Геологический толковый словарь

ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ — жизнь представляет особую форму движения материи, возникая как ее новое качество в процессе развития и являясь способом существования белковых веществ вместе с нуклеиновыми кислотами; жизнь возможна лишь при наличии воды в жидкой фазе (все живые существа содер. значительный процент воды). Есть основание полагать, что в пределах Солнечной системы Земля — единственная планета, на которой существует жизнь. Но первоначально (по современным данным возраст Земли 5 млрд. лет) на поверхности нашей планеты воды не было, а потому жизнь возникнуть не могла. Старое представление о том, что продукт жизни — орг. вещество — отделено непреодолимой границей от неорг., было поколеблено еще в 1828 г., когда Велеру удалось из неорг. веществ синтезировать мочевину — продукт жизнедеятельности организмов. Позднее из неорг. веществ в лаборатории удалось синтезировать такие орг. вещества как, аминокислоты, жироподобные вещества и сахара,— основные элементы, из которых слагается живое вещество. Согласно гипотезе появления первичной жизни на Земле, предложенной в 1924 г. Опариным, на безжизненной, но уже имевшей водную оболочку Земле, еще лишенной свободного кислорода, абиогенным путем происходили сложные хим. превращения простых углеводородов (типа метана), выделявшихся из недр Земли, во взаимодействии с выделявшимися совместно с ними аммиаком, сероводородом и др., при воздействии ультрафиолетовых и др. излучений. Постепенно усложняясь и сочетаясь между собой, эти вновь образующиеся вещества могли послужить материалом для формирования первичных молекул, сходных с орг. молекулами. При соответствующих условиях такие молекулы могли объединяться в коацерватные капли, которые обладали способностью, поглощая избирательно вещество из окружающего раствора, увеличиваться в объеме и весе (это удается воспроизвести в лабораторных условиях). Опарин полагает, что из таких коацерватных капель, существовавших сотни млн. лет, и возникли первые, наиболее примитивные, формы биологического обмена веществ и на этой основе сформировались первичные организмы.

Остатки наиболее древних известных на Земле организмов были описаны Баргхорном и Шопфом в 1966 г. из темных, богатых орг. веществом раннеархейских сланцев серии фиг-три (В. Трансвааль, Ю. Африка), имеющих абс. возраст около 3200 млн. лет. Обнаруженные в сланцах орг. остатки по форме и размерам напоминают совр. бактерии, представляя одноклеточные изолированные палочки длиной 0,45— 0,70 µ, диаметром 0,18—0,32 µ, с двуслойной, часто зернистой оболочкой толщиной 0,015 µ. В той же серии фиг-три ими были обнаружены водорослеподобные орг. остатки, сферической или эллипсоидальной формы, диаметром 15—17 µ с тонкой сетчатой оболочкой. Изотопный состав углерода орг. вещества серии фиг-три свидетельствует о его вероятном растительном происхождении.

Первая жизнь на Земле, имевшая растительную природу, выделяя в процессе фотосинтеза свободный кислород, постепенно подготовила условия для существования животных организмов, для которых необходимо наличие свободного кислорода для дыхания и орг. вещества для питания. Животный мир возник значительно позднее растительного, в результате эволюции последнего. Об этом свидетельствует существование таких растений, как омела, способная к фотосинтезу, но в основном питающаяся соками др. растений, и росянка, частично питающаяся насекомыми. Первые следы животных организмов известны лишь в позднем протерозое, в отложениях примерно на 2 млрд. лет моложе тех, в которых обнаружены первые бактерии и водоросли. В это время существовали медузы и др. животные организмы, еще не имевшие твердого известкового скелета (отпечатки таких организмов хорошей сохранности обильно представлены в верхнепротерозойских слоях Эдиакара в Австралии). В верхах протерозоя известны и первые скелетные остатки простейших животных организмов — радиолярий (существующих и ныне), имеющих кремневый скелет. За сотни миллионов лет, протекших со времени появления первых простейших бесскелетных животных организмов, до приобретения ими в начале фанерозоя (в раннем кембрии) твердого скелета, ветвь животного царства сильно дифференцировалась. Фосфатные и карбонатные скелеты у животных известны только с кембрия. Для объяснения причин, почему такие скелеты не встречаются в более древних отл., предложено множество гипотез. Наиболее вероятными из них представляются те, которые объясняют этот перелом накоплением к началу кембрия необходимого минимума содер. кислорода в водной среде и атмосфере и соответствующим уменьшением содер. углекислоты, а также возрастанием в морской воде Са по сравнению с Mg, что способствовало выпадению Са из раствора. Допускается, что к началу кембрия содер. кислорода в атмосфере достигло 1% от совр. содер. Эта величина, именуемая точкой Пастера, создает возможность перехода от брожения к окислению, что открывает для животных организмов огромные возможности развития. В раннем кембрии очень существенную роль играли археоциаты, но в целом кембрийский период можно назвать царством трилобитов. В кембрии также впервые появились строматопоры, брахиоподы, моллюски, фораминиферы, достигшие расцвета и разнообразия значительно позднее.

К началу ордовика содер. кислорода в атмосфере, по-видимому, увеличилось до 10% от совр. Разнообразие животного мира в это время существенно возросло. Обильно и разнообразно были представлены граптолиты, иглокожие, брахиоподы, наутилоидеи. Впервые появились и достигли расцвета кораллы (ругозы, табуляты) и мшанки. С ордовиком связано появление первых позвоночных (бесчелюстных) и начало переселения организмов из водной среды на сушу. Ранее этому, вероятно, препятствовало низкое содер. кислорода в атмосфере, обусловливавшее отсутствие озонового экрана на границе тропосферы и стратосферы, задерживающего ультрафиолетовое излучение. В свое время ультрафиолетовые лучи сыграли существенную роль в формировании орг. вещества из неорг., но для живых организмов они губительны.

