Природные катаклизмы древности

Землетрясения

Основным источником физико-географических изменений являются землетрясения.

Землетрясением называется сотрясение земной коры, подземные удары и колебания поверхности земли, вызванные главным образом тектоническими процессами. Они проявляются в виде подземных толчков, часто сопровождаются подземным гулом, волнообразными колебаниями почвы, образованием трещин, разрушением зданий, дорог и, что самое печальное, человеческими жертвами. Землетрясения играют заметную роль в жизни планеты. Ежегодно на Земле регистрируется свыше 1 млн. подземных толчков, что составляет в среднем около 120 толчков в час или два толчка в минуту. Можно сказать, что земля находится в состоянии постоянного содрогания. К счастью, немногие из них бывают разрушительными и катастрофическими. В год происходит в среднем одно катастрофическое землетрясение и 100 разрушительных.

Землетрясения происходят в результате пульсационно-колебательного развития литосферы – сжатия ее в одних регионах и расширения в других. При этом наблюдаются тектонические разрывы, смещения и поднятия.

В настоящее время на земном шаре выделены зоны землетрясений разной активности. К зонам сильных землетрясений относят территории Тихоокеанского и Средиземноморского поясов. В нашей стране более 20% территории подвержены землетрясениям.

Катастрофические землетрясения (9 баллов и более) охватывают районы Камчатки, Курильских островов, Памира, Забайкалья, Закавказья и ряда других горных районов.

Сильные (от 7 до 9 баллов) землетрясения бывают на территории, простирающейся широкой полосой от Камчатки до Карпат, включая Сахалин, Прибайкалье, Саяны, Крым, Молдавию и др.

В результате катастрофических землетрясений в земной коре возникают крупные дизъюнктивные дислокации. Так, при катастрофическом землетрясении 4 декабря 1957 г. в Монгольском Алтае возник разлом Богдо длиной около 270 км, а общая длина образовавшихся разломов достигла 850 км.[1]

Землетрясениями способными изменять облик Земли, являются катастрофические землетрясения силой Х–ХII баллов. Геологические последствия землетрясений, приводящие к физико-географическим изменениям:

· на грунте появляются трещины, иногда зияющие;

· возникают воздушные, водяные, грязевые или песчаные фонтаны, при этом образуются скопления глины или груды песка;

· прекращают или изменяют свое действие некоторые родники и гейзеры, возникают новые;

· грунтовые воды становятся мутными (взбаламучиваются);

· возникают оползни, грязевые и селевые потоки, обвалы;

· происходит разжижение почвы и песчано-глинистых пород;

· происходит подводное оползание, и образуются мутьевые (турбидитные) потоки;

· обрушиваются береговые утесы, берега рек, насыпные участки;

· возникают сейсмические морские волны (цунами);

· срываются снежные лавины;

· от шельфовых ледников отрываются айсберги;

· образуются зоны нарушений рифтового характера с внутренними грядами и подпруженными озерами;

· грунт становится неровным с участками просадки и вспучивания;

· на озерах возникают сейши (стоячие волны и взбалтывание волн у берегов);

· нарушается режим приливов и отливов;

· активизируется вулканическая и гидротермальная деятельность.

Вулканы, цунами и метеориты

Вулканизм –это совокупность процессов и явлений, связанных с движением магмы в верхней мантии, земной коре и на поверхности земли. В результате извержения вулканов образуются вулканические горы, вулканические лавовые плато и равнины, кратерные и запрудные озера, грязевые потоки, вулканические туфы, шлаки, брекчии, бомбы, пепел, в атмосферу выбрасываются вулканическая пыль и газы.[2]

Вулканы располагаются в сейсмоактивных поясах, особенно в Тихоокеанском. В Индонезии, Японии, Центральной Америке насчитывается по несколько десятков активных вулканов – всего на суше от 450 до 600 действующих и около 1000 «спящих» вулканов. В опасной близости от активных вулканов находится около 7% населения Земли. На срединно-океанических хребтах имеются, по меньшей мере, несколько десятков крупных подводных вулканов.

