Начало жизни.
Если бы всю историю Земли можно было втиснуть в рамки одного-единственного часа, то животный мир появился бы на Земле всего за шесть минут до того, как этот час истёк, а эпоха рептилий — один из самых драматических периодов в древнейшей истории Земли — промчалась всего за две минуты. В этой главе рассмотрены несколько первых минут этой истории и некоторые процессы, которые оказали решающее влияние на развитие жизни на Земле.
Начало жизни:
Когда возникла Земля, а это случилось более 4,6 миллиарда лет назад, её средняя температура была такая же, как на поверхности Солнца. Но всего через 700 миллионов лет на Земле уже появилась жизнь.
Земля — единственное место во Вселенной, где жизнь определённо существует, хотя возможно, что где-то в космосе есть и другие планеты, населённые живыми существами. Учёные предполагают, что жизнь на Земле возникла в результате целой серии химических «превращений», происходивших в водной среде. Движимые солнечной и химической энергией, они привели к образованию сложных веществ, необходимых для развития органической жизни.
Что такое жизнь?
Более 99,999999% нашей планеты состоит из неживой материи. В отличие от живых существ неживая материя не потребляет энергию, а также неспособна приспосабливаться к окружающему миру. И что всего важнее — она не способна производить себя. Каким же образом 4 млрд лет назад эта безжизненная исходная масса произвела на свет разные существа? Как полагает большинство учёных, ответ на этот вопрос следует искать в серии случайных, хаотичных химических реакций между углеродсодержащими веществами, растворёнными в морской воде. Некоторые из этих реакций привели к образованию микроскопических пузырьков, окружённых маслянистыми оболочками, защищающих от действия неблагоприятных условий окружающей среды. Другие реакции привели к образованию веществ, которые могли воспроизводить себя, притягивая менее сложные химические компоненты из окружающей среды. Оба эти процесса шли параллельно друг другу и привели к образованию первых самовоспроизводящихся клеток.
Показанные на этом рисунке длинные нити — это нити анабены, современной цианобактерии, или сине-зелёной водоросли. Эта водоросль живёт в неглубоких водах и на заболоченной почве, мало чем отличаясь по образу жизни от древнейших фотосинтетических бактерий.
Жизнь ускоряет своё развитие.
Когда начался фотосинтез, атмосфера Земли содержала азот и двуокись углерода, а кислорода в ней почти не было. В отличие от прежних форм жизни фотосинтезирующие бактерии выделяли кислород как продукт жизнедеятельности. Уровень содержания кислорода в атмосфере начал повышаться и постепенно достиг 21%. Таков он и сегодня.
Кислород — очень активное вещество — являлся смертельным ядом для многих примитивных бактерий. Такие бактерии отступили в ил и донные осадки, туда, где кислорода нет. Более же сложные живые организмы в процессе эволюции стали использовать кислород себе во благо. Эти организмы могут применять кислород для «сжигания» запасов топлива, накопленных внутри их клеток. А это значит, что они способны выделять энергию именно тогда, когда нуджаются в этом.
Первые из аэробных организмов были одноклеточными водными микроорганизмами, более крупными, чем бактерии, и гораздо более сложными. Протисты и в настоящее время в изобилии обитают как в пресных водах, так и в солёных морских.
Эта микроскопическая окаменелость происходит из породы, называемой кремнистым сланцем. Эта порода сформировалась более 2 млрд лет назад и содержит самые ранние из известных нам остатков микроорганизмов, черпавших энергию из солнечного света в процессе фотосинтеза.
Находки говорят: Это каменистые холмы в Акульем заливе, Западная Австралия. Они сформированы цианобактериями (сине-зелёными водорослями), которые представляют собой простые одноклеточные микроорганизмы, поглощающие энергию из солнечного света; цианобактерии формируют такие отложения, выделяя осадок и намертво скрепляясь между собой. Этим строматолитам несколько тысяч лет, но иногда встречаются и строматолиты, которым 3 миллиарда лет. Это самые древние свидетельства жизни на Земле.
Важно знать:
Как только сформировалась земная кора, вулканические извержения стали происходить часто и масштаб их был колоссален. Эти извержения, впрочем, помогали созданию подходящих условий для жизни, так как их пар конденсировался, образуя океаны. Они также выбрасывали на поверхность минеральные вещества, служившие ранним бактериям в качестве источника энергии.
