Глава IX. Дальнейшая эволюция жизни

1. Три главные стадии в истории жизни

Чтобы заключить рассмотрение биологических и химических аспектов происхождения жизни, давайте кратко рассмотрим некоторые вопросы ее дальнейшей эволюции, которые особенно важны для понимания ее происхождения. В последующих же главах мы снова вернемся к интересующим нас геологическим данным, а затем ознакомимся с некоторыми имеющими отношение к нашей проблеме данными по физике атмосферы.

Любая схематизация естественных процессов грозит искажением представления о них, и все же для лучшего понимания истории жизни разделим эту историю на три этапа: 1) преджизнь, 2) раннюю жизнь - я подразумеваю под этим жизнь, существовавшую в условиях бескислородной атмосферы, и 3) позднейшую жизнь, связанную с кислородной атмосферой. Идя на риск еще большего упрощения, мы можем принять, что развитие преджизни зависело от бескислородной атмосферы и коротковолнового ультрафиолетового излучения, свободно проникавшего через эту атмосферу. Биопоэз, переход от преджизни к ранней жизни, также мог произойти лишь в условиях бескислородной среды: жизнь могла постепенно развиваться, не опасаясь немедленного окисления. Более того, ультрафиолет был необходим для биопоэза: хотя жесткое ультрафиолетовое излучение разрушительно для многих, если не для всех продуктов биопоэза, все же преджизнь зависела от "органических" соединений, созданных при участии ультрафиолета. После перехода к ранней жизни эта последняя все еще находилась в тесной зависимости от бескислородной атмосферы, и только с развитием механизмов защиты от кислорода (см. гл. VIII, разд. 9) жизнь получила шансы сохраниться и в кислородной атмосфере. Все способные к дыханию организмы "поздней жизни", т. е. не только животные, но и растения (ведь растения тоже дышат), уже тесно связаны с кислородной атмосферой. Только анаэробы, эти остатки ранней или боковые ветви эволюционного древа поздней жизни, не зависят от современной кислородной атмосферы.

Как уже подчеркивалось, первые две стадии развития жизни в значительной степени перекрываются. Видимо, преджизнь еще существовала, когда ранняя жизнь была уже вполне развита. В последующих главах мы увидим, что такое сосуществование могло продолжаться на протяжении большей части истории бескислородной атмосферы - от первого появления ранней жизни до перехода к кислородной атмосфере, т. е. около 2 млрд. лет. С другой стороны, должен был существовать переход, постепенное развитие от ранней жизни к поздней, но получить достоверные сведения об этом периоде очень трудно. Во всяком случае, кажется вполне возможным, что примитивная, но уже вполне развитая флора типа той, которая найдена в формации Ганфлинт (гл. XII, разд. 14), могла уже иметь защитные механизмы, позволяющие вынести переход от бескислородной к настоящей кислородной атмосфере.

Эволюция жизни была непрерывной, однако в палеонтологической летописи мы находим серьезный пробел: нет данных о переходе от ранней жизни к поздней. Поскольку примитивные растения прекрасно могли жить и в бескислородной, и в кислородной атмосфере, свидетельствовать о существовании современной кислородной атмосферы могут только ископаемые остатки наземных растений и животных. Первыми на суше появились животные; самые древние ископаемые их остатки найдены в позднем докембрии (гл. XII, разд. 3 и 4). Начиная с кембрия, мы встречаем довольно много ископаемых остатков. К этому времени животные начали строить защитные раковины. Появление раковин, очевидно, нельзя считать результатом некой главной тенденции эволюционного процесса; скорее оно связано с временным понижением содержания двуокиси углерода в атмосфере (гл. XVI, разд. 3 и 4). Эти два события - выход жизни на сушу и появление твердого скелета - знаменуют собой в истории жизни довольно резкую границу, заметную для палеонтологов. Как мы уже знаем, обычно палеонтологи занимаются лишь той частью истории живого, которая начинается с раннего кембрия, т. е. только фанерозоем.