Смена биосфер в истории Земли

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИММиФ ФСПО

Смена биосфер в истории Земли

Подготовила:

ученица 1 курса 2 группы

Матвеева Наталия

Проверила:

преподаватель естествознания

Бердникова В.И.

2012 год

Хронология эволюции живой материи на Земле описана во многих монографиях, обзорах, популярных изданиях. Нет смысла очередной раз излагать их содержание. Следует лишь отметить одно удивительное, на наш взгляд, явление -- чем позже появляется публикация, тем, как правило, древнее в ней датируется время появления жизни вообще и ее основных таксонов в частности. Вообще в отношении датировки появления жизни существует явный кризис: дата определяется сегодня не относительно (в поздних отложениях уже присутствует, а в более ранних -- отсутствует), а абсолютно (остатки живых существ находят во всех осадочных породах). Поэтому время зарождения жизни отодвигается по мере обнаружения все более и более древних осадочных захоронений, не подвергавшихся вторичным процессам превращения.

Для разбираемой проблемы наиболее значимы основные моменты развития живых существ на нашей планете. Принимаемый сегодня геологический возраст Земли, определяемый по появлению твердой коры, составляет 4,5 млрд. лет. Примерно через 100 млн. лет, т. е. 4,4 млрд. лет тому назад, сконденсировалась капельно-жидкая вода. 3,8 млрд. лет назад уже обнаруживаются микроскопические формы жизни. Скорее всего их возраст еще почтеннее, но пока не найдены более старые осадочные породы.

Сложнее обстоит дело с датировкой появления первых эукариотических клеток. Для идентификации ядра необходима либо его характерная структура, либо состав. Ни того ни другого абсолютно точно по ископаемым остаткам пока обнаружить не удается. Тем не менее на основании косвенных данных считается, что примитивные эукариоты существовали уже по крайней мере 3,2 млрд. лет тому назад. Возраст первых фотосинтезирующих организмов, определяемый по степени окисленности некоторых минералов, составляет более 3 млрд. лет, а появление кислородного дыхания в связи с накоплением свободного кислорода до точки Пастера датируется 1,75 млрд. лет и выше.

Приморпый возраст многоклеточных эукариотов (если понимать под многоклеточностью не просто скопления клеток, а их объединение в функциональные структуры) составляет 1,5 - 2 млрд. лет. Зачатки хорды обнаружены у организмов, появившихся 600 млн. лет назад, 450 млн. лет назад появились первые позвоночные. Еще 225 млн. лет понадобилось на то, чтобы из них образовались теплокровные животные. Наконец, за 3 млн. лет до наших дней появился наш пращур -- еще не sapiens, но уже Homo.

Для растений временная картина развития выглядит следующим образом. Если жизнь появилась на Земле 3,8 млрд. лет назад, то первые растения, т. е. клетки, способные к фотосинтезу, появились более 3000 млн. лет назад, многоклеточные -- 1500 - 2000 млн. лет, сосудистые растения -- 425 млн., цветковые -- 150 млн. лет тому назад. Конечно, эти цифры нельзя воспринимать как абсолютно достоверные. Периодически они в соответствий с новыми находками пересматриваются и уточняются. Но для рассматриваемой проблемы достаточно и их приближенного значения. Такова хронология. Значительно сложнее феноменология эволюции.

Следует сразу оговориться: полного единодушия нет ни по одному вопросу. Иногда все проблемы пытаются решить радикально-универсально -- смена форм, как следствие вспышек сверхновых звезд, а степень полноты смены -- функция расстояния, на котором появилась сверхновая. В других случаях решающим фактором считают крупные геологические преобразования на Земле и последующие изменения пищевой цепи. Третьи все сводят к конкуренции, классическим примером которой является следующий аргумент: "Следовательно, безногие змееподобные рептилии, экологически близкие змеям, а также настоящие змеи представляли собой распространенных и значительно дифференцированных пресмыкающихся в меловом периоде. Ползающие на почве лесов и других участков суши змеи легко могли находить кладки яиц динозавров". А если "могли находить", стало быть динозаврам конец, тут и разговаривать не о чем. Все подобные представления исключают возможность изменяться и приспосабливаться для тех, кто должен исчезнуть. Раньше эти формы успешно изменялись и приспосабливались ко всему, что было. Если же вспыхнула сверхновая звезда, исчезли брахифилловые леса или появились змеи, то это -- конец. Старые формы ни в коем случае не изменяются и не приспосабливаются, а что-то (до того невзрачное и прозябающее) медленно или немедленно, но обязательно вытеснит господствующие организмы и торжествующе утвердится на их обглоданных костях, облезлых шкурах, яичной скорлупе и т. п.

