Первые живые обитатели земли появились


Если нанести на воображаемый циферблат важнейшие события в истории Земли, взяв за точку отсчета момент ее возникновения и приравняв один час деления шкалы примерно к 200 миллионам лет, то окажется, что первые живые организмы — прокариоты-автотрофы, способные создавать органическое вещество за счет энергии солнца, начали заселять планету между 5 и 6 часами утра. Но лишь спустя 14 часов (то есть около 8 часов вечера по ходу наших воображаемых суток) мир живых существ обогатился первыми примитивными многоклеточными (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Воображаемый циферблат биологической эволюции. На этой схеме 1 ч охватывает период длительностью 187,5 млн лет, 1 мин равна 3,125 млн лет, 1 с — 52 тыс. лет. Крупными цифрами показаны миллиарды лет, прошедшие с момента возникновения Земли.

Переводя эти цифры в реальную шкалу времени, мы увидим, что прокариоты, начавшие осваивать Землю около 3,5 миллиарда лет тому назад, оставались единственными хозяевами нашей планеты на протяжении последующих 2 миллиардов лет.
риод их полной монополии закончился примерно 1,5 миллиарда лет назад, когда на арене жизни появились новые персонажи — первые эукариотические организмы. Они были скорее всего существами одноклеточными, хотя есть основания предполагать, что многие детали строения, как и жизненные потребности этих созданий, уже в то время могли быть достаточно разнообразны. Некоторые из первых эукариот пошли по автотрофному пути, уже проторенному прокариотами, приспособившись поддерживать свое существование за счет солнечной энергии. Другие избрали иной способ питания, начав использовать тем или иным способом уже готовые органические вещества, накопленные к тому времени на Земле популяциями многочисленных микроорганизмов (главным образом прокариот). Так или иначе период безраздельного господства двух царств одноклеточных — прокариот и эукариот-протистов — охватывает по меньшей мере еще 800 миллионов лет истории Земли, считая с момента появления организмов, принадлежащих ко второму из названных царств.

Почти за 3 миллиарда лет своей активной деятельности одноклеточные коренным образом преобразили лик юной планеты. Они обогатили воды и сушу запасами органического вещества и азота. Они насытили атмосферу кислородом (выделяемым аутотрофами в процессе фотосинтеза) и создали озоновый щит, задерживающий губительное для всего живого ультрафиолетовое излучение солнца. Иными словами, одноклеточные подготовили, в сущности, условия для появления на Земле более сложных и развитых форм жизни, таких, в частности, как высшие растения и животные.


Существуя с тех самых пор в форме автономных индивидов-клеток либо незамысловатых их агрегатов, одноклеточные благоденствуют и по сей день. Они поистине вездесущи, число их видов очень велико, а количество индивидов в каждой капле воды, а каждой частице фунта поистине необъятно. Некоторые виды прокариот в изобилии встречаются даже в таких местах, где никакая другая жизнь попросту невозможна, например при высоком давлении по периферии глубоководных вулканических кратеров, в которых температура достигает 360 °C, а также в толщах антарктических льдов на глубине немногим меньше полукилометра. Во рту и в кишечнике каждого из нас обитают до 1015 разнообразных микроскопических приживальщиков, которые в нормальных условиях либо никак не влияют на ход жизненных отправлений своего хозяина, либо в той или иной степени способствуют его благополучию. Один грамм почвы может содержать в себе до 20 миллиардов бактериальных клеток и до 8 миллионов микроскопических одноклеточных эукариот.

Этот незримый мир микроскопических организмов, существующих как бы в ином, неведомом нам измерении, отличается необычайной пестротой своего состава. Помимо прокариот (бактерий и цианобактерий), насчитывающих около 2,5–3 тысяч видов, сюда входят несколько обширных групп одноклеточных эукариот, эволюционные пути которых далеко разошлись, по-видимому, еще на заре их существования, то есть около 1,5 миллиарда лет тому назад.


Поскольку нам в дальнейшем придется не раз обращаться к существам, о которых здесь идет речь, стоит сказать несколько слов об их классификации и об основных биологических особенностях.

Микроскопические одноклеточные «водоросли» (зеленые и золотистые) — это автотрофы, синтезирующие строительные блоки своего одноклеточного тела из углекислоты и воды с использованием энергии солнечного света. Сюда относятся по разным подсчетам от 5600 до 9500 видов. Подавляющее большинство из них — истинно одноклеточные организмы, и лишь у немногих видов тело индивида представляет собой гигантскую ветвящуюся многоядерную «клетку».

«Одноклеточные грибы» — гетеротрофы-сапрофиты (или иначе сапробионты), всасывающие продукты распада органических веществ, из которых были построены тела отмирающих организмов. Четыре разных отдела таких организмов насчитывают в общей сложности 1740 видов. Тела этих организмов часто представляют собой гигантские, ветвящиеся многоядерные клетки либо аморфные амебоидные образования со множеством ядер, способные к активному передвижению. Существа этого последнего типа называются плазмодиями.

Простейшие — чрезвычайно пестрая по своему составу группа. Среди простейших есть и автотрофно питающиеся организмы, и паразиты с сапрофитным типом питания, и гетеротрофы-хищники, пожирающие тела живых бактерий, одноклеточных водорослей и прочих микроорганизмов.
вестно свыше 25 тысяч видов простейших, среди которых стоит упомянуть хорошо известную всем понаслышке амебу, а также разнообразных инфузорий (рис. 2.4). Хотя большинство инфузорий формально можно считать одноклеточными животными, в действительности они перешли на гораздо более высокую ступень организации по сравнению, скажем, с одноклеточными водорослями. Помимо органелл, свойственных всем эукариотическим клеткам (таких, как рибосомы и митохондрии), инфузория-индивид располагает некоторыми структурами, напоминающими органы многоклеточного существа, такими, в частности, как «глотка», пищеварительная вакуоль (отдаленный аналог желудка), структурами, напоминающими мышечную систему (рис. 2.5) и т. д. Все инфузории характеризуются усложненным генетическим аппаратом. Для многих видов характерны многоядерные «одноклеточные» тела, именуемые в отличие от стандартной эукариотической клетки сомателлами.

Рис. 2.4. Стадии деления амебы (вверху) и инфузория-стилонихия (внизу; на просвет видны округлое ядро и два палочковидных). В отличие от амеб инфузории имеют устойчивую форму тела и подобие двусторонней симметрии.

Рис. 2.5. Сложнейшая сеть плотных сократимых волокон (фибрилл) в одноклеточном теле (сомателле) инфузории-триходины. Эта сеть играет роль скелетной и мышечной систем., позволяя организму сохранять либо произвольно изменять форму тела, а также управляет движением ресничек, при помощи которых инфузория перемещается в воде.


Надо сказать, что названия «водоросли» и «грибы» в применении к представителям первой и второй из обозначенных групп не вполне точны. Существует точка зрения, что в действительности одноклеточные, относимые к этим двум отделам, не состоят в близком родстве с истинными многоклеточными водорослями и грибами. Кроме того, строгое разграничение между одноклеточными «водорослями», «грибами» и «простейшими» далеко не всегда легко провести. Существуют, например, такие организмы, которых ботаники считают водорослями, а зоологи — простейшими. Другие микроорганизмы можно с равными основаниями рассматривать и в качестве простейших-амеб, и в качестве примитивных грибов. Именно поэтому все три эти группы эукариот ученые предлагают объединить в единое царство протистов (или протоктистов), противопоставив их, с одной стороны, царству бактерий-прокариот, а с другой — царствам высших растений, животных и настоящих грибов.

Так что же представляет собой этот скрытый от наших глаз микромир первичных форм жизни, в котором даже кажущееся столь очевидным противопоставление между растениями и животными оказывается зыбким и сомнительным? Обычно слово «микроорганизм» вызывает в сознании представление о некоем примитивнейшем создании, которое и организмом то назвать как-то неловко. Отсюда и привычное противопоставление «одноклеточных», как чего-то в высшей степени несовершенного, «многоклеточным», олицетворяющим собой высшие, прогрессивные формы жизни. Хотя суждение это во многом справедливо, но есть в нем и бесспорно ложные посылки.


Прежде всего, как можно видеть на примере инфузорий, среди организмов, именуемых «одноклеточными», немало высокоорганизованных существ, предстающих перед нами как истинное чудо инженерных возможностей природы. О них еще не раз пойдет речь впереди. С другой стороны, «многоклеточность», как таковая, еще не является сама по себе свидетельством высокой и совершенной организации. Как уже было сказано ранее, основной конструктивный принцип строения высших многоклеточных (в строгом смысле этого слова) есть объединение од некачественных клеток в функциональные ансамбли — ткани. Разнокачественные ткани делят между собой разные обязанности, то есть они взаимодополнительны и лишь в содружестве друг с другом способны обеспечить существование организма как целого. Поэтому тот тип организации, который мы можем назвать «истинной многоклеточностью», было бы точнее обозначить как «разнотканевость».

