Земля и жизнь - Александр Вологдин

В основе существования жизни лежит зародышевая клетка и индивидуальное развитие особей в их поколениях. Простейшие формы жизни и во взрослом состоянии особей неотличимы от зародышевой клетки. Сложные многоклеточные организмы проходят в своем индивидуальном развитии часто много промежуточных по уровню жизни этапов, повторяя при этом в ускоренном темпе морфологическое развитие данной ветви жизни, пока не появятся признаки вида. Это так называемый закон рекапитуляции, закон повторения признаков предков в развитии каждой особи, много давший зоологам и ботаникам и ставший важнейшим теоретическим положением при изучении палеонтологами ископаемых организмов. Этот закон позволяет воссоздавать ход эволюции жизни и понять, в конечном счете, как отдельные этапы ее развития в прошлом, так и возникновение того мира живых существ, среди которого мы живем. Поэтому он обычно и именуется основным биогенетическим законом.

Материалы по ископаемым организмам от начала кембрия давно стали основой выделения этапов геологического времени; для действительной меры времени и длительности этих этапов абсолютная геохронология дала цифровую характеристику и продолжает давать к ней поправки и дополнения.

Глядя на схему развития жизни на Земле, можно прийти к мысли об усилении геологических процессов на Земле в ходе времени, о постепенном ускорении ее развития вплоть до современности: для четвертичного периода (антропогена) эта длительность определена около 1 млн. лет. Но это ложное впечатление. В действительности земная кора в ходе геологического времени постепенно как бы успокаивается, процессы складкообразования, фазы и площади вулканизма сокращаются. Прежние складчатые области земной коры "захватываются" режимами платформенного типа, со спокойными, только вертикальными движениями и т. д.

Сокращение этапов геологического времени обусловлено способом выделения их при помощи палеонтологических материалов. Оно отражает действительное убыстрение хода эволюции живого населения Земли. Причина этого убыстрения достаточно ясна. Поскольку в эволюции жизни сказывается эволюция многих факторов - среды в геологическом ее понимании, условий жизни организмов, пищевого субстрата, биохимических процессов, живого вещества организмов и их органов, то суммарное действие этих факторов приводило и приводит к ускорению изменений формы организмов, их размеров, способности к миграции и т. д.

Органическая жизнь на Земле активно вмещалась в ход геологических процессов. Она проявила себя как фактор изменения самой среды, образовав атмосферу за счет элементов, до того находившихся в связанном состоянии. Она стала мощным геологическим фактором, поскольку активно участвовала и участвует в породообразовании, в отложении вещества многих осадочных горных пород и руд, нефти и газов, поскольку она влияла на изменение глубины бассейнов и т. д. В общем, раз появившись в биосфере, бактериальный мир менялся морфологически очень мало, совершенствуясь в основном биохимически и физиологически. Только с появлением высших организмов растительного и животного мира в массовом развитии он дал и дает множество новых форм сапрофитного и паразитического рядов, в том числе болезнетворных.

Мир растений, существующий с архея, был длительно представлен только водными и отчасти почвенными формами. Размах водорослевой жизни в протерозое был неповторимым по своим проявлениям и по породообразующей роли этой группы организмов благодаря огромным запасам углекислоты. Эволюция вещества спор, приобретение ими относительно прочной оболочки позволило растениям выйти на сушу, где в разнообразных условиях жизни их эволюция ускорялась обилием солнечной энергии, развитием почвенных процессов и т. д.

К началу палеозоя живое зеленое вещество Земли удалило из палеоатмосферы все ее запасы углекислоты, которая частично сохранилась в растворенном состоянии лишь в глубинах вод гидросферы. Для наземных растений палеозоя и более поздних эпох это обстоятельство временами ставило предел их количественному развитию. Поэтому наземные флоры в палеозое и позднее оказывались подчиненными некоторому ритму, отчасти установленному геологами по эпохам углеобразования на Земле. Сущность этого ритма, по-видимому, состоит в тесной связи с выбросами углекислоты в атмосферу в эпохи вулканизма и массовым развитием живого вещества фотосинтезирующих организмов в соответствующий этап геологического времени.

