Движение жизни к усложнению

sevastian_mos — 25.12.2021
В мою молодость, началу жизни на Земле давали срок от силы миллиард лет назад, ну полтора. Прошли годы, количество хороших спектрометров и точность анализов резко увеличилась, число находок возросло кратно и теперь следы деятельности цианобактерий сдвинулись на границу 3 миллиарда 700 миллионов лет назад. По сути как только Земля перестала быть жидкой лавой и появились грязевые вулканы и начальные реки - началась и жизнь. Но это так сказать не точно, есть только следы.

Первый суперконтинент Земли, Ваальбара - между 3 млрд. 600 миллионов и 2 млрд. 800 миллионов лет назад.


Зато на границе 3 миллиарда 460 миллионов лет назад (палеоархей) зафиксированы уже точные следы деятельности бактерий и что самое главное - остатки самих окаменевшие бактерий. Найдены эти срезы в Австралии. По современным прикидкам наиболее вероятное место для образования первой рнк молекулы, достаточно устойчивой и способной к постоянному самокопированию, это грязевые вулканы, при этом иногда затапливаемые пресной водой. Вот в них достаточно всё горячо, стабильно, есть и нагрузка от Солнца и разные готовые для соединений рнк вещества, плюс есть питанние микроэлементами из вулкана в виде молекул, для них же.



В палеоархее кислородной атмосферы ещё не было, хотя часть бактерий уже умела делать фотосинтез и кислород выделяла, но он пока что шёл на окисление всего подряд, Земля ещё не знала кислорода и он был вечно нарасхват. Из того древнего времени берут начало магнетитовые руды - результат окисления кислородом.  Так что пока не было кислородного засилья, все реакции протекали без него и были медленнее. Кислородный обмен веществ намного быстрее того же углекислотного.

В Мезоархее, между 3 млрд. 200 млн. и 2 млрд. 800 млн. лет назад, планету почти полностью покрыл неглубокий океан. К этому времени уже точно были целые сообщества цианобактерий и архей. Они и образовались то по сути на другой планете - горячей, крайне пустынной, но и в мезоархее дело было не лучше. Луна была ближе к Земле чем сегодня и вызывала приливные волны высотой до 300 м.  Суша пока что представлена вулканическим островами. Скорее всего именно на таком ранее образовалась начальная рнк бактерия или что то такое, что начало самопроизвольно копировать себя. В мезоархее они уже скучились в сообщества, потому что так проще выживать. Земля выглядела примерно так - первый континент Ваальбара и остальное - вода, вода, вода, и атмосфера без кислорода, ураганные ветры в этой же атмосфере и периодические гигантские волны из за действия Луны. Напоминает планету из "Интерстеллара". Иной мир, иная планета была тогда Земля, совершенно не пригодная для современной жизни, за исключением бактерий без-кислородного типа.


Дело в общем шло медленно, плодились постепенно фотосинтезные бактерии, делали по чуток кислород и сотни миллионов лет вроде как ничего не менялось. Никакой сложной жизни, никаких более сложных организмов, нежели колонии бактерий.

Наступает черёд неорхея, между 2,8 до 2,5 миллиарда лет назад. В этом промежутке так же найдены остатки бактериальной деятельности древностью 2,7 миллиарда лет назад, причём это остатки - строматолиты, имеют большое сходство с современными бактериями, которые оставляют после себя строматолиты. В Неоархее начинается заметный рост кислорода в атмосфере, если раньше его считай не было, то к границе окончания неоархея он достиг 0,1 процента. Учитывая размеры Земли, крайне малую площадь суши и всё ещё очень горячую, сложную  для выживания Землю, это огромный рост. Вулканизм выбрасывал в атмосферу, в воду и на землю в том числе фосфорные породы, они давали возможность бактериям активнее производить кислород. Но сложной, хотя бы червячной жизни, всё ещё не было. Сотня за сотней миллионов лет жизнь была строго простой, не было возможности ускорить метаболизм и не было значит и энергии для усложнения.

