Сегодня - 16.11.2019

Земля до начала времен (и даже раньше)

10 февраля 2016

Человек на Земле, как известно, появился настолько поздно, что не застал даже динозавров, которые, если смотреть на всю геологическую историю нашей планеты, существовали буквально вчера. Что уж говорить о, например, кембрийском взрыве видового разнообразия и тем более — наших самых-самых далеких предках (или родственниках?) цианобактериях. Впрочем, с развитием цивилизации у людей появились различные инструменты для получения информации про те четыре с половиной миллиарда лет, пока нас тут не было и в помине.

 
Младший научный сотрудник лаборатории палеонтологии и стратиграфии докембрия Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Василий Валерьевич Марусин начинает свою лекцию (прошедшую в рамках Дней науки) о зарождении и первых этапах жизни на Земле с перечисления гипотез ее возникновения. Их можно разделить на ненаучные (креационизм), псевдонаучные (теория стационарного состояния) и научные (самозарождение в два этапа и панспермия, то есть привнесение из космоса). 
 
Василий Марусин
 
С первым все понятно, вторая тесно к нему примыкает, ведь она гласит, что никакой эволюции не было, а Земля и Вселенная никогда не появлялись, существуя всегда. «Все тренды развития, которые мы способны проследить, обусловлены сменой условий: для одних организмов среда являлась более благоприятной, для других — менее. То есть гипотеза имеет под собой определенную фактологическую базу, но противоречит ряду имеющихся у нас данных», — поясняет палеонтолог. Гипотеза самозарождения говорит  о том, что органическая жизнь зародилась из неорганических соединений практически случайно, сперва — по стечению обстоятельств, а затем стабилизировавшись.  Однако все опыты, проведенные в лабораторных условиях, не позволили ее синтезировать. 
 
Теория панспермии, на первый взгляд, выглядит весьма антинаучно, но дело в том, что она сильно мифологизирована и воспринимается широкими массами, а также отдельными не совсем адекватными людьми в связке с инопланетянами. «Тем не менее она всего лишь гласит: жизнь была занесена из космоса. Точка,— подчеркивает Василий Марусин. — Однако почему-то в сознании некоторых сразу возникают картинки типа показанной в фильме «Прометей»: прилетел волшебник в голубом вертолете, выпил водички, рассыпался и дал начало жизни. На самом деле она могла быть занесена вместе с метеоритными бомбардировками, в период с 4,4 миллиардов лет до 3,5 млрд таких ударов было очень много. В пользу этой теории говорит наличие специальных экстремофильных бактерий. Они прекрасно себя чувствуют при высоких и низких температурах, большом давлении, существуют в системах охлаждения ядерных реакторов и в условиях глубокого космоса». 
 
Как бы то ни было, но 3,5 миллиардами лет назад датируется первое свидетельство о жизни. Нельзя сказать, что она была даже отдаленно похожа на сегодняшнюю. Цианобактерии или сине-зеленые водоросли стали пионерами заселения нашей планеты, образовывая то, что мы сейчас можем увидеть в каждой второй луже — микробный мат. (Кстати, из таких матов собраны строматолиты — слоистые камни). Доядерные организмы без плотной мембраны и уж тем более скелета, однако, послужили дальнейшему развитию жизни. «Дело в том, что их колонии были фотосинтезирующими, и таким образом уже тогда, пусть и в небольших количествах, начинает появляться свободный кислород, — рассказывает Василий Марусин. — Два с половиной миллиарда лет назад трассируется повсеместное увеличение объемов этого газа. По одной из теорий процесс обусловлен также дегазацией базальтов». Конечно, не последнюю роль сыграли и микробные маты, постепенно колонизировавшие морские бассейны. Собственно, улучшение атмосферы и дало толчок к последующей эволюции. 
 