Эволюция позвоночных животных (по Л. Ш. Давиташвили)

Мир животных, возникший в тот же отдаленный момент, как и другие типы живого вещества, долго "прозябал", не играя геологической роли. Но эволюция вещества фитопланктона, микроскопического зоопланктона и накопление в биосфере запасов кислорода создали мощный стимул для его массового развития к концу синия и началу кембрия. С этого момента на Земле развилось много типов животных - от простейших (инфузорий и др.) к фораминиферам, от червей к примитивным хордовым, к рыбам, от рыб к амфибиям, от амфибий к рептилиям, от рептилий к плацентарным млекопитающим. Эта высшая по строению тел группа организмов на ранней стадии развития была представлена животными весьма небольшого размера, в основном насекомоядными. Вероятно, бурное развитие насекомых с конца палеозойского времени во многом стимулировало развитие этих животных с последующей их специализацией как растениеядных, червеядных и др. Выделялись хищные формы, которые приобрели соответственно оформленные зубные аппараты, форму тела, когти. Другие из растениеядных приспосабливались к быстрому бегу, в связи с чем пятипалые конечности древних форм у них становились одно- двухпалыми, как у лошадиных и парнокопытных. Многие группы млекопитающих ушли снова в воду, став морскими организмами, как киты, белухи, тюлени, сохранив при этом способность дышать с помощью легких. Многие группы приспособились к лазанию по деревьям, например обезьяны, и т. д.

Динотерии - древние хоботные. Реконструкция К. К. Флерова

Поэтому первая половина третичного времени была ознаменована широкой специализацией млекопитающих, которые освоили при этом все природные обстановки - сушу, воды и воздух и пришли на смену пресмыкающимся, в большинстве исчезнувшим на грани мелового и третичного периодов, 70 млн. лет назад. Весь этот богатый формами мир млекопитающих быстро достиг массового развития, чему, вероятно, способствовала благоприятная для него эволюция пищи - развитие цветковых растений, плоды, семена, листья, кора и корни которых содержали многие новые в природе вещества, полезные и важные для животных.

Ранние киты были небольшими животными, имевшими крупные зубы. Позднее естественный отбор привел к питанию китов мелкими рачками с помощью "китового уса". От древних наземных хищников развились роды кошек, собак, куниц, медведей и барсуков. Наибольшего разнообразия в третичное время на суше достигли растениеядные формы наземных и водных животных.

Широко были представлены хоботные животные, предки современных слонов - индийского и африканского. Ископаемых хоботных известно около 400 видов. Ранние их формы были не крупнее лошади. У них развились передние зубы - резцы, превратившиеся в бивни различного строения. Развился хобот - с помощью которого животные могли подносить пищу ко рту, пить воду, срывать плоды с дерева и т. д. Меритерии, мастодонты, динотерии были распространены широко, как и целый ряд других групп млекопитающих. Несмотря на их бивни - резцы, которые, может быть, в большей степени служили копательными орудиями, чем средством защиты или нападения, эти животные часто становились жертвами хищников.

При специализации мелких насекомоядных животных в начале мезозойского времени обособилась группа таких, у которых не оказалось острых зубов и когтей, не развились копыта на конечностях, не возникли крылья. Представители этой группы, обитая в лесных условиях, находили там и приют и пищу в виде плодов, ягод и насекомых. Они ходили по земле, но научились лазить по деревьям. Из этой группы вышли в ходе времени обезьяны, полуобезьяны и человек. Это так называемые приматы, т. е. "первенствующие", поскольку они составляют группу самых высокоорганизованных существ на Земле. Общей их чертой явилось значительное увеличение объема черепной коробки по отношению к величине всего тела, пятипалое строение конечностей. Особенно развилась у них хватательная способность передних конечностей. В ряду этих животных были полуобезьяны, лемуры и другие формы. Ответвились обезьяны, перешедшие целиком к лазающему способу существования в лесах. Появились бесхвостые человекообразные, среди которых учеными выделены, по данным раскопок, остатки так называемых дриопитеков (древесные обезьяны); среди них возникали иногда гиганты, достигавшие 3-х метров в высоту (гигантопитеки). Остатки человекообразных обезьян найдены и на территории СССР, близ селения Удабно в Грузии. Наибольшее количество материала по древним предкам человека обнаружено в Африке. Это были австралопитеки (южные обезьяны), сушества, которые ходили на двух ногах вертикально или слегка наклоняясь вперед и, несомненно, уже имели возможность сравнительно далеко уходить от лесной зоны. Их череп уже походил на человеческий, мозг весил около 650-700 г. Челюсти их менее выступали вперед, чем у обезьян. Зверообразный вид их предков у них сменился чертами, приближающимися к облику человека. Поэтому австралопитеки и гигантопитеки признаются за прямых предков человека.