Какие формы жизни первыми появились на суше. Этапы эволюции

Как зарождалась жизнь на Земле? Подробности человечеству неизвестны, но краеугольные принципы установлены. Существуют две основные теории и множество второстепенных. Итак, согласно главной версии, органические компоненты попали на Землю из космоса, по другой - все произошло на Земле. Перед вами несколько самых популярных учений.

Панспермия

Как появилась наша Земля? Биография планеты уникальна, и разгадать ее люди пытаются разными способами. Есть гипотеза о том, что жизнь, существующая во Вселенной, распространяется при помощи метеороидов (небесных тел, промежуточных по размеру между межпланетной пылью и астероидом), астероидов и планет. Предполагается, что имеются формы жизни, способные выдержать воздействие (радиацию, вакуум, низкие температуры и др.). Их называют экстремофилами (в их числе бактерии и микроорганизмы).

Они попадают в обломки и пыль, которые выбрасываются в космос после сохраняя, таким образом, жизнь после гибели малых тел Солнечной системы. Бактерии могут путешествовать в состоянии покоя в течение длительного периода времени до очередного случайного столкновения с другими планетами.

Они также могут смешиваться с протопланетными дисками (плотное газовое облако вокруг молодой планеты). Если на новом месте «стойкие, но сонные солдатики» попадают в благоприятные условия, то становятся активными. Начинается процесс эволюции. История разгадывается при помощи зондов. Данные с приборов, побывавших внутри комет, свидетельствуют: в подавляющем большинстве случаев подтверждается вероятность того, что все мы «немного инопланетяне», так как колыбель жизни - космос.

Биопоэз

А вот еще одно мнение относительно того, как зарождалась жизнь. На Земле есть живое и неживое. Некоторые науки приветствуют абиогенез (biopoesis), объясняющий, как в ходе естественного преобразования биологическая жизнь появилась из неорганической материи. Большинство аминокислот (их еще называют строительными блоками всех живых организмов) могут образовываться при помощи природных химических реакций, не имеющих отношения к жизни.

Это подтверждает эксперимент Мюллера-Юри. В 1953 году ученый пропустил электричество через смесь газов и получил несколько аминокислот в лабораторных условиях, имитирующих условия ранней Земли. Во всех живых существах аминокислоты трансформируются в белки под воздействием хранителей генетической памяти нуклеиновых кислот.

Последние синтезируются самостоятельно биохимическим путем, и белки ускоряют (катализируют) процесс. Какая же из органических молекул первая? И как они вступили во взаимодействие? Абиогенез находится в процессе поиска ответа.

Космогонические веяния

Это учение о в космосе. В определенном контексте космической науки и астрономии, термин относится к теории создания (и изучения) Солнечной системы. Попытки тяготения к натуралистической космогонии не выдерживают критики. Во-первых, существующие научные теории не могут объяснить главного: как появилась сама Вселенная?

Во-вторых, нет никакой физической модели, объясняющей самые ранние моменты существования Вселенной. В упомянутой теории отсутствует понятие квантовой гравитации. Хотя струнные теоретики гласит, что элементарные частицы возникают в результате колебаний и взаимодействия квантовых струн), исследующие происхождение и последствия Большого взрыва (петлевая квантовая космология), с этим не согласны. Они считают, что имеют формулы, позволяющие описать модель в рамках полевых уравнений.

При помощи космогонических гипотез люди объясняли однородность движения и состава небесных тел. Задолго до того, как появилась жизнь на Земле, материя заполняла все пространство и затем эволюционировала.

Эндосимбионт

Эндосимбиотическая версия была впервые сформулирована русским ботаником Константином Мережковским в 1905 г. Он считал, что некоторые органеллы возникли как свободноживущие бактерии и были приняты в другую клетку в качестве эндосимбионтов. Митохондрии развились из протеобактерий (в частности, Rickettsiales или близких родственников) и хлоропластов от цианобактерий.

Это позволяет предположить, что множественные формы бактерий вступили в симбиоз с образованием эукариотической клетки (эукариоты - клетки живых организмов, содержащие ядро). Горизонтальному переносу генетического материала между бактериями также способствуют симбиотические отношения.

Возникновению разнообразия форм жизни, возможно, предшествовал последний общий Предок (LUA) современных организмов.

Спонтанное зарождение

До начала 19 века люди, как правило, отрицали "внезапность" в качестве объяснения того, как зарождалась жизнь на Земле. Неожиданное самозарождение определенных форм жизни из неживой материи казалось им неправдоподобным. Зато они верили в существование гетерогенеза (смена способа размножения), когда одна из форм жизни происходит от другого вида (к примеру, пчелы из цветов). Классические представления о самозарождении сводятся к следующему: некоторые сложные живые организмы появились благодаря разложению органических веществ.

Согласно Аристотелю, это была легко наблюдаемая истина: тля возникает из росы, которая падает на растения; мухи - из испортившихся продуктов, мыши - из грязного сена, крокодилы - из гниющих бревен на дне водоемов и так далее. Теория спонтанного поколения (опровергаемая христианством) тайно просуществовала не один век.

Принято считать, что теория была окончательно опровергнута в XIX веке опытами Луи Пастера. Ученый не занимался изучением зарождения жизни, он изучал появление микробов, чтобы получить возможность борьбы с инфекционными болезнями. Однако доказательства Пастера носили уже не спорный, а строго научный характер.

Теория глины и Последовательное сотворение

Возникновение жизни на основе глины? Такое возможно? Шотландский химик по имени А. Дж. Кернс-Смит из университета Глазго в 1985 году является автором такой теории. Опираясь на аналогичные предположения других ученых, он утверждал, что органические частицы, оказавшись между слоями глины и взаимодействуя с ними, перенимали способ хранения информации и роста. Таким образом, ученый считал «глиняный ген» первичным. Изначально минерал и зарождающаяся жизнь существовали вместе, а на определенном этапе "разбежались".

Идея разрушения (хаоса) в зарождающемся мире проложила путь к теории катастрофизма как к одному из предшественников теории эволюции. Ее сторонники считают, что Земля в прошлом была затронута внезапными, недолговечными, бурными событиями, а настоящее является ключом к прошлому. Каждая очередная катастрофа разрушала существующую жизнь. Последующее творение возрождало ее уже отличной от предыдущей.

Материалистическое учение

А вот еще одна версия относительно того, как зарождалась жизнь на Земле. Ее выдвинули материалисты. Они считают, что жизнь появилась в результате растянутых во времени и пространстве постепенных химических преобразований, которые, по всей вероятности, происходили почти 3,8 млрд лет тому назад. Такое развитие называют молекулярным, оно затрагивает область дезоксирибонуклеиновых и рибонуклеиновых кислот и протеинов (белков).

Как научное течение учение возникло в 1960 годы, когда проводились активные исследования, затрагивающие молекулярную и эволюционную биологию, генетику популяций. Ученые тогда пытались понять и подтвердить недавние открытия, касающиеся нуклеиновых кислот и белков.

Одной из ключевых тем, которые стимулировали развитие этой области знаний, была эволюция ферментативной функции, использование дивергенции нуклеиновой кислоты в качестве "молекулярных часов". Ее раскрытие способствовало более глубокому изучению дивергенции (разветвления) видов.

Органическое происхождение

О том, как появилась жизнь на Земле, сторонники этого учения рассуждают так. Образование видов началось давно - более 3,5 млрд лет назад (цифра обозначает период, в который жизнь существует). Вероятно, сначала шел медленный и постепенный процесс преобразования, а затем начался быстрый (в рамках Вселенной) этап совершенствования, перехода из одного статического состояния в другое под влиянием существующих условий.

Эволюция, известная как биологическая или органическая, - это процесс изменения с течением времени одного или нескольких наследуемых признаков, обнаруженных в популяциях организмов. Наследственные черты - особые отличительные признаки, в том числе анатомические, биохимические и поведенческие, которые передаются от одного поколения к другому.

Эволюция привела к разнообразию и разностороннему развитию всех живых организмов (диверсификации). Наш красочный мир Чарльз Дарвин охарактеризовал как «бесконечные формы, самые красивые и самые замечательные». Складывается впечатление, что зарождение жизни - история без начала и конца.

Особое творение

Согласно этой теории, все формы жизни, которые существуют сегодня на планете Земля, созданы Богом. Адам и Ева - первые мужчина и женщина, созданные Вседержителем. Жизнь на Земле началась с них, - считают христиане, мусульмане и евреи. Три религии сошлись в том, что Бог создал вселенную в течение семи дней, сделав шестой день кульминацией труда: сотворил из праха земного Адама и из его ребра Еву.

На седьмой день Бог отдыхал. Затем он вдохнул в и отправил ухаживать за садом под названием Эдем. В центре росли Древо жизни и Древо познания добра. Бог разрешил есть плоды всех деревьев в саду, кроме Дерева познания («ибо в тот день, который вы вкусите их, умрете»).

Но люди ослушались. В Коране говорится, что попробовать яблоко предложил Адам. Бог простил грешников и послал обоих на землю в качестве своих представителей. И все же... Откуда на Земле появилась жизнь? Как видите, однозначного ответа не существует. Хотя современные ученые все больше склоняются к абиогенной (неорганической) теории возникновения всего живого.

В архейской эре возникли первые живые организмы. Они были гетеротрофами и в качестве пищи использовали органические соединения «первичного «бульона». Первыми жителями нашей планеты были анаэробные бактерии . Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обуславливает разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариотические (доядерные) цианобактерии и синезеленые водоросли. Появившиеся затем эукариотические зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород, что способствовало возникновению бактерий, способных жить в кислородной среде. В это же время – на границе архейской протерозойской эры произошло еще два крупных эволюционных события – появились половой процесс и многоклеточность .

Чтобы яснее представить значение двух последних ароморфозов, остановимся на них подробнее.Гаплоидные организмы (микроорганизмы, синезеленые) имеют один набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется у них в фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гаплоидные организмы непрерывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды, вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах. Диплоидность , возникшая одновременно с оформленным ядром, позволяет сохранить мутации в гетерозиготном состоянии и использовать их как резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных преобразований. Кроме того, в гетерозиготном состоянии многие мутации часто повышают жизнеспособность особей и, следовательно, увеличивают их шансы в борьбе за существование.

Возникновение диплоидности и генетического разнообразия одноклеточных эукариот, с одной стороны, обусловили неоднородность строения клеток и их объединение в колонии, с другой – возможность «разделения труда» между клетками колонии, т.е. образование многоклеточных организмов. Разделение функций клеток у первых колониальных многоклеточных организмов привело к образованию первичных тканей – эктодермы и энтодермы, что в дальнейшем дало возможность для возникновения сложных органов и систем органов. Совершенствование взаимодействия между клетками сначала контактного, а затем с помощью нервной и эндокринной систем обеспечило существование многоклеточного

организма как единого целого.

Пути эволюционных преобразований первых многоклеточных были различны. Некоторые перешли к сидячему образу жизни и превратились в организмы типа губок . Другие стали ползать с помощью ресничек. От них произошли плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополостным.

3.История Земли, со времени появления на ней органической жизни и до появления на ней человека, разделяется на три больших периода - эры, резко отличающиеся одна от другой, и носящих названия: Палеозой - древняя жизнь, Мезозой - средняя, Неозой - новая жизнь.

Из них самый большой по времени - палеозой, он иногда разделяется на две части: ранний палеозой и поздний, так как астрономические, геологические, климатические и флористические условия позднего резко отличаются от раннего. В первый входят: кембрийский, силурийский и девонский периоды, во второй - каменноугольный и пермский.

До палеозоя была архейская эра, но тогда еще не было жизни. Первая жизнь на Земле - это водоросли и вообще растения. Первые водоросли зародились в воде: так представляется современной науке возникновение первой органической жизни, и только позже появляются моллюски, питающиеся водорослями.

Водоросли переходят в наземную траву, гигантские травы переходят в травовидные деревья палеозоя.

В девонский период на Земле появляется буйная растительность, а в воде -жизнь в виде ее мелких представителей: простейших, трилобитов и т.д. Теплый климат - на всем земном шаре, ибо нет еще современного неба с его солнцем, луной и звездами; все было покрыто густым, слабопроницаемым, мощным туманом из водяных паров, еще в колоссальном количестве окружающих землю, и только часть осела в водные бассейны океанов. Земля несется в холодном мировом пространстве, но тогда она была одета в теплую, непроницаемую оболочку. Вследствие парникового (оранжерейного) эффекта весь ранний палеозой, включая даже и каменноугольный период, имеет тепловодную флору и фауну по всей земле: и на Шпицбергене, и в Антарктике - всюду залежи каменного угля, являющегося продуктом тропического леса, всюду была тепловодная морская фауна. Тогда лучи солнца не проникали непосредственно на землю, но преломлялись под известным углом через пары и освещали ее тогда иначе, чем сейчас: ночь была не такой темной и не такой длинной, а день не таким ярким. Сутки были короче нынешних. Не было ни зимы, ни лета, нет еще астрономических и геофизических причин для этого. Залежи каменного угля состоят из деревьев, не имеющих годичных колец, их структура трубчатая, как у травы, а не кольцевая. Значит, времен года не было. Не было и климатических поясов, тоже из-за парникового эффекта.

Современная палеонтология уже достаточно изучила все виды живых организмов кембрийского периода: около тысячи различных видов моллюсков, но есть основания полагать, что все же первая растительность и даже первые моллюски появились в конце архейской эры.

В следующий, силурийский период, количество моллюсков увеличивается до 10000 разновидностей, а в девонский период появляются двоякодышащие рыбы, то есть рыбы, не имеющие позвоночника, но покрытые панцирем, как переходная форма от моллюсков к рыбам. Они дышали и жабрами, и легкими. Они делают попытку превратиться в обитателей суши, но не им приходится осуществить это. Переход из моря на сушу выполнят амфибии, из класса позвоночных типа земноводных ящеров.

Первый представитель ящеров - археозавр - появляется в конце палеозоя, развитие получает в начале мезозойской эры, в триасовый период.

Отличительные свойства палеозоя: свет не был отделен от тьмы, промежуточное состояние, среднее между светом и тьмой, между днем и ночью, частично продлевается до начала карбона. На небе не было видно светил. Не было времен года и климатических поясов.

Доказательства: отсутствие годичных колец на деревьях палеозоя, кроме последнего, пермского периода, когда они впервые появляются исчезновение с этого времени всех травовидных деревьев с трубчатой структурой ствола; распространение тропической растительности по всей поверхности земли, включая полюсы; такая же теплолюбивая фауна по всей земле; образование в гигантских количествах залежей каменного угля, как результат гибели травовидных лесов, не приспособленных к прямым лучам солнца и естественно обуглившихся и погибших от ультрафиолета и солнечной радиации, как обугливается трава в жаркое лето при засухе.

С пермского периода появляются климатические пояса и распределение поздних флоры и фауны, по-разному приспособившихся к климатическим поясам.

Следующему периоду в жизни Земли соответствует вся мезозойская эра, то есть периоды: триасовый, юрский и меловой. Это был самый расцвет животного царства. Самые разнообразные и причудливые формы рептилий населяли Землю. Они были как в морях, так и на суше и в воздухе. Необходимо отметить, что весь класс насекомых появился еще в конце палеозоя, причем они были во много раз крупнее, чем их современные потомки.

Первые птицы появляются в юрский период. Размножались не только количественно, но и в разнообразные виды. У одного вида птиц рождались птенцы со своими особенностями, которые давали начало новому виду птиц, у которых в свою очередь появлялись птенцы, не совсем на них похожие. Так развивался многообразный мир живых существ. В некоторые моменты были совершенно удивительные метаморфозы.

Палеонтологи знают многие экземпляры разных ступеней в развитии птиц и ни одного промежуточного вида между ними: это птеродактили, археоптериксы и совершенно развившиеся птицы.

Птеродактили - это полуптицы, полурептилии. Это ящер, у которого сильно развились пальцы лап и между ними появились пленки, как у летучей мыши. Но следующее поколение, сохранившее тот же длинный позвоночник, по обе стороны от которого выросли перья, резко отличается от предшественников. Туловище и крылья покрылись перьями, но на крыльях остались когти для цепляния за ветви.

Голова археоптерикса - морда зверя, унаследованная от птеродактиля, с острыми крупными зубами и мягкими губами. И только в следующем поколении отпадает позвоночный хвост и голова становится головой птицы с клювом.

Наступает последняя эра - неозойская. Она включает в себя третичный и ледниковый (четвертичный) периоды. Человек появляется к концу ледникового периода. Именно в неозойскую эру появились млекопитающие. Это почти современный нам мир животных. Фауну того времени можно в некоторой степени увидеть в Африке, которой не коснулся ледник.

Самым большим вопросом является для многих вопрос об обезьянах. Большинство ученых склонны считать, что обезьяна никоим образом не может быть предшественником человека; но некоторые говорят, что должен быть какой-то общий предок. Но этого общего предка пока не нашли.

Геохронологическая таблица Земли

Кости динозавров и удивительных вымерших животных находили в разные эпохи человеческой истории. В отсутствии науки по найденным костям складывали легенды о великанах или драконах. Изучить по палеонтологическим находкам основные этапы развития жизни на Земле смогли только современные люди с развитием науки.

Образование Земли

Наша планета сформировалась около 4,5 млрд. лет назад из звёздной пыли и твёрдых частиц. С увеличением гравитации Земля стала притягивать обломки и камни из космоса, которые падали на поверхность, постепенно разогревая планету. Со временем верхний слой уплотнился и стал остывать. Горячая мантия поддерживает тепло до сих пор, не давая Земле превратиться в глыбу льда.

Долгое время планета находилась в безжизненном состоянии. Атмосфера была наполнена различными газами и не содержала кислорода. Благодаря выбросу большого количества пара из недр Земли и гравитации стали образовываться плотные облака. Интенсивные дожди способствовали возникновению Мирового океана, в котором зародилась жизнь.

Рис. 1. Формирование Земли.

Кислород появился в атмосфере с появлением первых фотосинтезирующих растений.

Этапы развития

Жизнь на Земле связана с геологическими эонам и эрами. Эон - это крупный отрезок геологической истории, объединяющий несколько эр. В свою очередь эры подразделяются на периоды. Для каждой эры характерно индивидуальное развитие животного и растительного мира, которое часто зависело от климата, состояния земной коры, подземной деятельности.

Рис. 2. Эры геологической истории Земли.

Более детальное описание эонов представлено в таблице основных этапов развития жизни на Земле.

ТОП-1 статья которые читают вместе с этой

В школе нас учили, что жизнь появилась на Земле случайно в «первобытном бульоне» несколько (1,5-3) миллиардов лет назад, после чего, постепенно развиваясь, дошла такого многообразия, которое мы видим сейчас. Хотя и не обнаружено ни одного случая самозарождения жизни, но эволюционисты под обаянием своей «религии» готовы поверить в любую нелепицу, только бы не признать сотворение жизни Богом.

Еще в XIX столетии Л.Пастер установил великую истину - «Все живое от живого». Для того, чтобы отвергнуть ее как ведущую к «поповским бредням», довелось подгонять факты под необходимую гипотезу.

Цель была достигнута, и сейчас во всех учебниках приведено описание эксперимента Стенли Миллера, который якобы доказал, что жизнь на Земле зародилась случайно.

В чем же суть того эксперимента? С.Миллер в 1953 г. пропустил через смесь подогретых газов (водяного пара, метана, аммиака и водорода) электрический коронарный разряд. В результате каждого цикла образовывалось ничтожное количество жидкости, скапливающегося в накопителе. Спустя неделю скопилось достаточно много вещества, чтобы возможно было провести анализ этой жидкости, в которой обнаружили несколько самых простых аминокислот (из которых сложены белки) и других органических соединений. Утверждали, что это якобы подтвердило гипотезу Опарина о самовозникновении жизни на Земле.

Как правило, однако, забывают, что в эксперименте использовали накопитель, которого не существовало в природе и без которого те же электрические разряды уничтожили бы предполагаемую «протожизнь» на корню. Этот процесс такой же продуктивный, как попытка построить дом, для которого конвейер выпускает кирпичи, сразу же разбиваемые молотом. Забывают, что аминокислоты и даже белки - это далеко еще не жизнь. Забывают, что основное в клетке - это генетический код, а его происхождение это глубочайшая тайна для эволюционистов.

Следует отметить, что исходные посылки Миллера об отсутствии в первичной атмосфере Земли кислорода неправильны: обнаружено, что 70 % атмосферного кислорода имеет абиогенное происхождение (о чем свидетельствует существование докембрийских сернистых железняков), а это означает, сам процесс образования аминокислот не мог произойти, потому как они окислились бы до простейших газов.

Эволюционисты не могут объяснить также наличие в живой клетке только левовращающихся аминокислот: ведь наличие хотя бы одного правовращающегося (оптически) изомера делает белок безжизненным. В эксперименте же Миллера обоих этих изомеров было получено по 50 % каждого, а значит, даже вероятность случайного синтеза нужных аминокислот мизерна.

Вообще эволюционисты вместо того, чтобы объяснить появление конкретного организма, начинают рассказывать о некой фантастической химере - «протоклетке», которую никто никогда в глаза не видел. Это и понятно. Ведь сложность самой «примитивной» клетки такова, что ее и сейчас не могут не то что синтезировать, а даже воскресить лучшие мировые ученые со всей своей передовой техникой. Каким же «умником» надо быть, чтобы поверить, что неразумная, мертвая материя «случайно» смогла породить жизнь!

Приведем ряд оценок вероятности самопроизвольного зарождения жизни. Фред Хойл привел такие данные: «Если подсчитать, сколько комбинаций аминокислот вообще возможны при образовании ферментов, вероятность их случайного появления путем беспорядочного перебора оказывается меньше чем 1 на 10 40000 ». И это только вероятность образования ферментов - лишь некоторых элементов клетки!

Марсель Голе утверждал, что для появления простейшей самовоспроизводящейся системы надо, чтобы в строгой последовательности произошло 1 500 случайных событий, каждое из которых имеет вероятность 1 из 2-х. Значит, вероятность случайного появления наипростейшей жизни (а не существующей ныне - т. к. все известные науке простейшие организмы гораздо более сложные, чем гипотетическая система, для которой оценивалась вероятность случайного возникновения) будет равна одному шансу из 10 450 . Это, конечно, практически равно нулю, потому как любое событие, имеющее вероятность меньшую, чем 1 шанс из 10 50 , признается нереальным.

Таким образом, жизнь, конечно, появилась только от Живого, а отрицающий это только подтверждает верность слов пророка Давида об интеллектуальном состоянии атеиста («Сказал безумец в сердце своем: «нет Бога»» (Пс. 13, 1)). Стоит только поучиться таковой силе их убежденности - как верят они в то, что абсолютно безумно и глупо для любого, имеющего трезвый разум!

Как появились живые существа на Земле?

Изначально Церковь учила, что Бог создал во дни творения все роды живых существ. Потом они развивались под предводительством живых логосов твари, которые направляли их к цели. Но они никогда не выходят из пределов изначально сотворенных родов. Опыт всей истории человечества наглядно подтвердил эту истину, и удивительные примеры приспособленности живых существ к условиям своего существования всегда рассматривали в качестве телеологического доказательства бытия Божия.

Теория эволюции предполагает непрекращающееся самопроизвольное усложнение системы живых организмов, повседневный же опыт показывает, скорей, обратное. Все во Вселенной, оставленное на самотек, устремляется к хаосу, а не к порядку (оставьте ведро на улице и оно в скорости не эволюционирует в что-то новое, а заржавеет). Именно это и говорит второе начало термодинамики. Оно запрещает эволюцию.

Этот закон относится как к открытым, так и к закрытым системам, и хаотический приток энергии Солнца отнюдь не уменьшает, а, наоборот, увеличивает энтропию (меру хаотичности системы). Хороший пример действия хаотической энергии это попадание бешеного слона в посудную лавку или бомбы в склад со стройматериалами. Ясно, что от этого не появится ни нового здания, ни роскошной вазы.

Для того, чтобы энергия смогла усложнить систему, потребуется, чтобы был механизм ее преобразования и необходимая информация для этого процесса. Иначе энтропия не уменьшится, а увеличится.

Понимая, что этот закон природы явно противоречит эволюции, часто начинают утверждать, что пример кристаллизации воды показывает возможность самоусложнения жизни. Но следует заметить, что этот пример не подходит, потом как он сопровождается уменьшением энергии системы, потому что энергетический потенциал воды выше, чем у льда. Наоборот, энергетический потенциал белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот выше, чем у веществ, их составляющих. Таким образом, второй закон термодинамики остается в силе и для снежинок, и для жизни. Потому эволюция, вне всякого сомнения, невозможна.

Для каждого ясно, что если не ухаживать за садом, он переродится в дикий, а не станет еще более плодоносным и не превратится в ельник; если не поддерживать чистоту собачьей породы, то она превратится в дворняжку, а не в медведя, и т. п. Таким образом, одного этого возражения достаточно для того, чтобы был снят с повестки дня вопрос об эволюции.

Теория эволюция, как было сказано раньше, противоречит также и математике, потому как вероятность случайного появления любого организма практически равна нулю. «Нет смысла обсуждать цифры, - писал Л.Берг, - при такой вероятности требуемой мутации за все время существования Вселенной не смог бы развиться ни один сложный признак». Следовательно, и математика ставит на эволюционной гипотезе могильный крест.

В 1960-х годах обнаружили, что все живое от бактерии до человека имеет одинаковый генетический код. «То есть, - пишут даже эволюционисты, - если бы жизнь на Земле появилась и развивалась по Дарвину, генокод одного организма был отличен от другого». Но это не так. Вообще следует заметить, что абсолютно невероятно случайное появление сразу двух взаимосвязанных алфавитов (а то, что генетический код - алфавит, это ясно, потому как он имеет все признаки знаковой информации). Это равносильно тому, как если бы мы, взяв томик Шекспира, решили, что это плод случайной самоорганизации неживой природы.

Одно из самых ярких свидетельств того, что эволюция никогда не происходила, это полное отсутствие переходных форм в окаменелостях. Креационисты уверяют, что все осадочные породы появились в дни Ноева потопа, но даже если бы это было и не так, в них не находили переходных форм. В отложениях найдены остатки около 250 000 видов, представленных десятками миллионов экземпляров. Но практически все они являются самостоятельными видами, а не «недоделанными формами».

В особенности ярким примером, необъяснимым в рамках теории эволюции, является так называемый «кембрийский взрыв», когда геологически неожиданно «появляются» десятки тысяч видов беспозвоночных, которые без изменений сохранились до наших дней. Нет до сих пор ни одного свидетельства наличия у этих животных эволюционных предков.

И таких примеров множество: нет предков у позвоночных, насекомых, динозавров, да и практически у всех современных видов.

Эволюционисты утверждают, что у них не хватает материалов для анализа и что не все осадочные породы обследованы, но это только попытка ухватиться утопающему за соломинку. Джордж утверждает, к примеру: «Больше нет смысла жаловаться на бедность материала раскопок. Число найденных остатков огромно, мы обнаруживаем их больше, чем возможем исследовать».

Мало кто знает, что странное окаменевшее существо археоптерикс, которое частенько приводят в качестве примера переходной формы между рептилиями и птицами (потому что оно имеет черты обоих классов), в действительности не содержит в себе ни одной из решающих переходных структур, способных положить конец сомнениям - перья полностью сформированы, и крылья - уже крылья. У этого существа когти повернуты назад, и конечности его изогнуты, как у птиц, сидящих на ветвях. И если бы кто-либо попытался восстановить это существо, оно ни в коем случае не было бы похоже на бегущего динозавра с перьями.

«1984 год — в Техасе были обнаружены ископаемые останки птиц. Их возраст по определению эволюционистов на «миллионы лет» превышает возраст, приписываемый археоптериксу. И эти птицы ничем не отличаются от современных».

Некоторые из ныне живущих существ (к примеру, утконос) тоже представляют собой смесь черт, которые возможно найти у разных классов. Странное маленькое существо, у которого мех - как у млекопитающего, клюв - как у утки, хвост - как у бобра, ядовитые железы - как у змеи, яйца он откладывает, как рептилия, хотя детенышей вскармливает грудью - вот удачный пример такой «мозаики». Однако это вовсе не «перепутье» между любыми двумя из перечисленных созданий.

Это всеобщее отсутствие промежуточных форм справедливо тоже и для так называемой «эволюции человека». Просто удивительно, как много «предков» приписывают человеку. Трудно проследить все изменяющиеся и чередующиеся заявления по этому поводу, но последнее столетие ясно показало, что любой громко прославляемый «предок» тут же забывается, стоило только появиться очередному «кандидату» на его роль. На сегодняшний день на эту роль претендуют австралопитеки, из которых наиболее известно ископаемое «Люси».

Изучение разных белков животных и сравнение их между собою показало, что эволюция не шла так, как ей советуют идти ученые, думавшие, что смогут по биохимическим часам определить возраст ответвления данного вида от эволюционного дерева. Больше того, оказалось, что разница в строении белков между совершенно разными видами абсолютно одинакова.

Эволюционная теория не дает хоть какого-то объяснения тому. как могли появиться, к примеру, глаз или крыло, устройство которых и связь со всем остальным организмом делает невозможной жизнь «недоделанного предка». К примеру, если бы у некоего животного случайно появился бы глаз, то это было бы попросту бессмысленным без соответствующего изменения головного мозга и всей системы поведения животного, и все это должно было произойти моментально. При этом мутация должна «постигнуть» сразу не менее двух особей, потому как иначе признак тотчас исчез бы. Это явно невозможно!

Причем надо помнить, что 99,99 % мутаций вредны или даже смертельны для организма. А естественный отбор явно не имеет плана и направления. Потому сам механизм, предложенный Дарвином, подходит только для микро эволюции, которую не отрицают и сторонники сотворения, но никак не объясняет образование более крупных таксонов, таких как семейство, род, отряд или класс.

Благодаря ДНК, в каждом живом организме содержится программа (набор инструкций, подобный перфоленте или рецепту), которая точно определяет, будет это, например, аллигатор или пальма. Ну а для человека эта программа определяет, будут у него голубые или карие глаза, прямые или вьющиеся волосы и т. д.

Сама по себе ДНК, подобно беспорядочному набору букв, не содержит какой-то биологической информации; и только когда химические «буквы», составляющие ДНК, выстраиваются в определенной последовательности, они несут в себе информацию, которая, будучи «прочитана» сложным клеточным механизмом, контролирует строение и работу организма.

Эта последовательность не появляется из «внутренних» химических свойств веществ, составляющих ДНК - точно так же, как молекулы чернил и бумаги не могут случайным образом собраться в определенное сообщение. Особенная последовательность каждой молекулы ДНК образуется только потому, что молекула формируется под руководством поступающих «извне» инструкций, содержащихся в ДНК родителей.

Теория эволюции учит, что относительно простое существо, как, к примеру, одноклеточная амеба, становится гораздо более сложным по строению - например, как лошадь. Хотя даже простейшие из известных одноклеточных существ невообразимо сложны, они явно не содержат столько же информации, сколько, скажем, лошадь. Они не содержат специфических инструкций о том, как создать глаза, уши, кровь, мозг, кишечник, мускулатуру. Потому продвижение от состояния А до состояния В потребовало бы многих шагов, каждый из которых сопровождался бы возрастанием информации, информационным кодированием новых структур, новых функций - гораздо более сложных.

Если бы обнаружили, что подобные - ведущие к увеличению информации - изменения пусть нечасто, но все же происходят, это вполне резонно возможно было бы использовать в поддержку аргумента, что рыба в действительности может стать философом, если дать ей для этого достаточно времени. Но в действительности те многочисленные незначительные изменения, которые мы наблюдаем, не сопровождаются увеличением информации - они вовсе не годятся для подтверждения теории эволюции, потому как имеют противоположную направленность.

Живой организм запрограммирован на передачу этой информации, то есть на изготовление собственной копии. ДНК мужчины копируется и передается через клетки сперматозоидов, а ДНК женщины - через яйцеклетки. Таким образом информация отца и матери копируется и передается следующему поколению. Каждый из нас содержит внутри своих клеток две параллельные длинные «цепочки» информации - одна от матери, другая от отца (представьте бумажную ленту со знаками азбуки Морзе - точно так же и ДНК «читается» сложным механизмом клеток).

Причина, по которой родные братья и сестры не похожи друг на друга, заключена в том, что эта информация по-разному комбинируется. Такая перегруппировка или рекомбинация информации приводит ко множеству вариаций в любой популяции - будь то человек, растение или животное.

Представьте комнату, полную собак - потомков одной и той же пары. Некоторые из них будут выше, некоторые ниже. Но этот нормальный вариативный процесс не привносит новой информации - вся информация уже была представлена в исходной паре. Потому если собаковод отбирает собак пониже, сводит их в пары, потом выбирает самую низкую особь из помета - не удивительно, что со временем появляется новый тип собаки - низкорослый. Но при этом не привнесено никакой новой информации. Он попросту отобрал собак, которых хотел (тех, что по его мнению наиболее подходили для передачи генов), и отверг остальных.

В действительности, начиная только с низкорослой породы (а не смеси высоких и низких особей), никакие сколь угодно долгие скрещивания и отбор не приведут к появлению высокорослой вариации, потому как часть «высокорослой» информации в этой популяции уже будет утрачена.

«Природа» также может «выбирать» одних и отвергать других - в определенных условиях внешней среды одни более годны для выживания и передачи информации, чем другие. Естественный отбор может предпочесть одну информацию или привести к уничтожению другой, но он не способен создавать какую бы то ни было новую информацию.

В теории эволюции роль создания новой информации отводится мутациям - случайным ошибкам, происходящим при копировании информации. Такие ошибки происходят и передаются по наследству (потому что новое поколение копирует информацию с поврежденной копии). Такое повреждение передается дальше, и где-то по пути может произойти новая ошибка, и таким образом мутационные дефекты имеют тенденцию накапливаться. Это явление известно как проблема нарастания мутационной нагрузки, или генетическая перегрузка.

У человека известны тысячи таких генетических дефектов. Они-то и вызывают такие наследственные заболевания, как серповидная клеточная анемия, кистозный фиброз, талассемия, фенилкетонурия… Не удивительно, что случайные изменения чрезвычайно сложного кода способны вызывать заболевания и функциональные нарушения.

Эволюционисты знают, что подавляющее большинство мутаций или вредны, или представляют из себя бессмысленный генетический «шум». Но их вероучение требует, чтобы обязательно существовали «восходящие» случайные мутации. В действительности известна только крошечная горстка мутаций, которые облегчают организму выживание в данной среде.

Безглазые рыбы в пещерах лучше выживают, потому что не подвержены глазным заболеваниям или повреждениям глаз; бескрылые жуки хорошо чувствуют себя на обдуваемых ветром морских скалах, потому что они реже сдуваются и тонут.

Но потеря глаз, потеря или повреждение информации, необходимой для производства крыльев, - это, как ни посмотри, дефект - повреждение функционального узла механизма.

Такие изменения, даже «полезные» с точки зрения выживания, вызывают вопрос - где мы можем увидеть хотя бы один пример настоящего возрастания информации - нового кодирования для новых функций, новых программ, новых полезных структур? Нет смысла искать контраргумент в стойкости насекомых к инсектицидам - почти в каждом случае до того, как человек начал разбрызгивать инсектицид, несколько особей из популяции насекомых уже имели информацию, которая обеспечивала сопротивляемость.

В действительности, когда москиты, не способные к сопротивляемости, погибают, а популяция восстанавливается от выживших, то определенное количество информации, носителями которой было погибшее большинство, уже отсутствует у выжившего меньшинства и, соответственно, навсегда утрачено для данной популяции.

Когда мы рассматриваем наследственные изменения, происходящие у живых организмов, мы видим или неизменную информацию (рекомбинированную разными способами), или поврежденную или утраченную (мутация, вымирание), но никогда не видим ничего такого, что возможно было бы квалифицировать как истинное информационно «восходящее» эволюционное изменение.

Теория информации вкупе со здравым смыслом убеждают, что когда информация передается (а в этом и заключается воспроизводство), она или остается неизменной, или утрачивается. Плюс добавляется бессмысленный «шум». Как в живых, так и в неживых системах настоящая информация никогда не возникает и не увеличивается сама по себе.

Соответственно, когда мы рассматриваем биосферу - все ее живые организмы - в целом, мы видим, что общее количество информации уменьшается со временем по мере последовательного получения новых и новых копий. Следовательно, если проделать обратный путь - из настоящего в прошлое - информация, по всей вероятности, будет возрастать. Потому как этот обратный процесс невозможно продолжать до бесконечности (не существовало бесконечно сложных организмов, живших бесконечно давно), мы неизбежно приходим к моменту, когда эта сложная информация имела начало.

Сама по себе материя (как утверждает истинная наука, основанная на наблюдениях) не порождает такой информации, потому единственная альтернатива - что в какой-то момент некий внешний по отношению к системе творящий разум упорядочил материю (как делаете вы, когда записываете предложение) и запрограммировал все изначальные виды растений и животных. Это программирование предков современных нам организмов должно было произойти чудесным или сверхъестественным образом, потому как законы природы не создают информации.

Это вполне соответствует утверждению из Библии о том, что Господь сотворил организмы, чтобы те размножались «по роду их». К примеру, предполагаемый «род собаки», сотворенный с большим количеством встроенных вариаций (и без изначальных дефектов) мог изменяться путем простой рекомбинации изначальной информации, чтобы породить волка, койота, динго и т. д.

Естественный отбор способен только «отбирать и сортировать» эту информацию (но не создать новую). Различия между потомками и без добавления новой информации (и следовательно, без эволюции) могут оказаться достаточно большими, чтобы обеспечить им возможность быть названными разными видами.

Способ, которым из популяции дворняг путем искусственного отбора выводят подвиды (породы домашних собак), помогает понять это. Каждый подвид несет в себе только часть изначального объема информации. Вот почему невозможно вывести дога из чи-хуа-хуа - необходимой информации в популяции уже нет.

Таким же образом «род слона», возможно, был «разделен» (путем естественного отбора на основе изначально созданной информации) на африканского слона, индийского слона, и мастодонта (два последних вида уже вымерли).

Очевидно, однако, что этот тип изменений может действовать только в пределах изначальной информации данного рода; этот тип изменения /образования видов никак не ведет к поступательному превращению амебы в рыбу, потому как он не является информационно «восходящим» - новая информация не добавляется. Подобное «истощение» генофонда может быть названо «эволюция», но оно даже отдаленно не напоминает тот тип изменений (с добавлением информации), который как правило имеют в виду, употребляя этот термин.

Ясно, что эволюции не было и не могло быть. Но существует ряд так называемых «доказательств» эволюции, которые очень смущают верующих.

В качестве примеров якобы происходившей эволюции чаще всего приводят предполагаемое развитие лошади. Утверждают, что из четырехпалого предка (Нугаcotherium) с течением времени образовалась современная однопалая лошадь. Но почему-то забывают сказать, что вся эта цепочка «предков» не найдена в одном месте, а разбросана по всему миру. Более того, современные лошади жили в тот же период, что и так называемые «примитивные» лошади. Значит, они не являются «целью» развития пралошадей.

