Эволюция биосферы: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

д — углекислота,

е — первые животные,

ж — древнейшая наземная флора,

з — появление животных с раковинами

4. В итоге жизнедеятельности организмов происходили коренные преобразования неживой части биосферы. В атмосфере появился свободный кислород и возник озоновый экран; извлеченная из воздуха и воды углекислота законсервировалась в залежах каменного угля и в отложениях карбоната кальция (рис. 19). Некоторые вещества на длительные периоды выключались из биотического круговорота, вышли тем самым из состава активной биосферы. Речь идет об огромных залежах известняка, каменного угля, железных, марганцевых и медных рудах, скоплениях селитры и т. п.

5. Живые существа, выделяя углекислоту, органические и минеральные кислоты, активно участвовали в процессах выветривания горных пород, способствовали выравниванию лика Земли и миграции химических элементов.

6. Обращает на себя внимание большая неравномерность в развитии жизни. Вероятно, с архейских времен живут на Земле синезеленые водоросли и бактерии, морфологически изменившиеся сравнительно мало. В других же линиях жизни произошли колоссальные изменения, которые привели к возникновению сложных поведенческих реакций, а затем и высшей нервной деятельности.

Очень широко распространено представление, согласно которому современная биосфера состоит из групп организмов различного эволюционного возраста, от самых древних до все более молодых. К первым относят такие виды, сохранившиеся в относительно неизменной форме с кембрия, как лингула из плеченогих, ко вторым — группы, начавшие особенно усиленно развиваться в кайнозое (млекопитающие, птицы); один из самых молодых видов — человек.

Подобная точка зрения, по меньшей мере, не точна. Все современные организмы имеют один возраст, начав свое развитие где-то в архее. Дело не в эволюционном возрасте, а в неравномерности темпов эволюции представителей разных групп организмов. Млекопитающие, например, прежде чем начать победное шествие с начала третичного периода, в течение многих миллионов лет «набирали силы, ожидая подходящих условий». Понятие эволюционного возраста, таким образом, имеет лишь один смысл: возраст переломного момента в развитии группы. Переломные моменты определяются не возрастом группы, а особенностями эволюции биосферы, местом вида в циклической структуре жизни.

7. Наряду с появлением и развитием одних форм организмов шло вымирание других, по каким-то причинам не способных продолжать эстафету жизни.

8. Биосфера в целом исключительно устойчива. В истории Земли происходили весьма серьезные процессы, коренным образом преобразующие лик планеты: жаркий климат уступал место холодному, сопровождавшемуся оледенением огромных пространств, тектоническая деятельность приводила к мощным горообразовательным процессам, к изменениям в составе атмосферы; трансгрессии моря вызывали затопление огромных пространств суши, регрессии обнажали морское дно, перемещение материков то объединяло, то разъединяло континенты и водные бассейны. В результате деятельности организмов коренным образом изменился состав атмосферы. Несмотря на все эти изменения планетарного масштаба, жизнь на Земле продолжала существовать и развиваться. Причем, именно такие ее особенности, как неравномерность развития, разнообразие и широкое распространение, прогрессирующие по мере хода геологических эпох, и обеспечили буферность жизни. Получается, что сама жизнь создает условия, благоприятствующие ее дальнейшему развитию.

Общий вывод, вытекающий из анализа развития жизни на Земле, таков: суммарная жизнедеятельность развивающихся видов организмов определяет особенности биосферы, которые в свою очередь обусловливают возможности выживания и направления эволюционных преобразований отдельных видов.

Короче, направление эволюционных преобразований отдельных видов представляет собой функцию их отношения к эволюирующей биосфере.

Целесообразно взглянуть на процесс формирования жизни с позиций, выходящих за пределы биологии.

