1. История планеты. Эволюционная модель природы. Химическая эволюция.

История планеты

Наша Земля, вместе с другими планетами Солнечной системы, сформировалась около 4,54 миллиардов лет назад, поэтому всю ее историю подробно не изложить в нескольких словах. Тем не менее, я попытаюсь рассказать вам самое основное и наиболее интересное. Начнем издалека. Межзвездное облако – туманность – медленно вращается, постепенно сжимаясь, и сплющивается благодаря гравитации (посмотрите на изображения галактик, и вы поймете, как происходит это вращение и сжатие). Из газопылевого облака благодаря этому процессу появляется наша Солнечная система. Это происходило примерно 5 миллиардов лет назад. Конечно, никто не может нам этого рассказать, но в нашей Вселенной все события не проходят бесследно, и именно по этим свидетельствам прошлого современные ученые могут делать предположения о событиях прошлых лет.

3,5 миллиарда лет назад на планете Земля зародилась первая примитивная жизнь. Как вы знаете, история Земли представлена в виде геохронологической шкалы времени, деления в которой составляют сотни тысяч и миллионы лет. За это время, конечно, многое произошло. Когда-то мы могли бы (если бы жили в то время, конечно) пешком дойти от Австралии до Северной Америки. Многие жившие в то время существа не раз совершали такие переходы. В то время как тяжелые железосодержащие породы погружались глубже, за несколько сотен миллионов лет формируя ядро, легкие каменистые породы, поднимаясь на поверхность, образовывали кору. Гравитационное сжатие и радиоактивный распад еще сильнее нагревали внутренние области Земли. В связи с возрастанием температуры от поверхности к центру нашей планеты возникали фокусы напряженности на границе с корой (там, где конвективные кольца мантийного вещества сходятся в восходящий поток.) Под воздействием течений мантии литосферные плиты находятся в постоянном движении, отсюда возникают вулканы, землетрясения и дрейф материков. Континенты смещаются относительно друг друга непрерывно, но, так как скорость их смещения равна примерно 1 сантиметр в год, мы не замечаем этого движения. Тем не менее, если сравнить положения материков через миллиарды лет, сдвиги становятся ощутимыми. Теория дрейфа материков впервые была выдвинута в 1912 г. немецким географом Альфредом Вегенером, когда он заметил, что границы Африки и Южной Америки похожи, будто кусочки одной мозаики. Позже, после исследования дна океана, его теория подтвердилась. Кроме того, был сделан вывод о том, что Северный и Южный магнитные полюса за последние 10 миллионов лет менялись местами 16 раз! Наша планета формировалась постепенно: исчезло многое, что было раньше, а сейчас есть то, что отсутствовало в прошлом. Не сразу на планете появился и свободный кислород. До протерозоя, несмотря на то, что жизнь на планете уже была, атмосфера состояла лишь из углекислого газа, сероводорода, метана и аммиака.

Эволюционная модель природы

Все существующие сегодня организмы происходят от более простых по строению предшественников и, в конечном итоге, от одного прародителя - первого живого существа. Оно же, в свою очередь, возникло в ходе процесса самоорганизации из неорганического вещества.

Приведем описание этой концепции из учебника биологии (Оsche, 1973):

"Общее положение эволюционной теории гласит: все живущие сегодня виды организмов, будь то бактерии, грибы, зеленые растения или животные, родственны АРУ Другу. Они происходят от одного общего прародителя - первого живого существа. Сегодняшнее многообразие видов и их различное строение возникли в ходе длившегося в течение сотен миллионов лет процесса развития (эволюции). Во время этой эволюции произошла дифференциация живых существ в соответствии с наблюдаемыми сегодня классами, отрядами и видами. Это развитие происходило на фоне длительного процесса смены поколений.

Эволюция - это процесс, в ходе которого на протяжении длительных отрезков времени потомки особей одного рода приобретают признаки, позволяющие отнести их к новому роду, то есть в буквальном смысле меняют свой род".

Химическая эволюция

Химическая эволюция или пребиотическая эволюция — этап предшествовавший появлению жизни[1][2][3], в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, которыми бесспорно являются все углерод-содержащие молекулы.

Также этими терминами обозначается теория возникновения и развития тех молекул, которые имеют принципиальное значение для возникновения и развития живого вещества.

Всё, что известно о химизме вещества, позволяет ограничить проблему химической эволюции рамками так называемого «водно-углеродного шовинизма», постулирующего, что жизнь в нашей Вселенной представлена в единственно возможном варианте: в качестве «способа существования белковых тел»[4], осуществимого благодаря уникальному сочетанию полимеризационных свойств углерода и деполяризующих свойств жидко-фазной водной среды, как совместно необходимых и/или достаточных(?) условий для возникновения и развития всех известных нам форм жизни. При этом подразумевается, что, по крайней мере, в пределах одной сформировавшейся биосферы может существовать только один, общий для всех живых существ данной биоты код наследственности, но пока остаётся открытым вопрос, существуют ли иные биосферы вне Земли и возможны ли иные варианты генетического аппарата.

Также неизвестно, когда и где началась химическая эволюция. Возможны любые сроки по окончании второго цикла звёздообразования, наступившего после конденсации продуктов взрывов первичных сверхновых звезд, поставляющих в межзвездное пространство тяжелые элементы (с атомной массой более 26). Второе поколение звёзд, уже с планетными системами, обогащенными тяжёлыми элементами, которые необходимы для реализации химической эволюции появилось через 0,5—1,2 млрд лет после Большого взрыва. При выполнении некоторых вполне вероятных условий, для запуска химической эволюции может быть пригодна практически любая среда: глубины океанов, недра планет, их поверхности, протопланетные образования и даже облака межзвёздного газа, что подтверждается повсеместным обнаружением в космосе методами астрофизики многих видов органических веществ — альдегидов, спиртов, сахаров и даже аминокислоты глицина, которые вместе могут служить исходным материалом для химической эволюции, имеющей своим конечным результатом возникновение жизни.