Михаил Гремяцкий - Как возникла и развилась жизнь на Земле
Между этими коллоидными каплями, четко отделенными от окружающей их водной среды, способными некоторое время сохраняться, расти, а потом разбиваться на более мелкие капли, и настоящими живыми организмами, хотя бы самыми простыми, существует огромная разница. Жизнь простейшей клетки складывается из сложных явлений питания, дыхания, выделения ненужных для жизни веществ, движения, чувствительности и т. д. В свою очередь каждое из этих жизненных явлений складывается из многочисленных правильно друг за другом следующих явлений, в основе которых лежат определенные химические изменения.
Как совершаются эти химические изменения в организмах? Оказывается, в них существуют особые вещества, обладающие способностью регулировать и производить химические превращения. Эти вещества называются ферментами. Так например, в слюне человека имеется в ничтожном количестве фермент — амилаза, превращающий крахмал в сахар. Если этот фермент из слюны выделить, то он и вне организма будет при подходящей температуре производить то же превращение. Ферменты клеток состоят из соединения нескольких веществ, каждое из которых обладает некоторой способностью вызывать химическое превращение. Когда же они соединятся в ферменте, то эта их способность возрастает во много раз.
Для того чтобы ферменты действовали в правильной последовательности, необходима организация живого вещества. Это видно из простого опыта. Стоит разрушить живую протоплазму (растерев, например, клетки в ступке), как те химические превращения, которые в ней до этого совершались, резко изменят свой характер. Все ферменты, которые действовали в протоплазме, будут присутствовать и в той смеси, которая получится от растирания. Отдельные явления, например окисление, будут происходить в этой смеси, но того сочетания явлений, что было в живой протоплазме, здесь уже не будет.
Когда первичные коллоидные капли впитывали в себя окружавшую их воду, в них проникали и растворенные в ней различные органические и неорганические вещества. Среди них были и такие, которые могли действовать подобно ферментам, ускоряя ход химических явлений. Капли, получившие ферменты, наиболее подходящие для их сохранения, роста и распада на мелкие капли, оказались в более выгодном положении, чем другие, и увеличивались в числе, быстро вырастая и делясь. Конечно, эти капли еще не были вполне устойчивыми, подобно организованной клетке. Они легко могли распадаться и переходить в раствор, в окружающую среду. При сколько-нибудь значительном изменении температуры или химического состава окружающей среды они легко прекращали свое существование.
Но несомненно были и такие случаи, когда внешние условия и внутреннее строение капли оказывались благоприятными для ее длительного сохранения. Такая коллоидная капля, плавая в воде, содержащей разные растворенные вещества, всасывала их и вместе с тем изменялась в своем составе. Всосанные вещества могли вступать в химическое взаимодействие с теми, которые уже раньше находились в капле. Это могло вести и к укреплению и к ослаблению коллоидного образования. Укрепившиеся коллоидные капли становились устойчивыми и могли увеличиваться в размерах, продолжая всасывать в себя вещества. Конечно, они не могли расти без конца. Достигнув известной величины, капли должны были разбиться на более мелкие капли, но эти капли в свою очередь получали устойчивый состав от тех, от которых произошли. Между разными каплями могло происходить как бы соревнование на устойчивость и связанную с ней скорость роста. Она зависела, как мы знаем, от присутствия веществ, действующих подобно ферментам.
Получились капли, обладающие уже известной организацией и способные гораздо дольше сохраняться, чем другие, случайно возникавшие коллоидные образования. Такие устойчивые капли составляли уже некоторое организованное вещество на Земле; их можно бы назвать первичными организмами.
От первичных организмов, наделенных известной стойкостью, способных размножаться делением и обладавших первичными ферментами, которые содействовали их устойчивости, современные живые клетки отличаются очень сильно: как растительные, так и животные клетки обладают сложной организацией, состоя из протоплазмы, ядра и различных частиц, имеющих постоянный характер и заключенных в протоплазме. Когда клетки размножаются делением, не только протоплазма и ядро делятся и их части переходят в дочерние клетки, но такую же судьбу испытывают и включенные в протоплазму частицы. Значит, клетка — это целая сложная система, обладающая большой устойчивостью. Вопрос о том, как из первичных коллоидных организмов произошли простейшие клетки, еще мало изучен[7].
