Как давно появилась жизнь на земле. Самые интересные теории возникновения жизни на Земле: основные версии
Вопрос о том, когда на Земле появилась жизнь, всегда волновал не только ученых, но и всех людей. Ответы на него
практически всех религий. Хотя точного научного ответа на него до сих пор нет, некоторые факты позволяют высказать более или менее обоснованные гипотезы. В Гренландии исследователями был найден образец горной породы
с крошечным вкраплением углерода. Возраст образца более 3,8 млрд лет. Источником углерода, скорее всего, было какое-то органическое вещество – за такое время оно полностью утратило свою структуру. Ученые полагают, что этот комочек углерода может быть самым древним следом жизни на Земле.
Как выглядела первобытная Земля?
Перенесемся на 4 млрд лет назад. Атмосфера не содержит свободного кислорода, он находится только в составе окислов. Почти никаких звуков, кроме свиста ветра, шипения извергающейся с лавой воды и ударов метеоритов о поверхность Земли. Ни растений, ни животных, ни бактерий. Может быть, так выглядела Земля, когда на ней появилась жизнь? Хотя эта проблема издавна волнует многих исследователей, их мнения на этот счет сильно различаются. Об условиях на Земле того времени могли бы свидетельствовать горные породы, но они давно разрушились в результате геологических процессов и перемещений земной коры.
В этой статье мы кратко расскажем о нескольких гипотезах возникновения жизни, отражающих современные научные представления. Как считает известный специалист в области проблемы возникновения жизни Стэнли Миллер, о возникновении жизни и начале ее эволюции можно говорить с того момента, как органические молекулы самоорганизовывались в структуры, которые смогли воспроизводить самих себя. Но это порождает другие вопросы: как возникли эти молекулы; почему они могли самовоспроизводиться и собираться в те структуры, которые дали начало живым организмам; какие нужны для этого условия?
Согласно одной из гипотез жизнь началась в кусочке льда. Хотя многие ученые полагают, что присутствующий в атмосфере углекислый газ обеспечивал поддержание тепличных условий, другие считают, что на Земле господствовала зима. При низкой температуре все химические соединения более стабильны и поэтому могут накапливаться в больших количествах, чем при высокой температуре. Занесенные из космоса осколки метеоритов, выбросы из гидротермальных источников и химические реакции, происходящие при электрических разрядах в атмосфере, были источниками аммиака и таких органических соединений, как формальдегид и цианид. Попадая в воду Мирового океана, они замерзали вместе с ней. В ледяной толще молекулы органических веществ тесно сближались и вступали во взаимодействия, которые приводили к образованию глицина и других аминокислот. Океан был покрыт льдом, который защищал вновь образовавшиеся соединения от разрушения под действием ультрафиолетового излучения. Этот ледяной мир мог растаять, например, при падении на планету огромного метеорита (рис. 1).
Чарлз Дарвин и его современники полагали, что жизнь могла возникнуть в водоеме. Этой точки зрения многие ученые придерживаются и в настоящее время. В замкнутом и сравнительно небольшом водоеме органические вещества, приносимые впадающими в него водами, могли накапливаться в необходимых количествах. Затем эти соединения еще больше концентрировались на внутренних поверхностях слоистых минералов, которые могли быть катализаторами реакций. Например, две молекулы фосфатальдегида, встретившиеся на поверхности минерала, реагировали между собой с образованием фосфорилированной углеводной молекулы – возможного предшественника рибонуклеиновой кислоты (рис. 2).
А может быть, жизнь возникла в районах вулканической деятельности? Непосредственно после образования Земля представляла собой огнедышащий шар магмы. При извержениях вулканов и с газами, высвобождавшимися из расплавленной магмы, на земную поверхность выносились разнообразные химические вещества, необходимые для синтеза органических молекул. Так, молекулы угарного газа, оказавшись на поверхности минерала пирита, обладающего каталитическими свойствами, могли реагировать с соединениями, имевшими метильные группы, и образовывать уксусную кислоту, из которой затем синтезировались другие органические соединения (рис. 3).
Впервые получить органические молекулы – аминокислоты – в лабораторных условиях, моделирующих те, что были на первобытной Земле, удалось американскому ученому Стэнли Миллеру в 1952 г. Тогда эти эксперименты стали сенсацией, и их автор получил всемирную известность. В настоящее время он продолжает заниматься исследованиями в области предбиотической (до возникновения жизни) химии в Калифорнийском университете. Установка, на которой был осуществлен первый эксперимент, представляла собой систему колб, в одной из которых можно было получить мощный электрический разряд при напряжении 100 000 В.
Миллер заполнил эту колбу природными газами – метаном, водородом и аммиаком, которые присутствовали в атмосфере первобытной Земли. В колбе, расположенной ниже, было небольшое количество воды, имитирующей океан. Электрический разряд по своей силе приближался к молнии, и Миллер ожидал, что под его действием образуются химические соединения, которые, попав затем в воду, прореагируют друг с другом и образуют более сложные молекулы.
Результат превзошел все ожидания. Выключив вечером установку и вернувшись на следующее утро, Миллер обнаружил, что вода в колбе приобрела желтоватую окраску. То, что образовалось, оказалось бульоном из аминокислот – строительных блоков белков. Таким образом этот эксперимент показал, как легко могли образоваться первичные ингредиенты живого. Всего-то и нужны были – смесь газов, маленький океан и небольшая молния.
Другие ученые склонны считать, что древняя атмосфера Земли отличалась от той, которую моделировал Миллер, и состояла, скорее всего, из углекислого газа и азота. Используя эту газовую смесь и экспериментальную установку Миллера, химики попытались получить органические соединения. Однако их концентрация в воде была такой ничтожной, как если бы растворили каплю пищевой краски в плавательном бассейне. Естественно, трудно себе представить, как могла возникнуть жизнь в таком разбавленном растворе.
Если действительно вклад земных процессов в создание запасов первичного органического вещества был столь незначителен, то откуда оно вообще взялось? Может быть, из космоса? Астероиды, кометы, метеориты и даже частицы межпланетной пыли могли нести на себе органические соединения, включая аминокислоты. Эти внеземные объекты могли обеспечить попадание в первичный океан или небольшой водоем достаточного для зарождения жизни количества органических соединений.
Последовательность и временной интервал событий, начиная от образования первичного органического вещества и кончая появлением жизни как таковой, остается и, наверное, навсегда останется загадкой, волнующей многих исследователей, равно как и вопрос, что. собственно, считать жизнью.
В настоящее время существует несколько научных определений жизни, но все они не точны. Одни из них настолько широки, что под них попадают такие неживые объекты, как огонь или кристаллы минералов. Другие – слишком узки, и в соответствии с ними мулы, не дающие потомства, не признаются живыми.
Одно из наиболее удачных определяет жизнь как самоподдерживающуюся химическую систему, способную вести себя в соответствии с законами дарвиновской эволюции. Это значит, что, во-первых, группа живых особей должна производить подобных себе потомков, которые наследуют признаки родителей. Во-вторых, в поколениях потомков должны проявляться последствия мутаций – генетических изменений, которые наследуются последующими поколениями и обуславливают популяционную изменчивость. И в-третьих, необходимо, чтобы действовала система естественного отбора, в результате которого одни особи получают преимущество перед другими и выживают в изменившихся условиях, давая потомство.
Какие же элементы системы были необходимы, чтобы у нее появились характеристики живого организма? Большое число биохимиков и молекулярных биологов считают, что необходимыми свойствами обладали молекулы РНК. РНК – рибонуклеиновые кислоты – это особенные молекулы. Одни из них могут реплицироваться, мутировать, таким образом передавая информацию, и, следовательно, они могли участвовать в естественном отборе. Правда, они не способны сами катализировать процесс репликации, хотя ученые надеются, что в недалеком будущем будет найден фрагмент РНК с такой функцией. Другие молекулы РНК задействованы в “считывании” генетической информации и передаче ее на рибосомы, где происходит синтез белковых молекул, в котором принимают участие молекулы РНК третьего типа.
Таким образом самая примитивная живая система могла быть представлена молекулами РНК, удваивающимися, подвергающимися мутациям и подверженными естественному отбору. В ходе эволюции на основе РНК возникли специализированные молекулы ДНК – хранители генетической информации – и не менее специализированные молекулы белка, взявшие на себя функции катализаторов синтеза всех известных в настоящее время биологических молекул.
В некий момент времени “живая система” из ДНК, РНК и белка нашла приют внутри мешочка, образованного липидной мембраной, и эта более защищенная от внешних воздействий структура послужила прототипом самых первых клеток, давших начало трем основным ветвям жизни, которые представлены в современном мире бактериями, археями и эукариотами. Что касается даты и последовательности появления таких первичных клеток, то это остается загадкой. Кроме того, по простым вероятностным оценкам для эволюционного перехода от органических молекул к первым организмам не хватает времени – первые простейшие организмы появились слишком внезапно.
В течение многих лет ученые полагали, что жизнь вряд ли могла возникнуть и развиваться в тот период, когда Земля постоянно подвергалась столкновениям с большими кометами и метеоритами, а завершился этот период примерно 3,8 млрд лет тому назад. Однако недавно в самых древних на Земле осадочных породах, найденных в юго-западной части Гренландии, были обнаружены следы сложных клеточных структур, возраст которых составляет по крайней мере 3,86 млрд лет. Значит, первые формы жизни могли возникнуть за миллионы лет до того, как прекратилась бомбардировка нашей планеты крупными космическими телами. Но тогда возможен и совсем другой сценарий (рис. 4).
Падавшие на Землю космические объекты могли сыграть центральную роль в возникновении жизни на нашей планете, так как, по мнению ряда исследователей, клетки, подобные бактериям, могли возникнуть на другой планете и затем уже попасть на Землю вместе с астероидами. Одно из свидетельств в пользу теории внеземного происхождения жизни было обнаружено внутри метеорита, по форме напоминающего картофелину и названного ALH84001. Первоначально этот метеорит был частичкой марсианской коры, которая затем была выброшена в космос в результате взрыва при столкновении огромного астероида с поверхностью Марса, происшедшего около 16 млн лет назад. А 13 тыс. лет назад после длительного путешествия в пределах Солнечной системы этот осколок марсианской породы в виде метеорита приземлился в Антарктике, где и был недавно обнаружен. При детальном исследовании метеорита внутри него были обнаружены палочковидные структуры, напоминающие по форме окаменелые бактерии, что дало повод для бурных научных споров о возможности жизни в глубине марсианской коры. Разрешить эти споры удастся не ранее 2005 г., когда Национальное управление по аэронавтике и космическим исследованиям США осуществит программу полета на Марс межпланетного корабля для отбора проб марсианской коры и доставки образцов на Землю. И если ученым удастся доказать, что микроорганизмы когда-то населяли Марс, то о внеземном возникновении жизни и о возможности занесения жизни из Космоса можно будет говорить с большей долей уверенности (рис. 5).
