"...тогда жизнь была возможна как круговорот веществ в природе. А ведь этот последний может осуществляться только в сообществах, объ-единяющих качественно различные организмы. Именно в таких сообще-ствах и могут возникать внутренние противоречия, служащие двигатель-ной силой эволюции" .
Палеонтологи обнаружили ничтожно мало следов жизни той поры. Удалось выяснить, что первые организмы были сходны с современными вирусами и бактериями. Они появились в архее, когда атмосфера еще не была насыщена кислородом.
Бактерии не имеют ядер, хотя в них содержится все необходимое для построения ядра. Неприхотливые архейские бактерии жили, усваивая растворенные в воде неорганические соединения. Жесткое излучение Солнца буквально пронизывало верхние слои морей. Используя эту боль-шую энергию, первые обитатели прибрежных мелководий выделяли в ви-де отходов своей жизнедеятельности углекислый газ. Это позволило воз-никнуть одноклеточным растениям. Растительная клетка, где содержались зерна хлорофилла, стала превращать углекислоту, воду, минеральные со-ли при помощи солнечного света в питательные для себя соки. Мы могли бы извлечь из обычной лужи и поместить под микроскоп интереснейшее создание — эвглену. Это ничтожно малое одноклеточное существо как бы замерло на развилке дорог, одна из которых ведет в мир растений, другая — в царство животных . Предполагают, что похожие на эвглену полужи-вотные-полурастения были родоначальниками как животных, так и рас-тений современности.
Инфузория
Когда эвглене не хватает питательных веществ, на свету принима-ются за работу зеленые зерна хлорофилла. Но если поток света иссяк, эвглена начинает, как животное, пожирать и переваривать мелких сосе-дей.
Элементом живой ткани можно считать клетку, состоящую из:
-Наружной мембраны, которые отделяет клетку от окружающей среды.
-Цитоплазмы — внутреннего полужидкого тела клетки.
-Эндоплазматической сети каналов и полостей, пронизывающих цитоплазму.
-Митохондрий — накопителей энергии, своеобразных клеточных "батарей".
-Пластидов. С помощью одного из них — хлоропластов, благодаря входящему в их состав пигменту (хлорофиллу), клетки растений, исполь-зуя световую энергию Солнца, создают из неорганических веществ орга-нические (углеводы). Это, как известно, называются фотосинтезом.
-Комплекса Гольджи, где накапливаются белки, жиры, углеводы и откуда транспортируются как по клетке, так и вовне.
-Лизосом, в которых расщепляются белки, жиры и углеводы.
-Ядра, в которое входят две центриоли, руководящие делением клетки.
Животная клетка не может существовать без питания тканями дру-гих клеток и без дыхания кислородом, тогда как для других организмов кислород в свободном состоянии даже ядовит. Круг жизни замкнулся. Рас-тения упорно приспосабливались питаться углекислотой и поглощали солнечную энергию. А животные потребляли энергию в "законсервиро-ванном" виде, поедая растения и других животных. Одноклеточные оби-татели морей принесли в мир новое явление — смерть. Утвердился ужасный в своей неумолимой логичности и рациональности закон эволюции само-развивающихся систем: "Совершенное существует, перестав быть совер-шенным — исчезает".
Одна из реконструкций очертаний Пангеи
Архейская эра...
Вся земная поверхность менялась и возник единственный громад-ный сверхматерик посреди единственного же океана. Ученые присвоили этому древнейшему праматерику имя "Всеземного" — Пангеи. "Беспокой-ный синий океан занимает две трети поверхности планеты. Остальное — суша, один громадный материк, сплошной бурый камень, в котором по-блескивают вкрапления цветных минералов. Голая каменистая равнина простирается во все стороны, изредка ее пересекают невысокие горные цепи, протянувшиеся на тысячу километров и больше. Там и сям в земле зияют трещины. Мрачная поверхность материка содрогается в непрерыв-ных судорогах. Повсюду из вулканических конусов и провалов вырыва-ются малиновые реки лавы, которая вскоре остывает и чернеет. Климат повсюду тропический и влажный — небо то и дело затмевают тучи, грохо-чут грозы, на окутанную туманом землю то и дело обрушиваются ливни. Ветер и вода точат и разъедают скалы. Светлые дождевые озерца буреют от каменной пыли — так закладываются основы будущей почвы. Космиче-ский путешественник услышал бы нескончаемый хаос звуков: посвист ветра и рев бури, шипение и грохот волн, трески и скрежет земной коры, которая то нагревается, то остывает со сменой дня и ночи" .
