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

От редакции От редакции

На страницах журнала «Наука и техника» освещаются научно-технические достижения

Наука и техника
12 интересных фактов об Ан-2 — самолете, попавшем в книгу рекордов Гиннесса 12 интересных фактов об Ан-2 — самолете, попавшем в книгу рекордов Гиннесса

Биплан Ан-2 был принят в эксплуатацию 75 лет назад — и до сих пор востребован

Maxim
Meta-Gene 2: программа для автоматизации процесса генетического мета-анализа Meta-Gene 2: программа для автоматизации процесса генетического мета-анализа

Программа, которая облегчает выявление генетических причин тяжелых заболеваний

Наука и техника
10 сериалов, которых точно хватит на длинные новогодние каникулы (и не только) 10 сериалов, которых точно хватит на длинные новогодние каникулы (и не только)

Лучшие продолжительные телешоу, которые гарантированно скрасят 2024 год

Правила жизни
Там, где раки зимуют Там, где раки зимуют

Какие научные исследования ведутся в подмосковном заповедном озере Глубокое

Наука и жизнь
Устали быть «жилеткой» для друзей и близких? 3 совета, как это изменить Устали быть «жилеткой» для друзей и близких? 3 совета, как это изменить

Чрезмерное вовлечение в проблемы других людей может сыграть с вами дурную шутку

Psychologies
Королеву — под нож Королеву — под нож

Какой была жизнь и смерть Марии-Антуанетты

Дилетант
Отдать нельзя выбросить Отдать нельзя выбросить

Какими темпами в России развивается фудшеринг

Агроинвестор
Нудный голос человека Нудный голос человека

«Убийца»: Дэвид Финчер экранизирует комикс

Weekend
Кто вы из «Секса в большом городе»? Ученый разделил женщин-одиночек на 4 типа Кто вы из «Секса в большом городе»? Ученый разделил женщин-одиночек на 4 типа

Вы Кэрри, Саманта, Шарлотта или Миранда?

Psychologies
Сергей Филин: Тяжесть легковесности Сергей Филин: Тяжесть легковесности

Монолог о мужественности в балете

Maxim
Приятно познакомиться: 6 вещей, которые ты должна знать о своей зубной щетке Приятно познакомиться: 6 вещей, которые ты должна знать о своей зубной щетке

Как правильно выбрать, использовать и ухаживать за зубной щеткой?

VOICE
Уют-компания Уют-компания

Превращаем холодное «место жительства» в настоящее место силы

VOICE
Отступление россиян поставило жирный крест на надеждах врага: европейцы вовсю кусали локти Отступление россиян поставило жирный крест на надеждах врага: европейцы вовсю кусали локти

Какой была битва под Витебском 1812 года

ТехИнсайдер
«Я убью тебя, брат»: что такое сиблинговый комплекс «Я убью тебя, брат»: что такое сиблинговый комплекс

Почему сиблинги ненавидят друг друга?

Psychologies
Как починить перегоревшую светодиодную лампу: простейший способ Как починить перегоревшую светодиодную лампу: простейший способ

Мини-инструкция для тех, кто хочет продлить жизнь осветительному прибору

CHIP
Анатомия Жар-птицы Анатомия Жар-птицы

Кем могла бы быть волшебная Жар-птица с точки зрения науки?

Вокруг света
Астрономы наблюдают за «Тасманским дьяволом» — таинственной периодической вспышкой Астрономы наблюдают за «Тасманским дьяволом» — таинственной периодической вспышкой

Астрономы под руководством Университета Корнелла наблюдают мощный взрыв

ТехИнсайдер
Союз правых: что помогло Хавьеру Милею победить на президентских выборах Союз правых: что помогло Хавьеру Милею победить на президентских выборах

Радикальная программа президента Аргентины вряд ли будет полностью реализована

Forbes
Как сделать так, чтобы борода росла быстрее Как сделать так, чтобы борода росла быстрее

Главный минус бороды в том, что она не может вырасти за один день

Maxim
Наше благородие Наше благородие

Попробуем найти универсальные черты «воспитанного человека»?

VOICE
Как Леонид Утесов стал отцом советской эстрады Как Леонид Утесов стал отцом советской эстрады

Он выступал и перед красными, и перед белыми, его обожала вся страна

СНОБ
Не «Домострой», а детские сады: какой должна быть поддержка материнства Не «Домострой», а детские сады: какой должна быть поддержка материнства

Противопоставление материнства и работы не решат демографическую проблему

Forbes
ИИ-модель, разработанная DeepMind, предсказывает погоду точнее всех существующих методов ИИ-модель, разработанная DeepMind, предсказывает погоду точнее всех существующих методов

Компания Google DeepMind разработала модель прогнозирования погоды

ТехИнсайдер
Дети Мио Дети Мио

Единственный в России фонд, помогающий мальчикам с миодистрофией Дюшенна

Robb Report
Проверьте себя за минуту: 8 факторов, которые указывают на риск развития сахарного диабета Проверьте себя за минуту: 8 факторов, которые указывают на риск развития сахарного диабета

Как определить, что у вас может быть сахарный диабет?

Psychologies
Как уберечь психику ребенка при разводе: 4 совета Как уберечь психику ребенка при разводе: 4 совета

Как свести негативные последствия от развода для ребенка

Psychologies
Читаем вместе c Риз Уизерспун и Опрой: как книжные клубы снова стали популярными Читаем вместе c Риз Уизерспун и Опрой: как книжные клубы снова стали популярными

Почему книжные клубы вновь создают комьюнити вокруг себя?

Forbes
Персональный «остров» Персональный «остров»

Новый флагман финской компании Saxdor Yachts — Saxdor 400 GTO

Y Magazine
Как в детстве, но лучше. Топ игр для автомобилистов на VK Play Как в детстве, но лучше. Топ игр для автомобилистов на VK Play

Игры для автолюбителей: от гоночных аркад до симулятора водителя автобуса

РБК
Открыть в приложении