Александр Гордон - Диалоги (ноябрь 2003 г.)

Участник:

Владимир Васильевич Малахов – член-корреспондент РАН

Александр Гордон: Сегодня нам предстоит услышать несколько необычное утверждение о том, что человек как биологический вид сыграл свою роль в эволюции биосферы и вот-вот должен уступить место другим видам, которые будут продолжать эстафету жизни на земле. Так вот, у вас есть почти 40 минут для того, чтобы объяснить, почему вы так думаете.

Владимир Малахов:Вообще-то, я бы не сказал, что Гомо сапиенс уже сейчас сыграл свою роль, выполнил ее полностью. Но я действительно хочу в этом рассказе как-то подвести слушателя к тому, что человеческую цивилизацию обязательно ожидает естественная гибель, естественное исчезновение. И что этот процесс – умирание цивилизации, однако, не означает, что жизнь на Земле закончится. Жизнь на земле не закончится, она будет продолжаться и достигнет новых высот, но уже без человека. Человеческая цивилизация появилась на земле в связи с тем, что в этом была определенная необходимость с точки зрения развития биосферы. И выполнив свою функцию, она естественным образом исчезнет.

Правда, для того чтобы подвести к этой мысли, я все-таки вернусь далеко назад – к периоду появления жизни, к периоду появления биосферы. Все методы, которыми располагает наука, показывают, что Земля, как и все остальные небесные тела Солнечной системы, сформировалась около четырех с половиной миллиардов лет назад. Первичная Земля сильно отличалась от современной, в частности, тем, что в течение первых 500 миллионов лет она была практически сухая, то есть на ней не было ни океанов, ни морей. Вода, более или менее обширные водоемы появились примерно четыре миллиарда лет назад, за счет постепенной дегазации недр планеты. Водяной пар, выходивший из недр планеты вместе с другими газами, конденсировался, и в результате этого на Земле появились водоемы. На картинке вы видите художественное изображение Земли до появления на ней водоемов.

Как только появились более или менее обширные водоемы, так появились и первые осадочные породы, возраст которых датируются примерно 4 млрд. лет. И уже в этих первых осадочных породах мы находим несомненные признаки живых организмов. Самые древние осадочные породы – это формации Исуа, и в этой формации уже обнаружены такие следы существования примитивных бактериальных организмов, близких к современным сине-зеленым водорослям, к цианобактериям. Бактерии и сине-зеленые водоросли – это так называемые прокариотные организмы – организмы без клеточного ядра.

На картинке вы видите шлифы архейских пород возраста более 3 млрд. лет, на которых видны древние прокариотные клетки, очень похожие на современные цианобактерии. Рядом с ними – фотография строматолитов – это породы, которые образовывались в результате деятельности древних цианобактерий. Интересно, что не так давно – всего несколько десятилетий назад – похожие породы, точнее постройки, похожие на древние строматолиты, были обнаружены и в современной биосфере. На следующем слайде – современные строматолиты и рядышком – строящие их современные цианобактерии. В современной биосфере это – довольно редкие образования в очень специфических условиях. Эти строматолиты – из австралийского залива Шарк бей. Там, в условиях высоких температур, относительно низкого содержания кислорода и большой солености образуются современные строматолиты.

Вот, начиная с периода, отдаленного от нас на 4 млрд. лет (это время появления жизни и биосферы), в течение последующих 2-х млрд. лет биосфера была прокариотной. А на протяжении двух миллиардов лет бактерии, то есть прокариотные организмы, осуществляли весь существовавший тогда биотический круговорот. Так называемые автотрофные бактерии создавали органическое вещество из воды и углекислого газа, используя энергию солнечного света (то есть, за счет процесса фотосинтеза) или энергию химических реакций (этот процесс называется хемосинтезом). Но ведь понятие круговорота подразумевает, что созданное органическое вещество затем разлагается снова до углекислого газа и воды, и организмы могут снова использовать их для нового цикла круговорота. В древней биосфере этот круговорот функционировал очень неэффективно. Органическое вещество разлагалось под действием физических и химических факторов, то есть очень медленно. Отчасти органическое вещество разлагалось и под действием тех ферментов, которые выделяли наружу гетеротрофные бактерии – то есть бактерии, которые используют готовое органическое вещество. Это тоже медленный процесс. Поэтому огромные массы созданного автотрофными бактериями органического вещества просто захоранивались, становились недоступными для других организмов, выходили из круговорота. Вот что означает, что биотический круговорот в биосфере, состоящей из одних бактерий, был несовершенным.

Дело в том, что прокориотные организмы – бактерии, не умеют никого заглатывать. У бактерий ведь практически не бывает хищничества. Даже если (очень редко) у бактерий есть какие-то формы, которые называют хищниками, то приходится признать, что хищничество это – очень своеобразно. Хищник оказывается значительно меньшим по размерам, чем жертва, и разрушает жертву изнутри.

Вот тут изображен такой маленький вибрион, бделловибрио, который проникает в крупную бактерию и разрушает ее изнутри.

Совсем иначе поступают так называемые эукариотные организмы – организмы с клеточным ядром. Они могут заглатывать свою добычу, а затем переваривать ее либо в пищеварительных вакуолях внутри клетки, либо в кишечнике. Дело в том, что они обладают двумя клеточными белками – актином и миозином. Они есть у всех эукариотных организмов, то есть у всех организмов с клеточным ядром – у животных, у растений, у грибов. Это те белки, которые обеспечивают всякую подвижность – амебоидное движение, формирование пищеварительных вакуолей, сокращения клеток, в том числе и мышечные сокращения. Это – универсальные белки клеточной подвижности. И когда они появились, организмы научились друг друга заглатывать.

До появления актина и миозина, до появления эукариотных организмов органическое вещество, которое создавалось бактериями, некому было съедать. Это вещество очень медленно разлагалось под действием физических и химических факторов и захоранивалось. В первые два миллиарда лет существования биосферы накопились громадные запасы сланцев, нефти, газа, а ведь это все – углерод. Когда-то он был в телах живых организмов, а потом из-за несовершенства биотического круговорота этот углерод не смог вернуться снова в этот круговорот.