5.8. Исторические этапы развития жизни на земле

Геологическая история Земли подразделяется на крупные промежутки – эры, эры – на периоды (системы), периоды – на века. Это разделение относительное, т.к. резких разграничений между этими подразделениями не было. Но на рубеже соседних эр, периодов происходили существенные геологические преобразования: горообразовательные процессы, перераспределение суши и моря, смена климата и проч. Каждое подразделение характеризовалось качественным своеобразием флоры и фауны.

Геологические эры Земли:

Катархей – от образования земли 5 млрд. лет назад до зарождения жизни.

В сложном процессе возникновения жизни на Земле можно выделить несколько этапов. Первый из них связан с образованием простейших органических соединений из неорганических.

На начальном этапе Земля представляла собой раскаленную планету. При охлаждении Земли появились химические соединения: вода, метан, углекислый газ, аммиак, цианистый водород. Когда температура поверхности Земли опустилась ниже 100⁰С, произошло сгущение водяных паров и образование первичного океана, в котором в результате ряда химических процессов накапливались простейшие органические вещества.

Второй этап биогенеза характеризовался возникновением более сложных органических соединений, в частности белковых веществ в водах первичного океана. Благодаря высокой температуре, грозовым электрическим разрядам, усиленному ультрафиолетовому излучению простые молекулы органических соединений при взаимодействии с другими веществами усложнялись и образовывали углеводы, белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты. Воды мирового океана постепенно насыщались различными органическими веществами, образуя «первичный бульон».

Дальнейший этап биогенеза связан с концентрацией органических веществ, возникновением белковых тел. В водах первичного океана концентрация органических веществ увеличивалась, происходило их смешивание, взаимодействие и объединение в мелкие обособленные структуры. Эти обособленные в растворе органические мономолекулярные структуры выдающейся русский ученый А.И. Опарин назвал коацерватными каплями или коацерватами. Исследования показали, что коацерваты имеют достаточно сложную структуру и обладают рядом свойств, которые сближают их с простейшими живыми существами, но они лишены способности к самовоспроизведению и саморегуляции синтеза органических веществ.

Завершение процесса биогенеза связано с возникновением у более стойких коацерватов способности к самовоспроизведению составных частей, с переходом к матричному синтезу белка, характерному для живых организмов. В ходе предбиологического отбора наибольшие шансы на сохранение имели те коацерваты, у которых способность к обмену веществ сочеталась со способностью к самовоспроизведению. Переход к матричному синтезу белков был величайшим качественным скачком в эволюции материи. Однако механизм такого перехода пока не ясен. Наиболее перспективными гипотезами, объясняющими этот переход, являются гипотезы, опирающиеся на принципы теории самоорганизации, синергетики, на представления о гиперциклах, т.е. системах, связывающих самовоспроизводящие единицы друг с другом по средством циклической связи. В таких системах продукт реакции одновременно является ее катализатором. Поэтому возникает явление самовоспроизведения.

Архей (древнейшая эра) – от 3,5 до 2,6 млрд. лет до н.э. Простейшие доклеточные формы жизни. Появляются бактериоподобные одноклеточные организмы. В Южной Африке найдены остатки бактериоподобных образований, живших 3,1 млрд. лет. В Южной Родезии – водорослевые известняки, жившие 2,7 млрд. лет назад.

Протерозой (2,6 млрд. лет – 570 млн. лет). Делится на периоды:

Саян (2,6 млрд. лет – 1,5 млрд. лет) – начало бурного развития жизни. Время господства одноклеточных водорослей и бактерий.