Первые обитатели Земли

Первые обитатели Земли

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

4.3.2. Обитатели почвы

Из книги Общая экология автора Чернова Нина Михайловна

4.3.2. Обитатели почвы Неоднородность почвы приводит к тому, что для организмов разных размеров она выступает как разная среда. Для микроорганизмов особое значение имеет огромная суммарная поверхность почвенных частиц, так как на них адсорбируется подавляющая часть


Самые первые

Из книги До и после динозавров автора Журавлёв Андрей Юрьевич

Самые первые Древнейший период земной летописи так и называется — древнейший (по-гречески — архей.) Он начался около 4 млрд лет назад и закончился 2,5 млрд лет назад. Нижний временной рубеж архея установлен по возрасту первых осадочных пород (переотложенные минералы


Другие обитатели вендского периода

Из книги Операция „Лесные муравьи" автора Халифман Иосиф Аронович

Другие обитатели вендского периода Остатки первых, не считая губок, скелетных многоклеточных животных начинают попадаться в породах возрастом примерно 565 млн лет. Все они обитали в теплых мелководных морях. Это небольшие (до 1 см длиной) трубчатые, скрученные в


Немуравьиные обитатели муравейников

Из книги Человек в лабиринте эволюции автора Вишняцкий Леонид Борисович

Немуравьиные обитатели муравейников Если в погожий летний день приподнять в саду или на пустыре какой-нибудь плашмя лежащий теплый камень-плитняк, то с сырой под камнем поверхности почвы, внезапно открытой свету солнечных лучей и жаркому дыханию сухого воздуха,


Первые обезьяны

Из книги Гомеопатическое лечение кошек и собак автора Гамильтон Дон

Первые обезьяны В раннем эоцене (54–45 млн лет назад) в пределах отряда приматов выделяется уже множество семейств, родов и видов, среди которых есть и предки современных лемуров и долгопятов. Обычно этих ранних полуобезьян делят на лемуриформных (лемуры и их предки) и


Новые обитатели вашего дома

Из книги Спутник следопыта автора Формозов Александр Николаевич

Новые обитатели вашего дома Прежде чем принести домой щенка или котенка, вам необходимо сделать одну очень важную вещь — реально оценить свои возможности. Сможете ли вы сделать так, чтобы ваш дом стал уютным и комфортным для его нового обитателя? Достаточно ли у вас


Обитатели случайных убежищ

Из книги Пароль скрещенных антенн автора Халифман Иосиф Аронович

Обитатели случайных убежищ Едва потускнеет за лесом заря и около берез, одетых душистой молодой листвой, закружатся гудящие жуки, над просекой одна за другой появляются летучие мыши - длиннокрылые, стремительные и легкие на лету кожаны. С еле слышным шумом шелковистых


Немуравьные обитатели муравейников

Из книги Пароль скрещенных антенн автора Халифман Иосиф Аронович

Немуравьные обитатели муравейников Если в погожий летний день приподнять в саду или на пустыре какой-нибудь плашмя лежащий теплый камень-плитняк, то с сырой под камнем поверхности почвы, внезапно открытой свету солнечных лучей и жаркому дыханию сухого воздуха,


НЕМУРАВЬИНЫЕ ОБИТАТЕЛИ МУРАВЕЙНИКОВ

Из книги Великие открытия автора Аугуста Иозеф

НЕМУРАВЬИНЫЕ ОБИТАТЕЛИ МУРАВЕЙНИКОВ ЕСЛИ в погожий летний день приподнять в саду или на пустыре какой-нибудь плашмя лежащий теплый камень-плитняк, то с сырой под камнем поверхности почвы, внезапно открытой свету солнечных лучей и жаркому дыханию сухого воздуха,


Первые погребения

Из книги Жизнь насекомых [Рассказы энтомолога] автора Фабр Жан-Анри

Первые погребения На стоянке под нависшей скалой собралось все племя неандертальцев. У костра лежит истекающий кровью юноша. Лицо его мертвенно бледно, глубоко запавшие глаза закрыты, сжатые губы посинели. Над ним стоит другой молодой охотник и взволнованно объясняет


Обитатели ежевичного куста

Из книги Самые необычные животные автора Бердышев Дмитрий Геннадьевич

Обитатели ежевичного куста По краям дорог и полей растет колючая ежевика. Ее сухие стебли — ценная находка для пчел и ос-охотниц. Сердцевина стебля мягкая, ее легко выскоблить, и тогда получится канал — галерейка для гнезда. Обломанный или срезанный конец стебля —


Ринхиты — обитатели плодов

Из книги Жизнь в глубинах веков автора Трофимов Борис Александрович

Ринхиты — обитатели плодов Тополевый трубковерт, аподер и аттелаб показали нам, что схожую работу можно выполнять различными орудиями.А можно и одинаковыми орудиями производить различные работы: схожее строение не обусловливает сходства инстинктов. Ринхиты —


Удивительные обитатели тропической Азии

Из книги По аллеям гидросада автора Махлин Марк Давидович

Удивительные обитатели тропической Азии Тропическая Азия представляет собой широкую полосу густых джунглей, сухих кустарников, бамбуковых рощ и непроходимых болот, протянувшуюся от Индии через Индокитай, Малакку и южные окраины Китая до островов Малайского


ДРЕВНЕЙШИЕ ОБИТАТЕЛИ ЗЕМЛИ

Из книги По следам минувшего автора Яковлева Ирина Николаевна

ДРЕВНЕЙШИЕ ОБИТАТЕЛИ ЗЕМЛИ  ...Низшие организмы являются наиболее распространенными как в пространстве, так и во времени...А. П.


Животные — обитатели подводного сада

Из книги автора

Животные — обитатели подводного сада В природных водоемах растения сосуществуют с различными водными животными. Животные нужны растениям, они вызывают движение воды, обеспечивают растения необходимыми химическими элементами, выделяя экскременты, метаболиты,


ЗЕЛЕНЫЕ ОБИТАТЕЛИ КАРБОНОВОЙ СУШИ И ИХ ЗАГАДКИ

Из книги автора

ЗЕЛЕНЫЕ ОБИТАТЕЛИ КАРБОНОВОЙ СУШИ И ИХ ЗАГАДКИ В самом пласте каменного угля можно найти разве что остатки корней и корневищ. А вот в слоях песчаников и сланцев, которыми прослоены пласты каменного угля, находят великое множество отпечатков листьев, стволов, коры