Горизонты будущего
Шрифт:
Жизнь на Земле однотипна в том смысле, что генетический код любого организма, любого биологического вида собран из сходных органических соединений. Все живые существа на Земле – родственники, происходящие от простейших микроорганизмов, «семян жизни».
Главное направление, ось эволюции – это и есть ствол генеалогического древа жизни, путь усложнения клеточных структур, нервной системы, головного мозга. Организмам присуще стремление к осуществлению заложенной в каждом из них цели, наилучшего приспособления к внешним условиям. Они способны переносить широкий диапазон физических условий: от температуры около абсолютного нуля до примерно ста градусов по Цельсию, высокие дозы электромагнитной
Рис. 30. Схема эволюции жизни на Земле. Сайт showslide.ru
– Бесплатные презентации
В дальнейшем в ходе геологической истории эволюция биосферы происходила и происходит как разрешение противоречия между безграничной способностью организмов к размножению и ограниченностью минеральных ресурсов, которые могут быть использованы в каждую определённую эпоху.
Противоречие это разрешается путём овладения новыми источниками вещества и энергии, а также приобретением новых качеств и приспособлений растениями и животными. При этом наследственная изменчивость выступает как существенная предпосылка развития, а естественный отбор – как механизм закрепления новых качеств.
Американские геологи в статье, опубликованной в журнале Nature, предложили гипотезу, позволяющую объяснить кембрийский взрыв. В начале кембрия (540 млн. лет назад) в геологической летописи внезапно появились представители многих современных типов животного царства, такие как губки, брахиоподы, членистоногие. Это было связано с развитием минерального скелета: до кембрия на Земле существовали только бесскелетные формы.
Шэнан Питерс и Роберт Гэйнс, авторы исследования, связали кембрийский взрыв с геологическим Великим несогласием, которое приходится на ту же эпоху. Как правило, комплексы пород, образующих земную кору, идут друг за другом в хронологическом порядке: более молодые породы по мере своего образования наслаиваются на более древние.
Однако иногда соприкасающиеся толщи в действительности не образовывались последовательно, и время их возникновения сильно разнится. Это и называется геологическим несогласием. Несогласие, пришедшееся на начало кембрийского периода, получило название Великого. Впервые оно было обнаружено в 1869 году в Гранд-Каньоне, где кембрийские морские отложения возрастом 525 миллионов лет граничат с гораздо более древними метаморфическими породами возрастом 1740 миллионов лет и более ранними докембрийскими осадочными толщами (1200-740 млн. лет назад). Затем несогласие, пришедшееся на этот же период времени, было выявлено и при изучении геологии других регионов по всему земному шару.
В раннем Кембрии территория американского континента регулярно затоплялась океаном. Это сопровождалось последовательным размыванием поверхностных и обнажением древних скальных пород, образующих кору Земли. Древние, не контактировавшие с водой и воздухом породы, эродировали в два-три раза быстрее поверхностных, высвобождая ионы кальция, калия, кремния, железа и магния, которые смывались в океан, изменяя его химический состав и уровень рН, – морская вода, насыщаемая карбонатами и другими минеральными солями, постепенно ощелачивалась. В дальнейшем эродированные древние породы коры были покрыты молодыми осадочными отложениями кембрийского океана.
Так называемый Кембрийский взрыв был спровоцирован быстрым насыщением океана
За три десятка миллионов лет, то есть в мгновение ока по геологическим масштабам, в раннем Кембрии (542-510 млн. лет назад) произошёл взрывной рост таксономического многообразия. В это время появились почти все обладающие скелетами типы животных, известные в настоящее время: членистоногие, в том числе проторакообразные (трилобиты), древнейшие хордовые и различная раковинная фауна.
В конце венда содержание свободного кислорода в атмосфере достигло величины, приведшей к резкому качественному и количественному скачку в развитии животного мира. В кембрий-ордовик (570-400 миллионов лет тому назад) в морях царствуют трилобиты, гриптолиты, наутилондеи, мшанки.
В силуре (430-395 миллионов лет тому назад) появляются рыбы, в раннем палеозое – в силурийском периоде – живое вещество планеты в массовом количестве вышло из океанической среды на поверхность континентов. Первоначально оно занимало площади влажных областей, особенно низких широт, с повышенной температурой и влажностью. Каким образом позвоночные (прежде всего рыбы) смогли поменять свои плавники и выбраться на сушу? Мы полагаем, что этот период происходил в момент массового выхода растений на сушу. Одновременно с этим процессом шло интенсивное затопление прибрежных, богатых растительностью участков суши. Некоторые рыбы были вынуждены прятаться от хищников в густых зарослях затонувшей растительности. Там хищники не могли передвигаться, и спрятавшиеся там рыбы были в полной безопасности.
В то же время и для них передвижение в густых зарослях прибрежных вод представляло собой немалые трудности. С течением времени они приспособили свои плавники для отталкивания от нависающей тины и трав, что привело к образованию у них полноценных конечностей. После этого переселение на сушу для них не составляло труда, а сами они при этом научились дышать воздухом. В девоне (395-345 миллионов лет тому назад) список наземных растений пополняется прапапоротниками, плауновидными растениями.
Наземные организмы появились около 350 миллионов лет тому назад. Это были примитивные растения. С появлением на суше живых организмов и возникновением растений начался важнейший этап в истории развития биосферы. С этого периода началось быстрое распространение живых организмов по планете. В это время уже был озоновый экран. В каменноугольном периоде (345-280 миллионов лет тому назад) суша одевается влажными густыми лесами высокой биологической продуктивности из древовидных папоротников, гигантских плаунов и хвощей, что показывает на обильное содержание кислорода в атмосфере, выше современного почти на 14%.
Одновременно были созданы необходимые условия для дальнейшей эволюции живых организмов. В морях возросло число видов простейших, губок, хелицеровых, ракообразных, моллюсков. Резко возросло количество земноводных, пресмыкающихся, птиц. Важным элементом развития биосферы стало появление насекомых.
Итак, Бог создал «всякий полевой кустарник, которого ещё не было на Земле, и всякую полевую траву, которая ещё не росла. Ибо Господь не посылал дождя на Землю, и не было человека для возделывания почвы, но пар поднимался и орошал всё лицо Земли» (Быт. 2:5,6).