По пути развития жизни
Шрифт:
Итак, начнем наше путешествие в глубину веков и проследим пеструю мозаику жизни, начиная от ее скромного начала в древнейшие времена и до ее пышного развития и многообразия в настоящее время.
У истоков жизни
Вся окружающая нас природа, животный и растительный мир, то есть все живое, не исключая человека, является результатом бесконечно долгого эволюционного процесса, который начался непосредственно после возникновения живой материи и длился по меньшей мере полтора миллиарда лет. Современное состояние развития всего живого не является состоянием постоянным и окончательным; это лишь современная стадия, современный уровень того процесса, который будет продолжаться и в дальнейшем.
Все организмы, живущие в настоящее время, начиная от простейших и кончая человеком, связаны более близкими или более далекими родственными отношениями, начало которых теряется в далеком прошлом нашей Земли; они имеют общее происхождение от первичных комочков живой материи, от первичных комочков белка.
Первые признаки жизни на Земле появились в виде белковых комочков без оболочки, не дифференцированных на ядро и протоплазму, по сравнению с которыми даже самые простые современные организмы сложны и совершенны, в конце архея - в так называемую эпоху первичных океанов, когда вследствие понижения температуры и сгущения водяных паров в понижениях затвердевшей земной коры образовались первичные океаны.
Следы этих первых проявлений жизни до наших дней не сохранились не только потому, что древнейшие горные породы, в которых следует искать эти следы, претерпели самые разнообразные изменения на протяжении большого отрезка времени, но и потому, что эти первичные комочки белка (возникновение которых из неживой материи недавно объяснил А. И. Опарин в своей теории) и развившиеся из них простейшие организмы не имели ни жесткого покрова, ни опорного скелета. Не может подлежать сомнению, что эти первые организмы еще не могли быть причислены ни к царству растений, ни к царству животных.
Однако согласно теории А. И. Опарина, такое разделение, представляющее первый и основной биологический и эволюционный прогресс, произошло относительно скоро - когда первичные организмы вследствие изменений условий среды начали потреблять из окружающей среды для поддержания своего существования все меньше и меньше простых органических веществ и были все более и более вынуждены сами создавать все органические вещества из неорганических. Некоторым это не удавалось и они погибали, у других же дело пошло успешно и они положили начало развитию царства растений. До настоящего времени растения не связаны в своей жизни с какими-нибудь другими органическими веществами, если только они не являются паразитами. Они способны питаться автотрофно - так, как, например, питаются современные зеленые растения: берут из внешней среды неорганические вещества (углекислый газ - из воздуха, воду с растворенными в ней минеральными солями - из почвы) и при помощи солнечной энергии превращают эти простые неорганические соединения в очень сложные (белки, жиры, сахар, крахмал и др.), из которых они строят свое тело. Эта способность автотрофного (самостоятельного) питания является сейчас характерной чертой растений, резко отличающей их от животных, пища которых гетеротрофна, то есть зависит от веществ, создаваемых живыми организмами. С этой точки зрения возникновение жизни в сущности является возникновением растений, так как царство животных следует рассматривать как боковую ветвь, отделившуюся от царства растений позднее. Этого взгляда (примат организмов, питающихся неорганическими веществами из внешней среды, то есть примат растительных форм в существовании живой материи) в настоящее время придерживаются почти все палеонтологи и биологи.
Таким образом, мы различаем в развитии жизни две основные линии, создавшие два гигантских царства: царство растений, насчитывающее в настоящее время более 300 000 видов, и царство животных, охватывающее в настоящее время свыше 1 000 000 видов (главным образом, насекомых). Это огромное, удивительное разнообразие растительных и животных форм является прежде всего следствием способности существ приспосабливаться к самым различным условиям внешней среды. Организмы сумели приспособиться к жизни в соленых водах (как в глубинах, так и в мелководье), в водах пресных и солоноватых, в полярных и тропических поясах, в жарких сухих пустынях и в холодной тундре, высоко в горах и глубоко под землей, и изменялись вместе с изменениями, происходившими во внешней среде.
Мы установили, что самыми древними живыми организмами на Земле были растения, питавшиеся неорганическими веществами, которые они путем сложных процессов превращали в сложные органические вещества.
Возникает вопрос, какой тип растений можно считать в эволюционном отношении наиболее древним. Многие ученые считают, что первичные формы растительных организмов были более всего похожи на самостоятельно (не паразитически) питающиеся бактерии. Другие ученые представляют себе эти формы в виде сине-зеленых водорослей, являющихся самыми примитивными водорослями. Как бактерии, так и сине-зеленые водоросли являются организмами, клетки которых еще не имеют обособленного ядра.
Могут ли палеонтологи доказать, что уже в древнейшие периоды истории Земли на ней существовали бактерии и сине-зеленые водоросли? Да, могут! Ископаемые остатки организмов, которыми располагают палеонтологи, относятся как к бактериям, так и к сине-зеленым водорослям, поэтому ученые не могут сказать, что бактерии были самыми древними организмами на Земле. Выло установлено, что древнейшие бактерии относятся к периоду альгонка, то есть к тому времени, когда одновременно с ними жили и другие, более высоко организованные организмы - черви, иглокожие и другие, остатки которых, хотя и очень редко, находят и в наше время. Это не должно нас, однако, вводить в заблуждение: необходимо себе ясно представить, что время, к которому мы относим те или иные формы, может и не быть временем их возникновения. Из архея остатки организмов не сохранились.
Нас должен интересовать не только облик первого живого существа, но и его значение для возникновения более высоко организованных типов. При исследовании этого вопроса мы видим, что бактерии и сине-зеленые водоросли прошли необозримо долгий путь своего развития совершенно самостоятельно, сохранив до наших дней многие черты и особенности, приобретенные ими на заре своей жизни. Они шли всегда своим собственным эволюционным путем, не дав начала каким-нибудь новым, более совершенным типам организмов.
Какой же из первых организмов оказался исключительно важным с эволюционной точки зрения? Такими организмами оказались жгутиковые (FLAGELLATA) - еще одна группа древнейших, существующих и сейчас организмов, включающая разнообразные микроскопические организмы, стоящие на границе между растениями и животными. Именно некоторые типы жгутиковых дали начало двум главным эволюционным путям развития: развитию мира животных и развитию мира растений, причем развитие растений началось немного раньше.
Сейчас нам точно известно, что от жгутиковых происходят различные типы водорослей, прежде всего различные низшие типы зеленых водорослей; существует также много оснований утверждать, что и грибы (FUNGI) произошли от жгутиковых.
Точно так же мы считаем, что первые животные организмы происходят от жгутиковых, так как мы находим очень много родственных и эволюционных отношений между некоторыми группами жгутиковых, с одной стороны, и примитивными животными организмами - с другой.
Таким образом, жгутиковые дают нам представление не только о некоторых древнейших организмах, но и о типах, из которых могут быть выведены обе ветви органического мира: мир растений и мир животных. Характерные признаки жгутиковых таковы, что жгутиковые могли дать начало дальнейшему развитию древних живых организмов - ветви растений, а от нее ветви животных. Эти особенности жгутиковых, наблюдаемые у них до сих пор, являются причиной того, что как зоологи, так и ботаники считают эту группу организмов исходной. Находки ископаемых жгутиковых очень редки в древних геологических образованиях, чаще они встречаются начиная с мелового периода, то есть с конца мезозоя.