Дейвид Атънбъро Животът на Земята



страница2/14
Дата03.01.2022
Размер1.53 Mb.
#113251
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14
Животът на Земята by Атънбъро Дейвид (z-lib.org)
Свързани:
Животът на Земята by Атънбъро Дейвид (z-lib.org), Животът на Земята by Атънбъро Дейвид (z-lib.org), Животът на Земята by Атънбъро Дейвид (z-lib.org)
1. Безкрайното разнообразие

Не е трудно да се открие непознато животно. Достатъчно е да прекарате един ден в тропичните гори на Южна Америка, като преобръщате пънове, поглеждате под дървесната кора, ровите се във влажните купчини листа, а вечерта опънете бяло платнище, в което да се отразява светлината на живачната лампа, и непременно ще съберете стотици различни видове малки животинки. Нощни пеперуди, гъсеници, паяци, светулки, бръмбарчета, безобидни пеперуди, маскирани като оси, и оси във вид на мравки, ходещи съчки, листа, които изведнъж разтварят крила и политат — разнообразието ще бъде огромно и сред него почти със сигурност ще откриете някое същество, неописано от науката. По-трудно ще бъде да намерите специалист, достатъчно компетентен, за да отдели неизвестните, видове.

Никой не може да каже с точност колко вида животни има във влажния парников сумрак на джунглите. В тях се срещат най-богатите и разнообразни животински и растителни съобщества на Земята. Става дума не само за разнообразието от основни категории животни — маймуни, гризачи, паяци, колибри, пеперуди, но и за изобилието от различни форми вътре в самите групи. Тук има повече от 40 различни вида папагали, над 70 вида маймуни, 300 вида колибри и десетки хиляди видове пеперуди. А ако не вземете мерки, можете да бъдете ухапани от около сто различни вида комари.

През 1832 г. 23-годишният англичанин Чарлз Дарвин, естественик на кораба „Бигъл“ — военен бриг, изпратен от Лондонското адмиралтейство на околосветско пътешествие — се натъкнал на подобна гора в околностите на Рио де Жанейро. Само за един ден от един малък участък той събрал 68 различни вида малки бръмбарчета. Удивило го съществуването на толкова различни видове животни, принадлежащи към един род. При това той не ги търсил специално. Ето защо записал в дневника си: „Само представата за размерите на един пълен каталог е достатъчна, за да наруши душевното равновесие на ентомолога.“ По негово време било общоприето, че всички видове са неизменни и че всеки от тях е бил създаден поотделно и самостоятелно от бога. Дарвин съвсем не бил атеист — да не забравяме, че е получил степен по богословие в Кембридж — но той бил дълбоко озадачен от това огромно разнообразие от форми.

През следващите три години „Бигъл“ се спуснал на юг покрай източния бряг на Южна Америка, заобиколил нос Хори и отново тръгнал на север покрай бреговете на Чили. След това експедицията се насочила навътре в Тихия океан и достигнала уединения архипелаг Галапагос, отдалечен на 600 мили от континента. Тук Дарвин отново започнал да си задава въпроси за произхода на видовете, тъй като островите го посрещнали с ново многообразие. Особено го заинтригувал фактът, че тукашните животни са, общо взето, сходни с онези, които видял на сушата, но се различават от тях в подробностите. Например кормораните — черни гмуркащи се птици с дълги шии, които прелитали над самата повърхност на бразилските реки — тук, на Галапагоските острови, били с толкова закърнели крила, че изобщо не можели да летят. Или пък игуаните — големите гущери с люспест гребен на гърба. На континента те се катерели по дърветата и се хранели с листа, но тук, на островите, където растителността била оскъдна, игуаните се хранели с водорасли и висели по скалите над прибоя, вкопчени в тях с необикновено дълги, яки нокти. А също и костенурките — много подобни на тези от континента, но неколкократно по-големи от тях, истински гиганти, които спокойно можели да бъдат яздени от човек. Английският вицегубернатор на Галапагос разказал на Дарвин, че дори между отделните острови на архипелага има различия: на всеки от тях костенурките се отличавали по нещо, така че можело да се разбере от кой остров произхождат. При онези, които живеели на сравнително влажни острови с ниска растителност, предният край на бронята точно над врата бил леко извит. Но костенурките от безводните острови, които, за да достигнат храната си — листа и кактусови клонки, — трябвало да протягат глава, имали много по-дълги шии, а предната част на бронята им била с по-голяма извивка, за да могат да протягат врат почти вертикално.

У Дарвин се породило съмнението, че видовете не са неизменни. Ами ако те могат да се превръщат един в друг? Може би преди хиляди години птици и влечуги от южноамериканския континент са достигнали Галапагоския архипелаг върху салове от растителност, които реките изхвърлят в открито море. А веднъж озовали се там, те са се променяли, поколение След поколение, за да се приспособят към новите си домове, докато са се превърнали в днешните видове.

Разликите между тях и роднините им от материка били малки, но щом като у тях са настъпили такива изменения, не е ли възможно у една или друга група животни измененията да са се натрупвали незабележимо в продължение на много милиони години, докато коренно са я преобразили? Може би рибите са развили мускулести перки и са изпълзели на сушата, за да се превърнат в земноводни; може би на свой ред земноводните са се сдобили с непропусклива кожа и са се превърнали във влечуги; може би дори някои маймуноподобни същества са започнали да ходят изправени и са станали прародители на човека.