Рис. 5. Наше происхождение от микробов.
Что мы унаследовали от древних форм жизни? Приведенное ниже сравнение одноклеточных организмов с клетками человека выявляет много черт сходства.
 1. Половое размножение |
 2. Реснички |
 3. Захват других клеток |
 4. Митохондрии
|
 5. Жгутики |
Эволюция жизни на Земле: от простого к сложному
В настоящее время, да, наверное, и в будущем, наука не сможет дать ответ на вопрос, как выглядел самый первый организм, появившийся на Земле, – предок, от которого берут начало три основные ветви древа жизни. Одна из ветвей – эукариоты, клетки которых имеют оформленное ядро, содержащее генетический материал, и специализированные органеллы: митохондрии, вырабатывающие энергию, вакуоли и др. К эукариотным организмам относятся водоросли, грибы, растения, животные и человек.
Вторая ветвь – это бактерии – прокариотные (доядерные) одноклеточные организмы, не имеющие выраженного ядра и органелл. И наконец, третья ветвь – одноклеточные организмы, именуемые археями, или архебактериями, клетки которых имеют такое же строение, как и у прокариот, но совсем другую химическую структуру липидов.
Многие архебактерии способны выживать в крайне неблагоприятных экологических условиях. Некоторые из них являются термофилами и обитают только в горячих источниках с температурой 90 °С и даже выше, где другие организмы попросту погибли бы. Превосходно чувствуя себя в таких условиях, эти одноклеточные организмы потребляют железо и серусодержащие вещества, а также ряд химических соединений, токсичных для других форм жизни. По мнению ученых, найденные термофильные архебактерии являются крайне примитивными организмами и в эволюционном отношении – близкими родственниками самых древних форм жизни на Земле.
Интересно, что современные представители всех трех ветвей жизни, наиболее похожие на своих прародителей, и сегодня обитают в местах с высокой температурой. Исходя из этого, некоторые ученые склонны считать, что, вероятнее всего, жизнь возникла около 4 млрд лет тому назад на дне океана вблизи горячих источников, извергающих потоки, богатые металлами и высокоэнергетическими веществами. Взаимодействуя друг с другом и с водой стерильного тогда океана, вступая в самые разнообразные химические реакции, эти соединения дали начало принципиально новым молекулам. Так, в течение десятков миллионов лет в этой “химической кухне” готовилось самое большое блюдо – жизнь. И вот около 4,5 млрд лет тому назад на Земле появились одноклеточные организмы, одинокое существование которых продолжалось весь докембрийский период.
Всплеск эволюции, давший начало многоклеточным организмам, произошел гораздо позже, немногим более полумиллиарда лет назад. Хотя размеры микроорганизмов столь малы, что в одной капле воды могут поместиться миллиарды, масштабы проведенной ими работы грандиозны.
Полагают, что первоначально в земной атмосфере и Мировом океане не было свободного кислорода, и в этих условиях жили и развивались лишь анаэробные микроорганизмы. Особым шагом в эволюции живого было возникновение фотосинтезирующих бактерий, которые, используя энергию света, превращали углекислый газ в углеводные соединения, служащие пищей для других микроорганизмов. Если первые фотосинтетики выделяли метан или сероводород, то появившиеся однажды мутанты начали вырабатывать в процессе фотосинтеза кислород. По мере накопления кислорода в атмосфере и водах анаэробные бактерии, для которых он губителен, заняли бескислородные ниши.
В древних ископаемых остатках, найденных в Австралии, возраст которых исчисляется 3,46 млрд лет, были обнаружены структуры, которые считают останками цианобактерий – первых фотосинтезирующих микроорганизмов. О былом господстве анаэробных микроорганизмов и цианобактерий свидетельствуют строматолиты, встречающиеся в мелководных прибрежных акваториях не загрязненных соленых водоемов. По форме они напоминают большие валуны и представляют интересное сообщество микроорганизмов, живущее в известняковых или доломитовых породах, образовавшихся в результате их жизнедеятельности. На глубину нескольких сантиметров от поверхности строматолиты насыщены микроорганизмами: в самом верхнем слое обитают фотосинтезирующие цианобактерии, вырабатывающие кислород; глубже обнаруживаются бактерии, которые до определенной степени терпимы к кислороду и не нуждаются в свете; в нижнем слое присутствуют бактерии, которые могут жить только в отсутствие кислорода. Расположенные в разных слоях, эти микроорганизмы составляют систему, объединенную сложными взаимоотношениями между ними, в том числе пищевыми. За микробной пленкой обнаруживается порода, образующаяся в результате взаимодействия остатков отмерших микроорганизмов с растворенным в воде карбонатом кальция. Ученые считают, что когда на первобытной Земле еще не было континентов и лишь архипелаги вулканов возвышались над поверхностью океана, мелководье изобиловало строматолитами.
В результате жизнедеятельности фотосинтезирующих цианобактерий в океане появился кислород, а примерно через 1 млрд лет после этого он начал накапливаться в атмосфере. Сначала образовавшийся кислород взаимодействовал с растворенным в воде железом, что привело к появлению окислов железа, которые постепенно осаждались на дне. Так в течение миллионов лет с участием микроорганизмов возникли огромные залежи железной руды, из которой сегодня выплавляется сталь.
Затем, когда основное количество железа в океанах подверглось окислению и уже не могло связывать кислород, он в газообразном виде ушел в атмосферу.
После того как фотосинтезирующие цианобактерии создали из углекислого газа определенный запас богатого энергией органического вещества и обогатили земную атмосферу кислородом, возникли новые бактерии – аэробы, которые могут существовать только в присутствии кислорода. Кислород им необходим для окисления (сжигания) органических соединений, а значительная часть получаемой при этом энергии превращается в биологически доступную форму – аденозинтрифосфат (АТФ). Этот процесс энергетически очень выгоден: анаэробные бактерии при разложении одной молекулы глюкозы получают только 2 молекулы АТФ, а аэробные бактерии, использующие кислород, – 36 молекул АТФ.
С появлением достаточного для аэробного образа жизни количества кислорода дебютировали и эукариотные клетки, имеющие в отличие от бактерий ядро и такие органеллы, как митохондрии, лизосомы, а у водорослей и высших растений – хлоропласты, где совершаются фотосинтетические реакции. По поводу возникновения и развития эукариот существует интересная и вполне обоснованная гипотеза, высказанная почти 30 лет назад американским исследователем Л.Маргулисом. Согласно этой гипотезе митохондрии, выполняющие функции фабрик энергии в эукариотной клетке, – это аэробные бактерии, а хлоропласты растительных клеток, в которых происходит фотосинтез, – цианобактерии, поглощенные, вероятно, около 2 млрд лет назад примитивными амебами. В результате взаимовыгодных взаимодействий поглощенные бактерии стали внутренними симбионтами и образовали с поглотившей их клеткой устойчивую систему – эукариотную клетку.
Исследования ископаемых останков организмов в породах разного геологического возраста показали, что на протяжении сотен миллионов лет после возникновения эукариотные формы жизни были представлены микроскопическими шаровидными одноклеточными организмами, такими как дрожжи, а их эволюционное развитие протекало очень медленными темпами. Но немногим более 1 млрд лет назад возникло множество новых видов эукариот, что обозначило резкий скачок в эволюции жизни.
Прежде всего это было связано с появлением полового размножения. И если бактерии и одноклеточные эукариоты размножались, производя генетически идентичные копии самих себя и не нуждаясь в половом партнере, то половое размножение у более высокоорганизованных эукариотных организмов происходит следующим образом. Две гаплоидные, имеющие одинарный набор хромосом половые клетки родителей, сливаясь, образуют зиготу, имеющую двойной набор хромосом с генами обоих партнеров, что создает возможности для новых генных комбинаций. Возникновение полового размножения привело к появлению новых организмов, которые и вышли на арену эволюции.
Три четверти всего времени существования жизни на Земле она была представлена исключительно микроорганизмами, пока не произошел качественный скачок эволюции, приведший к появлению высокоорганизованных организмов, включая человека. Проследим основные вехи в истории жизни на Земле по нисходящей линии.
1,2 млрд лет назад произошел взрыв эволюции, обусловленный появлением полового размножения и ознаменовавшийся появлением высокоорганизованных форм жизни – растений и животных.
Образование новых вариаций в смешанном генотипе, возникающем при половом размножении, проявилось в виде биоразнообразия новых форм жизни.
2 млрд лет назад появились сложноорганизованные эукариотные клетки, когда одноклеточные организмы усложнили свое строение за счет поглощения других прокариотных клеток. Одни из них – аэробные бактерии – превратились в митохондрии – энергетические станции кислородного дыхания. Другие – фотосинтетические бактерии – начали осуществлять фотосинтез внутри клетки-хозяина и стали хлоропластами в клетках водорослей и растений. Эукариотные клетки, имеющие эти органеллы и четко обособленное ядро, включающее генетический материал, составляют все современные сложные формы жизни – от плесневых грибов до человека.
3,9 млрд лет назад появились одноклеточные организмы, которые, вероятно, выглядели, как современные бактерии, и архебактерии. Как древние, так и современные прокариотные клетки устроены относительно просто: они не имеют оформленного ядра и специализированных органелл, в их желеподобной цитоплазме располагаются макромолекулы ДНК – носители генетической информации, и рибосомы, на которых происходит синтез белка, а энергия производится на цитоплазматической мембране, окружающей клетку.
4 млрд лет назад загадочным образом возникла РНК. Возможно, что она образовалась из появившихся на первобытной земле более простых органических молекул. Полагают, что древние молекулы РНК имели функции носителей генетической информации и белков-катализаторов, они были способны к репликации (самоудвоению), мутировали и подвергались естественному отбору. В современных клетках РНК не имеют или не проявляют этих свойств, но играют очень важную роль посредника в передаче генетической информации с ДНК на рибосомы, в которых происходит синтез белков.
А.Л. Прохоров
По материалам
статьи Ричарда Монастерски
в журнале National Geographic, 1998 г. No
3
Существует гипотеза о возможном занесении бактерий, микробов и прочих мельчайших организмов, посредством занесения небесными телами. Организмы развивались и в результате длительных преобразований, постепенно появлялась жизнь на Земле. В гипотезе рассматриваются организмы, способные функционировать даже в бескислородной среде и в аномально высоких или низких температурах.
Это связано с пребыванием бактерий-переселенцев на астероидах и метеоритах, которые представляют собой осколки от столкновений планет или других тел. Из-за наличия износоустойчивой внешней оболочки, а также благодаря способности замедлять все процессы жизнедеятельности (порой превращаясь в спору), такого рода жизнь способна перемещаться очень продолжительное время и на очень далёкие расстояния.
