Итак, мы пока не вполне точно знаем, как возникла жизнь на Земле. Не знаем и где именно она возникла. Дело в том, что она могла появиться сразу в нескольких местах. Ясно только, что для человека любое из этих мест было бы крайне неблагоприятно. Учитывая целый ряд условий, каким они должны были удовлетворять.

Во-первых, там должно быть ужасно жарко — приблизительно от 70 до 80 градусов. При более низкой температуре аминокислоты не очень-то формируются из мелких молекул, а при более высокой они могут распасться. Во-вторых, это место, вероятно, располагалось не на ярком солнечном свете. Земля тогда еще не имела воздушной оболочки, поэтому каждый солнечный луч был смертельным. И наконец, необходима вода. Жизнь возникла в этаком первичном бульоне, а для бульона нужна вода, это знает любой повар. И если учесть все условия, каким должно удовлетворять такое место, то в конце концов остается всего несколько возможностей. Давай остановимся на них подробнее…

1. В кипящих грязевых лужицах?

 

Ты на пляже, у тебя с собой лопата и есть немного времени? Значит, ты можешь выкопать яму глубиной этак 6370 километров. И окажешься точно в центре Земли. Местечко не очень-то приятное, ведь температура там от четырех до семи тысяч градусов. Чем глубже копаешь, тем жарче становится. В наших краях земная кора настолько толстая, что мы вообще не чувствуем этого жара. Но на Земле есть области, где кора довольно-таки тонкая. Например, в Исландии. Или в Йеллоустонском парке в Соединенных Штатах. Там земная кора кое-где настолько тонка, что грунтовые воды, вырываясь на поверхность, иной раз почти кипят. Так получаются гейзеры.

2. Или все-таки на морском дне?

Вода, высокие температуры и отсутствие солнечного света — эти условия встречаются и на морском дне. Не везде, но на некоторых участках морского дна, где земная кора весьма тонка. Кое-где она вообще отсутствует, и наружу изливается текучая лава. Там ужасно жарко. Вода порой нагрета до нескольких сотен градусов. В обычных условиях она бы испарилась, здесь кипяток удерживает давление. А оно огромно — представь, что тебе на голову давит километровая башня ведер, до краев полных воды.

Но ведь в подобном месте ничто жить не может? Разве можно выдержать такое давление? Еще как можно. На дне океана найдены разные виды животных, которые живут себе там, будто иначе и быть не может: археи и бактерии, а еще черви, моллюски и креветки.

Так что вполне возможно, что жизнь зародилась как раз на дне океана.

3. Или все началось где-то глубоко под землей?

 

Глубоко под землей залегают грунтовые воды. Солнца там нет, зато достаточно жарко. А это опять-таки возможность для возникновения жизни. Но есть ли там вообще жизнь? Да, есть. Даже в местах, еще менее гостеприимных, чем морское дно или кипящие лужицы.

Одна из самых удивительных форм жизни под землей — бактерии-экстремофилы, так их называют. Колонии таких бактерий свисают с потолка пещер каплями слизи. Живут они в смертельно ядовитой атмосфере и питаются ядовитыми веществами. А сами выделяют серную кислоту. В серной кислоте обычно убийцы растворяют трупы своих жертв, чтобы от них и следа не осталось.

Так или иначе, но жизнь возникла! А дальше с потомками этих горячеводных клеток все пошло очень быстро. Потомки завоевали весь мир. Им уже не было удержу. Некоторые одноклеточные остались на прежнем месте. Другие за миллионы лет приспособились, привыкли к более-менее нормальным температурам. Третьи обосновались на холоде. Но везде и всюду океаны кишели одноклеточной жизнью. А дальше?

Дальше не происходило ничего.

И еще дальше не происходило ничего.

И еще дальше миллионами лет не происходило со-вер-шен-но ничего.

Да, конечно, одноклеточные бурно размножались, возникали всякие новые виды. Но согласись, ничего поразительного здесь нет. На Земле властвовали микробы, которые только и делали, что носились по волнам, ели и размножались сотни миллионов лет. И еще сотни миллионов лет…

Кротовины возрастом в миллионы лет?

Этот огромный временной период, пожалуй, дал одноклеточным возможность стать более сложными. Мало-помалу они наверняка обзавелись крошечными ресничками, которые в конце концов превратятся в усовершенствованные жгутики. Возник совсем новый вид существ — он черпал энергию не только из веществ, но и из солнечного света. Солнце, миллионами лет приносившее лишь гибель и смерть, стало теперь для некоторых клеток как раз источником жизни.

