Георгий Войткевич - Возникновение и развитие жизни на Земле

• Название: Возникновение и развитие жизни на Земле
• Автор: Георгий Войткевич
• Издательство: Наука
• Жанр: Биология
• Год: 1988
• ISBN: 5-02-001961-5

В книге излагается актуальная проблема современного естествознания — происхождение жизни. Она написана на основе самых современных данных геологии, палеонтологии, геохимии и космохимии, которые опровергают многие традиционные, но устаревшие представления о происхождении и развитии жизни на нашей планете. Глубокая древность жизни и биосферы, соизмеримая с возрастом самой планеты, позволяет автору сделать вывод: происхождение Земли и жизни — единый взаимосвязанный процесс.

Для читателей, интересующихся науками о Земле.

---

В конце раннего миоцена (около 17 млн лет назад) произошло установление сухопутных связей между Африкой и Евразией, что создало возможность для миграции приматов и обмена сухопутной фауны. Степные травоядные были немногочисленны, а процветали листоядные лесные формы.

Гоминиды Евразии разделились на две большие группы — дриоморфов и рамаморфов. К дриоморфам относились приматы с примитивными чертами гоминид, найденных преимущественно в Европе. В Азии были распространены преимущественно рамаморфы. Название их произошло от рода Ramapithecus — рамапитек, останки которого были обнаружены еще в 1932 г. Ископаемые останки, близкие к рамапитекам, найдены в Пакистане, возраст их оценивается как минимум в 12 млн лет. Разделение африканских и азиатских гоминид должно было произойти примерно 16 млн лет назад.

Первые гоминиды возникли примерно 4-3,75 млн лет назад в Танзании и Эфиопии. В интервале времени 2,5-2 млн лет назад произошла адаптация африканских гоминид, а к концу этого времени существовало три, а то и больше видов гоминид. Около 1,75 млн лет назад Homo habilis исчезает и вместо него появляется Homo erectus. Он широко распространился в Африке почти 1,6 млн лет назад. Около 1 млн лет назад представители этого вида встречались в Восточной и Юго-Восточной Азии и просуществовали примерно до даты 0,3 млн лет назад.

Homo erectus имел более крупный мозг (около 800 см3), чем Homo habilis. По археологическим данным, он изготовлял крупные симметрично обработанные каменные орудия ручные зубила, а некоторые представители, возможно, умели пользоваться и огнем. От архаической формы Homo erectus идет непрерывная линия развития до современной формы Homo sapiens. На этой линии находился неандерталец. Однако с переходом к современному Homo sapiens утрачивается присущая неандертальцам массивность скелета, лица и зубной системы. Общая схема эволюции приматов представлена на рис. 25.

Заключение

Твари Земли являются созданием сложного космического процесса и закономерной частью стройного космического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайности.

В. В. Вернадский

Процесс возникновения жизни в ходе длительного необратимого развития природных систем относится к великим загадкам природы. Сейчас мы только приближаемся к ее решению. Несомненно, что возникновение и организация живого вещества связаны со свойствами слагающих его атомов, и в первую очередь со свойствами углерода. Таким образом, первопричиной зарождения жизни были определенные процессы в космической эволюции вещества Солнечной системы или, точнее, в ядерном синтезе (нуклеосинтезе), предшествовавшем рождению этой системы. Именно ядерный синтез привел к образованию атомов биофильных элементов Н, С, N, О в том соотношении, которое оказалось благоприятным для образования сложных органических соединений — непосредственных предшественников жизни. При охлаждении первичной газовой туманности, генетически связанной с ранним Солнцем, возникли органические соединения. Они появились преимущественно на последних стадиях остывания, что фиксировано в дальнейших космических породах — метеоритах и особенно в углистых хондритах.

Поиски следов древней жизни указали нам по существу на отсутствие ее начала. В горных породах раннего докембрия Гренландии, Южной Африки и Западной Австралии обнаружены несомненные геохимические и микропалеонтологические свидетельства существования древней биосферы с господством фотосинтезирующих автотрофных организмов. Предполагаемая многими учеными ранняя биосфера с гетеротрофными организмами и резко восстановительными условиями существовала относительно недолго. В каменной летописи земной коры мы практически не встречаем ее следов.