Всъщност тази идея не била съвсем нова. Много учени преди Дарвин били изказвали предположението, че формите на живот на Земята са взаимно свързани. Революционното в Дарвиновата догадка било прозрението за механизма на тези изменения. По този начин той заменил умозрителните хипотези с подробно описание на конкретен процес, подкрепено с изобилие от доказателства, които можели да бъдат проверени и потвърдени. Така вече никой не можел да отрече съществуването на еволюцията.

Накратко изложени, Дарвиновите разсъждения били следните. Представителите на един и същи вид не са идентични. Например от едно люпйло яйца на гигантска костенурка ще се излюпят няколко малки, които поради генетичното си устройство ще имат по-дълги шии от останалите. По време на засушавания те ще бъдат в състояние да достигат по-високите листа и благодарение на това ще оцелеят, докато техните братя и сестри с по-къси шии ще умрат от глад. И така онези, които са най-приспособени към обкръжаващата ги среда, ще останат да живеят и ще могат да предадат своите отличителни белези на потомството си. След много поколения костенурките на безводните острови ще имат по-дълги шии от тези на влажните острови: Така от един вид възниква друг.

Тази идея се оформяла в съзнанието на Дарвин дълго след като напуснал Галапагоските острови. В продължение на 25 години той ревностно събирал доказателства. Публикувал своя труд едва в 1859 г., на 50-годишна възраст, и то единствено защото един друг по-млад натуралист, Алфред Уолас, който работел в Югоизточна Азия, достигнал до същите предположения. Книгата, в която изложил подробно теорията си, Дарвин нарекъл „Произход на видовете чрез естествен отбор или запазване на избраните породи в борбата за живот“.

Оттогава насам теорията за естествения отбор се оспорва и проверява. Уточнява се, усъвършенства се и се допълва. Последните открития в областта на генетиката, молекулярната биология, динамиката на популациите и науката заповедението — етологията — й придават нови измерения. Тя си остава ключ къмнашето разбиране за природата. Тя ни помага да осъзнаем, че животът на Земятаима дълга и непрекъсната история, по време на която организмите — както растителните, така и животинските, са се изменяли поколение след поколение, докато малко по малко са заселили всички земни кътчета. Преките, макар и откъслечни свидетелства на тази история се пазят в архивите на Земята — утаечните скали. Огромното мнозинство животни не са оставили следи от съществуването си. След смъртта им техните тела са се разложили, черупките и костите им са се превърнали в прах. Но понякога на един или два индивида измежду многохилядна популация е била отредена по-различна съдба. Представете си влечуго, което затъва в блато и умира. Тялото му се разлага, но костите остават в тинята. На дъното се наслагва мъртва растителност и постепенно го затрупва. Така минават век след век, натрупват се все повече растения, останките им се превръщат в торф. Случва се така, че морското равнище се покачва, вълните заливат блатото и върху торфа се наслагват слоеве пясък. После, в течение на векове, торфът се пресова и се превръща в каменни въглища. Костите на мъртвото влечуго остават във въглищния слой. Огромното налягане на утаечните пластове и богатите на минерални соли разтвори, които се нижат из тях, предизвикват химични изменения в калциевия фосфат на костите. В края на краищата костите се вкаменяват, като запазват, понякога деформирани, не само външните очертания, които са имали приживе, но макар и рядко, дори клетъчната си структура. Ако ги гледа с микроскоп, човек може да открие формата на заобикалялите ги кръвоносни съдове и нерви.

Най-подходящи условия за вкаменяване има в моретата и езерата, където бавно се натрупват наноси от пясъчник или варовик. На сушата, където обикновено скалите не се образуват чрез утаяване, а, напротив, се рушат от ерозията, наслагвания от рода на пясъчните дюни възникват и се запазват твърде рядко. По тази причина сухоземни животни могат да се превърнат във вкаменелости единствено ако попаднат във водата. И тъй като това се е случвало само по изключение, едва ли някога вкаменелостите ще могат да ни дадат дори и относително пълна представа за цялото многообразие от животни, които са населявали сушата в миналото. Водните животни — риби, мекотели, морски таралежи, корали — имат много по-големи шансове да бъдат запазени. И все пак твърде малко от тях са попаднали в момента на смъртта си точно в онези физични и химични условия, които са необходими за вкаменяването им. Нищожна част от тях са се озовали в скалите, които днес са на повърхността на Земята, а и вероятно повечето ще бъдат унищожени от ерозията, преди да бъдат открити от търсачите на вкаменелости. Удивителното е това, че дори при тези незначителни шансове все пак са били събрани толкова много вкаменелости и сведенията, които те ни дават, са така подробни и последователни.

Как можем да определим възрастта им? С откриването на радиоактивността учените разбраха, че скалите имат в себе си геологичен часовник. Някои химични елементи с течение на времето се разпадат и при това се получава радиоактивно излъчване. Калият се превръща в аргон, уранът — в олово, а рубидият — в стронций. Скоростта на тези реакции може да бъде изчислена и ако се измери съотношението между вторичния и първичния елемент в дадена скала, може да се определи кога се е образувал изходният материал. И тъй като съществуват няколко такива двойки елементи, които се разпадат с различна скорост, възможно е да се правят контролни изчисления. Този способ, който изисква изключително сложни методи на анализ, винаги ще бъде достъпен само за специалистите. Но всеки може приблизително да определи възрастта на много скали само с помощта на логиката и по този качин да подреди хронологично най-важните събития, свързани с историята на вкаменелостите. Ако в скалите могат да се различат отделни пластове, между които няма значителни размествания, то тогава би трябвало най-долният пласт да е по-стар от най-горния. Така, пласт по пласт, можем да прочетем историята на живота и прониквайки все по-надълбоко в земната кора, да проследим родословното дърво на животните чак до самите му корени.