В Австралии еще можно найти следы самых первых солнцепоклонников на Земле — строматолиты. С виду они немножко похожи на окаменевшие шампиньоны или непомерно разросшиеся коровьи лепешки. Это скопления миллионов одноклеточных. Клетки тесно прижимались друг к другу и формировали этакую живую кротовую кучу. Умершие клетки окаменевали, а на поверхности появлялся новый слой клеток. Так они вырастали до солидных глыб — достаточно больших, чтобы спустя миллиард лет их отыскали как окаменелость. И… как живое существо! Потому что строматолиты не вымерли. Их до сих пор можно кое-где найти.

Кто сильнее всех отравлял окружающую среду?

Помимо строматолитов существовали и другие виды, черпавшие энергию из солнечного света. Поскольку солнце светит каждый день, это очень удобный способ выживания. Большинство известных нам сейчас растений, например деревья, травянистые растения, водоросли и морские травы, живут за счет энергии солнца. И все они происходят от первых одноклеточных любителей солнечных ванн.

Солнечная энергия обеспечивала новым видам преимущество. И они неимоверно быстро распространились по Земле. Настолько быстро, что даже возникла огромная проблема: они выделяли опасный газ, отравлявший земной шар. Они были первыми отравителями окружающей среды на Земле. Газа было так много, что он истребил почти всю жизнь на планете. И этот смертельный, уничтожающий, ядовитый газ был… кислород. Тот самый кислород, от которого теперь практически зависит чуть не вся жизнь на Земле. Что одному отброс, другому погибель. А третьему пропитание…

Однако кислород уничтожил не всю жизнь. Не так-то это легко, даже с помощью сильнейшего яда. Фермеры, ядами защищающие свой урожай от вредителей, знают, что любое такое средство помогает лишь временно. Поначалу от него должны умирать все вредители, но всегда находится несколько таких, что живут чуть дольше. Их потомство получает такие же гены. И опять-таки живет дольше, а отдельные особи живут еще дольше других. Так продолжается до тех пор, пока вообще все вредители не перестают умирать от данного, яда. Миллионы лет назад с кислородом дело обстояло ровно так же. Появились бактерии и археи, которые научились с ним жить. И от этих одноклеточных происходят все рыбы, рептилии, птицы и млекопитающие на Земле — от крошечной сине-зеленой водоросли до величественного голубого кита.

Чтобы эволюционировать в огромного кита, маленькой бактерии необходимо очень важное свойство: умение взаимодействовать. Ну сам посуди! Все клетки очень-очень малы. Гигантских клеток не существует. Самые большие можно кое-как разглядеть невооруженным глазом. Но более крупных нигде не найдешь. Значит, если по-настоящему хочешь вырасти, надо состоять из многих клеток. Первые сотни миллионов лет эволюции это было невозможно. Но благодаря новому веществу, кислороду, такая возможность появилась.

Что будет, если пропустить губку через мясорубку?

Благодаря кислороду вдруг возникли совершенно новые белки, а потому опять-таки могли появиться всевозможные новые клетки. Некоторые из этих клеток содержали коллаген — вещество, похожее на клей. Он позволял клеткам прилепляться друг к дружке и образовывать довольно большие группы. Так в конце концов и получились деревья, киты, грибы, да и сам Йос Гротьес из Дрила. К тому же коллаген еще и один из самых распространенных белков в животном мире.

Прекрасным примером составных животных являются губки. Они принадлежат к числу древнейших из существующих многоклеточных организмов. На них хорошо видно, как происходил переход от одноклеточных к многоклеточным. Ведь у губок всего несколько видов клеток. Носа у них нет, сердца и мозга тоже (да и глаз и квадратных штанов, как у Губки Боба Квадратные Штаны, тоже нет! Существует, правда, гриб Spongiforma squarepantsii, названный в честь него). Большинство клеток губки выполняют одну и ту же роль. Это обнаруживается, если провести с живой губкой эксперимент. Разрежь губку на куски и пропусти через мясорубку. Можешь даже протереть «губочный фарш» через сито. Да еще и взбить миксером. А если затем поместить эту кашицу в сосуд с водой и подождать неделю-другую, возникнет совершенно новая губка. Все клетки снова соединятся друг с другом, будто ничего не случилось.

