При изучении истории развития Земли немыслимо игнорировать весь тот многообразный мир живых организмов, который образу­ет ее биосферу. В геологии существует даже такой образный термин, как руководящие ископаемые. Так именуют остатки жи­вотных и растений, которые типичны для той или иной эпохи и по которым определяется возраст горных пород. Нередко удается най­ти лишь косвенные следы древних обитателей Земли, т. е. их от­печатки. Но и они могут красноречиво рассказать о том организме, который оставил такой отпечаток.

Сами ископаемые организмы обычно встречаются в форме ока- менелостей. Именно по ним в основном и была составлена летопись земной жизни, совершившей поступательную прогрессивную эво« люцию от простейших микроорганизмов до человека. Жизнь в ис­торию Земли вошла незаметно. Это событие, случившееся около 3,5 млрд. лет назад, не оставило никаких следов. Скорее всего жизнь зародилась не в одном каком-либо районе Земли, а почти од­новременно во многих местах планеты Но «пионеры» жизни, эти первичные и, несомненно, простейшие микроорганизмы, погибли бесследно, так как первоначально их было мало. Однако за корот­кий срок (и в этом одно из характерных свойств жизни) они дали многочисленное потомство, которое заметно проявило себя уже в масштабе всей планеты.

Родившись из неживого, жизнь первоначально как бы сохрани­ла в себе отблеск молекулярной множественности. В этом была и слабость, и сила древнейших форм жизни. Слабость — в примити­визме организмов, сила—в их великом множестве.

Как уже отмечалось, пока не существует единой общепризнан­ной геохронологической шкалы. Различна и терминология. Так, в последнее время весь ранний период эволюции Земли, предшество­вавший кембрийскому периоду, называют докембрием и опре­деляют (правда, очень неуверенно) его продолжительность при­мерно в 3 млрд. лет. Что касается палеозоя, мезозоя и кайнозоя, то эти три зры иногда объединяют под общим названием ф а н е- розой. Так как наша задача состоит в том, чтобы представить себе в самых общих чертах эволюцию биосферы, мы будем в даль­нейшем придерживаться терминологии устоявшейся и вошедшей в учебники.

Уже в древнейшую, архейскую эру, длившуюся около 1 млрд. лет, существовали бактерии, одноклеточные сине-зеленые и многоклеточные водоросли. Свойства этих древнейших организмов определялись условиями внешней среды, в частности составом зем­ной атмосферы. Есть основания полагать, что первичная атмосфера Земли, кроме водорода, метана, аммиака и водяных паров, содер­жала в изобилии инертные газы, прежде всего гелий и неон. Но они диссипировали, т. е. улетучились в мировое пространство, и к моменту появления жизни «вторичная» атмосфера Земли содержа­ла, кроме того, углекислый газ и сероводород, выделившиеся из земных недр. Первичные микроорганизмы постепенно сокращали исходные запасы водорода, аммиака, метана, сероводорода. Так, серные бактерии окислили сероводород вулканического происхож­дения, а водородные бактерии — молекулярный атмосферный водо­род. Пурпурные и зеленые бактерии, а затем сине-зеленые водо­росли, усваивая из атмосферы углекислый газ, обогащали ее выде­ляемым ими кислородом.

В слоях земной коры архейского возраста находят породы ор­ганического происхождения — известняки, мрамор, углекислые ве­щества. Они образовались в ходе жизнедеятельности древнейших обитателей Земли. Таково же происхождение древнейших залежей серы и железных руд.

В конце архея начались размножение живых организмов и фо­тосинтез. Новый способ образования потомства был закреплен естественным отбором и ныне стал господствующим в органическом мире. Что же касается фотосинтеза, то он не только радикально изменил атмосферу Земли, наполнив ее кислородом, но и положил начало разделению единого ствола жизни на две ветви — растения и животные.

Как известно, процесс фотосинтеза выражается уравнением 6С0₂+6Н₂0 = С_бН₁₂0₆+60₂. Он стимулируется солнечной энергией, которая преобразуется в энергию химических связей. Благодаря фотосинтезу бедные энергией вещества (С0₂ и Н₂0) переходят в углеводы — сложные и весьма богатые энергией органические ве­щества.

Первые живые организмы Земли были автотрофными, т. е. под­держивали свою жизнедеятельность ресурсами внешней неорганиче­ской среды. Позже появились организмы гетеротрофные, питающие­ся в основном живым или жившим, т. е. другими организмами или их остатками. Связь с неорганической природой, естественно, со­хранилась: подавляющая часть растений автотрофны. Но для жи­вотных, этих гетеротрофов, такая связь опосредствована — они не могут жить, не употребляя в пищу живое или жившее.

