Сергей Бердышев - Открытия и изобретения, о которых должен знать современный человек
Однако в течение длительного времени родство человека с живой природой упорно игнорировалось. Религиозные философы и богословы утверждали, что столь сложное создание, каковым является человек, не могло возникнуть само по себе. Его сотворил высший Создатель из «праха земного», т. е. столь же чудесным образом, каким произвел на свет всех прочих существ. Философы и богословы были совершенно правы, когда утверждали, что на пустом месте человек появиться не мог. Но именно в этом заключалась их крупнейшая ошибка.
Человечество в наши дни воспроизводится вполне естественным путем. Рождение живого от живого обеспечивает связь поколений и даже связь видов. Механизмы этой связи впервые изучил английский натуралист Ч. Дарвин. Совершив кругосветное путешествие и собрав в результате обширный фактический материал, он смог обосновать происхождение видов под действием естественного отбора. Дарвин показал, что в природе постоянно протекает процесс эволюции — исторического развития органического мира.
Тремя китами этого процесса являются наследственность, изменчивость и отбор. Изменчивость проявляется при передаче наследуемых признаков от поколения к поколению. Благодаря изменчивости потомство отличается от родительских особей. Самые выгодные отличия дают потомкам большие шансы в борьбе за существование. Таким созданиям проще спастись от стихийных бедствий, от холода, проще найти пищу и избежать гибели в столкновениях с врагами.
Естественно, положительные изменения помогают животным находить наилучших партнеров в брачный сезон. В результате благоприятные генетические изменения передаются новому поколению и закрепляются в генотипе вида. К слову, сходные процессы происходят и в растительном царстве, т. к. растениям нужно бороться за место под солнцем, противостоять травоядным и выдерживать засушливые периоды. По мере накопления генетических изменений вид все больше преобразуется и в результате этого процесса превращается в новый вид, совершенно отличный от предшествующего.
Палеонтологическая летопись сохранила до нашего времени в виде окаменелых останков следы существ, развитие которых шло разными путями эволюции. Среди окаменелостей можно найти как удачные, так и явно неудачные решения. Наглядным примером послужит историческое древо любого современного вида или семейства, в частности жирафов.
Древнейшие жирафы появились на планете в верхнемиоценовую эпоху неогенового периода, т. е. порядка 20 млн лет тому назад. Это были обитатели тропических лесов и лесостепей, питавшиеся лесной растительностью и укрывавшиеся от хищников в непроходимых чащах. Ученым известно несколько форм, таких как палеотрагус, самотерий, альцицефалус, херсонотерий и др.
Эти формы вымерли, когда во многих регионах планеты началось сокращение площади лесов и увеличение саванн. Кроме того, древнейшие жирафы были приспособлены к жизни в лесостепных условиях. Ни наступающая саванна, ни отступающий лес не давали им надежной защиты. Некоторые палеотрагусы и их сородичи попытались приспособиться к новым условиям. Часть животных перешла к сугубо лесному образу жизни. Размеры таких копытных уменьшились, чтобы обеспечить благоприятное существование в тропических дебрях.
По прошествии нескольких миллионов лет на Земле появляются окапи — конечный продукт эволюции в данном направлении. Жирафы-окапи — реликтовые животные, которые сильно напоминают своих древних предшественников и даже немного примитивнее их. Сохраниться такие формы смогли лишь в дождевых лесах. Численность окапи невелика, что неудивительно, если учитывать, что вид плохо приспособлен к современной окружающей обстановке.
Другое направление — увеличение массы тела. В саваннах появились буйволообразные жирафы сиватерии и вишнутерии. Кости этих гигантских животных впервые были найдены в Индии, отсюда необычные названия копытных, запечатлевшие имена индуистских божеств Шивы и Вишну. Сиватерии вымерли, поскольку не смогли конкурировать с настоящими буйволами и защищаться от хищников и первобытного человека.
Последняя ветвь древних жирафов осваивала открытые саванны. Здесь выживали только самые крупные, длинноногие и длинношеие животные, которые могли защитить себя от хищников и достать листву с вершин высоких деревьев. Признаки выживших животных закреплялись в генах и передавались из поколения в поколение.