При попадании же в более гостеприимные условия, “межгалактические путешественники” активируют основные жизнеобеспечивающие функции. И сами того не понимая, образуют с течением некоторого времени, жизнь на Земле.
Факт существования синтетических и органических веществ в наши дни неоспорим. Более того, ещё в далёком девятнадцатом веке, немецкий учёный Фридрих Вёлер, синтезировал органическое вещество (мочевину) из неорганического (цианат аммония). Затем были синтезированы углеводороды. Таким образом, жизнь на планете Земля вполне вероятно зародилась путём синтеза из неорганического материала. Посредством абиогенеза выдвигаются теории происхождения жизни.
Так как основную роль в строении любого органического организма составляют аминокислоты. Логично было бы предположить об их причастности к заселению Земли жизнь. На данных, полученных от эксперимента Стэнли Миллера и Гарольда Юри (образование аминокислот, пропуском электрического заряда через газы), можно говорить о возможности образования аминокислот. Ведь аминокислоты – это кирпичики, с помощью которых строятся сложные системы организма и любой жизни соответственно.
Космогоническая гипотеза
Наверно самая популярная из всех трактовка, которую знает каждый школьник. Теория большого взрыва была и остаётся вполне актуальной темой для горячих обсуждений. Большой взрыв произошёл от сингулярной точки скопления энергии, в результате освобождения которой, значительно расширилась Вселенная. Образовались космические тела. Несмотря на всю состоятельность, Теория большого взрыва не объясняет образования самой Вселенной. Как собственно и не может объяснить ни одна существующая гипотеза.
Симбиоз органелл ядерных организмов
Эту версию зарождения жизни на Земле, ещё называют эндосимбиозом. Чёткие положения системы были составлены русским ботаником и зоологом К. С. Мережковским. Суть данной концепция заключается в взаимовыгодном сожительстве органеллы с клеткой. Что в свою очередь позволяет предположить об эндосимбиозе, как о выгодном для обоих сторон симбиозе с образованием клеток эукариот (клетки в которых присутствует ядро). Затем при помощи передачи генетической информации между бактериями, осуществлялось их развитие и увеличение популяции. Согласно этой версии, все дальнейшие развитие жизни и жизненных форм, обязано предшествующему предку современных видов.
Самозарождение
Такого вида утверждение в девятнадцатом веке, не могло не восприниматься без доли скепсиса. Внезапное появление видов, а именно образование жизни из неживого, казалось фантастикой для людей того времени. При том гетерогенез (Способ размножения, в результате которого рождаются особи, сильно отличающиеся от родительских) признавался обоснованным объяснением жизни. Простым примером будет образование сложной жизнеспособной системы из разлагающихся веществ.
К примеру в том же Египте, египетские иероглифы сообщают о появлении разнообразной жизни из воды, песка, разлагающихся и гниющих остатков растений. Эта новость нисколько бы не удивила древнегреческих философов. Там убеждение о зарождении жизни из неживого воспринималось как факт, не требующий обоснования. Великий греческий философ Аристотель, так говорил о зримой истине: ” тля образуется из протухших продуктов питания, Крокодил – результат процессов в гниющих брёвнах, находящихся под водой”. Загадочно, но не смотря на всяческие преследования со стороны церкви, убеждение под лоном тайны, прожило целый век.
Споры о жизни на Земле не могут продолжаться вечно. Именно поэтому, в конце девятнадцатого века, французский микробиолог и химик Луи Пастер проводил свои анализы. Его исследования имели строго научный характер. Эксперимент проводился в 1860-1862. Благодаря выведению спор из сонного состояния, Пастер смог решить вопрос о самозарождении жизни. (За что ему и присудила премию Французская академия наук)
Сотворение сущего из обычной глины
Звучит как безумие, но в действительности эта тема имеет право на жизнь. Ведь не зря Шотландский учёный-исследовать А.ДЖ.Кернс-Смит, выдвинул белковую теорию о жизни. Крепко составляя основу из похожих исследований, он говорил о взаимодействии на молекулярном уровне между органическими составляющими и простой глиной… Оказываясь под её воздействием, компоненты образовывали устойчивые системы, в которых происходили изменения в структуре обоих составляющих, а затем и образованием состоятельной жизни. Вот таким уникальным и оригинальным образом, объяснял свою позицию Кернс-Смит. Кристаллы глины, с находящимся в ней биологическими включениями, зарождали жизнь вместе, после чего их “сотрудничество” кончалось.
Теория постоянных катастроф
Согласно концепции, разработанной Жоржом Кювье, мир, который прямо сейчас можно лицезреть, вовсе не является первичным. А чем он является, так это всего лишь очередным звеном последовательно разрывающейся цепочки. Это значит, мы живём в мире, который со временем подвергнется массовому вымиранию жизни. При этом не всё на Земле подвергалось глобальному уничтожению (к примеру наступал потоп). Некоторые виды, в ход своей приспосабливаемости выживали, тем самым заселяя Землю. Строение видов и жизни, по словам Жоржа Кювье оставалось неизменным.
Материя, как объективная реалия
Главная тема учения — различные сферы и области, приближающие к пониманию эволюции, с точки зрения точных наук. (материализм – мировоззрение в философии, раскрывающее все причинно-следственные обстоятельства, явления и факторы реальности. Законы применимы к человеку, обществу, Земле). Теория выдвинута известными приверженцами материализма, считающими, что жизнь на Земле зародилась от преобразований на уровне химии. При том происходившие почти 4 миллиарда лет назад. Объяснение жизни имеет прямую связь с ДНК, (дезоксирибонуклеиновая кислота) РНК (рибонуклеиновая кислота), а также к некоторым ВМС (высокомолекулярным соединениям, в данном случае – белкам.)
Концепция образовалась посредством научных исследований, раскрывающих суть молекулярной и генетической биологии, генетики. Источники авторитетные, особенно учитывая их молодость. Ведь исследования гипотезы о мире РНК, начали проводиться в конце двадцатого века. Огромный вклад в теорию внёс Карл Ричард Вёзе.
Учение Чарльза Дарвина
Говоря о происхождении видов, невозможно не упомянуть такого поистине гениального человека, как Чарльз Дарвин. Работа его жизни – естественный отбор, положила начало массовым атеистическим движениям. С другой стороны, дала небывалый толчок науке, неисчерпаемую почву для исследований и экспериментов. Суть учения заключалась в выживании видов на протяжении всей истории, путём приспособления организмов к местным условиям, образование новых признаков, помогающих в условиях конкуренции.
Под эволюцией подразумевают некоторые процессы, направленные к изменению жизни организма и самого организма с течением времени. Под наследственными же чертами, подразумевают передачу поведенческой, генетической, или же другого рода информации (передачей от материнского к дочернему.)
Основными силами движения эволюции, по Дарвину является борьба за право на существование, путём отбора и изменчивости видов. Под влиянием Дарвиновских идей, в начале двадцатого века, активно проводились исследования по части экологии, а также генетики. В корне изменялось преподавание зоологии.
Творение Бога
Многие люди со всего земного шара до сих пор исповедуют веру в Бога. Креационизм является толкованием образования жизни на Земле. Толкование состоит из системы утверждений, основанных на библии, и рассматривает жизнь, как созданное богом-творцом существо. Данные берутся из “Ветхого завета”, “Евангелия” и прочих священных писаний.
Интерпретации создания жизни в разных религиях в чём-то схожи. Ориентируясь по библии, Земля была сотворена за семь дней. Небо, светило небесное, вода и тому подобное, создавалось пять дней. На шестой Бог сотворил Адама из глины. Увидев скучающего, одинокого человека, Бог решил сотворить ещё одно чудо. Взяв ребро Адама, он создал Еву. Седьмой день признавался выходным.
Жили Адам с Евой без бед, до тех пор, пока злорадный дьявол в образе змеи не решил искусить Еву. Ведь посреди рая стояло дерево познания добра и зла. Первая матерь предложила Адаму разделить трапезу, тем самым нарушив слово, данное Богу (он запретил трогать запретные плоды.)
Первые люди изгоняются в наш мир, тем самым начиная историю всего человечества и жизни на Земле.
История жизни на Земле началась с момента появления первых живых организмов — примерно 3,7 миллиарда лет назад — и продолжается по сей день. Сходство между всеми организмами указывают на наличие общего предка, из которого все известные виды разошлись в процессе эволюции.
Цианобактериальные маты и археи были доминирующей формой жизни в начале архейского эона и были огромным эволюционным шагом того времени. Кислородный фотосинтез, появившийся тогда, около 3500000000 лет назад, в конечном итоге привел к оксигенации атмосферы, начиная примерно с 2400 млн лет назад. Первые свидетельства эукариот датируется 1850 млн лет назад, хотя, возможно, они появились раньше, их диверсификация ускорилась, когда они начали использовать кислород в метаболизме. Позже, около 1700000000 лет назад, стали появляться многоклеточные организмы с дифференцированными клетками выполнения специализированных функций.
Примерно 1200 млн лет назад появляются первые водоросли, а уже примерно 450 млн лет назад — первые высшие растения. Беспозвоночные животные появились в едиакарскому периоде, а позвоночные возникли около 525 000 000 лет назад во время кембрийского взрыва.
Возникновение жизни на Земле
В соответствии с современной концепцией мира РНК, рибонуклеиновая кислота (РНК) была первой молекулой, которая обладала способностью к самовоспроизведению. Могли пройти миллионы лет, прежде чем на Земле появилась первая такая молекула. Но после ее образования на нашей планете появилась возможность возникновения жизни.
Молекула РНК может работать как фермент, соединяя свободные нуклеотиды в комплементарную последовательность. Таким способом происходит размножение РНК.
Но эти химические соединения еще нельзя назвать живыми существами, поскольку они не имеют границ тела. Любой живой организм имеет следующие границы. Только внутри изолированного от внешнего хаотического движения частиц тела могут происходить сложные химические реакции, которые позволяют существу питаться, размножаться, двигаться и т. Д.
Появление изолированных полостей в океане довольно частым явлением. Их образуют жирные (алифатические) кислоты, которые попадают в воду. Все дело в том, что один конец молекулы гидрофильный, а другой — гидрофобный. Жирные кислоты, которые попадают в воду, образуют сферы таким образом, что гидрофобные концы молекул находятся внутри сферы. Возможно, молекулы РНК начали попадать в такие сферы.
Первый обмен веществ
Способность к самовоспроизведению и наличие границ тела — это еще не все признаки, которые отличают живое существо от неживой природы. Для воспроизведения внутри сферы из жирных кислот, молекулы РНК нужно было наладить процесс обмена веществ. Известно, что молекула РНК способна притягивать нужные нуклеотиды и отталкивать нужны. Поэтому ей ничего не мешало сделать это через мембрану. Скорее всего, процесс происходил так: нужен нуклеотид привлекался к мембране вплотную, как только он приближался на достаточно близкое расстояние, то начинал отталкивать от себя молекулы жирных кислот, из-за чего образовался проем по размерам нуклеотида, после чего он свободно проходил через него и присоединялся к создаваемому цепочки.
