Історія життя на Землі
Якби стало відомо, що па якійсь планеті є життя, то першим питанням було б: яке життя? Відповідь для Землі: білково – нуклеіпокіслотпая. Друге питання: скільки її? (тобто яка сумарна біомаса). Відповідь для Землі: зараз 2-3 трильйона тонн. Третій і четвертий питання: які форми живих організмів? Які з них переважають? Відповіді для Землі: 35 типів наземних і водних рослин і тварин; з сумарної біомаси зараз 98-99 % знаходиться на суші, в основному це рослинність лісів, і 34 млрд. т – в океані (з них дві третини – зоопланктон, близько третини – донні тварини, 5 % – водорості і 3 %, або 1 млрд. т, – риби і кальмари). Можна було б задавати ще багато різних питань, але зараз хочеться віддати перше місце наступного: як змінювалися протягом історії Землі форми та кількості живих організмів?
Біологічна класифікація (початку якої були закладені шведським вченим Карлом Ліннеєм в середині XVIII в.), Заснована на особливостях будови тіла, індивідуального розвитку та еволюційного походження живих істот, ділить всі організми насамперед на два царства – рослин і тварин. Головна відмінність між ними полягає в тому, що рослини (крім грибів і більшості бактерій) Автотрофне, тобто самі виробляють необхідні для них поживні речовини, переважно з води, вуглекислоти і мінеральних солей під дією світла { фотосинтез; при цьому утворюється і кисень), тоді як тварини гетеротрофних, тобто не здатні виробляти для себе поживні речовини, і харчуються рослинами або іншими тваринами (і споживають кисень) або паразитують. Крім того, на відміну від тварин більшість рослин нерухомо, вони здатні необмежено рости і їх клітини мають тверді стінки (з целюлози). Розрізняють 12 типів рослин і 23 типу жівотпих.
Перерахуємо типи рослин – від самих примітивних до найбільш високоорганізованих. Подцарство нижчих рослин (так званих слоевцових, одноклітинних або скупчень клітин без справжніх коренів, стебел і листя) включає, по-перше, сім типів водоростей: сіпезеление, жгутикові, зелені, хрізофіти, в тому числі діатомові з крем’яними стінками клітин, Пірро – фіти, бурі, червоні. По-друге, в цей подцарство входять ще три типи: бактерії, слизові цвілі і гриби. До підцарства вищих рослин відносяться два типи: мохоподібні і судинні.
Перерахуємо і типи тварин, знову від найпростіших до високоорганізованих. Подцарствс одноклеточпих тварин складається з одного типу – найпростіші. У подцарствах багатоклітинних тварин типи визначаються такими особливостями будови тіла: два або три шари зародкових клітин, одна або дві порожнини, сферична, радіальна пли двостороння симетрія, наявність або відсутність сегментації, специфічні особливості.
Окремо слід згадати типи мезозой – примітивні паразитичні організми, що складаються по – суті з одного шару клітин, і губки, що не мають не тільки органів, а й тканин і є скоріше колоніями клітин.
Справжні ж многоклеточпие тварини діляться на два типи двухшарових радіально – сімметрічпих – кишковопорожнинні і схожі на медуз, але без жалких клітин гребневики, а також на 18 типів трехслойпих двосторонньо – сімметрічпих. Останні включають 11 типів первічпоротих: несегмеітіроваіние нижчі черв’яки – плоскі, колючеголовие, круглі і вже мають кровоносну систему іемертіни; молюски; малосегмептпие форопіди, мшанки і плеченогие – брахпоподи; мпогосег – мептние кільчасті черви, онихофори і членистоногі. Крім того, є сім типів вторичноротих – ще – тінкочелюстние черв’яки, голкошкірі і п’ять типів хордових – погонофори, напівхордові, оболочніковие, голо – вохордовие і хребетні.
Типи діляться на класи. Так, наприклад, тип судинних рослин ділять на шість класів: псилофіти, плауновие, хвощевие, папороті, голонасінні і покритонасінні, або квіткові. Тип позвопочних тварин складається з наступних шести класів: круглороті, риби, земноводні, плазуни, птахи та ссавці. Всього налічується 71 клас тварин.
Класи діляться па загони, загони – на сімейства, сімейства – на пологи, пологи – на види. Видом тварин називається сукупність подібних особин, що мають однакове походження, будову і функції і здатних схрещуватися і давати плодоносящее потомство. На жаль, скільки-небудь чіткого визначення понять рід, сімейство, загін, клас не існує, та й виділення зазначених вище особливостей будови тіла для визначення поняття тип не випливає з яких-небудь загальних принципів. Тому є ряд різних варіантів біологічної класифікації (в деякі з них поряд з перерахованими тут підрозділами вводяться ще проміжні – підтип, надсемейство і т. п.).
Незважаючи на цю неоднозначність, система біологічної класифікації в цілому, створена в результаті колосальної праці поколінь учених і дозволяє розібратися в багатьох сотнях тисяч видів сучасних і викопних тварин істот, є, звичайно, веліколеппим досягненням людського пізнання.
При вирішенні питання про походження життя на Землі вдаватися до гіпотези про панспермії, тобто про перенесення ” насіння життя” з одних планет на інші і навіть з одних платних систем в інші, – нам здається, намагатися піти від пошуків природних процесів розвитку високо – організованої матерії. Виклад ймовірних процесів утворення живого з неживого вимагало б спеціальної книги. Ми маємо можливість рекомендувати читачеві книги А. І. Опаріна, обмежуючись далі лише кількома короткими формулюваннями.