Най-дълбокият „разрез“ в земната повърхност е Гранд Каниън в Западните Съединени щати. Скалите, през които река Колорадо си е пробила път, са запазили и до днес почти хоризонталните си пластове — червени, кафяви и жълти, понякога розови на ранната утринна светлина, понякога синкави в далечината. Земята е така суха, че само тук-тим се мяркат самотни хвойни и ниски храсти, а голите скални пластове, някои меки, други твърди, се очертават ясно и отчетливо. Повечето от тях са пясъчници и варовици, постепенно наслоени по дъното на плитките морета, които някога са покривали тази част на Северна Америка. При по-внимателно вглеждане могат да се открият някои нарушения в последователността на пластовете. Те съответствуват на периодите, когато сушата се е издигала, моретата са се отдръпвали и морското дъно е пресъхвало, а наслоените по него утайки са били разрушавани от ерозията. След време сушата пак е потъвала, моретата са заемали предишните си територии и настояването е започвало отново, Въпреки тези празноти историята на вкаменелостите е в общи линии ясна.

Яздейки муле, за един ден можете спокойно да стигнете от горния край на каньона до самото му дъно. Първите скали, покрай които ще минете, са на 200 милиона години. В тях няма останки от бозайници и птици, но се откриват следи от влечуги. Почти до самата пътечка се вижда броеница от стъпки, които пресичат един блок от пясъчник. Те са оставени от някое малко четирикрако създание, почти със сигурност гущероподобно влечуго, което е притачало по брега. На други места в скали на същата височина са открити отпечатъци от папратови листа и крила от насекоми.

На половината път до дъното на каньона ще откриете варовици на възраст 400 милиона години. Тук вече не се срещат влечуги, но може да попаднете на кости от някоя причудлива панцерна риба. След около час — и още сто милиона години назад — в скалите вече няма и следа от каквито и да е гръбначни животни. Тук-там се срещат черупки и сложни плетеници — следи от червеи, пълзели в някогашната тиня на морското дъно. Когато минете три четвърти от пътя, около себе си ще видите пак варовикови пластове, но вече без всякакви следи от живот. Късно след обяд най-после ще се спуснете в тясното дефиле, където зелените води на река Колорадо текат между високи каменни стени. Сега се намирате едва на една миля дълбочина от горния край на каньона, а скалите наоколо са на невероятната възраст от два милиарда години. Теоретично тук бихте могли да откриете следи от самото начало на живота — но ое оказва, че липсват каквито и да било органични останки. Тъмните дребнозърнести скали не са разположени в хоризонтални пластове, както по-горните, а са нагънати, деформирани и прорязани от жилки розов гранит.

Дали самата древност на тези скали и на варовиците непосредствено над тях не е причина за заличаването на каквито и да е признаци на живот? Или пък първите същества, оставили следи от съществуването си, са били такива сложни организми, като червеите и мекотелите? Подобни въпроси занимавали геолозите много години. По целия свят древните скали били изследвани внимателно за органични останки. Били открити еднр-две странни образувания, но според повечето специалисти причина за появата им били физическите процеси при образуването на скалите, т, е. те нямали нищо общо с живите организми. По-късно през 50-те години, изследователите започнали да изучават най-загадъчните скални образци с помощта на мощни микроскопи. На около хиляда мили североизточно от Гранд Каниън край бреговете на Горното езеро се издигат древни скали на почти същата възраст, като онези край Колорадо. В някои от тях се срещат тънки жилки от дребнозърнест кремък.

Този минерал бил популярен през миналия век, тъй като първите заселници го използвали за своите кремъклийки. Тук-там в скалите се виждат странни бели концентрични кръгове около един метър в диаметър. Дали това са следи от течения по тинестото дъно на праисторическите морета или пък следи от живи организми? Никой не можел да отговори със сигурност и поради това на кръговете дали неутралното наименование строматолити, образувано от корените на гръцки думи и означаващо просто каменен килим. Но когато изследователите взели участъци от тези кръгове, разцепили ги на съвсем тънки, прозрачни пластинки и ги лоставили под микроскоп, те открили останки от прости организми с размери една-две стотни от милиметъра. Някои наподобявали нишки на водорасли, други — макар и несъмнено с органичен произход — не приличали на нито един жив организъм, а трети изглеждали съвсем еднакви с най-простите съвременни живи организми — бактериите.

На много учени им се струвало невероятно, че миниатюрните микроорганизми могат да се превърнат във вкаменелости. Още по-невероятен изглеждал огромният период от време, през който се запазили останките им. Разтворът от силициев двуокис, който се просмуквал в мъртвите организми и постепенно се втвърдявал в кремък, явно бил отлично консервиращо средство. Откриването на вкаменелостите в кремъчната формация Гънфлинт Чърт дало нов тласък на изследванията не само в Северна Америка, но и в целия свят и скоро били открити и други микровкамекелости в кремъчните скали на Африка и Австралия. Колкото и да е невероятно, някои от тях се оказали по-стари от находките в Гънфлинт Чърт с един милиард години. Но ако искаме да разгледаме самото възникване на живота, трябва да се върнем още един милиард години назад, преди най-ранните вкаменелости, когато Земята все още се охлаждала след раждането си и на нея нямало дори зачатъци на живот.

