Чтение онлайн

По-видимому, в большем объеме и более ценные сведения относительно внеземной жизни в Солнечной системе мы получим к 2015 г. Предлагаемое NASA зондирование спутника Юпитера — Европы могло бы подтвердить, что жизнь распространена во Вселенной шире, чем считают консервативно настроенные ученые, — ведь покрытая льдом поверхность Европы позволяет предположить, что в недрах этого спутника существует вода. В последние годы мы узнали, что живые организмы существуют на Земле и в условиях чрезвычайно высоких температур, долгое время считавшихся несовместимыми с жизнью в любой форме. Если в морях под поверхностью Европы будет обнаружена какая-либо форма жизни, это поднимет концепцию панспермии на новый, более серьезный уровень. Наряду с этим усложнятся попытки ученых установить истоки жизни на нашей собственной планете, которые в настоящее время застыли на двух направлениях: теоретические исследования запутаны в результате получения все большего количества данных о том, что на ранних стадиях эволюции жизни мог происходить обмен генов по горизонтали, а лабораторные эксперименты, предназначенные для создания живого вещества из различных сочетаний химических элементов, каждый раз терпят неудачу. Состояние поисков ответа на вопрос об истоках жизни на Земле, по-видимому, лучше всего охарактеризовал крупный заголовок в разделе «Science Times» газеты «New York Times» за 13 июня 2000 г., где сообщалось о новых ископаемых остатках, обнаруженных в Австралии: «Проблема происхождения жизни становится все более туманной и неясной».

1. de Duve, Christian. Vital Dust. New York: Basic Books, 1995. Де Дюв в 1974 г. получил Нобелевскую премию по медицине вместе с Альбертом Клодом и Джорджем Паладе за открытия, связанные со структурной и функциональной организацией клетки. Он досконально знает этот материал и пишет очень ясно. Добавьте к этому удивительную готовность беспристрастно излагать теории, с которыми он сам не согласен, и вы поймете, что перед вами книга редкой глубины и масштабности.

2. Fortey, Richard. Life. New York: Knopf, 1998. Книга, имеющая подзаголовок «Естественная история первых четырех миллиардов лет жизни на Земле», была выбрана книгой месяца и, как можно было ожидать, больше подходит для чтения, чем для изучения. Автор — серьезный палеонтолог, так что в книге много науки (особенно палеонтологии), но он не боится отвести страничку обсуждению «Середины марта» Дж. Элиота или голливудских фильмов ужасов, причем всегда к месту. Это восхитительная книга, из которой широкий читатель может очень многое узнать.

3. Margulis, Lynn, and Sagan, Dorion. Microcosmos. Berkeley and Los Angeles: University of California Press, 1997. Хотя впервые книга вышла в 1986 г., т. е. некоторые последние дискуссии в ней не отражены, ее переиздание в 1997 г. свидетельствует о том, что сильные стороны этой книги сохранились, а при первой публикации она получила множество восторженных рецензий. Написавший предисловие Льюис Томас, автор «Жизней клетки», называет ее «исключительной» книгой, адресованной широкому кругу читателей, и он прав.

4. Shopf, J. William. The Cradle of Life. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2000. Содержание книги связано с самой гущей современных дебатов по данному вопросу, которые рассматриваются порой весьма придирчиво. Например, автор с сомнением относится к упоминанию об углероде в Исуанских породах Гренландии. Эта книга предназначена для читателей с некоторой естественнонаучной подготовкой, интересующихся последними идеями.

5*. Галимов Э. М. Феномен жизни: между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции. — М.: Едиториал УРСС, 2001. Книга посвящена одной из наиболее фундаментальных проблем естествознания — проблеме происхождения жизни и законам ее эволюции.

Согласно оценкам ученых, в какой-то форме жизнь — пусть это всего лишь одноклеточные бактерии — существует на нашей планете вот уже около 3,5 миллиарда лет. Этот промежуток времени соответствует 20-25% вероятного возраста Вселенной (о дискуссии по данному вопросу см. гл. 18). Как бы впечатляюще это ни звучало, после первоначального появления жизни потребовалось почти 3 миллиарда лет, прежде чем возникли разнообразные ее формы. Как об этом писал в своей книге «Вымирание», вышедшей в 1991 г., известный палеонтолог Дэвид Рауп 11], приблизительно 600 млн. лет назад «органическая эволюция буквально сорвалась с цепи». С тех пор появилось не то 5, не то 50 миллиардов различных видов живых организмов — эта неопределенность их количества показывает, насколько мало мы знаем. В то время как некоторым видам, например крабоподобным трилобитам, в той или иной форме удалось просуществовать несколько сотен миллионов лет, 99,9% всех когда-либо существовавших видов в конце концов исчезли с лица Земли. Вряд ли можно похвастаться таким рекордом выживания. Что же произошло с миллиардами видов, которых теперь нет?