Палеонтологические исследования «корней» земной жизни по­казывают, что уже в архейскую эру появились многоклеточные ор­ганизмы. Это в дальнейшем привело к дифференциации тканей, ор­ганов и их функций. Родоначальниками простейших растений и жи­вотных считаются жгутиковые — древнейшие одноклеточные орга­низмы. Однако уже в архее существовали организмы типа медуз или гидроидных полипов.

Первичная жизнь, активно используя запасы сложных органи­ческих соединений, этих полуфабрикатов жизни, в конце концов истощила их запасы настолько, что в последующие эпохи зарожде­ния жизни, по-видимому, не происходило. Этому мешало, конечно, и обилие живых существ, готовых употреблять в пищу любой ор­ганический комочек, в котором вдруг затеплилась жизнь.

В течение протерозойской эры, длившейся около 2 млрд. лет, бактерии и водоросли господствовали повсеместно. Великое мно­жество мельчайших существ проявили себя прежде всего как «об- разователи» пород и руд. Их деятельность приобрела поистине пла­нетарный характер, и следы ее остались в виде железных и марган­цевых руд, осадочных сульфидных минералов, кремнистых слан­цев и т. п. Именно в эту отдаленную от нас эпоху сформировались залежи железных руд в Криворожье, под Курском, в Воронежской области и Прибалтике. В пределах современных континентов водо­росли протерозойской эры отложили карбонатные породы мощно­стью более 1000 м.

Остатки животных в отложениях протерозоя встречаются ред­ко. И все же по этим следам давным-давно угасшей жизни видно, что в протерозое уже существовали радиолярии, кремневые губ­ки, простейшие черви. Найдены отпечатки медуз и членистоногого животного «ксенусиона» — прародителя будущих трилобитов.

В палеозойскую эру, которая началась примерно 570 млн. лет назад и продолжалась около 330 млн. лет, на арену жизни вышли новые группы организмов. Масса «живого вещест­ва» планеты продолжала расти, усложняясь и разнообразясь в своей структуре, В морях появились и быстро размножились архео­циаты — беспозвоночные животные с известковым, подчас весьма причудливым скелетом. Они сильно потеснили водоросли и на мел­ководье занялись строительством рифов. Почти одновременно с археоциатами на дне палеозойских морей возникли древнейшие членистоногие — трилобиты, внешне отдаленно напоминающие сов­ременных раков. Трилобиты просуществовали на дне морей-всю па­леозойскую эру и вымерли лишь к ее концу.

С самого начала палеозойской эры растения решительно ста­ли «пробиваться» на сушу. Их выход на сушу совершался в при­брежных бассейнах, и первые «десанты» выбросили сине-зеленые водоросли. За ними последовали красные и зеленые водоросли, об­ладавшие корневой системой и специализацией клеточных тканей. Агрессия растений оказалась столь успешной, что уже во второй по­ловине палеозойской эры (в каменноугольный период) папоротни­ковые леса обильно покрыли огромные пространства суши. Отдель­ные папоротниковые деревья достигали в высоту 30—40 м и в тол­щину более 2 м. Пышная растительность насытила атмосферу кис­лородом, коренным образом изменив ее состав. Жизнь в новой об­становке выработала у растений новые качества, облегчившие при­способление к окружающей среде. Растения научились защищаться от безводья, у них усовершенствовались ткани, появился бесполый способ размножения. От этой эпохи массового развития растений остались многочисленные следы в форме залежей каменного угля.

Животный мир в палеозойскую эру был очень богат. В морских отложениях найдено около 15 000 видов морских животных—игло­кожих, плеченогих, кораллов, головоногих моллюсков и других. По дну морей ползали ракоскорпионы, достигавшие в длину 3 м. К середине палеозойской эры, в силурийский период появились первые бесчелюстные позвоночные. Это были неуклюжие существа с хрящевым скелетом и костными щитами, покрывавшими головную и переднюю часть туловища. Остальная его часть и хвост были за­щищены чешуей. Эти «панцирники» больше ползали по дну, чем плавали. Во многом они уступали акулоподобным рыбам, крупней­шим в ту пору морским животным, достигавшим в длину несколь­ких метров.

Вслед за растениями вышли на сушу и животные. По-видимо­му, первыми «десантниками» были потомки кистеперой рыбы (целаканта), обладавшей двойным дыханием (в воздухе и в воде). Ее плавники по строению напоминали конечности наземных позвоноч­ных. Любопытно, что сравнительно недавно несколько экземпляров целаканта было выловлено у берегов Африки.

Потомки кистсперых рыб еще в палеозойскую эру дали начало наземным позвоночным животным. Их плавательный пузырь выпол­нял функции примитивного легкого, а плавники годились для пол­зания. Естественный отбор постепенно превратил этих «двойствен­ных» животных в земноводных, живших по берегам водоемов.