Тогава планетата коренно се различавала почти във всяко отношение от тази, на която живеем днес. Обгръщащите я облаци от водки пари вече се кондензирали и образували моретата, но техните води все още били горещи. Не знаем как била разположена тогава сушата, но със сигурност тя нямала нищо общо — нито по форма, нито по разпределение — със съвременните континенти. Безброй вулкани изригвали пепел и лава. Атмосферният слой бил много тънък и се състоял от облаци водород, въглероден окис, амоняк и метан. Кислород почти нямало. Този състав на атмосферата позволявал на ултравиолетовите лъчи от Слънцето да огряват земната повръхност с интензивност, която би била смъртоносна за съвременните форми на живот. В облаците бушували електрически бури и над сушата и моретата се сипели мълнии.

През 50-те години били проведени лабораторни опити с цел да се установи поведението на тези химични съставки при подобни условия. Смес от същите газове с водни пари била подложена на въздействието на електрически разряди и ултравиолетови лъчи. Само след седмица в сместа се образували сложни молекули — захари, нуклеинови киселини, аминокиселини — градивните вещества на белтъците. Без съмнение и в самото начало на земната история в моретата са могли да се образуват подобни молекули.

Минавали милиони години, концентрацията на тези вещества се увеличивала и молекулите започнали де си взаимодействуват и да образуват още по-сложни съединения. Възможно е някои от съставките да са дошли от Космоса, от метеорити. С течение на времето сред огромното разнообразие от съединения се появило онова, което щяло да изиграе решаваща роля за по-нататъшното развитие на живота. То се нарича дезоксирибонуклеинова киселина или накратко ДНК, Нейната структура й осигурява две много важни свойства. Първо, тя може да служи като матрица за изработване на аминокиселини. И второ, тя притежава способността за репликация. В ДНК молекулите достигнали границата на нещо качествено ново, тъй като тези две нейни свойства са присъщи и на живите организми, например бактериите. А бактериите са не само най-простата форма на живот, която познаваме, но и едни от най-старите вкаменелости, открити досега.

ДНК е способна на репликация благодарение на своята уникална структура. Тя има формата на двойна спирала. При делене на клетките молекулата и се разделя по пялата си дължина и образува две отделни спирали. Всяка от тях служи за матрица, към която се прикрепят други, по-прости молекули и така тя постепенно се превръща в нова двойна спирала.

ДНК се изгражда предимно от четири вида прости молекули, но те са групирани по тройки и са подредени в строго определен, значим ред в невероятно дългата молекула на ДНК. Този ред определя подредбата на близо двадесетте различни аминокиселини в даден белтък, какво количество от тях трябва да се произведе и кога. Участък от молекулата на ДНК, носещ информация за последователността в изграждането на даден белтък, се нарича ген.

Случва се и свързаният с възпроизвеждането процес на репликация на ДНК да се обърка. Възможно е в определена точка да стане грешка или пък цял участък от ДНК временно да се измести и да попадне на погрешно място. Тогава се получава неточно копие и белтъците, които ще бъдат произведени с негова помощ, ще бъдат съвършено различни. Когато подобно нещо се е случило с първите живи организми на Земята, е започнала еволюцията, защото такива грешки в копирането са извор на вариации, които по пътя на естествения отбор могат да доведат до еволюционни промени. А от микровкаменелостите знаем, че преди три милиарда години вече са съществували няколко ясно обособени разновидности организми, подобни на бактерии.

Човешкото въображение се стъписва пред такива необятни периоди от време, но все пак можем да получим приблизителна представа за сравнителната продължителност на основните етапи в историята на живота, ако приемем, че от момента на тези първи зачатъци до наши дни е изминала една година. Тъй като едва ли сме открили възможно най-старите вкаменелости, можем да предположим, че животът се е зародил не преди три милиарда години, а доста по-рано, и е удобно да приемем, че на един ден от тази въображаема година съответствуват около десет милиона години. По този календар се оказва, че вкаменелостите на подобните на водорасли организми от Гънфлинт Чърт, които са ни се виждали невъобразимо древни при първата ни среща с тях, далеч не са сред първите действуващи лица в историята на живота — те са се появили едва през втората седмица на август. Най-старите следи от червеи в Гранд Каниън са били оставени в тинята през втората седмица на ноември, а първите риби са се появили една седмица по-късно. Малкото гущерче е протичало по брега някъде към средата на декември, а човекът е излязъл на сцената едва на 31 декември вечерта.

Да се върнем към януари. Първоначално бактериите се хранели с различните въглеродни съединения, които в продължение на много милиони години са се наслагвали по дъното на праисторическите морета. Но с размножаването на бактериите храната им трябва да е намалявала. Всяка бактерия, която успеела да си намери друг източник на храна, би се оказала в много изгодно положение — и в края на краищата някои от тях наистина успели. Вместо да извличат храната наготово от обкръжаващата ги среда, те започнали да я произвеждат в собствените си клетки, като черпели необходимата енергия от слънцето. Този процес се нарича фотосинтеза. Една от необходимите за протичането му съставки е водо-родът — газ, който се произвежда в големи количества по време на вулканични изригвания.

В наши дни условия, много близки до тези, в които са живели първите фотосинтезиращи бактерии, има в такива вулканични области като Йелоустоун в щата Уайоминг. Тук огромни количества разтопени скални маси, намиращи се едва на няколко хиляди фута дълбочина, нагряват скалите на повърхността. На места температурата на подпочвените води е доста над точката на кипене. Водата се издига нагоре по пукнатини в скалите при постепенно намаляващо налягане, докато внезапно изригне високо над повърхността в облаци пара и водни струи. Това се нарича гейзер. Другаде водата се събира в димящи вирчета, където постепенно се отцежда и се охлажда, а солите, които са се разтворили в нея, докато си е пробивала път нагоре през скалите, заедно с онези, извлечени от разтопените маси отдолу, се наслагват и образуват басейни, оградени от високи стени и заобиколени с терасовидни образувания. Тези горещи, наситени с минерални соли води, гъмжат от бактерии. Някой от тях образуват кълба от оплетени нишки и зрънца, други — плътни кожици. Много от тях са ярко оцветени, а наситеността на цвета се променя през годината в зависимост от това, дали колонията се разраства или намалява. Имената, с които са нарекли тези басейни, подсказват разнообразието на бактериите и великолепието на ефекта, който те създават: Изумруденият вир, Серният котел, Бериловият извор, Огненият водопад, Утринна заря, Палитрата на художника — един особено богат на различни видове бактерии басейн.

Обикаляйки из тази удивителна местност, веднага ще доловите характерната миризма на развалени яйца — така мирише сероводородът, отделящ се при реакцията на подземните води с разтопените маси дълбоко под водата. Това именно е източникът на необходимия за бактериите водород и докато снабдяването им с него зависело от вулканичната дейност, те не могли да се разпространят вадалеч. Но с течение на времето се появили нови форми, които били в състояние да извличат водород от един много по-достъпен източник — водата. Тяхната поява изиграла решаваща роля за по-нататъшното развитие на живота, защото когато от водата се отнеме водородът, остава другият й съставен елемент — кислородът. Организмите, които извършвали това, били с малко по-сложно устройство от бактериите. На времето ги наричали синьо-зелени водорасли, защото изглеждали като близки роднини на зелените водорасли, с които са пълни езерцата. Но сега, след като се е установило колко е примитивно устройството им, те се наричат цианофити. Веществото, благодарение на което те могат да използуват водата в процеса на фотосинтезата, е хлорофилът, който се съдържа и в същинските водорасли и в по-висшите растения.

Цианофитите се срещат навсякъде, където има постоянна влага. Често те покриват дъното на езерцата — подобно на килими, осеяни със сребристи мехурчета кислород. В Шарк Бей, на северозападния бряг на тропична Австралия, те са се развили в особено ефектна и знаменателна форма. Входът към Хеймлин Пул — едно вътрешно заливче в този огромен залив — е препречен от пясъчна плитчина, обрасла с морска трева. Това така затруднява движението на водата от и към залива, че поради активното изпаряване под палещите лъчи на слънцето водата тук е станала изключително солена. В резултат на това морските обитатели, например мекотелите, които се хранят с цианофити и така ги ограничават, не могат да живеят тук. Затова цианофитите се развиват на воля — както по времето, когато са били най-развитата форма на живот на Земята. Те отделят варовик, който образува възглавници край бреговете на малкото заливче и причудливи колони на по-голяма дълбочина. Това е обяснението и на онези загадъчни фигури, които се виждат при разрез на скалите в Гънфлинт Чърт. Синьо-зелените колони в Хеймлин Пул са живи строматолити. Разпръснати на групички по изпъстреното със слънчеви петна морско дъно, те представляват гледка, възможно най-близка до земния пейзаж отпреди два милиарда години.

Появата на цианофитите тласнала историята на живота в посока, от която вече нямало връщане. Произвежданият от тях кислород се натрупвал с течение на хилядолетията и постепенно образувал познатата ни днес богата на кислород атмосфера. От него зависи животът ни, както и съществуването на всички други животни. Той ни е нужен не само за да дишаме, той ни осигурява и защита. Кислородът в атмосферата образува защитен слой от озон, който поглъща по-голямата част от ултравиолетовите лъчи на Слънцето, А именно тези лъчи осигурявали необходимата енергия за синтезата на аминокиселини и захари в първичния океан. Така появата на цианофитите изключила възможността повторно да се зароди живот на Земята по същия начин.

Животът много дълго останал на този стадий на развитие. В крайна сметка обаче той направил следващия си огромен скок. Как точно е станало това, още не знаем със сигурност, но подобия на организмите, възникнали при този скок, днес можем да видим буквално във всеки пресноводен басейн.

