Владимир Комаров - Происхождение растений

• Название: Происхождение растений
• Автор: Владимир Комаров
• Жанр: Биология
• Год: 1961

Миллиарды лет назад наша Земля была голой, безжизненной планетой. И вот на ее поверхности появилась жизнь — те первые, самые примитивные формы живых существ, развитие которых привело к бесконечному разнообразию окружающей нас природы. Как же происходило это развитие? Как появились на Земле животные, растения, как они видоизменялись? На некоторые из этих вопросов ответит данная книга. Ее автор, выдающийся советский ученый академик В. Л. Комаров, описал в ней историю растительного мира Земли — от простейших одноклеточных бактерий до современных нам высокоразвитых цветковых растений. Этот долгий путь развития автор рисует в тесной связи с общей историей Земли, с изменениями ее природных условий, рельефа, климата. Книга написана популярно, легко читается и принесет большую пользу самому широкому кругу читателей, обладающих элементарными сведениями из области биологии в объеме школьного курса.

---

«Наконец, если температура понизилась до того, что — по крайней мере на каком-нибудь значительном участке поверхности — она уже не превышает тех границ, внутри которых является жизнеспособным белок, то, при наличии прочих благоприятных предварительных химических условий, образуется живая протоплазма. В настоящее время мы еще не знаем, в чем заключаются эти предварительные условия»[11]

Ф. Энгельс

Глава III КАК ЗАРОДИЛАСЬ ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ

Никто при зарождении жизни не присутствовал; мало того, земная кора не сохранила в себе прямых свидетелей первых периодов существования жизни на Земле. В древнейших, так называемых архейских, пластах, возникших путем перекристаллизации осадков, отлагавшихся в первичных морях, не найдено до сих пор никаких окаменелостей или отпечатков животных или растений. Они появляются лишь в отложениях позднейшего, протерозойского времени. Однако и в этих древнейших слоях, немых, как их называют палеонтологи, находятся скопления углерода и кальция, имеющие, по всей вероятности, органическое происхождение. Иначе говоря: осадки этого периода в истории земной коры хотя и заключают в себе указания на происходившую тогда жизнедеятельность каких-то неведомых нам организмов, но следы эти изменены позднейшими процессами до полной неузнаваемости.

При таком полном отсутствии прямых свидетельств о начале жизни мы должны начать с логических предположений, исходя из достоверных фактов современности. Ведь и теперь есть на Земле организмы, крайне простые по своему строению и, кроме того, тесно связанные с процессами, происходящими вокруг них в неорганической природе.

Основных гипотез о начале жизни на Земле можно насчитать всего три. Первая состоит в том, что жизнь на Земле существует вечно, меняя только свои формы. Вторая, — что жизнь занесена на Землю в простейших ее проявлениях с других планет. Третья — в том, что жизнь зародилась на Земле сама собой, или точнее, что она является результатом усложнения синтетических реакций, в которые входили соединения углерода с соединениями азота, в форме так называемых амидов, развивавшихся за счет аммиака атмосферы.

* * *

Первая гипотеза неосновательна потому, что до возникновения водной оболочки земли — гидросферы — и до охлаждения поверхностного слоя земной коры до температуры ниже точки кипения воды проявления жизни немыслимы. Основой жизни являются белковые или протеиновые соединения, которые при высокой температуре свертываются, как свертывается при нагревании белок куриного яйца. Свертывание настолько изменяет коллоидную структуру белка, что он уже не поддерживает никаких проявлений жизни. Очень немногие живые существа, пока они находятся в состоянии полного покоя, например споры некоторых бактерий, выдерживают нагревание до 113° в течение 45 минут. Громадное же большинство живых существ, в том числе и большая часть бактерий, умирают при температурах между 50 и 70°. Таким образом, в течение всего того периода, когда поверхность Земли и вода на ней были нагреты значительно выше 100°, жизнь не могла осуществляться и, конечно, ее не было. Ф. Энгельс, отвечая сторонникам взгляда на белок, как на. извечное соединение углерода, а равно и сторонникам извечности первичных форм, из которых могла развиться вся органическая жизнь, говорит: «Белок — самое неустойчивое из всех известных нам соединений углерода. Он распадается, лишь только он теряет способность выполнять свойственные ему функции, которые мы называем жизнью…» и далее: «Условия существования белка бесконечно сложнее, чем условия существования всякого другого известного нам соединения углерода, ибо здесь мы имеем дело не только с новыми физическими и химическими свойствами, но и с функциями питания и дыхания, которые требуют среды, узко ограниченной в физическом, и химическом отношении…»[12].