К концу палеозойской эры часть земноводных оказалась спо­собной к дальнейшему завоеванию суши. У них образовался ро­говой кожный покров, предохраняющий от высыхания. Постепенно земноводные дали начало первым пресмыкающимся. Одни из них были травоядными, другие хищными. Особенно любопытны зверозу- бые пресмыкающиеся, внешне несколько напоминающие современ­ных хищников и имеющие тот же набор зубов, что и млекопи­тающие.

В палеозойскую эру жизнь захватила не только море и сушу, но и воздух. Еще в каменноугольный период появились летающие насекомые, размах крыльев у которых иногда достигал 1 м. Жизнь прорвалась в атмосферу.

Примерно 240 млн. лет назад началась мезозойская эра, которая продолжалась около 165 млн. лет. Она характерна прежде всего безраздельным господством пресмыкающихся. Какие только причудливые формы они ни принимали! Жутко было бы очутиться в обществе этих подчас исполинских чудовищ, отлично описанных в научно-фантастической литературе и живо воспроизведенных средствами кино. Пресмыкающиеся завладели всеми тремя среда­ми— сушей, морем, воздухом. Первоптицы (археоптериксы) внеш­не напоминали не только птиц — это была переходная форма от пресмыкающихся к современным птицам.

В растительном мире произошли существенные перемены. Рез­ко сократилось количество папоротниковых и голосеменных расте­ний. Им на смену пришли широколиственные покрытосеменные рас­тения. Одновременно развились высшие формы насекомых-опылите­лей: бабочек, шмелей, пчел, мух.

Но самое главное событие мезозойской эры — появление пер­вых млекопитающих. Поначалу трудно было увидеть великое бу­дущее в этих мелких хищных зверьках, внешне напоминающих со­временных крыс или- ежей. Вероятно, их прародителями следует считать зверозубых пресмыкающихся. Млекопитающие были тепло­кровными животными с четырехкамерным сердцем, обеспечиваю­щим усиленный обмен веществ и энергии. В отличие от пресмыка­ющихся они и в холодное время могли вести активную жизнь, а их зародыши развивались внутри тела матери и после рождения вскармливались ее молоком. К концу мезозойской эры млекопита­ющие быстро расселились по Земле, сосуществуя со все еще гос­подствующими пресмыкающимися.

Эра, в которую мы живем, называется кайнозойской. Началась она около 70 млн. лет назад, и начало ее было отмечено прежде всего окончательным вымиранием крупных пресмыкающихся. Исчезли многие группы головоногих моллюсков. Органический мир Земли постепенно приобретал современный облик.

Членистоногие животные, особенно насекомые, достигли, по-ви­димому, вершины прогресса. Многообразие их видов (около мил­лиона!) поразительно. Эти маленькие существа с необычайно раз­витыми и сложными инстинктами на поверхности Земли встречают­ся почти повсеместно. Однако господствующее положение в живот­ном мире все же занимают млекопитающие.

С бурным развитием цветковых растений млекопитающие и птицы получили прочную кормовую базу. Среди млекопитающих выделились группы, от которых пошли современные грызуны, кито­образные, травоядные, хищные и другие животные. И самое глав­ное, в кайнозойскую эру появились обезьяны, давшие ветви, кото­рые в конечном счете породили первое мыслящее существо — чело­века.

Каковы же главные черты и особенности этого великого про­цесса органической эволюции? Прежде всего бросается в глаза прогрессивный характер эволюции. Несмотря на отдельные отступ­ления и неудачи, развитие органического мира Земли идет в целом от низшего к высшему. Однажды появившись, жизнь оказывается необычайно стойкой. Непрерывно завоевывая себе все новые и но­вые области, живые организмы множатся и совершенствуются.

«Эволюция органического мира, — писал акад. И. И. Шмальгаузен, — в целом имеет прогрессивный характер: она неуклонно ведет к усложнению организации, к созданию все высших форм жизни. В эволюции позвоночных прогрессивное развитие централь­ной нервной системы начинает играть явно руководящую роль, и высшие их формы определяются уровнем развития полушарий го­ловного мозга»

«Древо эволюции» корнями уходит в неорганический мир. Его вершина отмечена приматами и человеком. Но какое многообразие ветвей! Перед нами действительно огромное «дерево», выросшее из ничтожного «семени». Возможно, что некоторые его ветви «тупико­вые». Такова, например, ветвь насекомых, достигших, судя по все­му, апофеоза в своем развитии.

Но ветвь, к которой принадлежит человек, явно прогрессиру­ет, значит, эволюционное дерево живет, и кто может сказать, какие еще оно даст побеги?

Секреты эволюционного прогресса были, как хорошо известно, раскрыты в основном Чарльзом Дарвином. «Три кита» дарвиниз­ма— изменчивость, наследственность и естест­венный отбор — объясняют то, что до Ч. Дарвина считалось проявлением сверхъестественных сил. По словам Ф. Энгельса, Ч. Дарвин нанес сильнейший удар метафизическому взгляду на природу, доказав, что весь современный органический мир, растения и животные, а следовательно, и человек есть продукт процесса раз­вития, длившегося миллионы лет

Естественный отбор подхватывает любое полезное для организ­ма наследственное изменение и закрепляет его в потомстве. Этот природный механизм, по мнению Ч. Дарвина, не только объясняет прогрессивный характер эволюции в прошлом, но обеспечивает и бу­дущий прогресс.

Разумеется, развитие человеческого общества подчиняется осо­бым социальным законам, и принципы дарвинизма не могут быть использованы в социологии. Но в отношении других живых су­ществ прогнозы Ч. Дарвина вряд ли можно оспаривать.

Материал для естественного отбора поставляет изменчивость организмов. Эти случайные изменения либо отсекаются отбором (если они неудачны), либо дают начало новым ветвям «древа эво­люции».

«Только не совсем понятно, — пишет Р. Баландин , — почему в некоторых случаях (скажем, у наших предков) отклонения ус­тойчиво идут в сторону усложнения отдельных органов и всего организма. В нашем «энтропичном» мире, казалось бы, несравнен­но вероятнее путь в противоположном направлении. С увеличени­ем числа взаимодействующих клеток стремительно, по экспоненте убывает вероятность таких изменений. К тому же по скорости раз­множения более простые организмы (простейшие и т. п.) несрав­ненно превосходят «сложные» (млекопитающих), предоставляя в изобилии материал для отбора (число «нестандартных» особей). Тем более прогресс, казалось бы, должен затухать. А он идет с ускорением! Совершенствуются и взаимосвязи нервных клеток и сами клетки. Почему?

Способностью приспосабливаться к внешним условиям микро­бы превосходят любые более сложные существа. Почему же про­стые, но столь надежные твари, перенесшие все превратности гео­логической истории и процветающие поныне, стали превращаться во все более сложные и нежные создания?»

То, что эволюция идет от форм более вероятных к формам менее вероятным, хорошо иллюстрируется на явлении, получившем наименование принципа цефализации. Так, начиная с кембрия, око­ло 570 млн. лет идет усложнение и усовершенствование строения нервной системы. Этот неуклонный и «невероятный» процесс в кон­це концов подготовил величайшее событие в истории Земли — появ­ление человека.

Экспансия, агрессивность жизни — еще одна характерная чер­та эволюции. Если бы внешние условия не мешали размножению организмов, они за чрезвычайно короткие сроки породили бы ог­ромные массы живого вещества. Так, некоторые бактерии за не­сколько суток могут дать потомство, равное по массе земному ша­ру! У высших организмов этот «напор жизни» слабее, но подчас проявляет себя весьма заметно. Жизнь всегда стремится занять как можно больше «места под Солнцем». Живые организмы ста­раются пропустить через себя и переработать возможно большее количество неживого вещества.

Экспансия жизни выражается и в биологическом состязании организмов, в этой разновидности борьбы за существование, кото­рой Ч. Дарвин и другие эволюционисты посвятили немало красно­речивых страниц.

Эволюция земной биосферы никогда не была процессом, изо­лированным от внешней космической среды. Наоборот, множество фактов доказывает, что космические влияния были очень сущест­венными. В частности, немалая роль принадлежала Солнцу, точнее колебаниям его активности. Эти колебания отражались в периоди­ческих сменах климатических условий на Земле, в движениях зем­ной коры, вызывающих смену суши и моря, а все перемены внеш­ней среды не могли не сказаться на ходе эволюции биосферы.

Характерно, что именно к эпохам смены климатов, трансгрес­сий и регрессий, подчас значительных даже в глобальных масшта­бах, приурочены главные этапы видообразования и коренного об­новления флоры и фауны планеты. Это, в частности, относится и к появлению человека во время четвертичного оледенения. Палеонто­логическая летопись (разделение на эры, периоды, эпохи) основана на том, что границы временных интервалов отмечены радикальны­ми изменениями климата, живых организмов и структуры поверх­ностных слоев нашей планеты.

Похожие статьи:

1. Эволюция человека
2. Большой Взрыв и эволюция Вселенной
3. Гипотетический путь возникновения жизни
4. Формирование процесса дыхания
5. Энергетическое отношение живых организмов