Как возникла и развилась жизнь на Земле
Шрифт:
От палеозойской («древней») эры, следовавшей за архейской, остались нам более ясные следы жизни, но тогдашние живые существа совсем еще не были похожи на теперешние. Конечно, жители морей тогда уже очень далеко ушли от самых первых зачатков жизни на Земле. Да и время от начала жизни до палеозойской эры исчисляется сотнями миллионов лет. Тянулась палеозойская эра также миллионы и миллионы лет. Об этом можно судить по тем громадным пластам осадков, которые накопились за ее время. Понятно, что и жизнь за эти долгие годы не стояла на месте; животные и растения начала палеозойской эры сильно отличаются от живших в конце ее. Поэтому палеозойскую эру удобно разделить на первую и вторую половины.
Одно из величайших событий в истории жизни разыгралось в первой половине палеозойской эры. Это — выход растений
Яркую противоположность этой бесплодной суше составляло тогдашнее море. Оно все было населено бесчисленными растениями и животными. Эволюция жизни прошла б'oльшую часть своего пути в морской воде. Здесь шла жестокая борьба за жизнь, и в ней возникали все новые и новые формы.
В особых условиях оказывались те растения, которые жили в полосе морских приливов. Вода по очереди то покрывала их, то схлынув оставляла открытыми. Конечно, в большинстве случаев это было гибельно для растений. Их нежные ткани нуждались во влажной среде, а теплота солнечного луча сушила и убивала их. Порывы ветра, бушевавшего на пустынной Земле, заканчивали разрушение выброшенных из моря детей жизни.
Но среди водорослей оказывались и более стойкие породы. Представление о них может дать живущая теперь на Земле очень древняя морская водоросль — ламинария, называемая еще «морской капустой» (рис. 14). Уже это название показывает, что ткани ламинарии довольно плотные, напоминающие ткани наземного растения. И действительно, рассмотрев строение ламинарии под микроскопом, нашли в ней и покровную защитную ткань, напоминающую кожицу нынешних растений, и проводящие ткани, и такие ткани, которые служат лишь для укрепления тела этой водоросли, — ткани механические. Оно и понятно: это укрепление тканей необходимо ламинарии, так как она растет в прибрежной полосе, прикрепившись к подводным камням. Прикрепление это очень прочно: напрасно приливные волны дергают ламинарию и тянут ее к берегу, напрасно треплет ее морской прибой, — ее гибкое лентообразное тело только извивается в воде, и ламинария остается на месте прикрепления.
Рис. 14. Водоросль ламинария. Ее тело расчленено на корневидную и стеблевидную части и листообразный орган
Возникает вопрос, не получили ли первые наземные растения свое начало от таких сложно построенных водорослей, как ламинария?
Прежде чем ответить на этот вопрос, нам надо указать на некоторые замечательные черты, свойственные всем наземным растениям.
У всех них (за очень малыми исключениями) тело расчленено на части — на стебель, листья и корни или корневые выросты. Оно и понятно: корень нужен наземному растению для прикрепления и для добывания из почвы воды и необходимых солей; водоросль в корне не нуждается, ведь она впитывает соли прямо из окружающей воды, в которой они растворены. Лист также нужен наземному растению: при помощи находящегося в нем хлорофила лист, как мы знаем, добывает главный питательный материал — углерод, разлагая находящийся в воздухе углекислый газ. Наконец, для поддержки листьев и для связи их с корнями служит стебель. Поэтому наземные растения можно еще назвать «листостебельными».
Рис. 15. Приспособление растений к наземной жизни: образуется корень, стебель и лист, сокращается половое поколение и развивается бесполое. У цветковых остались только следы полового поколения: половые клетки развиваются у них внутри проросших спор, и соединение их происходит внутри тканей растения
Отличаются наземные растения еще одним признаком: у них имеется два способа размножения — половой и бесполый. Половой способ состоит в соединении (слиянии) двух особых половых клеток, мужской и женской, и в образовании семян. При бесполом же размножении в растении возникают споры, прорастание которых и дает начало новому растению. При этом происходит чередование обоих способов размножения: полового и бесполого.
По мере приспособления растений к наземному существованию у них все больше сокращается половое поколение, которое неразрывно связано с водой (оплодотворение у мхов и папоротников может происходить только в воде), и развивается более устойчивое бесполое поколение.
Теперь мы можем вернуться к нашему вопросу: возможно ли происхождение первых наземных растений от таких водорослей, которые были сходны с ламинарией? Исследования начала XX века открыли в ламинарии замечательную черту. Оказалось, что и ламинария развивается при помощи чередования полового и бесполого поколений. То, что было давно всем известно под именем ламинарии, представляет собой бесполое поколение. Оно приносит споры. Эти споры прикрепляются к подводным камням и прорастая дают небольшие растения. Это — половое поколение: одни из этих растений приносят мужские половые клетки, другие — женские. Те и другие сливаются и снова дают начало бесполому поколению.
Теперь мы можем сказать, что от близких к ламинарии водорослей (бурых, багряных и зеленых) действительно могли произойти древнейшие наземные растения. Находки ископаемых растений палеозоя подтверждают это предположение. Оказывается, что в первой половине палеозойской эры наземные растения жили только по берегам морей, не углубляясь в пределы суши. Чем древнее, тем теснее связь этих растений с морем. По своему строению эти растения очень похожи на мхи и отчасти на водоросли. Таковы древнейшие из известных нам сухопутных растений. Это — так называемые псилофиты, прародители папоротников. У них не было корней, а у большинства не было и листьев, но у них замечается уже расчленение на ткани. Они представляли собой невысокие (в несколько сантиметров) стебли, которые ветвились вилкообразно. Стебли держались на корневище (подземный стебель). Недалеко от тех мест, где найдены эти прибрежные растения, отыскали остатки настоящих водорослей — бурых и зеленых.
Приблизительно в одно время с псилофитами возникли грибы, тоже тесно примыкающие к водорослям и перешедшие в значительной мере к жизни на суше. Грибы представляют собой очень интересную группу с многочисленными формами. Их причисляют к растениям, хотя они, подобно животным, выделяют пищеварительные соки и получают свою пищу, питаясь разлагающимися веществами или живя в качестве паразитов на растениях или животных. Некоторые из них хорошо всем известны благодаря своим крупным плодовым телам («шляпкам») — таковы съедобные грибы. Многие грибы обладают очень сильным разрушительным действием на другие организмы и вызывают у них разные болезни.
С другой стороны, многие из них, как мы уже знаем, очень полезны, например при некоторых брожениях. Началось развитие грибов в первой половине палеозоя.
Древнейший мир наземных растений, еще не порвав связи с водой, жался к морскому берегу и не проникал в глубь суши. Лишь к концу первой половины палеозоя этот мир стал сильно изменяться: псилофиты начали вымирать, а их место заняли более крупные растения. Они были частью похожи на современные хвощи и плауны, частью напоминали мелкие породы папоротников. С приближением каменно-угольного периода, которым начинается вторая половина палеозоя, среди них появились и такие, которые уже выглядели, как настоящие деревья.
В тесной связи с изменениями в климате и с развитием растительного мира изменялся и мир животных.
Первая половина палеозоя замечательна тем, что, в это время еще не было населяющих сушу так называемых сухопутных, или наземных, животных. Хотя жизнь существовала уже многие миллионы лет, она все еще держалась только в океанах, морях и пресных водах. Не было еще, конечно, не только людей, но и ни одного из тех животных, которых мы привыкли видеть вокруг себя. Не было ни одного из тех животных, которых называют позвоночными (у них вдоль спины идет хребет, состоящий из отдельных косточек — позвонков, а внутри этого хребта заключен спинной мозг). Не было также и насекомых, порхающих с цветка на цветок, да и никаких цветков еще не росло.