Однако то, что мы сказали о возникновении жизни, и то, что мы знаем о дальнейшем ее развитии, не праздная выдумка, не фантазия, а предположение (гипотеза), основанное на проверенных данных современной науки. В свете этой науки библейские предания о создании живых организмов какой-то сверхъестественной силой оказываются бессмысленными сказками.
Мы узнали, как могла зародиться жизнь. Но что было дальше? Какими путями пошло ее развитие? Ответ на эти вопросы хотелось бы получить от единственной свидетельницы всего этого прошлого — от самой Земли: не скрываются ли в ее глубинах следы первых шагов жизни? Ведь по найденным в Земле окаменевшим остаткам давно исчезнувших растений и животных люди сумели многое узнать о прошлом. Может быть, там можно найти и следы первых населявших Землю существ?
Земная кора упорно молчит об этом. Первые отложившиеся пласты так сильно изменились с тех давних пор, что если бы в них и были какие-либо остатки живого, они должны были бы совершенно погибнуть или стать вовсе неузнаваемыми. Много миллионов лет жили на Земле родоначальники теперешних животных и растений, жили и умирали, но трупы их пропали для научных исследований. Так, в полной неизвестности для нас, не оставив следов, прошла вся первая полоса в истории жизни на Земле. А за это время успели отложиться огромные толстые пласты. Но то, что нам говорят позднейшие земные слои и сохранившиеся в них остатки организмов, бросает яркий свет на весь ход развития жизни на Земле, начиная с первых организмов.
VII. Дарвинизм — объяснение эволюции жизни
Изучение ископаемых организмов дало много доказательств того, что жизнь на Земле развивалась постепенно в течение огромных промежутков времени, что одни животные и растения исчезали с лица Земли, вымирали и сменялись другими. На основании найденных и изученных остатков вымерших растений и животных можно в общем нарисовать ход развития жизни на Земле, и для многих пород можно с большой точностью рассказать историю их происхождения. Однако как бы ни были полны эти знания, они не дают ответа на один из коренных вопросов — они не говорят нам, почему происходило изменение организмов, почему из старых пород возникали новые и каким путем они возникали. Самое подробное изучение ископаемых организмов не разъясняет нам причин и движущих сил эволюции (развития жизни).
Решение этого вопроса было дано английским ученым Чарлзом Дарвином в его знаменитой книге «Происхождение видов путем естественного отбора», которая вышла в 1859 г. Хотя с тех пор прошло уже много времени и наши знания о природе неимоверно разрослись, но теория Дарвина с небольшими дополнениями и до сих пор остается самым точным и верным объяснением тех изменений, которые происходили и происходят в мире живых существ.
Поэтому для понимания хода эволюции жизни нам необходимо хотя бы в кратких чертах познакомиться с этим замечательным учением.
Дарвин обратил внимание на способность животных и растений к чрезвычайно быстрому размножению. Еще Линней, живший примерно за 100 лет до Дарвина, делал такой простой расчет. Вообразим какое-нибудь однолетнее растение, которое приносит только два зерна в год; предположим, что эти зерна на будущий год благополучно взойдут и в свою очередь принесут по два зерна. Если так будет повторяться каждый год, то на 21-м году окажется миллион растений с лишком. Но растения приносят не два зерна, а гораздо больше. Многие деревья разбрасывают тысячи и десятки тысяч семян, а такие растения, как папоротники, мхи, грибы, приносят многие миллионы спор, которыми размножаются. То же и в животном мире. Самка налима мечет в год около 130 тысяч икринок, самка окуня — вдвое больше, а крупная самка трески 3–9 миллионов. Попробуйте по примеру Линнея подсчитать, сколько трески народится от одного экземпляра через 21 год, если все время будут благополучно выживать все миллионы потомков. У вас получится такое число, которое и написать-то будет трудно. Если бы треске ничто не мешало размножаться, то через немного лет она переполнила бы все моря и океаны и кишела бы в них так, что дальше ей уж нехватало бы места на Земле.
