2 (669393), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Глава 4. Развитие высших структур.

Никто точно не знает, когда именно возникла первая живая клетка. Возраст самых ранних следов жизни (остатков бактерий), найденных в древних отложениях земной коры, - около 3,5 млрд. лет. Допустим, что возраст жизни на нашей планете – 3,6 млрд. лет.

Для большей наглядности представим себе, что этот огромный отрезок времени уместился в пределах одних суток. Сейчас на наших «часах» – ровно 24 ч, а в момент возникновения жизни они показывали 0 ч. Каждый час вместил 150 млн. лет, каждая минута – 2,5 млн. лет (рис. 2).

1. Докембрий.

Самая древняя эпоха развития жизни – докембрийская – длилась невероятно долго: свыше 3 млрд. лет. Или, по нашей шкале, с начала суток до 8 часов вечера.

Мы уже рассказали об условиях, в которых жили первые живые организмы. Чтобы строить свои организмы, всему живому требуется, в частности, водород. Зеленые растения получают его, расщепляя воду и выделяя кислород. Но бактерии этого делать еще не умеют. Они разлагают не воду, а сероводород, что гораздо проще. При этом выделяется не кислород, а сера (поэтому на поверхности некоторых болот можно встретить пленку из серы).

Так и поступали древние бактерии, но количество сероводорода на Земле было довольно ограничено. Наступил новый кризис в развитии жизни.

Выход из него «нашли» сине-зеленые водоросли. Они научились расщеплять воду. Это в 7 раз труднее, чем расщепить сероводород. Это произошло 2,3 млрд. лет назад (по нашей шкале – около 9 часов утра).

Теперь в качестве побочного продукта в атмосферу начал выделятся кислород. Накопление кислорода представляло серьезную угрозу для жизни. Начиная с 11 часов утра новое самозарождение жизни на Земле стало невозможным – содержание кислорода достигло 1% от современного. А перед живыми организмами встала новая проблема – как бороться с возрастающим количеством этого агрессивного вещества.

Но эволюция смогла преодолеть и это испытание, одержав новую блестящую победу. Около 11 часов утра на Земле появился первый организм, вдохнувший кислород. Так возникло дыхание.

До этого момента живые организмы жили в океане, укрываясь в водной толще от губительных для всего живого потоков солнечного ультрафиолета. Теперь благодаря кислороду в верхних слоях атмосферы возник слой озона, смягчивший излучение. Под защитой озона жизнь смогла выйти на сушу.

В течение докембрия природа сделала еще целый ряд замечательных «изобретений». Около 2 часов дня (по нашей шкале) клетки получили ядро. Примерно тогда же возникло половое размножение, резко ускорившее темпы эволюции. Появились первые многоклеточные существа.

К концу докембрия земные моря населяли разнообразные животные: медузы, плоские черви, губки, полипы. Все они были мягкотелыми, лишенными скелета. Возникновение у животных скелета – раковин, панцирей и т.д. – обозначило начало новой геологической эры.

1. Палеозой.

Палеозойская эра, начавшаяся 570 млн. лет назад, длилась 340 млн. лет (то есть по нашей шкале, с начала девятого вечера до половины одиннадцатого). Ученые делят ее на шесть периодов.

1. Кембрий.

Самый ранний из них – кембрий (он продолжался 70 млн. лет). В этот период у самых разнообразных животных начинает развиваться скелет, будь то раковина, панцирь или просто колючие шипики. Видимо, мягкотелость становится к этому моменту слишком небезопасной.

Творчество природы, создающей новые формы жизни, в кембрии необычайно плодотворно и разнообразно: почти все типы животного царства получают своих первых представителей. Хордовых, например, представляют существа, похожие на современного ланцетника. Пропуская воду через жаберные щели, они таким образом процеживают из ила съедобные частички.

Как ни трудно нам представить моря без рыб, но в морях кембрия их еще не было. Моря были густо заселены знаменитыми трилобитами – вымершими предками пауков, скорпионов и клещей.