Сидерий, между 2,5 - 2,3 миллиарда лет назад, тот самый момент Кислородной катастрофы. Инопланетная Земля на границе в 2,3 миллиарда лет назад стала более менее такой, как сегодня, имея ввиду набор реакций и скорость обмена веществ у бактерий. Океан до этой поры был полон неокисленного железа и постоянно сжирал весь доступный кислород. Но на этой границе железо наконец кончилось, не окисленное. Кислород буквально валом попёрся в атмосферу. Мир вывернулся наизнанку, те кто раньше правили балом, быстро сдохли, лишь чуток бактерий которые погибали от кислорода, выжили в безкислородных средах, в глубоких пещерах, в жерлах гейзеров

И вот буквально через 200 миллионов лет после кислородной катастрофы, фиксируется многоклеточная, сложная жизнь - франсвильская биота. Этим первым многоклеточным - 2 миллиарда 100 миллионов лет. Представляли собой плоские дископодобные организмы, диаметром до 12 см. Основная масса дискообразные, но были и червеобразной формы.  Окаменелости показывают объёмность и рост в разные стороны относительно равномерно.

По внешнему виде первая многоклеточность напоминала нынешние грибы миксомицеты. А почему они смогли такими стать? А стало выгодно чисто энергетически кому то перерабатывать отходы за теми, кто их создал. До того как появился свободный кислород в атмосфере, обмена веществ хватало впритык на то, что бы каждое сообщество бактерий прожило. И вот наступил период, когда часть могла получать солнечный свет и микроэлементы, преобразовывать их намного быстрее и полноценнее в энергию, а отходов стало на порядок больше и часть бактерий стала спецами по переработке этих органических, легко усвояемых отходов. В итоге часть бактерий стала теми, кто полностью зависит от передовой линии бактерий - получаем азы многоклеточности - один орган без другого не может выживать. Вдобавок эти первые многоклеточники умели медленно ползать как амёбы, а это колоссальный прогресс. Понятно что ползали они безмозгло, просто тыкаясь наугад в поисках микроэлементов и органики - трупов тех бактерий-дисков, которые уже померли. Примерно так же впоследствии будет двигаться амёба.


Дальнейший закономерный шаг - возникновение ядерных бактерий, то есть таких, у которых чётко оформленное ядро, в котором лежит генетический материал. Откуда такое могло взяться? Наверное бог придумал? Нет, ведь ядро это по сути жировые капли с генетическим материалом внутри. Как могли возникнуть? Ну скажем рванул вулкан, упали раскалённые и не очень камни в воду, где жили бактериальные сообщества, часть бактерий была повреждена, погибла. Часть просто встряхнулась от удара и липиды-жиры внутри хаотически захватили в пузырёк генетический материал днк в виде нитей. При этом часть таких бактерий не была смертельно повреждена, доядерные бактерии были вообще живучие до предела. Ну и вот часть выжила и смогла делится дальше, а учитывая что эпигенетика крайне пластично настраивает ДНК, она успела у части бактерий адаптировать днк к новым условиям.

Аудиверсия, файл на ютуб.

Амёбы возникают в Криогении, в период когда Земля буквально превратилась в снежок. Период длился между 720 - 635 миллионами лет назад. Помимо амёб в это время фиксируются первые губки. Между прочим губки не имеют и не имели органов. Они как бы пример, прообраз того, как выживала первая многоклеточность в реально сложных условиях. В губках есть клетки, которые выполняют отдельные функции, но они всё ещё не органы. Амёбы получают еду, выпуская ложноножки, наугад выискивая что пожрать, а губки вообще прикреплены к одному месту и фильтруют воду через себя.

Ну и всё, дальше жизнь нащупала пути, заодно и уровень кислорода, как раз к рубежу 700 - 600 миллионов лет назад, дошёл до нынешнего состояния. Прошёл эдиакарский период между 635 и 541 миллионами лет назад. Он породил Эдиакарскую биоту. Эта например выживала при извержении вулкана в Бразилии.


Чарния.


