Туров Валентин Алексеевич: другие произведения.

Жизнь - как же она возникла?

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Литературные конкурсы на Litnet. Переходи и читай!
Конкурсы романов на Author.Today

Конкурс фантрассказа Блэк-Джек-21
Поиск утраченного смысла. Загадка Лукоморья
Peклaмa
 Ваша оценка:

  Жидкие кристаллы - одна из сущностей природы
  Наш мир - белковая жизнь - развивается на основе углерода, водорода, кислорода и азота, известные современной науке законы химии и физики имеют одинаковую силу для всех живых существ. Однако все больше появляется мнений и гипотез исследователей, ученых, что возможно существование и других форм жизни: энергетических, небелковых органических и других неорганических (в частности, кремниевой), пока что нам неизвестных. По другим формам жизни пока что идут только споры, а вот наша жизнь (речь поведём больше о не растительной жизни) - белковая - исследуется на протяжении всего существования человечества, вернее, с его обретения разума. И все же, как она возникла, единого мнения нет.
  История развития литосферы Земли подразделяется на геологические эры: катархейскую, архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую. Каждая эра делится на периоды и эпохи. Геологическим эрам, периодам и эпохам соответствуют определенные этапы развития жизни на Земле. Катархей, архей и протерозой объединяются в криптозой - "эпоху скрытой жизни". Ископаемые остатки криптозоя представлены отдельными фрагментами, не всегда поддающимися идентификации. Палеозой, мезозой и кайнозой объединяются в фанерозой - "эпоху явной жизни". Начало фанерозоя характеризуется появлением скелетообразующих животных, хорошо сохраняющихся в ископаемом состоянии: фораминифер, раковинных моллюсков, древних членистоногих/
  Согласно общепринятой теории живые организмы по способам питания принято делить на два типа: автотрофы и гетеротрофы. Первые из них подобно большинству растений и водорослей добывают себе пищу из неорганических соединений. Вторые используют для питания готовые органические соединения - это все животные, включая человека, микроорганизмы и некоторые растения. Логично поэтому предположить, что растения появились раньше животных. По некоторым данным, древнейшие из обнаруженных до сих пор следы растительности датируются силурийским периодом (менее 500 миллионов лет до н.э.), а окаменевшие останки моллюсков восходят к докембрию (более 600 миллионов лет до н.э.).
  Следует ли, полагаясь лишь на эмпирические данные, делать вывод о том, что более ста миллионов лет на Земле обитали животные, питавшиеся минералами? Или предпочтя эмпирическим данным логику, прийти к заключению: если не найдены следы растений старше первых моллюсков, значит, поиск был неадекватным или растения оставляют менее различимые следы, чем животные?
   Самое древнее многоклеточное существо, как считает гидробиолог В.В. Кошевой, это, предположительно, колония микроорганизмов - датируется примерно более 3,5 миллиардов лет. А, по данным доктора биологических наук Б. Медникова, древнейшая из водорослей - сине-зеленая - имеет возраст около 2 миллиардов лет. По данным же Б. Медникова, древнейшие из грибов - исуаасферы обнаружены в отложениях 3,8 миллиарда лет до н.э.
  По мнению большей части ученого мира, даже обнаружение органических веществ в метеоритах и кометах (комета Галлея), не дает оснований для признания, что первичная жизнь могла быть привнесена на планету из космоса.
  Некоторые исследователи считают, что жизнь на планете не могла возникнуть случайно. Обнаруженные в 70-годах ХХ столетия на Кольском полуострове и в Германии следы микроорганизмов показывают, что жизнь на планете Земля возникла через 300 миллионов лет после образования планеты. Это были не простейшие клетки, а уже сформированные микроорганизмы. А значит, простейшие (коацерваты) и образовавшиеся из них клетки, появились еще раньше. Планета не успела остыть, а уже обзавелась жизнью. Правда, эта жизнь была не белковая и не основана на кислороде и, возможно даже, не на углеводородах, но все же это были живые организмы. Значит, жизнь планете необходима, без нее она не может нормально развиваться. Так может сама планета ее организует?
  Как возникла жизнь на Земле - вопрос вопросов, требующий не всегда общепринятого решения, сколько направлений в современной науке, столько и мнений. Мы, люди, как считаем себя, разумные представители этой самой жизни, к нашему великому сожалению, легкомысленно относимся к своему опыту существования, изложенному в том, что досталось нам от наших далеких предков - сказкам, мифам и преданиям. Ведь только в них сквозь толщу веков доведены до нас незамутненные временем сокровенные знания и наша задача - научиться их расшифровывать.
   Согласно эволюционным мифологическим представлениям, современный мир возник в результате постепенного развития из некоего бесформенного первобытного состояния - хаоса, мрака. Для мифологий большинства народов характерен мотив происхождения мира из первозданных вод, которые нередко отождествлялись с хаосом. Во многих мифах исходным материалом для создания Вселенной служат пена и ил, плавающие в первозданном океане.
  В 1920 году румынский исследователь Г. Коанда сделал открытие, названное эффектом Коанды. Согласно этому эффекту, жидкости "взбираются" на любую поверхность, словно живые субстанции, цепляясь за неровности. Свой метод Коанда разработал, изучая кристаллы воды у снежинок. Его поразило, что каждая снежинка имеет свой рисунок и обладает собственной неведомой силой в микропространстве, вызывая неодинаковые возмущения в окружающей среде.
  Столкнувшись с явлением "жидкости-усилителя" (как называют процесс превращения воды в снег), Коанда обнаружил в центрах кристаллизации снежинок беспрерывное движение. В тоненьких трубочках, в которых вода не замерзала, устанавливалась такая же циркуляция, как в организме животных или в стебле растений. То есть действовали те же закономерности, что при крови или растительных соков. Это, по его мнению, давало основание говорить древним нашим предкам о животворной воде в противовес застойной и мертвой. Коанда, изучая жизненные соки снежинок, убедился, что это важнейшее свойство исчезает при нарушении структуры воды. Сила жизненного свойства снежинок увеличивается с длительностью жизни самих снежинок. Отсюда и пришедшее к нам из далекой древности представление о силе талой воды.
