Земля и жизнь
Шрифт:
Остаточное органическое вещество, часто захороненное в горных породах вместе со скелетными образованиями форм древней жизни, возможно, содержит осколки молекул первичного его состава. Можно выразить надежду, что развитие биохимической науки поможет нам распознавать исчезнувшие в ходе эволюции жизни на Земле формы по вещественному их составу, по комплексам микроэлементов, содержащихся в ископаемых остатках. Важнейшую роль при этом играет закон единства организма с условиями его существования, а также фактор количественных соотношений между компонентами среды. Поэтому по организму мы уже смело говорим теперь о свойствах среды, а по признакам "ископаемой" древней среды - о возможных проявлениях жизни в ней.
По существу все организмы сложны. Их жизнепроявления
В основе существования жизни лежит зародышевая клетка и индивидуальное развитие особей в их поколениях. Простейшие формы жизни и во взрослом состоянии особей неотличимы от зародышевой клетки. Сложные многоклеточные организмы проходят в своем индивидуальном развитии часто много промежуточных по уровню жизни этапов, повторяя при этом в ускоренном темпе морфологическое развитие данной ветви жизни, пока не появятся признаки вида. Это так называемый закон рекапитуляции, закон повторения признаков предков в развитии каждой особи, много давший зоологам и ботаникам и ставший важнейшим теоретическим положением при изучении палеонтологами ископаемых организмов. Этот закон позволяет воссоздавать ход эволюции жизни и понять, в конечном счете, как отдельные этапы ее развития в прошлом, так и возникновение того мира живых существ, среди которого мы живем. Поэтому он обычно и именуется основным биогенетическим законом.
Материалы по ископаемым организмам от начала кембрия давно стали основой выделения этапов геологического времени; для действительной меры времени и длительности этих этапов абсолютная геохронология дала цифровую характеристику и продолжает давать к ней поправки и дополнения.
Глядя на схему развития жизни на Земле, можно прийти к мысли об усилении геологических процессов на Земле в ходе времени, о постепенном ускорении ее развития вплоть до современности: для четвертичного периода (антропогена) эта длительность определена около 1 млн. лет. Но это ложное впечатление. В действительности земная кора в ходе геологического времени постепенно как бы успокаивается, процессы складкообразования, фазы и площади вулканизма сокращаются. Прежние складчатые области земной коры "захватываются" режимами платформенного типа, со спокойными, только вертикальными движениями и т. д.
Сокращение этапов геологического времени обусловлено способом выделения их при помощи палеонтологических материалов. Оно отражает действительное убыстрение хода эволюции живого населения Земли. Причина этого убыстрения достаточно ясна. Поскольку в эволюции жизни сказывается эволюция многих факторов - среды в геологическом ее понимании, условий жизни организмов, пищевого субстрата, биохимических процессов, живого вещества организмов и их органов, то суммарное действие этих факторов приводило и приводит к ускорению изменений формы организмов, их размеров, способности к миграции и т. д.
Органическая жизнь на Земле активно вмещалась в ход геологических процессов. Она проявила себя как фактор изменения самой среды, образовав атмосферу за счет элементов, до того находившихся в связанном состоянии. Она стала мощным геологическим фактором, поскольку активно участвовала и участвует в породообразовании, в отложении вещества многих осадочных горных пород и руд, нефти и газов, поскольку она влияла на изменение глубины бассейнов и т. д.
Мир растений, существующий с архея, был длительно представлен только водными и отчасти почвенными формами. Размах водорослевой жизни в протерозое был неповторимым по своим проявлениям и по породообразующей роли этой группы организмов благодаря огромным запасам углекислоты. Эволюция вещества спор, приобретение ими относительно прочной оболочки позволило растениям выйти на сушу, где в разнообразных условиях жизни их эволюция ускорялась обилием солнечной энергии, развитием почвенных процессов и т. д.
К началу палеозоя живое зеленое вещество Земли удалило из палеоатмосферы все ее запасы углекислоты, которая частично сохранилась в растворенном состоянии лишь в глубинах вод гидросферы. Для наземных растений палеозоя и более поздних эпох это обстоятельство временами ставило предел их количественному развитию. Поэтому наземные флоры в палеозое и позднее оказывались подчиненными некоторому ритму, отчасти установленному геологами по эпохам углеобразования на Земле. Сущность этого ритма, по-видимому, состоит в тесной связи с выбросами углекислоты в атмосферу в эпохи вулканизма и массовым развитием живого вещества фотосинтезирующих организмов в соответствующий этап геологического времени.
Мир животных, возникший в тот же отдаленный момент, как и другие типы живого вещества, долго "прозябал", не играя геологической роли. Но эволюция вещества фитопланктона, микроскопического зоопланктона и накопление в биосфере запасов кислорода создали мощный стимул для его массового развития к концу синия и началу кембрия. С этого момента на Земле развилось много типов животных - от простейших (инфузорий и др.) к фораминиферам, от червей к примитивным хордовым, к рыбам, от рыб к амфибиям, от амфибий к рептилиям, от рептилий к плацентарным млекопитающим. Эта высшая по строению тел группа организмов на ранней стадии развития была представлена животными весьма небольшого размера, в основном насекомоядными. Вероятно, бурное развитие насекомых с конца палеозойского времени во многом стимулировало развитие этих животных с последующей их специализацией как растениеядных, червеядных и др. Выделялись хищные формы, которые приобрели соответственно оформленные зубные аппараты, форму тела, когти. Другие из растениеядных приспосабливались к быстрому бегу, в связи с чем пятипалые конечности древних форм у них становились одно- двухпалыми, как у лошадиных и парнокопытных. Многие группы млекопитающих ушли снова в воду, став морскими организмами, как киты, белухи, тюлени, сохранив при этом способность дышать с помощью легких. Многие группы приспособились к лазанию по деревьям, например обезьяны, и т. д.
Поэтому первая половина третичного времени была ознаменована широкой специализацией млекопитающих, которые освоили при этом все природные обстановки - сушу, воды и воздух и пришли на смену пресмыкающимся, в большинстве исчезнувшим на грани мелового и третичного периодов, 70 млн. лет назад. Весь этот богатый формами мир млекопитающих быстро достиг массового развития, чему, вероятно, способствовала благоприятная для него эволюция пищи - развитие цветковых растений, плоды, семена, листья, кора и корни которых содержали многие новые в природе вещества, полезные и важные для животных.