Мы довольно хорошо знаем, что случилось с некоторыми видами, исчезнувшими в самое последнее время: с ними успешно расправились сами люди. Яркий пример — странствующие голуби. В XIX веке в США их были миллионы. Небо темнело, когда взлетали стаи этих птиц. Однако, к несчастью, они были хорошей пищей, а их перья популярны для модных женских шляпок. В результате в 1914 г. последняя особь умерла в зоопарке. Более экзотические существа, такие, как дронт, с самого начала немногочисленные, исчезли в результате охоты на них еще в XVII веке, а покрытого шерстью мамонта, как полагают, постигла та же участь от рук первобытных охотников еще до наступления последнего оледенения. В настоящее время, согласно данным биологов и ботаников, быстрым темпом идет истребление тропических лесов в Южной Америке, что приводит к уничтожению миллионов видов животных и растений, большинство которых не были даже занесены в каталоги. Все свидетельствует о том, что среди существ, живших на нашей планете на протяжении всей ее истории, одни только люди были способны приводить к исчезновению множества других видов.

Однако этот ужасный факт объясняет лишь очень небольшой процент вымираний, происходивших в течение миллиардов лет. Мы вовсе не намеревались наносить подобный ущерб очень долго, и миллиарды видов исчезли без нашего вмешательства. Два основных направления научной мысли в отношении того, почему вымирания происходили столь часто, отражены в названии книги Раупа «Вымирания: Неудачные гены или неудачная судьба?» [1].

В течение более 140 лет, которые прошли со времени публикации трудов Ч. Дарвина, преобладала школа приверженцев «неудачных» генов. Поскольку Земля непрерывно изменяется, ее континентальные массы почти незаметно перемещаются, образуя новые материки, через довольно регулярные промежутки времени происходят климатические потепления и похолодания, а геомагнитные полюса меняются местами, и возникающие в результате этого землетрясения, извержения вулканов, оледенения и перенос теплых тропических воздушных масс, безусловно, представляют испытания для любых живых существ. Те, кто обладает генетической «гибкостью» и может приспособиться к подобным изменениям, конечно, имеют наибольшие шансы выжить; организмы с менее гибкой генетической структурой, а часто это самые крупные и наиболее сложные организмы, будут выбиты из колеи. К тому же по мере развития некоторого биологического вида в направлении большей генетической эффективности его хуже приспособившиеся предки постепенно вымирали и без дополнительного воздействия изменений окружающей среды. Даже самый примитивный обитатель ранних морей имел преимущество перед близкими к нему формами жизни, если у него развивалась способность с большей эффективностью, чем у вида, от которого он произошел, перерабатывать в процессе питания микроорганизмы. Таким образом, приспособляемость — «выживание наиболее приспособленных» — многие ученые считали достаточным фактором, чтобы его отсутствием объяснить большинство случаев вымирания.

Однако по мере накопления палеонтологических данных, рассказывающих об истории развития жизни на Земле, этот подход стал встречать все большие трудности. Одной только эволюционной теорией невозможно было объяснить пять известных в истории Земли массовых вымираний, при которых исчезало большинство существовавших в то время форм жизни. Поэтому за последние полстолетия мнение все большего числа ученых смещалось к сценарию «невезения», по которому массовые вымирания были вызваны редкими катастрофами, природа и сила которых были достаточны, чтобы произвести опустошение всей планеты. Но прежде чем говорить о фактических данных, свидетельствующих в пользу таких катастроф, рассмотрим вкратце эти пять массовых вымираний, происшедших за последние 500 млн. лет.

Массовое вымирание происходило в каждом из пяти периодов геологической истории: ордовикском, девонском, пермском, триасовом и меловом (см. схему). В остальные шесть периодов геохронологической шкалы массовых вымираний не выявлено, хотя нет сомнений в том, что какие-то виды исчезали на протяжении всего интервала в 600 млн. лет, называемого фанерозоем, когда на Земле существуют сложные формы жизни. В течение ордовикского периода, продолжавшегося начиная с 505 до 440 млн. лет назад, жизнь на нашей планете существовала только в морях. Растения появились на суше и быстро распространились только в девонский период — приблизительно с 410 до 360 млн. лет назад. Начиная с пермского периода, примерно 286 млн. лет назад, настало время позвоночных — как мелких, так и крупных. И пресмыкающиеся, и млекопитающие существуют начиная с пермского времени, но гораздо более разнообразными млекопитающие стали после того, как примерно 65 млн. лет назад вымерли все динозавры.

В своей книге «Чудо жизни» [3] (1989 г.) и в других своих работах Стивен Гоулд дает понять, что деление фанерозоя на такие отдельные категории, как «век рыб», «век рептилий» и «век млекопитающих», является слишком большим упрощением. После того как и моря, и суша оказались заселенными биологически сложными существами, разные виды живых организмов всегда в какой-то степени перекрывались. Из-за своего восхищения динозаврами мы можем говорить: «когда Землей правили динозавры», однако ничего такого не происходило, несмотря на подчас огромные размеры этих существ. Известно лишь около 50 видов динозавров, тогда как в настоящее время одних только белок имеется 150 видов, но мы не считаем, что белки правят миром, хотя, раскачиваясь на ветвях деревьев у нас во дворе, они подчас действуют раздражающе. Точно так же мы не думаем, что Землей управляют самые крупные из сухопутных млекопитающих — слоны, численность которых быстро сокращается. Размеры не играют никакой роли. Если же руководствоваться только численностью, то окажется, что начиная с пермского периода миром правят насекомые. Гораздо точнее будет сказать, что основная роль на Земле принадлежит многообразию, которое человек непрерывно и успешно разрушает, несмотря на то, что наше собственное существование зависит от его сохранения.