Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Следовательно, ранняя жизнь была представлена бентосными организмами. Глубины менее 10 м были ей недоступны. С другой стороны, она не могла заходить глубже 50 м, так как ниже этого уровня видимый солнечный свет настолько ослаблен, что органический фотосинтез не может идти здесь достаточно активно. Схема, приведенная на фиг. 95, показывает, что в те далекие времена область распространения жизни была ограничена дном озер и мо-
рей на глубинах примерно от 10 до 50 м. В океанах жизнь могла существовать только в узкой прибрежной зоне. Но в больших озерах жизнь вполне могла распространиться и по всему дну (если только глубина озера не превышала 50 м). Поэтому Беркнер и Маршалл [1], обратившие внимание на эти ограничивающие факторы внешней среды, считают, что ранняя жизнь должна была возникнуть в больших озерах.
10. РАСШИРЕНИЕ ЗОНЫ ОБИТАНИЯ РАННЕЙ ЖИЗНИ ПО МЕРЕ РОСТА СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В АТМОСФЕРЕ
Графики, приведенные на фиг. 94, показывают, как с накоплением кислорода в атмосфере для ранней жизни открывались все новые и новые местообитания. Видимо, важнейшие сдвиги происходили при повышении содержания 02 до 0,01 и 0,1 его содержания в современной атмосфере.
При содержании Ог, равном примерно 0,01 современного, атмосфера уже поглощала значительную, причем самую опасную для жизни, часть ультрафиолетового солнечного излучения. Остальная часть ультрафиолетового спектра проникала в воду не более чем на 1 м. Беркнер и Маршалл [1] полагают, что в это время уже могли появиться планктонные организмы. Даже если они выносились в верхний, метровый слой воды, то это грозило всего лишь временным воздействием ультрафиолета, поскольку волны и течения довольно быстро вновь уносят организмы из этого сравнительно тонкого слоя. Учитывая, что кратковременное облучение не смертельно, считают, что жизнь уже тогда могла «завоевать море». Еще неизвестно, какую дозу ультрафиолета могли выносить эти организмы и при каком уровне содержания кислорода произошло расширение владений жизни — точно при 0,01 современного или чуть выше или ниже.
Это «завоевание моря при достижении критического уровня содержания Ог, соответствующего 0,01 современного», Беркнер и Маршалл связывают с началом кембрия [1]. Первое массовое появление ископаемых остатков в геологической летописи, о котором так много говорится почти во всех учебниках геологии, заставляет указанных авторов говорить о «взрыве жизни», связанном с завоеванием жизнью новых местообитаний. Подробнее мы обсудим этот вопрос в разд. 4 следующей главы.
Следует обратить внимание еще на один аспект накопления кислорода в атмосфере. В условиях равновесия между водой и атмосферой растворимость Ог в воде тем меньше, чем выше температура и соленость воды. При прочих равных условиях пресная вода содержит примерно на 25% больше кислорода, чем океанская. Следовательно, когда содержание кислорода в атмосфере уже достигло точки Пастера (гл. VIIJ. разд. 5), пресноводные озера быст-
рее «догнали» атмосферу, тогда как в океане содержание Ог еще могло оставаться ниже этой точки.
Другой порог был перейден, когда содержание кислорода в атмосфере поднялось примерно до 0,1 современного. Как явствует из данных, приведенных на фиг. 94, при этом весь смертельный для жизни ультрафиолет поглощается в атмосфере. Теперь жизнь
/////////////////////////////////////////////////////'/////////// ////////////////////L-lLLLLLLL U L 'JJ.LLLUJ. W™, !!!!!!!!!!!!!'
+10-0--10--20--30-
-40--50--60--70 -80 -90 -100 -110 -120 -130 -140
Фиг. 95. Схема распространения жизни в условиях примитивной атмосферы, в которой содержание Ог составляло 0,001 современного или ниже.
могла расстаться с защитным слоем воды и распространиться на сушу, придя в непосредственный контакт с атмосферой. Беркнер и Маршалл связывают это «завоевание суши при достижении критического уровня содержания Ог, соответствующего 0,1 современного» с началом силура, когда первые главные группы наземной флоры оставили свои следы в геологической летописи.
На фиг. 95—97 представлены схемы распределения ранней жизни при разных критических значениях содержания кислорода в атмосфере. Частично эти рисунки основаны на личном сообщении Беркнера и Маршалла (1966), но они были затем пересмотрены и изменены, так что эти авторы совершенно не отвечают за ошибочные представления, которые, возможно, встретятся в этих схемах. Они представляют собой попытку наглядно изобразить в самом общем виде расширение ареала и увеличение разнообразия
///////////////////, гг,г1гггггг,:;... ///////////////
т///////жшж
ц////////////////////////, 07//ilia"////¦/¦/t/flf,
*
/ / / Летальное ультрафиапе-/ / / тооое излучение Солнца
Безвредный солнечный свет
Бентосные
бескислородные
прокариоты
Бе-
<ревХ Мелководное море X Океан >
X
-10
-20
-30-
-40-
-50
-60
-70