В настоящей работе не представляется возможным анализировать все точки зрения и обосновывать какую-то одну из них, так как задача книги иная и приведенные примеры, как надеется автор, позволят убедить читателя в том, что подобный анализ потребовал бы просто иного издания. Поэтому из небольшой части фундаментальных исследований и сводок нами будет сделана выборка в виде выводов, с которыми согласно, по крайней мере, большинство эволюционистов. Еще раз напомню, что речь идет только о феноменологии. эукариотический клетка прокариот человек

Первое, что показывает история развития жизни на Земле,- направленность эволюции по пути ее усложнения. Этот факт, очевидный для всех, отнюдь не очевиден с точки зрения его механизмов, что более подробно будет рассмотрено ниже. Даже простейший анализ хода развития живой материи во времени свидетельствует о непрерывном ускорении хода эволюции, если рассматривать, конечно, достаточно большие временные интервалы. Для того, чтобы в мировом океане зародилась жизнь, понадобилось не более (а скорее существенно менее) 600 млн. лет. На создание прототипа, дифференцированного ядра ушло примерно 500 млн. Лет. Еще около 1500 млн. лет понадобилось для появления многоклеточных форм. Через 900 млн. лет появилась хорда. Прошло "всего" 150 млн. дот, и на Земле начали свое существование первые позвоночные; еще 225 млн. лет -- и возникли теплокровные животные. От них до человека -- чуть больше 220 млн. лет. То же самое и с растениями: 800 млн. лет на образование простейшего фотосинтеза у простейших прокариотов; следующие 1200 млн. лет -- на многоклеточность; несколько менее -- 1400 млн. лет -- на превращение простейших многоклеточных в сосудистые растения и, наконец, "всего" 275 млн. лет на появление цветковых. Но хотя развитие идет и направленность его -- в сторону усложнения, а ход -- ускоренный, характер этого развития очень своеобразный -- кто-то развивается, а кто-то нет.

На нашей планете одновременно сосуществуют самые примитивные прокариоты и венец эволюции -- человек (как он, по крайней мере, сам считает). И все они чувствуют себя совсем неплохо. Вернее -- чувствовали еще несколько десятков лет назад, пока давление "венца эволюции" на окружающую природу не привело к непредсказуемым последствиям. Однако дело здесь не просто в эволюции. И сегодня существуют бактерии, по своей морфологии и многим элементам физиологии не отличающиеся от первых клеток, появившихся на планете, а сапрофитные микоплазмы -- это почти идеальные протобионты, остатки которых вообще не сохранились из-за отсутствия оболочки. Следовательно, усложнение не является залогом процветания. В конце концов, с точки зрения микроорганизмов (если за точку зрения принять их поведение) млекопитающие являются оптимальными культиваторами, обеспечивающими идеальное кондиционирование условий и регулярную поставку вкусной и здоровой пищи, за которой эти подвижные культиваторы бегают и прыгают во имя благополучия их микроскопического населения. И очень мило со стороны эволюции, что она позаботилась о столь комфортабельных условиях для защиты одноклеточных от превратностей окружающей среды.

Кроме того, эволюция может идти в разных направлениях и с разной скоростью в разных группах -- в одних случаях быстро, в других медленнее, вплоть до почти полной остановки на весьма длительное время. К этому все настолько привыкли, что перестали видеть в этом нечто непередаваемо удивительное. Как объяснить, что одни ветви остановились на уровне губок, другие дошли до насекомых, третьи в виде кроликов грызут травку и по какой-то невероятной причине вполне удовлетворены жизнью и не стремятся развиваться дальше. И все это, несмотря на вспышки сверхновых звезд, геологические катастрофы и ледниковые периоды. И только мы с вами -- братья и сестры Homo sapiens -- поднялись до уровней информационного взрыва, космических полетов и энергетического кризиса.

