Жизнь до человека

Социально организованные единицы - семья, охотничья группа, деревня, племя, нация - возникли благодаря особым качествам человека, а вовсе не развились из тех групп, которые мы наблюдаем у животных.

Тем не менее, как теперь установлено, некоторые элементы, присущие человеческому обществу, существуют и в других сообществах, так что жизнь животных и даже растений может пролить свет на многие аспекты жизни человека. Таким образом открылась возможность исследовать развитие общественных форм жизни на Земле на протяжении миллионов лет: с одной стороны, изучая палеонтологические данные, а с другой - делая выводы из сопоставления различных сообществ, все еще существующих на Земле как у низших, так и у высших животных.

В определенном смысле сама жизнь - это уже организованное сообщество, ибо она возникла, когда некоторые химические вещества сложились в систему, которая позволила им вновь и вновь, из поколения в поколение воспроизводить себя (см. гл. 2).

Однако около двух миллиардов лет каждая такая микроскопическая ассоциация химических веществ оставалась независимой единицей жизни и выживала без содействия себе подобных. Одна из предложенных в XIX веке теорий эволюции живых клеток, несколько по-иному сформулированная в последние годы, утверждает, что зародыш будущего общества возник в тот момент, когда две разные единицы жизни объединились и каждая стала способствовать выживанию другой - способ существования, который ученые называют симбиозом.

Этот гигантский скачок на пути к сложным высокоразвитым формам жизни произошел менее миллиарда лет назад, когда земные воды были населены очень простыми одноклеточными бактериеподобными организмами. Организмы эти были очень разнообразны, так как медленно развивались уже более 2 млрд. лет. Одни передвигались в воде с помощью хвостов-жгутиков, другие пассивно висели в ней, всасывая растворенные питательные вещества сквозь стенки своего тела. Третьи - сине-зеленые водоросли-постепенно приобрели способность создавать питательные вещества из воды, углекислого газа и солнечной энергии с помощью так называемого фотосинтеза. В ходе этого процесса выделялся свободный кислород. Он мало-помалу накапливался в атмосфере, где прежде его не было.

Накопление кислорода вызвало крупнейший кризис в истории жизни на Земле, но кризис этот положил начало эволюции, которая в конце концов привела к возникновению современного человека и его общества. Для подавляющего большинства живых организмов свободный кислород был тогда смертельным ядом. И несомненно, с его проникновением в воду некоторые из обитавших в ней организмов вымерли. Другие укрылись от него в иле, где их потомки живут и по сей день. А кое-какие сумели приспособиться к новому опасному газу. И не просто приспособиться, но и использовать энергию, высвобождавшуюся, когда он вступал в реакцию с их пишей - с углеродсодержашими соединениями, то есть сахарами. Поскольку реакция между углеродом и кислородом высвобождает заметно больше энергии, чем более древние жизненные процессы, организмы, использовавшие свободный кислород, стали самыми жизнеспособными.

Затем произошло нечто невероятное. Согласно симбиотической теории эволюции клеток, в тело большой бактерии, старомодно обходившейся без кислорода, проник новый использующий кислород организм - и, возможно, не один. Но никакого вреда бактерии - хозяину эти организмы не причинили, а она не переварила и не усвоила пришельцев как пищу.

Наоборот, они стали жить все вместе в равноправном союзе - симбиозе. Большая клетка поглощала или всасывала углеродную пищу, как и прежде используя ее лишь частично, а более мелкие клетки-гости соединяли полуразложенную пищу своего хозяина с кислородом, производя дополнительную энергию и для себя, и для большой клетки.

Богатый источник энергии, которым оказался свободный кислород, обеспечил первому симбиотическому союзу много выгод по сравнению с отдельно живущими клетками, однако способность новой формы к передвижению была ограничена (возможно, она лишь пассивно висела в воде). Не исключено, что затем такие составные клетки получили возможность передвигаться, потому что к их оболочке прикрепились нитеобразные бактерии, похожие на современные спирохеты. От своего хозяина они получали энергию и питательные вещества, а быстрые движения их тел помогали большой клетке, составлявшей уже тройственный союз, быстро плавать в поисках пищи. Новообретенная подвижность, опиравшаяся на большие запасы энергии, сделала такие составные клетки грозой одноклеточного мира.