Направление эволюции оказалось очень удачным, и порядка 1 млн лет назад в Африке появились камелопардалисы — современные жирафы. Эти животные гибнут при нападениях хищников лишь в молодом возрасте, тогда как взрослые обладают столь внушительными размерами и силой, что в состоянии забить копытами почти любого зверя-охотника. Длинная шея позволяет дотягиваться до кормовых ресурсов, которые не потребляют остальные копытные. Таким образом, у камелопардалиса нет конкурентов среди травоядных.
Так происходит эволюция живой природы, в результате которой на Земле появился и человек. С возникновением трудовых коллективов первобытного человека, освоившего речь и пользование огнем, наш вид постепенно вышел из-под действия законов естественного отбора. Сегодня человек в большей степени подчиняется законам общества, однако, как показывают исследования, эволюция нашего вида все еще продолжается. Правда, это не большая эволюция, ведущая к образованию новых видов, но медленная микроэволюция. Она направлена на изменение некоторых генов и устранение ненужных их форм из генофонда человека.
Признание наукой единства человека с природой имело огромное теоретическое значение, поскольку позволило совершить огромный шаг вперед многим биологическим дисциплинам. К сожалению, колоссальное практическое значение этого открытия было осознано с запозданием, только во второй половине XX столетия. Смысл единства живого вещества был открыт благодаря другому замечательному открытию, сделанному корифеем русской науки В. И. Вернадским, разработавшим учение о биосфере и ноосфере.
До Вернадского никто из ученых не придавал деятельности живых организмов сколько-нибудь существенного значения. Великий Ч. Лайель, первооткрыватель геологической эволюции планеты и учитель Ч. Дарвина, первым показал, как видоизменялись организмы на протяжении миллионов лет, приспосабливаясь к переменчивым условиям среды. Однако и этот гениальный мыслитель видел в неразумных обитателях Земли лишь материал, который преобразуют слепые силы природы.
Вернадский пришел к более серьезному обобщению, чем единство человека и животных. Он понял, что живая и неживая природа есть неразделимая целостность. Вещество, слагающее живые тела, столь же активно, как и вещество, слагающее тело планеты. Совокупность всех обитателей Земли — её геомерида — есть могущественная геологическая сила, сравнимая по масштабам деятельности с вулканизмом, выветриванием пород или прочими планетарными процессами.
Прежде геологи изучали процесс изменения органического мира под влиянием внешних факторов, в первую очередь необратимых перемен в строении и геохимическом составе планетных оболочек — земной коры, атмосферы, Мирового океана. Вернадский понял, что если геомерида приспосабливалась к новым условиям, то составляющее ее живое вещество вступало в ответную реакцию. Это вещество активно впитывало в себя энергию и мертвую материю из окружающей среды и преобразовывало ее.
Новое, биокосное вещество поступало в природу и дополняло измененные условия среды, формировало на их основе экологические ниши, подключалось к циклам биологических систем, поддерживая тем самым существование организмов. Жизнь, вступая в противостояние с мертвой материей, сама творила мир, необходимый для ее существования. Через пищевые цепи перекачивались вещество и энергия, приобретавшие иные, отличные от изначальных формы.
Основу такой цепи представляют зеленые растения: микроскопический морской планктон, затем водоросли, лесные массивы и пр. Растения моря и суши поглощают из окружающей среды простейшие минеральные вещества, которые вымываются водой из горных пород. Благодаря солнечной энергии растительные организмы преобразуют минеральные соединения в белки, углеводы и прочие сложные вещества, содержащие углерод.
Солнечный свет поддерживает процесс фотосинтеза, который позволяет растениям забирать углерод из углекислого газа, имеющегося в атмосфере, и насыщаться энергией, формируя сложные углеродные молекулы. Дополнительная энергия приобретается растениями в процессе дыхания — потребления кислорода и выделения взамен углекислоты. Фотосинтез протекает в таких невероятных масштабах, что в атмосфере Земли за всю историю растительного мира накопился порядочный избыток кислорода.
