Книга: Земля и жизнь

Предисловие

Предисловие

Светлой памяти Владимира Ивановича Вернадского посвящает свой труд автор

Развитие человеческого знания, быстрый рост науки, теснейшим образом связанный с великими победами социализма в Советской стране, ежедневно и ежечасно ускоряют научно-технический прогресс. Научные идеи, рожденные практикой, и могучая современная техника создают немыслимые ранее возможности познания огромных пространств Вселенной, куда отправляются космические корабли и где побывал уже человек. В глубинах морей работают научно-исследовательские станции, которые изучают сложную и богатую жизнь морского дна. Развитие атомной физики ведет нас к познанию типов и свойств мельчайших частиц и проявлений огромных энергий, которым в будущем надлежит обеспечить человечество самыми совершенными видами топлива, неисчерпаемыми источниками энергии. Бурно развивается химия и химическая промышленность, создающие новые вещества с новыми свойствами. Больших успехов достигла и биологическая наука, способствующая подъему сельского хозяйства - земледелия и животноводства, развитию советской и мировой медицины.

В этой небольшой книге мы попробуем обратить внимание читателя в глубь геологических времен, на те этапы развития нашей планеты и жизни на ней, которые еще недавно рисовались очень смутно.

Палеонтологическая наука, занимающаяся изучением организмов геологического прошлого Земли, историей их появления, развития и расселения в морях и на суше, раскрывает перед нами картину жизни планеты в основном только за последние полмиллиарда лет, а именно с начала кембрийского периода, длившегося по современным данным от 440 до 570 млн. лет. Уже в начале этого периода существовали морские водоросли, некоторые простейшие брахиоподы, черви, древнейшие ракообразные - трилобиты, губки, ранние головоногие и т. д. Но еще раньше, во время так называемого докембрия - этого огромного по продолжительности этапа развития нашей планеты, закончившегося 570 млн. лет назад,- возникли археоциаты, беспозвоночные животные, замечательные строители древнейших рифов. Особенно пышное развитие они получили в ранне- и среднекембрийское время.

Что же представляла собой органическая жизнь на Земле 570 млн. лет назад? Как и в каких условиях зародилась и развивалась она задолго до этого рубежа?

Для объяснения происхождения жизни на нашей планете мы имеем весьма интересную гипотезу, предложенную академиком А. И. Опариным. Эта гипотеза, использующая результаты исследований геологов, геохимиков и астрономов, раскрывает первые страницы истории нашей планеты - истории, насчитывающей по меньшей мере 6-7 млрд. лет. Ультрафиолетовое излучение Солнца и грозовые явления в первичной атмосфере и парах Земли, обильно содержавших метан (СН4), углекислоту, аммиак (NH3), водород и другие элементы, при определенных температурах и давлениях должны были приводить к массовому образованию сложных углеродных соединений, в том числе белков. Поэтому момент возникновения жизни на Земле ученые и относят к самым ранним этапам формирования земной коры, примерно около 3-3,5 млрд. лет назад или даже ранее.

Проблема происхождения жизни на Земле и ее эволюции - это прежде всего проблема происхождения веществ определенного состава, в первую очередь белков, и их изменения в ходе геологического времени. С другой стороны, жизнь - это особая сфера выявления и использования энергии, поступающей извне иди возникающей внутри организмов, и, таким образом, жизнь есть форма энергетического состояния, зависящего от энергетического и вещественного состава окружающей среды.

Происхождение и развитие жизни на Земле - это одна из важнейших проблем для целого ряда наук, каждая из которых помогает выяснить ту или иную сторону проблемы. Это прежде всего биогеохимия, основоположником которой был академик В. И. Вернадский (1863-1945). Она раскрывает связи между живым и минеральным - косным веществом Земли в биосфере, что важно для разработки проблемы возникновения и развития жизни.

Геохимия, создателями которой были также академики В. И. Вернадский и А. Е. Ферсман (1883-1946), позволяет понять роль химических элементов и их изотопов в образовании минеральных и органических соединений, а это раскрывает также и особенности геохимических процессов далекого геологического прошлого. Кроме того, геохимия дает замечательный метод определения абсолютного геологического возраста минеральных и органических образований, а стало быть, и меру геологического времени для различных процессов, имевших место в земной коре или на ее поверхности.

Палеонтология дает нам конкретные указания о составе организмов отдаленных геологических периодов, эволюция которых привела к появлению бактерий и современного мира растений и животных на Земле.

Микробиология (бактериология, вирусология) дает замечательные материалы по морфологии и физиологии мельчайших живых существ, среди которых насчитывается немало родственных, давно вымерших форм.

Астрономия и астрофизика, изучая состав и строение космических тел, раскрывают особенности протекающих физико-химических процессов, исследуют состав и строение Солнца и других планет.

Биохимия позволяет составить представление о том, как первичные химические компоненты Земли преобразовались в органические, сначала неживые, а затем в живые вещества, а также поясняет сущность процессов, протекающих внутри организма. Современная экспериментальная биохимия уже может из простых углеродных соединений создавать сложные, в том числе и основные составные части белка - аминокислоты, а из комбинаций аминокислот - и белок (правда, еще неживой).

Так, сотрудничество целого ряда наук позволяет проследить развитие организмов на Земле в процессе ее эволюции под влиянием эволюции среды. Благодаря достижениям этих наук, излагаемые здесь взгляды постепенно превращались из гипотез в научные теории.

Предлагаемая вниманию читателя книга посвящена рассмотрению великой и прочной связи жизни с Землей, со средой ее развития, связи жизни и минерального, косного вещества земной коры. Мы попытаемся проследить, как изменялись формы жизни в результате изменения среды ее обитания, пока, наконец, после длительной эволюции жизнь не приобрела те формы и связи, которые мы можем наблюдать ныне.

Наука, как и жизнь, раз зародившись, развивается и непрерывно решает одну задачу за другой. Открывая новые и новые факты, она все полнее и точнее раскрывает тайны природы. Не было большей загадки, чем происхождение жизни на Земле. Поэтому этой проблеме посвящаются многочисленные труды различных специалистов. Попыткой обобщить эти труды и является предлагаемая книга.

Автор выражает глубокую признательность академику В. Г. Фесенкову, члену-корреспонденту АН СССР С. И. Кузнецову и профессору А. А. Яковлеву за ценные указания при подготовке книги.