В России опасности вулканических извержений и цунами подвергаются Камчатка, Курильские острова, Сахалин. Потухшие вулканы есть на Кавказе и Закавказье.

Наиболее активные вулканы извергаются в среднем раз в несколько лет, все активные ныне – в среднем 1 раз в 10-15 лет. В деятельности каждого вулкана имеются, видимо, периоды относительного понижения и повышения активности, измеряемые тысячами лет

При извержениях островных и подводных вулканов часто возникают цунами. Цунами – японский термин, обозначающий необычно крупную морскую волну. Это волны большой высоты и разрушительной силы, возникающие в зонах землетрясений и вулканической активности океанического дна. Скорость продвижения такой волны может колебаться от 50 до 1000 км/ч, высота в области возникновения от 0,1 до 5 м, а у побережья – от 10 до 50 м и более. Цунами часто вызывают разрушения на побережье – в ряде случаев катастрофические: приводят к размыву берегов, образованию мутьевых потоков. Еще одной причиной океанских цунами являются подводные оползни, и лавины, срывающиеся в море.

В последние 50 лет отмечено около 70 сейсмогенных цунами опасных размеров, из них 4% в Средиземном море, 8% в Атлантике, остальные в Тихом океане. Наиболее цунамиопасны берега Японии, Гавайских и Алеутских островов, Камчатки, Курил, Аляски, Канады, Соломоновых островов, Филиппин, Индонезии, Чили, Перу, Новой Зеландии, Эгейского, Адриатического и Ионического морей. На Гавайских островах цунами интенсивностью 3-4 балла бывают в среднем 1 раз в 4 года, на тихоокеанском побережье Южной Америки – раз в 10 лет.

Наводнение – это значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море. Наводнения вызываются обильным выпадением ливневых дождей, таянием снега, льда, ураганами и штормами, которые способствуют разрушению насыпных сооружений, плотин, дамб. Наводнения могут быть речными (пойменными), нагонными (на побережьях морей), плоскостными (затопление обширных территорий водосбора) и др. Крупные катастрофические наводнения сопровождаются быстрым и высоким поднятием уровня воды, резким увеличением скорости потоков, их разрушительной силой. Разрушительные наводнения происходят практически ежегодно в различных регионах земли. В России они наиболее часты на юге Дальнего Востока.

Немаловажное значение имеют катастрофы космического происхождения.Землю постоянно бомбардируют космические тела с размерами от долей миллиметра до нескольких метров. Чем больше размер тела, тем реже оно падает на планету. Тела, диаметр которых больше 10 м, как правило, вторгаются в атмосферу Земли, лишь слабо взаимодействуя с последней. Основная масса вещества достигает планеты. Скорость космических тел – огромная: примерно от 10 до 70 км/с. Их столкновение с планетой приводит к сильнейшим землетрясениям, взрыву тела. При этом масса разрушенного вещества планеты в сотни раз превышает массу упавшего тела. В атмосферу поднимаются огромные массы пыли, экранирующие планету от солнечного излучения. Земля охлаждается. Наступает так называемая «астероидная» или «кометная» зима.

По одной из гипотез, одно из таких тел упавшее в районе Карибского бассейна сотни миллионов лет назад, привело к значительным физико-географическим изменениям в этом районе, образованию новых островов и водоёмов, а попутно и к вымиранию большей части населявших Землю животных, в частности динозавров.

Некоторые космические тела могли упасть в море в исторические времена (5-10 тыс. лет назад). По одной из версий всемирный потоп, изложенный в легендах разных народов, мог быть вызван цунами в результате падения в море (океан) космического тела. Тело могло упасть и в Средиземное, и в Черное море. Их побережья традиционно заселялись народами.

К нашему счастью, столкновения Земли с крупными космическими телами происходят очень редко.

Введение.

