6.3. Органический мир

Жизнь зародилась в раннем архее и была первоначально представлена прокариотами – одноклеточными организмами, не имевшими обособленного ядра. Они прошли сложный путь развития и к середине архея существовали две самостоятельные ветви – бактерии и цианобионты (синезеленые водоросли). Установлены также узорчатые неслоистые карбонатные образования – катаграфии, грибы.

В мелких ваннах, сильно прогретых солнцем, в бескислородной среде с преобладанием углекислоты, в условиях парникового эффекта, в своеобразном абиогенном «бульоне», в окружении фумарол и вулканов, могли возникнуть высокополимерные нуклеиновые кислоты, вернее их спиральные нити, обладающие способностью синтезировать себе подобные образования. Первоначально возникли коацерватные капли, обособленные от внешней среды полупроницаемыми мембранами, через которые был возможен обмен веществ с окружающей средой. Затем образовались протобионты, потом предбиологические многомолекулярные системы и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) – основной материал для формирования клеток. Существует также парадигма панспермии, предполагающая занесение микроскопических зародышей на Землю. При изучении метеорита Мерчисон из Австралии обнаружено 18 аминокислот, 6 из которых входят в состав белков. Еще в одном метеорите обнаружено углистое вещество, представляющее продукты жизнедеятельности спор и бактерий.

Именно в то время, когда появилась возможность копирования белков, т.е. возникли первые примитивные клетки, очевидно и была преодолена граница между неживым и живым мирами. Первыми живыми организмами являлись бактерии, превращавшие неорганические соединения в органические, используя солнечный свет. Бактерии поглощали сероводород, выделяя при этом серу. И только синезеленые водоросли разлагали воду, продуцируя кислород. Среди организмов были автотрофные, использующие неорганическое вещество, и гетеротрофные, питающиеся автотрофами, в том числе сапрофаги, существующие за счёт разлагающихся органических остатков.

Продукты жизнедеятельности синезеленых водорослей – строматолитов и бактерий – онколитов встречены в отложениях возрастом 3,7 млрд лет. Строматолиты – это скорлуповатые карбонатные корочки, нарастающие друг на друга и слагающие иногда крупные рифоподобные постройки мощностью в десятки и сотни метров и протяжённостью в сотни километров. Онколиты – образования из карбонатных желваков концентрически-скорлуповатой текстуры. Все они жили в бескислородной мелководной среде, а слои воды толщиной более 10 м защищали их от губительного ультрафиолетового излучения.

В раннем протерозое появились первые многоклеточные (простейшие губки, кишечнополостные). Деятельность синезеленых водорослей привела к появлению кислорода в атмосфере и гидросфере. Содержание кислорода по А.Ю. Розанову (1986) достигло точки Юри (0,1% современного уровня) 3 млрд лет назад, точки Пастера (1%) – 2,2-2,5 млрд лет назад, Беркнера-Маршала (10%) – 1,8-2,0 млрд лет. Появление свободного кислорода при достижении точки Пастера позволило организмам перейти от энергии анаэробного брожения к более выгодному (в 30-50 раз) окислению при дыхании. Появление в верхних слоях атмосферы озонового слоя, защищающего биос от гибели, отвечает 10% от современного содержания кислорода. Нарастание фитомассы определило повышение содержаний кислорода, а отсюда уменьшение подвижности железа. Следствием этого является исчезновение к рифею железистых кварцитов и появление красноцветных формаций. Одновременно продолжалось изъятие углерода. Это фиксируется резким в истории Земли приростом глобального обилия и разнообразия строматолитов. В процессе развития органической жизни в значительных объемах наряду с накоп-

лением в атмосфере этого элемента происходило его изъятие из неё. Если на рубеже архея и про-

терозоя она была преимущественно азотной, то нарастание количеств О₂ происходило одновременно с изъятием из нее части азота.

В позднем протерозое отмечается три этапа развития органической жизни. Особенно пышное развитие получили синезеленые водоросли, остатки жизнедеятельности которых – строматолиты имеют определяющее значение для стратиграфии рифея (рис. 6.1). Именно по ним выделены стратиграфические подразделения рифея, и впервые у нас в стране. Первый этап связан с началом позднего протерозоя, когда появились эукариоты – организмы, клетки которых имели обособленные ядра. Эта биота перешла на кислородное дыхание, и среди неё появились первые планктонные организмы. Второй этап развития организмов начался в среднем рифее, когда содержание кислорода достигло более 10%, что обеспечило их защиту только однометровым слоем воды. Появились примитивные многоклеточные организмы среди растений и животных, причем не только неподвижные, но и бентосные формы, а также подвижные илоеды, следы жизнедеятельности которых представляют катаграфии (1.2 млрд лет). Последние представляют собой желвачки из слипшихся комочков и пузырьков. Отмечаются также акритархи – остатки зоо- и фитопланктона и грибы. Третий (вендский) этап характеризуется становлением основных типов животного мира, в первую очередь, многоклеточных.

Вендская фауна и флора (рис. 6.2) отличалась большим разнообразием и богатством многоклеточных и одноклеточных форм. Фауна представлена примитивными кишечнополостными (медузы, полипы, морские перья), червями, животными, близкими к членистоногим и иглокожим, флора только водорослями. Отличительной особенностью вендских форм является отсутствие минерального скелета. Однако покровы их были уплотнены и поэтому на мягких грунтах остались отпечатки тел животных. Отмечаются многочисленные следы жизнедеятельности вендской фауны. Наиболее многочисленные формы найдены в Австралии на руднике Эдиакар (эдиакарская фауна), на берегу Белого моря, в Южной Африке. До 70% находок – кишечнополостные, представленные медузоидными формами до 0,5 м в диаметре, одиночными и колониальными полипами. В венде зародились древнейшие многоклеточные животные с хитиновой оболочкой – прообразом минерального скелета.

Т аким образом, в течение докембрия появились и эволюционировали представители как растительного, так и животного царства (рис. 6.3). Вместе с тем наибольшее распространение группы органического мира получили в конце позднего протерозоя.

67