Многоклеточность дает большие преимущества. Клетки губки умеют взаимодействовать друг с другом. Чтобы их не унесло течением, они могут закрепиться в подходящем месте и спокойно фильтровать пищу из воды. Таким образом, каждая клетка извлекает выгоду из присутствия других клеток. В единении сила. Но подобное взаимодействие еще выгоднее, если у клеток разные задачи. Футбольная команда с вратарем, нападающими и защитниками играет успешнее, чем команда, сплошь состоящая из одних вратарей, защитников или нападающих. Человек с одним глазом, носом, ртом и сердцем устроен удачнее, чем человек с десятком глаз, пятнадцатью носами, но без рта. Для живого существа с разными видами клеток дело обстоит точно так же.

Значит, удобнее быть животным со множеством разных клеток, чем животным с несколькими простыми типами клеток вроде губки. Но как возникает животное с разными типами клеток? Какими были древнейшие образцы таких организмов? Н-да, это не так-то легко выяснить. Необходимо найти их окаменелости, а это трудная задача. Когда откапывают динозавра возрастом несколько миллионов лет, никогда не находят ни его сердца, ни языка, ни мозга. Ученые обнаруживают только твердые остатки: кости и зубы. Ну и раковины, конечно, ведь они такие же твердые. Вот почему можно найти несчетное количество двустворчатых и витых раковин возрастом много миллионов лет, притом что их обитатели давным-давно погибли. Но первые животные на Земле еще не имели ни костей, ни раковин. Более того, были очень слабыми и уязвимыми. Окаменелостью такое животное может стать только чудом. Это ведь все равно что получить гипсовый слепок с плевка. Очень и очень непросто. Хотя и возможно.

Как возникает окаменелая медуза?

Представь себе, что такие существа живут в неглубоком водоемчике, а по соседству произошло извержение вулкана, при котором были выброшены в воздух миллионы килограммов пепла. Пепел попадает в воду и покрывает мелких животных, которые от этого умирают. Слой пепла становится как бы илом, а ил в ходе миллионов лет каменеет. Все это происходило регулярно. Проблема в том, что останки похоронены в толстом слое камня и на поверхности не видны. Но когда камень разрушается, например под воздействием воды, льда или песка, окаменелости могут внезапно снова оказаться на поверхности.

Итак, мы все же получили хорошую картину того, как развивалась жизнь на Земле в течение миллионов лет.

Благодаря древнейшим окаменелостям мы точно знаем, как развивалась жизнь от губки до Йоса Гротьеса из Дрила. Складывается впечатление, что добавлялись новые и новые «изобретения», которые делали жизнь на Земле все совершеннее. Так, по окаменелостям видно, что медузы принадлежат к числу древнейших животных на планете. В свою очередь, медузы — организмы более высокоразвитые, чем губки. Они по-прежнему большей частью состоят из клеток одного типа, только их куда больше, чем у губок. У медуз есть, например, мышцеподобные ткани, позволяющие им двигаться.

Первые медузы были устроены еще довольно просто. У них не было ни передней стороны, ни задней, ни мозга, ни чувства направления. Но в ходе эволюции они приобрели кое-что весьма важное: светочувствительные клетки, которые могли различать свет и темноту. Это были примитивные зачатки глаз, правда, не идущие с ними ни в какое сравнение. Ведь видишь не только глазами, но и мозгом. А мозга-то у медуз и не было.

Можно ли выжить без попы?

У некоторых медуз со временем появилась передняя и задняя сторона. Огромный прорыв! Медленно, но верно они превратились в плоских вытянутых существ — плоских червей. Эти плоские черви имели даже подобие мозга, а кроме того, светочувствительные клетки, позволявшие им отличать свет от тьмы. Они первые научились видеть по-настоящему. Однако у медуз и плоских червей есть одна проблема, с которой тебе вряд ли бы захотелось столкнуться. Как медузы, так и плоские черви едят и выводят отходы через одно и то же отверстие… а это, согласись, очень неудобно. Да и противно, конечно. Так что некоторые плоские черви эволюционировали в червей круглых, как тростинка, и стали есть ртом, а отходы выводить через попу. (Многие думают, что, разрубив дождевого червяка надвое, получат двух червяков. Вздор! Половинки, конечно, некоторое время извиваются, но вскоре погибают. Почему? Потому что невозможно выжить, если у тебя есть только рот или только попа.)

