4320. Когда земная жизнь вышла на сушу
Первые «сухопутные» микробы могли появиться на Земле не позднее 3,2 млрд лет назад.
На древней Земле жизнь выбиралась из моря на вулканические острова. (Фото: Dan Durda / Southwest Research Institute.)
Образец осадочной породы с «сухопутным» бактериальным матом (обозначен стрелкой). (Фото: Martin Homann, European Institute for Marine Studies)
Как мы все прекрасно знаем, жизнь зародилась в океане, и, проведя в нем какое-то время, эта жизнь вышла на сушу. Но в каком виде и когда именно первые живые организмы решились выбраться из воды? Обычно, когда мы говорим про освоение суши, то в голову приходят членистоногие, растения, рыбы – однако очевидно, что первыми живыми организмами на земной суше были какие-то микробы.
Хотя у микробов нет скелета, от их колоний все же остаются следы, сохраняющиеся в осадочных породах – именно такие следы ищут исследователи, занимающиеся происхождением жизни. Пока что наиболее надежными находками здесь остаются образцы возрастом 3,5 млрд лет, найденные в Западной Австралии еще в 1992 году – они считаются древнейшими следами жизни на Земле. (Стоит заметить, что время от времени появляются работы, в которых описываются еще более ранние ископаемые признаки жизни.)
Но следы эти в большинстве своем указывают на морскую жизнь. С земной жизнью все обстоит сложнее: во-первых, поверхность планеты в то время вообще была большей частью покрыта океанами, среди которых то тут, то там возникали вулканические острова; во-вторых, в море у следов жизни было больше шансов сохраниться в осадочных породах неповрежденными, нежели на суше; в-третьих, для «сухопутных» образцов такой древности сложнее определить возраст и сложнее описать то окружение, в котором они существовали, и потому их легко спутать с теми, которые находились в море.
До сих пор самыми древними наземными следами жизни считались образцы возрастом 2,7 млрд лет, открытые в формации Тумбиана в Австралии и в зеленокаменном поясе Барбертон в Южной Африке (зеленокаменными поясами называют особый комплекс пород возрастом 2,5–3,5 млрд лет). Однако в новой статье, опубликованной в Nature Geosciences, исследователи из Европейского института моря вместе с коллегами из других научных центров Франции, Германии и Австралии пишут, что им удалось найти еще более древние признаки «сухопутной» жизни – возрастом 3,2 млрд лет.
Авторы работы изучали древние осадочные породы из того же зеленокаменного пояса Барбертон в Южной Африке, в которых обнаружились следы бактериальных матов – сложных симбиотических сообществ бактерий и архей, в которых микробы формируют перемежающиеся слои. Судя по окружению микробных матов (точнее, следов микробных матов), они возникли именно здесь, причем в этом месте когда-то была речная дельта.
В пользу того, что микробы жили не в море, а на суше, пусть и в речной дельте, говорит и содержание изотопов углерода и азота, свойственных органическим веществам. По изотопам «сухопутные» бактериальные маты отличаются от морских, потому что те и другие сформированы микробами с разным обменом веществ. Те бактерии, которые оставили следы возрастом 3,2 млрд лет, обитали явно не в море, так что, очевидно, жизнь вышла на сушу раньше, чем все думали прежде.
Автор: Кирилл Стасевич
Источник
Что заставило наших предков выйти из воды и жить на суше
Морское пространство хорошо тем, что оно имеет огромный потенциал. Жизнь в нем может показаться сказкой. Бескрайние голубые просторы, в которых можно наращивать себе массу тела, не боясь не иметь возможности сдвинуться с места. Огромные киты подтверждают эту теорию своим существованием, но практика показывает, что в водоемах очень трудно сильно эволюционировать. Для самых умных обитателей морей — дельфинов — достаточно быть сообразительнее селедки, чтобы жить припеваючи, не заботясь о других. Но тогда что же заставило наших предков выйти на сушу? Вариантов немало.
Ранние теории
Мы уже писали о том, что крупнейшее в нашей истории вымирание произошло из-за углекислого газа, большое количество которого в атмосфере влияет на температуру планеты. И одна из теорий, которой придерживаются ученые, базируется на этом знании. Согласно их мнению, Мировой океан не самое приятное место для жизни. Вода может сильно окисляться, животные — погибать в больших количествах, из-за чего происходит цветение вод. Пока суша умеет быть постоянной и относительно независимой от внешних явлений, океан безжалостен к своим обитателям, вынуждая выживать сильнейших. Даже сегодня история про горячие пузыри и инцидент на Камчатке свидетельствуют в пользу этой теории о причине, почему мы живем на земле.
