Возникновение жизни на земле

Морские просторы сплошь насыщены жизнью. Здесь она присутствует в каждой капельке морской воды: от Северного полюса до Южного, от поверхности водной глади до самых морских глубин и впадин. Самые маленькие морские организмы не видны простым невооруженным глазом – это бактерии, водоросли и одноклеточные животные. Другие, напротив – известные всему миру обитатели моря. Это морские рыбы, медузы. В толще морской глади живут совсем огромные, настоящие гиганты – киты.

Даже представить себе сложно, что когда то океанические глубины были безжизненными. Некоторые ученые утверждают, что примерно, 3,5 миллиарда лет назад на нашей планете даже не было условий для возникновения жизни. Везде была неживая природа – камни, вода, песок. Атмосфера на планете была без кислорода. Но все, же здесь текли реки, по небу так, же плыли облака и гремели грозы.

Чем моложе была планета, тем более примитивнее организмы населяли ее. Об этом красноречиво рассказывают останки живых существ, раковины, скелеты, отпечатки частей тела. Палеонтологи научились определять промежуток времени, который отделяет нас от того времени, когда они еще были живы. Самые последние находятся в верхних слоях грунта, а более поздние в земной толще, на большой глубине. Однако, мы можем обнаружить следы былой жизни лишь до определенного предела, а уже глубже него нет никаких органических остатков. Но никто не может быть уверен на 100%, что эта граница и есть прямое свидетельство того момента, с которого началась жизнь.

Самые первые существа, которые населяли нашу планету, были настолько просты и имели слишком малые размеры, что земля не сохранила никаких следов. В настоящее время известно большое количество современных организмов, бактерий и одноклеточных простейших животных, не имеющих скелета. Можно предположить, что на заре зарождения цивилизации такие же существа населяли нашу планету, а еще раньше – еще примитивнее, близкие по своей организации к современным вирусам. Насколько долго длился этот период – неизвестно.

Сложную научную проблему возникновения жизни на нашей планете решает не палеонтология, а биохимия. И благодаря ей стало возможным из неорганического вещества создавать органическое, то есть самое сложное вещество – синтезировать белок, из которого строятся все живые организмы.

Сейчас уже известны условия, при которых неживое может стать живым, но первые организмы не могли сами по себе возникнуть из воды, камней и ила. Перед этим должен был пройти период до биологической эволюции. Существует несколько предположений, как неорганические соединения постепенно усложняются, превращаясь в органические, и наконец, достигают самого пика, когда вещество становиться существом. При наличии всех спорных вопросов в конце концов все ученые сходятся в одном жизнь зародилась в океане. Это мнение основано на точных экспериментах и на передовых направлениях теории.

Первым свою точку зрения высказал в 1893 году немецкий естествоиспытатель Г. Бунге, показав сходство между кровью и морской водой по составу растворенных в ней солей. Позднее эту теорию океанического происхождения минерального состава крови доказал английский физиолог Мак-Келлюм, который в подтверждение своей точки зрения проделал многочисленные анализы крови различных беспозвоночных животных.

Наш организм, в том числе и кровь, носит так же следы морского происхождения жизни. Об этом предельно четко и убедительно было сказано еще советским ученым членом-корреспондентом Академии медицинских наук А. Гинецким: «Жизнь, несомненно, появилась в воде. Так же первые живые существа появились не в пресной воде, а в растворе солей натрия, калия, кальция, магния. Прямым доказательством этого служит присутствие этих ионов во всех клетках живых организмов от самых примитивных до самых сложных, где бы они не обитали. А их отсутствие губительно сказывается на организме.

Беря за основу утверждение того, что биохимики способны синтезировать сложные органические соединения, нет ничего удивительного, в том, что при соответствующих условиях подобные вещества могли возникнуть и в природе.

Вода океана содержит в растворенном состоянии неорганические соли. Энергия для химической реакции появилась от разрядов грозовых облаков и от воздействия коротких ультрафиолетовых лучей. В настоящее время этого не происходит из-за озонового слоя, который опоясывает нашу планету. А раньше его не было.

В самом начале из воды и минеральных солей образовались простые органические соединения. В настоящее время такие вещества сразу же поглощаются или разлагаются живыми организмами. Но древний океан был лишен жизни и жизни органических соединений ничего не угрожало. Они даже не подвергались окислению, так как кислород не был растворен в воде той эпохи.

Со временем усложнились органические соединения, и наступил момент, когда они подверглись естественному отбору. В тот период в океанской воде содержались вещества, которые по многим свойствам были сходны и не отличались от тех, которые входили в состав тела живых существ. Из огромного набора органических соединений преимуществами пользовались молекулы, обладающие свойствами удваивания за счет извлечения нужного материала из окружающей среды.

Это был один из последних шагов, которые отделяли сложные молекулы от простейших организмов. Теория происхождения жизни на земле – это всего лишь гипотеза, точнее научно обоснованная теория, которая подкреплена фактическими данными минералогии, астрономии, исторической геологии, космологии, физики, химии и многих других наук, разработана в последние десятилетия. Наибольший вклад в эту теорию был внесен ученым академиком А. Опариным, к трудам которого стоит обращаться всем, кто всерьез интересуется проблемой возникновения жизни на земле.