  Энергия воды
  Продолжатель дела Коанды, естествоиспытатель из исследовательской лаборатории в Коннектикуте (США) П. Фланаган сделал вывод, что все аномальности природы связаны с воздействием подземных ключей. Он определил аномальные зоны, как участки с огромной концентрацией энергии, где хорошо чувствуется влияние кипящих водоворотов на физическое состояние живых организмов, и, первую очередь, на человека, как основного исследователя этих аномалий. Эти кипящие водовороты вызывают, по мнению П. Флагана, выход из земли излучений с электрическими и электромагнитными свойствами, а также и другими, до конца не установленными другими свойствами, называемыми пока что парамагнитными и тонкими полями. Если быть до конца уверенным в этой теории П. Флагана, а это, по нашему мнению, все больше утверждается в истине, то можно сделать вывод, что аномальные явления в, да простите нас за тавтологию, аномальных зонах вызваны мощнейшими генераторами всех излучений, коими являются крупнейшие кристаллы или огромные запасы "животворной" воды, залегающие под этими зонами. Генераторами могут быть также и ключи, бьющие из-под земли.
   Фланаган исследовал 36 изотопов воды, совершенно непохожих. По его выводу, атмосферный воздух - это тоже разновидность воды, только разреженной. Подтверждением этого утверждения является обнаружение исследовательским самолетом в высоких перистых облаках микроскопических обитателей, подобных морским (планктону). Исследованные Фланаганом изотопы ведут себя по-разному: один изотоп почему-то образует воздушный шар; другой - каплю; третий - сосульку, четвертый - снежинку и т.д. И Фланаган делает вывод, который трудно оспорить в современном знании свойств воды, что секрет "несхожести" - чисто энергетический. "Жидкая вода даже при кипении сохраняет микроайсберги кристаллов с четкой структурой, остальная вода автоматически создает кристаллы при замерзании, пока не превратится в структурированный лед", - рассуждает Фланаган. - "Значит упорядочность несет больше информации. И, тем не менее, хаос преобладает". А значит, если продолжить мысль Фланагана, живые организмы - растения и животные - так регулируют структуру воды (жидкости: крови и соков), что она становится преимущественно кристаллической, октагональной. Отсюда получило развитие в технике применение жидких кристаллов. Однако применяемы в технике жидкие кристаллы требуют управляющих электрических сигналов. В природе подобная самоорганизация молекул - большая редкость. В живых организмах заряды поддерживаются стабильно благодаря таким материалам, как желатин, альбумин, коллаген. По предложению Фланагана синтезировали искусственные материалы класса детергентов. Эти поверхностные вещества обладают дипольность: один полюс притягивает воду (гидрофильный), другой - ее отталкивает (гидрофобный). Измерив, поверхностное натяжение воды по классификации Стайнера, Фланаган определил, что обычная вода обладает поверхностным натяжением в 75 дин на сантиметр, а подземная - не менее 68 дин, только отрицательно заряженным. Самое интересное открытие Фланагана: частички минералов в воде присутствовали не в форме ионов, а в форме коллоидов; это означает, что соли находятся не в растворенном, а во взвешенном состоянии и, благодаря отрицательным зарядам, толкают друг друга "в спину".
  "Коллоидная структура потрясла меня, и я понял, что минеральные частицы со стабильными зарядами делают подземную воду животворящей", - признается Фланаган. Он обнаружил в подземной воде присутствие жирных органических кислот, которые обволакивали частички минералов. Не здесь ли прародина жизни? В таких структурах и возникают высокоорганизованные материи! Энергия, а точнее, заряды в частичках тоже были необычного происхождения - индуцировались водоворотами оттаявших льдов.
  Фланаган обратил внимание на то, что каждый водоворот имеет собственную частоту колебаний - своего рода химический акт. Да и размеры частичек были строго определенными, как будто их отшлифовали в лаборатории. При внимательном изучении искусственного лабораторного водоворота, Фланаган обнаружил, что все частички приобрели коллективную самоорганизацию. Они превратились в эллипсоиды, подчинявшиеся строгой математической логике с размерностью 1:2. Во вращающихся потоках воды Фланаган нашел определенную зависимость от космических сил, ту власть, которой подчинены живые организмы, когда закрученные потоки создают формы жизни в природе. Фланаган замечает, что они являются матрицей для Вселенной. Подобного же мнения придерживался известный астроном Т. Сей - автор девятитомного трактата о волновой теории и гравитации. Он считал, что внутренняя физическая сущность тяготеет по форме к правильной гиперболе, повторяющей кривизну закрученного водяного потока. Фундаментальная кривая, выделенная Т. Сеем, для объяснения природных феноменов, в частности распределения температур внутри Солнца, показывает связь между объемами поверхности и структурированными космическими силами. Один из лучших учеников З. Фрейда - В. Райх, не порывавший с теорией психоанализа, тем не менее, обосновал суть жизненной энергии - "оргона" - в согласии с открытием Штейнера, что миром правят спиральные волны, или "волчки". А это совсем уже близко к непризнанной официальной наукой теории торсионных полей.
