Зачем изучать эволюцию биосферы?

Наука и техникаНаука

Эволюция биосферы: архейская нищета и панспермия

Край Игорь

Начать стоит с сообщения о недавнем открытии. Недалеко от Модены экспедицией Лиссабонского университета были найдены следы глубоководных рыб. Только следы – ямки на ныне окаменевшем дне Тетиса и оставленные плавниками борозды. Возраст отложений составил 130 млн. лет. И это значит, что позвоночные начали осваивать глубины на 80 млн. лет ранее, нежели до сих пор считалось.

Что такое «эволюция биосферы»?

Казалось бы, что с того? Умеренно глубоководные – обитающие далее 500 м от поверхности – рыбы появились не в начале палеогена, а еще в начале мелового периода. Но появиться может лишь то, чего до этого не было. Эволюцию обычно представляют как смену более прогрессивными формами жизни менее прогрессивных, однако это только одна из граней процесса. Параллельно с ним идет и другой. Жизнь проникает туда, где до этого отсутствовала. Самым известным примером захвата новых территорий является, разумеется, выход жизни на сушу. Однако это только одно из множества подобных событий в истории Земли. Например, представления об обстоятельствах экспансии – на протяжении мезозоя – живых организмов с прибрежных мелководий на просторы, а затем и в глубины океана дополняет открытие португальских палеонтологов.

И тут кстати вспомнить, что добычей палеонтологов в этот раз стали только ихнофоссилии – окаменевшие следы деятельности организмов, а не отпечатки их тел. Описать новый вид ископаемых рыб по таким следам невозможно. Но именно в контексте проблемы эволюции биосферы на такие детали смысла размениваться нет. Биосфера развивается, порождая тьму новых видов – все более приспособленных. И уместно задать вопрос, в чем это развитие проявляется.

В общем случае, с развитием возрастают масса и эффективность биосферы. Когда-то футурологи предсказывали, что развитую цивилизацию выдаст окружающая звезду и позволяющую полностью использовать ее энергию сфера Дайсона. К тому же к максимальному использованию ресурсов, в том числе и света, только в рамках доступных ей технологий стремится и жизнь. С возрастом биосферы, таким образом, в планетарных масштабах увеличивается биомасса и в каком-то смысле «заселенная площадь».

Достигается же увеличение биомассы ростом сложности и приспособленности, причем так, что второе оказывается следствием первого. Ибо под «сложностью» в данном контексте уместно понимать не только появление более прогрессивных форм, но и просто увеличение объема генома. При очевидной, например, простоте устройства одноклеточных, приспособительные механизмы бактерий могут быть сложны до безумия. Биохимия бактерий Desulforudis audaxviator, способных заселять микротрещины до глубины 3 км под землей, нуждающихся только в водороде, а все прочее необходимое им извлекающих путем растворения горных пород, способных выживать изолированно, без сотрудничества с другими организмами, не проще, чем высшая нервная деятельность.

И, разумеется, изощренные изобретения, позволившие жизни проникнуть в глубину коры, были сделаны не сразу. Учитывая, что недра Земли заселяются почвенными бактериями, увлеченными вместе с капельками воды вниз геологическими процессами и успевшими приспособиться благодаря низкой скорости этих процессов, экспансия жизни в литосферу едва ли могла начаться до выхода жизни на сушу. А следовательно, успехи бактерий на данном фронте – по эволюционным меркам – недавние.

Однако к любому вопросу стоит подходить системно, в частности, рассматривая эволюцию биосферы с момента ее появления.

Бактерия Desulforudis audaxviator

Стадия зарождения

Что касается зарождения жизни на Земле, то тайна его – в деталях как минимум – наукой пока не раскрыта. Важно однако отметить, что само по себе «зарождение» понимается наукой не как событие, а как процесс. Причем геологически длительный, продолжавшийся 100–200 млн. лет. А значит, о «стадии» говорить совершенно уместно.

Подразумевает же эта стадия существование на планете 4,3–4,0 млрд лет назад «РНК-мира», коацерватных капель с повышенной концентрацией коллоидов, кипящих содовых болот – в общем случае, некой среды, в которой еще механизмами эволюции химической происходила наработка условно «живых», способных к автокатализу макромолекул, последующее этих молекул размножение. Но затем и эволюцию уже биологическую, понимаемую пока еще более смутно, – от «муравейников молекул» к чему-то такому, что не стыдно становилось назвать «организмом»…

И с позиций эволюции биосферы, не вдаваясь в детали (здесь почти всегда неизвестные или спорные), достаточно заключить, что на этапе «зарождения» биомасса оставалась нулевой. Даже если бы исследователи, располагающие современными средствами, и перенеслись на катархейскую Землю, ни признаков, ни даже следов жизни они не нашли бы…

Но это – банально.

Важно отметить, что на этапе за рождения, в буквальном аду, каким являлась планета катархейского эона, в незакипающей только из-за высокого давления первичной атмосферы, в ядовитой, перенасыщенной вымываемыми из вулканических пород кислотными дождями солями, в зеленоватой от высокой концентрации оставшейся серной кислоты (в атмосфере сероводород реагировал с водяным паром), в этом климатически-геохимическом ужасе приспособленность жизни также оставалась нулевой. Равно, как можно говорить и о нулевом уровне приспособленности синтетической РНК – в пробирке. Молекулы зарождались и плодили друг друга автокатализом лишь постольку, поскольку в среде присутствовало все необходимое для сборки новых цепочек нуклеотидов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как разглядеть планету в далекой галактике? Как разглядеть планету в далекой галактике?