Капката езерна вода, разглеждана с микроскоп, гъмжи от миниатюрни организми — едни се въртят, други пълзят, трети се стрелват като ракети и прекосяват зрителното поле. Всички те се наричат първаци. Те са едноклетъчни, но имат много по-сложно устройство от която и да е бактерия. Основният компонент — ядрото — е изпълнено с ДНК и това е организиращата сила на клетката. Продълговатите телца — митохондриите — осигуряват енергията на клетката, като изгарят кислород, подобно на много бактерии. Много от клетките притежават бързо движещо се камшиче, което наподобява една нишковидна бактерия, наречена спирохета. Някои първаци притежават и хлоропласта — образувания, богати на хлорофил, които, подобно на цианофитите, използват слънчевата енергия за образуване на сложни молекули, служещи за храна на клетката. Така всеки от тези микроскопични организми сякаш е съвкупност от по-прости организми. Някои учени са убедени, че най-простите едноклетъчни, първаците, са именно такива съвкупности. Може би някоя клетка, която обикновено се е хранела, като е обхващала други частици, случайно е поела в себе си известно количество бактерии и цианофити. По някакъв начин те не са били смлени и са оцелели, за да се превърнат в участници в една съвместна форма на живот с невиждана дотогава взаимна обвързаност. Както и да е станало това, по микровкаменелостите можем да съдим, че такива сложни клетки са се появили за първи път преди около 1200 милиона години, т. е. в ранния септември на нашата въображаема „година на живота“.

Подобно на бактериите най-простите едноклетъчни се размножават чрез делене, но тъй като вътрешното им устройство е далеч по-сложно, деленето им също е сложен процес. Повечето от отделните структури-членове на общността, също се делят. Всъщност митохондриите. и хлоропластите, които имат своя собствена ДНК, често се делят независимо от деленето на цялата клетка. ДНК на ядрото се реплицира по особено сложен начин, така че всичките й гени да бъдат копирани и всички дъщерни клетки да получат пълен набор от тях. Съществуват обаче и някои други начини за размножаване, използвани понякога от едноклетъчните. Подробностите им се различават, но общото между тях е, че при всички се извършва обмяна на гени. В някои случаи това става, като две клетки се слеят и обменят гените си, а след това се разделят отново и след известно време всяка от тях започва да се дели. В други случаи клетките притежават два пълни набора от гени; след обмяната им те се делят, като във всяка оТ новообразуваните клетки остава по един набор от гени. Има два типа такива клетки: едната — голяма и сравнително неподвижна, а другата — по-малка, активна, движеща се с помощта на камшиче. Първата се нарича яйцеклетка, а втората — сперматозоид, и тяхното обособяване е предвестник на половото разделение. Когато две такива клетки се слеят в една нова, отново се получават два набора от гени, но в други комбинации — гените не са от един, а от двама родители. Напълно възможно е да де получи и уникална комбинация, в резултат на която ще се създаде малко по-различен организъм с нови отличителни белези. Разделянето на организмите по пол увеличило възможностите за генетични изменения и по този начин значително се повишила скоростта, с която организмите еволюирали, приспособявайки се към новата среда.

Съществуват около десет хиляди вида първаци. Някои са покрити с множество трептящи влакънца — реснички, чиито съгласувани удари придвижват едноклетъчното във водата. Други, като например амебите, се движат, образувайки псевдоподи (лъжливи крачка), които протягат напред и се преливат в тях. Много от морските едноклетъчни образуват черупки от силициев двуокис или варовито вещество с изключително сложна структура. Това са едни от най-изящните форми, които изследователят може да наблюдава с микроскоп. Някои приличат на миниатюрни черупки от охлюв, други — на богато украсени вази и съдове. Най-фините са фантастични образувания от блестящ прозрачен силициев двуокис — концентрични сфери, пронизани от игли, готически шлемове, камбанарии в стил рококо и островърхи космически ракети. Обитателите на тези черупки промушват през отворите им дълги протоплазмени нишки, с чиято помощ улавят частици храна.

Други едноклетъчни се хранят по различен начин — те фотосинтезират с помощта на своите хлорофилни телца. Тези едноклетъчни можем да приемем за растения, а останалите, които се хранят с тях — за животни. На това равнище обаче разликата между тях съвсем не е толкова съществена — та нали не са малко видовете, които в зависимост от условията използват и единия, и другия начин на хранене.

Някои едноклетъчни са достатъчно големи, за да могат да се видят с просто око. Трябва ви само малко практика, за да се научите да различавате в капката езерна вода амебата — движеща се сивкава пихтиеста точица. Но големината на едноклетъчните организми има граници — нарастването на размерите затруднява химичните процеси в клетката. Все пак има и друг начин за увеличаване големината на едноклетъчните — чрез групиране на клетките в организирана колония.

Един от организмите, използували този начин, е волвоксът — куха сфера, голяма почти колкото глава на топлийка. Тя се състои от множество клетки, всяка снабдена с камшиче. Удивителното при тях е това, че те по нищо не се различават от другите единични клетки, които се движат и съществуват самостоятелно. Но клетките, изграждащи волвокса, действат съгласувано — всички камшичета на сферата се движат координирано и я тласкат в определена посока.

Това обединяване на отделните клетки в колонии преминало на по-висок етап приблизително преди 800–1000 милиона години, през октомври по нашия календар, с появата на гъбите. Тези животни могат да нарастват до значителни размери. Някои видове образуват по морското дъно меки безформени маси, достигащи до два метра в диаметър. Повърхността им е покрита с малки порички, през които в тялото се вкарва вода с помощта на камшичетата, която след това се изхвърля обратно навън през по-големи отвори. Гъбата се храни, като филтрира хранителните частици от водата, преминаваща през тялото й. Връзките между отделните градивни елементи в колонията са много лабилни — клетките й могат да се придвижват в тялото на гъбата, подобно на амеби. Ако две гъби растат близо една до друга, възможно е с увеличаването на размерите си те постепенно да се слеят в един гигантски организъм. Ако претриете една гъба през ситна цедка така, че да се разпадне на отделни клетки, след известно време те отново ще се организират и ще образуват нова гъба, в която всяка клетка ще си намери съответното място. Най-забележителното е, че ако подложите на тази процедура две гъби и след това смесите клетките им, те ще изградят един нов организъм със смесен произход.