Понять сущность жизни как специфической формы движения материи невозможно без изучения теорий биологической эволюции. Когда ученый использует термин «эволюция» применительно к биологическим процессам и явлениям, то чаще всего он подразумевает процесс длительных и постепенных изменений, которые приводят к коренным качественным изменениям живых организмов, сопровождающимся возникновением новых биологических систем, форм и видов.

Развитие эволюционных идей в биологии имеет достаточно длительную историю. Начало рассмотрению вопросов эволюции органического мира было положено еще в античной философии и продолжалось более двух тысяч лет, пока не возникли первые самостоятельные биологические дисциплины в науке Нового времени. Решающую роль в развитии эволюционной биологии сыграла теория эволюции Чарльза Дарвина.

Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Поэтому само понятие эволюции проникло в науку еще в конце XVIII в. Однако именно Дарвин создал совершенно новое учение о живой природе, обобщив отдельные эволюционные идеи в одну стройную теорию эволюции. Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, он сформулировал основные положения своей теории, которые изложил в книге «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859).

Сравнивая древние и современные формы жизни и анализируя проявления эволюции в разных группах организмов, можно заметить, что развитие чаще идёт от простых форм к более сложным. При этом некоторые животные и растения, принадлежащие к разным группам, вдруг оказываются почему-то очень схожими, а близкие родственники – удивительно непохожими. Такие наблюдения говорят о том, что эволюция имеет определённую направленность.

Современные эволюционисты разграничивают две формы прогресса: биологическую и морфофизиологическую.

Под биологическим прогрессом понимается успех организмов в борьбе за существование независимо от того, каким путём он достигнут. В результате биологического прогресса численность особей данного вида, рода, семейства и т.д. увеличивается, их распространение расширяется и, кроме того, таксон распадается на подчинённые систематические группы.

Морфофизиологический прогресс не обязательно ведёт к процветанию вида; несмотря на то что организм усложняется, усиливаются его дифференциация, интеграция и все функции, а также повышается независимость организма от внешних условий

морфофизиологический прогресс занимает особое место среди других направлений эволюции, поскольку самые разные группы организмов последовательно накапливают усложняющиеся изменения. Изменения строения и функций организмов, имеющие для них общее значение и поднимающие их жизнедеятельность на новый уровень, называют ароморфозами.

Ароморфоз.

Как и всякое широкое биологическое обобщение, понятие «ароморфоз» неизбежно остается несколько расплывчатым; его трудно определить строго и однозначно. Первоначально ароморфоз понимался как направление эволюции, при котором биологическое процветание группы достигается посредством морфофизиологического прогресса [1]. При этом о степени «биологического процветания» группы можно судить, например, по достигнутому уровню разнообразия, численности или биомассы.

Итак, ароморфоз (греч. airomorphosis — поднимаю форму) — это универсальное прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфозы осуществляются путем совершенствования не только отдельных органов, но и организма в целом. В этом процессе происходят глубокие функциональные и структурные изменения, в результате которых возникают новые, более широкие и более совершенные приспособления к основным условиям среды, что приводит к расширению связей организма со средой, к все большему и большему ее завоеванию. Это направление эволюции, при котором биологический прогресс данной группы организмов основан на морфофизиологическом прогрессе. Последний предполагает увеличение структурной сложности организма: возникновение новых органов или их систем, а также специализацию или увеличение разнообразия уже имевшихся. Как правило, морфофизиологический прогресс выражается в уменьшении зависимости от среды обитания, увеличении уровня обмена веществ, оптимизации морфогенеза и т. п.

Как уже отмечалось, ароморфозы имеют очень высокое общее приспособительное значение, повышая независимость организма от внешней среды. В связи с этим ароморфозы ставят организмы в качественно новые отношения с внешней средой, позволяя осваивать ее ресурсы на новом уровне. Поэтому ароморфозы сохраняются в филогенезе длительное время, становясь признаками крупных таксонов. Возникающие при этом частные приспособления различных видов не затрагивают общих ароморфных признаков.

Связь ароморфозов с макроэволюцией и биологическим прогрессом.

Процесс образования из новых видов новых родов, из родов – новых семейств и т.д. называется макроэволюцией. Макроэволюция совершается за исторически громадные сроки и непосредственному наблюдению недоступна. В целом эволюционный процесс непрерывно идет в направлении наибольшего приспособления живых организмов к конкретным условиям среды. Смена условий приводит к замене одних приспособлений на другие. Это относится и к приспособлениям широкого характера. Такие приспособления ведут к общему подъему организации, т.е. к биологическому прогрессу.

Ароморфозы дают возможность освоения совершенно новой среды обитания, обеспечивают большие преимущества в борьбе за существование. В результате ароморфозов возникли крупные систематические группы - типы, классы, отряды.

Итак, ароморфоз – это главный путь достижения биологического прогресса.

Примеры ароморфозов.

· Основные ароморфозы на ранних этапах развития органического мира

Первые живые организмы Земли населяли водную среду обитания. Первоначально эта среда была представлена «первичным бульоном» – раствором органических веществ, синтезированных абиогенным способом. В этих условиях первичным способом питания является гетеротрофный. Совершенствование этого способа питания приводит к появлению сложных ферментных систем, обеспечивающих самые разнообразные биохимические процессы, а также разнообразных внутриклеточных мембран и органоидов движения. Происходит увеличение объема генетической информации, в результате чего образуется ядро. В дальнейшем появляются белки–гистоны, что сделало возможным появление настоящих хромосом и совершенных способов деления клетки: митоза и мейоза. Таким образом, происходит формирование эукариотических клеток.

Недостаток абиогенного органического вещества вынудил часть организмов перейти на автотрофное питание. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. На основе мембранных ферментно-транспортных систем хемосинтеза формируются ферментно-транспортные системы фотосинтеза.

· Основные ароморфозы в эволюции растений

Разнообразие комбинаций морфологических и фотосинтезирующих свойств привело к возникновению различных отделов водорослей. Однако настоящие ткани у водорослей отсутствуют, поэтому они остаются первично-водными организмами. Таким образом, собственные ароморфозы у водорослей отсутствуют.

В конце силурийского периода возникают Высшие (наземные) растения. Они произошли от организмов, близких к современным Харовым водорослям, благодаря возникновению крупнейшего ароморфоза – дифференцированных тканей. Наиболее примитивные наземные растения представлены Мхами – бессосудистыми споровыми растениями, у которых ткани слабо дифференцированы, побеги имеют примитивное строение, корень отсутствует. В дальнейшем появляются все остальные типы тканей, происходит дифференцировка тела растений на корень и побег. В течение девонского периода формируются современные группы Сосудистых споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из слабо дифференцированного зародыша. Для оплодотворения необходима капельножидкая вода, что ограничивает распространение споровых растений.

В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов:

1. Появление семязачатков (семяпочек); в семязачатке развивается женский гаметофит (эндосперм).

2. Появление пыльцевых зерен; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.

3. Появление семени, в состав которого входит дифференцированный зародыш и эндосперм, который содержит питательные вещества для развития зародыша и проростка.

Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация. Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами:

1. Всегда имеется пестик – замкнутый плодолистик с семязачатками.

2. В большинстве случаев имеются «приманки» для насекомых – нектар и околоцветник. Это сделало возможным переход к энтомофилии (опылению насекомыми).

3. Имеется зародышевый мешок, структура которого обеспечивает двойное оплодотворение.

В настоящее время Покрытосеменные представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование.

· Основные ароморфозы в эволюции животных

Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам. Первые животные были представлены Одноклеточными организмами, у которых отсутствуют ткани. В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Наиболее примитивными настоящими Многоклеточными являются Двуслойные животные, в частности, Кишечнополостные. Их появление связано с первым крупным ароморфозом – появлением двуслойного зародыша; стенки их тела состоят из эктодермы и энтодермы.

У Низших червей (Плоские и Круглые черви) появляется третий зародышевый листок – мезодерма. Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.

Следующим крупным ароморфозом является вторичная полость тела, или целом. Благодаря этому становится возможным разделение тела на отделы.