Удивительно также «изменение» у этих животных количества ребер. Вначале их было 18, после 15, потом 19 и в конце концов снова 18. Подобные вариации наблюдаются и в количестве поясничных позвонков. А сам же «первопредок» оказался действительно предком… современных бурундуков.

Потому и хранитель музея естественной истории в Чикаго д-р Дэвид Рауп написал в статье, опубликованной в музейном «Бюллетене»: «В свете полученной информации потребовался пересмотр или даже отказ от представлений, касающихся классических случаев… таких как эволюция лошади в Северной Америке». То же самое возможно сказать и о целеканте, существующем поныне «предке земноводных», и о «предках млекопитающих» и т.д.

Другим аргументом, приводимым в пользу эволюции, является сходство устроения органов различных живых существ, якобы говорящее об их родстве.

Но богословие блестяще объясняет этот факт. В основание мира Творцом положены идеи, которые образуют иерархию бытия и возводят его к Слову. Они и проявляются через премудрое устройство твари. Творец, как премудрый художник и конструктор, использовал один принцип для устройства живых существ, обитающих в похожих условиях.

Да и само устройство, к примеру, руки или глаза говорит явно о Творце, а не о хаотической эволюции. Следует отметить, что если бы сходство обуславливалось родством, то все гомологичные органы происходили бы из одинакового генетического и эмбрионального материала. Но это не так! Существует также необъяснимое для эволюционистов явление - задние и передние конечности хотя и образуются из разного эмбрионального материала, но имеют одинаковый план. Случайно это возникнуть явно не могло!

Таким же образом, не прибегая к эволюционизму, необходимо объяснять и существование разных типологических групп - классов, отрядов и т. д. Это - отражение в веществе невещественной иерархии идей Творца, которые и устраивают всю иерархию чувственно постигаемой твари, имеющей своим венцом человека. Этим хорошо объясняется знаменитое сходство в эмбриональном развитии у всех позвоночных. Все они как бы стремятся к человеку, через которого они призваны получить освящение от Творца, ибо Он «все покорил под ноги его».

Вопрос о том, когда на Земле появилась жизнь, всегда волновал не только ученых, но и всех людей. Ответы на него

практически всех религий. Хотя точного научного ответа на него до сих пор нет, некоторые факты позволяют высказать более или менее обоснованные гипотезы. В Гренландии исследователями был найден образец горной породы

с крошечным вкраплением углерода. Возраст образца более 3,8 млрд лет. Источником углерода, скорее всего, было какое-то органическое вещество – за такое время оно полностью утратило свою структуру. Ученые полагают, что этот комочек углерода может быть самым древним следом жизни на Земле.

Как выглядела первобытная Земля?

Перенесемся на 4 млрд лет назад. Атмосфера не содержит свободного кислорода, он находится только в составе окислов. Почти никаких звуков, кроме свиста ветра, шипения извергающейся с лавой воды и ударов метеоритов о поверхность Земли. Ни растений, ни животных, ни бактерий. Может быть, так выглядела Земля, когда на ней появилась жизнь? Хотя эта проблема издавна волнует многих исследователей, их мнения на этот счет сильно различаются. Об условиях на Земле того времени могли бы свидетельствовать горные породы, но они давно разрушились в результате геологических процессов и перемещений земной коры.

В этой статье мы кратко расскажем о нескольких гипотезах возникновения жизни, отражающих современные научные представления. Как считает известный специалист в области проблемы возникновения жизни Стэнли Миллер, о возникновении жизни и начале ее эволюции можно говорить с того момента, как органические молекулы самоорганизовывались в структуры, которые смогли воспроизводить самих себя. Но это порождает другие вопросы: как возникли эти молекулы; почему они могли самовоспроизводиться и собираться в те структуры, которые дали начало живым организмам; какие нужны для этого условия?

Согласно одной из гипотез жизнь началась в кусочке льда. Хотя многие ученые полагают, что присутствующий в атмосфере углекислый газ обеспечивал поддержание тепличных условий, другие считают, что на Земле господствовала зима. При низкой температуре все химические соединения более стабильны и поэтому могут накапливаться в больших количествах, чем при высокой температуре. Занесенные из космоса осколки метеоритов, выбросы из гидротермальных источников и химические реакции, происходящие при электрических разрядах в атмосфере, были источниками аммиака и таких органических соединений, как формальдегид и цианид. Попадая в воду Мирового океана, они замерзали вместе с ней. В ледяной толще молекулы органических веществ тесно сближались и вступали во взаимодействия, которые приводили к образованию глицина и других аминокислот. Океан был покрыт льдом, который защищал вновь образовавшиеся соединения от разрушения под действием ультрафиолетового излучения. Этот ледяной мир мог растаять, например, при падении на планету огромного метеорита (рис. 1).

Чарлз Дарвин и его современники полагали, что жизнь могла возникнуть в водоеме. Этой точки зрения многие ученые придерживаются и в настоящее время. В замкнутом и сравнительно небольшом водоеме органические вещества, приносимые впадающими в него водами, могли накапливаться в необходимых количествах. Затем эти соединения еще больше концентрировались на внутренних поверхностях слоистых минералов, которые могли быть катализаторами реакций. Например, две молекулы фосфатальдегида, встретившиеся на поверхности минерала, реагировали между собой с образованием фосфорилированной углеводной молекулы – возможного предшественника рибонуклеиновой кислоты (рис. 2).

А может быть, жизнь возникла в районах вулканической деятельности? Непосредственно после образования Земля представляла собой огнедышащий шар магмы. При извержениях вулканов и с газами, высвобождавшимися из расплавленной магмы, на земную поверхность выносились разнообразные химические вещества, необходимые для синтеза органических молекул. Так, молекулы угарного газа, оказавшись на поверхности минерала пирита, обладающего каталитическими свойствами, могли реагировать с соединениями, имевшими метильные группы, и образовывать уксусную кислоту, из которой затем синтезировались другие органические соединения (рис. 3).

Впервые получить органические молекулы – аминокислоты – в лабораторных условиях, моделирующих те, что были на первобытной Земле, удалось американскому ученому Стэнли Миллеру в 1952 г. Тогда эти эксперименты стали сенсацией, и их автор получил всемирную известность. В настоящее время он продолжает заниматься исследованиями в области предбиотической (до возникновения жизни) химии в Калифорнийском университете. Установка, на которой был осуществлен первый эксперимент, представляла собой систему колб, в одной из которых можно было получить мощный электрический разряд при напряжении 100 000 В.

Миллер заполнил эту колбу природными газами – метаном, водородом и аммиаком, которые присутствовали в атмосфере первобытной Земли. В колбе, расположенной ниже, было небольшое количество воды, имитирующей океан. Электрический разряд по своей силе приближался к молнии, и Миллер ожидал, что под его действием образуются химические соединения, которые, попав затем в воду, прореагируют друг с другом и образуют более сложные молекулы.

Результат превзошел все ожидания. Выключив вечером установку и вернувшись на следующее утро, Миллер обнаружил, что вода в колбе приобрела желтоватую окраску. То, что образовалось, оказалось бульоном из аминокислот – строительных блоков белков. Таким образом этот эксперимент показал, как легко могли образоваться первичные ингредиенты живого. Всего-то и нужны были – смесь газов, маленький океан и небольшая молния.

Другие ученые склонны считать, что древняя атмосфера Земли отличалась от той, которую моделировал Миллер, и состояла, скорее всего, из углекислого газа и азота. Используя эту газовую смесь и экспериментальную установку Миллера, химики попытались получить органические соединения. Однако их концентрация в воде была такой ничтожной, как если бы растворили каплю пищевой краски в плавательном бассейне. Естественно, трудно себе представить, как могла возникнуть жизнь в таком разбавленном растворе.

Если действительно вклад земных процессов в создание запасов первичного органического вещества был столь незначителен, то откуда оно вообще взялось? Может быть, из космоса? Астероиды, кометы, метеориты и даже частицы межпланетной пыли могли нести на себе органические соединения, включая аминокислоты. Эти внеземные объекты могли обеспечить попадание в первичный океан или небольшой водоем достаточного для зарождения жизни количества органических соединений.

Последовательность и временной интервал событий, начиная от образования первичного органического вещества и кончая появлением жизни как таковой, остается и, наверное, навсегда останется загадкой, волнующей многих исследователей, равно как и вопрос, что. собственно, считать жизнью.

В настоящее время существует несколько научных определений жизни, но все они не точны. Одни из них настолько широки, что под них попадают такие неживые объекты, как огонь или кристаллы минералов. Другие – слишком узки, и в соответствии с ними мулы, не дающие потомства, не признаются живыми.

Одно из наиболее удачных определяет жизнь как самоподдерживающуюся химическую систему, способную вести себя в соответствии с законами дарвиновской эволюции. Это значит, что, во-первых, группа живых особей должна производить подобных себе потомков, которые наследуют признаки родителей. Во-вторых, в поколениях потомков должны проявляться последствия мутаций – генетических изменений, которые наследуются последующими поколениями и обуславливают популяционную изменчивость. И в-третьих, необходимо, чтобы действовала система естественного отбора, в результате которого одни особи получают преимущество перед другими и выживают в изменившихся условиях, давая потомство.

Какие же элементы системы были необходимы, чтобы у нее появились характеристики живого организма? Большое число биохимиков и молекулярных биологов считают, что необходимыми свойствами обладали молекулы РНК. РНК – рибонуклеиновые кислоты – это особенные молекулы. Одни из них могут реплицироваться, мутировать, таким образом передавая информацию, и, следовательно, они могли участвовать в естественном отборе. Правда, они не способны сами катализировать процесс репликации, хотя ученые надеются, что в недалеком будущем будет найден фрагмент РНК с такой функцией. Другие молекулы РНК задействованы в “считывании” генетической информации и передаче ее на рибосомы, где происходит синтез белковых молекул, в котором принимают участие молекулы РНК третьего типа.

Таким образом самая примитивная живая система могла быть представлена молекулами РНК, удваивающимися, подвергающимися мутациям и подверженными естественному отбору. В ходе эволюции на основе РНК возникли специализированные молекулы ДНК – хранители генетической информации – и не менее специализированные молекулы белка, взявшие на себя функции катализаторов синтеза всех известных в настоящее время биологических молекул.

В некий момент времени “живая система” из ДНК, РНК и белка нашла приют внутри мешочка, образованного липидной мембраной, и эта более защищенная от внешних воздействий структура послужила прототипом самых первых клеток, давших начало трем основным ветвям жизни, которые представлены в современном мире бактериями, археями и эукариотами. Что касается даты и последовательности появления таких первичных клеток, то это остается загадкой. Кроме того, по простым вероятностным оценкам для эволюционного перехода от органических молекул к первым организмам не хватает времени – первые простейшие организмы появились слишком внезапно.

В течение многих лет ученые полагали, что жизнь вряд ли могла возникнуть и развиваться в тот период, когда Земля постоянно подвергалась столкновениям с большими кометами и метеоритами, а завершился этот период примерно 3,8 млрд лет тому назад. Однако недавно в самых древних на Земле осадочных породах, найденных в юго-западной части Гренландии, были обнаружены следы сложных клеточных структур, возраст которых составляет по крайней мере 3,86 млрд лет. Значит, первые формы жизни могли возникнуть за миллионы лет до того, как прекратилась бомбардировка нашей планеты крупными космическими телами. Но тогда возможен и совсем другой сценарий (рис. 4).

Падавшие на Землю космические объекты могли сыграть центральную роль в возникновении жизни на нашей планете, так как, по мнению ряда исследователей, клетки, подобные бактериям, могли возникнуть на другой планете и затем уже попасть на Землю вместе с астероидами. Одно из свидетельств в пользу теории внеземного происхождения жизни было обнаружено внутри метеорита, по форме напоминающего картофелину и названного ALH84001. Первоначально этот метеорит был частичкой марсианской коры, которая затем была выброшена в космос в результате взрыва при столкновении огромного астероида с поверхностью Марса, происшедшего около 16 млн лет назад. А 13 тыс. лет назад после длительного путешествия в пределах Солнечной системы этот осколок марсианской породы в виде метеорита приземлился в Антарктике, где и был недавно обнаружен. При детальном исследовании метеорита внутри него были обнаружены палочковидные структуры, напоминающие по форме окаменелые бактерии, что дало повод для бурных научных споров о возможности жизни в глубине марсианской коры. Разрешить эти споры удастся не ранее 2005 г., когда Национальное управление по аэронавтике и космическим исследованиям США осуществит программу полета на Марс межпланетного корабля для отбора проб марсианской коры и доставки образцов на Землю. И если ученым удастся доказать, что микроорганизмы когда-то населяли Марс, то о внеземном возникновении жизни и о возможности занесения жизни из Космоса можно будет говорить с большей долей уверенности (рис. 5).

Рис. 5. Наше происхождение от микробов.

Что мы унаследовали от древних форм жизни? Приведенное ниже сравнение одноклеточных организмов с клетками человека выявляет много черт сходства.

1. Половое размножение Две специализированные репродуктивные клетки водорослей – гаметы, – спариваясь, образуют клетку, несущую генетический материал от обоих родителей. Это удивительно напоминает оплодотворение яйцеклетки человека сперматозоидом.

2. Реснички Тоненькие реснички на поверхности одноклеточной парамеции колышутся подобно крошечным веслам и обеспечивают ей движение в поисках пищи. Похожие реснички устилают дыхательные пути человека, выделяют слизь и задерживают чужеродные частицы.

3. Захват других клеток Амеба поглощает пищу, окружая ее псевдоподией, которая образуется выдвижением и удлинением части клетки. В организме животного или человека амебовидные кровяные клетки похожим образом выдвигают псевдоподию, чтобы поглотить опасную бактерию. Этот процесс назван фагоцитозом.

4. Митохондрии Первые эукариотные клетки возникли, когда амеба захватила прокариотные клетки аэробных бактерий, которые превратились в митохондрии. И хотя бактерии и митохондрии клетки (поджелудочной железы) не слишком похожи, у них одна функция – вырабатывать энергию в процессе окисления пищи.

5. Жгутики Длинный жгутик сперматозоида человека позволяет ему двигаться с большой скоростью. Бактерии и простейшие эукариоты тоже имеют жгутики с похожим внутренним строением. Он состоит из пары микротрубочек, окруженной девятью другими.

Эволюция жизни на Земле: от простого к сложному

В настоящее время, да, наверное, и в будущем, наука не сможет дать ответ на вопрос, как выглядел самый первый организм, появившийся на Земле, – предок, от которого берут начало три основные ветви древа жизни. Одна из ветвей – эукариоты, клетки которых имеют оформленное ядро, содержащее генетический материал, и специализированные органеллы: митохондрии, вырабатывающие энергию, вакуоли и др. К эукариотным организмам относятся водоросли, грибы, растения, животные и человек.

Вторая ветвь – это бактерии – прокариотные (доядерные) одноклеточные организмы, не имеющие выраженного ядра и органелл. И наконец, третья ветвь – одноклеточные организмы, именуемые археями, или архебактериями, клетки которых имеют такое же строение, как и у прокариот, но совсем другую химическую структуру липидов.

Многие архебактерии способны выживать в крайне неблагоприятных экологических условиях. Некоторые из них являются термофилами и обитают только в горячих источниках с температурой 90 °С и даже выше, где другие организмы попросту погибли бы. Превосходно чувствуя себя в таких условиях, эти одноклеточные организмы потребляют железо и серусодержащие вещества, а также ряд химических соединений, токсичных для других форм жизни. По мнению ученых, найденные термофильные архебактерии являются крайне примитивными организмами и в эволюционном отношении – близкими родственниками самых древних форм жизни на Земле.