Среди теоретиков-эволюционистов широко распространено представление об уровнях развития. Согласно этой точке зрения, материя в ходе прогрессивного развития как бы поднимается на новые, более высокие ступени. Водород превращается в гелий, из гелия образуются более тяжелые элементы, на их основе формируются простейшие органические вещества и т. д. Материя, как по ступенькам лестницы, восходит от простого к сложному.

Подобное широко распространенное представление, кажущееся очевидным, в действительности оказывается односторонним. Сущность прогрессивного развития заключается не только в повышении степени сложности последующих ступеней развития, но и в большей организованности всего развивающегося материала. Дело в том, что новые ступени развития не только противостоят своим предшественникам как более сложные; с их возникновением усложняется вся структура развивающейся материи. Новое, более сложное, возникнув в старом, как правило, способно существовать только вместе с ним. Космическая эволюция материи, с этой точки зрения, представляется как процесс прогрессирующей дифференциации форм ее движения, в котором наряду со старыми формами постоянно возникают новые (рис. 20).

Рис. 20. Два представления о процессе развития

а — концепция ступеней развития. Материя, как по ступенькам, поднимается от низшего уровня (I) к высшему (VII); б — представление о развитии как о прогрессирующей дифференциации. Последующие формы дифференциации находятся внутри предшествующих, представляя собой результат интеграции рассеянной информации предыдущих уровней. На рисунке представлены два направления дифференциации I—VII и I—II—III—IV—V

Рис. 21. Эволюционный «ландшафт»

Материя развивается в различных направлениях. На рисунке представлены четыре направления эволюции а, б, в, г. Дальше всего продвинулась эволюция конуса г

Процесс дифференциации характеризуется двумя важными особенностями, отчетливо выявляющимися в ходе развития жизни. Во-первых, каждый шаг к большей дифференциации требует огромного количества менее дифференцированной материи и, во-вторых, «когда в процессе развития возникают новые формы движения материи, темп их развития резко возрастает..., но при этом указанное ускорение сосредоточивается на все более ограниченной области развивающейся материи»[41].

Развитие последующих углублений и дифференциаций иногда ведет к перестройке некоторых предыдущих этапов или даже к их ликвидации. Однако это случается далеко не всегда. В основном наряду с высшими формами продолжают существовать и низшие, являясь и основой, и средой, а иногда и источником новых преобразований.

В каждой вновь возникшей форме организации материи появляются и свойственные только ей, ведущие факторы развития. Они подготавливают переход к следующему этапу дифференциации. Этот переход осуществляется путем объединения структурных элементов данного этапа в результате образования новых форм связи между ними за счет использования энергии предыдущих уровней.

Таким образом, основной организационный принцип эволюции — дифференциация форм движения материи, основанная на прогрессирующей интеграции все новых структурных элементов, постоянно возникающих в ходе этой дифференциации. Имеет место концентрация рассеянной информации.

Моделью эволюции материи в направлении жизни может служить конус (рис. 21) с широким основанием относительно медленно преобразующихся космических факторов и со стремительно уходящей вверх вершиной органической эволюции, характеризующейся прогрессивно ускоряющимися процессами развития.

Глава 3. Современная биосфера

Содержание понятия биосферы не всегда было однозначным. Первоначально биосферами называли гипотетические глобулы (видимо, под влиянием идей французских ученых XVIII века П. Л. Мопертюи и особенно Ж. Л. Бюффона о бессмертных органических молекулах), якобы составляющие живую основу всех организмов. Такое понимание продержалось во Франции до середины прошлого века.

Существенно иное представление о биосфере сформулировал в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс. В монографии «Происхождение Альп» он говорит о «самостоятельной биосфере» как об особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. В заключительной главе большого трехтомного труда «Лик Земли» (1909) этот автор пишет, что понятие «биосфера» возникло как следствие идей Ж. Ламарка и Ч. Дарвина о единстве органического мира.

[41] Опарин А. И. Жизнь и ее соотношение с другими формами движения материи, — В кн.: О сущности жизни. М.: Наука, 1964, с. 11.