Затем эволюционное древо животных разветвляется на Первичноротых и Вторичноротых. Наиболее примитивные Первичноротые животные (Кольчатые черви и им подобные) имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У Членистоногих появляется гетерономная сегментация туловища. Перечисленные особенности Членистоногих являются ароморфозами.

В начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых. Паукообразные перешли в наземно-воздушную среду обитания благодаря многочисленным идиоадаптациям.

Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупного ароморфоза – зародышевых оболочек (серозной и амниотической). В настоящее время Насекомые находятся в состоянии биологического прогресса.

Среди Вторичноротых животных появляется ряд крупных ароморфозов: хорда, нервная трубка, брюшная аорта (а затем – сердце). В результате формируется тип Хордовые. Затем у разнообразных рыб формируется осевой и висцеральный скелет, в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом.

Часть Костных рыб (Мясистолопастные), благодаря двум ароморфозам – легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным).

Далее появляются Амниоты – организмы с зародышевыми оболочками: серозной, амниотической и аллантоисом. Наличие зародышевых оболочек – крупный ароморфоз, который впервые появляется у Рептилий. Благодаря зародышевым оболочкам, Рептилии полностью утратили зависимость от воды.

Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения кругов кровообращения. В конце мезозоя с изменением климата происходит массовое вымирание рептилий.

У части высших Рептилий появляется полная перегородка между желудочками, редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения, и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.

Зверозубые рептилии дали начало Млекопитающим, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: увеличенные полушария переднего мозга с развитой корой, четырехкамерное сердце, редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости.

Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.

Последним крупнейшим ароморфозом является увеличение объема головного мозга у непосредственных предков человека. Данный ароморфоз называется эпиморфозом. В результате Человек разумный освоил все без исключения адаптивные зоны Земли и вышел за ее пределы в Космос.

Идиоадаптация (от греч. idios — свой, особый и лат. adaptatio — прилаживание, приспособление) – одно из главных направлений эволюции, при котором возникают частные изменения строения и функций органов при сохранении в целом уровня организации предковых форм.

Идиоадаптации - частные приспособления видов, позволяющие освоить специфические условия среды, характеризуются возникновением большого числа близких форм организмов внутри одной адаптивной зоны. В отличие от ароморфозов идиоадаптации открывают перед организмами возможность биологического прогресса без повышения уровня биологической организации.

Заключение.

Биологическая эволюция — естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Эволюция влияет на все аспекты жизнедеятельности организмов. Одним из самых заметных для наблюдения результатов эволюции — адаптация (поведенческая, морфологическая или физиологическая), которая является результатом естественного отбора. Адаптация увеличивает приспособленность организмов. В долгосрочной перспективе эволюционные процессы могут привести к появлению новых видов, например, после разделение передковой популяции организмов на новые популяции, особи из которых не могут скрещиваться.

Эволюцию разделяют на макроэволюцию, то есть эволюцию, происходящую на уровне вида и выше, к ней относятся такие процессы как видообразование и вымирание; и микроэволюцию, эволюцию происходящую ниже видового уровня, например, адаптация в популяции.

Пути эволюции крупных систематических групп очень сложны. Нередко в развитии этих групп происходит последовательная смена одного пути эволюции другим. Из всех рассмотренных путей достижения биологического прогресса наиболее редки ароморфозы, поднимающие ту или иную систематическую группу на качественно новый, более высокий уровень развития. Ароморфозы можно рассматривать как переломные пункты развития жизни. Для групп, подвергнувшихся соответствующим морфофизиологическим преобразованиям, открываются новые возможности в освоении внешней среды.

все направления эволюции идут в одну сторону – в сторону большей выживаемости организмов, их приспособленности к условиям внешней среды, к большему разнообразию живых существ.

Введение

Теории, касающиеся возникновения Земли и жизни на ней, да и всей Вселенной, разнообразны и далеко не достоверны. Согласно теории стационарного состояния, Вселенная существовала вечно. Согласно другим гипотезам, Вселенная могла возникнуть из сгустка нейтронов в результате «Большого взрыва», родилась в одной из черных дыр или же была создана Творцом. Вопреки бытующим представлениям, наука не может опровергнуть тезис о божественном сотворении Вселенной, так же как теологические взгляды не обязательно отвергают возможность того, что жизнь в процессе своего развития приобрела черты, объяснимые на основе законов природы.

Среди множества теорий возникновения жизни на Земле рассмотрим основные: жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время (креационизм); жизни возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение); жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния); жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия); жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам (биохимическая эволюция).

Рассмотрим эти теории подробнее.

Креационизм

Согласно этой теории, жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений. В 1650 г. архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н. э. И закончил свой труд 23 октября в 9 утра, создав человека. Ашер получил эту дату, сложив возрасты всех людей, упоминающихся в библейской генеалогии – от Адама до Христа («кто кого родил»). С точки зрения арифметики это разумно, однако при этом получается, что Адам жил в то время, когда, как показывают археологические находки, на Ближнем Востоке существовала хорошо развитая городская цивилизация.

Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все верующие признают, Что Библия – завет господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминающегося в Книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир, и все населяющие его организмы были созданы за шесть дней продолжительностью по 24 часа. Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерцание и божественное откровение. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для всех людей форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим творцом. Для них описание сотворения живых существ скорее относится к ответу на вопрос «почему?», а не «каким образом?» Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру. Вера признает вещи, которым нет доказательств в научном смысле слова, т. е. Логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением сотворения мира, так как эти две сферы мышления взаимно исключают одна другую.

Процесс божественного сотворения мира считается произошедшим однократно и поэтому недоступен для наблюдения; этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного обсуждения. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, и поэтому она никогда не сможет ни опровергнуть, ни доказать эту концепцию.

Теория панспермии

Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место Вселенной.

Теория панспермии утверждает, что жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время в разных частях Галактики или Вселенной. Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения о якобы встречах с инопланетянами. Советские и американские исследования в космосе позволяют считать, что вероятность обнаружения жизни в пределах Солнечной системы ничтожна, однако они не дают никаких сведений о возможной жизни вне этой системы. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, возможно сыгравшие роль «семян», падавших на голую Землю. Появился ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих примитивные формы жизни, однако доводы в пользу их биологической природы пока не кажутся ученым убедительными.

Биохимическая эволюция

Среди астрономов, геологов и биологов принято считать, что возраст Земли составляет примерно 4,5 – 5 млрд. лет.

По мнению многих биологов, в прошлом состояние нашей планеты было мало похоже на нынешнее: вероятно температура на поверхности была очень высокой (4000 - 8000°С), и по мере того, как Земля остывала, углерод и более тугоплавкие металлы конденсировались и образовали земную кору; поверхность планеты была, вероятно, голой и неровной, так как на ней в результате вулканической активности, подвижек и сжатий коры, вызванных охлаждением, происходило образование складок и разрывов.

Полагают, что гравитационное поле еще недостаточно плотной планеты не могло удерживать легкие газы: водород, кислород, азот, гелий и аргон, и они уходили из атмосферы. Но простые соединения, содержащие среди прочих эти элементы (вода, аммиак, CO2 и метан). До тех пор, пока температура Земли не упала ниже 100°C, вся вода находилась в парообразном состоянии. Атмосфера была, по видимому, «восстановительной», о чем свидетельствует наличие в самых древних горнах породах металлов в восстановленной форме (например, двухвалентное железо). Более молодые породы содержат металлы в окисленной форме (Fe3+). Отсутствие кислорода, вероятно, было необходимым условием для возникновения жизни; как показывают лабораторные опыты, органические вещества (основа жизни) гораздо легче образуются в атмосфере бедной кислородом.

В 1923 г. А.И. Опарин, исходя из теоретических соображений, высказал мнение, что органические вещества, возможно углеводороды, могли создаваться в океане из более простых соединений. Энергию для этих процессов поставляла интенсивная солнечная радиация, главным образом ультрафиолетовое излучение, падавшее на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть. По мнению Опарина, разнообразие находившихся в океанах простых соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накопились органические вещества и образовался «первичный бульон», в котором могла возникнуть жизнь.

В 1953 г. Стэнли Миллер в ряде экспериментов моделировал условия, предположительно существовавшие на первобытной Земле. В созданной им установке (рис. 1) ему удалось синтезировать многие вещества, имеющие важное биологическое значение, в том числе ряд аминокислот, аденин и простые сахара, такие как рибоза. После этого Орджел в Институте Солка в сходном эксперименте синтезировал нуклеотидные цепи длиной в шесть мономерных единиц (простые нуклеиновые кислоты).

Позднее возникло предположение, что в первичной атмосфере в относительно высокой концентрации содержалась двуокись углерода. Недавние эксперименты, проведенные с использованием установки Миллера, в которую поместили смесь CO2 и H2O, и только следовые количества других газов, дали такие же результаты, какие получил Миллер. Теория Опарина завоевала широкое признание, но она не решает проблемы, связанные с переходом от сложных органических веществ к простым живым организмам. Именно в этом аспекте теория биохимической эволюции представляет общую схему, приемлемую для большинства биологов.

Опарин полагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежала белкам. Благодаря амфотерности белков они способны к образованию коллоидных гидрофильных комплексов – притягивают к себе молекулы воды, создающие вокруг них оболочку. Эти комплексы могут обособляться от водной фазы, в которой они суспендированы, и образовывать своего рода эмульсию. Слияние таких комплексов друг с другом приводит к отделению коллоидов от среды – процесс, называемый коацервацией. Богатые коллоидами коацерваты, возможно, были способны обмениваться с окружающей средой веществами и избирательно накапливать различные соединения, особенно кристаллоиды. Коллоидный состав данного коацервата, очевидно, зависел от состава среды. Разнообразие состава «бульона» в разных местах вело к различиям в составе коацерватов и поставляло таким образом сырье для «биохимического естественного отбора».

Предполагается, что в самих коацерватах входящие в их состав вещества вступали в дальнейшие химические реакции; при этом происходило поглощение коацерватами ионов металлов и образование ферментов. На границе между коацерватами и средой выстраивались молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны, обеспечивавшей коацерватам стабильность. В результате включения в коацерват предсуществующей молекулы, способной к самовоспроизведению и внутренней перестройки покрытого липидной оболочкой коацервата, могла возникнуть первичная клетка. Увеличение размеров коацерватов и их фрагментация, возможно, вели к образованию идентичных коацерватов, которые могли поглощать больше компонентов среды, так, что этот процесс мог продолжаться. Такая предположительная последовательность событий должна была привести к появлению примитивного самовоспроизводящегося гетеротрофного организма, питавшегося органическими веществами первичного бульона.

Хотя эту гипотезу происхождения жизни признают очень многие ученые, у некоторых она вызывает сомнения из-за большого количества допущений и предположений. Астроном Фред Хойл недавно высказал мнение, что мысль о возникновении жизни в результате описанных выше случайных взаимодействий молекул «столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может привести к сборке Боинга-747».

Самое трудное для этой теории – объяснить появление способности живых систем к самовоспроизведению. Гипотезы по этому вопросу пока малоубедительны.

Заключение

Многие из этих «теорий» и предлагаемые ими объяснения существующего разнообразия видов используют одни и те же данные, но делают упор на разные их аспекты. Научные теории могут быть сверхфантастическими с одной стороны, и сверхскептическими – с другой. Теологические соображения тоже могут найти себе место в этих рамках в зависимости от религиозных взглядов их авторов. Одним из главных пунктов разногласий, даже еще в додарвиновские времена, бал вопрос о соотношении между научными и теологическими взглядами на историю жизни.

[1] Каталов А.А. Лекции по физической географии – М. 2007.

[2] Географический энциклопедический словарь: Понятия и термины. – М.: Советская Энциклопедия. 1988.

Землетрясения