Някои гъби образуват около клетките си меко, еластично вещество, което обединява целия организъм. Именно то остава, след като клетките бъдат унищожени и отстранени чрез изваряване — от него са съставени сюнгерите, които използваме при къпане. Други гъби отделят секреции и образуват микроскопични иглички от варовито вещество или силициев двуокис, наречени спикули. Те съставят нещо като мрежа или скелет, сред който се разполагат клетките. Как точно отделната клетка успява да се ориентира и да образува спикула, която да приляга точно в общата конструкция, е пълна загадка. При вида на някой сложен скелет на гъба, например т. нар. Венерина кошничка, състояща се от силициеви спикули, човек може само да се удивлява. Как са успели привидно независимите микроскопични клетки да се съгласуват така, че да създадат милион кристални иглици, образуващи решетка с такава изумителна сложност и красота? Това не ни е известно. Но макар и да създават такива невероятни структури, гъбите не могат да се разглеждат като същински многоклетьчни животни. Те нямат нито нервна система, нито мускулни влакна. Най-низшите организми, у които се появяват тези физически особености, са медузите и техните роднини.

Типичната медуза прилича на чинийка, поръбена с парещи пипалца. Тази форма носи името на злополучната героиня от един древногръцки мит: В нея се бил влюбил богът на моретата, а една от богините от завист превърнала косите й в змии. Медузите са изградени от два слоя клетки. Пихтиестата маса между тях осигурява на тялото им необходимата устойчивост, за да издържа тласъците на вълните. Медузите са доста сложно устроени създания. Клетките им, за разлика от тези на гъбите, не могат да съществуват независимо една от друга. Някои от тях са се приспособили да предават електрически импулси и са се обединили в мрежа, която не е нищо друго освен примитивна нервна система. Други клетки имат свойството да се свиват по дължина и по тази причина могат да се смятат за елементарни мускули. Освен това медузите притежават единствени по рода си копривни клетки, характерни само за тяхното „племе“. Във всяка от тях има навита нишка с шипчета подобна на миниатюрен харпун, и често пъти пълна с отрова, която клетката изстрелва, щом наблизо се появи жертва или неприятел. Именно тези клетки в пипалцата ще ви опарят, ако, както си плувате, имате нещастието да се докоснете до медуза.

Медузите се размножават, като изхвърлят в морската вода яйца и сперматозоиди. Оплоденото яйце не се развива направо в медуза, а се превръща в свободно плуващ организъм, който по нищо не прилича на родителите си. След известно време той се прикрепя към морското дъно и се развива в създание, приличащо на цвете, което се нарича полип. При някои видове полипът образува чрез пъпкуване нови полипи. Те се хранят чрез филтриране с помощта на микроскопични пулсиращи реснички. В края на краищата политате образуват по-друг вид пъпки, от които се развиват мънички медузи. Те се отделят, за да се превърнат отново в свободно плуващи организми.

Това редуване на форми при последователните поколения е създало условия за всевъзможни вариации в групата на медузите. Същинските медузи прекарват по-голямата част от живота си като свободно плуващи организми и остават прикрепени към камъните по дъното за съвсем кратко време. При други, каквито са например актиниите, е точно обратното. Целия си живот на възрастни организми те прекарват като самотни полипи, прикрепени към камъните, с полюшващи се във водата пипалца, готови да сграбчат докосналата се до тях плячка. Трети вид пък представляват колонии от полипи, които обаче, сякаш за да объркат съвсем представите ни, са се отделили от морското дъно и плуват свободно като медузи. Една от тях е физалията. Тя има изпълнен с газ мехур, от който висят вериги от полипи. Всяка верига изпълнява строго определени функции. Една образува полови клетки, друга извлича хранителните вещества от заловената плячка, трета, въоръжена с особено отровни копривни клетки, се влачи зад колонията, понякога чак на 50 метра, и парализира рибите, които по невнимание се докоснат до нея.

Изглежда съвсем естествено да се предположи, че тези сравнително прости организми са се появили в дълбока древност, но дълго време липсваха категорич-ви доказателства за това. Такива доказателства можеха да се открият единствено в утаечните скали. Наистина микроорганизмите са се запазили в кремъка, но е трудно да се повярва, че същество, толкова голямо, но и толкова крехко и ефирно като медузата, би могло да запази формата си достатъчно дълго врёме, за да се вревърне във вкаменелост. И все пак през 40-те години на нашия век геолозите забелязали някакви много странни форми в древните Едиакарски пясъчници в планинската верига Флиндърз, Южна Австралия. За тези скали, чиято възраст днес се определя на около 650 милиона години, преди време се смятало, че не съдържат каквито и да е вкаменелости. Съдейки по размера на съставящите ги песъчинки и по вълнообразната форма, на наслояванията, някога те са представлявали пясъчен плаж. Макар и много рядко, по тях били откривани отпечатъци с формата на цвете — някои с големината на лютиче, други — колкото роза. Възможно ли е това да са следи от медузи, изхвърлени на брега, изсушени на агънцето и след това затрупани със слой ситен пясък от следващия прилив? С течение на времето били открити и изследвани достатъчно подобни следи, за да се потвърди хипотезата за произхода им.

