Мир вокруг нас

Далее: В современности, накоплено довольно большое количество данных (наблюдений) и об истории развития жизни на Земле, в т. ч. её зарождении, и последовательном возникновении новых уровней вещества. Подобно тому, как для окружающего Мира в целом — рассматривается Большой Взрыв и его последствия (в т. ч. возникновение элементарных частиц, атомов, эволюция звёзд, и т. д.) — рассмотрим и вопрос происхождения и развития жизни, в окружающем Мире:

История жизни на Земле

Жизнь появилась на Земле, согласно палеонтологическим данным — не менее (примерно) 3,5 миллиардов лет назад [116] (окаменелости, предположительно (преимущественно) цианобактериальных [117] сообществ (экосистем), см. рис. 272 и 273). Имеются ископаемые-свидетельства наличия жизни и в более ранние сроки [118], однако о правильности интерпретации столь древних окаменелостей (как относящихся к живым организмам), можно говорить лишь с некоторой вероятностью.

Рис. 272 ^[XXVII]. Окаменелые строматолиты, палеоархейская эра (3,6–3,2 млрд лет назад)

Рис. 273 ^[XXVIII]. Современные строматолиты

Если принимать во внимание косвенные данные, полученные при изучении современных организмов, можно с большой вероятностью предполагать, что первые живые существа на Земле — являлись молекулярными, причём это могли быть, прежде всего, молекулы РНК (т. н. гипотеза мира РНК). Ископаемые свидетельства о первоначальном мире РНК, пока отсутствуют, но предположение подкрепляется в т. ч. тем, что обнаружена способность РНК к самокопированию без участия белков [119], что уже может подтвердить возможность самостоятельного существования жизни на основе молекул РНК, без белков.

Обнаружение вироидов, в целом, соответствующих таким организмам — ещё одно свидетельство в пользу первоначального мира РНК. Как известно, вироиды — способны размножаться, без синтеза белков (попадая в живые клетки (для вироидов, последние — являются средой, в которой вироиды способны размножаться)). В доисторическом мире РНК, средой для размножения молекулярных РНК-организмов, подобных вироидам — служила среда из неживого вещества (способность молекул РНК к размножению в таких условиях — показана экспериментально [119]).

Естественный отбор наиболее устойчивых молекул РНК, постепенно приводил к их усложнению. Кроме того, в мире РНК мог возникнуть и развиться синтез белков (например, катализирующих образование нуклеотидов, т. е. структурных элементов, необходимых для синтеза РНК). Т. о. могли возникнуть сообщества (экосистемы) взаимосвязанных РНК и белковых молекулярных организмов.

Помимо РНК и (кодируемых ими) белков, в жидкой среде, где развивалась первая жизнь — присутствовали также мицеллы / пузырьки, т. е. сферы из липидов (которые, для удобства, к жизни можно не относить, как и все процессы, которые могли предшествовать возникновению мира РНК). В эти сферы из липидов, так или иначе, попадали молекулы РНК (или и синтезируемые ими, белковые молекулы), что могло привести к формированию более высокого уровня вещества, соответствующего вирусам (размножались эти, первоначальные вирусы, как и организмы мира РНК — в неживой среде, в отличие от современных вирусов).

В ином варианте, с некоторой вероятностью, вирусный организм мог изначально сформироваться путём объединения молекулы РНК и белков, улучшающих способность РНК катализировать реакции [120], подобно тому, как в структуре рибосом [121]. Обо всех этих возможностях, можно говорить лишь с определённой вероятностью (= со значимой долей неопределённости), т. к. палеонтологические данные (окаменелости) и другие (косвенные) данные о том, какими путями развивалась древняя жизнь — ограничены (одно из проявлений границы Мира (вглубь)).

Дальнейшая эволюция — расширяла размер и содержимое вирусного организма, в т. ч. привела к внедрению молекулярных комплексов, аналогичных другим вирусам, в вирусную частицу. Так могли появиться простые органеллы (рибосомы, и т. п.), а организм в целом — начинал т. о. принадлежать более высокому уровню вещества: клеточному (одноклеточные прокариоты). Следы таких организмов (прокариот) — предположительно и обнаруживаются в осадочных породах возрастом около 3,5 миллиарда лет, в виде окаменелостей, по ряду признаков относимых к сообществам цианобактерий и сожительствующих (иных) бактерий или / и архей [117].

Сосуществование различных одноклеточных организмов — приведёт, в дальнейшем, к явлению т. н. эндосимбиоза, в частности — к проникновению бактерий внутрь некоторых одноклеточных организмов, в которых они, со временем — превратятся в сложные органеллы: например, аэробные бактерии — станут митохондриями (утилизирующими кислород, и снабжающими принявшую их клетку, энергией), а фотосинтезирующие бактерии — превратятся в хлоропласты. Это — вероятный путь появления эукариотической клетки, древнейшие ископаемые свидетельства которой, на данный момент, относятся ко времени 1,85 миллиарда лет назад [122].

В пользу эндосимбиоза, как пути происхождения эукариотической клетки, свидетельствует в т. ч. обнаружение данного явления у ряда ныне живущих организмов, а также черты сходства сложных органелл и бактерий.

Переход к следующему уровню — многоклеточности, произойдёт как у прокариот [123], так и у эукариот, однако прокариоты — оказываются способны обрести лишь самую простую многоклеточность, а именно — без образования, в дальнейшем, вклиненных уровней вещества (тканей, органов и систем органов), см. рис. 274 и 275. Впрочем, первыми известными ископаемыми многоклеточными, на сегодняшний день — являются эукариотические многоклеточные (красная водоросль, имеющая возраст около 1,2 миллиарда лет [124]). Имеются определённые свидетельства многоклеточности и в гораздо более ранние сроки [125] [126], в т. ч. у прокариот [127], с проверкой достоверности которых — связана в т. ч. трудность различения их от колоний одноклеточных организмов (слабых систем), в т. ч. обретающих черты сильных систем.

Рис. 274 ^[XXIX]. Tolypothrix (цианобактерия)

Рис. 275 ^[XXX]. Myxococcus xanthus (бактерия), плодовые тела

В целом, появление многоклеточности — могло произойти ещё до существования эукариотических клеток. Однако, лишь появление эукариот, и формирование у них многоклеточности, как уже было сказано — является необходимым условием для дальнейшего усложнения организмов, через образование и развитие органов, тканей и систем органов, — которые характерны для более сложных многоклеточных организмов, и отсутствуют у простых (прокариотических) многоклеточных. Первые известные окаменелости сложных (естественно, эукариотических) организмов — известны из т. н. эдиакарской биоты (примерно 575–542 млн лет назад) [128], см. пример — на рис. 276.

Рис. 276 ^[XXXI]. Spriggina floundersi (вероятное животное), имеет различимый орган — «голову»

Дальнейшая спонтанная изменчивость и естественный отбор, вели к росту разнообразия и сложности организмов, — в т. ч. к освоению новых экологических ниш: толщи воды (у животных — появление и развитие способности плавать), затем — суши, а потом — и воздушного пространства, и т. д., что связано с развитием новых органов и тканей, обладающих новыми функциями (так, при освоении суши, у животных — появились ноги, чтобы ходить, у растений — сосуды, проводящие воду к листьям (а также корни, кора и т. п. органы); при освоении воздушного пространства, у насекомых и птиц — развились крылья). Рассмотрение этих, и т. п. событий — уже (относительно) частный вопрос, поэтому на нём — не останавливаемся, также как и на подробностях периодизации эволюции, геологической истории Земли (влияющей на эволюцию экосистем), и т. п.