Первый деление клетки
Как начали делиться первые клетки, состоящие из молекулы РНК и мембраны из жирных кислот, в настоящее время неизвестно. Возможно, построенная внутри мембраны новая молекула РНК начинала отталкиваться от первой. В конце концов, одна из них прорывала мембрану. Вместе с молекулой РНК выходила и часть молекул жирных кислот, которые образовывали вокруг нее новую сферу.
докембрий
Докембрий длился около 3800000000 лет. В течение этого отрезка времени на Земле произошли значительные изменения: кора остыла, появились океаны и, что самое важное, появилось примитивная жизнь. Однако следы этой жизни в палеонтологической летописи редки, поскольку первые организмы были мелкими и не имели твердых оболочек.
На докембрий приходится большая часть геологической истории Земли. При этом его хронология разработана гораздо хуже, чем на следующий за ним фанерозоя. Причина этого в том, что органические остатки в докембрийских отложениях встречаются крайне редко, что является одной из характерных особенностей этих древних геологических образований. Поэтому палеонтологический метод изучения нельзя применять для докембрийских толщ.
архей
Охватывает временной промежуток 4,6-2,5 млрд лет назад.
Исследование метеоритов, горных пород и других материалов того времени показывают, что наша планета сформировалась примерно 4600000000 лет назад. К этому времени вокруг Солнца был только размытый диск, состоящий из газа и космической пыли. Затем, под действием силы тяжести пыль начал собираться в небольшие тела, которые со временем превратились в планеты.
В течение миллионов лет на Земле не существовало никаких форм жизни. После архейского эпизода расплавления верхней мантии и ее перегрева с возникновением в этой геосфере магматического океана вся начальная поверхность Земли вместе с ее первичной и сначала плотной литосферой очень быстро погрузилась в расплавы верхней мантии. Атмосфера в то время не была плотной и состояла из таких газов, как аммиак (NH 3), метан (CH 4), водород (H 2), хлор (Cl 2), пары серы. Температура ее достигала 80 ° C. Естественная радиоактивность была намного выше сегодняшней. Жизнь в таких условиях было невозможно.
4 млрд лет назад Земля столкнулась с планетой Тейя (ее размер был близок к размерам Марса). Столкновение было таким сильным, что образованные при столкновении обломки были выброшены в космос и образовали Луну. Образование Луны способствовало появлению жизни: он вызвал приливы, которые способствовали очищению и аэрации морей и стабилизировал ось вращения Земли.
Первые химические следы жизни возрастом около 3500000000 лет были обнаружены в горных породах Австралии (Пилбара). Возможно, жизнь зародилась именно в горячих источниках, где было много питательных веществ, в том числе и нуклеотидов.
Жизнь в археи развилось до бактерий и цианобактерий. Они вели придонный образ жизни: устилали дно моря тонким слоем слизи.
Катархей
Катархейський эон (др.-греч κατἀρχαῖος — «ниже древнейшего»), 4,6-3,8 миллиардов лет назад, известный как протопланетный этап развития Земли. Охватывает первую половину архея. Земля в то время была космическим телом без атмосферы и гидросферы. В таких условиях никакой жизни появиться не могло.
Во время катархею атмосфера не была плотной. Она состояла из газов и паров воды, появившиеся при столкновении Земли с астероидами.
В связи с тем, что Луна тогда был очень близко (всего на 17 000 километров) к Земле, сутки продолжалась недолго — всего 6:00. Но, по мере удаления Луны, сутки начала увеличиваться.
Эоархей
Охватывает время 4-3,6 млрд лет назад. Возможно, прокариоты появились уже в конце Эоархей. Кроме того, в еоархея относятся древнейшие геологические породы — формация Исуа в Гренландии.
палеоархея
Палеоархея (от др.-греч παλαιός — «старый» и ἀρχαῖος — «старый») продолжался с 3,6 по 3200000000 лет назад. В Австралии найдена древнейшая форма жизни, относится к этой эры — хорошо сохранившиеся остатки бактерий возрастом 3460000000 лет.
мезоархея
Мезоархея (от др.-греч μέσος — «средний» и ἀρχαῖος — «старый») продолжался 3,2-2,8 млрд лет назад. В мезоархеи уже встречаются строматолиты.
неоархей
Неоархей охватывает временной промежуток 2,8-2,5 млрд лет назад. В эту эру появился кислородный фотосинтез, который стал причиной кислородной катастрофы, которая произошла в палеопротерозоя. В этой эре активно развиваются бактерии и водоросли.
протерозойской эон
Охватывает временной промежуток 2500000000 — 543 млн лет назад. Протерозой (греч. Πρότερος — первый, старший, греч. Ζωή — жизнь) ознаменовался возникновением сложных растений, грибов и животных (например, губок). Жизнь в начале протерозоя, как и раньше, было сосредоточено в морях, так как условия на суше были не совсем благоприятными: атмосфера состояла преимущественно из сероводорода, CO 2, N 2, CH 4, и совсем малого количества O 2.
Однако, бактерии, которые жили в то время в морях, начали производить O 2 в качестве побочного продукта, и 2 млрд лет назад количество кислорода уже достигла устойчивого уровня. Но резкое увеличение количества кислорода в атмосфере привело к кислородной катастрофы, которая вызвала изменения органов дыхания у организмов, населявших в то время океаны (анаэробные изменились аэробными) и изменение состава атмосферы (образование озонового слоя). Вследствие ослабления парникового эффекта на Земле наступило длительное гуронское оледенение: температура опускалась до -40 ° С.
Дальнейшие ископаемые остатки первых многоклеточных встречаются уже после оледенения. В то время океаны населяли такие червеобразные животные, как сприггина (Spriggina). Такие животные, возможно, стали предками современных животных.
палеопротерозой
Палеопротерозой — геологическая эра, часть протерозоя, которая началась 2500000000 лет назад и закончилась 1600000000 лет назад. В это время состоялась первая стабилизация континентов. Эволюционировали цианобактерии — тип бактерий, использовал биохимический процесс фотосинтеза для производства энергии и кислорода.
Важнейшее событие раннего палеопротерозоя — кислородная катастрофа. К значительному повышению содержания кислорода в атмосфере почти все формы жизни, которые существовали в то время, были анаэробами, то есть обмен веществ в живых формах зависел от форм клеточного дыхания, не нуждались в кислороде. Кислород в больших количествах является губительным для большинства анаэробных бактерий, поэтому в настоящее время большая часть живых организмов на Земле исчезла. Формы жизни, которые остались, были или невосприимчивыми к действию кислорода, или жили в бескислородной среде.
мезопротерозой
Мезопротерозой — геологическая эра, часть протерозоя, которая началась 1600000000 лет назад и закончилась 1000000000 лет назад.
неопротерозоя
Неопротерозоя — геологическая эра (последняя эра протерозоя), которая началась 1000 млн лет назад и закончилась 542 млн лет назад. С геологической точки зрения характеризуется распадом древнего суперконтинента Родиния как минимум на 8 фрагментов, в связи с чем прекращает свое существование древней суперокеан Мировия. Во время криогению началось масштабное оледенение Земли — лед достигал экватора (Земля-снежок).
До позднего неопротерозою (Эдиакара) относятся древнейшие ископаемые остатки живых организмов, поскольку именно в это время в живых организмов начинает появляться что-то вроде твердой оболочки или скелета.
фанерозой
Фанерозойский эон (др.-греч φανερός ζωή — «явное жизни») начался примерно 543 млн лет назад и продолжается в наше время. В фанерозое появлялись и вымирали самые существа, в том числе гигантские насекомые и динозавры.
палеозойская эра
В начале палеозоя (греч. Πᾰλαιός — давний, греч. Ζωή — жизнь) появились животные с твердым наружным скелетом.
кембрийский период
Охватывает временной промежуток 543-490 млн лет назад. В кембрийский период внезапно появляется огромное разнообразие живых организмов — предков нынешних представителей многих подразделений царства животных (в отложениях, которые предшествовали кембрия, остатки таких организмов отсутствуют). Эта внезапная в геологическом масштабе событие, которое в реальности длилась миллионы лет, известная в науке как кембрийский взрыв.
Ископаемые остатки животных кембрийского периода находят довольно часто и во всем мире. В начале кембрийского периода (около 540 млн лет назад) в некоторых групп животных появляется сложно построенное глаз. Появление этого органа была огромным эволюционным шагом — теперь животные могли видеть окружающий мир. Так, жертвы теперь могли видеть охотников, а охотники — своих жертв.
В кембрийском периоде на суше жизни не существовало. Но океаны были густо населены беспозвоночными, например, губками, трилобитами, аномалокарамы. Время от времени огромные подводные оползни захоранивали группы морских существ под тоннами ила. Благодаря этим сдвигам мы можем наглядно представить себе, каким необычным был животный мир кембрийского периода, ведь в иле прекрасно сохранились в виде окаменелостей даже нежные мягкотелые животные.
В морях позднего кембрийского периода основными группами животных были членистоногие, иглокожие и моллюски. Но самым важным жителем морей того времени была бесчелюстные существо хайкоуихтис — у нее кроме глаз развилась хорда.
ордовикский период
Охватывает промежуток времени 490-443 млн лет назад. Во время ордовика суша оставалась необжитой, за исключением лишайников, которые первыми из растений стали жить на суше. Но основная жизнь развивалось достаточно активно в морях.
Основными жителями ордовикский морей были членистоногие, такие как мегалограпт. Они могли ненадолго выходить на сушу, чтобы отложить икру. Но были и другие жители, например, представитель класса головоногих ортокон камероцерас.
Позвоночные животные в ордовике сформировались еще не до конца. В морях плавали потомки хайкоуихтиса, в которых было образование, напоминавшей позвоночник.
Также в морях ордовикского периода жили представители кишечнополостных, иглокожих, кораллов, губок и других беспозвоночных.
силурийский период
Охватывает промежуток времени 443-417 млн лет назад. В силуре на сушу выходят некоторые растения, например, куксония (Coocsonia), которые достигали в высоту не более 10 см, и некоторые виды лишайников. В некоторых членистоногих развились примитивные легкие, которые позволяли им дышать атмосферным воздухом, например, скорпион бронтоскорпио мог находиться на суше в течение четырех часов.
В морях через миллионы лет формируются огромные коралловые рифы, где находили приют мелкие ракообразные и членистоногие. В этом периоде членистоногие становятся еще больше, например, ракоскорпион птеригот мог достигать 2,5 метров в длину, однако, он был слишком большим, чтобы выползать на сушу.