Если же понимать слово «многоклеточный» буквально — как нечто, составленное из многих, пусть даже совершенно однотипных клеток, то «многоклеточные организмы» более чем обычны в мире «одноклеточных». Это не игра слов, а нечто вполне реальное, хотя и нарушающее своей кажущейся алогичностью наши устоявшиеся представления о картине мира. И все же приходится согласиться с парадоксальным утверждением известной американской исследовательницы Линн Маргелис, утверждающей, что «колониальная и многоклеточная (курсив мой. — Е. П.) организация возникла во многих группах организмов, включая бактерии». Обсуждая строение некоторых микроорганизмов, относящихся уже к эукариотам, она пишет далее, что «…ни при каком усилии воображения невозможно счесть все эти организмы одноклеточными».

Следующая глава >

Источник: bio.wikireading.ru

Удивительная находка


Учеными сразу двух университетов, Кембриджа и Оксфорда, были обнаружены окаменелости в виде нитей, некоторые из которых достигали четырех метров. Они соединяли организмы, которые называются рангеоморфы, это был основной вид живых существ, живший в океанах полмиллиарда лет назад.

Эта находка была сделана во время раскопок. Ученые полагают, что эти образования могли обеспечивать питание, общение или размножение. Их обнаружили у 7 видов организмов, которые исследовались в 40 местах раскопок в Ньюфаундленде, Канада.

Самая древняя история

В конце эдиакария (571-541 миллион лет назад) появились первые крупные и сложные организмы: до этого все живые существа были микроскопическими.

Рангеоморфы, по виду напоминавшие папоротники, росли на морском дне и могли достигать двух метров в высоту и колонизировали большие участки морского дна. Рангеоморфы считаются самыми удивительными организмами, у них отсутствовал рот, органы или средства передвижения. Ученые предполагают, что они поглощали питательные вещества прямо из воды. Одним из предположений является то, что они поглощают питательные вещества из воды вокруг них.

Все эти рангеоморфные формы обитали на морском дне, и некоторые из их больших популяций были объединены между собой своего рода нитями, в основном 2-40 см длиной. Они были чрезвычайно тонкими и сохранились не во всех местах, рассмотренных учеными.

Мнение исследователей


Палеонтологи считают, что эти ископаемые образования, которые называются филаменты, могут представлять собой способ размножения, подобно тому, как размножается на наших грядках клубника. Однако, так как все организмы одной сети были одного размера, возможно, у этих нитей было другое предназначение. Например, с их помощью рангеоморфы могли противостоять сильным океанским течениям. Согласно еще одной версии, при помощи таких «сетей» они делились питательными веществами, как это делают некоторые современные деревья.

Раньше ученые считали, что каждый такой организм является отдельной единицей, но обнаружение этих нитей позволяет сделать вывод о наличии своего рода социальной сети. Из-за этого, возможно, придется пересматривать предыдущие исследования взаимодействия и образа жизни этих организмов. Обнаружение этих нитей стало настоящим сюрпризом для ученых, которые раньше не могли предположить наличие подобных связей между древними живыми организмами.

По словам одного из исследователей, доктора Фрэнки Данн из Музея естественной истории Оксфордского университета, удивительно, насколько детализированными сохранились эти останки; толщина некоторых из этих нитей — всего одна десятая миллиметра. Теперь ученым предстоит более более тщательно изучить эти необычные окаменелости, и, возможно, через некоторое время, у них появятся новые теории.


Источник: FB.ru

Начало всех начал

Окаменелые останки микроорганизмов, которым аж 3,43 миллиарда лет, обнаружены в песке на старейшем в мире пляже Стрелли Пул отдаленного района Пилбара в Западной Австралии. То есть, если Земле, как оценивают сейчас ученые, порядка 4,54 миллиарда лет, то получается, что она стала обитаемой спустя всего 1,11 миллиарда лет после образования. Быстро, однако…

От древнейших существ остались скопления крошечных эллиптических и сферических полостей. И кристаллы неокисленного пирита. Палеонтологи не сомневаются, что полости были отпечатаны бактериями, которые жили в горячей и крайне агрессивной среде, получившейся в результате взаимодействия первичного океана планеты и атмосферы, насыщенной вулканическими газами. Пирит же представлял собой продукт их — бактерий — жизнедеятельности.

Первые обитатели Земли — эти микроорганизмы, по мнению ученых, существовали за счет того, что питались соединениями серы.

— В то далекое время, когда на планете кислород был редкостью или его вообще еще не было, жизнь находила изощренные способы для развития и эволюции, — говорит один из авторов находки, доктор Дэвид Уэйси из Университета Западной Австралии.


Не исключено, что бактерия возрастом в рекордные 3,43 миллиарда лет вообще является так называемым универсальным общим предком всех живых существ на Земле.

Залетные «предки»

Вопрос о том, каким образом завелся у нас этот самый «предок», остается открытым. Он мог зародиться сам. А мог и прилететь из глубин Вселенной — на метеорите, комете или астероиде.

На втором — «залетном» — варианте настаивает доктор Эдвард Белбруно из Принстона. Недавно вместе с коллегами он рассчитал вероятность того, что жизнь на Землю все-таки была занесена из космоса — в результате так называемой литопанспермии. Вероятность оказалась весьма высокой.

Если верить принстонским исследованиям, то «предки» попали к нам в камнях. Они были выбиты астероидами из уже обитаемых планет, находившихся у других звезд. Как раз примерно миллиард лет спустя после образования Земли — в течение 90 — 100 миллионов лет — к нам могли залететь более 100 триллионов «заселенных» камней. Белбруно считает этот промежуток наиболее подходящим — те самые другие звезды тогда находились гораздо ближе к Солнцу, чем сейчас. А на Земле уже была вода, способная поддерживать жизнь.

Ученые полагают, что и наша планета, в свою очередь, годится на роль источника жизни. Обитаемые куски породы, выбитые с нее, тоже могли бы долететь до планет в других системах и «оплодотворить» их. А раз так, то внеземная жизнь, если ее когда-нибудь получится обнаружить, скорее всего, будет похожа на земную.

Кстати, с учетом разнообразных возможностей зарождения организмов и почтенного их возраста британский ученый профессор Мартин Брэйзер из Оксфорда предлагает поискать следы «предков» и на Марсе. По крайней мере теперь понятно, как они могут выглядеть. Прибывший на Красную планету самоходный робот «Любопытство» (Mars Science Laboratory Curiosity) как раз подобными поисками сейчас и занят. Его многочисленные инструменты позволят увидеть такую мелочь, как останки «предков». Если они там, конечно, сохранились.

А В ЭТО ВРЕМЯ

Ученые заново создали жизнь

Во всех учебниках записано, что первые органические соединения на нашей планете — «кирпичики жизни» — появились в облаках над вулканами. Образовались из газов. А дальше слиплись, усложнились, и дело пошло. Вплоть до нас с вами. Верится, конечно, с трудом. Но вдруг действительно именно так все и начиналось? Доводы в пользу этой версии дали легендарные эксперименты, затеянные еще в 1953 году.

В то время студент Чикагского университета Стэнли Миллер предложил своему преподавателю, нобелевскому лауреату Гарольду Клейтону Юри, смешать в колбочках и ретортах метан, аммиак, водяной пар и водород — те газы, которые извергали вулканы 4,5 миллиарда лет назад. Придумал еще и подогреть их и пропустить внутри электрические разряды, имитирующие молнии. Словом, уговорил воспроизвести условия, существовавшие на еще девственной планете, не отягощенной жизнью. Патрон согласился посмотреть, что будет.

Через несколько дней ученые радостно обнаружили в этой адской смеси органику. Назвали ее «первичный бульон». И объявили, что в нем-то и возникла жизнь. Иными словами, представили доказательства, что породила ее сама планета. Точнее — атмосфера Земли.

После смерти Миллера уже его ученик Джефри Бэйда отыскал те самые пробирки, куда был перелит «первичный бульон». И внимательно проанализировал, что там внутри. Оказалось, что в пробирках уже не 5 аминокислот, появившихся в 1953 году, а 22! За 50 с лишним лет в «бульоне» «сварились» еще 17 соединений, служащих основами для строительства белков. Эдак еще лет через 100 из этих пробирок выползут какие-нибудь амебы. А дай срок в 4 миллиарда лет — так и люди появятся.

Источник: www.kp.ru

Первое существо на Земле пронизано странными каналами диаметром в 1 миллиметр

Сторонникам Дарвина и его теории эволюции тоже есть чему удивиться. И призадуматься, каким образом из такой примитивной “поделки” в итоге – спустя 700 миллионов лет и даже чуть раньше – развились мы с вами. Оценка показала, что губки-первопроходцы появились еще до глобального оледенения, которое случилось примерно 640 миллионов лет назад. Тогда Земля замерзла и превратилась в огромный снежок, который ослепительно сверкал в космосе под лучами Солнца.