В эпоху одноклеточных эволюция протекала крайне медленно. Однако с появлением круглых червей дело пошло чуть быстрее. А дальше всевозможные новые виды стали возникать еще быстрее. Одной из причин тому стало потепление климата. Тысячи лет на планете царил страшный холод. Некоторые ученые даже считают, что в определенный период Земля вообще представляла собой исполинский снежок, сплошь покрытый льдом от полюсов до экватора. Жизнь продолжала существовать лишь в относительно теплой воде подо льдом. А еще в самом льду, потому что многие бактерии замерзают, а после оттаивания оживают. И все же главной причиной нового «видового взрыва» явилось не потепление Земли, а… секс. Но прежде чем рассказать об этом подробнее, я должен объяснить тебе, как происходит бесполое размножение.

Можно ли выжить без секса?

Ни одна птица, кролик или жук-долгоносик не родятся на свет, если их родители не занимались «этим». Однако секс не единственный способ размножения. Первые жизненные формы на Земле вообще обходились без секса. Все первые клетки, медузы и плоские черви могли размножаться в полном одиночестве. Клетка просто делилась на две, которые в свою очередь тоже делились. Плоский червь распадался на две части — не поперек, а вдоль, так что обе половины имели рот и попу. Эти половины вырастали затем в новых больших плоских червей. На медузах образовывались полипы, которые отпочковывались и вырастали в новых медуз. Каждый потомок медузы или плоского червя был точной копией своего родителя.

ДНК определяет, как выглядит живое существо и как оно себя ведет. Когда животное размножается делением, как плоский червь, все дети имеют совершенно одинаковую ДНК. Можно подумать, что в таком случае никакой эволюции быть не может. А ведь она есть.

Сделай максимально четкую фотографию максимально четкой фотографии. Новое фото будет выглядеть в точности как старое. Потом сделай фото новой фотографии. Опять получится точная копия. Проделай это сотню раз, а потом сравни последнее фото с самым первым. Ну как? Они разные. Хотя каждую фотографию невозможно на глаз отличить от предыдущей. Точно так же и с ДНК: каждый плоский червь в точности похож на своего родителя. Но со временем ДНК иногда чуть-чуть изменяется. При копировании возникают маленькие недочеты. Настолько маленькие, что ты их не замечаешь. Однако за сотни лет они могут привести к огромным отличиям. А за миллионы лет тем более.

Если же у тебя двое родителей, все происходит куда быстрее. Тебе больше незачем походить как две капли воды на отца или на мать. У тебя может оказаться длинный нос отца, курносый нос матери или что-то среднее. У тебя половина генов от отца или матери, четверть — от деда, четверть — от бабушки и по восьмушке — от прадеда и прабабушки. Таким образом, различия могут возникнуть намного быстрее.

Можно ли выжить без убийства?

Стало быть, внезапно возникло огромное количество видов. И это было только начало взрывного появления еще большего их числа. С плавниками, мышцами и щупальцами, чтобы двигаться. Новички становились все активнее. А когда много двигаешься, постоянно потребляешь энергию. Обычному взрослому мужчине в самый обычный день требуется примерно 2500 килокалорий. Это 12 бутербродов с маслом и чем-нибудь сладким. Велогонщику в день сложного этапа требуется 9 тысяч килокалорий. Это уже 42 бутерброда. То есть движение — дело нешуточное. Первые животные на Земле двигались не очень много. Вообще-то у них было только три скорости: медленно, крайне медленно или остановка. Поэтому они ели очень мало. С новичками же обстояло иначе. Им приходилось искать себе питательную еду. Какая еда дает больше всего энергии? Листик-другой салата обеспечат всего-навсего несколько калорий; Первым животным этого вполне хватало, и они обходились растительной пищей. Новым животным требовалось побольше. И они поедали… других животных. То есть были первыми убийцами! Вернее, хищниками. Животная пища более калорийна. Чтобы получить 100 килокалорий, надо съесть два больших кочана салата. И ровно столько же содержится в стограммовом бифштексе. Поэтому корова должна в день съесть 90 килограммов травы, а льву хватит нескольких килограммов мяса.

Прочные раковины возникают не вдруг. Но при всем своем удобстве и полезности они, собственно говоря, возникли по несчастью. Первые моллюски и ракообразные были совершенно беззащитны. Но помощь пришла от ежедневного меню. Дело в том, что они поедали пищу, в которой содержалось много кальция и минералов. Твердые частицы корма плохо выводились из организма и в конце концов вылезали на поверхность. И чем больше их становилось, тем лучше существо было защищено, тем легче могло выжить.