Интересно, что современные представители всех трех ветвей жизни, наиболее похожие на своих прародителей, и сегодня обитают в местах с высокой температурой. Исходя из этого, некоторые ученые склонны считать, что, вероятнее всего, жизнь возникла около 4 млрд лет тому назад на дне океана вблизи горячих источников, извергающих потоки, богатые металлами и высокоэнергетическими веществами. Взаимодействуя друг с другом и с водой стерильного тогда океана, вступая в самые разнообразные химические реакции, эти соединения дали начало принципиально новым молекулам. Так, в течение десятков миллионов лет в этой “химической кухне” готовилось самое большое блюдо – жизнь. И вот около 4,5 млрд лет тому назад на Земле появились одноклеточные организмы, одинокое существование которых продолжалось весь докембрийский период.

Всплеск эволюции, давший начало многоклеточным организмам, произошел гораздо позже, немногим более полумиллиарда лет назад. Хотя размеры микроорганизмов столь малы, что в одной капле воды могут поместиться миллиарды, масштабы проведенной ими работы грандиозны.

Полагают, что первоначально в земной атмосфере и Мировом океане не было свободного кислорода, и в этих условиях жили и развивались лишь анаэробные микроорганизмы. Особым шагом в эволюции живого было возникновение фотосинтезирующих бактерий, которые, используя энергию света, превращали углекислый газ в углеводные соединения, служащие пищей для других микроорганизмов. Если первые фотосинтетики выделяли метан или сероводород, то появившиеся однажды мутанты начали вырабатывать в процессе фотосинтеза кислород. По мере накопления кислорода в атмосфере и водах анаэробные бактерии, для которых он губителен, заняли бескислородные ниши.

В древних ископаемых остатках, найденных в Австралии, возраст которых исчисляется 3,46 млрд лет, были обнаружены структуры, которые считают останками цианобактерий – первых фотосинтезирующих микроорганизмов. О былом господстве анаэробных микроорганизмов и цианобактерий свидетельствуют строматолиты, встречающиеся в мелководных прибрежных акваториях не загрязненных соленых водоемов. По форме они напоминают большие валуны и представляют интересное сообщество микроорганизмов, живущее в известняковых или доломитовых породах, образовавшихся в результате их жизнедеятельности. На глубину нескольких сантиметров от поверхности строматолиты насыщены микроорганизмами: в самом верхнем слое обитают фотосинтезирующие цианобактерии, вырабатывающие кислород; глубже обнаруживаются бактерии, которые до определенной степени терпимы к кислороду и не нуждаются в свете; в нижнем слое присутствуют бактерии, которые могут жить только в отсутствие кислорода. Расположенные в разных слоях, эти микроорганизмы составляют систему, объединенную сложными взаимоотношениями между ними, в том числе пищевыми. За микробной пленкой обнаруживается порода, образующаяся в результате взаимодействия остатков отмерших микроорганизмов с растворенным в воде карбонатом кальция. Ученые считают, что когда на первобытной Земле еще не было континентов и лишь архипелаги вулканов возвышались над поверхностью океана, мелководье изобиловало строматолитами.

В результате жизнедеятельности фотосинтезирующих цианобактерий в океане появился кислород, а примерно через 1 млрд лет после этого он начал накапливаться в атмосфере. Сначала образовавшийся кислород взаимодействовал с растворенным в воде железом, что привело к появлению окислов железа, которые постепенно осаждались на дне. Так в течение миллионов лет с участием микроорганизмов возникли огромные залежи железной руды, из которой сегодня выплавляется сталь.

Затем, когда основное количество железа в океанах подверглось окислению и уже не могло связывать кислород, он в газообразном виде ушел в атмосферу.

После того как фотосинтезирующие цианобактерии создали из углекислого газа определенный запас богатого энергией органического вещества и обогатили земную атмосферу кислородом, возникли новые бактерии – аэробы, которые могут существовать только в присутствии кислорода. Кислород им необходим для окисления (сжигания) органических соединений, а значительная часть получаемой при этом энергии превращается в биологически доступную форму – аденозинтрифосфат (АТФ). Этот процесс энергетически очень выгоден: анаэробные бактерии при разложении одной молекулы глюкозы получают только 2 молекулы АТФ, а аэробные бактерии, использующие кислород, – 36 молекул АТФ.

С появлением достаточного для аэробного образа жизни количества кислорода дебютировали и эукариотные клетки, имеющие в отличие от бактерий ядро и такие органеллы, как митохондрии, лизосомы, а у водорослей и высших растений – хлоропласты, где совершаются фотосинтетические реакции. По поводу возникновения и развития эукариот существует интересная и вполне обоснованная гипотеза, высказанная почти 30 лет назад американским исследователем Л.Маргулисом. Согласно этой гипотезе митохондрии, выполняющие функции фабрик энергии в эукариотной клетке, – это аэробные бактерии, а хлоропласты растительных клеток, в которых происходит фотосинтез, – цианобактерии, поглощенные, вероятно, около 2 млрд лет назад примитивными амебами. В результате взаимовыгодных взаимодействий поглощенные бактерии стали внутренними симбионтами и образовали с поглотившей их клеткой устойчивую систему – эукариотную клетку.

Исследования ископаемых останков организмов в породах разного геологического возраста показали, что на протяжении сотен миллионов лет после возникновения эукариотные формы жизни были представлены микроскопическими шаровидными одноклеточными организмами, такими как дрожжи, а их эволюционное развитие протекало очень медленными темпами. Но немногим более 1 млрд лет назад возникло множество новых видов эукариот, что обозначило резкий скачок в эволюции жизни.

Прежде всего это было связано с появлением полового размножения. И если бактерии и одноклеточные эукариоты размножались, производя генетически идентичные копии самих себя и не нуждаясь в половом партнере, то половое размножение у более высокоорганизованных эукариотных организмов происходит следующим образом. Две гаплоидные, имеющие одинарный набор хромосом половые клетки родителей, сливаясь, образуют зиготу, имеющую двойной набор хромосом с генами обоих партнеров, что создает возможности для новых генных комбинаций. Возникновение полового размножения привело к появлению новых организмов, которые и вышли на арену эволюции.

Три четверти всего времени существования жизни на Земле она была представлена исключительно микроорганизмами, пока не произошел качественный скачок эволюции, приведший к появлению высокоорганизованных организмов, включая человека. Проследим основные вехи в истории жизни на Земле по нисходящей линии.

1,2 млрд лет назад произошел взрыв эволюции, обусловленный появлением полового размножения и ознаменовавшийся появлением высокоорганизованных форм жизни – растений и животных.

Образование новых вариаций в смешанном генотипе, возникающем при половом размножении, проявилось в виде биоразнообразия новых форм жизни.

2 млрд лет назад появились сложноорганизованные эукариотные клетки, когда одноклеточные организмы усложнили свое строение за счет поглощения других прокариотных клеток. Одни из них – аэробные бактерии – превратились в митохондрии – энергетические станции кислородного дыхания. Другие – фотосинтетические бактерии – начали осуществлять фотосинтез внутри клетки-хозяина и стали хлоропластами в клетках водорослей и растений. Эукариотные клетки, имеющие эти органеллы и четко обособленное ядро, включающее генетический материал, составляют все современные сложные формы жизни – от плесневых грибов до человека.

3,9 млрд лет назад появились одноклеточные организмы, которые, вероятно, выглядели, как современные бактерии, и архебактерии. Как древние, так и современные прокариотные клетки устроены относительно просто: они не имеют оформленного ядра и специализированных органелл, в их желеподобной цитоплазме располагаются макромолекулы ДНК – носители генетической информации, и рибосомы, на которых происходит синтез белка, а энергия производится на цитоплазматической мембране, окружающей клетку.

4 млрд лет назад загадочным образом возникла РНК. Возможно, что она образовалась из появившихся на первобытной земле более простых органических молекул. Полагают, что древние молекулы РНК имели функции носителей генетической информации и белков-катализаторов, они были способны к репликации (самоудвоению), мутировали и подвергались естественному отбору. В современных клетках РНК не имеют или не проявляют этих свойств, но играют очень важную роль посредника в передаче генетической информации с ДНК на рибосомы, в которых происходит синтез белков.

А.Л. Прохоров
По материалам статьи Ричарда Монастерски
в журнале National Geographic, 1998 г. No 3