В силурийских морях появляются полностью сформированы позвоночные животные. В отличие от членистоногих, у позвоночных был костяной хребет, позволявший им лучше маневрировать под водой.
девонский период
Охватывает промежуток времени 417-354 млн лет назад.
В девоне жизнь продолжает активно развиваться на суше и в море. Появляются первые примитивные леса, состоящие в основном из древнейших примитивных древовидных папоротников археоптерисив (Archaeopteris), которые росли в основном на берегах рек и озер.
Основное жизни в раннем девоне было представлено в основном Mesothelae и многоножками, которые дышали всей поверхностью тела и жили в очень влажных местах. Однако, к концу девона в древних артроподов появляется хитиновый панцирь, сокращается количество сегментов тела, четвертая пара лап превращается в усики и челюсти, в некоторых также развились крылья. Так появилась новая эволюционная ветвь — насекомые, которая смогла освоить самые разнообразные уголки планеты.
В середине девона на сушу ступили первые амфибии (например, гинерпетон, ихтиостега). Они не могли жить вдали от воды, так как их кожа была еще очень тонкой и незащищенной от пересыхания. К тому же, амфибии могли размножаться только при наличии воды — икринками. Вне воды потомство амфибии погибло бы: икру высушило бы солнце, ведь она не защищена никакой оболочкой, кроме тонкой пленки.
У рыб развились челюсти, которые позволяли им ловить быстрых жертв. Они начали стремительно увеличиваться в размерах. Уже к концу девона в морях появились первые костные рыбы, такие как гигантская хищная гинерия. Однако наиболее грозными обитателями девонских морей были представители группы плакодерм, такие как дунклеостей и динихтис, достигавшие в длину 8-10 метров.
каменноугольный период
Охватывает промежуток времени от 354-290 млн лет назад. В каменноугольном периоде почти по всей планете климат был жаркий и влажный. В болотистых лесах того времени росли преимущественно хвощи, древовидные папоротники и гигантские лепидодендроны, которые достигали в высоту от 10 до 35 метров, и в диаметре ствола — до одного метра.
Фауна была представлена огромным количеством существ. Большое количество тепла, влаги и кислорода способствовала увеличению размера членистоногих, так, например, артроплевра могла достигать 2,5 метров в длину, а огромная стрекоза меганевра — 75 см в размахе крыльев.
Такие условия способствовали и расцвета амфибий. Они (например, протерогиринус) заняли все прибрежные области, практически окончательно вытеснив двоякодышащих и кистеперых. В каменноугольном периоде амфибии дали начало рептилиям. Первые рептилии были очень маленькими животными, которые напоминали современных ящериц, например, длина петролакозавра не превышала 40 сантиметров в длину. Рептилии могли откладывать яйца на суше — это было большим эволюционным шагом, к тому же их кожа была покрыта плотной чешуей, которая защищала кожу животного от высыхания, а следовательно, они могли спокойно отходить далеко от воды. Наличие таких приспособительных особенностей и определила их дальнейшее эволюционное успех в качестве наземных животных.
В морях каменноугольного периода также было много форм жизни. Акулы и костные рыбы (предки большинства современных рыб) доминировали в толще воды, а морское дно покрывали многочисленные коралловые рифы, которые простирались на многие километры вдоль побережья древних материков.
Конец карбона, около 290 млн лет назад, отметил длительный ледниковый период, который закончился в начале пермского периода. Ледники медленно подбирались к экватору с севера и юга. Многочисленные животные и растения не смогли приспособиться к таким климатическим условиям и вскоре вымерли.
Пермский период
Охватывает промежуток времени 290-248 млн лет назад. Через ледниковый период в конце карбона в пермском периоде климат стал холоднее и суше. Пышные тропические леса, болота изменились бескрайними пустынями и засушливыми равнинами. В таких условиях росли только самые стойкие растения — папоротники и примитивные хвойные.
Вследствие исчезновения болот резко сократилось количество амфибий, поскольку они могли жить только рядом с водой (например, амфибия-рептилиоморф сеймурия). Место амфибий заняли рептилии, поскольку они были хорошо приспособлены к жизни в сухом климате. Рептилии начали быстро увеличиваться в размере и численности, им удалось расселиться по всей суше, они дали начало таким крупным наземным животным, как пеликозавры (например, Диметродон и едафозавры). За холодного климата в таких рептилий развился парус, который помогал им регулировать температуру тела.
В эпоху поздней перми образовался единый суперконтинент — Пангея. В местах с особо сухим и жарким климатом начало образовываться все больше пустынь. В это время пеликозавры дали начало терапсид — звероподобным ящерам. Они отличались от своих предков прежде всего тем, что имели отличную от них строение зубов; во-вторых, эта группа имела гладкие кожные покровы (в процессе эволюции чешуя у них так и не развилась) в-третьих, у некоторых представителей этой группы развились вибрисы (а позже и шерстяной покров). Ряд терапсид включал как кровожадных хищников (например, горгонопсы), так и роющих растительноядных животных (например, дииктодона). Кроме терапсид на суше жили и представители семейства пареязаврив, например, покрытый толстой броней скутозавр.
В конце пермского периода климат стал намного суше, что привело к сокращению площади прибрежных зон с густой растительностью и увеличение площади пустынь. В результате из-за нехватки жизненного пространства, корма и кислорода, который производился растениями, многие виды животных и растений вымерли. Эта эволюционная событие получило название массового пермского вымирания, в процессе которого вымерло 95% всех живых существ. Ученые до сих пор спорят о причинах этого вымирания, и выдвигают некоторые гипотезы:
- Падение одного или нескольких метеоритов, или столкновения Земли с астероидом диаметром в несколько десятков километров (одним из доказательств этой теории является наличие 500-километрового кратера в районе Земли Уилкса;
- Усиление вулканической активности;
- Внезапный выброс метана со дна моря;
- Извержение трапов (базальтов), сначала относительно небольших Емейшанських трапов около 260 млн лет назад, затем колоссальных Сибирских трапов 251 млн лет назад. С этим могли быть связаны вулканическая зима, парниковый эффект из-за выброса вулканических газов и другие климатические изменения, которые повлияли на биосферу.
Однако, эволюция на этом не прекратилась: через некоторое время виды живых существ, которые выжили, дали начало новым, еще более удивительным формам жизни.
Мезозойская эра
Во время мезозоя на Земле обитали разнообразные причудливые организмы. Самые известные из них — динозавры. Они доминировали на протяжении 160 млн лет на всех континентах. Они имели самые разнообразные размеры: от совсем крошечного микрораптора, который достигал всего 70 см в длину и веса 0,5 кг, к гигантскому амфицелиаса, достигавший в длину 50 метров, а массы 150 тонн. В то время на Земле было большое разнообразие форм жизни, которые продолжали эволюционировать и совершенствоваться.
триасовый период
Охватывает временной промежуток 248-206 млн лет назад. В начале триасового периода жизни на планете продолжало медленно восстанавливаться после массового вымирания видов в конце пермского периода. Климат большей части земного шара был жарким и сухим, но достаточное количество осадков вполне могла обеспечить достаточно большое разнообразие растений. Наиболее распространенными в триасе были примитивные хвойные, папоротники и гинкговые, ископаемые остатки которых встречаются во всем мире, даже в полярных областях Земли.
Животные, которые пережили пермское массовое вымирание видов, оказались в очень выигрышной ситуации — ведь на планете почти не осталось ни их пищевых конкурентов, ни крупных хищников. Численность растительноядных рептилий начала быстро расти. То же самое произошло и с некоторыми хищниками. Вскоре большинство животных дали начало многочисленным новым и необычным видам рептилий. В раннем триасовом периоде некоторые рептилии вернулись жить в воду от них пошли нотозавры и другие полуводные существа.
В начале триасового периода жил и возможный предок динозавров — еупаркерия. Характерной особенностью еупаркерии от других ящериц было то, что она могла вставать и бегать на задних лапах.
В позднем триасовом периоде (227-206 млн лет назад) на Земле произошли события, которые определили развитие жизни в течение всей следующей части эры динозавров. В результате раскола гигантского суперконтинента Пангеи образовалось несколько материков. До позднего триаса на суше господствовали звероподобные (терапсиды) рептилии, представленные, например, плацериасом и листрозавром, а также несколько других групп причудливых пресмыкающихся, к которым относились танистрофей и протерозух. Но за сравнительно короткое время численность терапсид сильно сократилась (за исключением группы цинодонтов, которые дали начало млекопитающим). Их место заняли рептилии — архозавры, три основные группы которых вскоре стали господствующими. Этими группами животных были динозавры, птерозавры и крокодиломорфы рептилии. Быстро эволюционировали и морские рептилии, предки гигантских ихтиозавров.
Конец триасового периода отметило новое массовое вымирание видов, как и аналогичное событие в конце перми. Его причины остаются загадкой. В свое время ученые связывали его с падением на Землю астероида, оставившего после падения огромный кратер Маникуаган (Канада) диаметром 100 км, но, как оказалось, это событие произошло гораздо раньше.
Юрский период
Охватывает промежуток времени 206-144 млн лет назад. В раннем юрском периоде (206-180 млн лет назад) климат на Земле стал более теплым и влажным. В приполярных районах поднялись хвойные леса, а тропики покрылись зарослями хвойных растений, папоротников и саговников. По мере того, как континенты медленно расходились, в некоторых низменных уголках планеты формировался муссонный климат; образовались большие речные бассейны, которые регулярно затапливались водой. В раннем юрском периоде динозавры и птерозавры быстро увеличиваются в размерах, становятся более многочисленными и разнообразными и начинают расселяться по всему земному шару. Не отстают от них и морские рептилии (ихтиозавры и плезиозавры), а также моллюски (например, аммониты).
В среднем и позднем юрском периоде (180-144 млн лет назад) климат в некоторых тропических частях мира стал сухим. Возможно, изменение климата и была причиной того, что многие динозавры начали быстро превращаться в настоящих гигантов. Среди растительноядных динозавров — завропод — появляются диплодоки, брахиозавры и другие, а среди хищников — теропод — огромный алозавр. Но по суше бродили и представители других групп динозавров (например, стегозавры и отниелия). Крылатые птерозавры были представлены как рыбоядные видами (например, рамфоринхи), так и крошечными насекомоядными рептилиями (например, анурогнатом).
Теплые юрские моря изобиловали планктоном, который был кормом лидзихтисови и другим крупным рыбам. Хищные плезиозавры были представлены длинношеим криптоклидом и гигантским лиоплевродоном; в мелководных морях охотились древние морские крокодиломорфы (например, метриоринх).
