Александр Харс - Я познаю мир. Естествознание

Ни один вид не может сохранить всех потомков от всех родителей. Если бы это произошло хотя бы с одним видом организмов, скажем, с божьими коровками, то уже через несколько лет в воздухе было бы темно от этих жуков. Только бесконечное количество пищи может вызвать бесконечное увеличение числа животных. Земля не так велика, как кажется, и большая часть животных гибнет, но каждый вид меняется так, чтобы осталась хотя бы часть потомков, – это борьба за существование.

Кажется, все очень просто – домашняя кошка один вид, а камышовая – другой. Волк – это один вид, а лиса другой. А разные породы собак? Оказывается, породы собак – не виды. Как же понять, что такое вид? Организмы, которые относятся к одному виду, дают потомство, которое, в свою очередь, тоже способно продолжить род. То есть любая домашняя кошка и кот могли бы образовать пару, и у них появились бы котята. Но у лисицы и волка не может быть общих потомков. Следовательно, лиса и волк – разные виды.

Группу близких, похожих друг на друга видов, называют родом. Например, шиповник и роза, подосиновик и подберезовик, большая синица и синица–московка относятся к разным видам, но к одним и тем же родам.

Несколько близких родов образуют семейство. Например, пантеры, кошки, рыси относятся к семейству кошачьих.

Кошки относятся к семейству кошачьих

Считается, что все живые существа – это близкие или дальние родственники. Кошки, мыши, собаки, свиньи – млекопитающие, а курицы, синицы, орлы и зяблики – птицы. Птицы и млекопитающие – это более крупные группы, которые называют классами. И те и другие относятся к позвоночным, так как у них есть внутренний скелет. Насекомые же имеют наружный скелет и шесть ног. Все организмы с такими признаками относятся к классу насекомых. Но и позвоночные, и насекомые – это животные.

Нетрудно заметить, что для построения родословного древа живых организмов необходимо сравнивать и искать похожих. Но не все признаки одинаковы. Некоторые можно использовать для выяснения родственных отношений, а другие могут завести в тупик. Например, узкие листья ивы и лилии вовсе не свидетельство того, что эти растения – близкие родственники, но строение цветка одуванчика и астры показывает, что они принадлежат к одному семейству.

Можно считать практически бесспорным, что в момент образования Земли жизни на ней не было. Условия были настолько суровыми, что ни одна из известных людям форм жизни не могла существовать в таком мире. Мы знаем, что возраст Земли около 5 миллиардов лет. Когда же появились первые живые организмы? Самым древним остаткам живых существ почти 4 миллиарда лет.

Что же происходило до этого? Как именно зародилась жизнь на нашей планете? Это один из тех вопросов, на которые, скорее всего, никогда не удастся получить точный ответ – мы можем лишь предполагать. Пока не найдено следов организмов старше 3,85 миллиарда лет. Это не значит, что их не было.

Долгое время Земля была пылающим шаром

Выдвигаются гипотезы, что жизнь могла попасть на Землю из космоса вместе с веществом, из которого образовалась Земля, или была принесена метеоритами. Даже если жизнь зародилась не на Земле, как она возникла в космосе?

Большинство ученых считает, что жизнь появилась благодаря тому, что простые молекулы превращались во все более и более сложные до тех пор, пока они не начали создавать себе подобных, размножаться, жить. Многие органические соединения и сложные молекулы можно получить сегодня в лаборатории, но пока не найдено способа сделать так, чтобы они жили и размножались самостоятельно.

Что же за существа были те, кто стали первыми обитателями Земли? Считается, что это были бактерии и синезеленые водоросли, похожие на те, что мы можем найти на Земле и сегодня. Конечно, обнаружить следы отдельных бактерий очень трудно, но их колонии нередко были довольно большие и оставили довольно внушительные следы.

В те далекие времена, вероятно, возникли и первые экосистемы. Экосистема – это несколько видов, которые живут вместе и влияют друг на друга. Например, можно изучать экосистему пруда, в которой живут растения, водоросли, водные насекомые, рыбы и водоплавающие птицы. Вслед за организмами, которые создают питательные вещества из воды и углекислого газа, появляются те, кто использует эти вещества. Водоросли питаются за счет фотосинтеза, то есть создают пищу при помощи солнечного света, их поедают другие организмы, точно так же, как растительноядные животные питаются зелеными частями растений, способных использовать солнечный свет. Скорее всего, в самых древних сообществах организмов не было существ, способных использовать солнечный свет, то есть питаться за счет фотосинтеза, – энергию им давали химические реакции, то есть хемосинтез. Такие организмы есть и в наше время. Однако с появлением существ, живущих благодаря Солнцу, они оставили ведущие позиции на планете. Фотосинтезирующие организмы – единственная причина того, что в нашей атмосфере более одной пятой составляет кислород. Около 2 миллиардов лет назад кислорода стало так много, что некоторые организмы стали использовать его для дыхания. Так произошла кислородная революция. В результате большинство организмов на Земле сегодня не может обойтись без кислорода.

Так выглядели обитатели океанов 2600 млн лет назад

На Земле лишь самые простые существа состоят из одной клетки. Все сложно организованные растения, животные и грибы состоят из нескольких клеток, и у большинства многоклеточных организмов клеток действительно очень много.

Переход к дыханию кислородом вызвал необходимость того, чтобы весь кислород доходил до всех клеток. Но вначале кислорода было довольно мало, так что его было недостаточно для проникновения в глубь клеточных слоев. И лишь когда деятельность фотосинтезирующих одноклеточных привела к тому, что атмосфера Земли насытилась кислородом, появились многоклеточные организмы.

Узнать, какова была концентрация кислорода в прошлом, позволяют геологические изыскания. Некоторые минералы не могут существовать в атмосфере, богатой кислородом, и, если бы их удалось обнаружить в каком–нибудь слое земной коры, то это означало бы, что кислорода в те времена было довольно мало. Хотя жизнь возникла довольно давно, первые многоклеточные существа появились чуть более одного миллиарда лет назад. Это были растения.