Как возникла и развилась жизнь на Земле

Есть все основания думать, что в архейскую эру климат был еще значительно теплее и благодаря, большому содержанию углекислого газа в воздухе, и благодаря тому, что Земля еще не растратила своей первоначальной теплоты, и, наконец, благодаря, тому, что само Солнце блистало ослепительно белым светом и посылало на Землю более горячие лучи. Жизнь расцвела в теплых водах тогдашних морей и океанов. Создавались новые формы растительного мира, а в результате работы растений земная атмосфера стала понемногу очищаться от углекислоты и обогащаться кислородом. Кислород в растворенном виде появился и в море. Так создались условия, при которых стала возможна животная жизнь. Она и возникла вслед за растительной.

Однако относительно животных архейской эры мы знаем еще меньше, чем относительно растений. Кое-где сохранились раковинки одноклеточных животных, так называемых корненожек. Повидимому, животные в те времена играли еще небольшую роль в жизни Земли. Больший интерес представляют другие формы жизни, возникшие в архейскую эру, а может быть, и раньше.

Современная наука больше интересуется мельчайшими организмами, чем крупными. Не слоны и не киты стоят в центре внимания ученых, а мельчайшие, еле видимые или вовсе невидимые живые частицы. Практическая жизнь требует самого подробного исследования именно этих мельчайших организмов. Открытие и изучение их может послужить для разъяснения загадочной природы многих болезней: ведь в основе многих заболеваний лежит нападение на человека микроскопических или ультрамикроскопических ^[8] организмов. В сельском хозяйстве свойства этих существ связываются с вопросами увеличения урожайности и повышения плодородия почвы. Наука занята исследованием этих ничтожно малых существ и в надежде приблизиться к решению вопроса о первых ступенях эволюции и о начале жизни.

8

Ультрамикроскопическими называют такие мельчайшие тельца, которые нельзя разглядеть в обыкновенный микроскоп, но которые делаются заметными посредством особого прибора, называемого ультрамикроскопом.

На грани наших знаний находятся организмы, которые так малы, что самые лучшие современные ультрамикроскопы бессильны сделать их видимыми. Они проходят (фильтруются) через самые тонкие фильтры, и их невозможно задержать и отделить от других веществ, чтобы сделать более доступными изучению. Естественно спросить, как же удалось узнать об их существовании, если они ускользают от самых усовершенствованных наших инструментов? Хотя они сами невидимы, но их действия мы можем и видеть и изучать. Самые мелкие из «фильтрующихся существ» называются бактериофагами. Мы узнаем об их присутствии потому, что они пожирают или разрушают живых бактерий. В науке не установлен еще окончательный взгляд на природу этих бактериофагов. Многие ученые считают их самыми простыми из всех живых организмов. Другие более склонны видеть в них не организмы, а химические вещества. Но какова бы ни была их природа, ясно, что здесь мы имеем дело с такими частицами, которые стоят на границе живого и неживого мира.

Несколько крупнее бактериофагов оказываются ультрамикроскопические существа, называемые вирусами(слово «вирус» — латинское и по-русски значит «яд»).

Эти вирусы вызывают целый ряд тяжелых болезней у человека, животных и растений. Копытная болезнь рогатого скота и свиней, собачья чума, оспа, тиф, желтая лихорадка, бешенство, корь и грипп у человека, ряд заболеваний картофеля, табака и других растений — вызываются присутствием вирусов. Хотя они крупнее бактериофагов, они все же так мелки, что свободно проходят через фильтры, за что и получили свое название «фильтрующихся вирусов».

Возможно, что бактериофаги и вирусы — это остатки древнейших организмов. Они тоже изменились в течение истории Земли, приспособившись к существованию в новых условиях. Бактериофаги выработали способность бороться с бактериями, вирусы стали губить растения и животных. Но при всем том они не поднялись даже на такую ступень организации, на какой находятся бактерии. Поэтому в них можно видеть остатки первичных организмов, существовавших в архейскую эру.

XI. Палеозойская («древняя») эра

Расцвет жизни в воде

От палеозойской («древней») эры, следовавшей за архейской, остались нам более ясные следы жизни, но тогдашние живые существа совсем еще не были похожи на теперешние. Конечно, жители морей тогда уже очень далеко ушли от самых первых зачатков жизни на Земле. Да и время от начала жизни до палеозойской эры исчисляется сотнями миллионов лет. Тянулась палеозойская эра также миллионы и миллионы лет. Об этом можно судить по тем громадным пластам осадков, которые накопились за ее время. Понятно, что и жизнь за эти долгие годы не стояла на месте; животные и растения начала палеозойской эры сильно отличаются от живших в конце ее. Поэтому палеозойскую эру удобно разделить на первую и вторую половины.