1. Ордовик.

За кембрием следует ордовик (он длился 60 млн. лет). В море по-прежнему процветают трилобиты. Появляются первые позвоночные – родичи современных миног и миксин. Челюстей у них еще нет, но строение рта позволяет хватать живую добычу, что, конечно, гораздо выгоднее бесконечного процеживания ила.

1. Силур.

В следующем периоде – силуре (30 млн. лет) на сушу выходят первые растения (псилофиты), покрывая берега зеленым ковром высотой до 25 см. Вслед за ними на сушу начинают переселяться животные, приучаясь дышать атмосферным воздухом, - многоножки, черви, пауки и скорпионы.

В морях трилобитов уже теснят гигантские ракоскорпионы, длина которых порой превышает 2 м. У позвоночных появляется новый, неизвестный прежде орган – челюсти, развившиеся из безобидных жаберных щелей бесчерепных (например, ланцетника). Чтобы добыча не ускользнула из этих челюстей, рыбы приобретают одновременно парные плавники, увеличивающие маневренность.

1. Девон.

Следующий период – девон (60 млн. лет). Сушу заселяют плауны, папоротники, хвощи, мхи. В их зарослях уже живут первые насекомые.

Выбираются на сушу и позвоночные. Климат в девоне был сухой, температура в течение года резко изменялась. Многие водоемы пересыхали. Некоторые рыбы стали на время засухи зарываться в ил. Для этого нужно было уметь дышать атмосферным воздухом. Но особенно многообещающей для дальнейшей эволюции оказалась группа кистеперых рыб. Помимо легочного дыхания они имели подвижные мускулистые плавники, похожие на лапы. С их помощью они ползали по дну. Чтобы не погибнуть в пересохшем водоеме, кистеперые рыбы отправлялись в сухопутные странствия в поисках воды. При этом они путешествовали на довольно большие расстояния. Естественно, выживали те, которые лучше могли двигаться по суше. Правда, слабых легких для дыхания было недостаточно. Как еще дышать, если жабры на суше не годятся? Только через кожу. Поэтому рыбья чешуя уступила место гладкой влажной коже.

Так в девоне кистеперые рыбы постепенно покинули родную стихию и дали начало первым земноводным – стегоцефалам (панцирноголовым).

1. Карбон.

Вслед за девоном наступил карбон, или каменноугольный период (65 млн. лет). Впервые огромные пространства суши покрылись болотистыми лесами из древовидных папоротников, хвощей и плаунов.

Глядя на современные небольшие плауны, трудно представить, что их предки (например, чешуедрев, или лепидодендрон) достигали 40 м в высоту и 6 м в обхвате.

Из падавших в воду и постепенно превращавшихся в уголь стволов образовались залежи каменного угля. Самый ценный уголь (антрацит) получался из скоплений множества спор, которые роняли в воду деревья того времени.

Впервые жизнь, освоившая воду и сушу, сделала шаг и в третью стихию – воздух. Первыми и единственными, кто поднялся в воздух в лесах каменноугольного периода, были насекомые. Порой они вырастали до невероятных размеров. Размах крыльев некоторых стрекоз достигал 70 см. А в зарослях помимо пауков и скорпионов стали встречаться, например, тараканы (размером иногда с морскую свинку).

Жизнь сумела окончательно оторваться от породившей ее водной стихии. Почти одновременно это удалось рептилиям и семенным папоротникам, предкам хвойных. У растений появились семена вместо спор, у яиц рептилий – скорлупа. Зародыши в семени и яйце были защищены оболочками, обеспечены пищей. Из яиц рептилий вылуплялся уже не беспомощный головастик, а уменьшенная копия родителя.

Рептилиям уже не нужна была голая кожа для дыхания – вполне хватало легких. Они «заковались обратно в панцирь» из чешуи и роговых щитков.

1. Пермь.

Последний период эры древней жизни – пермь, или пермский период (55 млн. лет). Климат стал холоднее и суше. Влажные леса из папоротников и плаунов исчезли. Вместо них появились и широко разрослись хвойные.