  Космические силы, словно на ниточке, держат потоки, инициируя управляющие их поведением сигналы. Эксперименты Фланагана подтверждают, что энергия пространства впитывается закрученными потоками. Не менее важно то, что с прекращением движения энергия воды не убывает, а стремится вырваться наружу при первой возможности. Когда скорость вращения потока растет, диаметр воронки сужается. В идеальных водоворотах этот диаметр равен почти нулю, а скорость его фактически беспредельна. А поскольку скорость, по мнению ряда ученых, не может быть бесконечной, то молекулы воды превращаются в пар, заряжаются дополнительной энергией. Это и есть ключ к пониманию таинственной зарядки воды - так называемой штейнеровской воды, обладающей исключительной активностью. Обменные функции - передатчика, накопителя энергии - выполняют водородные комплексы, или гирлянды.
  Фланаган задался целью определить, сколько энергии из космоса отнимает водоворот с диаметром четыре дюйма. Взять водоворот с большим диаметром он побоялся - могла разрушиться лаборатория. Настроив оборудование, ввел в центр потока специальный электрод, подключил второй. Поток вращался со скоростью чуть более тысячи оборотов в минуту, а заряд, испускаемый бурлящей водой, превышал 10 000 вольт. Фланаган новую группу коллоидов, обнаруженных в материнском молоке и в мякоти черешни. Всплески энергии сотрясают стены. Поверхностное натяжение воды уменьшено до 26 дин на сантиметр, или в полтора раза по сравнению с подземной. Такую энергетическую мощь имеет только этиловый спирт, а здесь речь идет о воде?
  "Это - живая вода. Слишком даже живая! Но она (в отличие от спирта) не опьяняет человека, а дает огромный прилив сил", - замечает исследователь. Под воздействием такой воды оказалось, - миллиарды клеток, питающих и поддерживающих жизнь человека, не стареют прежними темпами. Кровяные клетки, что особенно важно при сердечнососудистых заболеваниях, не сморщиваются, не коагулируют. Трофические язвы, вызывающие потери крови, заживают, словно по волшебству. Генетические дефекты плазмы крови типа серповидности эритроцитов, тоже пропадают бесследно. Бетон, замешанный на воде Фланагана, выдерживает нагрузку 4 000 кг на квадратный дюйм, или в сотни раз больше, чем полученный с применением обычной воды. Он легче по весу, не подвержен коррозии.
  
  Первые признаки жизни родом из Хаоса
  Сама Земля в космосе движется подобно закрученному потоку воды. Она кружится вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду. В тоже время Земля движется в глубины Космоса, в составе Галактики, со скоростью 20 километров в секунду. Это сложение двух движений образует спиралевидную траекторию, что и показал на своей модели Д. Пиккарди в Брюсселе в 1958 году. Расчет показывает, что скорость движения Земли по спиралевидной траектории максимальна в марте и минимальна в сентябре. Что и сказывается на начале радикальных изменений в растительном и животном мире. Например, примерно в этот срок созревают панты у оленей и других животных, которые потом сбрасываются. Порядок накопления космических зарядов изложил нобелевский лауреат И. Пригожин, автор монографии "Порядок из хаоса". "Хаотические силы в открытых системах, в конце концов, самоорганизуются, приобретают четкую направленность и структуру. На помощь беспорядку приходят жидкие кристаллы - одна из сущностей природы". Теория Пригожина утверждает существование в природе внутреннего механизма, ведущего к его усложнению без какого-либо гипотетического вмешательства извне.
  Энергия хаоса передается жидкими кристаллами и впитывается ими - она может созидать, но и может разрушать, что и видно на примере большинства аномальных зон. Важно научиться ею разумно управлять. Люди всегда верили в силу живой воды. И, как оказывается, не напрасно. Догадку Фланагана относительно зарождения жизни на Земле посредством взаимодействия воды и кристаллов следует признать гениальной. В СМИ (в частности, газета "Незримая сила" Љ9, 2003) было сообщение, что еще в 1837 году был проведен опыт (только кем?), когда к помещенному в воду кристаллу подвели слабый ток, то через шесть недель на нем появилось некое подобие гравировки, изображающей жучка. Еще через две недели изображение стало объемным, по прошествии еще нескольких недель жучок начал двигаться? Конечно, в такое верить сложно, но что-то, наверное, было.
  Возможно, что поверхности естественно встречающихся материалов класса детергент (типа желатин, альбумин, коллаген), играли роль шаблонов, с помощью которых была возможна организация расположения в пространстве и даже воспроизведение (репликация) сложных молекул. В начале 1980-х годов в Институте биохимии имени А.Н. Баха АН СССР был проведен эксперимент, в котором имитировались условия синтеза в тучах газов, клубящихся над жерлом вулкана. Анализ показал, что даже из простых газов, которые использовались в опыте, синтезируется около 15 различных аминокислот, причем катализирующую роль играли пылинки. Сотрудники института сделали предположение, что таким образом могли возникнуть первые "молекулы жизни", и газовым облаком они были развеяны на поверхности Земли. Таким образом, можно сделать вывод, что жизнь на Земле (в лице первых молекул) возникла почти одновременно с появлением планеты.
  В 1920-х годах русский биохимик А. Опарин предложил и разработал идею, согласно которой жизнь возникла в теплой водной среде на поверхности ранней Земли, окруженной атмосферой, состоявшей главным образом из метана - природного газа. Как считал Опарин, первые моря были богаты простыми органическими молекулами, которые реагировали друг с другом, образуя более сложные молекулы, что, в конце концов, привело к возникновению белков и жизни.
  Почти через тридцать лет после опубликования Опариным своей идеи, С. Миллер и нобелевский лауреат Х. Юри показали, что аминокислоты - строительные блоки необходимых для жизни белков - могли образоваться в условиях, которые, как полагают, преобладали на ранних этапах развития Земли. Миллер пропустил электрические разряды (имитации молний) сквозь смесь метана, водорода, аммиака и водяного пара. Проанализировав смесь после эксперимента, Миллер обнаружил в ней аминокислоты. Однако аминокислоты не могут воспроизводить себя, т.е. не являются живыми (в современном научном понятии).