Но даже одни и те же линии эволюции развиваются, как правило, неравномерно. В одни периоды они развивались медленно, в другие практически замирали, а в третьи за короткое время претерпевали значительные изменения и быстро продвигались вперед по пути усложнения часто для того, чтобы вслед за бурным взлетом поголовно вымереть. Крупные таксоны, как правило, появляются неожиданно и прежде, чем начать бурно вымирать, сначала бурно расцветают. Эта внезапность появления (естественно, в палеоисторическом масштабе времени) является правилом.

Принято считать, что разные группы организмов имеют различную продолжительность эволюции. Данный тезис настолько общеупотребителен, что зачастую утрачивает первоначальный смысл. В действительности он справедлив лишь для какого-то периода существования данной группы организмов. В целом же время эволюции для всего живого на Земле одинаково -- и самая примитивная микоплазма и приматы уходят своими корнями к протобионтам. Следовательно, все живое, независимо от уровня организации, если только исключить возможность непрерывного самозарождения, эволюционирует все те же миллиарды лет. И сколько бы еще ни отодвигалось начало зарождения жизни, оно лишь увеличит общую продолжительность эволюции всего существующего сегодня. Разная продолжительность развития в абсолютном виде справедлива лишь для вымерших таксонов, унесших в небытие загадку своего исчезновения: с чего бы вдруг целые ветви, целые направления эволюции развивались, совершенствовались, переживали миллионнолетия и геологические эпохи, и вдруг все -- всеми классами, отрядами и семействами -- вымерли, вместо того, чтобы приспосабливаться дальше.

И то, что, возникнув ранее, существует и поныне, тоже должно будет уступить место чему-то новому. Поправку может внести Разум, но это уже будет искусственное воздействие. Тем не менее данное правило не является всеобщим -- оно относится только к высокоразвитым существам. Что касается низкоорганизованной живой материи (как ее понимают в настоящее время), то она вопреки всему существует с момента своего возникновения "все время". Вымерли трилобиты, скрежеща гигантскими зубами, уступили место под солнцем динозавры, а какие-то сине-зеленые водоросли или губки вроде бы и не чувствуют, что прошли миллиарды лет, отступали и накатывались моря и океаны, наступали великие похолодания и засухи, им нипочем ни первозданная природа, ни химические загрязнения, ни выбросы атомных электростанций. Казалось бы, чем выше организация живого, тем лучше оно сможет противостоять окружению. В действительности же эволюция имеет свою логику.

Второе исключение эволюция делает для своих стратегических направлений. Появившись не исчезают, а непрерывно существуют одноклеточные и многоклеточные, проэукариоты, животные и растения. Можно сколько угодно спорить о терминологии, употреблять вместо стратегических направлений эволюции "царства", "миры", "надтипы" или что угодно еще, но суть от этого не изменится -- имеются стратегические ветви эволюции, и они, как таковые, бессменны, и существуют тактические звенья, представляющие собой пространственно-временные состояния живой материи и уже в силу этого обреченные на вымирание. Несмотря на исключительную малочисленность стратегических направлений эволюции, количество видов, появившихся и ушедших в небытие поразительно велико. Проведенные оценки показывают, что за время существования жизни на Земле появилось и исчезло до нескольких миллиардов видов, т. е. интенсивность видообразования исключительно высока. Но следует иметь в виду, что жизнь характеризуется не только высочайшим темпом видообразования, но и фантастическим разнообразием форм, сосуществующих одновременно. Так, количество видов, населяющих планету в настоящее время, исчисляется 4,5 млн. И самые совершенные, самые развитые группы не являются ни самыми многочисленными количественно, ни самыми распространенными, ни самыми приспособленными, ни самыми разнообразными (если за степень разнообразия принять количество видов). Так, позвоночные по всем этим показателям уступают насекомым.

Наконец, эволюция вида в каждый данный период времени не связана непосредственно ни с уровнем организации, ни с темпами репродукции, ни даже с абсолютной численностью. Это кажется, на первый взгляд, некорректным, однако мы с вами, дорогой читатель, тому яркий пример. Человек в период своего становления был значительно малочисленнее и обезьян,. и окружающих его хищников. Тем не менее человек расселился по всей планете и принимает меры к сохранению редких видов, доминировавших в период его раннего детства. Такова жизнь в самых общих своих проявлениях.

Размещено на Allbest.ru