Земноводных все больше теснили рептилии, шедшие к своему господству на планете.

1. Мезозой.

Мезозойская эра наступил 230 млн. лет назад и длилась 163 млн. лет то есть с полвины одиннадцатого вечера до половины двенадцатого по нашей шкале). Она делится на три периода: триас (35 млн. лет), юру, или юрский период (58 млн. лет), и мел, или меловой период (70 млн. лет).

В морях еще в пермский период окончательно вымерли трилобиты. Но это не было закатом морских беспозвоночных. Напротив: на смену каждой вымершей форме приходило несколько новых. В течение мезозойской эры океаны Земли изобиловали моллюсками: белемнитами, похожими на кальмаров (их ископаемые раковины называют «чертовыми пальцами»), и аммонитами. Раковины некоторых аммонитов достигали 3 м в диаметре. Ни у кого больше на нашей планете, ни до того, ни позднее, не было таких колоссальных раковин!

В лесах мезозоя господствовали хвойные, похожие на современные сосны и кипарисы, а также саговники. Мы привыкли видеть насекомых, вьющихся над цветами. Но такое зрелище стало возможным лишь с середины мезозоя, когда на Земле расцвел первый цветок. К меловому периоду цветковые растения уже начали теснить хвойные и саговники.

Мезозой, особенно юру, можно назвать царством рептилий. Но еще в самом начале мезозоя, когда рептилии только шли к своему господству, рядом с ними появились мелкие, покрытые шерстью теплокровные животные – млекопитающие. Долгие 100 миллионов лет они жили рядом с динозаврами, почти незаметные н их фоне, терпеливо дожидаясь своего часа.

В юре у динозавров появились и другие теплокровные соперники – первоптицы (археоптериксы). Они имели еще очень много общего с рептилиями: например, челюсти, усеянные острыми зубами. В меловом периоде от них произошли и настоящие птицы.

В конце мелового периода климат на Земле стал холоднее. Природа уже не могла прокормить животных, весивших более десяти килограммов (правда, есть научные теории, иначе объясняющие вымирание динозавров). Началось массовое вымирание (растянувшееся, однако, на миллионы) гигантов-динозавров. Теперь освободившееся место могли занять звери и птицы.

1. Кайнозой.

Кайнозойская эра, начавшаяся «за полчаса до полуночи» (67 млн. лет назад), стала царством птиц, млекопитающих, насекомых и цветковых растений. Она продолжается и сейчас.

Ученые разделяют ее на 3 периода: палеоген, неоген и антропоген. Последний из этих периодов, в котором появляется человек, начался около 2 млн. лет назад (по нашему счету – 50 секунд назад). А время существования всей человеческой цивилизации (если считать ее возрастом 10 тыс. лет) на нашей шкале – всего «четверть секунды».

1. Происхождение человека.

   1. Ископаемые обезьяны.

Ископаемые остатки древних обезьян и первых людей чрезвычайно немногочисленны. Он не хоронили своих близких, а в кислой почве влажного тропического леса кости очень быстро растворяются. Как правило, сохраняются лишь самые прочные элементы – покрытые стойкой эмалью зубы, реже – фрагменты челюстей, еще реже – другие кости. Вероятность сохранится была только в областях интенсивного вулканизма, когда жертв извержений засыпало пеплом или заливало грязевыми потоками. Именно там было найдено большинство свидетельств эволюции человека.

Самые древние из узконосых обезьян, еще близкие к примитивным приматам лемурам из семейства омомиид, найдены в эоценовых слоях восточного Алжира (около 40 млн. лет назад). По месту находки эту обезьяну назвали Биретией (по одному зубу). Уже в следующем периоде – олигоцене на территории современного Египта и на Аравийском полуострове существовали многочисленные узконосые обезьяны – египтопитеки и близкие роды. Это были еще низшие обезьяны, многие из них широко распространились по Азии. Еще раньше приматы попали в Новый Свет, вероятно, переплыв на плотах из унесенных бурями деревьев Атлантический океан, в то время узкий, не превышавший по ширине современного Средиземного моря (Американский материк тогда еще не успел сместиться на запад).