меловой период
Охватывает временной промежуток 144-65 млн лет назад. В меловом периоде климат на планете по-прежнему оставался теплым; благодаря большому количеству сезонных дождей почти весь земной шар — от экватора до приполярных областей — была покрыта пышной растительностью. В позднем юрском периоде появились привычные сегодня цветочные (покрытосеменные) растения, а в меловом периоде они стали уже одной из господствующих групп растений на планете. В конце мелового периода цветочные вытеснили во многих регионах хвойные, папоротники и саговники, заявив свои права на господствующее положение в мире растений, которые они окончательно утвердят в кайнозойскую эру.
В результате различия континентов образовывались все новые протоки, моря и океаны, которые усложняли свободное перемещение животных по планете. Медленно на континентах начали появляться собственные виды растений и животных.
Меловой период был эпохой гигантов. В Южной Америке жили Гигантозавр и аргентинозавр — самые наземные животные, которые когда-либо жили на Земле, а в Северной Америке — огромные хищные тираннозавры и рогатые торозавра. Среди динозавров появились и специализированные виды; велоцираптор и протоцератопс, например, приспособились к жизни среди песчаных дюн монгольских пустынь, а лелинозавр — в южной полярной области. Млекопитающие (например, дидельфодон), как по-прежнему не играли в жизни планеты какой-либо существенной роли; они оставались небольшими животными, но их численность (особенно к концу мелового периода) начала заметно увеличиваться.
Большие изменения произошли и в морях. Их бывшие владельцы (ихтиозавры и плиозавры) уступили место быстрым хищным рыбам (например, ксифактинови) и мозазавров — новой группе гигантских рептилий, включавшей, например, тилозавра.
Увеличились размеры крылатых ящеров птерозавров. Орнитохейрус, птеранодон и большие птерозавры преодолевали по воздуху огромные расстояния и, возможно, даже перелетали с континента на континент. В воздухе летали примитивные птицы (например, иберомезорнис) некоторые морские пернатые (как, например, гесперорнис) летать не умели, но имели огромные размеры. Конец мелового периода (примерно 65 млн лет назад) был отмечен новым массовым вымиранием видов, которое стерло с лица Земли около 40% от всех существующих в то время семейств животных. Исчезли птерозавры, аммониты и мозазавры, но самыми знаменитыми жертвами этой катастрофы были, конечно же, динозавры. Едва оправились после этого испытания и много других групп живых существ.
Существуют и другие теории, касающиеся мел-палеогенового вымирания, но их придерживается лишь небольшое количество ученых.
Но, в конце концов, 65 млн лет назад на смену мезозойской эре — «возраста рептилий», пришла кайнозойская эра — «возраст млекопитающих».
кайнозойская эра
Массовое вымирание видов 65 млн лет назад отметило начало новой — кайнозойской эры, которая продолжается и сегодня. В результате катастрофических событий тех далеких времен с лица нашей планеты исчезли все животные, по размеру больше, чем крокодил. А уцелевшие небольшие животные оказались с началом новой эры в совершенно другом мире. В кайнозое продолжалось дрейф (расхождение) континентов. На каждом из них формировались уникальные сообщества растений и животных.
палеогеновый период
Палеогеновый период — геологический период, первый в кайнозое. Начался 65 млн лет назад, закончился — 24600000 лет назад, длился 40400000 лет.
В палеогене климат был равномерным тропическим. Практически вся Европа была покрыта вечнозелеными тропическими лесами, и только в северных областях росли листопадные растения. Во второй половине палеогена климат становится более континентальным, появляются ледяные шапки на полюсах.
В этом периоде начался бурный расцвет млекопитающих. После вымирания большого количества рептилий возникли многочисленные свободные экологические ниши, которые начали занимать новые виды млекопитающих. Были распространены яйцекладущие, сумчатые и плацентарные. В лесах и лесостепях Азии возникла так называемая «индрикотериева фауна».
В воздухе господствуют виялохвости беззубые птицы. Широко распространены крупные бегающие хищные птицы (диатрем). Увеличивается разнообразие цветковых растений и насекомых.
В морях процветают костистые рыбы. Появляются примитивные китообразные, новые группы кораллов, морских ежей, фораминифер — нумулитиды достигают нескольких сантиметров в диаметре, очень много для одноклеточных. Вымирают последние белемниты, начинается расцвет головоногих с редуцированной раковиной, или совсем без нее — осьминогов, каракатиц и кальмаров, которые вместе с белемнитами объединяются в группу колеоидей.
палеоценовую эпоха
Охватывает промежуток времени 65-55 млн лет назад.
С наступлением палеоцена опустела планета начинает медленно восстанавливаться от последствий катастрофы. Первыми преуспели в этом растения. Всего через несколько сотен тысяч лет значительная часть земной суши покрылась непроходимыми джунглями и болотами; густые леса зашумели даже в приполярных областях Земли. Животные, которые пережили массовое вымирание видов, оставались небольшими; они ловко лавировали между стволами деревьев и лазили по ветвям. Крупнейшими животными планеты в то время были птицы. В джунглях Европы и Северной Америки, например, охотился хищник гасторнис, который достигал высоты 2,2 метров.
Вымирание динозавров позволило млекопитающим широко расселиться по планете и занять новые экологические ниши. В конце палеоцена (около 55 млн лет назад) их разнообразие резко увеличилось. На Земле появились предки многих современных групп животных — копытных, слонов, грызунов, приматов, рукокрылых (например, летучих мышей), китов, сирен. Понемногу млекопитающие начинают покорять земной шар.
Эоцен
Охватывает промежуток времени 55-34 млн лет назад. В начале эоцена значительная часть суши все еще была покрыта непроходимыми джунглями. Климат оставался теплым и влажным. По лесной подстилке бегали примитивные млекопитающие (крошечный лошадь пропалеотерий, лептиктидий и др.). На деревьях жила годиноция (один из древнейших приматов), а в Азии жил амбулоцетус — примитивный кит, умел ходить по суше.
Около 43 млн лет назад климат на Земле стал холоднее и суше. На значительной части планеты густые джунгли уступили место редколесью и пыльным равнинам. Жизнь на открытой местности способствовало увеличению размеров млекопитающих.
Азия стала родиной гигантских бронтотерий (например, емболотерия) и массивных плотоядных животных (например, эндрюсарх, который достигал в длину 5,5 метров). В теплых морях плавали примитивные киты (например, базилозавр и дорудон), а на побережье Африки жили меритерий и странный арсинойтерий.
Около 36 млн лет назад начала замерзать расположена у южного полюса Антарктика; ее поверхность медленно покрывалась огромными ледовыми щитами. Климат на планете стал более холодным, а уровень воды в океанах упал. В разных частях света сильно изменился сезонных ритм дождей. Многочисленные животные не смогли приспособиться к этим изменениям, и всего через несколько миллионов лет примерно пятая часть всех видов живых существ, которые жили на Земле, вымерла.
олигоценового эпоха
Охватывает промежуток времени 34-24 млн лет назад. В начале олигоцена климат на планете был сухим и прохладным, что способствовало образованию открытых равнин, полупустынь и кустарниковых зарослей. В результате изменения климата в конце эоцена много древних семейств млекопитающих вымерли. Их место заняли новые виды животных, включая и прямых предков некоторых современных млекопитающих — носорогов, лошадей, свиней, верблюдов и кроликов.
Среди млекопитающих продолжают появляться гигантские вегетарианцы (индрикотерии, например, не уступали по размерам динозаврам — они могли достигать 8 метров в высоту и весить до 15 тонн) и хищники (например, энтелодонты и гиенодоны).
В результате различия континентов Южная Америка и Австралия полностью отделились от остального мира. Со временем на этих «островных» континентах сформировалась уникальная фауна, представленная сумчатыми млекопитающими и другими животными.
Около 25 млн лет назад в Азии образуются первые обширные равнины, поросшие злаками — степи. С тех пор злаки, которые когда-то были несущественным элементом наземных ландшафтов, во многих частях мира постепенно превращаются в господствующий тип растительности, покров наконец пятую часть поверхности суши.
неогеновый период
Неогеновый период начался около 25000000 лет назад, закончился лишь 2 миллиона лет назад. Продолжительность неогена — 23 миллионов лет. Млекопитающие осваивают моря и воздуха — возникают киты и рукокрылые. Плацентарные вытесняют на периферию остальное млекопитающих. Фауна этого периода становится все более похожей на современную. Но есть и отличия — все еще существуют мастодонт, гипарионы, саблезубый тигр. Большие нелетучие птицы играют большую роль, особенно в изолированных, островных экосистемах.
миоценовыми эпоха
Охватывает временной промежуток 24-5 млн лет назад. Чередование засушливых и дождливых сезонов привело к тому, что в миоцене значительная часть суши покрыта бескрайними степями. Поскольку злаки и другие травы перевариваются плохо, у травоядных млекопитающих сформировались новые типы зубов и изменился пищеварительный аппарат, что позволило им извлекать из этого легкодоступного корма максимум питательных веществ.
Степи стали родиной быков, оленей и лошадей. Многие из этих животных держались стадами и кочевали с места на место вслед за дождями. А за стадами травоядных шли следом и хищники.
Другие млекопитающие предпочитали ощипывания листьев деревьев и кустарников. Некоторые из них (например, Дейнотерий и Халикотерий) достигали очень больших размеров.
В миоцене образовались многочисленные горные системы — Альпы, Гималаи, Анды и Скалистые горы. Некоторые из них стали настолько высокими, что изменили характер циркуляции воздуха в атмосфере и начали играть важную роль в формировании климата.
плиоценовыми эпоха
Охватывает промежуток времени 5-2,6 млн лет назад. В плиоцене климат Земли стал еще разнообразнее. Планета разделилась на большое количество климатических регионов — от территорий, покрытых полярной льдом в жарких тропиков.
В поросших злаками степях каждого континента появлялись все новые виды травоядных животных и хищников, которые охотились на них. В восточной и южной частях Африки густые леса уступили открытым саваннам, что заставило первых гоминид (например, афарского австралопитека) спуститься с деревьев и добывать корм на земле.
Около 2500000 лет назад американский континент, примерно в течение 30 млн лет находился в изоляции от остального мира, столкнулся с Северной Америкой. С севера на территорию современной Аргентины проникли смилодон и другие хищники, а гигантские дедикуры, фороракосы и другие представители южноамериканской фауны перебрались в Северную Америку. Это переселение животных получило название «Большой обмен».
Антропогеновое (четвертичный) период
Это кратчайший геологический период, но именно в четвертичном периоде сформировалось большинство современных форм рельефа и произошло много существенных событий в истории Земли (с точки зрения человека), самые важные из которых — ледниковая эпоха и появление человека. Продолжительность четвертичного периода настолько мала, что привычные палеонтологические методы относительного и изотопного определения возраста оказались недостаточно точными и чувствительными. На таком коротком интервале времени используется, прежде всего, радиоуглеродный анализ и другие методы, большинство из которых базируется на распаде короткоживущих изотопов. Специфика четвертичного периода по сравнению с другими геологическими периодами вызвала появление особой ветви геологии — четвертичную.
