Читаем Земля и её пассажиры полностью

– Главный фактор продуктивности растительного мира и непременное условие существование всего живого.

Первые безъядерные клетки появились 3,2 – 3,8 млдр. лет назад. Их следы обнаружены в Гренландии, Северной Америке, Южной Африке. Очертание суши в то время существенно отличалась от современного, однако отмечаем удаленность этих регионов от тропиков и большую вероятность независимого зарождения первых микроорганизмов. К ним относятся бактерии и сине – зелёные водоросли, уже способные к фотосинтезу и производству кислорода, несколько позже появились клетки с ядром, содержащим ДНК и РНК, а вслед за ними – специализированные клетки высших многоклеточных, растений и животных.

Уже 2 млрд. лет назад концентрация кислорода достигает около 1% от современного уровня. Это знаменует переход от ферментации к дыханию в энергетическом обеспечении жизнедеятельности клеток с более, чем десятикратным преимуществом дыхания в интенсификации процессов. Своеобразные кислородные оазисы жизни были привязаны к зонам распространения фотосинтезирующих водорослей (мелководье, оптимальный температурный режим, насыщенность питанием). Период существования ферментации и дыхания был достаточно длительным, пока концентрация кислорода не выросла до нескольких процентов от современного содержания; около 500 млн. лет назад она достигла уже 10%. В это время суша была безжизненная, а вся жизнь была сосредоточена в воде. Следует указать на важное препятствие для ее развития на суше, связанное с высокой концентрацией в атмосфере аммиака. При взаимодействии с кислородом он превращается в нейтральный азот и воду. Потребное количество кислорода для этой реакции составляет около 6,6 х 10 15 т.

До этого аммиак был важнейшим питанием для образования белков, на долю которых приходится более половины сухой массы клеток.

Реально атмосфера Земли в интересующее нас время могла состоять из азота, метана, аммиака, сероводорода, кислорода, углекислого газа и аргона, причем сероводород и аммиак в присутствии кислорода должны были постоянно выгорать.

Выход жизни на сушу подготавливается в течении длительного времени. Этот процесс включал в себя геологическую, химическую эволюции, изменение атмосферы, обеспечение защиты живого от ультрафиолетового излучения, отработку механизмов фотосинтеза.

Две основные ветви живого мира: растения и животные развиваются в глубоком симбиозе. Растения обеспечиваю животным пищу и свободный кислород, а животные снабжают растения углекислотой и культивируют почву для наземной растительности. Для своего развития растения дополнительно нуждаются в свете, влаге, тепле, наборе элементов с обязательным присутствием хлора.

Только растения, стоящие в основании пищевой пирамиды, могут обеспечивать выход и постоянную прописку животным на суше.

Как ни парадоксально, но именно неподвижные растения опережают животных в десантировании на сушу. В этом процессе реализовался принцип относительности движения. Раньше всего растения появлялись в болотистых местах, заливаемых водой во время приливов, но примерно 440 млн. лет назад происходят регрессии моря с суши, вызванные активными тектоническими подвижками земной коры с образованием горных систем. В дальнейшем, включая каменноугольный период (~285 млн. лет назад), происходят многократные наступления (трансгрессии) и отступления моря на сушу. Были созданы чередующиеся по обводнению – осушению условия тренинга как для животных, так и для растений, что предопределило последующий «взрыв» жизни на Земле. Существенная роль в разогреве недр и перестройке внутренней структуры планеты принадлежит радиоактивным элементам (урану, торию, калию).

Около 420 млн. лет назад появились ракообразные (ракоскорпионы длиной до 3м), первые настоящие рыбы, среди растений преобладают синезеленые водоросли и грибы, на суше развиваются псилофиты с зачатками корневой системы. Примерно 350 млн. лет назад их сменили плауны, папоротники, появляются первые семенные растения, уже приспосабливаются к земной жизни земноводные животные – четвероногие амфибии – потомки кистеперых рыб.

Каменноугольная эпоха (340 – 285 млн. лет назад) характеризуется благоприятными условиями для бурного развития растительности, что явилось причиной масштабного угленакопления, резкого снижения в атмосфере диоксида углерода и соответствующего роста концентрации кислорода, существенная часть которого была связана в процессах окисления минералов.

Эти явления заслуживают самого пристального внимания. Жизнь на Земле обязана своим существованием постоянному воспроизводству первичного органического вещества в результате фотосинтеза из углекислого газа и воды. При этом кислород выделяется как метаболит. В ходе прямой реакции вода под действием солнечного облучения расщепляется в присутствие хлорофилла с последующим образованием углеводородов. В свою очередь, в процессах усвоения животными с помощью микроорганизмов, а так же сгорания органического вещества образуются исходные продукты: вода и диоксид углерода.