Первые организмы питались за счет органических веществ, содержащихся в океане. Но вскоре источник пищи исчерпал себя и древние существа оказались на грани голодной смерти. Поэтому правом на существование стали пользоваться лишь те, кто был способен перерабатывать неорганические соединения. Вода, углекислота, соли азота и фосфора – были основным материалом, а энергию для химической реакции давал свет солнца.

Это представляло собой сложнейший процесс, который происходил во многих организмах и в конечном результате приводил к образованию органических соединений, он получил название – фотосинтез. В результате такого процесса получается кислород, который растворяется в воде или выбрасывается в атмосферу.

Все, что предшествовало образованию органической жизни на планете, происходило в бескислородной среде. К ней хорошо приспособлены первые обитатели моря. Поэтому дальнейшие изменения, происходящие в воде, привело к быстрому окислению органики. И это было катастрофическое загрязнение среды. В результате обогащения морской воды кислородом погибли анаэробные организмы. А те, кто все же смог перестроить свою физиологию, сумели приспособиться к новым условиям. С тех самых пор прошли уже миллионы лет, прежде чем количество свободного кислорода достигло современного уровня.

Кислород, растворенный в морской воде, дал начало новой передовой эволюции органического мира. На первом же этапе жизни в кислородной среде произошли изменения  и разделения на аутотрофов и гетеротрофов. Первым для их существования достаточно воды, двуокиси углерода, неорганических солей и источника энергии. Гетеротрофы не способны синтезировать органические вещества, поэтому они живут за счет аутотрофов, других гетеротрофов или на их разлагающихся останках. Первые аутотрофы стали предками современных растений, в том числе и бактерий, использующие для синтеза энергию, образующуюся в результате окисления неорганических соединений (азотобактерии, железобактерии). В результате эволюции древнейших гетеротрофов возникли животные, грибы и большинство бактерий. Современное многообразие органической жизни можно отнести к миру аэробов. В бескислородной среде теперь могут жить лишь некоторые бактерии и паразитические организмы.

Жизнь, которая когда то зародилась в океане, уже в течение многих десятков миллионов лет не покидала своей колыбели. За это время морские растения и животные достигли довольно высокой степени сложности.

На сушу, в начале, выбрались зеленые растения. Освещенность в воде хуже, нежели на суше, а растения нуждаются в фотосинтезе. Можно представить себе два основных пути, по которым зеленые растения проникали на сушу из моря. Это произошло через реки, не покидая водную среду, они постепенно поднялись до заболоченных участков. Другой путь – завоевание растениями береговых полос – грибы лишайники, хвощи, голосемянные и цветковые. Это наземные организмы высших растений. В море обитают только низшие – бактерии и различные группы водорослей.

Что касается современных наземных растений, то они полностью потеряли связь с морем. Морская вода для них является губительной. Но существуют и исключения – это морские травы: зостера и талассия, а так, же кусты и деревья мангров.

До того момента, как зеленые растения стали покидать море, у морских животных не было стимула выбираться на сушу. На суше не было для них пищи, а свет им и не нужен был. Однако, после того, как земля покрылась растительностью, и обстоятельства резко изменились. Можно предположить, что первые наземные животные были вегетарианцами, но следом возникли и хищники.

Эволюция животного мира в водной среде развивалась успешно. Многие простейшие, почти все кишечнополостные (медузы, кораллы), моллюски, ракообразные, кольчатые и плоские черви, иглокожие(морские ежи, звезды), низшие хордовые, многие рыбы и еще ряд малоизвестных групп животных – типичных представителей океана. Так представители животного мира достигли в море высокой степени совершенства.

Морская вода одновременно служила и внешней и внутренней средой организма у современных кишечнополостных, так же как и у древних(медуза, актиния). В таких условиях все клетки первых животных приспособились к соленой воде, в которой еще и растворены неорганические соли. Приспособленность к соленой воде в определенных пропорциях передается по наследству, и даже стала абсолютно необходимой для жизни. У морских животных, не смотря, на то, что они со временем покрылись чешуей, панцирями, кожа стала более плотной, ограничивающей  тело от внешней среды и одновременно защищающее его внутренние органы все равно продолжают омываться кровью, которая очень близка по составу к морской воде. Даже выйдя на сушу, животные сохранили в своей крови и внутренней среде соль океанов.

350 миллионов лет назад появились первые наземные животные. Этот срок можно смело считать сроком отделения человека от его предков, обитавших в палеозойском море, о чем мы до сих пор носим напоминание в нутрии себя.

Чтобы нам было легче ориентироваться в системе положения основных групп организмов нужно представить себе схему в виде классического «дерева жизни». Более примитивные находятся у самого основания, а высшие занимают вершину схемы.

Все организмы одного биосинтеза тесно взаимосвязаны меж собой, они так же взаимозависимы от окружающей среды. Те условия, которые предлагает океан своим обитателям, настолько разнообразны, что в них можно встретить огромное количество биоценозов.