  Некоторые ученые предполагают, что по причине высокого атмосферного давления на ранних этапах истории Земли температура морей и океанов превышала температуру кипения воды при современном атмосферном давлении, и это не позволяло зародиться жизни. Однако последние исследования, в ходе которых были обнаружены бактерии и микроорганизмы в жерлах "черных курильщиков" (кратеры подводных вулканов), где температура превышает температуру 100 градусов Цельсия, опровергают эти утверждения. Жизнь зарождалась в виде архибактерий, которые не подчинялись современным законам, и, только дальнейшее развитие событий в развитии Земли вывело на первый план современную органическую жизнь.
  Десятки, а то и сотни миллионов лет крутилась Земля в полной темноте, окутанная плотной газовой пеленой, пока ее атмосфера не стала постепенно очищаться. Первые лучи Солнца осветили пустую и на первый взгляд безжизненную поверхность планеты. Но это было не так, поверхность Земли была покрыта протобактериями. Прошли еще многие миллионы лет, пока содержащиеся в атмосфере пары не стали конденсироваться и превращаться в воду. И лишь когда наполнился первичный океан, появилась возможность созданию белковой органической жизни. Американский химик П. Францблау установил, что ускорению процессов развития жизни на Земле способствовали мощнейшие и частые грозы, которые бушевали на первобытной планете. Исследования Францблау показали, что молнии способствуют связыванию атмосферного азота и транспортировке его в почву. А именно азот является необходимой частью для возникновения рибонуклеиновых кислот (РНК) - важнейших составляющих кирпичиков всего живого в этом органическом белковом мире. До сих пор ученые полагали, что основную роль в этом процессе играют клубневые бактерии, которые также, несомненно, внесли свой вклад в развитие органической белковой жизни. По выводам Францблау следует, что в нынешнее время ежегодно молнии переплавляют в почву около миллиарда тонн азота. Эта цифра в 100 раз больше той, которую называли теоретики. Сколько же атмосферного азота было переплавлено в почву первобытной Земли? [Для справки: подсчитано, что мощность средней линейной (то есть обычной, не шаровой) молнии - 200 тысяч ампер, а степень разогрева канала достигает 30 миллионов градусов - это выше температуры на поверхности Солнца].
  "Предварительные реакции, необходимые для живой материи, происходили, по-видимому, в хорошем темпе, - полагает американский исследователь С. Миллер. - Всего 10 миллионов лет понадобилось природе, чтобы пройти путь от первого подобия одноклеточных до появления первых цианобактерий.
  В течение длительного промежутка времени химические реакции между все более сложными молекулами, проходящие под непрерывным воздействием космических (в том числе и солнечного) излучений, в конце концов, привели к образованию соединений и структур, способных репродуктировать самих себя. Так появились первые признаки жизни.
   Предшественники современных организмов (архебионты) характеризовались наличием основных компонентов клетки: плазмалеммы, цитоплазмы и генетического аппарата. Существовали системы обмена веществ (электрон-транспортные цепи) и системы воспроизведения, передачи и реализации наследственной информации (репликация нуклеиновых кислот и биосинтез белка на основании генетического кода).
  Дальнейшее развитие органического мира включает эволюцию отдельных групп организмов в составе экосистем. Экосистема должна включать не менее трех компонентов: продуцентов, консументов и редуцентов. Таким образом, на ранних этапах развития органического мира должны были сформироваться основные способы питания: фотоавтотрофный (голофитный), гетеротрофный голозойный и гетеротрофный сапротрофный. Фотоавтотрофный (голофитный) тип питания включает поглощение неорганических веществ поверхностью тела и последующий хемосинтез или фотосинтез. При гетеротрофном сапротрофном типе питания происходит поглощение растворенных органических веществ всей поверхностью тела, а при гетеротрофном голозойном типе питания - захват крупных пищевых частиц и их переваривание.
  Организмы, которые появились первыми, современная наука называет прокариотами. Это одноклеточные существа, отличающиеся относительной простотой строения и функций. К ним относятся бактерии, археи и сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Бактерии наряду с археями были одними из первых живых организмов на Земле, появившись около 3,9-3,5 млрд. лет назад. Эволюционные взаимоотношения между этими группами ещё до конца не изучены, есть как минимум три основные гипотезы: Н. Пэйс предполагает наличие у них общего предка протобактерии, Заварзин считает архей тупиковой ветвью эволюции эубактерий, освоившей экстремальные местообитания; наконец, по третьей гипотезе археи - первые живые организмы, от которых произошли бактерии.О простоте их организации свидетельствует, например, имевшийся у них небольшой объем наследственной информации. Для сравнения: длина ДНК современной бактерии, кишечной палочки, составляет 4•106 пар нуклеотидов. Не больше ДНК было, по-видимому, и у древних прокариот. Названные организмы господствовали на Земле более 2 млрд. лет. С их эволюцией связано появление, во-первых, механизма фотосинтеза и, во-вторых, организмов эукариотического типа.
   Фотосинтез открыл доступ к практически неисчерпаемой кладовой солнечной энергии, которая с помощью этого механизма накапливается в органических веществах и затем используется в процессах жизнедеятельности. Широкое распространение фотосинтезирующих автотрофных организмов, прежде всего зеленых растений, привело к образованию и накоплению в атмосфере Земли кислорода. Это создало предпосылки для возникновения в эволюции механизма дыхания, который отличается от бескислородных (анаэробных) механизмов энергообеспечения жизненных процессов гораздо большей эффективностью (примерно в 18 раз).
  Одними из древнейших бактерий являются цианобактерии. В породах, образованных 3,5 млрд. лет назад, обнаружены продукты их жизнедеятельности - строматолиты, бесспорные свидетельства существования цианобактерий относятся ко времени 2,2-2,0 млрд. лет назад. Благодаря ним в атмосфере начал накапливаться кислород, который 2 млрд. лет назад достиг концентраций, достаточных для начала аэробного дыхания. К этому времени относятся образования, свойственные облигатно аэробной Metallogenium.
