Зарождение жизни

В прошлом ролике мы остановились на катархейском эоне. Также он называется гадейским, в честь Гадеса, древнегреческого названия загробного мира. Гадесом также звали бога, который правил греческим загробным миром и был старшим братом Зевса. Подходящее название, хотя концепция загробного мира у древних греков и отличалась от современного представления об Аде. Но вот декорации были как в Аду. Повсюду текла лава. На Землю постоянно что-то падало из космоса. И, насколько мы теперь знаем, это место совершенно не подходило для жизни. Хуже того, хотя Земля и начала остывать, ее корочка стала немного плотнее, столкновения стали происходить все реже и реже, посмотрим, что произошло через несколько сотен миллионов лет. После того, как в юную Землю врезалась Тейя, что поспособствовало образованию Луны, имела место Поздняя тяжелая бомбардировка. На данный момент общепринятое мнение таково, что жизнь, то, от чего мы произошли, зародилась именно после Поздней тяжелой бомбардировки. Потому что в то время столько всего падало на Землю из космоса, условия были настолько жесткими, что любая форма примитивной жизни, простейших самовоспроизводящихся организмов или молекул, там не выжила бы. Не буду углубляться в физический аспект поздней тяжелой бомбардировки. Но мы уверены, что она имела место из-за того, что Уран и Нептун… Так, предположим, что это Солнце. А это астероидный пояс. Он находится за пределами орбит внутреннего круга каменистых планет. А орбиты Урана и Нептуна направлены наружу. В физические аспекты я не буду вдаваться. Но с точки зрения гравитации это привело к тому, что множество астероидов из астероидного пояса двинулись внутрь и начали сталкиваться с планетами внутреннего круга. Земля, понятное дело, тоже в него входила. Надо было нарисовать Солнце оранжевым или вроде того, а не синим. Не перепутайте его с Землей. Да, в Луну они тоже врезались. И на Луне это отразилось сильнее, поскольку у Луны нет атмосферы, которая могла бы смягчить удар. Так вот, общее мнение таково, что после Поздней тяжелой бомбардировки Земля оказалась готова к зарождению жизни. И считается, что первая жизнь появилась 3,824 миллиарда лет назад. Как мы помним, это обозначает миллиарды лет назад. Когда мы говорим о жизни в этот период, мы не имеем в виду белок или медведей. Исключительно простые формы жизни. То есть речь идет о прокариотах. Сейчас я немного объясню вам основы, а в роликах по биологии мы займемся этим более углубленно. Итак, прокариоты. Я сравниваю их с эукариотами. Эукариоты. Прокариоты, по большей части, являются одноклеточными организмами, не имеющими клеточного ядра. У них так же нет и других мембранных органоидов, то есть этих маленьких частей клетки, которые выполняют специфические функции, типа митохондрий. То есть их ДНК просто плавает внутри. Давайте я изображу ДНК. Вот оно просто плавает себе, вот так. «Прокариот» дословно обозначает «до зерна» или «до ядра». У эукариотов есть клеточное ядро, в котором и содержится их ДНК. Вот это кариолемма, оболочка ядра. ДНК находится в клеточном ядре, ограниченном оболочкой. Кроме того, есть и другие мембранные органоиды. Наиболее известными являются митохондрии. То есть тут есть что-то еще, похожее на митохондрии. В следующих роликах мы узнаем об этом больше. Считается, что митохондрии — это, по сути, один прокариот, попавший внутрь другого прокариота и вступивший с ним в симбиотические отношения. Но давайте сейчас не будем об этом. Говоря о жизни в этот период, мы имеем в виду только прокариотов. Планета пока что принадлежит прокариотам. Примерами прокариотов являются бактерии и археи. Чтобы было нагляднее, покажу вам диаграмму, отражающую современное представление о том, с чего вообще началась жизнь. Итак, вот здесь некий предок, общий для прокариотов и эукариотов. Вот здесь находятся прокариоты, бактерии и археи. А вот здесь эукариоты. А это первый живой организм, или несколько организмов, и мы полагаем, что это могла быть некая самовоспроизводящаяся молекула. Постепенно появились мембраны, и молекула стала немного более организованной. ДНК, РНК… Возможно, РНК и была той самой изначальной самовоспроизводящейся молекулой… Они стали способом передачи информации от одного поколения к следующему. На самом деле, вопрос о том, каковы же были первые живые организмы, или даже каково определение этой жизни, остается открытым. Но, основываясь на исследовании генетического строения молекул современных организмов, мы считаем, что жизнь появилась вот так. То есть вот один общий предок. Потом пути расходятся. Затем археи и эукариоты: у них есть общий предок, отличающийся от бактерий. Мы об этом еще поговорим. А вот здесь, вам для наглядности, дан пример бактерии. Это кишечная палочка. Это просто пример бактерии. Их есть множество различных видов и форм, но все они относятся к прокариотам. А самые ранние формы жизни, как считается, были анаэробами. Во-первых, им не нужен был кислород. А во-вторых, кислород был для большинства из для них ядовит. А еще самые ранние формы жизни скорее всего не использовали фотосинтез. Они получали энергию из других источников, химическим путем извлекая ее из крайне непостоянной среды, в которой на тот момент они обитали. Итак, если заглянуть дальше, а это, на самом деле, важное событие в истории Земли. И мы говорим об огромных промежутках времени. Помните, я так спокойно сказал: ну, от 4,6 до 3,8 миллиарда лет назад. А, так там всего 800 миллионов лет. Запомните это, мы к этому еще вернемся. Трава существует всего 50 миллионов лет. Вот это 800 миллионов лет. Люди и шимпанзе отошли друг от друга 5 миллионов лет назад. А это те 800 миллионов лет, о которых идет речь, хотя от древней Греции до нас всего 2 500 лет. Умножим это на 1000, получим 2 с половиной миллиона лет. А здесь речь идет о 800 миллионах лет. То есть это огромнейшие периоды времени. Поэтому они и называются эоны. Длительность эона составляет от 500 миллионов до миллиарда лет. Линия, отделяющая катархейский эон от архейского — это довольно тонкая линия, но большинство считает, что это отметка в 3,8 миллиарда лет назад. Примерно в это время появились первые камни. То есть возраст самых старых из обнаруженных нами камней составляет 3,8 миллиарда лет. Исходя из этого мы обозначаем начало архейского эона. Тут есть два нюанса. Во-первых, камни дошли до нас с начала архейского эоне. А во-вторых, примерно тогда, как считается, на планете появилась жизнь. Так, мы перешли в архейский эон. И может показаться, что Земля теперь стала более приятным местом для жизни. Но это не так. В атмосфере все еще практически отсутствует кислород. Если бы мы попали на Землю в тот момент, мы бы увидели примерно такое. Красное небо. Азот, метан и углекислый газ в качестве атмосферы. Дышать совершенно нечем. Высокий уровень вулканической активности. Вот здесь мы видим изображения строматолитов. Они сформировались из бактерий, захвативших осадочные частицы. Со временем их слой увеличивался. Но, по моему скромному мнению, наиболее значительное событие архейского эона, как считается, начало происходить примерно 3,5 миллиарда лет назад. А произошло вот что: прокариоты, а точнее бактерии, эволюционировали и научились использовать солнечную энергию, появился фотосинтез. А самый замечательный побочный продукт, кроме того факта, что они теперь могли использовать напрямую энергию Солнца, это то, что они начали производить кислород. И сначала этот кислород, хотя его и производили цианобактерии, или сине-зеленые, он, в общем-то, не накапливался в атмосфере. Это происходило из-за того, что в океанах было растворено много железа. Позвольте пояснить. Вся жизнь, которая имела место на протяжении следующих нескольких миллиардов лет, вся она была только в океане. Тогда еще не было озонового слоя. Суша была радиоактивна. Суша была совершенно непригодна для жизни. Так что все это происходило в океане. Так что первый произведенный кислород не попал в атмосферу, а вместо этого связался с железом, растворенным в то время в океане. То есть у него не было возможности попасть в атмосферу. Если посмотреть на то, что происходило после архея, мы увидим, что когда железо было окислено и кислород начал поступать в атмосферу, то он произвел, как бы смешно это не звучало, катастрофический эффект, это был настоящий катаклизм для всей анаэробной жизни, которая тогда существовала на планете. Забавно, потому что для них это была катастрофа. Но для того, чтобы в итоге появились мы, это было просто необходимо. Так что нам с вами здорово повезло, что цианобактерии начали производить кислород, окислили все железо в океане и, насытив кислородом атмосферу, уничтожили всю анаэробную микрофлору, так что в итоге мы, организмы, дышащие кислородом, смогли появиться. Но до этого еще очень долго. Только через пару миллиардов лет жизнь выйдет на сушу. Увидимся в следующем ролике. Subtitles by the Amara.org community