Такой была наша родная планета на протяжении архейской эры.
Трудно сказать что-либо определенное об органическом мире архея и протерозоя, так как тогдашние бесскелетные животные исчезали, не оставляя окаменевших останков.
Некоторые одноклеточные сбивались вместе в так называемую ко-лонию, что уменьшало их шансы быстро погибнуть. Каждая клетка в от-дельности проживала дольше, чем в отдельности, а колония в целом стала гораздо менее уязвима, чем отдельный микроорганизм.
В протерозое колонии стали своеобразным "товариществом с раз-делением обязанностей". Одни клетки захватывали пищу, переваривали ее и снабжали соками себя и соседей. Другие — образовывали защитный покров. Так исподволь складывались прообразы простейших многокле-точных существ, состоящих из различных тканей — пищеварительных ор-ганов, органов размножения, покровных тканей и др.
В протерозойском море
"Многоклеточность привела, среди прочего, к резкому повышению способности организмов создавать в своем теле запас питательных ве-ществ... Запасные вещества и резервная биомасса крупных организмов делают их популяции более независимыми от колебаний ресурса и стаби-лизируют их плотность" .
Многоклеточные уверенно доказывали в испытании природным отбором, что во всем превосходят одноклеточных и способны далее со-вершенствоваться.
"...примерно 1 млрд. лет назад жизнь на нашей планете была уже достаточно разнообразной. Остатки одноклеточных, а также многокле-точных животных и растений свидетельствуют о том, что в то далекое время уже существовал биотический круговорот. В результате активного фотосинтеза хлорофиллсодержащих организмов образовались большие массы кислорода, превращающегося в верхних слоях атмосферы в озон. Слой озона закрыл доступ к поверхности Земли коротковолновому уль-трафиолетовому облучению. Таким образом, возникли предпосылки к вы-ходу организмов из воды на сушу. Это событие произошло примерно 400 млн. лет назад" .
Одна из реконструкций распада Пангеи
Протерозойская эра была довольно бурной... Землетрясения, горо-образования, ветры и цунами, поднятия-опускания земной коры привели к крупным географическим переменам. Единый материк Пангея стал рас-калываться на несколько континентов и островов. Поредела рябь старых архипелагов, рассеянных по обширному и неглубокому протерозойскому океану .
Архейско-протерозойские горные породы, выявленные на Апен-нинском полуострове, смяты, разорваны и сдвинуты многочисленными послекембрийскими движениями суши. По ним трудно установить, например, какой была карта мира в ту пору. Совершенно очевидно лишь то, что ничего подобного теперешнему полуострову тогда не существова-ло. Да и вообще в столь молодой по геологическим меркам стране, как Италия, трудно выявить древнейшие породы, поскольку они очень сильно потревожены более поздними альпийскими горообразовательными про-цессами.
В протерозойском море
Протерозой завершался... Моря уже кишели медузами, кольчатыми червями и членистоногими. Хищников среди них было мало, особой си-лой они не обладали. А потому и не оказывали мощного воздействия на ход естественного отбора. На дне росли сине-зеленые и красные водорос-ли, ветвились губки и громоздились кораллы. Всех тогдашних животных можно подразделить на три группы: придонных, пассивноплавающих (вроде медуз) и активноплавающих. Пассивнопла-вающие и придонные частично сохранились до наших дней, причем мало изменились. А вот бо-лее подвижные животные в борьбе с течениями и непрестанной погоне за добычей быстро совершенствовались.
Они перешли к проворному ползанию по дну и плаванию сильны-ми рывками. Их тела сплющились за миллионы лет и хорошо различимы-ми стали головной отдел, брюшко и спинка. Первые черви обзаводились плотной кожей, мускулами, кровеносной системой. Животные готовились к завоеванию мира.
Итак, подведем первые итоги.
Архейская эра была очень богата лавоизлияниями и колебаниями земной коры. Это, в конце концов, придало поверхности Земли облик, не-сколько приближенный к современному.
Жизнь уже в протерозое стала не только следствием перемен в при-роде, но и их причиной. Первые растения и животные преобразовывались под воздействием внешней среды, но в то же время сами активно преобра-зовывали среду. Растения меняли состав атмосферы, обогащая ее кислоро-дом; из раковин и кораллов на дне складывались многометровые залежи известняков.
В протерозойском море
В протерозойском море
Внутреннее тепло Земли пока возмещало недостаток солнечного в приполярных широтах, где в течение полугода царила ночь. Теплый кли-мат был почти всюду однороден, пейзажи планеты сходны. Природной поясности в ту пору не существовало. Правда, некоторые геологи полага-ют, что имели место большие оледенения . Но гораздо вероятнее, что это были обычные (хотя, возможно, крупные) ледовые шапки на гребнях гор-ных массивов. На остальных площадях господствовал сухой и жаркий по-лупустынный климат .
Геологические исследования последних лет показали, что жизнь освоила все водоемы, а на сушу вообще не вышла. Своим присутствием в одних местах и отсутствием в других живые организмы закладывали ос-новы будущей географической поясности (зональности), хотя этот факт не следует преувеличивать.
В протерозойском море
Вуд П., Вачек Л., Хэмблин Д., Леонард Дж. Жизнь до человека. М., 1977
Еськов К.Ю. История Земли и жизни на ней. М.,2004
Иванов А. В. Происхождение многоклеточных. Л., 1968
Кальвин М. Химическая эволюция. Молекулярная эволюция, ве-дущая к возникновению живых систем на Земле и на других планетах. М., 1971
Крылов И.Н. На заре жизни. М.,1972
Крылов И. Н., Васина Р. А. Древнейшие следы жизни на Земле. В кн. "Итоги науки и техники. Стратиграфия, палеонтология." М., 1975, т. 6.
Кузнецов С. С. Историческая геология. М., 1962.
Монин А.С. Популярная история Земли. М.,1980
Монин А.С., Шишков Ю.А.. История климата. М.,1979
Опарин А. И. Возникновение жизни на Земле. 3-е изд. М., 1957
Опарин А. И. Возникновение и начальное развитие жизни. М., 1966
Сафронов В. С. Эволюция допланетного облака и образование Земли и планет. М., "Наука", 1969
Страхов Н. М. Основы исторической геологии в 2-х ч. М., 1948
Трофимов Б.А. Жизнь в глубинах веков.М.,1957
Уэда С. Новый взгляд на Землю. М.,1980
Фентон К.Л., Фентон М.А. Каменная книга. Летопись доисториче-ской жизни. М.,1997
Фокс С., Дозе К. Молекулярная эволюция и возникновение жизни. М., 1975
Эттенборо Д. Жизнь на Земле. М., 1984
2.Италия до кайнозойской эры
1."Эра древней жизни"
2."Эра средней жизни"
1."Эра древней жизни"
Палеозойская эра (в переводе — "эра древней жизни") тянулась ЗЗ0 000 000 лет. Ученые договорились делить ее на две подэры — раннюю и позднюю. Их иногда именуют каледонским и герцинским этапами палеозоя. Первая включает в себя кембрийский, ордовикский и силурийский периоды. Вторая — девонский, каменноугольный и пермский. Животный мир палеозоя обогатился многими новыми видами. Большие изменения произошли и в царстве растений. В каждую из эпох появлялись новые организмы и исчезали старые.
Сложно восстановить карты каледонских материков. Их побережья были тогда изрезаны заливами, а острова густо усеивали моря.
Дно кембрийского моря
В кембрийском периоде Италия была частично залита водой. Соб-ственно говоря, Апеннинского полуострова как единого целого не суще-ствовало. Там, где ныне высятся Альпы, в нижнем палеозое плескались волны залива моря Тетис. Это море некогда покрывало всю среднюю и южную Европу. Самые большие глубины находились на месте тепереш-них Карнийских Альп. Именно тут в известняковых слоях обнаружены останки древнейших обитателей моря. Темные песчаники в виде громад-ных скал окаймляли эту глубокую впадину на дне Тетиса.
Дно кембрийского моря
В кембрийском периоде не существовало географических поясов, природа была однородной. Полярные области обогревались остатками внутрипланетного тепла, которое разносилось теплыми течениями и вет-рами. Разлом сверхматерика Пангеи произошел слишком недавно для то-го, чтобы континенты-обломки приобрели неповторимый облик. Однооб-разный характер поверхности Земли никак не вдохновил бы художника-пейзажиста на великое произведение. Унылые плоские острова и матери-ки были похожи словно близнецы. Лагуны и островки, бухты и устья рек. Причудливые плавные изгибы береговых линий. Серо-голубое небо, нависшее над густыми розовыми туманами, шевелящимися в низинах. Нигде не колышутся травы и не движутся животные. Жизни на суше пока нет. Зато моря кишат губками, и трилобитами. Среди косматых водорос-лей красуются похожие на диковинные бокалы или кубки животные, название которых — "археоциаты"— так и переводится: "древние кубки". (Они имели прочный известняковый скелет).
Солнечное и космическое излучение, а также постоянное размывание на протяжении двух млрд. лет водой горных пород привело к созданию почвы из глин, суглинков, супесей и песков. Рыхлые почвенные слои оказались очень подвижными. Они постоянно переносились ветрами и водами, многажды переотлагались вне мест своего образования. Почву составляют:
-газообразная часть (почвенный воздух);
-жидкая часть (почвенный раствор разной степени минерализации);
-твёрдая часть (частицы различных минералов от десятых доле микрона до одного миллиметра).
В почве встречались окислы следующих элементов (по порядку убывания): SiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, MgO, CaO, CO2, SO4 и другие вещества.
Однако основой почвы и наиболее ценным её компонентом, безусловно, стал перегной (гумус). Именно он позволил растениям укрепиться на суше.
И вот на сушу стали робко выбираться прибрежные мхи и лишай-ники, некоторые грибки. Внутренние же области материков были совер-шенно пустынны, хотя прибрежные воды уже густо заселены.
Раннепалеозойский климат был тропическим. Растения жадно вби-рали углекислый газ и насыщали кислородом атмосферу.
Как известно, углекислота, подобно стеклу в теплице, сберегает тепло на Земле и не дает ему быстро рассеяться в космосе. Это явление так и называется "парниковый эффект". Доля углекислого газа в воздухе уменьшалась, эффект ослабевал, но не настолько, чтобы температуры упа-ли ниже +22№. Преобладали влажные и теплые ветры с океанов.
Дно кембрийского моря
Дно кембрийского моря
Палеозойская эра была также временем постоянного вулканизма. Земля продолжала охлаждаться и сжималась. Сжатие приводило к нарас-танию давления в недрах. Силы внутреннего давления взламывали кору и выбрасывали огненные потоки лавы через жерла вулканов. Мощные зем-летрясения, сдвиги земной коры превращали песок ил и глину палеозой-ских морей в сланцы, кварциты и известняки. Итальянские геологи вы-явили силурийские породы в Тоскане к северу от реки Арно и в Апуан-ских Альпах. Нижнепалеозойские отложения найдены также на островах Эльба, Корсика и Сардиния.