Четвертичный период делится на плейстоцен и голоцен.
плейстоценовыми эпоха
Охватывает промежуток времени 2600000 — 11,7 тыс. Лет назад. В начале плейстоцена на Земле наступил длительный ледниковый период. В течение двух миллионов лет на планете многократно чередовались очень холодные и относительно теплые отрезки времени. В холодные промежутки, которые продолжались примерно 40000 лет, континенты покрывались ледниками. В промежутках теплее климатом (межледниковых) лед отступала, и уровень они в морях поднимался.
У многих животных холодных регионов планеты (например, у мамонта и шерстистого носорога) появился густой шерстистый покров и толстый слой подкожного жира. На равнинах паслись стада оленей и лошадей, на которых охотились пещерные львы и другие хищники. А около 180 000 лет назад на них начали охотиться и люди — сначала неандерталец, а затем и человек разумный.
Однако многие крупные животных не смогли приспособиться к резким колебаниям климата и вымерли. Около 10 000 лет назад ледниковый период закончился, и климат на Земле стал более теплым и влажным. Это способствовало быстрому увеличению численности человеческой популяции и расселению людей по всему земному шару. Они научились обрабатывать землю и выращивать культурные растения. Сначала маленькие сельскохозяйственные общины разрослись, появились города, а всего через несколько тысячелетий человечество превратилось в мировое сообщество, что использует все достижения высоких технологий. Однако многие виды животных, с которыми люди испокон веков делили планету, оказались на грани исчезновения. Ученые все чаще говорят о том, что по вине человека на Земле развернулось новое массовое вымирание видов.
голоценовом эпоха
Охватывает промежуток времени от 11,7 тыс. Лет назад и до наших дней. Жизнь животных и растений незначительно менялось в течение голоцена, но есть большие перемещения в их распределениях. Многие крупных животных, включая мамонтов и мастодонтов, саблезубых кошек (таких как смилодон и гомотерия) и гигантских ленивцев начали вымирать с позднего плейстоцена по ранней голоцен. В Северной Америке многочисленные животные, которые процветали в других краях (включая лошадей и верблюдов), вымирали. Некоторые объясняют сокращение американской мегафауны прибытия предков американских индейцев, но все же большинство ученых утверждают, что большее влияние оказало изменение климата.
Среди археологических культур того времени можно назвать гамбургскую культуру, культуру федермесер и натуфийской культуру. Возникают древнейшие города мира, например, Иерихон на Ближнем Востоке.
Общепризнанная теория – вся вселенная была сжата до размеров протона, но после мощного взрыва она расширилась до бесконечности. Это событие произошло около 10 миллиардов лет назад и в результате, получившуюся вселенную наполнила космическая пыль, из которой начали формироваться звезды и планеты около них. Земля по космическим меркам, является очень молодой планетой, она сформировалась около пяти миллиардов лет назад, но вот как возникла на ней жизнь? На этот вопрос ученые до сих пор не могут найти однозначного ответа.
Согласно теории Дарвина, жизнь на Земле возникла, как только установились подходящие условия, то есть, появилась атмосфера, температура обеспечивающая протекание жизненных процессов и вода. По мнению ученого, первые простейшие одноклеточные организмы, появились именно под воздействием Солнца на воду. Позднее, они эволюционировали до бурых водорослей и других видов растений. Таким образом, если следовать этому правилу, все многоклеточные виды на планете произошли от растений. Ответа же на самый главный вопрос так и не получено: « Каким образом может появиться жизнь из ничего, пусть даже и под воздействием Солнца?». Достаточно провести простой опыт – налить в банку скважинной воды, после герметично закрыть и поставить на солнечный свет. В любом случае, жидкость останется такой же как и была, возможно произойдут микроскопические изменения в ее составе, но микроорганизмы там не появятся. Если же провести тот же опыт с открытой банкой, то уже через несколько дней можно будет заметить, как стенки начинают покрываться слоем одноклеточных водорослей.
Исходя из этого, можно сказать, что для зарождения жизни и даже самых простейших ее форм, необходимо постороннее вмешательство. Конечно, версия о самостоятельном происхождении видов весьма соблазнительна тем, что доказывает якобы самостоятельность человечества не обязанного Богу или пришельцам с иных планет.
В последнее время все больше появляется сторонников космического происхождения, как человека, так и всей биосферы. Как ни странно, однако исследователи в своих изысканиях совмещают обращение не только к артефактам уже найденным или находимым, но и к Библии. Если интерпретировать написанное там, на обычный язык, то можно провести аналогии не с чудесами, а с вполне объяснимыми физическими явлениями. Исходя из этого материала, существует некий высший разум, который и заселил планету живыми существами, а также человеческой расой. В книге сказано, что Бог создал человека по своему образу и подобию, то есть, не исключено, что мы являемся копией, во всяком случае, внешне повторяем своего создателя.
Человек является биороботом – то есть искусственно созданным организмом с интеллектом, с заложенной возможностью к самосовершенствованию. Не исключено, что момент заселения людьми планеты, как раз и описывается в эпизоде, когда Адам с Евой были изгнаны из райского сада на Землю, где им пришлось самостоятельно приспосабливаться к жестким жизненным условиям. Вполне может быть, что под райским садом подразумевается место, где сделанные создателем биороботы проходили тестирование в тепличных условиях и после проверки работоспособности, их выпустили в суровую реальность.
Конечно же остается вопрос: «А как же в таком случае многообразие видов животных? Ведь не мог же создатель создавать виды, подвиды и отряды, вплоть до одноклеточных существ?». Предполагается, что здесь все же имела место эволюция, однако более ускоренная и происходящая под контролем создателей. Нельзя не отрицать тот факт, что в каждом из видов животных, все же есть признаки предшествующего по эволюционной лестнице вида. Птицы очень сильно похожи на пресмыкающихся, в особенности вытянутой формой клюва и кожей своих лап. Очертания пресмыкающихся, в свою очередь сильно напоминают рыб, ну а многие млекопитающие вобрали в себя признаки сразу нескольких предшествующих видов. Смотря на кошку без труда можно угадать признаки, как пресмыкающихся, так и земноводных. Любовь к теплому месту, передалась кошачьим скорее всего в генах, и несмотря на то что они теплокровные, всегда предпочитают обитать там, где есть источник тепла. Такой же признак характерен именно для холоднокровных животных, неспособных выработать тепло самостоятельно. Изучая же внимательно кошачий глаз можно заметить, что он очень похож на глаза крокодила, да и форма головы с небольшими изменениями напоминает змеиную. Порой складывается такое впечатление, что над созданием видов, работал некто, таким же способом, как, например, работают конструктора автоконцерна, беря за основу шасси предыдущего автомобиля и добавляя немного изменений.
Если это так, то неудивительно, что некоторые из животных видов, просто вызывают недоумение, ассоциируясь с ситуацией, когда при сборке не хватает деталей и используют то, что есть в наличии. Примеров таких животных особенно много в Австралии. Помимо кенгуру, относящегося к грызунам, но обладающего мощным опорно-двигательным аппаратом как у лошади, есть и другие занимательные виды, например, утконос. Это животное относится к млекопитающим, но размножается как птицы – откладывает яйца и имеет костяной клюв, похожий на гусиный. Строение его тела очень похоже на бобра, а родившиеся детеныши питаются молоком не через соски матери, а слизывая выступающую на поверхности брюха жидкость. Сами ли создатели выполняли такую кропотливую работу, или же задали только базовое направление в развитии, а формирование отдельных подвидов уже происходило самостоятельно – на сегодня этот вопрос остается открытым.
Варианты эволюции можно рассматривать с разных сторон, но большинство исследователей сходятся все же во мнении, что сама эволюция, если она и имела место, является всего лишь следствием, а вот причину предстоит выяснить. Не менее популярно мнение, что причиной появления жизни на Земле, стало падение метеорита, на котором в замерзшем состоянии находились простейшие одноклеточные организмы. Поскольку к тому времени на планете уже установился теплый климат, а большую часть поверхности занимал древний мировой океан, то создались все условия для последующего развития жизни. Бытует также версия, что метеорит на самом деле был послан разумными существами именно с целью заселения планеты, что также не лишено права на существование.
Вместо метеорита мог быть и просто оптический информационный луч, например, отправленный из другой вселенной или даже другого измерения. В самом деле, зачем таким высокоразвитым существам посылать сквозь миллиарды световых лет, что-то материальное? При своем уровне развития они уже давно смогли открыть возможности телепортации и свободно оперировать пространством и временем, появляясь именно там где это необходимо. Переданная с помощью луча информация здесь на земле материализовалась, в те же самые организмы и, таким образом был запущен процесс эволюции.
Конечно же жизнь могла быть не только спровоцирована случайно залетевшим метеоритом, версия о том что донором мог стать Марс также находит немало сторонников. Тайну этой планеты до сих пор не могут разгадать. Все что имеется на руках у ученых, это снимки прореженной глубокими впадинами красной поверхности, загадочное лицо, скорее всего являющееся особенностью рельефа и незначительные пробы грунта. Затрачены миллиарды долларов на конструирование и запуск аппаратов, но большинство этих попыток не принесли результата. Создается впечатление, что некая сила на этой планете упорно не желает иметь контакт с землянами.
Предполагается, что когда-то Марс был населен и богат природными ресурсами, как и Земля, но впоследствии, его магнитное поле ослабело. Это привело к тому, что большая часть атмосферы и влаги улетучились в космос, в результате тело планеты осталось без защиты перед жестким ультрафиолетовым излучением. Не исключено, что жители Марса обладали необходимыми знаниями и смогли переселить на соседнюю планету некоторые виды животных, переселиться сами, либо же отправить капсулу с микроорганизмами.
Поиски первоисточника жизни, будут продолжаться еще очень долго, ведь с каждым новым открытием в науке и особенно генетике, удается лишь слегка приоткрыть завесу тайны о происхождении человечества, что в свою очередь приводит к появлению новых гипотез. Все же, каким бы ни был ответ на этот вопрос, узнать его вряд ли будет суждено, пока человек не научится чувствовать ответственность за свою уникальную планету, на которой ему посчастливилось жить.
No related links found
Происхождение жизни на Земле - один из наиболее трудных и в то же время актуальный и интересный вопрос в современном естествознании.
Земля сформировалась, вероятно, 4,5-5 млрд. лет назад из гигантского облака космической пыли. частицы которой спрессовались в раскаленный шар. Из него в атмосферу выделялся водяной пар, а из атмосферы на медленно остывавшую Землю в течение миллионов лет в виде дождей выпадала вода. В углублениях земной поверхности образовался доисторический Океан. В нем примерно 3,8 млрд. лет назад зародилась первоначальная жизнь.