Согласно современным данным, в течение большей части времени, потребовавшегося на образование Земли, от ее возникновения и до современного ее состояния, жизнь и не только жизнь, но и носитель ее — протеиновые соединения существовать не могли. Ранее, при обсуждении первых стадий в истории Земли мы видели, что из-за высокой температуры не было даже углерода и азота, так как материя еще не дифференцировалась на элементы. Итак, допустить, что жизнь на Земле не имела начала, а существует вечно, совершенно невозможно.

* * *

Другое предположение состоит в том, что жизнь занесена на Землю после ее охлаждения и появления гидросферы, из мирового пространства вместе с космической пылью. Предположение это в различных вариантах поддерживали ученые Г. Э. Рихтер в 1865 г., Ф. Кон в 1872 г., В. Томсон в 1872 г. и С. Аррениус в 1907 г. В основании этого взгляда лежит тот факт, что Земля после отделения от нее Луны не стабилизировала свою массу, но имеет постоянный прирост благодаря падению на ее поверхность метеорных тел. Крупные метеоры редки, но распыленные частицы, отделяющиеся от тех метеоров, которые не падают на Землю, а лишь касаются верхних слоев ее атмосферы, представляют собою явление постоянное. И. Вальтер говорит, что «мельчайшие пылинки, которые отделяются от метеорных масс, проходят атмосферу со скоростью до 40 км в секунду. На Земле они смешиваются с пылью, которая поднимается в воздух вихрями или вулканическими извержениями, вследствие чего обыкновенно невозможно узнать метеорный характер этих примесей. Но на снежных полях полярных стран и на мягких, бедных железом, глубоководных морских осадках, иногда удавалось найти значительные количества космической пыли». Существует предположение, что за 200 лет на Землю падает слой атмосферной пыли, который, будь он везде одинаковой толщины, достигал бы 1 мм. Величина небольшая, но для всей поверхности земного шара это уже значительный прирост в весе. Любителям смелых гипотез не трудно предположить, что вместе с минеральной пылью метеорного происхождения попадают на Землю и споры бактерий, заносимых вместе с метеорами из глубин звездного пространства.

В. Томсон утверждал, что «если два небесных тела сталкиваются в пространстве, то большая их часть несомненно расплавляется, но представляется столь же достоверным и то, что во многих случаях во все стороны разлетается масса осколков, среди которых многие подвергаются не большим повреждениям, чем обломки скал при обвале или же при взрывании скал порохом. Если бы наша Земля в ее настоящем состоянии, с ее растительным покровом, столкнулась с небесным телом, равным ей по величине, то в пространстве рассеялось бы, без сомнения, много осколков, несущих на себе семена, живые растения и животных. Так как, без сомнения, уже с незапамятных времен существуют звездные миры, являющиеся носителями жизни, то мы должны считать в высшей степени вероятным, что существует бесконечно много метеоритов, которые странствуют в пространстве, неся на себе семена. Если бы на Земле не существовало никакой жизни, то такой метеорит, упавши на Землю, мог бы явиться источником жизни на ней». Аррениус возражает Томсону, он указывает на то, что вся поверхность падающего на Землю метеорита, вследствие трения в атмосфере, становится раскаленной; поэтому все семена на ней должны потерять способность к прорастанию. Кроме того, сопротивление воздуха должно было бы превратить в пыль всякую массу, менее стойкую, чем метеорное железо или иные связанные с ним минералы. Пыль же неизбежно должна перегореть. Таким образом, в том виде, как представлял себе занос жизни на Землю В. Томсон, принять эту гипотезу невозможно.

Однако Аррениус предлагает иную гипотезу. Он убежден, что жизнь в пределах вселенной всегда существовала и существовала в виде живых организмов — клеток и особей, состоящих из клеток. Подобно тому, — говорит он, — как ранее люди раздумывали над возникновением материи, но затем бросили это, когда опыт показал, что материя неразрушима и только меняет свою форму, и подобно тому как мы теперь не задаемся вопросом о начале энергии движения, также должны мы освоиться с мыслью, что жизнь не имеет начала, но существовала всегда, хотя планеты, на которых она имела место в эпоху, когда Земля в своем развитии приготовилась принять ее, и были удалены от нас до чрезвычайности. В 1900 г. Аррениус и, одновременно с ним, московский физик Лебедев открыли, что лучи света способны производить давление, а, следовательно, и перемещать легкие тела. Поперечник таких тел должен иметь не более 0,00016 мм. Мы знаем, что споры бактерий имеют от 0,00002 до 0,00003 мм, причем известны и еще более мелкие. Поэтому весьма вероятно, говорит Аррениус, существование настолько мелких живых существ, что давление солнечных или звездных лучей может отбрасывать их в пространство, где они. попав на пригодные для развития и поддержания жизни планеты, могли бы стать источником жизни.