На протяжении почти двух миллиардов лет вся жизнь была прокариотической, доклеточной. Лишь 1,6 млрд лет назад фиксируются первые эукариоты, а уж многоклеточные организмы появляются лишь на отметке в 1,2 млрд. В это время уже есть аналоги зеленых, бурых и красных водорослей и некие грибоподобные существа (настоящие грибы появляются значительно позже, около 400 миллионов лет назад, и легко обходят человека по времени обитания на планете, так что имейте уважение к соленым рыжикам и маринованным опятам). 
 
Эдиокарская биота, реконструкция Ryan Somma
 
Затем (около 635—542 млн лет назад) наступает эдиокарий — период, названный по месту Эдиокар, где была найдена одноименная и весьма загадочная фауна, которую и фауной-то стараются не называть, именуя биотой, ведь ее систематическая принадлежность остается невыясненной. «Она поражает размерами, — говорит Василий Марусин. — Если в более древних отложениях максимальный размер организмов составляет один-два миллиметра, то здесь происходит сравнительно резкое (на протяжении нескольких миллионов лет) увеличение». По словам палеонтолога, раньше считалось, что это весьма крупные животные, которые потом почему-то внезапно вымерли.  Сейчас такое предположение оспаривается: в то время экологические ниши в океане были заняты микробными матами, элементарными эукариотами, хищными грибоподобными организмами, ловившими простейших круглых червей и растворявшими их. Поэтому, как отмечает Василий Марусин, вполне возможно, что в тех условиях колониальные существа просто образовывали столь большие формы. 
 
Наконец происходит знаменитый кембрийский взрыв биоразнообразия. В частности, появляются настоящие герои эволюции — первые раковинные организмы размером около полутора миллиметров в длину. Это был действительно прорыв: твердый «домик» обеспечивал очень хорошую защиту от тогдашних аналогов хищников, ведь зубов у них не имелось и грызть перспективную еду было нечем. 
 
«Почему же мир, в котором доминировали микробные маты и простейшие сообщества, относительно быстро превратился в мир, где есть членистоногие, кольчатые и круглые черви, двустворчатые моллюски, привычные нам медузы? — задает вопрос Василий Марусин. — Одно из объяснений — появление первых животных, которыми как раз были очень и очень маленькие круглые и кольчатые черви, изначально обитавшие под микробным матом. В определенный момент, видимо, из-за конкуренции за еду, они начали зарываться вглубь осадка и искать захороненные в нем питательные вещества. Предположительно, именно это привело к глобальному перемешиванию грунта. Из-за этого резко сократились количество и роль  вышеозначенных бактериальных колоний, и вымирание эдиокарской биоты могло быть обусловлено именно их пропажей». 
 
В кембрии, по словам Василия Марусина, произошло и еще одно историческое событие: именно этим периодом датируются первые следы перемещения членистоногих по суше, найденные в континентальных отложениях. « Это говорит о том, что конкуренция в привычной среде обитания была очень сильной, — комментирует палеонтолог. — Существовало предположение, что организмы выползали на берег, чтобы класть яйца, как морские черепахи, но последние достаточно развиты для того, чтобы самим существовать на воздухе. В те же времена ни у одного из существ не было ни легких, ни даже дыхательного мешка. Поэтому, скорее всего, это членистоногое создание проползло те самые пятнадцать сантиметров, а потом и померло. Причем, попытка выйти в другую среду связана не с экстравагантным способом размножения, а с тем, что в поисках питательных веществ в условиях жесткой конкуренции организмы были вынуждены в течение долгого времени выползать на сушу и, естественно, погибать на протяжении большого количества поколений. Однако в определенный момент адаптация позволила им вылезти и колонизировать берег. Этот феномен называется правилом Красной королевы, представляющем собой цитату из Льюиса Кэрролла: «Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте, а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее!» По этому принципу действует вся эволюция». 
 
Екатерина Пустолякова
 
Фото: (1) — автора, (анонс, 2) — реконструкция Ryann Somma, из открытых источников
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 3 (1 vote)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus