Зарождение жизни [Руслан Рустемович Габдуллин] (pdf) читать онлайн

Книга в формате pdf! Изображения и текст могут не отображаться!


 [Настройки текста]  [Cбросить фильтры]

БИБЛИОТЕКА ШКОЛЬНИКА

Ш вй %

ВСЕ, ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ Я Ц
ВСЕ, О ЧЕМ ИНТЕРЕСНО ЧИТАТЬ!
, '■

ДОИЩРИИГСШ
/WHOrlD
БИБЛИОТЕКА ШКОЛЬНИКА

ОЛМА Медиа Групп
2013

УДК 087.5:56(031)
ББК 28.1
3-35

3-35

Зарождение жизни. —М .: ОЛМА Медиа Групп, 2013. — 62 [2] с .:
ил. — (Библиотека школьника).
ISBN 978-5-373-05820-9
Книга «Зарождение жизни» в увлекательных и информативных очер­
ках расскажет о событиях, происходивших миллионы и миллионы лет на­
зад: об истории возникновения жизни на Земле и о самых первых живых
существах.
УДК 0 8 7 .5 :5 6 (0 3 1 )
Б Б К 28.1

ISBN 978-5-373-05820-9

О ЗАО «ОЛМА Медиа Групп»,
оригинал-макет, издание, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Как зародилась жизнь?................................................................ 4
Счастливая случайность.............................................................. 6
...Или закономерность?...............................................................10
Характеристика докембрийского времени............................ 18
Земля и другие планеты Солнечной системы......................... 22
Кислородная интоксикация......................................................27
Всплеск жизни............................................................................29
Маленькие против больших......................................................32
Заключение................................................................................. 37
Характеристика периодов. Кембрий, ордовик, силур............ 40
Кембрийское м о р е.................................................................... 46
Холод и смерть в ордовике....................................................... 49
Подводная охота.........................................................................54
Микроскопические сражения...................................................60
Заключение................................................................................. 63

Как зародилась жизнь?
М о ж е т ли случиться так, что чело­
век, ничего не понимающий в технике,
совершенно случайно, долго и разно­
образно комбинируя детали, соберёт из
них... работающий телевизор? Трудно
представить, но чудеса случаются. А те­
перь попробуем так.- может ли один теле­
визор собрать другой телевизор? «Чушь!
Невозможно!» — скажете вы.
От большого и сложного телевизора
переведём свой взгляд (предварительно
вооружившись микроскопом с много­
кратным усилением) на самое простое
одноклеточное существо — бактерию.
Эта невидимая человеческому глазу
крошка не так-то примитивна, как мож­
но подумать. Она образована длинной
Разнообразие одноклеточных.

5

Бактерия.

самые первые? Точного ответа на этот
вопрос не существует.
У астрономов и геологов почти нет
расхождений во взглядах на образование
нашей Вселенной. Можно лишь спорить
о времени, длительности и конкретных
механизмах этого процесса. Жизнь, по
всей видимости, возникла уже после об­
разования нашей Вселенной. И наверня­
ка процесс её зарождения во многом был
похож на механизмы образования Все­
ленной, но только в несравнимо меньшем
масштабе. Но это всё слова ни о чём и не
могут нам помочь в выяснении величай­
шей тайны. Людям ещё предстоит найти
ответы на многие вопросы — например,
как и «кто» собрал первую живую клетку
или она всё-таки «собралась» сама? При
каких обстоятельствах во Вселенной за­
родилась жизнь? Случайный это процесс
или закономерный?

Как зародилась жизнь?

цепочкой органических молекул и при
этом способна сама воспроизводить
себя, т. е. размножаться. Получается, что
маленькая бактерия в несопоставимое
число раз сложнее телевизора. В поль­
зу её сложности говорит и такой факт:
если телевизор, как и любой механизм,
может работать без каких-то деталек
(пусть даже при этом возникнут пробле­
мы с цветом или звуком), то бактерия —
нет. Только «собранная» на все 100%, она
будет полноценным жизнеспособным
организмом.
Если одна из самых примитивных
форм жизни на самом деле так сложно
устроена, что уж говорить о более со­
вершенных и развитых организмах. Бо­
лее-менее понятно и представимо, как
в процессе эволюционного развития из
простых существ со временем появи­
лись более сложные, но как же возникли

Счастливая случайность...
Д о п у с т и м , что образование жизни —
случайность. Во Вселенной 1023 звёзд.
Пока мы достоверно знаем, что только
на одной планете (Земле) и только в од­
ной системе (Солнечной) есть жизнь.
Если учёным совершенно точно станет
известно, что больше нигде во Вселен­
ной жизни нет, то можно будет поверить
в счастливое стечение обстоятельств.
Тогда стоит признать, что всем нам
очень сильно повезло, ведь шансы слу­
чайного возникновения даже микроско­
пической, но в действительности очень

сложно устроенной жизнеспособной
бактерии ничтожно малы.
Учёные предполагают, что около 10%
планет во Вселенной отчасти похожи
на нашу, а это значит, что жизнь на них
может или могла существовать либо —
кто знает? — появится в будущем. И если
хотя бы на одной планете удастся найти
следы жизни, нам придётся полностью
пересмотреть свои взгляды на возник­
новение и существование жизни в на­
шей Вселенной. Ведь жизнь перестанет
считаться уникальным, исключительно

Планеты Солнечной системы: Марс, Земля, Венера.

7

Счастливая случайность...

«земным» явлением. Тогда предстоит
найти объяснение феномену широкого
распространения жизни и начать рас­
суждать на различные темы, например:
«Появилась ли жизнь везде одновремен­
но?» или «Может ли жизнь кочевать с
планеты на планету?»
Но сначала нужно ответить на другой
вопрос: почему жизнь есть на Земле, но
её нет на планетах, находящихся в не­
посредственной (по космическим мер­
кам) близости к ней, — Марсе и Венере?
Некоторые исследователи заявляют: воз­
можно, она там была, но потом исчезла.
И если будут найдены следы прошлой
жизни на Марсе или Венере — не говоря
уж о доказательствах жизни, существую­
щей сейчас, — тогда зарождение жизни
на Земле перестанет выглядеть случай­
ным событием, и придётся признать, что
есть некая закономерность, которой мы
не понимаем.
На основе анализа эволюции нашей
Вселенной, галактики Млечный Путь и
Солнечной системы учёные высказы­
вают мнение, что жизнь во Вселенной
может существовать по крайней мере
последние 13 млрд лет. Другое дело, в
какой форме она существует. Живое на
Земле и живое на других планетах мо­
гут сильно различаться — всё зависит от
условий окружающей среды. Например,
если сила тяжести на некоторой обита­
емой планете окажется больше, чем на
Земле, то все населяющие её существа
будут вынуждены «распластаться» по
поверхности. Вероятно, они обзаве­
дутся приземистым широким телом с
короткими бочонкообразными конеч­
ностями. Или выберут другую страте­
гию — «сделают» себе червеподобное
тело или станут похожи на многоножку.
Наоборот, на планете со слабой грави­
тацией наверняка будут жить существа
очень высокого роста с тонкими ко­
нечностями (как в фильме «Аватар»).
Вселенная может содержать в себе со­
ставные части для зарождения жизни
или живых организмов. Известно, что
в ней существует по меньшей мере 94
элемента, а всё живое состоит из со­
единений только четырёх элементов —
кислорода, водорода, углерода и азота.

Сванте Аррениус.

То есть теоретически во Вселенной есть
всё для возникновения жизни, а значит,
она могла быть принесена на Землю из
космоса. Ещё в конце XIX в. шведский
физик и химик Сванте Аррениус пред­
положил, что на Землю с метеоритами
или кометами были занесены споры
микроорганизмов, рассеянных по всей
Вселенной. Это учение позднее полу­
чило название «гипотеза панспермии»
(от греч. pan — «всё» и sperma — «семя»).
Последние исследования не обнару­
жили в космосе бактерий или вирусов,
однако аминокислоты, спирты, углево­
дороды и другие соединения, способ­
ные образовать первичные организмы,
присутствуют в метеоритах и кометах,
а также в космической пыли, в обилии
выпадающей на Землю. А в некоторых
метеоритах найдено нечто, похожее на
окаменелости — так называемые про­
блематичные окаменелости, — в кото­
рых ряд учёных «опознают» споры рас­
тений или грибов, водоросли или даже
остатки членистоногих.

Счастливая случайность...

8

«Звёздный десант»: фантастика или
реальность?

Если допустить правоту теории пан­
спермии, то метеорит со «звёздным де­
сантом» должен был упасть в воду или
снег — т. е. на планете уже должна была
быть вода, «колыбель жизни». Почему?
Да потому, что живые организмы, упади
метеорит на раскалённую, дымящуюся
планету, вряд ли смогли бы уцелеть. Кос­
мический пришелец попросту утонул
бы в лаве и расплавился. А вот при паде­
нии метеорита в воду или снег шансы за­
рождения жизни резко возрастают. Вода
или снег могли частично амортизиро­
вать удар и погасить скорость небесного
гостя. Кроме того, разогретая от трения
в атмосфере поверхность метеорита
при контакте с водой или снегом мгно­
венно бы треснула из-за перепада темпе­
ратур и раскрылась, как скорлупа ореха,
высвободив ту часть, в которой после
длительного перелёта могла бы сохра­
ниться жизнь. А главное, эти условные
живые клетки попали бы в водную сре­
ду, где сумели бы не только выжить, но и
размножиться.
Сторонники гипотезы панспермии
предполагают, что жизнь, однажды
возникнув где-то в глубине космоса,
«кочевала» из одной звёздной систе­
мы в другую. Возможно, на той плане­
те, где она первоначально появилась,
сейчас её уже нет, да и Земля — лишь

промежуточная остановка в долгом
космическом путешествии жизни. Это
не исключает возможности её сущес­
твования и в других мирах, где в силу
благоприятных обстоятельств она
могла сохраниться до нынешнего мо­
мента. Очевидно, что те, кто убеждён
в верности этой гипотезы, не считают
жизнь уникальным явлением. Иными
словами, они полагают, что жизнь рано
или поздно может появиться на любой
планете — если туда попадёт «звёздный
десант» и если там имеются подходя­
щие для жизни условия. Подтвержде­
нием этой гипотезы могло бы стать
обнаружение в разных звёздных систе­
мах жизни или её следов — и при этом
все организмы должны иметь один ге­
нетический код. Именно это означало
бы, что все живые организмы во Все­
ленной — родственники.
А если обнаружатся организмы, име­
ющие разный генетический код? В та­
ком случае возможны два объяснения.
Первое — что существовало несколько
точек возникновения жизни, а потом и
несколько маршрутов её расселения. На
какую-то планету могли попасть бакте­
рии из разных мест, но выжили только
одни. Однако, с учётом безграничности
Вселенной, стоит признать, что шан­
сы одновременного занесения жизни
из разных мест на одну и ту же планету
практически ничтожны. Более вероят­
но, что эти события происходили не
одновременно и «опоздавшие» колонис­
ты не нашли себе места на уже обжитой
планете (и, как следствие, погибли); так­
же возможно, что они оказались на уже
безжизненном небесном теле, на руинах
экосистемы, погибшей в результате ка­
кой-то биологической катастрофы.
Другое объяснение разности генети­
ческих кодов может быть таким. Вдруг
процесс зарождения жизни не случайный,
вероятностный, а имеет некоторый меха­
низм, пока нам непонятный? Или жизнь
появляется при определённых условиях,
складывающихся на планете, и, таким
образом, является их закономерным ре­
зультатом? Следовательно, необходимо
выяснить, что это за условия и при каких
обстоятельствах они возникают.

9

Тихоходка.
мы жизни? Именно это обстоятельство
и является весомым аргументом против
такого сценария. Однако сторонники те­
ории «звёздного десанта» допускают, что
внутри или на поверхности тела червей
или тихоходок могли быть бактерии, раз­
нообразные паразитарные организмы,
споры растений или грибов.
Существует и гипотеза искусственной
панспермии. Её сторонники спрашивают:
что мешало каким-нибудь высокоразви­
тым существам «от скуки» или с целью
эксперимента отправить «звёздный де­
сант» в глубины Вселенной? До каждой
ли планеты долетел контейнер с «посе­
ленцами» или это была выборочная меж­
галактическая «посевная» — остаётся
только гадать, впрочем, как и о составе
«звёздного десанта» или способе его
транспортировки.
Ледяные черви Аляски.

Счастливая случайность...

Звездный десант
Если первые живые организмы приле­
тели на Землю из космоса — какими они
были? Традиционно считается, что это
могли быть самые простые существа —
например, бактерии. И со временем в
ходе эволюции от них произошли более
прогрессивные и сложно устроенные ор­
ганизмы: растения, грибы и животные.
Это самый простой сценарий.
Некоторые учёные на роль организ­
мов, принесённых из космоса на Землю,
предлагают необычных животных — ти­
хоходок. Это крошечные (до 1 мм дли­
ной), примитивно устроенные беспозво­
ночные с одной парой глаз и четырьмя
парами ног. Они невероятно живучи и
способны жить в интервале температур
от -2 7 3 до +150 °С. Тихоходки активны в
воде, а при высыхании впадают в спячку,
которая может длиться несколько веков!
Самым древним найденным остаткам
65 млн лет, но, без сомнения, эти сущест­
ва гораздо более древние.
Другими животными-«десантниками»
могут быть ледяные черви, обитающие
в горных ледниках Аляски и арктической
Канады. Они способны обходиться без
пищи в течение двух лет, а при заморажи­
вании не погибают и могут годами ждать
потепления хотя бы до 0 °С, выдерживая
неограниченное количество циклов замо­
раживания и размораживания.
Однако беспозвоночные и черви —
это уже очень высокий уровень раз­
вития. Если бы из космоса прилетели
столь сложно устроенные существа, то
как возникли более примитивные фор-

...Или закономерность?
И
ж Атак,

предположим, что жизнь на
нашей планете возникла автономно,
независимо от той, которая, вероятно,
существует во Вселенной, при благопри­
ятном стечении обстоятельств. Это яв­
ление может быть как уникальным (если
нигде, кроме Земли, жизни нет), так и
повторяющимся (если на других плане­
тах будут найдены следы жизни с другим
генетическим кодом), но в любом случае
это принципиально другой сценарий,
отличный от всех возможных вариантов
панспермии.
Попробуем выстроить цепочку собы­
тий, которые могли привести к появле­
нию жизни на нашей планете. Во-пер­
вых, на Земле должны были возникнуть
Возможно, «новорождённая» Земля
выглядела именно так.

исходные компоненты для «приготовле­
ния» жизни — различные органические
соединения, а во-вторых — сложиться
условия, при которых из этих компо­
нентов образовались бы первые живые
организмы.
Автономное зарождение жизни на
Земле могло произойти только после
образования на её поверхности воды,
так как известные нам самые примитив­
ные формы жизни, например однокле­
точные растения — водоросли и про­
стейшие животные, — живут в воде, или,
точнее, в жидкости. Вода — это не обя­
зательно океан, озеро или река. Одной
капли в почве или под камнем будет до­
статочно. Известно, что вода появилась
на нашей планете около 4 —3,5 млрд лет
назад, а приблизительно 3,8—3,5 млрд
лет назад возникли первые бактерии.

11

А. И. Опарин и его коллега за работой
в лаборатории.

образования аминокислот на древней
Земле. В аппарате Миллера — Юри была
воссоздана протоатмосфера из метана,
аммиака, водорода и паров воды, а также
протогидросфера из дистиллированной
воды. Через эту смесь пропускали раз­
ряды электрического тока, имитировав­
шие разряды молний. Через несколько
дней в «протоокеане» обнаружились
аминокислоты.
Однако многие учёные сочли резуль­
таты, полученные Миллером и Юри,
недостоверными, и дальнейший анализ
эксперимента подтвердил это. Образо­
вавшиеся аминокислоты Миллер и Юри
сразу же изолировали с помощью меха­
низма «холодного капкана» (холодиль­
ника), который вряд ли существовал в
природе. Состав первичной атмосферы
в опыте был некорректен. Дальнейшие
исследования показали, что атмосфера
должна была состоять из азота, двуоки­
си углерода и водяного пара, которые
не столь благоприятны для образова­
ния органических молекул. Позднее
американские учёные повторили опыт
Миллера по приведённому автором
описанию с новым составом протоат­
мосферы, но не добились успеха. Ещё
позже выяснилось, что в состав древ-

Или закономерность?

В 1923 г. русский академик А. И. Опа­
рин опубликовал свою гипотезу о про­
исхождении живых существ из мёртвых,
безжизненных веществ. Ход его рассуждений был следующим. В результате
взаимодействия извергнутых из недр
огненно-жидких карбидов (соединений
углерода и железа) с паром протоатмо­
сферы образовались углеводороды, ко­
торые сначала существовали в протоат­
мосфере в газообразном состоянии. Во
время «великого дождя», когда на Землю
выпала вода и другие охладившиеся ве­
щества, вместе с водой в новом океане
оказались и углеводороды. Углеводоро­
ды вступали друг с другом в химические
реакции, пока случайно не образовались
белки — более сложные органические
вещества, из которых построены живые
организмы.
Белковые вещества при смешивании
их растворов могут образовывать мел­
кие капли, или коацерваты. Они обла­
дают очень простым и неустойчивым
внутренним строением, но способны
улавливать из окружающего их раствора
другие вещества, за счет чего увеличива­
ются в размере и весе. Скорость роста и
дальнейшая судьба таких капель была не
одинакова: одни распадались на состав­
ные части, давая материал для строи­
тельства новых, другие оказались более
устойчивы. Капли активно поглощали
окружающий их органический матери­
ал и были вынуждены вести конкурент­
ную борьбу друг с другом. Так в резуль­
тате естественного отбора возникли
самые примитивные организмы — про­
стейшие живые существа.
Современные исследования показа­
ли малую вероятность такой последо­
вательности событий, поэтому гипотеза
А. И. Опарина в настоящее время всерьёз
не рассматривается. Главным её недо­
статком является то, что коацерваты не­
льзя считать живыми, потому что они не
могут «по своей воле» размножаться.
В 195 3 г. аспирант Чикагского универ­
ситета Стэнли Миллер и его учитель из­
вестный химик Гарольд Юри с помощью
экспериментальной установки смоде­
лировали условия зарождения жизни.
Они хотели доказать возможность само-

Или закономерность?

12

Схема экспериментальной установки
Миллера — Юри.

ней атмосферы входил и кислород в
количествах хотя и незначительных, но
вполне достаточных для разрушения
(окисления) рождающихся аминокис­
лот. Если бы в опыте был использован
кислород, то метан превратился бы в
двуокись углерода и воду, а аммиак — в
азот и воду и никаких аминокислот не
получилось бы вовсе.
Несмотря на все замечания, гипоте­
за Опарина и эксперимент Миллера —
Юри сыграли важную роль в изучении
тайны зарождения жизни. Во всяком
случае, стало совершенно очевидно,
что жизнь может возникнуть только на
геологически активной планете, недра
которой горячи. Горячие недра вызыва­
ют движение крупных участков земной
коры и вулканическую деятельность,
рельеф постоянно изменяется, а атмо­
Углерод — удивительный элемент.
Это и невероятно твёрдый алмаз, и мяг­
кий графит, имеющие один и тот же хи­
мический состав, одну и ту же формулу.
Разные физические свойства этих двух
веществ определяются разным спосо­
бом группировки атомов, что напомина­
ет строительство принципиально разных
сооружений из одного и того же матери­
ала. Например, из одинакового количес­
тва брёвен можно построить приземис­
тый крепкий сруб или высокую ажурную
башню.

сфера и гидросфера насыщаются раз­
личными химическими соединениями.
Растворы и газы из глубин планеты по­
ступают на её поверхность, и происхо­
дят разнообразные реакции между ними
и горными породами, что в итоге может
создать условия для образования живого
организма из множества исходных ор­
ганических соединений.
Но обсудим состав живого вещест­
ва. Несмотря на всё разнообразие форм
жизни, живые клетки (элементарные
системы жизни) разных организмов по
химическому составу почти одинаковы.
В среднем в килограмме живой ткани
можно найти 650 г кислорода, 180 г уг­
лерода, 100 г водорода и 30 г азота, при
этом по количеству атомов лидирует во­
дород (48%), затем идёт кислород (25%),
потом — углерод (24%) и, наконец, —
азот (2%). 1% количества атомов и 40 г
массы — это микроэлементы, такие как
фосфор (Р), сера (S), кальций (Са), калий
(К), магний (Mg), натрий (Na), железо
(Fe) и др. Атомы образуют химические
соединения, которые называют моле­
кулами. Дтя жизни наиболее важным
элементом является углерод, который
может образовывать самые различные
химические соединения, в том числе и
длинные цепочки молекул.
Если рассматривать состав клетки
или живой ткани уже с позиции веществ
(т. е. соединений молекул), то от 75 до
95% приходится на воду (Н20 ), около
1% — на минеральные соли, а всё осталь­
ное — на органику, которая представле-

13
пасают её в виде крахмала). Ещё углево­
ды — строительный материал: это цел­
люлоза у растений и хитин у насекомых.
Второй класс — это липиды, или
жиры, состоящие в основном из углеро­
да и водорода. Липиды нужны для обра­
зования клеточной мембраны и запаса­
ния энергии (жир).

Клеточная мембрана

Мембрана отграничила организм от
внешнего мира, и так возникла клетка.
Именно мембрана выполняет барьерную
функцию, т. е. отграничивает внутреннее
содержимое клетки. Кроме того, она при­
даёт определённую форму клетке и упо­
рядочивает её внутреннее содержимое.
Также важной функцией мембраны явля­
ется защита: она, как ворота замка, изби­
рательно что-то пропускает внутрь или
выпускает наружу. Мембрана регулирует

импорт и экспорт веществ. Посредством
мембраны клетка может воспринимать
информацию о температуре, давлении,
составе окружающей среды и др. При вы­
пячивании мембраны происходит захват
другой клетки или крупного фрагмента
какого-либо питательного вещества. По
данным палеонтологов, мембрана по­
явилась около 3,8 млрд лет назад (через
200 млн лет после образования на Земле
воды).
Клеточная мембрана

Митохондрии

Рибосомы

• •

••




*

Растительная клетка.

Цитоплазма
.

Или закономерность?

на четырьмя главными классами соеди­
нений. Первый из них — это углеводы
(например, обыкновенный сахар), кото­
рые могут быть образованы простыми
молекулами или их длинными цепочка­
ми. Расщепление углеводов даёт живому
организму энергию, которую при этом
можно запасать (например, растения за­

Или закономерность?

14

Молекулярная структура белка.

Третий класс — это белки, представ­
ляющие собой макромолекулы, обра­
зованные
цепочками
аминокислот.
Известно около 20 аминокислот, их раз­
личные комбинации дают разные бел­
ки. В одной макромолекуле может быть
от десятка до нескольких тысяч ами­
нокислот. Белки могут способствовать
биохимическим реакциям (ферменты)
или бороться с инфекциями (антите­
ла), выступать в качестве строительного
материала и выполнять много других
функций.
Ферменты (от лат. fermentum — «за­
кваска») — специфические вещества
белковой природы, присутствующие в
тканях и клетках всех живых организ­
мов и способные во много раз ускорять
протекающие в них химические реак­
ции. В результате этих реакций проис­
ходят образование, распад и прочие

Четвёртый класс — это макромоле­
кулы РНК (рибонуклеиновая кислота)
и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кис­
лота), образованные четырьмя типами
нуклеотидов. Цепочки РНК и ДНК опре­
деляют (кодируют) состав белков каж­
дого организма, а значит, и его уникаль­
ность. Это напоминает азбуку Морзе, в
которой последовательностью корот­
ких и длинных сигналов (точек и тире)
можно передать всё многообразие слов
всех языков мира. РНК и ДНК являются
хранителями и передатчиками генети­
ческой информации, т. е. индивидуаль­
ной сущности живого организма. РНК —
превращения белков, жиров, углево­
дов, нуклеиновых кислот, гормонов и
других соединений. Ферменты регули­
руют обмен веществ и энергии, а также
все жизненно важные процессы живых
организмов (дыхание, мышечное сокра­
щение, передача нервного импульса,
размножение и т. д.).

15

это более примитивная версия ДНК.
РНК, во-первых, несёт генетическую ин­
формацию, а во-вторых, является ката­
лизатором многих жизненных процес­
сов, например окисления. Постепенно
первая функция останется за ДНК, а вто­
рая отойдёт к белкам, т. е. РНК в какой-то
степени выполняет работу ДНК и белков.
Ключевую роль в возникновении
жизни должно было играть появление
РНК, из которой в дальнейшем возника­
ют живые клетки, имеющие ДНК. Опуб­
ликованная в 1986 г. в журнале «Nature»
гипотеза американского молекулярного
биолога, физика и биохимика, профес­
сора Гарвардского университета, лау­
реата Нобелевской премии по химии
(1980 г.) У. Гилберта гласит, что самые
древние живые организмы состояли из
простых самовоспроизводящихся мо­
лекул РНК. Позднее эти организмы на­
учились синтезировать белки, ускоряв­
шие скорость воспроизведения, и жиры
(липиды), образовавшие мембрану, а
значит, и первую клетку. Затем функция
носителя генетической информации от
РНК перешла к ДНК. Отдельные стадии

Кристаллическая
решётка
кремния.

...Или закономерность?

Компьютерная модель структуры
ДНК.

этой гипотезы были экспериментально
проверены в лабораторных условиях.
Итак, большинство учёных сходятся
во мнении, что жизнь началась с РНК.
Однако как и где это произошло?
Водная среда неблагоприятна для
РНК, поскольку в воде она быстро разла­
гается. Однако установлено, что если это
соединение образуется на поверхности
глинистых минералов, то оно стано­
вится более устойчивым к воздействию
воды. В связи с этим родилась гипотеза,
отводящая глинам главную роль в про­
исхождении жизни.
Известно, что глина обладает пре­
красными чистящими свойствами (по­
этому, например, её используют в кос­
метологии). Минеральные глины имеют
пористую структуру, в которой много
пустот, и в этих пустотах застревают раз­
личные вещества. Глина, таким образом,
играет роль своеобразного фильтра. Ги­
потеза, сформулированная в 1986 г. шот­
ландским химиком А. Кернс-Смитом,
заключается в том, что к глинистым
минералам могли «прилипнуть» орга­
нические соединения — белки и нук­
леиновые кислоты, которые позднее, в
результате химических реакций между
собой, стали самостоятельно воспроиз-

водиться и эволюционировать. Глины
собрали вместе и «заперли» исходные
компоненты жизни, которым ничего
не оставалось, как взаимодействовать
друг с другом до тех пор, пока случай­
но не возник первый живой организм.
В 1988 г. немецкий химик Г. Вехтершойзер на роль таких «катализаторов» жиз­
ни предложил кристаллы пирита (FeS2).
Эта гипотеза долго оставалась толь­
ко умозаключением, до тех пор, пока
в конце 70-х гг. XX в. на дне океанов не
были открыты глубоководные оазисы
жизни. Они образовались вокруг под­
водных гидротермальных источников,
расположенных в глинистых породах и
группирующихся в центральных частях
срединно-океанических хребтов всех
океанов.
Здесь кипят вода и жизнь. Вода кипит
в прямом смысле слова, так как её тем­
пература здесь может достигать 300—
400 °С. Из жерла выбрасываются раз­
личные газы (например, углекислый) и
растворы, состав этих соединений напо­
минает древнюю атмосферу Земли. ПряПодводный гидротермальный источник —
«чёрный курильщик».

Кристалл
пирита.

17

мо у жерла в полной темноте на глубине
несколько километров ползают черви
и слепые крабы, плавают слепые рыбы
и живут удивительные животные — по­
гонофоры. Именно таким люди из ил­
люминатора глубоководного аппарата
увидели подводный оазис жизни посре­
ди холодного и почти необитаемого дна
Атлантического океана. Позднее, после
проведённых исследований, выясни­
лось, что всё вокруг подводных вулканов
населено примитивными археобактериями (или «древними бактериями»),
которые выдерживают температуру до
120 °С, а некоторые их виды предпочи­
тают жить в кислотных, насыщенных
сернистыми соединениями средах, где
нет кислорода.
Известно, что в жерлах подводных
вулканов при благоприятных услови­
ях может формироваться органическое
соединение — метанол, или метиловый
спирт (СН3ОН). Однако температура
воды в гидротермальных источниках
иногда достигает 400 °С, а метанол заки­
пает при 65 °С, после чего начинает раз­

Молекула
метанола.

Или закономерность?

Стюарт Кауфман.

лагаться на углекислый газ и водород.
Но теоретически стабильное существо­
вание метанола возможно, если на дне
океана есть вещества, способные защи­
тить его от перегрева. Такими вещества­
ми являются глины.
Геохимик Л. Уильямс из Университета
Аризоны (США) в своей лаборатории в
2005 г. провела эксперимент, в ходе ко­
торого были воссозданы условия среды
в районе подводного вулкана. В течение
длительного времени метанол накапли­
вался в пористой глине и, находясь под
её защитой, не подвергся термическому
разрушению. В конце концов произош­
ла реакция, в результате которой из ме­
танола возникли более сложные органи­
ческие соединения.
Сегодня гипотеза о зарождении жиз­
ни у подводных гидротермальных ис­
точников считается одной из наиболее
вероятных. А в числе новых гипотез —
теория американского биохимика С. Ка­
уфмана, сформулированная в 1993 г.
Кауфман доказал, что сложная группа по­
лимеров способна к самовоспроизведе­
нию как целое, даже если отдельные её
части к этому не способны. Но для этого
хотя бы некоторым полимерам из груп­
пы надо «уметь» делить полимер надвое
или соединять два полимера в один.
Появление на Земле первой живой
клетки можно считать второй револю­
цией в истории её развития после обра­
зования гидросферы.