  Появление кислорода в атмосфере (кислородная катастрофа) нанесло серьёзный удар по анаэробным бактериям. Они либо вымирают, либо уходят в локально сохранившиеся бескислородные зоны. Общее видовое разнообразие бактерий в это время сокращается.
  В условиях избытка готовых органических веществ гетеротрофный (сапротрофный) способ питания является первичным. Большая часть архебионтов специализировалась именно на гетеротрофном сапротрофном питании. У них формируются сложные ферментные системы. Это привело к увеличению объема генетической информации, появлению ядерной оболочки, разнообразных внутриклеточных мембран и органоидов движения. У части гетеротрофов происходит переход от сапротрофного питания к голозойному. В дальнейшем появляются белки-гистоны, что сделало возможным появление настоящих хромосом и совершенных способов деления клетки: митоза и мейоза. Таким образом, происходит переход от прокариотического типа организации клеток к эукариотическому.
   Эукариоты возникли в результате симбиогенеза из бактериальных клеток намного позже: около 1,9-1,3 млрд. лет назад. Для эволюции бактерий характерен ярко выраженный физиолого-биохимический уклон: при относительной бедности жизненных форм и примитивном строении, они освоили практически все известные сейчас биохимические процессы. Прокариотная биосфера имела уже все существующие сейчас пути трансформации вещества. Эукариоты, внедрившись в неё, изменили лишь количественные аспекты их функционирования, но не качественные, на многих этапах циклов элементов бактерии по-прежнему сохраняют монопольное положение. Отличаясь от прокариот более сложной организацией, эукариоты используют в своей жизнедеятельности больший объем наследственной информации. Так, общая длина молекул ДНК в ядре клетки млекопитающего составляет примерно 2-5•109 пар нуклеотидов, т.е. в 1000 раз превосходит длину молекулы ДНК бактерии. Первые животные были представлены Одноклеточными организмами. Многие из них занимали промежуточное положение между животными, водорослями и грибами. Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам.
  Другая часть архебионтов специализировалась на автотрофном питании. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. На основе ферментно-транспортных систем хемосинтеза возникает фотосинтез - совокупность обменных процессов, основанных на поглощении световой энергии с помощью разнообразных фотосинтетических пигментов (бактериохлорофилла, хлорофиллов a, b, c, d и других). Избыток углеводов, образующихся при фиксации СО2, позволил синтезировать разнообразные полисахариды.
  
  
  Начало гонки развития жизни
  Первыми достоверно известными науке жителями нашей планеты можно считать цианобактерии (3,5 миллиарда лет назад). Цианобактерии дышали углекислым газом и азотом (кислорода тогда практически не было). Эти бактерии в качестве продукта выделяли кислород - яд для всех архибактерий, покрывавших сплошным ковром поверхность Земли. Примерно 2 миллиарда лет назад цианобактерии выбились в лидеры развития, в результате соседи по планете быстро вымерли. Эта первая экологическая катастрофа положила конец всем не белковым формам жизни. Опустевшая ниша в экологии земного пространства в течение многих миллионов лет была заполнена мутантами. Постепенно возникла принципиально новая форма жизни - клетка с ядром, так была запущена гонка развития новой жизни на Земле.
  В этой гонке развития преимущество получили белковые комочки - коацерваты в виде двух жидких слоев или капель (коацервация возникла в результате частичной дегидратации дисперсной фазы коллоида, являясь начальной стадией коагуляции. Сущность явления коацервации заключается в отмешивании из однородного коллоидного раствора слоя или капель, связанном с переходом от полного смешивания к ограниченной растворимости). Это сгустки подобно водным растворам желатина, образуются в концентрированных растворах белков и нуклеиновых кислот. Коацерваты способны адсорбировать различные вещества. Из раствора в них поступают химические соединения, которые преобразуются в результате реакций, проходящих в коацерватных каплях, и выделяются в окружающую среду. Коацерваты стали праорганизмами (протоорганизмами) белковой жизни.
  Коацерваты активнее отзывались на изменение окружающей среды и совершенствовались быстрее, причем, чем дальше, тем с большим ускорением, превращаясь в клетки, а затем в простейшие существа. Для белковой формы жизни в воде время текло быстрее. ".... 400 миллионов лет понадобилось эволюции, чтобы усовершенствовать первый микроорганизм, говорит американский ученый Т. Сеч. - Эволюция простейших форм жизни шла, видимо, очень быстро...". В 1982 году Т. Сечу удалось выяснить, что рибонуклеиновые кислоты (РНК) в биохимических процессах играют двоякую роль. Иногда части этой молекулы могут использоваться и как энзимы-катализаторы. Значит и синтез должен начинаться с РНК или, по крайней мере, с той его каталической части, которая сейчас называется "рибозим". Мнение Сеча подтверждает и С. Алтман, отыскавший один из рибозимов в кишечных бактериях. С. Миллер, пропустив через смесь аммиака, водяного пара и водорода электрические заряды, получил первые аминокислоты и другие органические соединения, являющиеся исходным материалом для создания белков. Из них возникли пурины и их химические родственники - пирамидины. Затем появились 4 основных элемента, из которых состоит РНК. Ну а как появились первые РНК-цепочки, они тут же начали себя тиражировать, используя помощь катализаторов-рибозимов.
  Исследования простых автокаталических систем показали, что возникновение жизни возможно в любых средах. Автокатализатор - это химическое соединение, которое ускоряет образование самого себя из другого вещества, то есть "поглощая более слабых". Этот процесс ускоряется в воде. Автокатализаторы сталкиваясь друг с другом и другими веществами, расщепляют их, включая освободившиеся молекулы в свой состав, конкурируют между собой за захват "строительного материала", да и "друг другом тоже не брезговали". Идет естественный отбор, где побеждает сильнейший, и лучше "сконструированный". Этот отбор и есть основа эволюции всего живого. В ходе этого естественного отбора, целью которого всегда был захват других и не дать возможности поглотить себя, происходили постепенные усложнения "автокаталических" систем, увеличивалось количество разных атомов в молекулах, количество связей между молекулами, вплоть до образования аминокислот, нуклеотидов и органических молекул, - они являются основой всей белковой жизни. Когда же строение этих систем становилось достаточно сложным, под воздействием окружающих факторов происходили целенаправленные изменения - аналогичные современным мутациям. Вместо рыхлой бесформенной массы, однородной по всему объему, появились рудименты органов - наружная защитная оболочка, отростки - щупальца для захвата "добычи", уплотнение в центре, куда стекалась "добыча" для ее дальнейшей переработки, - прообраз будущего ядра. Этой цели в качестве источников химических реагентов служили геохимические циклы, а также разнообразные физико-химические процессы, вызывающие изменения "автокатализаторных" систем. В результате цепной реакции мутаций, эти системы приобрели два важнейших свойства - избавляться от ненужных для своей структуры элементов в захваченных веществах, выбрасывая их наружу; пи отсекать от себя лишнее количество собственной массы, когда она превышает объем, оптимальный для внутренних процессов. Причем отделившаяся часть сохраняет все "материнские" свойства - совершенствуется, чтобы побеждать в обоюдной борьбе за существование. Таким же образом, появившиеся позднее микроорганизмы научились размножаться делением. Да и во всем живом мире этот принцип положен в основу развития, правда, в различных все более усложняющихся видах. В ходе этого естественного отбора побеждал тот, кто быстрее совершенствовался. При этом важным фактором являлось не только усложнение структуры, но и образование органов "специального" назначения - щупальцев, оболочки, ядра, а также организация внутренних процессов - переработка захваченной добычи, усвоение из нее нужных веществ и выброс лишнего, и, самое главное, что очень важно, развитие способов увеличения своей популяции.
  Вероятно, на ранних стадиях эволюции органического мира Земли был широко распространен обмен генами между совершенно разными организмами (перенос генов путем трансдукции, межвидовой гибридизации и внутриклеточного симбиоза). В ходе синтезогенеза свойства гетеротрофных и фотоавтотрофных организмов объединились в одной клетке. Это привело к формированию различных отделов водорослей - первых настоящих растений.
  
  
  Нарастание эволюции беспозвоночной жизни
   Первоначально эукариоты имели одноклеточное строение. Доисторические одноклеточные эукариоты послужили основой для возникновения в процессе эволюции организмов, имеющих многоклеточное строение тела. Они появились на Земле около 600 млн. лет назад и дали широкое разнообразие живых существ, расселившихся в трех основных средах: водной, воздушной, наземной. Полезно заметить, что многоклеточность возникла в эволюции в период, когда атмосфера планеты, обогатившись кислородом (О2), приобрела устойчивый окислительный характер.
  На какой-то ранней стадии процесса развития жизни появились мембраны - тонкие перепонка или оболочки, состоящие из органических молекул. Вновь созданные "органы" позволяли некоторым из органических молекул концентрироваться и накапливаться в ячейках среды, слегка отличающихся от частей ее, находящихся по другую сторону мембранной оболочки, т.е. возникли первые клетки, не имеющие ни ядра, ни других важных внутриклеточных структур, свойственных более развитым формам жизни. Их называют прокариотами.
  В протерозое произошел момент, когда прокариотная клетка проглотила другую, как полагают, пытаясь "съесть ее". Наверное, такое уже было не однажды, только ранее поглощенная клетка погибала. Но поглощенная клетка не поддалась и продолжала жить внутри поглотившей ее в счастливом симбиозе, постепенно меняясь и приспосабливаясь к такому существованию. Тем самым произошло возникновение эукариотовых клеток, или эукариотов. Примером такой внутриклеточной клетки является хлоропласт. Клетки, имеющие внутреннюю структуру, впервые появились, как считают некоторые ученые, около 1,4 миллиарда лет назад.
  В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Существует две основные теории происхождения многоклеточных животных. Согласно теории гастреи (Э. Геккель), исходным способом формирования двуслойного зародыша является инвагинация (впячивание стенки бластулы). Согласно теории фагоцителлы (И. И. Мечников), исходным способом формирования двуслойного зародыша является иммиграция (перемещение отдельных бластомеров в полость бластулы). Возможно, эти две теории взаимно дополняют друг друга.
  В самом конце протерозоя в океанах под воздействием геохимических процессов и автокатализаторов происходит слияние эукариотовых клеток и появляется ряд мягкотелых животных. Эта группа организмов в научном мире получила название Эдиакаранская (в некоторых источника Эдиакарская) фауна - по названию местности Эдиакара в Австралии, где были найдены первые ископаемые останки. Первоначально эту фауну сочли кембрийской, однако в 1959 г. М. Глесснер правильно датировал ее концом докембрия - вендом (620-600 млн. лет назад); таким образом, период достоверного существования на Земле многоклеточных животных удлинился почти на 100 млн. лет. В дальнейшем Эдиакаранскую фауну нашли еще в нескольких районах мира (Намибия, Ньюфаундленд); более того, выяснилось, что этих существ находили и ранее (например, на Украине в 1916 г.), однако принимали за неорганические остатки. Самое же богатое и наиболее информативное в плане палеоэкологии местонахождение (многие тысячи особей, относящихся к нескольким десяткам видов) известно в России, на Белом море.
