ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ
Существует пять концепций возникновения жизни:
- божественное сотворения живого;
- концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества (её придерживался ещё Аристотель, который считал, что живое может возникнуть и в результате разложения почвы);
- концепция стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда;
- концепция внеземного происхождения жизни;
- концепция происхождения жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам.
Первая концепция религиозна и к науке прямого отношения не имеет. Вторую опроверг, изучавший деятельность бактерий французский микробиолог XIX в. Л.Пастер.
Третья из-за своей иллюзорности всегда имела немного сторонников.
К концу ХХ в. в науке господствовали две последние концепции. Согласно одной жизнь была занесена на Землю извне, опиралась на обнаружение при изучении метеоритов и комет «предшественников живого» - органических соединений, которые (возможно) сыграли роль «семян».
У концепции появления жизни на Земле в историческом прошлом два варианта. Согласно одному, происхождение жизни – результат случайного образования единичной «живой молекулы», в строении которой был заложен весь план дальнейшего развития живого. Французский биолог Ж.Моно пишет, что жизнь не следует из законов физики, но совместима с ними. «Жизнь – событие, исключительность которого необходимо сознавать». Согласно другой точки зрения, происхождение жизни – результат закономерной эволюции материи. Эта концепция получила наибольшее признание в научной среде.
Земля как планета существует более 5 млрд. лет. В ходе биологической эволюции на Земле появилось бесчисленное множество форм живых организмов.
История Земли разделяется на длительные промежутки времени – эры. Эры подразделяются на периоды, периоды - на эпохи.
Название эр греческого происхождения: катархей – ниже древнейшего, архей – древнейший, протерозой – первичная жизнь, палеозой – древняя жизнь, мезозой – средняя жизнь, кайнозой – новая жизнь.
Данные о развитии жизни на Земле помогает нам получить палеонтология. О жизни в архее судят в основном по наличию в эту эру пород органического происхождения – графита, известняка, мрамора и др. Считается, что они являются результатом жизнедеятельности бактерий, господствовавших в архее на нашей планете. В отложениях архея найдены остатки цианобактерий, способных к бескислородному фотосинтезу. В результате жизнедеятельности организмов в атмосфере снижается содержание метана, аммиака, воды, происходит накопление СО2.
Предполагается, что в конце архея произошло разделение живых организмов на про- и эукариотические формы.
Протерозой. В протерозое – эре ранней жизни продолжалось усложнение организмов, совершенствовались способы питания и размножения.
Широкого распространения и многообразия достигали водоросли. Возникли формы многоклеточных водорослей. Среди животных возникло колоссальное разнообразие кишечнополостных и губок.
Практически вся жизнь была сосредоточена в водной среде. Суша была безжизненна, лишь по берегам водоемов, в результате деятельности бактерий и других микроорганизмов, происходили процессы почвообразования. Продолжалось накопление кислорода вод, что способствовало появлению более высокоразвитых гетеротрофных организмов.
Палеозой. В палеозое – эре древней жизни выделяют несколько периодов. В начале палеозое жизнь господствовала в основном в морях. На суше по-прежнему жили лишь бактерии и цианобактерии.
Мезозой – эру средней жизни – называют эрой господства голосеменных растений и пресмыкающихся, завоевавших воду, сушу и воздух. В мезозойской эре выделяют триасовый, юрский и меловой периоды. В триасе климат стал более сухим, сократилось количество водоемов. Это привело почти к полному вымиранию папоротникообразных и большинства земноводных. Возникло большое разнообразие рептилий: черепахи, крокодилы, динозавры. Появилось множество насекомых, в том числе летающих.
В юрский период динозавры достигли пика своего разнообразия и стали властелинами планеты. Появились первые птицы, во многом сходные с рептилиями.
В меловой период возникли покрытосеменные растения, вытесняя голосеменные. В середине мелового периода появились сумчатые и плацентарные млекопитающие. В конце мелового периода произошло массовое вымирание многих видов животных. На суше исчезли многие виды, в том числе и динозавры. Из пресмыкающихся лишь в экваториальных областях сохранились крупные представители – крокодилы, черепахи.
Кайнозой – эра новой жизни, Она началась 67 млн лет назад и продолжается до настоящего времени. В кайнозойской эре выделяют следующие периоды: палеогене, неоген и антропоген. Мы живем в антропогене, который длится около 2,5 млн лет. Кайнозойская эра – время расцвета покрытосеменных растений, насекомых и высших позвоночных животных: птиц и млекопитающих.
В палеогене климат был ровным, тропическим. Практически вся Европа была покрыта вечнозелеными тропическими лесами, а лишь в северных областях произрастали листопадные виды. В это время уже сформировались практически все основные группы цветковых растений.
Млекопитающие заняли господствующее положение, приспособившись к различным условиям жизни на суше, в воздухе и в воде, они как бы заменили мезозойских пресмыкающихся. Сумчатые и плацентарные млекопитающие развивались параллельно. От каких-то групп плацентарных насекомоядных произошли хищники и примитивные копытные.
В неогене появились хоботные, парно- и непарнокопытные, все группы современных хищников и китообразные. Чрезвычайно разнообразным и многочисленным стал мир птиц и костистых рыб.
В результате похолодания теплолюбивые растения отступили к экватору, а их место заняли более холодостойкие листопадные виды. По мере того как климат становился более сухим, леса уступали место открытым пространствам, покрытым травянистыми растениями.
В середине неогена широко распространились общие предковые формы человекообразных обезьян и людей. В связи с процессом сокращения лесов некоторые группы древних обезьян спустились с деревьев на землю и стали завоевывать открытые пространства. Они и были предками человека.
В антропогене произошло мощное похолодание. Территории Евразии и Северной Америки четырежды подвергались мощным оледенениям. Последний ледниковый период закончился около 10 тыс. лет назад. Распространялись растения и животные, приспособленные к холодному климату. Среди животных этого периода наиболее известны мамонты, шерстистые носороги, пещерные медведи, саблезубые тигры, бизоны, овцебыки и многие другие. Исчезновение многих хищников объясняют тем, что человек уничтожил крупных копытных, которыми они питались.
Около 10 тыс. лет назад человек от собирательства и охоты перешел к земледелию и скотоводству. С этого времени основные изменения, происходящие в биосфере, так или иначе связаны с хозяйственной деятельностью человека.