Новая теория
Чтобы обосновать свои идеи, ученые провели масштабное исследование, в котором рассчитали расстояние между Луной и Землей в древние времена и пришли к выводу, что раньше наш спутник был значительно ближе. 400 миллионов лет назад он находился в 368 тысячах километров от нас (сегодня это 384 тыс. км). И приблизительно тогда же наши предки и вышли на мель. Вернее, даже не вышли. Их просто выбросило сильными приливами и отливами.
По мнению ученых, постепенно нашим предкам приходилось осваиваться, и это подтверждают находки из южного Китая, где приливы особенно высоки и где полно костистых рыб, ставших одной из цепочек на пути к хождению сначала на четырех ногах, а уже затем и на двух. Так или иначе, эволюция проводилась в несколько этапов, и первые выброшенные на берег рыбы полегли в естественном отборе. Только потом из рудиментов развились способности дышать обычным воздухом.
Что это значит для нас
Это исследование напоминает нам о хрупкости морской биосферы, а также малой пригодности ее для жизни. Даже если у кого-то и есть идея колонизировать подводный мир, мы бы посоветовали не торопиться с этим. Задумка явно не оправдает затрат на ее реализацию, а с учетом того, что океан становится все опаснее, коралловыми рифами из иллюминатора своего подводного домика вы сможете любоваться совсем недолго.
Присоединяйся к нашему сообществу в телеграмме, нас уже более 1 млн человек 😍
Источник
Как жизнь покинула океан и освоила сушу?
Ученые считают, что жизнь на планете Земля зародилась в воде. Но однажды живые организмы покинули океан и начали осваивать незнакомые условия на суше. Когда и почему это произошло?
Предположение, что жизнь на нашей планете зародилась в воде лежит в основе теории биогенеза и практически не оспаривается в научном сообществе. Вода в жидкой форме предоставляет оптимальные условия для появления и развития жизни. Большую часть времени существования Земли суша была либо покрыта льдом, либо представляла собой безжизненную пустыню, подобную поверхности Марса. В то время, как в океане условия были гораздо более благоприятные. Ученые считают, что 635 млн лет назад в океане появились первые сложные живые организмы, которые не имели развитой нервной системы, но могли передвигаться и питаться плавающими в воде питательными частицами. За сотни миллионов лет эти организмы эволюционировали в более высокоорганизованные формы жизни.
Ученые считают, что первыми земную поверхность начали осваивать водоросли и примитивные микроорганизмы. Это произошло порядка 530 млн лет назад. Разрастаясь, умирая и разлагаясь, они формировали питательную среду для своих потомков. Скорее всего, первые колонии микроорганизмов на суше возникли в приливных зонах океана. Обилие света и отсутствие врагов позволили им быстро приспособиться к новым условиям. Вслед за одноклеточными водорослями сушу начали осваивать грибы, поглощавшие останки отмерших растений. 100 млн лет спустя симбиоз грибов и отмерших водорослей породил лишайники, которые стали первопроходцами в освоении новых территорий суши.
Первыми сложными организмами, вышедшими на сушу в период со 440 до 420 млн лет назад, ученые считают членистоногих, древнего ракоскорпиона и других ракообразных. Они имели прочный хитиновый панцирь, предохранявший от высыхания и сохранявший форму тела на суше, а также ножки, позволявшие передвигаться по твердой поверхности. Их привлекало обилие пищи на берегу, а также безопасность – на суше не было хищников. Постепенно они приспособились к новым условиям и окончательно перешли на сухопутный образ жизни, превратившись в итоге в невероятное разнообразие насекомых, паукообразных и прочих классов живых существ.
Последними на сушу выползли рыбы. Как это произошло? В прибрежных мелких водоемах, благодаря обилию солнечного света массово разрастались водоросли, служащие пищей для рыб. Однако большое количество гниющей органики поглощало кислород из воды, затрудняя дыхание водным обитателям. Рыбы приспособились выныривать и глотать атмосферный воздух, чтобы восполнить дефицит кислорода. В результате, постепенно у них развился легочный мешок, позволяющий долгое время находиться за пределами водоема. Одновременно у рыб, живущих среди зарослей водорослей, в результате необходимости постоянно раздвигать растительность, плавники стали приобретать костную основу, служащую основанием для развития мышц. Так появились первые двоякодышащие лапостоперые рыбы. Постепенно способность дышать атмосферным воздухом у лапостоперых рыб совершенствовалась, а плавники становились сильнее, превращаясь в полноценные лапы. Так рыбы, с течением времени, превратились в обитателей суши.
Разнообразие условий за пределами океана существенно подтолкнуло и ускорило процесс эволюции. Но стоит помнить, что жизненному разнообразию на Земле мы обязаны именно воде.
Источник