Достоверные остатки высших, человекообразных обезьян известны из отложений миоценового периода. Это была эпоха пышного развития влажных лесов по тропическому поясу Евразии от Атлантики до Тихого океана. В то время пальмы и магнолии росли и по всей Европе.

В интервале 20–9 млн. лет назад найдено много остатков человекообразных обезьян (в основном зубы). Еще в прошлом веке из миоценовых слоев Европы первым был описан дриопитек («древесная обезьяна»). Близкие – рамапитек и сивапитек («обезьяны Рамы и Шивы» – героя и бога индуистской религии) описаны из отложений Африки и Индии. Все дриопитековые вымерли около 9 млн. лет назад, но они дали начало современным человекообразным обезьянам и, по-видимому, человеку. Больше всего они напоминали шимпанзе и бонобо. Точнее, ныне живущие шимпанзе похожи на них, так как их в ходе эволюции очень мало затронула специализация.

До недавнего времени азиатские роды рамапитек и сивапитек считались претендентами на роль наших предков. Сейчас более вероятным нашим пращуром кажется африканский дриопитек (кениапитек), живший на территории Кении около 14 млн. лет назад. Оказалось, что тонкая структура зубной эмали индийских видов не похожа на человеческую структуру и более напоминает структуру зубов орангутана. У кенийского дриопитека нашлись и другие признаки, сближавшие его с человеком.

Уже тогда у дриопитековых были особенности, позволявшие им идти по пути антропогенеза: высокое развитие центральной нервной системы, хорошее цветное бинокулярное зрение и хватательные конечности – не только передние, но и задние. Это наследие древесной жизни первых приматов пригодилось, когда предки человека вступили в новую стадию – стадию австралопитеков.

1. Южные обезьяны.

Австралопитек нужно переводить не как «австралийская», а как «южная» обезьяна (комбинация от лат. australis – южный и греч. pithekos – обезьяна). Этот не очень удачный термин ввел в науку первооткрыватель – английский анатом Р. Дарт, нашедший в 1924 г. на территории ЮАР череп шестилетнего детеныша этой обезьяны. Вернее, уже не совсем обезьяны. После находки Дарта остатки австралопитеков в большом количестве были найдены не только в Южной, но и в Центральной Африке. Австралопитек Дарта жил поздно – около миллиона лет назад и поэтому не мог рассчитывать на роль нашего предка. Сейчас время становления австралопитеков относят к периоду от 9 до 5 млн. лет назад.

Эти приматы жили в эпоху, когда тропические леса в Африке стали отступать на север, их место занимали сухие степи и саванны. Австралопитеки, покинув леса, вышли в открытые пространства, кишащие хищниками: львами, леопардами, саблезубыми тиграми. Что позволило им выжить в новых условиях? С точки зрения сравнительной анатомии «южные» обезьяны выглядели как фантастическое сочетание небольшого (не более 600 см³) обезьяньего мозга и вполне человеческой двуногой походки. Ни одна древесная обезьяна, перейдя к жизни на поверхности земли, этого не сделала. Горилла, например, в беге, опираясь на костяшки пальцев рук, легко догоняет человека. А четвероногая мартышка-гусар развивает скорость до 50 км/ч.

Для чего «южные» обезьяны высвободили руки? Наиболее подходящее объяснение: австралопитеки уже пользовались орудиями: палками, дубинами, камнями, крупными костями антилоп. Доказать это, к сожалению, практически невозможно, так как они не изготовляли свои орудия, а подбирали их в природе, поэтому на них нет следов искусственной обработки. Но такой этап в ходе происхождения человека, несомненно, должен был существовать. Он длился не менее 5 млн. лет, т.е. значительно дольше, чем вся последующая цивилизация.

Характеристики

Список файлов реферата