Характеристика докембрийского
времени

J

Докембрий (или интервал геологи­
ческой истории Земли до кембрийского
периода) также называют криптозоем
или эрой скрытой жизни. Жизнь в до­
кембрии, безусловно, существовала, но
она не была такой заметной, как в фанерозое, или эре явной жизни, которая на­
чинается с кембрийского периода.
Граница докембрия и кембрия очень
важна для палеонтологов. Ведь именно в
кембрийском периоде появилась ракоРакушка —
«символ» кембрия.

вина, ракушка — наружный скелет, ко­
торый может сохраниться в ископаемом
состоянии, — иными словами, возник­
ло то, что составляет главный интерес
учёных-палеонтологов.

В последнее время появляются
данные, которые свидетельствуют
о более раннем времени появлении
наружного скелета, однако всё-таки
массовые его находки в ископаемом
состоянии известны в отложениях на­
чиная с кембрийских.

Отложения докембрийского периода в Северной
Америке — так называемый Канадский щит.

19

Докембрий охватывает 85% всей
геологической истории нашей пла­
неты. Науке это стало ясно в XX сто­
летии, и это открытие было поистине
потрясающей новостью. Дело в том,
что палеонтологи и геологи давно уже
понимали, какой слой древнее, а какой
моложе, но длительность образова­
ния этих слоёв, как и в целом истории
Земли, оставалась загадкой. Вместе с
открытием атома и последовавшим за
этим открытием радиоактивности на
помощь учёным пришёл метод абсо­
лютной геохронологии. Он основан
на том, что распад изотопов протека­
ет всегда с одинаковой скоростью и
не зависит от изменений окружающей
среды. И по соотношению количества
начальных (материнских) и конечных
(дочерних) продуктов реакции распа­
да можно установить геологический
возраст изучаемой породы. И таким
образом выяснилось, что геологичес­
кая история Земли насчитывает мил­
лиарды лет!

Докембрийские отложения очень ши­
роко распространены, они есть на всех
континентах, и в них сосредоточено
подавляющее большинство полезных
ископаемых. На отложения докембрия
очень сильно повлияли процессы движе­
ния тектонических плит, вулканическая
деятельность, поднимавшиеся «капли»
магмы — плюмы. Слои многократно сми­
нались в складки и рассекались геологи­
ческими разломами, по ним поднима­
лись перегретые вулканические газы или
подземные воды, каждый раз изменяя их
облик, или, как говорят геологи, метаморфизируя. Так что помимо осадочных и
магматических горных пород в отложе­
ниях докембрия широко распростране­
ны метаморфические, т. е. изменённые,
породы. Нередко они изменены настоль­
ко, что уже не представляется возмож­
ным установить, какими они были до
преобразования. Поэтому воссоздать са­
мую раннюю историю Земли невероятно
сложно. Многие геологи считают, что до­
кембрий практически непознаваем.

Х арактеристика докем бри йского врем ен и

Знаменитые Красные скалы в Аризоне (США) — известняковые
отложения докембрийского периода.

Х арактеристика докем брийского врем ени

20

Осадочные горные породы — поро­
ды, которые образуются на поверхности
Земли в результате действия различных
поверхностных процессов (например,
выветривания) и залегают в самой верх­
ней части земной коры. Именно здесь
добывается более 9 0 % всех полезных
ископаемых (в том числе 100% газа, не­
фти и каменного угля).

Докембрий принято делить на две
крупные части — архейский и проте­
розойский зоны. Нижняя граница архея точно не определена (около 4,0—
3,8 млрд лет назад), а граница между
археем и протерозоем соответствует
отметке 2,5 млрд лет назад. Архей, как
и протерозой, делится на две части —
нижнюю, или раннюю, и верхнюю, или
позднюю. В позднем протерозое выде­
лены рифей и венд.
Определить климат докембрия очень
сложно. Во-первых, сохранилось не так
много каменных свидетельств, по кото­
рым можно было бы реконструировать
условия окружающей среды. Во-вто­
рых — и в-главных, — состав атмосфе­
ры и гидросферы тогда был совершен­
но иным, не похожим на современный,
а значит, нынешние представления о

Месторождение нефти.
Магматические горные породы — по­
роды, которые образуются из магмы в
процессе её перемещения из глубоких
недр Земли в верхние горизонты и по­
следующего остывания, затвердевания
и кристаллизации.

климатических процессах к докембрию
практически неприменимы. Учёные
даже шутят: трудно в условиях сегодняш­
него дня говорить о погоде в те времена,
когда в ещё горячих лавовых берегах
текли реки кислоты, а в небе висели тучи
из ядовитых газов. Тем не менее по со­
хранившимся фрагментам геологичес­
кой летописи учёным удалось устано­
вить, что в конце докембрия (в позднем
протерозое) средняя общепланетарная
температура составляла 12—15 °С, что
несколько холоднее, чем сейчас («уве­
ренные» 15 °С). Возможно, это было
следствием массового «производства»
кислорода. Состав атмосферы и гидро­
сферы уже сделался близок к нынешне­
му, а значит, по современным минера­
лам и горным породам — индикаторам
палеогеографических условий можно

21

воссоздать тогдашние ландшафтно­
климатические условия. Кроме того,
поздний протерозой — время сущест­
вования многоклеточных форм жизни,
многие из которых хорошо сохраня­
ются в ископаемом состоянии и видны
невооружённым глазом. Они тоже мо­
гут быть использованы для определения
климатических условий среды.
Начало архея — начало геологичес­
кой истории Земли и время образования
гидросферы. Тогда в океанах появились
участки суши — вулканические острова.
Солнечные лучи почти не пробивались
к поверхности планеты сквозь плотную
пелену вулканических газов, а Луна была
ближе, чем сейчас (учёные установили,
что Луна постоянно удаляется, так как её
центробежная сила немного превосхо­
дит силу притяжения Земли). Близость
Луны вызывала чудовищные приливы
и отливы, когда дважды в сутки уровень
океана или моря колебался на десятки, а
то и сотни метров, а также сильные зем­
летрясения. В это же время значительно
ослабла метеоритная бомбардировка
планет земной группы и, по мере осты­
вания расплавленной планеты, возникла
древняя (первичная) земная кора. Она
двигалась, ломалась, как лёд во время ле­
дохода. Во второй половине архея сфор­
мировалось от 60 до 85% массы совре­
менной земной коры.

Океанский прилив и отлив.

Характеристика док ем бр и й ск ого врем ени

Скала Независимости в штате Вайоминг
(США) — пример формирований времен
архея.

В начале протерозоя образовался су­
перконтинент Пангея, или «всеобщая
Земля», объединявший все современные
материки. Он был окружён суперокеа­
ном Панталасса, или «всеобщая вода».
В течение протерозоя Пангея распалась,
а потом, в конце протерозоя (на грани­
це рифея и венда), в Южном полушарии
возник суперконтинент Гондвана, кото­
рый будет существовать всю палеозой­
скую эру. Гондвана объединяла большую
часть площади современных материков
Южного полушария — Южной Америки,
Африки, Антарктиды, Австралии, а также
полуострова Индостан.
Последний, венд, иногда на шкалах
времени помещают в составе палеозой­
ской эры перед кембрийским периодом.
Дело в том, что в венде уже появились
различные многоклеточные организмы,
которые благодаря удачному стечению
обстоятельств массово сохранились, не­
смотря на то что большинство из них не
имели раковины. Это лишь один из при­
меров постоянных передвижек и изме­
нений в шкале времени докембрия, и это
нормально: наука развивается, и новые
данные помогают учёным находить но­
вые объяснения тем или иным фактам.
А иногда для изучения истории Земли
следует посмотреть в телескоп на небо,
и вот почему..

JL дядя на современную Землю, трудно
представить, что когда-то наша планета
выглядела совсем по-другому — напри­
мер, как усеянные кратерами Луна, Мер­
курий или Марс. Следов того времени на
Земле почти не осталось. Они были поч­
ти полностью уничтожены эволюцией
верхних слоёв земной коры и их преоб­
разованием под воздействием живого
мира. На протяжении миллиардов лет
ветер, вода, сила движения и жар зем­
ных недр (т. е. геологические процессы:
выветривание, вулканизм и движение
тектонических плит), а позднее ещё и
корни растений и животные (т. е. собс­
твенно жизнь) разрушали и изменяли
каменную твердь, лишая учёных камен­
ных свидетельств далекого прошлого.
Вот и получается, что узнать раннюю
историю Земли можно, лишь изучив лик
ближайших к Земле планет.
Давным-давно — 4,2—3,9 млрд лет
назад — Земля подвергалась интенсив­
ным метеоритным бомбардировкам.
следов от падений метеоритов на
поверхности нашей планеты практи­
чески не осталось, зато их можно на­
блюдать на Луне, вся поверхность кото­
рой испещрена кратерами — следами
падения метеоритов. Причём кратеры
перекрывают друг друга, что говорит
о силе бомбардировки, — на Луне бук­
вально не осталось живого места. Эта
полностью покрыта слоем разгорных пород, называе­
мым реголитом. Именно в нём 20 июля
1969 г. оставил свой след первый челоЛуна до и после метеоритной
бомбардировки.

23

Полумесяц Луны вблизи.

век на Луне — американский астронавт
Нил Олден Армстронг. Такой, какой
увидел Луну Армстронг, была и Земля
около 4 млрд лет назад.
Следы колоссальной метеоритной
атаки можно найти и на Венере, по­
верхность которой также существенно
повреждена, несмотря на плотную ат­
мосферу, частично сдержавшую мощь
«космических пришельцев». На Венере
очень жарко и нет кислорода, а значит,
нет и жизни — сильнейшего рельефо­
образующего фактора, который мог бы
изменить облик планеты и скрыть следы
той бомбардировки. Марс слишком хо­
лодный, и в его атмосфере содержится
очень мало кислорода, поэтому он тоже
необитаем, и за последние несколько
миллиардов лет его поверхность слабо
изменилась.
Вначале Земля и Луна развивались
одинаково, однако позднее их пути ра­
зошлись. На Земле возникли атмосфера
и гидросфера, верхние пласты земной
коры до сих пор живы и приводят в дви­
жение обширные участки её поверх­
ности — плиты, которые, сталкиваясь
и расходясь, формируют континенты
и океаны. Скорость движения плит се-

годня составляет 1—2 см в год, и, скорее
всего, в геологическом прошлом плиты
перемещались с близкими к этим значе­
ниям скоростями. Несмотря на, казалось
бы, ничтожную скорость, облик планеты
постоянно меняется — ведь плиты дви­
гаются так последние 4 млрд лет! Недра
Земли до сих пор горячи и напоминают
о себе извержениями вулканов и земле­
трясениями. Луна же остыла и окамене­
ла и по причине слабого притяжения так
и не смогла сформировать атмосферу и
гидросферу — ведь именно силой тяжес­
ти на поверхности планеты удержива­
ются жидкость и газ, т. е. те самые гидро­
сфера и атмосфера. В противном случае
они улетучиваются в космос.
Активное исследование планет зем­
ной группы позволит точно воссоздать
историю развития нашей планеты, в том
числе историю зарождения и развития
жизни. Ведь даже если сейчас на ближай­
ших к Земле планетах жизни нет, это ещё
не значит, что её там не было или что со
временем она не появится. Кроме того,
можно попытаться провести экспери­
менты, чтобы оценить степень выжива­
емости некоторых форм земной жизни
на других планетах.

Земля и другие планеты С олнечной системы

Нил Армстронг на Луне. 20 июля 1969 г.

планеты Солнечной системы

24

Циркон.

«Свидетелей» столь ранней юности
Земли на планете почти не осталось.
Учёным известен найденный в Авс­
тралии древнейшийкристалл циркон
(ZrSi04), возраст которого методами
ядерной геохронологии определён в
3,96 млрд лет. Это единственное до­
стоверное каменное доказательство
факта существования Земли как плане­
ты в те времена — и условная отправ­
ная точка долгого пути её развития. Не
исключено, что однажды в распоряже­
ние учёных поступит какая-либо гор­
ная порода, которая окажется древнее
этого кристалла, но пока время «до
циркона» принято считать догеоло­
гическим, и его исследуют не геологи,
а астрономы. Однако и тем и другим
остаётся только догадываться о собы­
тиях, происходивших в невообразимо
далёкие времена.

25

Самые
известные
месторожде­
ния Курской магнитной аномалии —
в карьерах Стойленского и Лебе­
динского горно-обогатительных ком­
бинатов у города Старый Оскол в Бел­
городской области.

Поскольку на Земле не было кисло­
рода, то и накопление горных пород
и образование месторождений полез­
ных ископаемых происходило иначе,
чем сейчас. В отсутствие кислорода в
условиях восстановительной среды
возникли огромные залежи самород­
ного железа (до 90% мировых запасов),
которые сегодня ни за что не смогли
бы образоваться, поскольку довольно
быстро (по геологическим меркам)
окислились бы. Так сформировались
месторождения Курской магнитной
аномалии (КМА). Кроме железа в то
время образовалось 70% мировых за­
пасов урана, золота и никеля и 25% ре­
сурсов меди и марганца.
Месторождения Курской магнитной
аномалии.

и другие планеты Солнечна

Современная атмосфера Земли
состоит из воздуха — смеси азота
(78,08%) и кислорода (20,95%), а также
водяного пара, углекислого и ряда дру­
гих газов. Однако около 4 млрд лет на­
зад атмосфера Земли, Венеры и Марса
была совсем иной: большую её часть
составляли ядовитые газы, а кислоро­
да не было совсем. В архейском воз­
духе витали аргон (Аг) и водород (Н),
углекислый газ (С 02) и оксид углерода
(СО), метан (СН4), сероводород (H2S),
диоксид серы (S 0 2) и другие газы, а
также пары воды (Н20 ). Помимо это­
го, в атмосфере присутствовали пары
кислот — соляной (НС1), плавиковой
(HF) и других. Точное соотношение
всех этих соединений теперь устано­
вить сложно. Сейчас похожую атмо­
сферу имеет Венера и — в значитель­
но меньшей степени — Марс. Изучив
состав современной атмосферы этих
планет, учёные смогли предположить,
каким был воздух на Земле в докемб­
рии. Представляется, что ни одно жине могло дышать, а значит, и
в то далёкое время.

другие планеты Солнечной системы

26
Никель.

Как считают учёные, крупные залежи
серы, никеля, кобальта, меди и железа
могут иметь бактериальное происхож­
дение, т. е. возникли в результате жизне­
деятельности бактерий (хемосинтеза).
Значительные месторождения графита,
вероятно, тоже обязаны каким-то жиХемосинтез — тип питания, свойс­
твенный некоторым бактериям, спо­
собным усваивать С 0 2 как единс­
твенный источник углерода за счёт
энергии окисления неорганических со­
единений (аммиака, водорода, серы,
закисного железа и др.). В результате
этого процесса происходит образова­
ние органических веществ из неорга­
нических.

вым организмам, скорее всего, наиболее
примитивным формам — простейшим
или водорослям.
Однако пришло время перемен. В ат­
мосферу при извержении магмы из недр
Земли поступал водяной пар. Жидкая
вода на Земле пока существовать не
могла, так как поверхность планеты
была раскалена и по ней текли реки
лавы. Атмосферное давление было чу­
довищным, оно в десятки раз превы­
шало современное. Постепенно вулка­
ническая активность ослабла, планета
стала остывать. И у воды появилась воз­
можность «спуститься» с небес на землю.
Как считают учёные, все мировые запа­
сы воды выпали дождём из атмосферы
4 —3,5 млрд лет назад, когда температу­
ра поверхности снизилась до 100 °С. На
планете появились океаны и возникла
гидросфера — «колыбель жизни». Сего­
дня ни у кого не вызывает сомнения, что
жизнь появилась в воде.
В древней гидросфере протекали ре­
акции между солями, щелочами и кис­
лотами (сейчас в обычной морской воде
есть только соли). В такой суровой среде,
тем не менее, смогла возникнуть жизнь.
Для этого было достаточно выполнения
двух условий: образования земной коры
и гидросферы.
Морские воды — современная
гидросфера Земли.

Кислородная интоксикация
С а м ы м и первыми на Земле появились
анаэробные бактерии, которые жили в
бескислородной атмосфере. Фотосинте­
зирующие анаэробные бактерии, выра­
батывая кислород, начали менять среду,
угрожая тем самым всем другим анаэ­
робным организмам, в том числе и себе.
Бактериям пришлось как-то решать эту
проблему, приспосабливаясь к перемене
состава атмосферы, в которой с каждым
днём росло содержание кислорода. Не­
которые из них стали аэробными (спо­
собными жить в кислородной среде) и
научились дышать — получать энергию за
счёт кислородного окисления (сжигания)
пищи. Другие — анаэробные (не способ­
ные жить в кислородной среде) — спря­
тались у гидротермальных подводных
источников и в других местах с экстре­
мальными условиями, где стали получать
энергию за счёт химических реакций.
Рождение аэробных бактерий или
иных организмов, потребляющих кис­
лород и переводящих его в углекислый

газ, было предопределено. Иначе фо­
тосинтезирующие бактерии рано или
поздно перевели бы весь углекислый газ
Земли в кислород, а потом задохнулись
бы. Однако, скорее всего, ещё задолго до
этого планета погрузилась бы в пучину
холода, так как с исчезновением парни­
кового углекислого газа, который «утеп­
ляет» климат, наступил бы ледниковый
период, заморозив всё живое.
Сначала насыщение кислородом ат­
мосферы тормозилось другим процес­
сом — окислением железа, растворён­
ного в воде и содержащегося в горных
породах на поверхности Земли. Большая
часть кислорода уходила именно на это.
И только когда вся суша на планете по­
крылась коркой окисленных горных по­
род, началось настоящее преобразова­
ние атмосферы. Около 1,35—1 млрд лет
назад, когда концентрация кислорода
Реконструкция ландшафта времён
ледникового периода.

Кислородная интоксикация

28
в атмосфере составила 1% от современ­
ной, произошёл переход от восстанови­
тельных условий окружающей среды к
окислительным. Этот рубеж — 1% — на­
зывается точкой Пастера. Говоря иначе,
точка Пастера — это такая концентра­
ция свободного кислорода, при которой
кислородное дыхание становится более
эффективным (приблизительно в 50 раз)
способом использования внешней энер­
гии Солнца, чем анаэробное брожение.

Луи Пастер (1822— 1895) — фран­
цузский учёный, родоначальник мик­
робиологии и иммунологии. Открыл
природу брожения и опроверг теорию
самозарождения микроорганизмов.

Потом наступил второй переломный
момент, когда концентрация кислорода
в атмосфере достигла 10% от современ­
ной; его ещё называют дополнительным
числом (или точкой) Пастера. В это время
образовался озоновый экран, защищаю­
щий всё живое на Земле от губительно­
го ультрафиолетового излучения. Теперь
стало возможно покорять сушу, не боясь
солнечных лучей. Как же возник озоновый
слой? Избытки кислорода не пропадали
даром. В верхних слоях атмосферы моле­
кулярный кислород ( 0 2) под воздействием
космического излучения распадается на
атомы, которые вновь соединяются с мо­
лекулами кислорода и образуют озон ( 0 3).

Защитный озоновый слой
Земли.
Точка Пастера — это первый биоти­
ческий кризис, возможно, приведший к
вымиранию до 80% форм прокариотной
жизни. Экологическую нишу, освободив­
шуюся после массового вымирания ана­
эробных прокариот, заняли аэробные
прокариоты и принципиально другие,
более совершенные организмы, имею­
щие ядро, — первые эукариоты.
Насыщение атмосферы кислородом
вызвало бурный всплеск жизни. Теперь
организмы, вырабатывающие кислород, и
организмы, его потребляющие, оказались
тесно связанными. Постепенно «произ­
водители» и «потребители» кислорода
пришли к обоюдовыгодному жизненно­
му равновесию, при котором фотосинтез
уравновешивался дыханием и горением.
Сегодня доля кислорода в атмосфере
составляет 21% — это уровень устойчи­
вого равновесия. Если человек в резуль­
тате своей деятельности нарушит этот
баланс, то неминуемо последует либо
глобальное похолодание (при сокраще­
нии доли углекислого газа), либо гло­
бальное потепление (при уменьшении
концентрации кислорода).

В разных источниках датировка то­
чек Пастера варьирует от 2,8 (поздний
архей) до 1 млрд лет назад (поздний
протерозой). Большинство учёных
сходятся на промежутке 1,3— 1,2 млрд
лет назад (середина протерозоя).

Всплеск жизни
И

з-за неоднозначной датировки мо­
мента преодоления точки Пастера нет
единого мнения и о том, когда возник­
ли эукариоты. Первые ископаемые сви­
детельства их существования относятся
ко времени приблизительно 1,8—2 млрд
лет назад. Но обсуждаются и другие да­
тировки этого события: от 1,4—1,6 млрд
до более чем 2 млрд лет назад.
Мы же обсудим само событие: появ­
ление эукариотных клеток, или клеток
с ядром. Это были поистине гиганты
своего времени — размером более 40—
60 мкм, что в тысячи раз больше, чем у
прокариот. Прокариотная клетка стала
эукариотной тогда, когда её органеллы
(клеточные «органы», выполняющие
определённые функции) отдали свой
генетический материал клетке хозяина.

Половое размножение возможно, когда
есть органеллы. Ядро — это внутренняя
мембрана, ограничивающая генетичес­
кий материал от цитоплазмы. Все клетки
органелл, за исключением хлоропластов
и митохондрий, отдали частички своего
генетического кода (ДНК) в общее ядро.
Почему и при каких обстоятельствах
появились многоклеточные организмы,
до сих пор неясно. Может быть, в ка­
кой-то момент жизни, со всеми её раз­
нообразными функциями, стало тесно
внутри одной эукариотной клетки, и
возникли колонии одноклеточных
эукариот, которые пытались раз­
делить разные функции между
собой. Когда же это случилось?
Инфузория-туфелька.

Всплеск жизни

30
Достоверные находки многоклеточных
организмов сделаны в породах возрас­
том 800 млн лет, проблематичные — в
слоях, которым 1,4 млрд лет, однако
само событие могло случиться и рань­
ше — около 1,5—2 млрд лет назад. Эука­
риоты сначала стали многоклеточными,
а уже позднее — колониальными много­
клеточными. Сколько времени у приро­
ды ушло на трансформацию однокле­
точной эукариоты в многоклеточную,
точно неизвестно, тем более что коло­
ниальных форм современных эукариот
нет. Часто приводимый в качестве при­
мера вольвокс не может по-настоящему
считаться колониальным организмом,
так как обладает слабой дифференциа­
цией клеток на переднем и заднем конце
колонии.
Сразу после своего появления эука­
риоты разделились на три царства: жи­
вотных, растений и грибов. Почему

Вольвокс — представитель зелёных
водорослей, живущих в пресной воде.
Размер колонии, которая объединяет от
пары сотен до десятка тысяч клеток, мо­
жет достигать 3 мм. В центре колонии,
имеющей форму шара, расположена

произошло это разделение? Скорее все­
го, природа «перебирала» возможные
варианты существования экосистемы
с участием эукариот, которые явно до­
минировали в новом аэробном мире.
Вполне возможно, что какое-то время
царств было не три, а больше, но в кон­
це концов осталась только эта «тройка».
Ясно, что все представители трёх царств
произошли от каких-то примитивных
эукариот, но от каких именно, пока не­
известно. И совсем не факт, что у «трой­
ки» был один предок.
Когда-то академик А. И. Опарин и
некоторые его последователи счита­
ли, что самыми первыми организмами
были гетеротрофы, которые питались
«первичным бульоном» (так называют
различные органические соединения,
растворённые в воде). Однако в этом
случае за несколько тысяч лет хищники
уничтожили бы всю органику гидро-

Шары вольвокса под микроскопом.
полость со слизью. Кстати, расплодив­
шийся вольвокс делает воду в озере или
реке зелёной и липкой, тогда говорят,
что вода цветёт.

31

Мхи и лишайники — представители
царства растений.

сферы, а потом погибли бы от голода
или съели друг друга. Не менее нелепо
выглядит сценарий, согласно которому
первыми организмами были автотрофы. Ведь со временем эти фотосинте­
зирующие организмы перевели бы весь
запас углерода в высокомолекулярные
соединения, например в уголь, лишив
в итоге самих себя этого важнейшего
элемента. Гетеротрофы же регулируют
численность автотрофов и разрушают
органику, способствуя её круговороту.
Именно поэтому учёные едины во мне­
нии, что все три царства эукариот воз­
никли одновременно — и вскоре после
появления первых эукариот, иначе слу­
чился бы биотический кризис. Сколько
времени прошло с момента появления
первой эукариотной клетки и до пер­
вого гриба, растения или животного,
пока не установлено. Путаницу вносит
находка, возможно, примитивных гри­
бов в слоях древнее 2 млрд лет. Если это
действительно грибы, значит, уже 2 млрд
лет назад существовали и животные, и
растения и были преодолены обе точки
Пастера. По ископаемым находкам мож­
но сказать лишь, что достоверно массо­
вая эукариотизация биосферы началась
0,8 млрд лет назад.

Всплеск ж и зн и

Три царства
Существование трёх царств — рас­
тений, животных и грибов — пред­
ставляется вполне логичным. Эти три
царства образуют самодостаточную
устойчивую систему. Отсутствие одного
из элементов равносильно вымиранию
двух других. Растения из неорганичес­
ких соединений (например, воды и угле­
кислого газа) под воздействием энергии
света создают органику. Животные, по­
едая органическое вещество растений,
грибов и других животных, растут и
размножаются и из органических соеди­
нений создают такие же, органические.
Грибы переводят органику в неорганику
(эту функцию могут выполнять анаэроб­
ные прокариоты, но в аэробных услови­
ях — только грибы).
Грибы занимают промежуточное по­
ложение между растениями и живот­
ными. Грибы и растения неподвижны,
размножаются при помощи спор или
семян, растут в течение всей жизни и
всасывают питательные вещества всей
поверхностью тела. Грибы и животные
не способны к фотосинтезу и питаются
готовыми органическими веществами.

Маленькие против больших
У
местечка Эдиакара, что неподалёку
от Аделаиды в Австралии, австралийс­
кий геолог Р. Спригг в 1947 г. обнаружил
уникальное кладбище древней фауны.
Это событие замечательно потому, что
впервые в слоях, предшествующих кемб­

рийским, были найдены видимые следы
жизни. Фауна была представлена не бак­
териями, а целым миром бесскелетных,
в основном мягкотелых, организмов,
при этом некоторые были подлинны­
ми гигантами. Почти ни у кого из них
не было раковины; сами окаменелости
представляли собой отпечатки, потряса­
ющая степень сохранности которых вы­
звала изумление во всём научном мире.
Позднее остатки подобных существ ста­
ли находить и в других частях планеты
(в том числе и в России, на берегу Бело­
го моря), им было дано название вендоэдиакарской фауны.
...630—542 млн лет назад. Конец до­
кембрия. Эдиакарский (вендский) пе­
риод. Лучи солнца рождают игру бликов
на дне удивительного моря, заселённого
прозрачными существами. В толще воды
плавают медузы (некоторые размером
Место, где были найдены следы вендоэдиакарской фауны.
Дно докембрийского моря.

33

Харниодиски похожи на большие,
до 0,5 м в диаметре, одиночные лис­
тья, прикрепляющиеся ко дну присо­
ской. Это группа неясного система­
тического положения, не оставившая
после себя потомков.

Помимо медуз здесь много других
кишечнополостных, например гидр.
Между зарослями на дне ползают чер­
ви, многие из которых почти абсолютно
плоские и напоминают блин. Это дикинсонии: они не очень крупные, длиной
пару сантиметров. Рядом проползает
сприггина — удивительное десятисан­
тиметровое существо, напоминающее
червя, но с головой членистоногого.
Невдалеке от неё — похожее на мокри­
цу членистоногое длиной 1—2 см; это
парванкорина, предок палеозойских
трилобитов.
Три четверти жителей этого моря —
кишечнополостные, гораздо меньше
здесь червей и членистоногих, и совсем

Дикинсония и сприггина, как и мно­
гие другие доисторические существа,
были названы в честь людей. Дикинсонию описал палеонтолог Реджинальд
Спригг и навал по имени своего шефа,
начальника управления горных выра­
боток Южной Австралии Б. Дикинсо­
на. А вот сприггина была названа уже
в честь самого Спригга. Его имя таким
образом увековечил австрийский па­
леонтолог М. Глесснер.

L

немного животных неясного системати­
ческого происхождения, губок и некото­
рых других существ.
Жители этого удивительного моря
не едят друг друга, они питаются план­
ктоном либо мельчайшими частицами
пищи, оседающими на дне. Здесь не во­
дятся крупные хищники и падалееды, и
именно благодаря этому сохранились
изумительно полные отпечатки обита­
телей этого моря, обнаруженные через
600 млн лет!

Сприггина.

М аленькие против больш их

до 1 м), которые при помощи покрыва­
ющей их тело липкой слизи ловят план­
ктон — микроскопических животных
и растения. Для более крупной добычи
медуза может использовать жалящие
щупальца. Дно моря покрыто заросля­
ми цианобактерий (выглядят они, как
студенистые плёнки самых разных цве­
тов — чёрного, фиолетового, бордово­
го), водорослей, губок и харниодисков.

Маленькие против больших

34

Отпечаток кимбереллы — вымершего
организма эдиакарской фауны.