В строении этого одноклеточного микроорганизма - современной инфузории-туфельки, которую считают сходной с древними формами, - проявляются черты специализации, как и у клеток сложного человеческого тела. У инфузории имеются два ядра, обеспечивающие размножение (большое - правее центра и малое - позади него, здесь невидимое), и бесчисленные реснички, точно тонкие волоски: одни служат для передвижения, другие загоняют внутрь тела воду вместе с частицами пищи

Извивающиеся хвосты, так называемые жгутики, которые и по сей день многим одноклеточным служат своего рода подвесным мотором, возможно, были не единственной лептой нитеобразных бактерий. Хотя жгутик оставался на периферии большой клетки, часть его, быть может, проникла в самую ее глубину, способствуя развитию ядра, которое в дальнейшем стало контролировать процесс размножения клетки.

Гипотезы эти все еще служат предметом горячих споров. Большинство ученых считают, что такое объяснение эволюции клетки пока не подкреплено достаточным количеством данных. Но как бы ни развилось ядро, его роль настолько важна, что биологи различают прокариотические (доядерные) бактериеподобные клетки, которые размножились за те долгие миллиарды лет, пока земная атмосфера медленно обогащалась свободным кислородом, и эукариотические (ядерные) клетки, которые, если симбиотическая теория верна, возникли в результате объединения трех типов прокариотических клеток. Во всяком случае, ядерные, эукариотические, клетки заняли господствующее положение, и человек, как и все современные животные, произошел от них.

Хотя этот эукариотический эксперимент групповой жизни на первых порах привел к возникновению всего лишь одноклеточных организмов, он оказался чрезвычайно успешным. Эукариотические клетки начали быстро специализироваться и развиваться в неисчислимые формы, чтобы использовать все возможные способы поддержания жизни. Одни плавали быстро, другие - медленно, третьи ползали по твердым поверхностям, четвертые неподвижно ждали, чтобы пища приблизилась к ним сама. В большинстве они оставались микроскопическими, однако некоторые достигали такой величины, что человек мог бы различить их невооруженным глазом - если бы тогда существовал человек. Кое-какие из этих ядерных одноклеточных организмов стали поразительно сложными. Современные их потомки обладают вкусом, осязанием и зрением (во всяком случае, чувствительностью к свету). У таких, как инфузории-туфельки, есть четко выраженное ротовое отверстие, пищеварительная система и выделительная система. Они плавают с помощью множества ресничек (маленьких жгутиков), которые все движутся согласованно. При приближении к препятствию реснички начинают грести в обратном направлении, и инфузория как бы пятится. Такое синхронное движение ресничек, несомненно, требует какого-то подобия нервной системы.

Единственным недостатком, который этим свирепым хищникам преодолеть не удалось, была их крошечная величина, неизбежная для одноклеточных организмов. Они получают необходимый кислород из воды путем простой диффузии через оболочку. Чем больше становится клетка, тем больше ей требуется кислорода, а доступ его к ее внутренним частям соответственно затрудняется.

Теоретически говоря, в клетке могла бы развиться какая-то система, которая снабжала бы ее кислородом настолько обильно, что она могла бы заметно увеличить свои размеры, но, насколько известно, такая система не возникла. Вместо этого для получения преимуществ, сопряженных с увеличением размеров, некоторые одноклеточные организмы использовали еще одну форму союза. На этот раз объединились клетки одного вида, - они стали взаимосвязанными и образовали организм, сложенный из многих клеток. Возникшие таким образом сверхорганизмы получили название Metazoa - многоклеточные. Муравьи, слоны, мыши и люди - все они многоклеточные, все они сверхорганизмы, состоящие из объединившихся клеток.