Одно из величайших событий в истории жизни разыгралось в первой половине палеозойской эры. Это — выход растений на сушу и ее завоевание. До того времени суша была совершенно безжизненна. Она представляла такую бесплодную и голую пустыню, какой теперь на Земле не отыскать. Сожженные солнцем пески Сахары и голые скалы полярных морей далеко уступают по бесплодию и оголенности палеозойским землям.

Яркую противоположность этой бесплодной суше составляло тогдашнее море. Оно все было населено бесчисленными растениями и животными. Эволюция жизни прошла б'oльшую часть своего пути в морской воде. Здесь шла жестокая борьба за жизнь, и в ней возникали все новые и новые формы.

В особых условиях оказывались те растения, которые жили в полосе морских приливов. Вода по очереди то покрывала их, то схлынув оставляла открытыми. Конечно, в большинстве случаев это было гибельно для растений. Их нежные ткани нуждались во влажной среде, а теплота солнечного луча сушила и убивала их. Порывы ветра, бушевавшего на пустынной Земле, заканчивали разрушение выброшенных из моря детей жизни.

Но среди водорослей оказывались и более стойкие породы. Представление о них может дать живущая теперь на Земле очень древняя морская водоросль — ламинария, называемая еще «морской капустой» (рис. 14). Уже это название показывает, что ткани ламинарии довольно плотные, напоминающие ткани наземного растения. И действительно, рассмотрев строение ламинарии под микроскопом, нашли в ней и покровную защитную ткань, напоминающую кожицу нынешних растений, и проводящие ткани, и такие ткани, которые служат лишь для укрепления тела этой водоросли, — ткани механические. Оно и понятно: это укрепление тканей необходимо ламинарии, так как она растет в прибрежной полосе, прикрепившись к подводным камням. Прикрепление это очень прочно: напрасно приливные волны дергают ламинарию и тянут ее к берегу, напрасно треплет ее морской прибой, — ее гибкое лентообразное тело только извивается в воде, и ламинария остается на месте прикрепления.

Рис. 14. Водоросль ламинария. Ее тело расчленено на корневидную и стеблевидную части и листообразный орган

Возникает вопрос, не получили ли первые наземные растения свое начало от таких сложно построенных водорослей, как ламинария?

Прежде чем ответить на этот вопрос, нам надо указать на некоторые замечательные черты, свойственные всем наземным растениям.

У всех них (за очень малыми исключениями) тело расчленено на части — на стебель, листья и корни или корневые выросты. Оно и понятно: корень нужен наземному растению для прикрепления и для добывания из почвы воды и необходимых солей; водоросль в корне не нуждается, ведь она впитывает соли прямо из окружающей воды, в которой они растворены. Лист также нужен наземному растению: при помощи находящегося в нем хлорофила лист, как мы знаем, добывает главный питательный материал — углерод, разлагая находящийся в воздухе углекислый газ. Наконец, для поддержки листьев и для связи их с корнями служит стебель. Поэтому наземные растения можно еще назвать «листостебельными».

Рис. 15. Приспособление растений к наземной жизни: образуется корень, стебель и лист, сокращается половое поколение и развивается бесполое. У цветковых остались только следы полового поколения: половые клетки развиваются у них внутри проросших спор, и соединение их происходит внутри тканей растения

Отличаются наземные растения еще одним признаком: у них имеется два способа размножения — половой и бесполый. Половой способ состоит в соединении (слиянии) двух особых половых клеток, мужской и женской, и в образовании семян. При бесполом же размножении в растении возникают споры, прорастание которых и дает начало новому растению. При этом происходит чередование обоих способов размножения: полового и бесполого. Это чередование размножения связано с чередованием двух поколений — полового и бесполого. Весь ход развития в основном происходит так: из споры развивается половое поколение, у которого так или иначе возникают мужские и женские половые клетки. Женские половые клетки называются яйцами. Происходит оплодотворение, т. е. слияние половых клеток, после чего из оплодотворенного яйца вырастает бесполое поколение, производящее споры. Яснее всего это чередование поколений выступает у таких растений, как мхи и папоротники, которые в истории развития растительного мира занимают промежуточное положение между типичными водными и высшими наземными растениями.

По мере приспособления растений к наземному существованию у них все больше сокращается половое поколение, которое неразрывно связано с водой (оплодотворение у мхов и папоротников может происходить только в воде), и развивается более устойчивое бесполое поколение.

Теперь мы можем вернуться к нашему вопросу: возможно ли происхождение первых наземных растений от таких водорослей, которые были сходны с ламинарией? Исследования начала XX века открыли в ламинарии замечательную черту. Оказалось, что и ламинария развивается при помощи чередования полового и бесполого поколений. То, что было давно всем известно под именем ламинарии, представляет собой бесполое поколение. Оно приносит споры. Эти споры прикрепляются к подводным камням и прорастая дают небольшие растения. Это — половое поколение: одни из этих растений приносят мужские половые клетки, другие — женские. Те и другие сливаются и снова дают начало бесполому поколению.