Возникновение жизни на Земле
Как произошла сама планета и как на ней появились моря? По этому поводу существует одна широко признанная теория. В соответствии с ней Земля образовалась из облаков космической пыли, содержащей все известные в природе химические элементы, которые спрессовались в шар. Горячий водяной пар вырывался с поверхности этого раскаленного докрасна шара, окутывая его сплошным облачным покровом, Водяной пар в облаках медленно охлаждался и превращался в воду, которая выпадала в виде обильных непрерывных дождей на еще раскаленную, пылающую Землю. На ее поверхности она снова превращалась в водяной пар и возвращалась в атмосферу. За миллионы лет Земля постепенно потеряла так много тепла, что ее жидкая поверхность, остывая, начала твердеть. Так образовалась земная кора.
Прошли миллионы лет, и температура поверхности Земли еще больше понизилась. Ливневые воды перестали испаряться и стали стекать в огромные лужи. Так началось воздействие воды на земную поверхность. А потом из-за понижения температуры произошел настоящий потоп. Вода, которая до этого испарялась в атмосферу и превратилась в ее составную часть, беспрерывно низвергалась на Землю, с громом и молниями обрушивались из облаков мощные ливни.
Мало-помалу в самых глубоких впадинах земной поверхности скапливалась вода, которая уже не успевала совсем испариться. Ее было так много, что постепенно на планете образовался доисторический Океан. Молнии рассекали небо. Но никто этого не видел. На Земле еще не было жизни. Непрерывный ливень начал размывать горы. Вода стекала с них шумными ручьями и бурными реками. За миллионы лет водные потоки глубоко разъели земную поверхность и кое-где появились долины. В атмосфере уменьшалось содержание воды, а на поверхности планеты ее скапливалось все больше.
Сплошной облачный покров становился тоньше, пока в один прекрасный день Земли не коснулся первый луч солнца. Непрерывный дождь кончился. Большую часть суши покрыл доисторический Океан. Из ее верхних слоев вода вымывала огромное количество растворимых минералов и солей, которые попадали в море. Вода из него непрерывно испарялась, образуя облака, а соли оседали, и с течением времени происходило постепенное засоление морской воды. По-видимому, при каких-то существовавших в древности условиях образовались вещества, из которых возникли особые кристаллические формы. Они росли, как и все кристаллы, и давали начало новым кристаллам, которые присоединяли к себе все новые вещества.
Солнечный свет и, возможно, очень сильные электрические разряды служили в этом процессе источником энергии. Может быть, из таких элементов зародились первые обитатели Земли - прокариоты, организмы без оформленного ядра, похожие на современных бактерий. Они были анаэробами, то есть не использовали для дыхания свободный кислород, которого тогда еще не было в атмосфере. Источником пищи для них служили органические соединения, возникшие на еще безжизненной Земле в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца, грозовых разрядов и тепла, образующегося при извержении вулканов.
Жизнь существовала тогда в тонкой бактериальной пленке на дне водоемов и во влажных местах. Эту эру развития жизни называют архейской. Из бактерий, а возможно, и совершенно независимым путем, возникли и крошечные одноклеточные организмы - древнейшие простейшие животные.
Как выглядела первобытная Земля?
Перенесемся на 4 млрд лет назад. Атмосфера не содержит свободного кислорода, он находится только в составе окислов. Почти никаких звуков, кроме свиста ветра, шипения извергающейся с лавой воды и ударов метеоритов о поверхность Земли. Ни растений, ни животных, ни бактерий. Может быть, так выглядела Земля, когда на ней появилась жизнь? Хотя эта проблема издавна волнует многих исследователей, их мнения на этот счет сильно различаются. Об условиях на Земле того времени могли бы свидетельствовать горные породы, но они давно разрушились в результате геологических процессов и перемещений земной коры.
Теории происхождения жизни на Земле
В этой статье мы кратко расскажем о нескольких гипотезах возникновения жизни, отражающих современные научные представления. Как считает известный специалист в области проблемы возникновения жизни Стэнли Миллер, о возникновении жизни и начале ее эволюции можно говорить с того момента, как органические молекулы самоорганизовывались в структуры, которые смогли воспроизводить самих себя. Но это порождает другие вопросы: как возникли эти молекулы; почему они могли самовоспроизводиться и собираться в те структуры, которые дали начало живым организмам; какие нужны для этого условия?
Есть несколько теорий о происхождении жизни на Земле. Например, одна из давних гипотез гласит, что она занесена на Землю из космоса, но неоспоримых доказательств этого нет. Кроме того, та жизнь, которую мы знаем, удивительно приспособлена для существования именно в земных условиях, поэтому если она и возникла вне Земли, то на планете земного типа. Большинство же современных ученых полагают, что жизнь зародилась на Земле, в ее морях.
Теория биогенеза
В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория биогенеза - происхождение живого только от живого. Но многие считают ее несостоятельной, поскольку она принципиально противопоставляет живое неживому и утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни. Абиогенез - идея о происхождении живого из неживого - исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание академика Опарина оправдалось. В 1955 г. американский исследователь С. Миллер, пропуская электрические заряды через смесь газов и паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот. Таким образом, в середине XX века был экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.
Теория панспермии
Теория панспермии - это возможности переноса органических соединений, спор микроорганизмов с одного космического тела на другое. Но она совершенно не дает ответа на вопрос, как зародилась жизнь во Вселенной? Возникает необходимость обоснования возникновения жизни в той точке Вселенной, возраст которой, согласно теории Большого взрыва, ограничен 12-14 миллиардами лет. До этого времени не было даже элементарных частиц. А если нет ядер и электронов, нет и химических веществ. Потом в течение нескольких минут возникли протоны, нейтроны, электроны, и материя вступила на путь эволюции.
Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.
Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф.Крик, Л.Оргел. Ф.Крик основывался на двух косвенных доказательствах: универсальности генетического кода: необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.
Зарождение жизни на Земле невозможно без метеоритов и комет
Исследователь из Техасского технологического университета, после анализа огромного объема собранной информации, выдвинул теорию о том, как же на Земле смогла образоваться жизнь. Ученый уверен, что появление ранних форм простейшей жизни на нашей планете было бы невозможно без участия упавших на нее комет и метеоритов. О своей работе исследователь поделился на 125-й ежегодной встрече геологического общества Америки, проходившей 31 октября в городе Денвер, Колорадо.
Автор работы, профессор геонауки в Техасском технологическом университете (ТТУ) и куратор музея палеонтологии при университете, Санкар Чаттерджи рассказал, что к такому выводу он пришел после анализа информации о ранней геологической истории нашей планеты и сопоставления этих данных с различными теориями химической эволюции.
Эксперт считает, что такой подход позволяет объяснить один из самых скрытых и не до конца изученных периодов в истории нашей планеты. По мнению многих геологов, основная масса космических «бомбардировок», в которых участвовали кометы и метеориты, приходилась на время около 4 миллиардов лет тому назад. Чаттерджи считает, что самая ранняя жизнь на Земле образовалась в кратерах, оставленных при падении метеоритов и комет. И вероятнее всего это произошло в период «Поздней тяжелой бомбардировки» (3,8-4,1 миллиарда лет назад), когда столкновение мелких космических объектов с нашей планетой резко возросло. На то время приходилось сразу несколько тысяч случаев падения комет. Что интересно, эту теорию косвенно поддерживает Модель Ниццы. Согласно оной реальное число комет и метеоритов, которые должны были упасть на Землю в то время, соответствует реальному числу кратеров на Луне, явившейся в свою очередь своего рода щитом для нашей планеты и не позволившей бесконечной бомбардировке ее уничтожить.
Некоторые ученые предполагают, что результатом этой бомбардировки является заселение жизнью океанов Земли. При этом несколько исследований на эту тему указывают на то, что наша планета имеет больше запасов воды, чем должна была. А излишек этот списывают на кометы, которые прилетели к нам с Облака Оорта, находящегося предположительно в одном световом годе от нас.
Чаттерджи указывает, что образовавшиеся в результате этих столкновений кратеры заполнились растаявшей водой из самих комет, а также необходимыми химическими строительными блоками, необходимыми для образования простейших организмов. При этом ученый считает, что те места, где даже после такой бомбардировки не появилась жизнь, просто оказались непригодны для этого.
«Когда около 4,5 миллиарда лет назад образовалась Земля, она была полностью непригодна для появления на ней живых организмов. Это был настоящий кипящий котел из вулканов, ядовитого горячего газа и постоянно падающих на нее метеоритов», - пишет онлайн-журнал AstroBiology, ссылаясь на ученого.
«А спустя один миллиард лет она стала тихой и спокойно планетой, богатой огромными запасами воды, населенной различными представителями микробной жизни - предками всех живых существ».
Жизнь на Земле могла возникнуть благодаря глине
Группа учёных под руководством Дань Ло (Dan Luo) из Корнеллского университета выступила с гипотезой, что концентратором для древнейших биомолекул могла служить обычная глина.
Изначально исследователи занимались не проблемой происхождения жизни – они искали способ повысить эффективность бесклеточных систем синтеза белка. Вместо того чтобы позволить ДНК и обслуживающим её белкам свободно плавать в реакционной смеси, учёные попробовали загнать их в частицы гидрогеля. Этот гидрогель, словно губка, впитывал реакционную смесь, сорбировал нужные молекулы, и в результате все нужные компоненты оказывались заперты в небольшом объёме – подобно тому, как это происходит в клетке.
Затем авторы исследования попытались использовать в качестве недорогого заменителя гидрогеля глину. Частицы глины оказались похожи на частицы гидрогеля, становясь своеобразными микрореакторами для взаимодействующих биомолекул.
Получив такие результаты, учёные не могли не вспомнить о проблеме происхождения жизни. Частицы глины с их способностью сорбировать биомолекулы могли бы на самом деле послужить самыми первыми биореакторами для самых первых биомолекул, пока те ещё не обзавелись мембранами. В пользу такой гипотезы говорит ещё и то, что вымывание силикатов и других минералов из скал с образованием глины началось, по геологическим прикидкам, как раз перед тем, когда, по мнению биологов, древнейшие биомолекулы начали объединяться в протоклетки.
В воде, точнее в растворе, мало что могло произойти, потому что процессы в растворе идут абсолютно хаотично, а все соединения очень неустойчивы. Глина современной наукой - точнее, поверхность частиц глинистых минералов - рассматривается как матрица, на которой могли образовываться первичные полимеры. Но это тоже только одна из многих гипотез, каждая из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Но чтобы смоделировать зарождение жизни в полном масштабе, нужно действительно быть Богом. Хотя на Западе сегодня уже появляются статьи с названиями «Конструирование клетки» или «Моделирование клетки». Например, один из последних нобелевских лауреатов Джеймс Шостак сейчас активно предпринимает попытки создания эффективных клеточных моделей, которые размножаются сами по себе, воспроизводя себе подобных.