С течением геологического времени эволюция живых организмов дала бесчисленное множество видов. Возникновение фотосинтеза произошло около 4 млрд лет назад, а возможно, еще раньше. Фотосинтез в биосфере первоначально осуществлялся синезелеными водорослями и их предками. Возникновение фотосинтеза привело к появлению свободного кислорода и позволило большинству живых существ усовершенствовать свой энергетический обмен, надстроив над прежним анаэробным обменом новые системы кислородного дыхания. Биосфера приобрела мощный кислородный потенциал, определивший общий характер геохимических процессов, миграцию химических элементов и формы их нахождения. В криптозое-докембрии жизнь развивалась в морских условиях и в общем довольно медленно.

В кембрийском периоде появились высшие беспозвоночные животные, которые строили свой скелет из углекислого кальция. Усилилось образование биогенных известняков из их остатков. Развитие скелета у позвоночных животных привело к усилению миграции фтора и фосфора. Выход растений на сушу в девонском периоде определил резкий перелом в развитии биосферы в целом. Он открыл широкие возможности для дальнейшего всестороннего развития животных, а также растений. Вначале появились папоротники, хвощи, семенные папоротники, что усилило миграцию углекислоты. Развитие наземной растительности и образование почв создали предпосылки для выхода на поверхность континентов животных. В результате эволюции растительного мира в мезозойской эре возникли леса хвойных и цветковых растении, полные жизни.

В конце мезозоя и в кайнозое усилилась миграция биофильных элементов в связи с появлением птиц. Таким образом, живое вещество охватило нижнюю часть атмосферы — тропосферу. Птицы, как и другие летающие организмы, стали играть видную роль в обмене веществ между сушей и морем. В данном случае роль птиц оказалась обратной роли рек — в переносе вещества из морской среды на сушу, поскольку многие водоплавающие их представители питались рыбой.

Наконец, самые крупные изменения в биосфере Земли наступили в связи с возникновением и развитием человека. В недрах биосферы первоначально возникла антропосфера, начало которой положено расселением первобытного человека по всей поверхности континентов. Человек стал относительно независимым от климата. Однако в ходе развития производительных сил и цивилизации антропосфера, выражающая стихийную деятельность человеческого общества, должна перейти в ноосферу — новую оболочку Земли — область сознательной деятельности человечества.

Термин «ноосфера» был предложен французскими учеными в 1927 г. Э. Леруа (1870-1954) и П. Тейяром де Шарденом (1881-1955) под влиянием идей В. И. Вернадского, лекции которого они слушали в Сорбонне. В развернутом виде представление о ноосфере было дано в книге П. Тейяра де Шардена «Феномен человека». Последнее издание этой книги в русском переводе вышло в 1987 г. В ней автор определяет ноосферу как «новый покров», «мыслящий пласт, который, зародившись в конце третичного периода разворачивается над миром растений и животных — вне биосферы и над ней». Более глубокое понятие о ноосфере было развито В. И. Вернадским в последние годы жизни в статье «Несколько слов о ноосфере» (1944 г.). Он писал: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества, как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера». Согласно В. И. Вернадскому, ноосфера — это биосфера, разумно управляемая человеком.

Ноосфера выходит за пределы земной биосферы в связи с развитием космонавтики. Происходит освоение космического — околосолнечного пространства с непредвиденными возможностями. Создается принципиальная возможность создания искусственных биосфер земного типа на некоторых планетах. Жизнь, зародившись в процессе космической эволюции, возвращается в космическое пространство.

Литература

Баландин Р. К. Время — Земля — Мозг. Минск: Изд-во Вышейш. школа, 1979. 230 с.

Берг Л. С. Соображения о происхождении наземной пресноводной и морской флоры и фауны // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1947. Т. 52, X5. С. 16-30.

Бернал Дж. Возникновение жизни. М.: Мир, 1969. 392 с.

Вдовыкин Г. П. Органическое вещество в метеоритах // Успехи современной биологии. 1979. Т. 8, вып. 1. С. 37-50.

Вернадский В. И. Биогеохимические очерки. М.: Изд-во АН СССР, 1940. 200 с.

Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1965. 374 с.

Видаль Г. Древнейшие эукариотические клетки // В мире науки 1984. № 4. С. 14-25.

Войткевич Г. В. Космохимические основы зарождения жизни // Земля и Вселенная. 1986. № 5. С. 84-90.

Войткевич Г. В. Древность жизни и космохимические предпосылки ее зарождения // Геохимия. 1987. № 8. С. 1053-1074.

Войткевич Г. В., Бессонов О. А. Химическая эволюция Земли. М.: Недра, 1986. 216 с.