих
организмах (от бактерий и вирусов до человека ) этой матрицей служат
нуклеиновые кислоты
( РНК и ДНК ).
В какой момент белковые “сгустки” “перешагнули” порог живого ? Тогда ,
когда включили в себя нуклеиновые кисло-ты ,которые позволили создавать
хотя бы грубые , прибли-зительные копии уже имеющихся белков.Это были уже
за-чатки примитивных клеток .
Один из скептиков высказал мнение ,что возникновение жизни в результате
перечисленных процессов столь же не правдоподобно ,как сборка самолета
“Боинг – 747“ в результате урагана , пронесшегося над мусорной свалкой .Но
не будем забывать ,что на протяжении длительного времени (миллиарда лет) в
огромном пространстве ,где происходил “опыт” (весь земной океан) ,самое
маловероят-ное событие могло стать почти неизбежным .
Никто точно не знает ,когда именно возникла первая живая клетка .Возраст
самых ранних следов жизни (остатков бактерий ), найденных в древних
отложениях земной коры , - около 3,5 миллиардов лет . Допустим ,что возраст
жизни на нашей планете – 3 миллиарда 600 миллионов лет. Для большей
наглядности представим себе , что этот огромный отрезок времени уместился в
пределы одних суток.
Сейчас на наших “часах” – ровно 24 часа ,а в момент возникновения жизни
они показывали 0 часов.Каждый час вместил 150 миллионов лет ,каждая минута
– 2,5 миллионов лет.
Самая древняя эпоха развития жизни докембрийская-
длилась невероятно долго : свыше 3 миллиардов лет . Или , по нашей шкале
,с начала суток до 8 часов вечера . Мы уже рассказали об условиях ,в
которых жили первые живые организмы .Пищей им служил “первичный бульон”
окружающего океана или их менее удачливые собратья . Постепенно ,однако ,в
течение миллионов лет этот бульон становился все более“разбавленным”,и ,
наконец ,запасы питательных веществ исчерпались .
Развитие жизни зашло в тупик .Но эволюция благополучно нашла из него
выход.Появились первые организмы (бактерии ),способные с помощью солнечного
света превращать неорганические вещества в органические.
Чтобы строить свои организмы ,всему живому требуется ,в частности ,
водород. Зеленые растения получают его,расще-пляя воду и выделяя кислород .
Но бактерии этого делать еще не умеют . Они разлагают не воду ,а
сероводород, что гораздо проще.При этом выделяется не кислород ,а сера .
(Поэтому на повер-хности некоторых болот можно встре-тить пленку из серы ).
Так и поступали древние бактерии . Но количество сероводорода на Земле было
довольно огра-ничено .Наступил новый кризис в развитии жизни .
Выход из него “нашли” синезеленые водоросли .Они научились расщеплять
воду . Молекула воды – непростой “орешек“ не так – то легко “растащить”
водород и кислород.Это в семь раз труднее ,чем расщепить сероводород.Можно
сказать ,что синезеленые водоросли совершили настоящий подвиг .Это
произошло 2 миллиарда 300 миллионов лет назад (по нашей шкале – около 9
часов утра ).
Теперь в качестве побочного продукта в атмосферу начал выделяться
кислород . Накопление кислорода
представляло серьезную угрозу для жизни .Начиная с 11 часов утра новое
самозарождение жизни на Земле стало невозможным – содержание кислорода
достигло 1% от современного .А перед живыми организмами встала новая
проблема - как бороться с возрастающим количеством этого агрессивного
вещества .
Но эволюция сумела преодолеть и это испытание, одержав новую блестящую
победу .Около 11 часов утра на Земле появился первый организм ,вдохнувший
кислород.Так возникло дыхание.
До этого момента живые организмы жили в океане , укрываясь в водной
толще от губительного для всего живого потоков солнечного ультрафиолета
.Теперь благодаря кислороду в верхних слоях атмосферы возник слой озона,
смягчивший излучение. Под защитой озона жизнь смогла выйти на сушу.
Американский писатель-фантаст Клиффорд Саймак в повести “Кто там в
толще скал ?” так описывает воображаемое путешествие своего героя во
времени – в докембрий :”Дышать было трудно .Кислорода еще хватало , хоть и
с грехом пополам ,- из-за этого он и дышал гораздо чаще обычного.Отступи он
в прошлое еще на миллион лет– кислорода перестало бы хватать. А отступи еще
немного дальше – и свободного кислорода не оказалось бы совсем.