Единственная проблема с раковиной — ее тяжесть: моллюску приходится все время ползать по дну. Решение нашли наутилоидеи. Эти похожие на каракатиц животные имели продолговатую или закрученную раковину. Они могли наполнить ее газом и дрейфовать на поверхности воды, как воздушный шар. А если хотели опуститься на дно, закачивали в раковину воду. Необычайно удобный способ для хищника добраться в любое нужное ему место. Вот почему эти животные стали огромными. Некоторые вырастали до нескольких метров в длину. Ни одно животное не имело ни малейших шансов одолеть эти машины для убийства; более-менее против наутилоидей могли выстоять одни только аммониты. Правда, они и были очень похожи на наутилоидей.

Кто истребил трилобитов?

Твердая прочная раковина удобна как защита. Но панцирь, повторяющий движения тела, еще удобнее. Животных с таким панцирем мы называем членистоногими. Подвижный панцирь сделал членистоногих столь же успешными, как наутилоидей и аммонитов. Их было множество разных видов и размеров, от крошечных до гигантских. Моря кишели этими существами, тварями и чудовищами. И кстати, кишат до сих пор. Креветки, раки, пауки и мокрицы — все это членистоногие. Но некогда существовала и другая группа, которой на Земле больше нет, — трилобиты. Трилобиты немного походили на мокриц, хотя порой достигали больше метра в длину.

Найдены тысячи ископаемых трилобитов. Не только потому, что они встречались в неимоверных количествах, но и потому, что благодаря панцирю могли оставить превосходный отпечаток. Вот почему мы много о них знаем. Некоторые трилобиты ползали в иле и ничего видеть не могли. Другие ильные трилобиты точно знали, что происходит над ними, потому что глаза у них располагались на стебельках. Третьи вообще не имели глаз. Они жили на такой глубине, где совершенно ничего разглядеть невозможно, поскольку свет солнца туда не проникал. Трилобиты относились к числу самых успешных животных на Земле и тем не менее внезапно вымерли. Как это случилось, по-прежнему великая тайна, потому что эти животные, собственно, имели все необходимое. Они немножко походили на самых успешных существ современности — насекомых. Можно, пожалуй, даже назвать их предшественниками насекомых. Только, конечно, под водой.

Тогдашние трилобиты, стало быть, имеют кое-что общее с теперешними насекомыми. Но с каким тогдашним животным связаны мы, люди? От какого животного мы происходим? От смертоносных наутилоидей? От суперопасного аномалокариса? Уж наверно, не от тупой кимбереллы, а? Не-ет, дело обстоит намного хуже; наши ближайшие предки — оболочники, которые больше всего похожи на дрожащие мешочки желе. Ничего не поделаешь: наши гены на целых 80 % совпадают с этими совершенно невзрачными созданьицами…

Когда смотришь на взрослого оболочника, это кажется совершенно невозможным. Однако у его личинок есть то же, что и у нас, людей, — позвоночник. Когда животные взрослеют, позвоночник исчезает, но у молоди его хорошо видно. Наш позвоночник — один из важнейших компонентов тела. А происходим мы, выходит, от этакой трепещущей пробирки, которая в лучшем случае чем-то смахивает на цветок. Только не воображай, что ничего хуже быть не может. Ведь далее некоторые оболочники эволюционировали в миксин. А с ними у нас общего еще больше.

Мы что же, происходим от сгустка слизи?

Миксины, без сомнения, самые слизистые существа на Земле. Эти длинные бесчелюстные позвоночные защищаются от опасности, вырабатывая огромное количество слизи. Слизь разбухает и от соприкосновения с водой образует толстый защитный слой. Например, одна миксина своей слизью способна превратить воду в большом ведре в настолько густой пудинг, что ведро можно перевернуть вверх дном и он оттуда не выпадет. Вот от такого-то сгустка слизи мы и происходим. Впрочем, есть и хорошая новость. Из миксин возникли первые настоящие рыбы — с жабрами. Вот, стало быть, ближайшая родня. Слава богу.

Моллюски и членистоногие имели наружный скелет. А у рыб, птиц, рептилий и млекопитающих костяк внутри. И так гораздо удобнее. Этот новый элемент создал, например, самого опасного хищника, когда-либо обитавшего в океане, — мегалодона. Десятки миллионов лет этот вид акул сеял в морях страх и ужас. Вымерли мегалодоны примерно 11 тысяч лет назад, чему можно только порадоваться. Эта тварь была размером с рейсовый автобус, а пасть у нее была такая, что она могла бы целиком проглотить корову.

С мегалодоном у нас, опять же, много общего. Акулы — самые древние рыбы на Земле. И мы им родня. Если присмотреться, то в нас есть много чего от рыб…