Разнообразие живых существ в эдиакарии стремительно росло, закончился холодный период, а сколь либо серьёзных хищников ещё в помине не было, тем более не было никого покрытого панцирем. Жизнь была мягкой, по нынешним меркам беззащитной, не способной резко сорваться и удрапать в расщелину от супостата. В ту пору ты, будучи медузой, был по сути в полной безопасности. Не было никого способного двигаться быстрее тебя и тем более словно парить в воде, а значит ничто тебя не сожрёт. Это и загнало медуз в тупик адаптации. Они настолько быстро перешли к такому образу жизни и адаптировались к быстрому размножению, что в дальнейшем вообще не испытывали сколь либо серьёзного давления, которое бы выкашивало почти всех медуз и часть бы при этом выживала, имея нестандартные привычки. И по сей день медузы так же живут - плавно парят в воде. Плюс часть со временем стала ядовитой.

Остальные фильтровали воду, полозили медленно по дну и жрали органику и микроэлементы, занимались всласть фотосинтезом. Возможно часть черве-дискообразных иногда наползала на таких фотосинтезных и сжирала их, это не исключено.








Эрниетта.




Эрниетта.






Вендоконулярия.




Haootia quadriformis




Вишенка на торт эдикарской жизни - икария вариоотия. Первый двухсторонне симметричный организм, ему 555 миллионов лет. Ещё их называют билатеральными, до них подобного не бывало. На сегодняшний день они по сути предок (не прям вот этот вид, а вообще такой тип животных) для 99% современных животных. К ним, к билатералам, не относятся только те самые губки, стрекательные (в том числе медузы), гребневики и вообще уникально примитивные - пластинчатые.
 К слову пластинчатые до сих пор так и питаются - ползёт наугад, ресничками щупает пространство, как что то нашёл, так обволок, выделил слизь кислую и сожрал.


Ну так вот, наш первопредок в плане двойной симметрии - икария, выглядела непрезентабельно. Длиной они были всего 7 мм, полозили в прямом смысле слова в мусоре тогдашнем, в органических отходах, в гнилье. Не было ни рыб, ни насекомых, ни крабов, ни скажем ракушек. Было то что показано выше и вот эти полу-черви, полу-трубочки. Но это нам на него даже смотреть противно, на деле это то, что в итоге породило нас. Мы имеем род буквально из тины, из отходов. Зато эти отходы были органикой, которая легко усваивалась. Если бы эти черви так не умели, то дальше жизнь не сдвинулась бы к реальному усложнению, прото-растения так бы и кушали Солнце и делали кислород, а все эти губки и стрекательные до сей поры бы фильтровали воду и плавали, раздуваясь и сокращаясь.

А эти икарии умели сокращаться как нынешние черви, умели благодаря этому поворачивать относительно быстро. Собирали кучу разной еды и потому их эволюция на деле рванула очень резко, от них и пошли все будущие крабы и птицы. Ошибки в копировании генов ДНК, спонтанные мутации, воздействие на эпигенетику солёности, процента кислорода в воде, температуры и наличие еды - всё это меняло днк. Хаотически порой возникали разные варианты червячков, один быстрее, другой медленнее, один лучше жрёт этот тип отложений, другой наоборот норовит залезть на примитивное полурастение - чарнию. Она была настолько примитивной и живучей, что питалась веществами из воды, даже фотосинтезом не занималась, зато жила на большой глубине. Убежать такая скотинка не могла, зато она была кладезем веществ - органики и микроэлементов. Наткнулся на такую и жри вволю, растворяй кислотами её, постепенно. Возможно тогда и началось таким нехитрым манером разделение билатералов на хищников и травоядных. Кто то покорно копался в тине, а кто то мал-помалу приноровился ползать в поисках живой еды.

И всё это зарождалось без скорости, медленно и плавно. В почти полной тишине океанов и рек. В тишине наползает прото-червяк и медленно сжирает полу-растение. Нет разума, есть поиск еды наугад и когда кому то из триллионов червячков везёт, начинается пир и новый виток жизни. Многие гибнут, но самые везучие выживают и копят разные мутации, эпигенетические настройки днк. Для всего этого последнее что нужно - бог и его вмешательство. Жизнь возникает не из за воли, а из за физики и химии, жизнь это по сути, если убрать романтику - копирование рнк и днк молекул. А их усложнение в процессе этого копирования просто побочный эффект, как побочный эффект от течения воды - изменение климата на материках.


Чарния.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив