- •8. Основные характеристики литосферы
- •8.1. Образование литосферы
- •8.2. Строение Земли
- •8.3. Химический состав земной коры
- •9. Основные характеристики атмосферы
- •9.1. Образование атмосферы
- •9.2. Состав атмосферы
- •9.3. Физические свойства атмосферы
- •9.4. Строение атмосферы
- •10. Основные характеристики гидросферы
- •10.1. Происхождение гидросферы
- •10.2. Важнейшие свойства природной воды
- •10.3. Единство гидросферы
- •10.4 Воды суши
- •11. Мировой океан
- •11.1. Единство Мирового океана
- •11.2. Основные черты рельефа дна Мирового океана
- •11.3. Физические и химические свойства вод Мирового океана
- •11.4. Движение вод океана
- •11.5. Океан как среда жизни
- •11.6. Природные ресурсы Океана
- •12. Основные характеристики биосферы
- •12.1. Возникновение жизни в географической оболочке
- •12.2. Структура биосферы
- •12.3. Химический состав живого вещества
12.1. Возникновение жизни в географической оболочке
Появлению живых организмов на безжизненной планете должно предшествовать несколько условий: а) образование магнитосферы, которая является следствием уплотнения внутреннего вещества на достаточно большой планете; это могло случиться тогда, когда масса Земли приблизилась к современной; б) появление атмосферы; в) появление воды и гидросферы, а она может существовать только под прикрытием плотной атмосферы. После появления атмосферы, гидросферы и магнитосферы природа земной поверхности перешла в новую стадию – стала географической средой появления жизни и развития биосферы.
Жизнь существовала уже в архее (4 – 3,5 млрд. лет назад). Данные палеонтологических исследований позволяют предполагать, что примитивнейшие организмы сформировались из белковых структур в конце раннего архея, т. е. около 3 млрд. лет назад. Первые одноклеточные организмы, способные к фотосинтезу, возникли около 2,7 млрд. лет назад, а первые многоклеточные животные – не менее чем на 1 – 1,5 млрд. лет позже.
В условиях отсутствия озонового экрана местами развития жизни могли стать прибрежные части морей и внутренние водоемы, на дно которых проникал солнечный свет, так как вода задерживала ультрафиолетовое излучение. Сложные органические соединения могли попасть в гидросферу из древней атмосферы, где образовывались под воздействием ультрафиолетовой радиации и электрических разрядов. Из этих соединений возникали многомолекулярные и «надмолекулярные» системы, взаимодействующие со средой. Эволюционируя, они приобрели свойства живых организмов: размножение, обмен веществ, рост и т. д. Водная среда не только предохраняла живое от вредного излучения, она облегчала обмен веществ, была опорой для организмов без оболочек, и организмы очень долго не покидали этой среды. Так как резкие колебания температуры губительны для зарождающейся жизни, она должна была появиться в условиях теплого и влажного климата (вероятно, в приэкваториальных широтах).
Длительное время жизнь «размещалась» в географической оболочке пятнами, «пленка жизни» была очень прерывистой. Со временем масса живого вещества быстро увеличивалась, формы жизни становились сложнее и разнообразнее, области ее распространения расширялись, усложнялись взаимосвязи с другими компонентами географической оболочки. Можно предполагать, что уже со второй половины девона (370 млн. лет назад) масса живого вещества на Земле была близка к современной, хотя, безусловно, не оставалась постоянной.
Широкому и быстрому распространению жизни на Земле способствовали удивительная приспособляемость к среде и поразительные потенциальные возможности размножения. Микроорганизмы обнаружены в промерзающих почвах, они есть в воде, выбрасываемой исландскими гейзерами при температуре + 93° С, они переносят концентрацию кислот, соответствующую 5 – 10%-ному раствору серной кислоты, и существуют в сильно щелочной среде (рН 11 – 12). Их нашли в реактивных теплоносителях атомных реакторов при радиоактивности несколько рентген и температуре выше + 300° С.
Организмы очень быстро размножаются. В. И. Вернадский приводит данные о времени, в течение которого организмы могли бы заполнить всю поверхность Земли: холерная бактерия за 1,2 суток, комар за 203 суток, муха домашняя за 376 суток, треска за 4 года, крыса за 8 лет. Однако эти потенциальные возможности никогда не осуществятся из-за сдерживающих факторов.
Плотность жизни в благоприятных условиях очень велика. Например, в 1 г лесной почвы в среднем насчитывают 400 млн. бактерий, 2 млн. грибов, 1 млн. водорослей и 10 тыс. простейших. В планктоне 1 л океанической воды находится до 500 тыс. организмов.
Разнообразие современных форм жизни на Земле огромно: насчитывается свыше миллиона различных видов. Максимум видового разнообразия дикой растительности и животного мира явно тяготеет к тропикам. Тропики и субтропики представляют оптимум условий для развертывания видообразовательного процесса. Особенно это наглядно можно видеть в Северной Америке, где южная Мексика и Центральная Америка, занимая относительно ничтожную площадь, включают больше видов растений, чем весь необъятный простор Канады, Аляски и соединенных Штатов.