Всмотревшись в береговую кромку ,он приметил ,что она населена
множеством крохотных созданий , снующих туда-сюда ,копошащихся в пенном
прибрежном соре или сверлящих булавочные норки в грязи .Он опустил руку и
слегка поскреб камень ,на котором сидел .На камне проступало зеленоватое
пятно – оно тут же отделилось и прилипло к ладони толстой пленкой
,склизской на ощупь.
Значит,перед ним была первая жизнь ,осмелившаяся выб-
раться на сушу ,- существа ,не готовые ,да и не способные
оторваться от подола ласковой матери - воды ,которая
бессменно пестовала жизнь с самого ее начала .
Здесь происходило многое ,что даст себя знать в гряду –
щем ,но происходило тайно ,исподволь .Снующие козяв -
ки и осклизлый налет на скалах – отважные в своем нера-
зумии предвестники далеких дней – внушали почтение …” В течение докембрия
природа сделала еще целый ряд заме-чательных “изобретений”.Около 2 часов
дня (по нашей шка-ле) клетки получили ядро .Примерно тогда же возникло по-
ловое размножение ,резко ускорившее темпы эволюции .
Появились первые многоклеточные существа .
К концу докембрия (как мы помним ,это 8 часов вечера)
земные моря населяли разнообразные животные :медузы,
плоские черви ,губки ,полипы .Все они были мягкотелыми,
лишенными скелета .Возникновение у животных скелета -
раковин ,панцирей и т.д. – обозначило начало новой геоло-
гической эры.
Палеозойская эра ,начавшаяся 570 миллионов лет назад ,
длилась 340 миллионов лет .(То есть ,по нашей шкале ,с
начала девятого вечера до половины одиннадцатого .)Уче-
ные делят ее на шесть периодов .
Самый ранний из них – кембрий (он продолжался 70 мил -
лионов лет).Как мы уже сказали ,в этот период у самых разнообразных
животных начинает развиваться скелет,
будь то раковина ,панцирь или просто колючие шипики .
Видимо ,мягкотелось становится к этому моменту слиш-
ком небезопасной.
Творчество природы ,создающей новые формы жизни ,в
кембрии необычайно плодотворно и разнообразно :почти
все типы животного царства получают своих первых пред-
ставителей .Хордовых ,например,представляют существа,
похожие на современного ланцетника .Пропуская воду через жаберные щели ,они
таким образом процеживают
из ила съедобные частички. Как ни трудно нам представить моря без рыб ,но в
морях кембрия их еще не было .Моря были густо заселены знаменитыми
трилобитами – вымер-шими предками пауков , скорпионов и клещей .
За кембрием следует ордовик (он длился 60 миллионов лет).В море по –
прежнему процветают трилобиты .Появ-
ляются первые позвоночные – родичи современных миног и
миксин .Челюстей у них еще нет , но строение рта позво -
ляет хватать живую добычу ,что ,конечно ,гораздо выгод-
нее ,бесконечного процеживания ила .
В следующем периоде – силуре (30 миллионов лет )на сушу выходят первые
растения (псилофиты) ,покрывая берега зеленым ковром высотой до 25
сантиметров .Вслед за ними на сушу начинают переселяться животные , приу -
чаясь дышать атмосферным воздухом ,- многоножки ,чер-
ви ,пауки и скорпионы.
В морях трилобитов уже теснят гигантские ракоскор -
пионы ,длина которых порой превышает 2 метра . У поз-
воночных появляется новый ,неизвестный прежде орган –
челюсти , развившиеся из безобидных жаберных щелей бес-
черепных (например ,ланцетника ) .Чтобы добыча не ус -
кользнула из их челюстей ,рыбы приобретают одновремен -
но парные плавники ,увеличивающие маневренность .
Следующий период – девон (60 миллионов лет ).Сушу заселяют
плауны,папоротники ,хвощи ,мхи .В их зарослях уже живут первые насекомые.
Выбираются на сушу и позвоночные .Как и почему это происходит ?Климат в