Сначала — предположения, потом — тысячи подтверждений: как ищут экзопланеты

Наука и техника
6 вопросов, чтобы решиться на разрыв отношений с родственником 6 вопросов, чтобы решиться на разрыв отношений с родственником

Несколько подсказок тем, кто хочет прекратить отношения с близким

Psychologies
От него мы впервые узнали об антропогенном потеплении От него мы впервые узнали об антропогенном потеплении

Михаил Будыко понял, что льды Арктики будут стремительно таять, еще 55 лет назад

Наука
Дети Мио Дети Мио

Единственный в России фонд, помогающий мальчикам с миодистрофией Дюшенна

Robb Report
Чьим голосом вы говорите с собой? Чьим голосом вы говорите с собой?

Тест: как часто вы точно понимаете, чего на самом деле хотите

Psychologies
Какие здания нравятся россиянам: ученые выяснили, что предпочтения людей не соответствуют реальному виду новостроек Какие здания нравятся россиянам: ученые выяснили, что предпочтения людей не соответствуют реальному виду новостроек

Создается ли архитектура для удовлетворения эстетических потребностей?

ТехИнсайдер
Чувствовать, а не ждать Чувствовать, а не ждать

Как счастье проявляется в нашей жизни, почему мы боимся о нем говорить?

Новый очаг
Насморк Насморк

Нос стал хуже дышать. Обычно это никого не пугает. И зря

Здоровье
У нас есть план! У нас есть план!

Как питаться зимой, чтобы не набрать вес

Лиза
Робот-химик, вооруженный ИИ, может добыть кислород на Марсе Робот-химик, вооруженный ИИ, может добыть кислород на Марсе

Исследователи разработали робота-химика, который может добыть кислород на Марсе

ТехИнсайдер
Как Мария Грекова создает «Нормальные места» для людей с особыми потребностями Как Мария Грекова создает «Нормальные места» для людей с особыми потребностями

Как запускать социальные проекты и трудоустраивать людей с инвалидностью

Forbes
Капитан Южного океана Капитан Южного океана

История великого путешественника и первооткрывателя Джеймса Кука

Знание – сила
Метеорологи уточнили оценку эффекта Туми в два раза Метеорологи уточнили оценку эффекта Туми в два раза

Уточнение оценки эффекта Туми сделает климатические модели более точными

N+1
«Внуки бьют»: почему пожилые женщины чаще сталкиваются с насилием и что с этим делать «Внуки бьют»: почему пожилые женщины чаще сталкиваются с насилием и что с этим делать

Как люди старшего возраста попадают в ловушку насилия

Forbes
Пережить шторм: 12 вопросов, чтобы понять, можно ли спасти отношения Пережить шторм: 12 вопросов, чтобы понять, можно ли спасти отношения

Как узнать, утонет ли любовь в море спокойствия?

Psychologies
6 типов людей в коллективе: как наладить отношения на работе 6 типов людей в коллективе: как наладить отношения на работе

Как можно предотвращать всплески токсичности в коллективе

Psychologies
Спорная кандидатура: как порнозвезда Чиччолина стала депутатом парламента, и к чему это привело Спорная кандидатура: как порнозвезда Чиччолина стала депутатом парламента, и к чему это привело

Как порнозвезда Чиччолина стала испытанием для политической системы Италии

Правила жизни
«Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков «Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков

Что нам мешает название, которым мы пытаемся обозначить свое «Я»

Psychologies
Премия, или Поражение победителей, испытавших триумф Премия, или Поражение победителей, испытавших триумф

Как успех ученого может обернуться его же трагедией

Знание – сила
Город с характером: куда сходить и что попробовать в столице Сибири Город с характером: куда сходить и что попробовать в столице Сибири

Достопримечательности, которые демонстрируют, как развивается Новосибирск

СНОБ
Добыча золота травит ртутью тропических птиц. И не только птиц Добыча золота травит ртутью тропических птиц. И не только птиц

Ученые обнаружили самые высокие концентрации ртути у певчих птиц

ТехИнсайдер
Сонный паралич Сонный паралич

Что такое сонный паралич, почему возникает и можно ли избавиться

Лиза
«Наши мастера не уступают мировым производителям»: Олег Клодт о рынке архитектуры «Наши мастера не уступают мировым производителям»: Олег Клодт о рынке архитектуры

Архитектор Олег Клодт — о том, чем отличается девелопмент в России и на Западе?

Forbes
Облигации станут лесопарком Облигации станут лесопарком

Как банки расширяют практики устойчивого развития

Деньги
Зеленый свет: каким получился новый кроссовер Jaecoo J7 Зеленый свет: каким получился новый кроссовер Jaecoo J7

Jaecoo J7 — кроссовер, который оценят жители мегаполисов и небольших городов

Forbes
Почему может чесаться кожа Почему может чесаться кожа

Если у вас чешется кожа, вариантов, что же происходит может быть множество

ТехИнсайдер
Доступность термитов для шимпанзе долины Исса связали с сезонностью и расселением Доступность термитов для шимпанзе долины Исса связали с сезонностью и расселением

Антропологи несколько лет пробовали ловить термитов в долине Исса

N+1
Все фильмы вселенной Гарри Поттера от худшего к лучшему Все фильмы вселенной Гарри Поттера от худшего к лучшему

А вам слабо пересмотреть «Гарри Поттеров» в порядке возрастания качества?

Maxim
«Неоконченная симфония Дарвина: Как культура формировала человеческий разум» «Неоконченная симфония Дарвина: Как культура формировала человеческий разум»

Почему для нас важно подражать другим

N+1
Мятежная Вандея Мятежная Вандея

В марте 1793 года во Франции начался Вандейский мятеж

Дилетант
Открыть в приложении