РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

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 млрд. 600 млн. лет.

Для большей наглядности представим себе, что этот огромный отрезок времени уместился в пределы 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.

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. Пищей им слу­жил «первичный бульон» окружающего океана или их менее удачливые собратья. Постепенно, однако, в течение миллионов лет этот бульон становился всё более «разбавленным», и, нако­нец, запасы питательных веществ исчерпались.

Развитие жизни зашло в тупик. Но эволюция благополучно нашла из него выход. Появились первые организмы (бактерии), способные с помо­щью солнечного света превращать неорганиче­ские вещества в органические. (О том, как это происходит, рассказано в статье «Фотосинтез».)

Чтобы строить свои организмы, всему живому требуется, в частности, водород. Зелёные рас­тения получают его, расщепляя воду и выделяя кислород. Но бактерии этого делать ещё 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 плёнку 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» синезелёные водо­росли. Они научились расщеплять воду. Молеку­ла воды — непростой «орешек», не так-то легко «растащить» водород и кислород. Это в 7 раз труднее, чем расщепить сероводород. Можно ска­зать, что синезелёные водоросли совершили на­стоящий подвиг. Это произошло 2 млрд. 300 млн. лет назад (по нашей шкале — около 9 часов утра).

Теперь в качестве побочного продукта в атмо­сферу начал выделяться кислород. Накопление кислорода представляло серьёзную 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 сумела 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.

Американский писатель-фантаст Клиффорд Саймак в повести «Кто там в толще скал?» так описывает воображаемое путешествие своего ге­роя во времени — в докембрий: «Дышать было трудно. Кислорода ещё хватало, хоть и с грехом пополам, — из-за этого он и дышал гораздо чаще обычного. Отступи он в прошлое ещё на миллион лет — кислорода перестало бы хватать. А от­ступи ещё немного дальше — и свободного кис­лорода не оказалось бы совсем.

Всмотревшись в береговую кромку, он приме­тил, что она населена множеством крохотных созданий, снующих туда-сюда, копошащихся в пенном прибрежном соре или сверлящих була­вочные норки в грязи. Он опустил руку и слегка поскрёб камень, на котором сидел. На камне проступало зеленоватое пятно — оно тут же отделилось и прилипло к ладони толстой плён­кой, склизкой на ощупь.

Значит, перед ним была первая жизнь, осме­лившаяся выбраться на сушу, — существа, не готовые, да и не способные оторваться от подола ласковой матери-воды, которая бессменно песто­вала жизнь с самого её начала.

Здесь происходило многое, что даст себя знать в грядущем, но происходило тайно, исподволь. Снующие козявки и осклизлый налёт на ска­лах — отважные в своём неразумии предвест­ники далёких дней — внушали почтение...»

В течение докембрия природа сделала ещё 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 (как мы помним, это 8 часов вечера) земные моря населяли разнооб­разные животные: медузы, плоские черви, губ­ки, полипы. Все они были мягкотелыми, лишён­ными скелета. Возникновение у животных ске­лета — раковин, панцирей и т. д. — обозначило начало новой геологической эры.






ЭРА ДРЕВНЕЙ ЖИЗНИ (ПАЛЕОЗОЙСКАЯ)
Палеозойская эра, начавшаяся 570 млн. лет назад, длилась 340 млн. лет. (То есть, по нашей шкале, с начала девятого вечера до поло­вины одиннадцатого.) Учёные делят её на шесть периодов.

Самый ранний из них — кембрий (он продол­жался 70 млн. лет). Как мы уже сказали, 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 ещё не было. Моря были густо заселены знаменитыми трилобитами — вымершими предками пауков, скорпионов и клещей.

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

В следующем периоде — силуре (30 млн. лет) на сушу выходят первые растения (псилофиты), покрывая берега зелёным 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 манёвренность.

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

Выбираются на сушу и позвоночные. Как и почему это происходит? Климат в девоне был













сухой, температура в течение года резко изменя­лась. Многие водоёмы 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 кистепёрых рыб. Помимо лёгочного дыхания они имели подвижные мускулистые плавники, похожие на лапы. С их помощью они ползали по дну. Чтобы не погибнуть в пересохшем водоёме, кистепёрые 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 лёгких для дыхания было недостаточно. Как ещё дышать, если жабры на суше не годятся? Только через кожу. Поэтому рыбья чешуя уступила место гладкой влажной коже.

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

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 поверить, 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) получился из скоплений множества спор, которые роняли в воду деревья того вре­мени.

Сжигая в печке каменный уголь, мы чувствуем тепло солнечных лучей, падавших на Землю без малого треть миллиарда лет назад. Под ними грелись наши далёкие предки — зем­новодные, царствовавшие в карбоне.

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 её 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 лёгких. Они «заковались обратно в панцирь» из чешуи или роговых щитков.

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 всё больше теснили рептилии, шедшие к своему господству на планете.





ЭРА СРЕДНЕЙ ЖИЗНИ (МЕЗОЗОЙСКАЯ)

Мезозойская эра наступила 230 млн. лет назад и длилась 163 млн. лет. (То есть с половины одиннадцатого вечера до половины двенадцатого по нашей шкале.) Она делится на 3 периода: триас (35 млн. лет), юру, или юрский период (58 млн. лет), и мел, или меловой период (70 млн. лет).

В морях ещё 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 зовут «чёртовыми 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 расцвёл первый цветок. К меловому периоду цветковые растения уже начали теснить хвойные и саговники.

Мезозой, особенно юру, можно назвать царст­вом рептилий (о гигантских рептилиях юры рас­сказано в статье «Динозавры»). Но ещё 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 на их фоне, терпеливо дожидаясь своего часа.

В юре у динозавров появились и другие теп­локровные соперники — первоптицы (археопте­риксы). Они имели ещё 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 лет) гигантов-динозавров. Теперь освободившееся место могли занять звери и птицы.











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

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