До днес са били разпознати не по-малко от 16 различни вида. Някои от тях са бали плаващи медузи. Други, изглежда, са имали мехури, пълни с газ — подобно ва днешните физалии. Измежду всички тези необикновени вкаменелости едни от пай-ефективните са колониалните форми, които са живеели прикрепени към дъното и чиито отпечатъци върху прашния кафеникав пясъчник наподобяват лълги пера. Влакънцата им явно са били отделни клонки, покрити с полипи. Може би някаква буря ги е откъснала от тяхното „пристанище“ на дъното и ги е захвърлила на този древен плаж. Някои от тях имат в основата си неясни дасковидни отпечатъци, подобни на монета. Отначало са ги смятали за отделни медузоподобни форми, но при много отпечатъци те са разположени на едно и също място и това кара част от учените да мислят, че става дума за някакви щжспособления за прикрепвате.

Ако искате да видите живо съответствие на тези организми, няма нужда да ходите далеч. Само на стотина мили от планините Флиндърз по морското дъно растат твърде сходни стях създания, наречени морски пера. Те са били кръстени така още по времето, когато хората са писали с пачи пера — и името им подхожда много, тъй като не само формата им силно наподобява перо, но и скелетът им е гъвкав и сякаш изграден от рогово вещество. Те растат, изправени вертикално над пясъчното дъно — някои — високи едва няколко сантиметра, други — наполовината на човешки ръст. Те са особено живописна гледка нощем, когато излъчват ярко пурпурно сияние. Ако ги докоснете, по техните бавно полюшващи се клонки се разливат вълни от призрачна светлина.

Морските пера имат и друго име — меки корали. Техните роднини, твърдите корали, често растат близо до тях. Те също образуват колонии. Потеклото им не е толкова древно като на морските пера. В Едиакарските пясъчници не са открити следи от тях. Но веднъж появили се, те бързо се размножили в невъобразими количества. Организъм с твърд скелет, развиващ се в среда, където непрестанно се наслагват тиня и пясък, е идеален кандидат за вкаменяване. В много части на света огромни варовикови пластове се състоят почти изцяло от коралови останки, които служат за подробен летопис на тази група организми.

Кораловите полили изграждат скелетите си отдолу нагоре. Всеки от тях е свързан със съседите си чрез напречни разклонения. С развитието на колонията върху тези съединителни мостчета често се образуват нови полили, които постепенно нарастват и задушават по-старите си събратя. И така варовиците, образувани от такива колонии, са осеяни с миниатюрни дупчици — килийки, в които някога са живели полили. Живите полили образуват само един тънък слой на повърхността. Всеки вид корал расте и се разклонява по своему и така изгражда свой собствен паметник, който не прилича на останалите.

Коралите са много взискателни към заобикалящата ги среда. Тинестата или сладката вода ги убива. Освен това те не могат да растат на по-голяма дълбочина, отколкото достигат слънчевите лъчи, защото зависят от едноклетъчните водорасли, които се развиват в телата им. Тези водорасли фотосинтезират и така си набавят храна, а същевременно и поглъщат въглеродния двуокис от водата. Това подпомага коралите в изграждането на скелета им и освобождава кислород, който е необходим за тяхното дишане.

Първото гмуркане край коралов риф е незабравимо преживяване. Да се носиш свободно в прозрачното, огряно от слънце водно пространство, в което живеят коралите, самб по себе си носи усещането за нещо приказно и неземно. Нищо на сушата не може да подготви сетивата ви за изобилието от форми и цветове, което предлагат самите корали. Ще останете зашеметени от техните куполи, клонки и ветрила, еленови рога с нежности връхчета и кървавочервени органови тръби. Някои поразително приличат на нежни цветя, но когато ги докоснете, те драскат като камък. Често различни видове корали растат един до друг, а над тях се извисяват морски пера и тук-там се мяркат цели туфи от актинии, чиито дълги пипалца се люшкат от теченията. Ту под вас се разстилат просторни поляни, целите обрасли с един-единствен вид корал, ту на малко по-голяма дълбочина се натъквате на коралова кула, окичена с букети от гъби, която се губи от поглед някъде долу, в тъмносините морски дълбини.

Но ако плувате само денем, едва ли ще успеете да зърнете организмите, изваяли тези удивителни форми. Нощем, на светлината на фенера, коралите ще ви се сторят неузнаваеми. Резките очертания на колониите се размиват, сякаш забулени в лека мъгла. Милиони мънички полипи са се показали от своите варовикови килийки, за да протегнат микроскопичните си пипалца в търсене на храна.

Отделните коралови полипи са големи едва няколко милиметра, но обединени в колонии, те са изградили най-грандичшите постройки, създадени от живи същества, преди на сцената да излезе човекът. Големият бариерен риф, който се простира успоредно на източното крайбрежие на Австралия в продължение на повече от хиляда мили, се вижда и от Луната. И така, ако преди 500 милиона години някой астронавт от друга планета бе прелетял близо до Земята, той би различил в синевата на моретата някакви нови загадъчни тюркоазени очертания — и по това би разбрал, че животът на Земята наистина е поел своя път.





Сподели с приятели:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14




©obuch.info 2022
отнасят до администрацията

    Начална страница