6.2 Происхождение и древо жизни

Отныне, чтобы поколебать наше убеждение в реальности биогенеза, надо было бы, подрывая всю структуру мира,

вырвать с корнем древо жизни…

П.Т. де Шарден

Признаки деятельности живых организмов обнаружены многократно в докембрийских породах (4-2,5 млрд. лет назад), рассеянных по всему земному шару. Н.Н. Моисеев считает, что, несмотря на достижения науки, появление жизни на Земле до сих пор остаётся тайной. В.И. Вернадский обращал внимание на то, что жизнь на Земле вспыхнула почти мгновенно, уже через полмиллиарда лет после формирования Земли как небесного тела, на её поверхности существовала развитая биосфера (Моисеев 1998: 86).

О появлении жизни на Земле думали многие философы и учёные. Самая древняя и простая концепция происхождения жизни – креационизм или концепция сотворения, предполагающая наличие внеприродного фактора, не устраивала уже Аристотеля. С Аристотеля и до 1688 г. параллельно креационизму существовала теория постоянного зарождения живого из неживого, опровергнутая Ф. Реди и позже Л. Пастером. Утверждается принцип Реди: всё живое только от живого.

В конце прошлого века С. Аррениус предложил гипотезу панспермии, космического посева. Эта гипотеза была популярна, и В.И. Вернадский относился к ней серьёзно. Но эта гипотеза не решала проблемы: откуда взялась жизнь в Космосе? Попытка ответить на этот вопрос имеет две альтернативы.

• признание концепции вечности жизни, В.И. Вернадский почти всю жизнь так и считал, только в конце жизни стал сомневаться;

• но эта концепция противоречит данным современной космологии, моделям Э Вселенной из вакуумной неустойчивости. Эмпирические обобщения современной науки позволяют утверждать, что жизнь есть результат УИ, возникла как естественный этап усложнения. С данными СЕ согласуется теория биохимической Э⁷³ (Шноль 1979: 21-76; Руттен 1973: 96-141; Шарден 1987: 71-89; Грин и др. 1990, т. 3:253-258;Ичас 1994;Яблоков, Юсуфов1998:41-46;Моисеев1998:88).

В пользу теории Э свидетельствует и геохронологическая шкала, показывающая рост сложности организмов во Вр. История развития Земли условно поделена на 4 эры (эона) и 11 периодов, которые делятся на эпохи (в разных источниках используются разные системы классификации и названия периодов истории Земли). Методами радиоактивного датирования устанавливают возраст горных пород, принадлежащих каждому периоду. Ископаемые останки живых организмов связаны с геологическими слоями: так реконструируется палеонтологическое древо жизни (Шарден 1987: 104-118; Грант 1991; Грин и др. 1990, 1998, т. 1: 363-364; Яблоков, Юсуфов 1998: 61).

Одноклеточная жизнь на Земле началась более 4-х млрд. лет назад в Архее⁷⁴ (4,5-2,5 млрд. лет назад). Методами микропалеонтологии в древних породах были обнаружены первые клеточные формы жизни (прокариоты или доядерные клетки), возраст которых около 4-х млрд. лет (сине-зелёные водоросли и бактерии), они были единственными носителями жизни 2 млрд. лет.

Первые организмы были гетеротрофами, так как использовали энергию органических молекул. Эти первые организмы были самыми “жизнестойкими” из всех организмов, живших на планете, и практически бессмертными. Они жили в бескислородной атмосфере, концентрированных растворах, вулканических источниках, условиях жёсткой радиации: смерть не была ещё встроена в их генетический механизм (Моисеев 1998: 127).

Появление фотосинтеза и фототрофных прокариот радикально меняет условия на Земле: изменяется поверхность Земли под воздействием окисления, накапливается О в атмосфере, озоновый экран предохраняет от ультрафиолетового излучения. Некоторые прокариоты должны были приспособиться к жизни в кислородной атмосфере (дыхание). Прокариоты трансформировали поверхность Земли под воздействием окисления и атмосферу под действием обогащения её свободным О (фотосинтез). Трансформация макросистемы создала предпосылки для развития более сложных форм жизни (Моисеев 1990: 80; Яблоков, Юсуфов 1998: 59; Янч 1999: 153).

Это позволило в Протерозое⁷⁵ (2,5 млрд.-590 млн. лет назад) появиться эукариотам. Одна из величайших бифуркаций⁷⁶ в Э живого связана с появлением эукариотов, которые “включили” механизм кислородного дыхания. Эукариоты смогли утилизировать внешнюю энергию и вещество более эффективно. Они оказались способными добиваться локального снижения S. Н.Н. Моисеев трактует рождение ядерных клеток как завершение “экологического кризиса прокариотов” или даже всей биосферы, вызванного критическим значением “прокариотогенной” нагрузки на среду⁷⁷ (Моисеев 1998: 133-134).

Согласно эндосимбиотической гипотезе первые эукариоты возрастом 2 млрд. лет возникли в результате симбиоза аэробных и анаэробных прокариотов. Фототроф “съел” прокариота, способного к дыханию и возник симбиоз⁷⁸ двух прокариотов. Доказательством может служить то обстоятельство, что многие органеллы эукариот имеют мембранную структуру (митохондрии, хлоропласты, ядро, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть). Бывшие прокариоты всё ещё сохраняют определённую автономию в качестве мембранных органелл внутри эукариотов.

Но новые формы жизни за своё появление заплатили дорогую цену: они сделались смертными⁷⁹. С эукариотами возникло и разделение полов, а значит, и возможность генерирования генетического разнообразия. Размножались эукариоты половым путём (оплодотворение и мейоз). Появление индивидуальной смерти, закодированной генетическим аппаратом, сопровождалось увеличением эффективности (за счёт использования кислородного дыхания) в использовании внешней энергии среды. Эволюционировали эукариоты от одноклеточных организмов к организмам многоклеточным (беспозвоночные, кишечнополостные, растения). Био- и атмосфера превращается в саморегулирующуюся автопоэтическую систему, и возникают условия для появления сложных многообразных форм жизни. Эукариоты более миллиарда лет назад разделились на царства растений, животных и грибов (Моисеев 1990: 81-83, 1998:132-134; Яблоков, Юсуфов 1998:46; Янч 1999:153).

Следующим этапом Э ранних форм жизни стало образование многоклеточности. Первые останки многоклеточных находят в морских отложениях возрастом более 1млрд. лет: примитивные проточерви. В Австралии обнаружены грибы, жившие 850 млн. лет назад, 625 млн. лет назад появляются отдельные беспозвоночные (мягкотелые моллюски, брюхоногие и головоногие) и отдельные кишечнополостные (черви и полипы, гидры и медузы, грибы и губки). В морях обитали различные виды водорослей, появляются первые прикреплённые ко дну водоросли. Первичные почвообразовательные процессы подготовили условия для выхода растений на сушу (Грин и др. 1990, т. 1: 363-364; Грант 1991; Яблоков, Юсуфов 1998: 47, 53).

Палеозой⁸⁰ (590-248 млн. лет назад): 6 периодов.

Кембрий (590-505) – расцветают все типы беспозвоночных (кальмары и моллюски, осьминоги и трилобиты, улитки и мидии, слизни и каракатицы) и иглокожих с твёрдой раковиной (морские огурец, звезда, ёж, лилия). Начинается Э хордовых к позвоночным.

Ордовик (505-438) – в морях обитали многочисленные кораллы, трилобиты, ракообразные, развивались головоногие моллюски. Появляются первые позвоночные – бесчелюстные, предположительно в мелководных пресных водоёмах.

Силур (438-408) – развиваются низшие позвоночные, прежде всего панцирные рыбы. Появляются первые обитатели суши: паукообразные. Появляются челюстноротые, коралловые рифы, первые сосудистые споровые растения.

Девон (408-360) – озоновый экран создаёт условия для наземных животных. Появляются земноводные, аммониты, первые мхи и папоротники. Хрящевые и костистые рыбы доминируют.

Карбон (360-286) – появляются первые пресмыкающиеся и насекомые, начинается завоевание суши позвоночными. Рептилии благодаря сухим прочным покровам, твёрдым яйцам, не боящимся высыхания, были мало связаны с водоёмами. Развиваются стрекозы и тараканы. Древовидные папоротники “создают” каменно-угольные леса: каменноугольный период.

Пермь (286-248) – начинают исчезать стегоцефалы (первичные земноводные) и трилобиты. Широко распространяются различные рептилии⁸¹, зверообразные ящеры, появляются жуки-ударники и хвойные. В конце Палеозоя происходит значительное иссушение климата, что обеспечивает развитие рептилий. Одни рептилии становятся хищниками, другие – растительноядными, третьи – возвращаются в водную среду.

Мезозой⁸² (248-65 млн. лет назад): 3 периода.

Триас (248-213) – появляются первые динозавры, цветковые растения, происходит адаптация пресмыкающих. Обилие хвойных растений.

Юра (213-144) – особенно сильного развития достигают морские рептилии (ихтиозавры, плезиозавры). Пресмыкающиеся осваивают и воздушную среду – возникают птерозавры, охотившиеся на крупных насекомых. От одной из ветвей рептилий дивергируют птицы. В мае 2001 г. исследованиями китайских палеонтологов была обнаружена переходная форма рептилии-млекопитающие возрастом 195 млн. лет.

В Юре появляются млекопитающие, цветковые растения, выявлено обилие насекомых.

Мел (144-65) – продолжается специализация рептилий, возникают гигантские растительноядные динозавры, встречаются летающие ящеры. Начинается сопряжённая Э энтомофильных растений и насекомых опылителей. Вымирают аммониты, морские ящеры. Сокращается растительность, вымирают растительноядные и хищные динозавры. В тропиках сохраняются крупные рептилии (крокодилы). В условиях похолодания преимущества получают теплокровные птицы и млекопитающие, появляются современные рыбы.

Кайнозой⁸³ (65 млн. л. назад – современность): 3 периода.

Палеоген (65-25) делится на палеоцен, эоцен, олигоцен и миоцен. Вр расцвета насекомых, птиц и млекопитающих. В конце мезозоя возникают плацентарные млекопитающие. В палеоцене и эоцене от насекомоядных происходят первые хищники. В эоцене и олигоцене млекопитающие начинают возвращаться в моря. Начинается дивергенция приматов от насекомоядных. 38 млн. лет назад появляются первые человекообразные приматы, свиньи, в конце миоцена (26 млн.) – собаки и медведи.

Неоген или плиоцен (25-1,8) – к концу неогена встречаются все современные семейства млекопитающих. 22 млн. лет назад путь развития человеческих гоминид отделился от приматов. Более 5 млн. лет назад – начало АСГ, появление австралопитеков, систематически использующих орудия среды, передвигающихся на двух ногах. Один вид австралопитеков эволюционирует к человеку умелому.

Четвертичный период (1,8 млн. лет назад–современность): эпохи плейстоцена и голоцена. Появляется человек прямоходящий. Культурно-техническое развитие человека, его предков принято делить на палеолит и неолит⁸⁴. 300 тыс. лет назад некоторые архаичные формы вида человека разумного начали приобретать основные признаки, характерные для неандертальца. Примерно 40 тыс. лет назад жили люди, которые были предками современных людей.

30 тыс. лет назад – первый документ умения считать. 8 тыс. лет назад – возникают древние города и цивилизации⁸⁵ (Фолта, Новы 1987: 22-24; Фогель, Мотульски 1990; Грин и др. 1990, т. 1: 363-364; Грант 1991; Ламберт 1991; Ичас 1994; Яблоков, Юсуфов 1998: 47-61).