— Никто не ожидал, что мы найдем животных, существовавших еще до глобального оледенения Земли, – говорит Адам Малуф. – Но если допустить, что многоклеточные организмы появились на планете и больше с нее не исчезали, то придется искать ответ на вопрос, как они сумели выжить в невероятно холоде. Существа, обнаруженные геологами, представляли из себя окаменелости. Извлечь их из окружающей породы не было никакой возможности. И ученые срезали один тончайший слой за другим, словно сканировали с помощью томографа. А потом посредством компьютерных технологий восстановили объемную структуру.

Первые живые обитатели земли появились

Структура предстала в виде тех самых пузырей, разбитых на несколько долей, со множеством микроскопических каналов внутри. Namacalathus – близкие родственники первых губок

Кстати, не так давно появилось сообщение будто бы в Габоне (Западная Африка) нашлись останки многоклеточных организмов возрастом в 2,1 миллиарда лет. Якобы они имели плоские тела с какими-то лопастями и достигали в длину от 7 до 120 миллиметров.

Есть предположение, что эти загадочные “плоскачи” появились около 2,4 миллиарда лет назад – вскоре после насыщения атмосферы Земли кислородом. Но скептики считают, что учеными попался просто минерал пирит причудливой формы.

Так что рекорд губок из Южной Австралии – 700 миллионов лет – пока не превзойден. Пока – они первые существа на Земле.

Источник: frend.org.ua

Благодаря кислородной революции произошла самая грандиозная переделка планеты. После нее наступил «скучный миллиард лет». На планете почти ничего не менялось. Температура обычно стояла высокая, медленно накапливался кислород в атмосфере.

Материки сдвинулись и составили единый суперконтинент, получивший имя Родиния — от русского слова «родина». Он имел необычные очертания, протянулся вдоль экватора и сверху чем-то напоминал кляксу.

Океан тоже был один, геологи назвали его Мировия, от слова «мировой». Вода в нем по-прежнему была соленой и очень мутной из-за громадных облаков пыли и песка, которые ветер постоянно приносил с континента.

Первые живые обитатели земли появились

Дно мелководных морей, озер и лужиц покрывали биопленки — колонии бактерий в десять раз тоньше этой страницы. В толще воды парили миллиарды примитивных эукариот — акритархов. В горных породах сохранились их бесчисленные твердые скорлупки, но кто жил в них, толком неизвестно. Название «акритархи», собственно, и означает — «неясного происхождения».

Скорее всего, это были одноклеточные водоросли или грибы. Они напоминали современный растительный планктон и, вероятно, точно так же массово дрейфовали в воде. Возможно, как и планктонные водоросли, акритархи жили всего несколько дней.

Они были настоящими гигантами мира микробов. Их размеры могли достигать трех миллиметров, хотя чаще были гораздо скромнее. В центре буквы «О» свободно поместилась бы сотня обычных акритархов. Для таких малюток пересоленная вода была плотной и вязкой субстанцией, чем-то вроде пластилина. Передвигаться в ней им было не легче, чем нам в глине.

Скорлупки-оболочки акритархов были крепкими и очень разнообразными. Встречались круглые и овальные, похожие на чашечки и на лепестки, гладкие и в складочках, с бугорками или с дырочками, как дуршлаг.

Рядом с ними плавали одноклеточные микробы, какие-то древние подобия амеб и инфузорий-туфелек. Ползали по дну крошечные многоклеточные существа, напоминавшие миниатюрные бусы, цепочки и ниточки.

На влажных камнях сидели обширные грибные сообщества, похожие на самые обыкновенные дрожжи. Везде, как и прежде, росли строматолиты. Они возвышались на дне содовых и пресных озер, на мелководьях и в глубинах морей. Но их эпоха уже клонилась к закату. Эукариоты потихоньку вытесняли их из самых удобных мест обитания, а возможно, даже начали питаться строматолитами. Строматолиты научились защищаться и вырабатывали ядовитые вещества, подавлявшие рост эукариот.

Такая неторопливая жизнь продолжалась миллиард лет. Она оставила после себя многочисленные следы по всему миру. Например, на Кольском полуострове в те времена располагалось солнечное мелководье. На поверхности горных пород здесь сохранились прекрасные ископаемые следы морской ряби. Спустя миллиард лет они выглядят так, будто волны древнего рифейского моря еще вчера набегали на серые скучные камни.

Источник: mir-znaniy.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.