Життя на Землі зародилося, коли па дні дрібних теплих морів катархея, багатих складними органічними речовинами до амінокислот включно, почали утворюватися подвійні цукрово – фосфатні спіральні нитки високополімерпих нуклеїнових кислот із закріпленими на них послідовностями підстав (службовцями ” кодами ” для синтезу білків), здатні при деяких умов розвертатися в одинарні спіралі і синтезувати на кожній з них відсутню другу спіраль, тобто породжувати пару собі подібних (і передавати їм інформацію про процедури синтезу білків, закодованих послідовностями підстав). Такі полімери, які синтезували білки, що забезпечують їм досить тривалий самозбереження, мабуть, вже можна вважати первинними організмами.
Ці первинні мікроорганізми, можливо, харчувалися наявної органікою небіологічного походження, здійснюючи, наприклад, бескислородное розкладання білків та амінокислот – гниття або вуглеців – бродіння (наприклад, дріжджі при відсутності кисню зброджують глюкозу до спирту і вуглекислоти). Розвиток цих організмів, ймовірно, виключило умови для подальшого самозародження життя, і з тих пір все живе з’являється вже тільки від живого. У результаті еволюції мікроорганізмів (змушує брак підходила для їжі органіки) у них з’явилася здатність синтезувати необхідні для самозбереження органічні молекули з неорганічних. Найбільш ефективним способом виявився фотосинтез – продукування органічної речовини з вуглекислоти і води під дією сонячного світла (енергія світла, що поглинається пігментами, насамперед зеленим хлорофілом, витрачається на розщеплення молекул води, кисень виділяється в атмосферу, а водень разом з вуглекислотою йде на утворення первинних органічних продуктів).
Першими фотоспнтезірующімі рослинами були, мабуть, мікроскопічні синьо-зелених водоростей ціанофіти, у яких хлорофіл неуважний у вигляді дрібних зерен по плазмі клітин (у більш розвинених рослин він зосереджений у спеціальних тільцях – хлоропластах), і є ще спній пігмент фікоціанін. Ці водорості схожі па бактерії тим, що в їх клітинах важко розрізнити ядра, і розмножуються вони тільки розподілом.
Найбільш древні залишки життєдіяльності організмів, знайдені в Трансваалі в породах серії Свазіленд віком 3,1-3,4 млрд. років, були ретельно вивчені Е. Баргхорном і Дж, Шопф. Вони являють собою мікроскопічні палички довжиною 0,45-0,7 мк і діаметром 0,18-0,32 мк, мають двошарові оболонки товщиною 0,015 мк. Там же виявлені нітеподобние освіти, а також мікроскопічні кулясті, дископодібні і багатокутні оболонки одноклітинних водоростей акритархи. Майже настільки ж давніми (більше 2,9 млрд. років) є обизвествлеп – ні продукти життєдіяльності ціанофітов і бактерій – прикріплені до дна стовпчасті строматоліти і непрікрепленние округлі онколіти, найденпие у вапняних прослоях зеленокаменпих порід системи Булавайо в Південній Родезії і описані А. Мак – Грегором ще в 1940 р. (назвемо також візерункові карбонатні мікростяженія – катаграфіі).
Згадаємо ще строматоліти віком 1,9 ± 0,2 млрд. років в кременистих сланцях формації Ганфлінт канадської провінції Онтаріо, де знайдені і докладно вивчені Е. Баргхорном і С. Тайлером (1965) численні піті – подібні, зірчасті, округлі і складніші ” мікроорганізми “, що містять органічну речовину. Більш молодих осадових породах строматоліти, онколіти і катаграфіі знаходяться у все зростаючих кількостях. У рифее цих форм вже так багато, що за їх комплексам можна розрізняти породи нижнього, середнього і верхнього рифея і венда.
На жаль, ми не маємо можливості зупинитися на історії розвитку кожного з типів тварин – нагадаємо, що всього є 23 типу! Розглянемо лише історію хребетних. Перші їхні представники з’явилися в ордовике (а може бути, навіть ще в кембрії), це так звані панцирні риби – невеликі рибообразние донні тварини без щелеп і плавпіков, цокритие панциром з кісткових пластинок на голові і товстих луски на тулуб; вони не були справжніми рибами – з сучасних хребетних тварин до них найближче безчерепні (ланцетники) і безщелепні – круглороті (міноги і міксини). У силурі з’явилися, а в девоні отримали широкий розвиток вже і справжні риби, як хрящові (спочатку панцирні, а потім у безпанцирні акули, благоденство відтоді але теперішній час), так і кісткові, вже в середині девону що поділилися на лопастеперих (Двоякодихаючих і кістеперих) і лучеперих, спочатку ганоидних, особливо процвітали в пермі і тріасі, а з юри і костистих, мають абсолютне панування серед риб в даний час.
Девоп був часом перших спроб риб вибратися на сушу; Дводишні риби в цьому не досягли успіху, а від кистеперих пішли земноводні тварини (амфібії), які освоювали сушу одночасно з комахами. Цих стародавніх амфібій називають стегоцефалам, тобто панцірноголовим, так як їх голова (а в деяких і черевна сторона) була покрита захисними кістковими пластинками. Великих стегоцефалів карбону і пермі називають лабіринтодонтів по Петлеподібні емалевому малюнку на поперечному розрізі їхніх зубів (який був властивим ще й кистеперим рибам). Більшість їх вимерло в пермі, що залишилися – в тріасі; в юре сформувалися сучасні безхвості амфібії (жаби і т. п.), в крейді – хвостаті (тритони і саламандри) і вже в кайнозої – безногі (червяги).
(1 votes, average: 5.00 out of 5)