Яблоков, Юсуфов - Эволюционное учение - 1976 (947303), страница 11
Текст из файла (страница 11)
В последующем, видимо, шел предбиологический отбор коацерватов и по способности накопления белковоподобных полимеров, ответственных за ускорение химических реакций. Результаты такого отбора фиксировались в строении нуклеиновых кислот. Все эти изменения привели к возникновению циклического обмена, характерного для живых существ: Энергетнческий метаболизм 1 Специфические Полимерный синтез ферменты (образование мономолекулярных систем) Редупликация нуклеиновых кислот Рис. 2З.
Возможный путь формирования мембран при образовании коацераатов в «первпчном бульоне» при зарождении жизни (из М. Кальвина, 1971) В системе коацерватов не исключен и отбор сам~их нуклеиновых кислот по наиболее удачному сочетанию смысловой последовательности нуклеотидов, т. е. отбор по генам. Системы с удачно работающей (смысловой) последовательностью нуклеотидов в ДНК вправе называться живыми.
В позднем архее (более 3 млрд. лет назад) возникла жизнь в виде примитивных существ— протобионтов, которые питались готовыми органическими Вала веществами, синтезированными в ходе химической эволюции, т. е. были гетеротрофами. / Но такой процесс не мог быть l длительным, так как запасы ( ) этих веществ быстро исчерпывались, а скорость их синтеза Возлух абиогенным путем, наверно не соответствовала геометрической прогрессии размножения протобионтов.
В этих условиях среди протобионтов должен ~/ 1( был пойти отбор по способно,у/ сти синтеза органических вевяаа ществ из неорганических соединений, используя вполне доступную энергию солнечного света — отбор на автотроф- ное питание. Можно предпо- ;агать, что тысячи и тысячи раз в разных частях первичной прото.
иосферы Земли возникали и погибали протобионты. Переход к автотрофному питанию имел большое значение для эволюции жизни на Земле не только с точки зрения создания запасов органического вещества, но и для насыщения атмосферы кислородом (автотрофы в результате жизнедеятельности выделяют свободный кислород). Все изложенное — не более как правдоподобные гипотезы возможных путей возникновения жизни. Эти или подобные процессы могли протекать нс только на нашей планете, но и, видимо, в любом другом участке Вселенной.
Но научно достоверной остается возможность возникновения жизни из неорганических веществ посредством действия физических факторов среды и действия пред- биологического отбора. Итак, жизнь на нашей планете тем или иным способом возникла. Каковы же дальнейшие основные вехи в развитии собственно живого? Но прежде чем перейти к рассмотрению основных этапов развития жизни на Земле, необходимо дать хронологию Земли. Хронология Земли Геологическая история Земли подразделяется на крупные промежутки — эры; эры — на периоды, периоды — на века. Выделение этих подразделений связано с событиями, протекавшими на Земле и влиявшими на очертания морей и материков, горообразовательные процессы, изменения климата и т. д. Изменения абиотической среды не могли не сказаться на эволюции органического мира нз Земле.
Существует ряд способов определения абсолютного возраста верхних слоев Земли. Самый распространенный — определение возраста по периоду радиоактивного полураспада урана, превращающегося в свинец. Соотношение атомов урана и свинца в породе позволяет определить возраст породы. Точность этого метода составляет несколько миллионов лет. Возраст более молодых пород определяют по содержанию радиоактивного углерода "С (точность — несколько десятков тысяч лет). Учет изотопов кислорода, входящих в состав СаСОм составляющих раковину моллюсков, позволяет определить даже температуру воды, в которой жпл вымерший вид моллюсков и т. п. Изучая направление магнитных линий, связанных с положением магнитных полюсов в момент застывания расплавленных пород, можно восстановить расположение материков относительно полюсов в разные эпохи.
В табл. 1 приведена геохронологическая шкала Земли, составленная по современным данным. Современные методы изучения прошлого Земли позволяют все более и более точно восстанавливать ее историю. Таблица 1 Хроиологическав шкала Земли еть, мла. лет Века Време ет ка- чала ла камал лаев,мла. лет Пе1мелм 0,02 — 0,01 2,0 — 3,0 Кайнозой Четвертичнмй (Антропоген) Неоген Голоцен Плейстоцен Плиоцен Ми овен Олигоцен Эоцен Палеоцен до 3 10 ~ 24 16 40 27 Палеоген 67 Мезозой Мел Юра Трнас 70 58 Зо 230 5о 65-75 60 30 60 70 Палеозой Пермь Карбон Девон Силур Ордовик Кембрий 570 1030 ЗОО 700 Протерозой Верхний Средний Нижний 1600 1900 2600 > 3500 Арлей Основные группы организмов В органическом мире Земли можно выделить несколько крупны: гругт существ, имеющих общее происхождение, доказываемое не личием фундаментальных черт сходства в строении представите лей.
К таким чертам относятся: конвариантная редупликациг. обмен веществ, способность к росту и развитию (онтогенез), обп. ность механизмов реализации наследственной информации (огена до признака), Подавляющее большинство ныне живущих организмов (кроме вирусов и фагов) состоит из клеток. По признаку клеточного стрг ения все живые организмы делятся на доклеточные и клеточны Все клеточные подразделяются на четыре царства: безъядерные (бактерии, цианеи, или «синезеленые»), растения (багрянки, н.
стоящие водоросли, высшие растения), грибы (низшие и высшие и, наконец, животные (простейшпе и многоклеточные), Безъядер ные, видимо, относятся к самым древним формам жизни на Земл 56 Иысаие аастФин евсеевы е авеста Рис 24. Гипотетическая схема основных этапов эволюции эукариотиых организмов на попове симбиогенеза (по А. Л, Тахтаджяну, 1972) Гиитетаче етвый ан ваты с и» веетечвей иаттвваи ависта ее О©Ов С3 аа, завтеаав Первые этапы эволюции жизни на Земле, согласно совремеь ным представлениям, оказываются связаннымн, с одной сторонь.
с переходом от первичной гетеротрофности (первые протобнонты испольэовали в качестве пищи органические вещества «первичного бульона>) к хемосинтезу (анаэробной хемоавтотрофии), затем к возникновению автотрофного питания у растений и, наконец, к вторичному гетеротрофному питанию у животных. Важнейшим этапом эволюции жизни на Земле было возникновение фотосинтеза.
Благодаря фотосинтезу в каждый последующий момент на поверхности Земли накапливалось все больше н больше энергии солнечного света в органическом веществе, что способствовало ускорению биологического круговорота веществ и эволюции органического мира в целом. Первыми организмами, способными жить в присутствии свободного кислорода, были цианен (иногда неправильно называемые «синезелеными», к водорослям — растениям — они не относятся). В результате активной жизнедеятельности цианей на протяжении сотен миллионов лет из океана в атмосферу Земли стал выделяться кислород. Это должно было способствовать появлению новых форм бактерий, способных жить в таких условиях. На каком-то еще геохронологически точно не определенном этапе развития биосферы планеты произошли события, имевшие принципиальное значение для всей дальнейшей эволюции живого.
Можно строить только гипотезы относительно возможных путей происхождения четырех основных царств живой природы. Одной из интересных является гипотеза симбиогенеза, которая в последние десятилетия находит все больше и больше подтверждений (рис. 24). Рассмотрим основные пути исторического развития основных групп органического мира Земли — царства животных и царства растений, наиболее изученных с этой точки зрения. Развитие их достаточно хорошо документировано (в отличие от царств грибов и предъядерных). ОсновНые пути эволюции растений Число видов ныне существующих растений достигает более 500000, пз них цветковых примерно 300000 видов, Первыми автотрофамп на на1пей планете, видимо, были зеленые водоросли и цианеп.
Остатки их находят изредка в породах архейского возраста (более 2500 †25 млн. лет назад). В протерозое в морях обитало много разных представителей зеленых и золотистых водорослей. В протерозое, видимо, появились прикрепленные ко дну формы водорослей. В протерозое на поверхности безжизненной тогда суши создается почва как особое биокоспое тело, возникшее в результате взаимодействия абиотических (минералы, климатические факторы) и биотических (присутствием бактерий и цианей) условий.
Почво- дз оразовательные процессы в протерозое подготовили дальнейший ыход настоящих растений на сушу. В палеозое (570 — 230 млн. лет назад) в царстве растений происходит крупное эволюционное событие: растения выходят на сушу. В первые периоды этой эры растения по-прежнему населяют в основном моря. Среди прикрепленных ко дну встречаются зеленые и бурые водоросли, а в толще воды диатомовые, золотистые, эвгленовые и другие водоросли. В конце ордовика и начале силура (500 — 440 млн. лет назад) отмечено появление первых наземных растений — псилофитов, которые покрывали сплошным зеленым ковром прибрежные участки суши.
Это было важным эволюционным шагом. Происходят перестройки в проводящей системе и покровных тканях: у псилофитов появляются проводящая сосудистая система со слабо дифференцированной ксилемой и флоэмой, кутикула и устьица. Псплофиты оказались и более надежно прикрепленными к субстрату с помощью дихотомически разветвленных нижних осей: у некоторыс из них обнаружены примитивные листья.
Псилофнты занпмалп промежуточное положение между наземными сосудистыми растениями и водорослями: внешне были похожи на водоросли, тело не было дифференцировано на вегетативные органы и имело большую испаряющую поверхность. Дальнейшая эволюция растений в наземных условиях привела к усилению компактности тела, появлению корней, развитию эпидермальной ткани с толстостенными, пропитанными восковндным веществом клетками, замене трахеид сосудами, изменению способов размножения, распространения и т. д. Самая примитивная сосудистая система состояла из трахенд. Переход от трахепд к сосудам — приспособление к засушливым условиям; с помощью сосудов создается возможность быстрого поднятия воды на большие высоты. Переход к сосудам начался в корнях, в стеблях, затем в листьях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