В силурийский период фауна беспозвоночных существенных изменений не претерпела. В начале сохранялся родовой состав, характерный для ордовика, а позднее возникли формы, достигшие расцвета в девоне. В силуре впервые появились рыбы, также достигшие расцвета позднее. Для девонского периода характерно заселение суши древесной растительностью (псилофитовой) и появление (в среднем девоне) кистеперых рыб, способных поглощать кислород не только из воды, но и из воздуха, а потому выползавших на сушу и, вероятно, явившихся предками земноводных позвоночных. Др. (консервативная) ветвь кистеперых, наоборот, углубилась в океанские просторы, где сохранилась до наших дней (латимерии). Первые земноводные известны с позднего девона, а их потомки существуют и ныне (напр., лягушка). Беспозвоночная фауна в девоне достигла наибольшего расцвета. Позднее некоторые гр. (ругозы, табуляты, мшанки, брахиоподы и др.), хотя и существовали до конца палеозоя и даже позднее, но в целом постепенно становились более однообразными, обедненными.

Каменноугольный период ознаменовался появлением на суше богатого растительного покрова, обусловившего вспышку развития насекомых и земноводных позвоночных — стегоцефалов (вымерших в триасе). В середине карбона возникла новая гр. позвоночных —рептилии,— по-видимому, происшедшая из примитивных амфибий — эмболомерных лабиринтодонтов. В карбоне и в перми рептилии еще не играют существенной роли, расцвет их приходится на мезозой, где они вытесняют амфибий, являясь ведущей гр. позвоночных. Морская фауна беспозвоночных в карбоне обильна и разнообразна. Для брахиопод характерен расцвет спириферид и особенно продуктид, но некоторые гр. беспозвоночных, напр. трилобиты, начинают угасать (окончательно вымирая в перми). В это время существенно развиваются очень важные для стратиграфии гр.: головоногие (гониатиты и аммонеи) и фораминиферы (фузулиниды), достигающие наибольшего расцвета в перми.

В перми продолжается расцвет наземного растительного покрова и четко выявляются наметившиеся еще в карбоне 2 флористические обл.: на севере Ангарида, а на юге Гондвана. Из позвоночных продолжают господствовать стегоцефалы. Среди морских беспозвоночных, особенно брахиопод, проявляется крайняя специализация отдельных форм перед их исчезновением. Граница палеозоя и мезозоя ясно фиксируется полным вымиранием почти всех палеозойских гр. организмов. Лишь редкие, единичные представители некоторых из них еще встречаются в раннем триасс. сменяясь характерной для мезозоя фауной беспозвоночных, среди которых наибольшее значение имеют цератиты и аммониты — более сложно устроенные наследники соответствующих палеозойских головоногих. Из позвоночных стегоцефалы еще распространены в триасс. но их начинают вытеснять рептилии, достигшие пышного расцвета позднее, в юре и в раннем мелу, когда было “царство динозавров”, заселивших разнообразные экологические участки в море и на суше. Отдельные специализированные ветви рептилий стали исходными для возникновения млекопитающих и птиц, вытеснивших первых в кайнозое рептилий из основных экологических участков. Остатки древнейших примитивных однопроходных млекопитающих известны вверху триаса (в рэте). Они еще очень близки к рептилиям и не были живородящими, а откладывали яйца. Но в отличие от рептилий они кормили вылупившихся из яиц детенышей молоком, выделявшимся из многочисленных мелких отверстий в участках “млечных путей”. Представитель таких примитивных млекопитающих сохранился доныне (ехидна в Австралии и Новой Гвинее). Достоверные примитивные представители птиц известны с юры. Позднее они были полностью вытеснены более совершенными птицами. Первые птицы, четко отличаясь от “летающих ящеров” наличием покрова перьев, имели еще много общих черт с динозаврами. У них отсутствовал клюв, а челюсти были усажены зубами. Был длинный, как у динозавра хвост, состоящий из двух десятков позвонков, а на крыльях имелись подвижные пальцы с когтями. Последние представители динозавров вымерли в конце мела. Тогда же из морских беспозвоночных вымерли аммониты. Это позволяет проводить четкую границу между мезозоем и сменившим его кайнозоем. Смена флоры или, вернее, начало интенсивного развития кайнозойской флоры произошло несколько раньше, что и обусловило развитие более приспособленных к новым условиям разнообразных гр. млекопитающих, вытеснивших к началу кайнозоя рептилий. Млекопитающие расселились преимущественно на суше, но были и морские их формы (дельфины, киты), а также формы, овладевшие способностью летать.

Весьма отдаленные предки человека, лемуры, существовали уже в самом начале кайнозоя (примерно 60 млн. лет назад). Высшие приматы — человекоподобные обезьяны — известны с конца палеогена (30—34 млн. лет назад). Первые признаки очеловечения обезьяны по находкам на стоянках весьма примитивных следов обработки каменных обломков датируются разными исследователями в пределах 1,75— 2,60 млн. лет назад. Древнейший человек каменного века, изготовлявший каменные орудия — неандерталец,— уже имевший много общего с настоящим человеком, но еще заметно отличавшийся строением черепа, появился 300— 400 тыс. лет назад. И, наконец, наш непосредственный предок, настоящий Homo sapiens, по строению скелета и черепа ничем не отличающийся от совр. человека — кроманьонец,— оставивший выразительную наскальную живопись на стенах пещер, в которых он обитал, существовал около 20 тыс. лет назад. В. П. Нехорошев.