Но не все эдиакарские животные бесскелетны. Некоторые членистоногие
покрыты панцирем, вернее, прообра­
зом его: он пока ещё не очень прочный
и состоит не из хитина (как у современ­
ных членистоногих), а из каких-то дру­
гих органических веществ, поэтому он
сгниёт после смерти животного.
Почему же некоторые жители этого
моря превратились в гигантов, а другие
остались небольшими и, кроме того, пы­
таются укрыться под панцирем? Всё дело
в крошечных хищных существах, сов­
сем недавно появившихся в этих водах.
По форме они похожи на червячков, но
во рту у них зубы. Называются они пла­
вающими конодонтоносителями. Воз­
можно, именно они были первыми поз­
воночными животными, предками рыб,
которых в этом море пока ещё нет. Появ­
ление зубастого хищника — пусть даже
такого маленького — вынудило обита­
телей моря изобретать средства защиты.
Некоторые стали развивать наружную
«броню» — тот самый панцирь, физи­
чески оберегающий от зубов хищника.
Другие — например, медузы — приня­
лись увеличивать размеры тела.

К плавно проплывающей над сприггиной медузе быстро приближается конодонтоноситель и начинает объедать
край её купола. Неприятно, но не смер­
тельно: медуза слишком велика для того,
чтобы маленький хищник смог быстро
съесть её. Гигантизм — это довольно эф­
фективная защитная реакция на появ­
ление хищника. В течение нескольких
часов конодонтоноситель потихоньку
поедает медузу, а затем, утолив голод,
уплывает восвояси. Медуза же способ­
на с определённой скоростью восста­
навливать (регенерировать) съеденные
ткани, так что за пару дней она нарастит
утраченную часть тела.
В следующий раз на медузу напада­
ют сразу два хищника. И эти уже не на­
мерены уходить быстро: они прогрыза­
ют ходы в студенистом куполе медузы,
углубляются внутрь её тела — как гу­
сеницы, поедающие плод. Начинается
растянутая во времени схватка с непред­
сказуемым исходом. Будет ли медуза ус­
певать восстанавливать ткани? Или конодонтоносители опередят её и съедят?..
Возросшей популяции хищников ста­
новится всё труднее найти себе пищу —
её запасы начинают постепенно сокра­
щаться. Голодные конодонтоносители,
теперь группами по два или три, атакуют

35

В куполах медуз, которые водятся в
современных морях, могут постоянно
жить некоторые виды ракообразных
или червей. Съеденные части ткани
медузы постепенно регенерируются,
и этот круговорот продолжается до
смерти либо медузы, либо её парази­
тов, которым невыгодно массово на­
падать на одну жертву и быстро унич­
тожать её — гораздо эффективнее,
когда одна или несколько особей всю
жизнь проводят «внутри еды».

всё реже встречающихся медуз и других
мягкотелых животных, например чер­
вей. Подвергшейся нападению медузе
нечего противопоставить хищникам,
кроме скорости регенерации своего
тела. И наступил момент, когда медуза
оказалась на грани жизни и смерти: ско­
рость регенерации сравнялась со скоро­
стью поедания, если не уступает ей. Кро­
ме того, на восстановление тела уходит

За эдиакарский период концентра­
ция кислорода в атмосфере увеличи­
лась до 17%, образовался озоновый
экран, поэтому палеонтологи считают,
что в это время на суше уже сущест­
вовала экосистема, в которую входи­
ли бактерии, грибы, лишайники, мхи,
некоторые водоросли и, возможно,
черви. Первые колонисты суши также
внесли свой вклад в увеличение доли
кислорода.

Следы древней многоклеточной
водоросли грипании.

Маленькие против больших

много энергии, а ни один организм не
может долго существовать в таком на­
пряжении. Скорее всего, «наша» медуза
обречена, счёт её жизни идёт на часы.
Даже если конодонтоносители не ус­
пеют съесть её целиком, повреждения,
нанесённые ей, будут несовместимы с
жизнью — и большая жертва маленьких
хищников превратится в бесформенную
массу ещё живой ткани, медленно опус­
кающуюся на дно...
Именно так конодонтоносители
уничтожили всех мелких и крупных
мягкотелых жителей докембрия, а после
вымерли сами. В конечном итоге вендоэдиакарская фауна исчезла. Но почему
это произошло?

Маленькие против больших

36

Конодонты
Конодонты, или «конические зубы», —
таинственные доисторические морские
окаменелости, впервые найденные в
1856 г. русским палеонтологом X. И. Пандером в палеозойских породах европей­
ской части России. Конодонты — микро­
скопические (0,1—3 мм), обычно неви­
димые невооружённым глазом режущие
зубы из фосфата кальция (Са(Р04)2) с
некоторой долей белков. По химическо­
му составу конодонты почти идентичны
человеческим зубам. Очевидно, что они
принадлежали каким-то существам очень
небольшого размера. Их назвали конодонтоносителями.
Долгое время никто не знал, как могли
выглядеть эти существа. Конодонты тем
не менее служили своеобразными «па­
леонтологическими часами». Форма их
быстро эволюционировала, что обусло­
вило их использование для определения
возраста горных пород. Учёным удалось
установить закономерность в изменении
формы и строения конодонтов. Чем про­
ще зубы — тем они древнее, чем слож­
нее — тем моложе.
Кроме того, эти загадочные окамене­
лости — ключ к поиску месторождений

газа и нефти. Цвет конодонтов зависит
от температуры, до которой нагреваются
горные породы в недрах Земли. А высо­
кая температура в слоях, содержащих
органическое вещество, необходима для
формирования месторождений горючих
полезных ископаемых. Если конодонты
светло-жёлтого цвета, то в породе, где
их обнаружили, можно искать месторож­
дение газа, а если жёлто-коричневые —
месторождение нефти.
Как выглядели конодонтоносители,
стало возможно установить после сенса­
ционной находки, сделанной в 1983 г. в
Шотландии. Выяснилось, что здесь в ран­
нем карбоне, 359—318 млн лет назад,
обитали хищные червеподобные коно­
донтоносители длиной до 7 см (впрочем,
встречались и 40-сантиметровые гиган­
ты). По отпечаткам их мягких тел учёные
постарались реконструировать облик
этих существ. С точностью было опреде­
лено, что их зубы располагались во рту в
неизменном порядке; сначала шли зубы,
которыми можно было отрезать или удер­
жать добычу, за ними — которыми мож­
но было разрезать или измельчить. Есть
даже мнение, что некоторые зубы могли
быть снабжены полыми каналами, через
которые конодонтоносители впрыскивали
в жертву яд!
В современных морях конодонтоносителей нет. Их место и ранг в классифи­
кации до сих пор обсуждается: большая
часть учёных относит их к позвоночным
животным, правда, со многими оговор­
ками.
Многообразие конодонтов.

• ■

■.

- '* • " ’ ' ' ' . ■

■- • ■ ■ , . .

(8Р

Эдиакарская экосистема была несо­
вершенной и неустойчивой: сначала в
ней не было хищников, которые регули­
ровали бы её численность, следователь­
но, она изначально была обречена на
вымирание. А лавинообразное появле­
ние хищных конодонтоносителей окон­
чательно вывело систему из равновесия
и ускорило процесс её гибели.

Заключение
И так,

основное

событие докемб­

рия — если можно употреблять слово
«событие» по отношению к явлениям
такого масштаба — это образование
нашей планеты, случившееся около
5—4 млрд лет назад. Ему предшествовало
образование звезды — Солнца — и всей
Солнечной системы.
Крайне важным рубежом следует
считать точку на шкале времени, «по­
ставленную» 1,65 млрд лет назад, что
соответствует границе раннего и поз­
днего протерозоя. С этого момента

большинство геологических процессов
в литосфере, гидросфере и атмосфере
стали протекать так же, как и сейчас, а до
того времени они были принципиально
иными.
За 4 млрд лет, прошедших с момента
зарождения жизни на нашей планете,
произошёл целый ряд важнейших собы­
тий в развитии органического мира — от
появления первой бактерии до возник­
новения первых грибов, растений и жи­
вотных. На этом долгом пути состоялось
множество важных событий, можно

Маленькие против больших

38
Бактерии в лабораторной чашке.

даже сказать — революций. Причём каж­
дое последующее событие становилось
закономерным итогом предыдущего,
подготовительного этапа. Длительность
этапов могла составлять сотни милли­
онов лет — так много времени требова­
лось для перехода жизни на качественно
новую, более сложную ступень. Ещё раз
обратим внимание, что эволюция жиз­
ни, или биосферы, шла одновременно
с эволюцией других глобальных сфер,
или оболочек, Земли — литосферы, ат­
мосферы и гидросферы. Процессы, про­
текавшие в одной сфере, влияли на про­
цессы в других — и наоборот.
Революция

Суть

Время

Первая

Возможное зарождение жизни
во Вселенной

Предположительно
около 13 млрд лет
назад

Вторая

Зарождение жизни на Земле

4 —3,8 млрд лет назад

Третья

Первые следы жизни, похожие на бактерии

3,8 млрд лет назад

Четвёртая

Появление у бактерий возможности
заглатывать жертву целиком без разрыва
мембраны (оболочки)

Около 3,5 млрд лет
назад

Пятая

Появление колониальных форм жизни

Неизвестно

Шестая

Рождение аэробных бактерий или любых
иных организмов, потребляющих
кислород и переводящих его
в углекислый газ

2,8—1 млрд лет
назад

Седьмая

Массовое вымирание анаэробных
прокариот и, как следствие, — появление
аэробных прокариот и ядерных
организмов — первых эукариот
и, возможно, деградация части анаэробных
прокариот до вирусов

2—1,4 млрд лет
назад

Способность к половому размножению

2—1,4 млрд лет назад

Появление многоклеточных организмов

Достоверно —
800 млн лет
назад, но возможно,
2—1,5 млрд лет
назад

Появление первых растений, животных
и грибов

2—0,8 млрд лет назад

Итак, в докембрийское время на Зем­
ле появилась и развилась жизнь, а также
сложились первые сообщества организ­
мов, состоявшие из множества разных
форм. Некоторые из них живут и поны­
не, другие вымерли, дав начало более
совершенным формам. Природа приду­
мала хищников и их жертв, тем самым
заложив все те взаимоотношения между
формами жизни, которые существуют
сегодня (пищевые цепи). Именно появ­
ление хищников в конце докембрия по­
будило их потенциальных жертв срочно
начать вырабатывать стратегии защиты,

первой из которых стала раковина, или
внешний скелет. Поначалу внешний ске­
лет состоял из органических веществ и
был мягким, он не мог служить серьёз­
ной защитой и после смерти сущест­
ва сгнивал, как и другие ткани. Однако
уже в самом начале следующего, кемб­
рийского периода появятся настоящие
доспехи — твёрдые раковины из мине­
ральных соединений...
Отпечатки вымершего эдиакарского
многоклеточного — немианы.

Маленькие против больших

,-ят ***.

39

Окаменелости кембрийского
и силурийского периодов.
Геологические отложения в княжестве Уэльс,

Хжембрийский, ордовикский и силу­
рийский периоды открывают палеозой­
скую эру. Всего в ней шесть периодов, и
первые три составляют первую полови­
ну эры, или ранний палеозой, который
начался около 642 млн лет назад (начало
кембрия) и завершился приблизительно
416 млн лет назад (конец силура). Гра­
ница между кембрийским и ордовик­
ским периодами соответствует отметке
488 млн лет, а между ордовикским и си­
лурийским — 443 млн лет. В это время
жизнь бурно развивалась в море и дела­
ла первые робкие шаги на суше.
Кембрийская система была выделена
в 1835 г. английским геологом Адамом
Седжвиком и названа в честь латинского
наименования княжества Уэльс, которое
звучит как Камбрия.
Начало палеозойской эры — время
появления скелетных организмов, точ­
нее, беспозвоночных с наружным скеле­
том, или раковиной. В морях и океанах
активнейшим образом шла эволюция

41

о

ч

S4

tl
Чарлз Лапуорс.

беспозвоночных и позвоночных жи­
вотных, а также флоры — водорослей.
В силурийском периоде жизнь «выплес­
нулась» из морей и океанов на сушу: сна­
чала на ней появились первые растения,
а затем из вод выползли членистоногие.
Уровень развития многих прими­
тивных и древних форм жизни под­
сказал палеонтологам, что, скорее
всего, уже в докембрии на суше жили
бактерии, водоросли, мхи, лишайники,
черви, грибы и некоторые другие орга­
низмы. Но поскольку все они не имели
никаких скелетных элементов, то от
них почти ничего не осталось.

В последнее время все три периода
раннего палеозоя были подвергнуты су­
щественному пересмотру, и общепри­
нятого деления для них на сегодняшний
день не существует. В частности, пред­
лагается делить кембрийский период на
четыре части, а все более дробные (мел­
кие) части — века — пока упразднены.
В России кембрийский период делится
на три части и десять веков (в хроноло-

Родерик Мурчисон.

гическом порядке, от более ранних к бо­
лее поздним): томмотский, атбанский,
ботомский, тойонский, амгинский, май­
ский, аюсакканский, сакский, аксайский
и батырбайский.
Ордовикская система получила ста­
тус самостоятельной в I960 г., а ранее
этот отрезок геологической истории
относили к начальной части силура. На­
звание системы, которое происходит от
названия племени ордовиков, когда-то
населявшего Уэльс, было предложено
ещё в 1879 г. английским учёным Чарл­
зом Лапуорсом. В России ордовик делит­
ся на три части и пять веков. Нижнему
ордовику соответствуют тремадокский
и нижняя часть аренигского яруса. Сред­
ний ордовик — это верхняя часть аре­
нигского яруса и лланвирнский ярус.
Верхний ордовик объединяет карадокский и ашгильский ярусы.
Силурийский период, как уже было
сказано выше, был выделен и описан
раньше, чем ордовикский, в 1835 г., бла­
годаря английскому геологу Родерику
Мурчисону. Своё имя период получил по
названию кельтского племени силуров,
населявшего всё тот же Уэльс. В нашей
стране силурийская система делится на

О
Й

о

Т5
О
©
S3

Характеристика п ериодов. К ембрий, ордовик, силур

42

Суперконтиненты древности
и современные материки.

две части и четыре яруса. Нижний силур
состоит из лландоверийского и венлокского ярусов, а верхний — из лудловского и пржидольского.
В раннем палеозое произошли два
массовых вымирания живых организ­
мов. Первое, так называемое малое,
случилось в раннем кембрии в конце
томмотского века. Второе, великое вы­
мирание произошло в конце ордовик­
ского периода — тогда погибло до 35%
семейств морских организмов. Это вы­
мирание произошло одновременно с
оледенением.

Небольшое сокращение биоразно­
образия живых организмов было также
и в конце силурийского периода, но его
не считают массовым вымиранием.

Уровень мирового океана на всём
протяжении кембрийского и ордовикс­
кого периодов непрерывно повышался,
достигнув в позднем ордовике своего
пика. Тогда, по разным оценкам, он был
выше современного на 300—600 м! За­
тем, когда началось оледенение, уровень
Мирового океана начал понижаться, и к
концу силура он достиг отметки «всего
лишь» (на самом деле это очень, очень
много) на 50 м выше сегодняшнего уров­
ня. Кстати, в самом начале кембрийского
периода уровень Мирового океана, как
считают, мог быть на 50 м ниже совре­
менного — грандиозные колебания!
Конец венда (докембрий) и начало
кембрия — это талассократическая эпо­
ха, время господства морей и океанов
над сушей. В среднем и позднем кемб­
рии уровень Мирового океана кратко­
временно понижался, что характерно
для теократической эпохи (времени,
когда континенты преобладают над
морскими и океаническими бассейна-

43
ми), но с начала ордовика и по конец си­
лура вновь наступает стабильная и дол­
гая талассократическая эпоха, правда, с
кратковременными эпизодами пониже­
ния уровня океана. В это время до 60%
площади всех континентов в Северном
полушарии затоплено, а в целом до 32%
всех материков и островов находится
под морской водой. Тем не менее уро­
вень мирового океана понижается из-за
оледенения, а в конце силура господству
воды приходит конец. Движение текто­
нических плит вызывает закрытие океа­
нов, образование гор и рождение новых
участков суши — островов и материков.
В раннем палеозое в Южном полуша­
рии существовал суперматерик Гондвана, объединявший большую часть Индии
и современных Австралии, Антарктиды,
Африки, Южной Америки. В Северном
полушарии были лишь небольшие раз­
розненные участки суши, которые пе­
риодически перекрывались морскими
водами. Только в конце силурийского
периода на месте океана Япетус, кото­
рый тогда отделял большую часть СеверСтроматолиты кембрийского
периода.

ной Америки от «кусков» будущей Евро­
пы, возникнет суперматерик Лавруссия.
На протяжении кембрия и первой по­
ловины ордовика общепланетарная тем­
пература Земли составляла 25 °С. Затем
произошло резкое похолодание (обще­
планетарная температура снизилась до
10 °С) и оледенение, которое продли­
лось до конца первой половины силу­
рийского периода. После этого темпера­
тура вновь поднялась до 25 °С. Активно
менялся и внешний вид земного шара: в
раннем ордовике (488—471 млн лет на­
зад) Гондвана переместилась с Южного
полюса на экватор, а в силуре суперма­
терик вновь вернулся на своё прежнее
место.
В начале палеозойской эры власть в
воде и на суше безраздельно принадле­
жала беспозвоночным животным. Поз­
воночные существа миллионами гибли в
челюстях более примитивных, но более
крупных беспозвоночных. И те и другие
имели столь причудливый облик, что,
увидев животное того времени, вы вряд
ли смогли бы понять, что это за созда­
ние, где оно живёт, чем питается и как
передвигается...

Х а р а к т е р и с т и к а п е р и о д о в . К ем б р и й , о р д о в и к , си л у р

44
Это очень важный признак для прове­
дения границы между эрой скрытой
жизни (криптозоем), которая как раз
и существовала в докембрии, и эрой
явной ж изни (фанерозоем).
В раннем кембрии (542—513 млн лет
назад) в Южном полушарии от полюса к
экватору выделяют тёплый, засушливый
(аридный) и тропический пояса, а в се­
верном — лишь аридный пояс. В сред­
нем (513—501 млн лет назад) и позднем
(501—488 млн лет назад) кембрии пояса
сместились на север.
Климатическая зональность в ордо­
викском периоде (488—443 млн лет
назад) была такой же, как и в кемб­
рии. А интересен ордовик прежде
всего тем, что его окончание — вре­
мя массового вымирания многих
головоногих моллюсков, кораллов,
брахиопод, иглокожих. Все эти
организмы имели известковый
наружный скелет, что и вызваОтпечаток древнего
панцирного моллюска.
Окаменевшая
раковина.

Кембрийский
период
(542—
488 млн лет назад) был ознаменован
появлением беспозвоночны х ж ивот­
ных с наружным скелетом. Если в па­
леонтологических отложениях до­
кембрия можно обнаружить только
редкие отпечатки мягких тканей ж и­
вотных, не имевших раковины, то в
кембрийских отложениях палеонто­
логи находят и одиночные отпечат­
ки, и следы массовых скоплений раку­
шек — окаменелых «домиков» существ.
Появление панциря было очень
важным эволюционным шагом. Для
чего же морским существам понадо­
билась раковина? Она возникла как
ответ на появление зубов у хищников.
Большинство жителей кембрийского
моря имели твёрдый панцирь, хотя
встречались и бесскелетные формы.

Панцирный моллюск кембрийского
периода.

ло их гибель. Ведь похолодание плане­
ты затронуло и водный мир — гидро­
сферу, и строить панцирь из извести
стало очень сложно — при низкой тем­
пературе известь (карбонат кальция)
быстро растворяется в воде. Можно
было обзавестись панцирем либо «пе­
реодевшись» в фосфатный панцирь,
либо переместившись в более тёплые
места, либо отказавшись от панциря
совсем. Но это процесс небыстрый, и у
беспозвоночных попросту не хватило
времени...
Силурийский период (443—416 млн
лет назад) ознаменован появлением
рыб и выходом высших растений и бес­
позвоночных животных на сушу. А в
морях ордовика и силура появились ги­
гантские хищные беспозвоночные — го­
ловоногие моллюски и ракоскорпионы.
Длина этих существ измерялась многи­
ми метрами!..
Палеонтологический клад
В 1909 г. в национальном парке Йохо,
который находится на территории канад­
ской провинции Британская Колумбия,
группа людей совершала конную прогул­
ку. Одна из лошадей споткнулась о круп­
ный камень. Камень отлетел в сторону,
а то, что было под ним, привлекло вни­
мание людей. Они увидели множество
окаменелостей, в которых угадывались
причудливые, фантастические членисто­
ногие... Так была открыта древнекемб­
рийская фауна, отлично сохранившаяся в
глинистых сланцах парка Йохо.

Чарлз Уолкотт.
Сразу же после обнаружения «клада»
знаменитый американский палеонтолог
Чарлз Уолкотт приступил к исследованию
найденных остатков. Дальнейшую свою
жизнь он посвятил изучению кембрийской
фауны. Примечательное, что практически
все свои находки — около 40 тыс. — он
совершил в небольшом трёхметровом
сланцевом слое. Именно находки Уолкот­
та позволили учёным реконструировать
облик кембрийского моря, существовав­
шего около 500 млн лет назад.
Окаменелость, найденная в парке Йохо.

Кембрийское море

Отпечатки луизеллы.

Виваксия.

мбрийское море поражает своим
разнообразием — но это море без рыб.
Дно кишит подвижными существами,
одно из которых, словно пылесос, вмес­
те с водой засасывает мельчайших жи­
вотных и растений. Это пикайя, хищ­
ное примитивное хордовое животное и
ближайший родственник современного
ланцетника. Она напоминает слизня:
тело у неё вытянутое, несколько санти­
метров длиной, и лишено конечностей.
В поисках пищи пикайя зарывается в ил
и скрывается в поднятом ею облаке мут­
ной взвеси.

А вот в своей норе затаился хищный
червь луизелла — он ждёт, пока добыча
приблизится к его логову. Своё имя ги­
гантская (25 см длиной — для червя это
очень много!) луизелла получила в честь
озера Луиза в Канаде. Большая часть норы
луизеллы расположена горизонтально
и напоминает штольню, что позволяет
хищнику быстро выскочить из засады и
схватить жертву на небольшом рассто­
янии от норы. Вот к ней приближается
маленькое, похожее на улитку существо
с домиком-раковинкой — виваксия. Она
неосмотрительно забирается на край пес­
чаного кратера ловчей норы, из которой
мгновенно выскакивает луизелла. Однако
виваксия успевает спрятаться в раковину,
с которой червь справиться не может. Не­
довольная луизелла прячется в нору, а ви­
ваксия продолжает свой путь.
Вслед за виваксией, поднимая за со­
бой небольшой шлейф, по дну спешит

47

Ш :h
трилобит. Трилобиты, или «трёхдоль­
ные», — предки современных раков, но
внешне они похожи на мокриц. Как и
все членистоногие, трилобиты одеты в
хитиновый панцирь. У них есть глаза и
чувствительные усики, которые помога­
ют ориентироваться на морском дне, где
они ищут мельчайшие частицы пищи.
Трилобит подползает к ловчей норе луизеллы, но в последний момент меняет
траекторию движения. Это и спасает его
от хищника. Из тёмной норы показыва­
ется передняя часть червя, но трилобит
успевает спрятаться — зарыться в ил.
И снова луизелле ничего не остаётся, как
вернуться в свою нору.
Проходит несколько минут, и трило­
бит осторожно вылезает из ила. Спас­
шись от одного хищника, он оказывает­
ся нос к носу с другим — сиднейей (такое
причудливое название палеонтологи
дали этому членистоногому в честь авс­
тралийского города Сиднея). Сиднейя,
немного похожая на некрупного (дли­
ной до 13 см) рака, неторопливо полза­
ет по дну в поисках еды: более мелких,
чем она сама, ракообразных, моллюсков
итрилобитов. Однако этого трилобита
она съесть не может — слишком велик
для неё.
За их передвижениями наблюдают
чьи-то глаза, посаженные на стебелькивыросты. Принадлежат они странному
созданию — ащейе. Чем-то она похожа
на червя, и долгое время учёные причис­
ляли ащей к червям, пока не выделили

Ащейя.

в отдельный тип онихофор. На голове
у ащейи выросты-усики, а на ножках —
коротких и слабеньких — коготки. За­
чем ей коготки в воде — науке пока
неизвестно.
Между зарослей из водорослей, губок
и гидр проплывает причудливая опабиния, не похожая ни на одно современное
или вымершее существо. У неё пять глаз
и рука с клешнёй, растущая на том месте,
где у большинства животных располага­
ется рот. Телом же она напоминает триРеконструкция внешнего вида сиднейи.

К ем брийское м оре

Окаменевший
трилобит.

К ем брийское м оре

48

добита или многоножку. Это загадочное
животное не оставило после себя ника­
ких потомков, а его классификационное
положение до сих пор не определено.
Длина этого хищника составляет 15 см.
Своей рукой-ртом опабиния, как экс­
каватор ковшом, роет осадок в поисках
мелких ракообразных, червей и других
существ.
Над опабинией проносится 30-сан­
тиметровый аномалокарис — другой
интересный обитатель этого моря. Он
похож на кальмара или каракатицу, но
с совершенно другой головой. У него
очень крупные глаза и два выроста на
брюшной стороне тела у рта. В обыч­
ном положении эти «руки»-захваты
свёрнуты в спираль, а во время атаки
разворачиваются. Больше никаких ко­
нечностей у аномалокариса нет, но это
для него не помеха: молниеносно на­
стигает он опабинию и ловит её парой
своих «рук».
В кембрийском море множество
хищников, поэтому вегетарианцы и
более мелкие хищники обзавелись

панцирями, которые не только защи­
щают тело, но и служат для него опо­
рой — внешним скелетом. Панцирь
нужен и в воде, и на суше: там он поз­
воляет не «растечься» под действием
силы тяжести и спасает от высыхания,
позволяя герметично закрыться внут­
ри раковины.
Хитин
Хитин — основной компонент наруж­
ного скелета членистоногих — входит
также в состав клеточной стенки гри­
бов и бактерий. Хитин не растворяется
в воде и органических растворителях
(кислотах, щелочах, спирте), но раство­
ряется в концентрированных растворах
солей и минеральных кислот. Выпол­
няет защитную и опорную функции. По
строению, физико-химическим свойс- j
твам и биологической роли он похож на
целлюлозу растений.

v

*7 чёные долго не могли объяснить фе­
номен внезапного похолодания, которое,
скорее всего, и вызвало массовое вымира­
ние до 60 % видов морских беспозвоноч­
ных в конце ордовикского периода. Нет
никаких указаний на то, что в то время
на Земле протекали процессы, способ­
ные повлечь подобную катастрофу Учё­
ные предположили, что смерть пришла
из космоса — в результате мощного гам­
ма-всплеска, произошедшего в относи­
тельной близости от Солнечной системы.
Хоть эта гипотеза не имеет весомых дока­
зательств, она весьма убедительна.
Гамма-всплески — очень кратко­
временные, длительностью в секунды,
космические катастрофы гигантского
масштаба, сопровождающиеся такими
колоссальными выбросами энергии, что
свечение от них может распространятьГамма-всплеск.

Отпечаток граптолита кембрийского
периода.

f

W

' ■

ся на все окружающие галактики. Гаммавсплески, вероятно, вызываются особо
вспышками сверхновых звёзд.
Вот как выглядит ситуация, смодели­
рованная на компьютере. Мощный поток
гамма-излучения достигает атмосферы
Земли. Гамма-лучи расщепляют на атомы
атмосферного кислорода (О,)
и азота (N2), вызывая массовое образова­
ние оксида азота (NO). Последний разру­
шает озон ( 0 3) с образованием диоксида
азота (N 02) — токсичного газа бурого
цвета, который, соединяясь с атомарным
кислородом (О), вновь образует NO.
В итоге озоновый слой стремительно
тает, а его восстановление до прежнего
состояния может затянуться на пять лет.
Всё живое на планете становится безза­
щитно перед ультрафиолетовыми луча­
ми, от которых раньше Землю защищал
озоновый экран. Смертоносные лучи
практически в первые же минуты катас­
трофы сжигают животных и растения,
которые живут на суше. Морские обита­
тели стремятся спрятаться от гибели в
глубинах океана, однако многие из них
(например, кораллы или губки) непо­
движны, а другие не приспособлены для
жизни на глубине. Некоторые подвиж­
ные морские животные всё-таки успева­
ют укрыться в бездне, но пищевые цепи
разрушены из-за гибели неподвижных
экосистемы, а это влечёт за собой
и смерть остальных организмов. Через
какое-то время моря и океаны становятся
почти безжизненными...
Эта гипотеза объясняет массовое вы­
мирание организмов, однако в ней не
нашлось места сильному похолоданию.
В теории, причиной понижения темпе­
ратуры на Земле мог стать... резкий рас­
цвет водорослей, причём таких, которые
очень активно вырабатывают кислород.
Животных — потребителей этого кис­
лорода — осталось совсем немного, они
не успевают переводить кислород в угле­
кислый газ (который является парнико­
вым), и концентрация последнего начи­
нает стремительно падать, что приводит
к похолоданию, оледенению и новой
Геологические отложения ордовикского
периода.

51
волне вымирания. Возможный сцена­
рий? Казалось бы, да. Но для его осущест­
вления необходимо, чтобы водоросли
не подвергались ультрафиолетовому об­
лучению, а это вряд ли возможно — ведь
они живут в самых верхних, прозрачных
и тёплых слоях воды.
Не исключён другой сценарий: не­
многочисленные уцелевшие водоросли
после катастрофы стали размножаться
и расти гораздо быстрее, чем сложно ус­
троенные многоклеточные животные.
В последние годы появилось мнение,
что мхи, активно колонизировавшие
сушу, могли вызвать или усилить ордо­
викское оледенение.
Есть и третья, пожалуй, наиболее
вероятная гипотеза. Согласно ей, пос­
ле разрушения последних фрагментов
озонового слоя в атмосфере становится
очень мало кислорода, но остаётся мно­
го диоксида и оксида азота, что меняет
свойства атмосферы. Она становится
менее прозрачной, пропускает гораздо
меньше солнечного света. При этом по
какой-то причине долгое время не идут
дожди, с которыми диоксид азота мог бы
быстро выпасть на землю. Планету оку­
тывают тёмные ядовитые облака, свет
Солнца почти не проходит сквозь них...
Климат Земли неуклонно меняется: из-за
нехватки солнечной энергии остывают
атмосфера, гидросфера и верхние слои
литосферы — так начинается леднико­
вый период. Вода замерзает, превраща­
ется в ледники, что вызывает падение
уровня Мирового океана. Коралловые
Силурийское море.

Гамма-всплески регистрируются ас­
трономами часто, но обычно их источ­
ники находятся далеко за пределами
Млечного Пути, поэтому никакого вре­
да Земле они не наносят. За всю исто­
рию человечества событий, которые
могли бы вызвать столь масштабную
катастрофу, какая случилась в ордови­
ке, в окрестностях нашей Галактики не
наблюдалось.

рифы обнажаются, их обитатели поги­
бают на воздухе. Чтобы выжить, необ­
ходимо спешно эвакуироваться в более
глубокие места. Однако уровень океана
понижается, и ещё недавно глубокие

И
О

о
п

jt

а

о

пв

Силурийский подводный лес
В отличие от пустынного пейзажа
кембрийского моря, дно которого похоже на степь или саванну, дно моря силу­
рийского периода напоминает лесные
заросли. От грунта вверх возносятся
нити водорослей, кубки губок и многочисленные колонии кораллов самой
различной формы.
За яркость и пестроту красок в силу­
рийском море отвечают иглокожие. Те­
чение воды колышет заросли морских
пузырей, морских бутонов и морских
лилий. Неподалёку по дну ползают мор- |
ские ежи и морские звёзды. Поблизости — многочисленные двустворчатые и
брюхоногие моллюски, а также брахиоподы — животные, внешне и по способу
питания напоминающие двустворчатых
моллюсков.

Г

w

п

52
проливы превращаются в участки суши,
изолируя жителей моря в мелководных
водоёмах — этаких гигантских лужах.
Им больше некуда бежать...
Но постепенно последствия неожи­
данной космической катастрофы на­

чинают слабеть. Состав атмосферы
возвращается к норме, небо проясня­
ется, и долгожданный солнечный свет
вновь обогревает планету. Тают льды,
и уровень Мирового океана снова
повышается.

Лингула.
Если у двустворчатых моллюсков, как
правило, правая створка является зер­
кальным отражением левой, то у брахиопод створки всегда не похожи одна на
другую по форме и размеру. Плоскость
симметрии их тела проходит по-другому,
и у них есть брюшная и спинная створки.
Брахиоподы появились в кембрии, дожи­
ли они и до наших дней. Однако расцвет
их пришёлся на конец палеозойской эры,
а затем они стали сдавать свои позиции
двустворчатым моллюскам. Брахиоподы
последние несколько сотен миллионов
лет находятся в состоянии медленного
вымирания, и, возможно, скоро их совсем
не станет. Однако и сегодня во многих мо­
рях можно встретить несколько широко
распространённых родов брахиопод —
например, лингулу, которая является жи­
вым ископаемым: ведь живёт на нашей
планете, никак не изменившись, ещё с
кембрийского периода, т. е. уже более
540 млн лет. Кстати, небольшие лингулы
(размер их не превышает 7— 8 см) явля­
ются деликатесом японской кухни.
Разнообразие
плеченогих.

МКРИНЯЯЦ

Брахиоподы
Брахиоподы — это беспозвоночные
животные, имеющие двустворчатую ра­
ковину из фосфата или извести. В бук­
вальном переводе с древнегреческого
название «брахиоподы» означает «плеченогие». Этим именем животные обя­
заны своей единственной конечности —
стебельку, выполняющему функции и
руки, и ноги. Большая часть плеченогих
прикрепляется с помощью стебелька к
грунту и ведёт неподвижный образ жизни,
но некоторые виды, используя свою «плеченогу», могут медленно передвигаться.

53

■ л-

которые из них отказались от плавания
и приросли ко дну «вверх тормашками».
Такие конулярии по образу жизни похо­
жи на кораллы. Конулярии, появившие­
ся в кембрии, вымрут в конце палеозой­
ской эры.
Много в силурийском море граптолитов (от грен, graptos — «начертанный»
и lfthos — «камень»). Это колониальные
полухордовые животные, т. е. переход­
ная форма от беспозвоночных к позво­
ночным. Граптолиты фильтруют воду в
поисках пищи. Некоторые из них растут
на дне, другие, группками по несколько
особей, парят в толще воды — в этом им
помогает особый воздушный пузырь.
Конулярии.

Обитатели
силурийских
вод.

Холод и смерть в ордовике

Десятки миллионов лет эволюции,
прошедших с кембрийского периода,
дали Земле немыслимое разнообразие
новых морских форм жизни. Среди
них мшанки и конулярии, населявшие
воды силурийского моря. Колонии
мшанок оккупировали дно. Внешне
они очень похожи на кораллы, но, в
отличие от них, мшанки могут пере­
двигаться со скоростью несколько
миллиметров в день. Мшанки, как и
брахиоподы, живут и поныне: спустя
сотни миллионов лет после силурий­
ского периода в каждом коралловом
рифе около половины рифообразующих существ на самом деле являются
не кораллами, а мшанками.
В толще воды плавают конулярии —
это кишечнополостные животные, по­
хожие на маленьких «бронированных»
медуз. Размер конулярий не превышает
пары сантиметров, щупальца у них не­
защищённые, а сверху — фосфатный
панцирь в форме четырёхгранной пира­
миды. Они питаются либо планктоном,
делая ловчую сеть из слизи, либо более
крупной добычей (даже рыбами), атакуя
её щупальцами с жалящими нитями. Не­

Подводная охота
Отпечаток ископаемого ракоскорпиона.

Окаменевшие следы гигантских
силурийских ракоскорпионов
птериготусов.

^О^авайте снова опустимся в глубины
силурийского океана. Его донная жизнь
кажется безмятежной: медленно пока­
чиваются заросли водорослей и губок,
ажурный коралловый риф неподвижен.
Но вот наверху, в толще воды, появляется
крупный ракоскорпион. Он подплывает
к рифу...
Потомок ракоскорпионов — юрский
рак — был так же кровожаден, как
и предки.

Ракоскорпион похож на обычного
современного сухопутного скорпиона,
но отличается более уплощённой ф ор­
мой тела. Кроме того, последняя пара
ног у него трансформировалась в свое­
образные «вёсла», с помощью которых
он и перемещается в воде. Клешни у него
довольно слабые, а хвост превратился
в горизонтальный хвостовой плавник.
Мог ли он жалить своим хвостом —неиз­
вестно, но вполне возможно, что да, ведь
ему приходилось защищаться от грозно­
го противника — головоногого моллюс­
ка. Однако главная отличительная черта
ракоскорпиона — его чудовищный раз­
мер: в длину животное могло превышать
2 м! Эти страшные членистоногие, по­
явившись в ордовикском периоде, до­
стигнут наибольшего могущества в си­
луре и девоне и плавно исчезнут к концу
палеозойской эры...
Ракоскорпион, приближаясь к рифу,
высматривает добычу своими крупны­
ми глазами, расположенными по бокам

55

Подводная охота

головы. У него есть ещё два небольших
глаза на затылке, они развиты слабо и в
состоянии различить разве что надвига­
ющуюся тень, но тем не менее позволя­
ют вовремя заметить врага.
«Приземлившись» на коралловую пос­
тройку, ракоскорпион пристально следит
за снующими по топкому илистому дну
трилобитами. Чтобы не увязнуть, трило­
биты обзавелись уплощёнными шипами,
растущими из головы вдоль тела, — эти
шипы работают как лыжи. Ракоскорпион
спрыгивает вниз, но трилобиты вовре­
мя замечают его движение и мгновенно
сворачиваются в клубок При этом шипылыжи отрываются от поверхности дна, и
трилобиты начинают тонуть в рыхлом
осадке. Ракоскорпион успевает схватить
одного из них и быстро расправляется с
жертвой. Затаившись в облаке медленно
оседающего ила, он наблюдает за другой
сценой охоты.
Стелясь по дну, проплывает стая ры­
бообразных — существ, похожих на рыб,
но ими не являющихся. Это телодусы, за­
полонившие прибрежные мелководья и
засолённые лагуны всех морских и оке­
анических бассейнов позднего силура.
У них нет челюстей, они не умеют же­
вать, поэтому крупная добыча — не для
них: телодусы кормятся небольшими
частичками пищи, оставшимися после
охоты более крупных существ, либо едят
мелких беспозвоночных или их личи­

нок Они не брезгуют и трупами своих
сородичей. Телодусы уже могут откла­
дывать икру и свободно плавать, правда,
пока на небольшие расстояния. У них
нет грудных плавников, но есть один
спинной, один в конце брюха и хвосто­
вой плавник Мышцы телодусов не впол­
не совершенны, поэтому им приходится
время от времени отдыхать, лёжа на дне.
Именно в такие моменты они уязвимы
для ракоскорпионов.

Силурийские рыбообразные.

Подводная охота

56
Челюсти выигрывают
Рыбообразные отличаются от рыб
тем, что у них нет челюстей. А ведь че­
люсти дают большое преимущество в
борьбе за существование. Во-первых, у
бесчелюстных несовершенна система
сбора пищи — не все частички пищи мож­
но всосать, а после разрезать языкомтёркой. Во-вторых, процесс насыщения у
бесчелюстных занимает много времени, и
в этот момент велика вероятность стать
жертвой хищника.
В своей долгой борьбе с ракоскор­
пионами, длящейся ещё с начала ордо­
викского периода, бесчелюстные выра­
ботали множество защитных средств: и
чешуи-пластины, и костяные монолит­
ные панцири... Они даже увеличились
в размерах, ведь крупный панцирь не­
приступен для клешней членистоногого.
Однако, выиграв в размерах, бесчелюс­
тные проиграли в скорости: наполовину
закованные в тяжёлый костяной панг г 'п

:т :г

• . г .

- •



.

.

Но в данный момент стаю телодусов преследует полуметровая акантода,
или «колючая» рыба. Она начинает ата­
ковать. Некоторые телодусы прячутся
между кораллов, другие стараются за­
копаться в ил, а самые смелые пытаются
спастись бегством. Однако проворная
акантода более маневренна, она без
труда нагоняет одного из телодусов и
впивается в него. Это нетрудно, ведь
Отпечаток акантоды.

цирь, толкаемые только незащищённым
подвижным хвостом, они не могли пере­
двигаться быстро. Теперь бесчелюстные
почти всегда держатся дна. Но большие
размеры тела требуют много пищи, а её
с каждым днём становится всё меньше и
меньше — потому, что в море появились
первые рыбы.
Рыбы значительно выигрывают у бес­
челюстных в скорости, и одного только
этого достаточно для победы. Рыбооб­
разные и рыбы, обитая на одном месте,
дерутся за пищу. И тут последние тоже
находятся в выигрышном положении:
они могут кусать своих более примитив­
ных конкурентов, постепенно развивая
мышцы челюстей и придавая зубам оп­
тимальную форму и прочность. И вот у
рыб появился последний, самый весо­
мый, буквально убийственный аргумент
превосходства: они начинают пожирать
рыбообразных...
« «л

< -ч .

"

телодус лишён костяного панциря и
защищён только чешуей. Акантода от­
грызает его мясистый хвост, а передняя
половина тела ещё живого рыбообраз­
ного опускается на дно, где становится
добычей молодых ракоскорпионов, без
труда раздирающих его тело клешнями.
Не утолившая голода акантода набрасы­
вается на другого телодуса и, разорвав
его на части, спешно глотает добычу
Запах крови привлекает внимание
пары рыбообразных паразитов, похо-

57

Миксина.

жих на червей. Они лишены чешуи и
вооружены мускулистой присоской с
острыми зубами. Подобно современ­
ным пиявкам, они питаются кровью
жертвы.
Акантода глотает пищу, но рот у неё
полон чешуи и других несъедобных
Гигантский головоногий моллюск эндоцерас.

Сегодня, спустя сотни миллионов
лет после силурийского периода, в
морях водятся миксины, а в реках —
миноги. Это современные паразити­
ческие рыбообразные, внешне и по
образу жизни почти не отличающиеся
от своих ископаемых предков.

кусков. Тогда рыба закрывает рот, но
приоткрывает жаберные крышки, что­
бы выбросить лишнее. Оказывается,
именно этого момента и ждали пара­
зиты: они бросаются в эти щели и на­
мертво присасываются к жабрам. Затем
они зубами взрезают плоть акантоды

Подводная охота

Минога.

П одводная охота

58

Окаменевшая раковина моллюска отряда ортоцератид.

и начинают пить её кровь. Акантода, как
и любая рыба, не может повернуть го­
лову и таким образом освободить себя
от назойливых паразитов. И плавать бы
ей с непрошеными гостями до тех пор,
пока они не насытятся и не покинут
своего «донора», после чего затаятся на
дне в ожидании нового приступа голода
и новой жертвы. Но наступает следую­
щий акт драмы.
Через некоторое время акантода на­
чинает чувствовать потерю крови. Она
становится вялой и опускается на дно,
поднимая илистую завесу. Ей тяжело
таскать на себе двух «наездников», поч­
ти равных ей по размеру. Ил постепен­
но оседает, вода делается прозрачной,
и акантода неожиданно видит подплыв­
шего вплотную к ней двухметрового ра­
коскорпиона. Раздается щелчок — это
ракоскорпион клешнями почти переку­
сывает рыбу на части. Он подносит её
к своим челюстям и начинает трапезу,
даже не осознавая, что в действитель­
ности поймал не одну, а сразу три жер­
твы. Закончив пир, своими маленькими
«затылочными» глазами он видит над
собой гигантскую тень. На ракоскорпи­
она надвигается главный хищник силу­
ра — головоногий моллюск из отряда
ортоцератид.
Этот моллюск огромен: длина его
раковины превышает длину легкового
автомобиля! Общая же длина тела вмес­

те с щупальцами составляет более 5 м.
Он медленно парит в воде, высматри­
вая жертву. Трилобиты, мелкие рыбы и
рыбообразные служили ему кормом в
молодости, теперь же его интересует
добыча покрупнее. Наш ракоскорпион
слишком велик, чтобы спрятаться под
камнем или между кораллов. Поэтому
он принимает угрожающую стойку, вы­
гнув хвост и задрав клешни. Моллюск
не спеша подплывает к ракоскорпио­
ну и начинает опутывать его своими
щупальцами. Клешни ракоскорпиона
слишком слабы и малы, чтобы откусить
щупальце моллюска, они лишь могут
слегка ранить. Гигантский хищник от­
рывает клешни ракоскорпиона и под­
тягивает раненую жертву к своему рту,
вооружённому крючковатым клювом,
напоминающим клюв попугая. Клюв с
хрустом проламывает панцирь членис­
тоногого, и моллюск начинает рвать
добычу. Расправившись с ракоскорпио­
ном, он медленно уплывает восвояси, и
на участке дна, где только что соверши­
лось несколько кровавых трапез, воца­
ряется покой...
Спасаясь от хищных моллюсков, ра­
коскорпионы стали выползать из моря
на сушу, постепенно превращаясь в су­
хопутных скорпионов.