  В общепринятом понимании Эдиакаранская фауна включает предшественников некоторых кембрийских и даже современных животных. В то время как все многочисленные группы многоклеточных, появившиеся в начале кембрия (540 млн. лет назад), были представлены мелкими организмами (миллиметры или первые сантиметры), Эдиакаранская фауна состояла из крупных или очень крупных беспозвоночных, размером до полутора метров. Среди них были как радиальносимметричные формы, называемые "медузоидами", так и билатеральносимметричные; одни из них (петалонамы) внешне напоминают современные кораллы морские перья (Pennatularia), другие (диктсония и сприггина) - кольчатых червей и членистоногих. Ископаемые останки свидетельствуют, что животные - представители Эдиакаранской фауны были в основном очень плоскими, сплющенными существами с множеством ячеек (их даже называли "стеганными"), которые лежали повсюду на морском дне, словно миниатюрные коврики. Некоторые палеонтологи предположили, что они представляли собой совершенно обособленное царство животных, отличающихся от всех известных нам сегодня, и поэтому их считают тупиковой ветвью эволюции.
  Самая ранняя группа кембрийского периода получила название Томмотианской фауны - по названию местности в России (Урал). Представителями этой фауны были "мелкие раковистые ископаемые", преобразованные из представителей Эдиакаранской фауны под действием изменяющихся потоков воды в первобытных морях и океанах, а также космических сил, - той власти, которой подчинены живые организмы, когда закрученные потоки создают формы жизни в природе. Внешний вид их был очень разнообразен: крошечные конусы, круглые уплощенные шляпки, маленькие свернутые кольцом или спиралью раковинки и многие другие. В настоящее время ведется много споров по проблеме этой фауны. Некоторые ученые считают их мелкими частями более крупных организмов, другие - большими частями мелких организмов. И почему-то не пытаются признать их за самостоятельные существа?
  Вскоре после начала кембрия появляется большинство главных групп беспозвоночных животных. Сюда входят такие животные, как губки и характерные для кембрия ископаемые животные трилобиты.
  В начале палеозоя континенты все еще оставались безжизненными. За исключением водорослей, которые к тому времени уже колонизировали сушу и, вероятно, придали влажным районам зеленоватый оттенок, в целом праконтиненты были скорее такими же голыми, как поверхность Луны. Микроскопические ископаемые, извлеченные из скважины (Оман) и проанализированные Ч. Веллманом из университета Шеффилда, показали, что первые наземные растения походили на современных печеночников. Он обнаружил споры, принесенные древнейшими растениями и фрагменты растений, давших эти споры. Фрагменты показали, что семена дали именно наземные растения. Образцы древней флоры были найдены в слое грунта, относящемся к Ордовикскому периоду (443-489 миллионов лет до н.э.).
  Толчком к появлению разнообразных форм жизни, так называемому "кембрийскому взрыву", послужило очередное оледенение. Геологи и палеонтологи пытались открыть причины массовых вымираний, предшествующих взрывному появлению новых форм жизни. Как правило, им не удавалось найти однозначные ответы, но они обнаружили целый ряд повторяющихся моментов. Эти моменты включают изменения климата, перемещения континентов, эволюцию хищников и изменение уровня моря. Вымирание касалось только тех видов, которые обитали в теплой среде. В случае трилобитов климат сыграл основную роль. Вымирание было катастрофическим для видов, обитавших в самых теплых водах. Более того, предками большинства быстро развивающихся после каждого вымирания видов были трилобиты, жившие в более глубоких и холодных водах вдоль окраин континентов. Виды, обитавшие в холодной воде, оказывались способными выдержать изменение; те же, которые приспосабливались к более теплой воде, вымерли.
  По мере того как в течение палеозоя процессы тектоники плит строили и перестраивали континенты на земной поверхности, достигнув в своей кульминации в сборке Пангеи, продолжалась быстрая эволюция форм жизни - почти, несомненно, под влиянием изменений взаимного расположения суши и моря. Повторяющиеся вымирания и радиация (распространение во все стороны) трилобитов имеют параллели в ископаемой летописи многих других групп организмов палеозоя, да и в более поздние периоды.
  Кишечнополостные - представители наиболее примитивных (двуслойных) многоклеточных: их тело состоит всего из двух слоев клеток: эктодермы и энтодермы. Уровень дифференцировки тканей очень низкий.
  У низших червей (плоские и круглые черви) появляется третий зародышевый листок - мезодерма. Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.
  Затем эволюционное древо животных разветвляется на первичноротых и вторичноротых. Среди первичноротых у кольчатых червей образуется вторичная полость тела (целом). Это крупный ароморфоз, благодаря которому становится возможным разделение тела на отделы.
  Кольчатые черви имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную (равнозначную) сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У членистоногих появляется гетерономная (неравнозначная) сегментация туловища. У них имеется хитиновый экзоскелет, который способствует появлению дифференцированных пучков мышц. Перечисленные особенности членистоногих являются ароморфозами.
  Наиболее примитивные членистоногие - трилобитообразные - господствовали в палеозойских морях. Современные жабродышащие первично-водные членистоногие представлены ракообразными. Однако в начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу паукообразных и насекомых.
  
  
  От хордовых к позвоночным и далее
  Древние морские животные (похожи на кольчатых червей) около 500 млн. лет назад дали начало хордовым. Происхождение хорды до сих пор точно не установлено. Известно, что тяжи вакуолизированных клеток имеются у низших беспозвоночных. Например, у ресничного червя Coelogynopora ветвь кишечника, располагающаяся над нервными ганглиями в переднем конце тела, состоит из вакуолизированных клеток, так что внутри тела возникает эластичный стержень, помогающий вбуравливаться в песчаный грунт. У североамериканского ресничного червя Nematoplana nigrocapitula в добавление к описанной передней кишке вся спинная сторона кишечника преобразована в жгут, состоящий из вакуолизированных клеток. Этот орган назвали кишечной хордой (chorda intestinalis). Возможно, что прямо из вакуолизированных клеток спинной стороны кишки и возникла спинная хорда (chorda dorsalis).
  От хордовых пошло 2 ветви. Одна ветвь привела к жизни на песчаном дне моря, роющему образу жизни и сохранилась до наших дней (ланцетник). Вторая ветвь привела к хищничеству и активному образу жизни. Активность способствовала усовершенствованию внутреннего скелета животных этой группы. Хорда вначале превратилась в хрящевой, а затем и костный позвоночник. Так появились на Земле первые позвоночные. Как шло развитие позвоночных сравнительно легко восстановить, т.к. сохранилось много ископаемых остатков.
  От примитивных хордовых животных в силуре происходят первые позвоночные (бесчелюстные). У позвоночных формируется осевой и висцеральный скелет, в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом. Низшие челюстноротые позвоночные представлены разнообразными рыбами. Фрагментарные окаменелости, которые считаются частями первых позвоночных существ - рыб, найдены в осадках, относящихся к концу кембрийского периода.
  Вероятнее всего, 1-ые рыбы произошли от маленьких мягкотелых хордовых организмов, имевших хорду и жабры и живших за счет фильтрации частиц из морской воды. Они и составили первый отряд рыб - безголовых.
   Кроме безголовых в классе рыб различают отряды: круглоротых, широкоротых, ганоидных и костистых, которые все отличаются между собой по степени совершенства организации. В каком же порядке появились отряды этих различных рыб на земле? Относительно первых двух низших отрядов нам неизвестно, когда они появились на земле, так как ни в одной формации не найдено их остатков. Но в некоторых источниках есть такое описание круглоротых: в ископаемом состоянии круглоротые известны в раннего ордовика. Они имели небольшие размеры; в передней головной части тела находился большой тонкий головной щит, состоящий из нескольких костяных пластинок. Глаза размещались по краям, что соединено было с придонным образом жизни животных, когда они добывали еду с морского дна. Эти два отряда составляют надкласс бесчелюстных рыб. В процессе развития от позднего силура до раннего девона бесчелюстные отдали огромное обилие форм и приспособились к новым условиям жизни. Отдельные их виды заполучили формы, комфортные для плавания в открытом море. Они поправлялись методом втягивания осадков трубкообразным ртом, также заглатывали и плавающий планктон с поверхности. Некие бесчелюстные рыбообразные были сходны с современными сомами, обитающими в пресноводных водоемах. Ископаемые остатки круглоротых свидетельствуют о том, что они рано приспособились к жизни в пресных водах. В раннем девоне бесчелюстные вели различный стиль жизни, но они должны были питаться совсем маленькими организмами планктона или тонкими осадками морского дна. Наибольшее развитие простых круглоротых в девоне совпадает с развитием рыб с шарнирообразными челюстями. В конце девона они вытеснили круглоротых, у каких не было костного скелета.
  Из других отрядов самый древний, несомненно, третий, так как остатки широкоротых рыб находятся в силурийской формации. За ними последовали рыбы ганоидные, от которых остались окаменелости в девонских осадках, и, наконец, позднее всех, начиная с меловой формации, появляются костистые рыбы, самые высшие из всего класса. И здесь мы видим, что различные отряды рыб появились на земле постепенно, соответственно степени совершенства их организации.
   И хотя окаменелые остатки древнейших рыб найдены в океанских осадках, нет доказательств в отрицании точки зрения многих исследователей и ученых, что значительная часть остатков из силурийского периода и далее к нашему времени, начиная с 440 миллионов лет до н.э., происходит из пресноводных, а не морских отложений. И поэтому нет единого мнения по поводу развития позвоночных первоначально в пресной воде или в океане. К сожалению, каменная летопись озер и рек менее полна, чем органические остатки из морских сред, и пока что нет убедительных данных для решения данного вопроса.
  К концу силурийского периода в пресноводных бассейнах и океанах появились чешуйчатые рыбы с многочисленными острыми спинными плавниками и челюстями. Они оказались эффективными хищниками.
  Одна из разновидностей рыб, развившаяся в девоне, стала предком наземных позвоночных. Эта группа включает в себя двоякодышащих рыб, способных получать кислород как непосредственно из воды, с помощью жабр, как прочие рыбы, так и, заглатывая воздух в примитивные легкие, когда пруды и озера, в которых они живут, пересыхают.
  Первым шагом в направлении развития позвоночных, живущих полностью на суше, явилась эволюция земноводных (амфибий). Впервые они появляются среди окаменелостей девонского периода. Детали строения тела некоторых из первых окаменелых амфибий так похожи на соответствующие черты рыб того же периода, что нет никаких сомнений в их близком родстве.
  Дальнейшее развитие всего существующего в животном мире осуществляется, как бы по временной спирали. На каждом витке появляются свои отличительные особенности, вызванные совершенствованием и эволюцией. Вместе с тем, основные принципы совершенствования и эволюции остаются неизменными.
 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com Н.Любимка "Долг феникса. Академия Хилт"(Любовное фэнтези) В.Чернованова "Попала, или Жена для тирана - 2"(Любовное фэнтези) А.Завадская "Рейд на Селену"(Киберпанк) М.Атаманов "Искажающие реальность-2"(ЛитРПГ) И.Головань "Десять тысяч стилей. Книга третья"(Уся (Wuxia)) Л.Лэй "Над Синим Небом"(Научная фантастика) В.Кретов "Легенда 5, Война богов"(ЛитРПГ) А.Кутищев "Мультикласс "Турнир""(ЛитРПГ) Т.Май "Светлая для тёмного"(Любовное фэнтези) С.Эл "Телохранитель для убийцы"(Боевик)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
И.Мартин "Твой последний шазам" С.Лыжина "Последние дни Константинополя.Ромеи и турки" С.Бакшеев "Предвидящая"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"