Александр Вологдин - Земля и жизнь

Светлой памяти Владимира Ивановича Вернадского посвящает свой труд автор

Развитие человеческого знания, быстрый рост науки, теснейшим образом связанный с великими победами социализма в Советской стране, ежедневно и ежечасно ускоряют научно-технический прогресс. Научные идеи, рожденные практикой, и могучая современная техника создают немыслимые ранее возможности познания огромных пространств Вселенной, куда отправляются космические корабли и где побывал уже человек. В глубинах морей работают научно-исследовательские станции, которые изучают сложную и богатую жизнь морского дна. Развитие атомной физики ведет нас к познанию типов и свойств мельчайших частиц и проявлений огромных энергий, которым в будущем надлежит обеспечить человечество самыми совершенными видами топлива, неисчерпаемыми источниками энергии. Бурно развивается химия и химическая промышленность, создающие новые вещества с новыми свойствами. Больших успехов достигла и биологическая наука, способствующая подъему сельского хозяйства - земледелия и животноводства, развитию советской и мировой медицины.

В этой небольшой книге мы попробуем обратить внимание читателя в глубь геологических времен, на те этапы развития нашей планеты и жизни на ней, которые еще недавно рисовались очень смутно.

Палеонтологическая наука, занимающаяся изучением организмов геологического прошлого Земли, историей их появления, развития и расселения в морях и на суше, раскрывает перед нами картину жизни планеты в основном только за последние полмиллиарда лет, а именно с начала кембрийского периода, длившегося по современным данным от 440 до 570 млн. лет. Уже в начале этого периода существовали морские водоросли, некоторые простейшие брахиоподы, черви, древнейшие ракообразные - трилобиты, губки, ранние головоногие и т. д. Но еще раньше, во время так называемого докембрия - этого огромного по продолжительности этапа развития нашей планеты, закончившегося 570 млн. лет назад,- возникли археоциаты, беспозвоночные животные, замечательные строители древнейших рифов. Особенно пышное развитие они получили в ранне- и среднекембрийское время.

Что же представляла собой органическая жизнь на Земле 570 млн. лет назад? Как и в каких условиях зародилась и развивалась она задолго до этого рубежа?

Для объяснения происхождения жизни на нашей планете мы имеем весьма интересную гипотезу, предложенную академиком А. И. Опариным. Эта гипотеза, использующая результаты исследований геологов, геохимиков и астрономов, раскрывает первые страницы истории нашей планеты - истории, насчитывающей по меньшей мере 6-7 млрд. лет. Ультрафиолетовое излучение Солнца и грозовые явления в первичной атмосфере и парах Земли, обильно содержавших метан (СН4), углекислоту, аммиак (NH3), водород и другие элементы, при определенных температурах и давлениях должны были приводить к массовому образованию сложных углеродных соединений, в том числе белков. Поэтому момент возникновения жизни на Земле ученые и относят к самым ранним этапам формирования земной коры, примерно около 3-3,5 млрд. лет назад или даже ранее.

Проблема происхождения жизни на Земле и ее эволюции - это прежде всего проблема происхождения веществ определенного состава, в первую очередь белков, и их изменения в ходе геологического времени. С другой стороны, жизнь - это особая сфера выявления и использования энергии, поступающей извне иди возникающей внутри организмов, и, таким образом, жизнь есть форма энергетического состояния, зависящего от энергетического и вещественного состава окружающей среды.

Происхождение и развитие жизни на Земле - это одна из важнейших проблем для целого ряда наук, каждая из которых помогает выяснить ту или иную сторону проблемы. Это прежде всего биогеохимия , основоположником которой был академик В. И. Вернадский (1863-1945). Она раскрывает связи между живым и минеральным - косным веществом Земли в биосфере, что важно для разработки проблемы возникновения и развития жизни.

Владимир Иванович Вернадский (1863-1945)

Геохимия , создателями которой были также академики В. И. Вернадский и А. Е. Ферсман (1883-1946), позволяет понять роль химических элементов и их изотопов в образовании минеральных и органических соединений, а это раскрывает также и особенности геохимических процессов далекого геологического прошлого. Кроме того, геохимия дает замечательный метод определения абсолютного геологического возраста минеральных и органических образований, а стало быть, и меру геологического времени для различных процессов, имевших место в земной коре или на ее поверхности.

Палеонтология дает нам конкретные указания о составе организмов отдаленных геологических периодов, эволюция которых привела к появлению бактерий и современного мира растений и животных на Земле.

Микробиология (бактериология, вирусология) дает замечательные материалы по морфологии и физиологии мельчайших живых существ, среди которых насчитывается немало родственных, давно вымерших форм.

Астрономия и астрофизика , изучая состав и строение космических тел, раскрывают особенности протекающих физико-химических процессов, исследуют состав и строение Солнца и других планет.

Биохимия позволяет составить представление о том, как первичные химические компоненты Земли преобразовались в органические, сначала неживые, а затем в живые вещества, а также поясняет сущность процессов, протекающих внутри организма. Современная экспериментальная биохимия уже может из простых углеродных соединений создавать сложные, в том числе и основные составные части белка - аминокислоты, а из комбинаций аминокислот - и белок (правда, еще неживой).

Так, сотрудничество целого ряда наук позволяет проследить развитие организмов на Земле в процессе ее эволюции под влиянием эволюции среды. Благодаря достижениям этих наук, излагаемые здесь взгляды постепенно превращались из гипотез в научные теории.

Предлагаемая вниманию читателя книга посвящена рассмотрению великой и прочной связи жизни с Землей, со средой ее развития, связи жизни и минерального, косного вещества земной коры. Мы попытаемся проследить, как изменялись формы жизни в результате изменения среды ее обитания, пока, наконец, после длительной эволюции жизнь не приобрела те формы и связи, которые мы можем наблюдать ныне.

Наука, как и жизнь, раз зародившись, развивается и непрерывно решает одну задачу за другой. Открывая новые и новые факты, она все полнее и точнее раскрывает тайны природы. Не было большей загадки, чем происхождение жизни на Земле. Поэтому этой проблеме посвящаются многочисленные труды различных специалистов. Попыткой обобщить эти труды и является предлагаемая книга.