59

Гигантский
кальмар
нападает
на
пиратский
корабль.

12-метровый кальмар,
выброшенный на пляж
залива Тринити в 1877 г.

Подводная охота

Гигантские моллюски
водных рыб при помощи десяти своих щу­
палец (у обычных осьминогов их восемь),
два из которых более длинные и узкие,
чем восемь остальных, и имеют присо­
ски не по всей длине, а только на концах.
Впервые живых архитевтисов учёные
увидели в 1970-х гг., погрузившись в тём­
ную пучину океана на глубоководных ап­
паратах — батискафах.
Ранний палеозой — «золотой век» ги­
гантских головоногих моллюсков. Одним
из самых крупных головоногих моллюсков
того времени был ордовикский ортоцерас, или «прямой рог», достигавший 10 м
в длину. Однако владычество ортоцераса
и его собратьев было прервано появлени­
ем новых хозяев морей — гигантских пан­
цирных рыб длиной до 15 м! Эти прожор­
ливые хищники больше никогда не поз­
волили головоногим моллюскам править
морскими глубинами. Часть моллюсков
резко уменьшили размеры своего тела,
другие ушли жить в тёмную холодную пу­
чину, а после и вовсе исчезли.

Ряд учёных всерьёз полагают, что в
силурийских морях водились чрезвычай­
но крупные хищники — головоногие мол­
люски размером с трамвайный вагон! На
эти мысли их наводит факт существова­
ния в наши дни глубоководных спрутовгигантов.
Одним из таких современных исполи­
нов является спрут архитевтис (или архитеутис), что значит «протокальмар».
В далёком 1854 г. датский естествоиспыта­
тель Япетус Стенструп по клюву этого мол­
люска, выброшенному во время шторма
на берег, описал новый род спрута. Само
животное никто не видел, но моряки рас­
сказывали, что в море водятся чудища со
щупальцами. Сейчас известно, что размер
этого существа около 18 м, причём длина
тела составляет примерно 2,5 м, а всё ос­
тальное приходится на щупальца.
До сих пор не удалось поймать ни од­
ного архитевтиса, поэтому учёные доволь­
ствуются изучением мёртвых моллюсков,
которых иногда выбрасывает на берег во
время штормов. Начиная с 1870 г. зафик­
сировано уже 60 случаев находок мёртвых
спрутов на берегу. Особенно часто их об­
наруживают у Новой Зеландии.
Весит архитевтис около тонны. Диа­
метр его глаза может достигать 45 см!
Архитевтисы обычно живут на глубине
приблизительно 1 км, где ловят глубоко-

^..Давайте из моря поднимемся на доис­
торическую сушу.
Вторая половина силурийского пери­
ода. Ранее утро. В лужах цветут водорос­
ли. Только по краям крупных водоемов
возвышаются риниофиты — первые
высшие растения, первые «колонизато­
ры» континентов. Со временем от них
произойдут все известные науке высшие
растения, включая произрастающие
сегодня.
Риниофиты.

К высшим принято относить расте­
ния, живущие на суше и имеющие в
той или иной степени выраженные кор­
ни, стебель, листья и плоды.

Травянистые побеги риниофитов,
образующие верхний ярус силурийско­
го «леса», достигают полуметровой дли­
ны, и это рекорд высоты того времени:
ведь ни кустарников, ни деревьев ещё
нет. Суша покрыта ковром из грибов и
лишайников — это нижний ярус «леса»,
здесь кипит жизнь. Миллионы микро­
скопических клещей-вегетарианцев вы­
сасывают питательные соки из грибов,
лишайников и риниофитов. Многие из
представителей флоры и грибов этих
«лесов» усыпаны микроскопическими
яйцами — эмбрионами клещей. Но не
только грибы и растения подвергаются
нападению.
Тысячи хищных клещей палеокаринусов размером около 0,5 мм постоянно
охотятся на своих растительноядных
собратьев. В день один палеокаринус
уничтожает до десятка клещей-вегета­
рианцев и несколько десятков их яиц.
Мёртвая растительность покрыта пуль­
сирующим слоем из многочисленных
многоножек размером до нескольких
десятков сантиметров. Многоножки —
самые большие наземные существа это­
го времени. Их молодая поросль также
кормится гниющими остатками, при­
влекая хищных скорпионов. Очевидно,
что сушу захватили членистоногие — но
не одни они здесь хозяйничают! За мно­
го миллионов лет до них землю засели­
ли другие существа — черви.
Многоножка забирается на неболь­
шой, с виду крепкий гриб, который вмиг
разрушается под её маленьким весом.

61

Изнутри все ткани гриба уже съедены
десятками червей, которые спешат по­
кинуть разрушенное убежище. Они мед­
ленно двигаются к соседним грибам.
Многоножка уползает восвояси. Вне­
запно на грибной «опушке» появляется
скорпион и набрасывается на одного из
червей. Хищник длиной несколько сан­
тиметров без особого труда ловит червя
своими клешнями и, изогнув хвост, па­
рализует жертву ядом. Пятясь, скорпион
тащит червя в укрытие — щель в каме­
нистой почве. Внезапно задняя стенка
его норки разрушается, и на дно убежи­
ща падает крупный земляной червь, ко­
торый был занят тем, что подъедал гриб
снизу. Скорпион мгновенно умерщвляет
непрошеного гостя и возвращается на
поверхность за первым трофеем. И здесь
он улавливает вибрацию...
На опушке появляется другой, более
крупный скорпион, нарушивший вла­
дения своего меньшего собрата. Хозя­
ин территории не собирается сдаваться
без боя и, подняв клешни и задрав хвост,
принимает угрожающую стойку. Однако
пришелец не намерен биться и вообще
ведёт себя странно: у него нарушена ко­
ординация движений, он движется рыв­
ками, его тело сотрясают судороги. Вдруг
он начинает махать клешнями, после за­
мирает и, потеряв равновесие, неловко
валится на землю. В предсмертной аго­
нии он подёргивает ногами. Молодой
скорпион быстро подбегает к наруши­
телю границы и слышит хруст взламы­
ваемого изнутри панциря. Из образо­
вавшейся щели появляется невероятно
длинный и тонкий червь-паразит, стре­

Перипатус — современная «вариация»
онихофоры.

Микроскопические сражения

Так выглядела древняя онихофора.

мящийся как можно быстрее покинуть
своего хозяина. Тело этого червя почти
в десять раз превосходит по длине тело
скорпиона, которого червь заживо выел
изнутри. Теперь он торопится отложить
множество яиц, которые со временем
с частицами пищи окажутся в других
скорпионах, многоножках или червях.
Молодой скорпион не хочет упускать
такую большую добычу и парализует её.
Скорпион снова улавливает неболь­
шой шорох: на шляпке гриба появился
самый искусный хищник этого време­
ни — 15-сантиметровая онихофора. По
внешнему виду это нечто среднее между
червём и многоножкой. Как и у много­
ножки, у неё много конечностей, прав­
да, значительно более толстых и мясис­
тых. Комплекцией же тела упитанная
онихофора скорее похожа на червя, а
не на плоскую худую многоножку. Кро­
ме того, она, как и большинство чер­
вей, лишена защитного панциря. Учуяв
скорпиона, онихофора плотно обви­
вает высокий гриб задней половиной
тела и слегка приподнимает переднюю
часть, выбирая позицию для нападения.
Скорпион тоже принимает атакующую
позу: выходит на открытое пространс­
тво, поднимает клешни и выгибает
хвост. Но тут из двух небольших тру­
бочек на голове онихофоры в скорпи­
она вылетают длинные струи клейкой
слизи. Слизь быстро застывает, склеи­
вая конечности скорпиона и лишая его
подвижности. Онихофора спускается с
гриба и подползает ближе, держась на

Микроскопические сражения

62

¥

*

Черви — властители мира
От большей части червей после их
смерти ничего не остаётся — мягкие
ткани, из которых целиком состоят поч­
ти все черви, бесследно разрушаются.
Но, несмотря на отсутствие ископае­
мых доказательств, учёные убеждены:
черви, появившиеся ещё в докембрии,
долгое время удерживали пальму пер­
венства в воде и на суше.
Откуда такая уверенность? Дело в
том, что надтип червей включает ог­
ромное количество этих животных; сре­
ди них есть хищники, «вегетарианцы»,
падалееды, черви, перерабатывающие
почву... Науке известно около 44 тыс.
видов червей! Такое огромное разно­
образие видов и жизненных стратегий
может иметь только одно объяснение:
скорее всего, ещё в докембрии экосис­
темы морей состояли почти из одних
только червей. На суше черви, возмож­
но, жили уже в венде (последний пери­
од докембрия), и совершенно точно — в
кембрии. Именно поэтому они смогли
освоить абсолютно все экологические
ниши — времени на это у них было пре­
достаточно.
Даже сейчас черви не перестают
удивлять. Например, на 1 кв. м морского
дна может жить до 40 тыс. особей! Дли
на океанского червя линеуса — длин­
нейшего из современных — составля­
ет 35 м. Кроме «Гулливеров» есть и
«лилипуты» — различные паразиты,
например коловратки, размером до
0,01 мм. Последние удивительно
живучи: могут выдерживать и пре­
дельно низкие, и очень высокие
температуры.
Учёные и сами несколько те­
ряются в таком разнообразии форм
жизни. И потому нет ничего удиви­
тельного в том, что до сих пор
не существует единой клас­
сификации червей.

безопасном расстоянии. Затем она даёт
второй залп: слизь ещё плотнее покры­
вает тело скорпиона, который хотя и
перекусил несколько затвердевших ни­
тей, но уже совсем не может пошевелить
клешнями и ногами, а главное — хвос­
том. Онихофора вплотную подползает
к обездвиженному скорпиону и делает
«контрольный выстрел». И, подождав
немного, убедившись в полном бесси­
лии противника, она принимается за
трапезу, пожирая его заживо.

Онихофоры появились в кембрий­
ском периоде около 550 млн лет назад и
дожили до наших дней. Такая успешная
выживаемость связана с их уникаль­
ным дистанционным способом охоты.

Червь линеус.

Заключение
П о д в о д я основные итоги кембрия,
ордовика и силура, прежде всего отме­
тим частые циклические перемены в
палеогеографии: изменение уровня Ми­
рового океана, температуры на Земле,
положения континентов и суперконти­
нента Гондваны.
Помимо циклических, повторяю­
щихся событий описанный период ис­
тории Земли был богат и на необрати­
мые изменения: таким изменением, к
примеру, было увеличение площади Гон­
дваны или возникновение супермате­
рика Лавруссии в Северном полушарии
в конце силура. Также необратимыми
можно считать рост биоразнообразия,
который сохранялся вопреки регуляр­
ным массовым вымираниям, или карди­
нальное изменение состава атмосферы
и гидросферы.
Этот отрезок геологического вре­
мени характеризуется почти полным
отсутствием проявлений вулканизма
на континентах, при том, что в морях
и океанах, наоборот, вулканическая ак­
тивность была максимальная.
Развивающаяся жизнь на Земле энер­
гично экспериментировала, изобретая
порой причудливые и мало приспособ­
ленные к изменениям окружающей сре­
ды организмы. Этим объясняется сущес­
твование в раннем палеозое, а особенно
в кембрийском периоде, множества
странных беспозвоночных, полухордовых или примитивных хордовых. Мно­
гие виды вымирали, так и не оставив
после себя потомков. Однако появля­
лись и очень удачные формы, которые
сумели дожить до наших дней — их па­
леонтологи называют живыми ископае­
мыми. Появившись в кембрии, ордовике
или силуре, эти организмы — например,
брахиоподы-лингулиды — населяют и
современные моря.

Главными результатами трех первых
периодов палеозойской эры можно счи­
тать появление раковины у беспозво­
ночных существ и возникновение всех
известных науке типов беспозвоночных
животных, достижение ими господства в
воде и на суше, а также выход растений и
беспозвоночных на сушу. В итоге к концу
силурийского периода на континентах
сформировались настоящие экосисте­
мы, а в «колыбели жизни» — морях и оке­
анах, богатых самыми разнообразными
организмами, — уже появились первые
позвоночные — рыбы. Обжив море и
сушу, беспозвоночные создали предпо­
сылки для возникновения более прогрес­
сивных форм жизни — позвоночных жи­
вотных, которые, появившись в воде, уже
устремили взгляды на землю. Следующей
страницей истории древней природы
будет девонский период — время выхода
позвоночных на сушу и появления ново­
го класса животных — амфибий.
Окаменевший
трилобит рода
оленеллус.
Отпечаток
раковины.

Справочное издание
Для среднего школьного возраста

Габдуллин Руслан Рустемович
ЗАРОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ
Библиотека школьника
Заведующая редакцией А Голосовская
Ведущий редактор А Ратина
Художественный редактор А Русакова
Корректор С. Липовицкая
Верстка С. Тихомиров
Цветоделение А Дунаев
В книге использованы материалы
из энциклопедии «Доисторическая жизнь»

Подписано в печать 20.08.2013
Формат 84x108 7 1б. Бумага офсетная. Гарнитура Garamond.
Печать офсетная. Уел. печ. л. 6,72.
Изд. № 13-11227. Заказ № 3556
Тираж 45 000 экз.
В соответствии с ФЗ-436 для детей старше 6 лет.
ЗАО «ОЛМА Медиа Групп»
129085, Москва, Звездный бульвар, д. 21, стр. 3, пом. I, ком. 5.
Почтовый адрес: 143421, Московская обл., Красногорский район,
26-й км автодороги «Балтия», бизнес-центр «Рига Ленд», стр. 3.
www.olmamedia.ru
Отпечатано в ОАО «Кострома». 156010, г. Кострома, ул. Самоковская, 10.

Каждой теме посвящено несколько увлекательно написанных,
красочно иллюстрированных, небольших по объему
тематических энциклопедий.

«Зарождение жизни»
X

v

На страницах книги





Когда на Земле появилась жизнь
Могли ли живые клетки прилететь из космоса
Какими были первые многоклеточные
Кто жил в самы х древних морях

ЩШ1I§j

вы узнаете: