Теория эволюции Ламарка

Французский биолог Ламарк в 1809 году выдвинул ги­потезу о механизме эволюции, в основе которой лежали две предпосылки: упражнение и неупражнение частей организма и наследование приобретенных признаков. Из-

 

Элементы геохронологии

Термин "геохронология" принят в науках о Земле для обозначе­ния времен и последовательности образования горных пород, слага­вших земную кору. Относительный возраст пород оценивается дос­рочно просто в одном геологическом разрезе, поскольку ясно, что адый налегающий пласт образовался позднее того пласта, на ко-юрый он ложится. Этот стратиграфический метод применяют и при сравнении возраста пород в разных разрезах, хотя приходится при­пекать и данные палеонтологии для сопоставления возраста слоев. кщонологическая шкала принята в 1881 г. в Болонье на Междуна-мном геологическом конгрессе, когда были введены термины: эра, период, эпоха, век, время.

По степени изученности вся история планеты делится на две не­равные части. Естественно, что более молодая, составляющая 570 млн и и названная фанерозоем (греч. phaneros "явный" + toe "жизнь"), юучена гораздо лучше. К ней относятся геологические формации па-шоя, мезозоя и кайнозоя. Более древняя охватывает огромный ин-крвал времени от 570 до 3 800 млн лет назад. Ее назвали криптозо- м, или периодом со скрытым развитием органической жизни. Хотя рптозой изучен недостаточно, геологи установили необратимый ха­рактер осадкообразования и основные тенденции эволюции Земли и влиянием развивающейся жизни.

Установление истинной продолжительности отдельных периодов

эпох, как и возраста Земли в целом, заставило обратиться к рав-

номерному процессу, протекающему с известной скоростью в тече­ние исследуемого периода и позволяющему делать количественные измерения. Эти соображения в свое время высказали Ломоносов ("О слоях земных", 1763) и французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк (1744—1829) в своей книге "Гидрогеология" (1802). С этой целью пытались исследовать накопления солей в океане и другие ученые. Они получили оценки, не противоречащие расчетам, полученным другими методами.

После открытия методов определения возрастов горных пород с помощью радиоактивного распада по инициативе Вернадского была создана специальная комиссия, в которую вошли академики радио­химик Виталий Григорьевич Хлопин (1890—1950) и химик Иосиф Евсеевич Старик (1902—1964), разработавшая наиболее точные мето­ды по распаду свинца и гелия для определения абсолютного возраста минералов. По данным, полученным комиссией, английский геолог и петрограф Артур Холмс (1890—1965) разработал первую геохро­нологическую шкалу фанерозоя (1947).

Согласно обобщениям академика Николая Михайловича Страхова (1900—1978), в истории Земли выделяются четыре этапа химико-биогенного осадкообразования (рис. 123).

Первый этап отвечает первичному океану и первичной атмосфе­ре, когда живое появлялось в очень ограниченных масштабах. Пер­вичный океан конденсировался из паров материала мантии Земли и состоял из HCI, HF, H₂B0₃, Si0₂, т. е. был достаточно кислым раство­ром. В воде были растворены сернистый водород, метан и другие уг­леводороды, а также углекислота. Сульфатов тогда, как и свободно­го кислорода для их образования из сернистого водорода, почти не было. Первичная атмосфера состояла из углекислоты с добавками ам­миака, метана, паров воды и нескольких инертных газов. Началось образование первичных осадочных горных пород. Поверхность Земли была похожа на современную лунную, площади между вулканами занимал неглубокий океан, из которого вулканы выступали в виде островов. Климат был влажный, вулканогенно-осадочный, и климати­ческих поясов не было.

Наличие углекислоты в атмосфере способствовало выветриванию изверженных пород, образовывались карбонаты калия, натрия, маг­ния, кальция и коллоидные частицы Al₂0₃, Si0₂, Fe₂0₃. Попадая в кислую среду океана и взаимодействуя с кислотами, они превраща­лись в хлориды калия, натрия, магния и кальция, что меняло со­став первичного океана, уменьшая его кислотность и обогащая его хлоридами металлов. Вулканические породы поверхности подверга­лись выветриванию, на них осаждался кремнезем и сульфиды тяже­лых металлов.

Второй этап связан с появлением первых организмов вплоть до фотосинтезирующих. Земная поверхность характеризовалась ростом алюмосиликатной коры и расчленением ее на структурные области, зарождались горные цепи и выравнивались участки между ними

ЪГ(х

 

 

 

Рис. 123. Геохронологическая шкала истории Земли

(рис. 124). В это время увеличился и рост сносов с поверхности в океаны. Поступление карбонатов в океан меняло его, исчезала силь­ная кислотность, накапливались карбонатные соли. В атмосфере по­степенно нарастала роль азота, она очищалась от аммиака и метана. Во время образования обширных континентальных массивов стали за­рождаться климатические зоны — сухого, холодного (ледникового) и влажного климата. В морской воде стали выделяться доломиты CaMg(C0₃)₂, оседающие химическим путем на океаническое дно, где, в основном в илах с прослойками минералов, накапливались кремне­зем, железо и марганец. Возникли многочисленные глинистые мине­ралы, давшие начало образованию кристаллических сланцев. Все эти следы седиментации (лат. sedimentum "оседание") расшифровываются с большим трудом.

Третий этап (от 3 млрд лет до 0,6 млрд лет до нашего времени) охватывает большую часть докембрийского периода и представлен большим числом сильно метаморфизованных пород на нарастающей

 

 

 

 

Рис. 124. Гипсографическая кривая, изображающая относительные площади поверхности Земли на различных уровнях

земной коре. В ней выделяются геосинклинальные зоны с мощными отложениями осадочных пород, в которых возникала складчатость, и платформенные области на разрушенном складчатом основании. Про­цессы регулировались тектоническим развитием литосферы. Земная кора разрасталась не только по поверхности, но и в глубину. При этом осадочные породы погружались на глубины, подвергаясь про­цессам гранитизации и метаморфизма, теряя легкоподвижные ком­поненты, которые перемещались в верхние горизонты. Большая часть карбонатных материалов разрушалась, переходя в силикатные с вы­делением углекислоты. То же происходило и с водой. От этого перио­да до нас дошли ледниковые отложения.

Возникали континенты. Решающие изменения произошли с появ­лением фотосинтеза. В отложениях рассматриваемого периода обнару­жены следы фотосинтезирующих организмов. В гидросфере и затем в атмосфере появился свободный кислород, быстро меняющий состав атмосферы, — метан и аммиак почти исчезли благодаря окислению, интенсивно стал убывать и углекислый газ. К началу кембрийского периода атмосфера стала почти современной — азотно-кислородной по составу (рис. 125). Океан тоже терял углекислоту, обогащаясь кис­лородом. Вулканическая сера и сероводород стали переходить в суль­фатную форму H₂S0₄. Серная кислота, взаимодействуя с растворен­ными карбонатами, вытесняла углекислоту, а вода обогащалась суль­фатным ионом (S0₄)₂.

Подвижность многих металлов снизилась, в кислородной среде они осаждались уже в высших стадиях окисления. Накапливались ог­ромные толщи пород, содержащих железо в окисной, карбонатной и сульфидной формах. Примером служат Курская магнитная аномалия, Кривой Рог, Нама-Трансвааль (Южная Африка), Хамерсли (Австра­лия), Верхнее озеро и Лабрадор (Северная Америка) и другие,

 

 

 

Рис. 139. Ход истории Земли и очередность появления на ней различных групп организмов, представленная в виде "спирали времени"

 

 

Некоторые исследователи утверждают, что новые виды возника­ли внезапно и промежуточных форм не существовало. Сам Дарвин обсуждал такую возможность и написал в происхождении видов: "Я не думаю, что этот процесс [видообразование] происходит не­прерывно; гораздо более вероятно, что каждая форма долгое время остается неизменной, а затем вновь претерпевает модификацию". Ме­ханизмы этой "модификации" до сих пор остаются нераскрытыми.

Иногда мутация представляет собой рекомбинацию (перестройку) некоторых,участков существующего генетического материала или его удвоение (полиплодия). Пример — тетраплоидные цветковые расте­ния, у которых произошло удвоение генетического материала (рис. 57). Но чаще всего мутация — это разрушение генетического материала, вызванное космическим излучением, рентгеновскими, ультрафиолетовыми лучами или химическими веществами. Как по­казывает опыт, организмы, чей генетический материал частично разрушен, обычно не могут существовать или размножаться столь же ус­пешно, как другие представители того же вида. Дефективное потомство слабее, чем исходный вид. Естественный отбор направлен на очище­ние генофонда популяции от "бракованных" ге­нов, видоизменение происходит только в рам­ках существующего генетического материала, как адаптивная реакция на изменения окружа­ющей среды.

Появляются и публикации, вызванные иными мотивами. Так в 1912 г. было опубли­ковано сообщение о находке в Пилтдауне (Ан­глия) фрагментов очень древнего человеческо­го черепа современного типа и принадлежащей ему челюсти "переходной формы". Детальное описание пилтдаунского человека вошло во все учебники по археологии, как доказательство

 

эволюционного происхождения человека. Однако в 1953 г. "пилтда-унские" кости тщательно изучили, чтобы определить их возраст с помощью радиоуглеродного метода. Оказалось, что челюсть принад­лежала орангутангу 500-летней давности, а череп — обыкновенному современному человеку. Кости были покрыты двухромокислым ка­лием, чтобы придать им древний облик, а коронки зубов аккуратно подпилены, для сходства с человеческими. Несмотря на все попытки скрыть разоблачения, в ноябре 1953 г. лондонские газеты пестрили сенсационными заголовками: "Величайшая мистификация в истории науки".

История жизни на Земле скрывает много тайн. Будут ли они ког­да-нибудь раскрыты покажет будущее развитие науки. Но для непре­дубежденного человека палеонтологическая летопись ископаемых ос­татков свидетельствует не в пользу биохимической эволюции (табл.3).

эволюционного происхождения человека. Однако в 1953 г. "пилтда-унские" кости тщательно изучили, чтобы определить их возраст с помощью радиоуглеродного метода. Оказалось, что челюсть принад­лежала орангутангу 500-летней давности, а череп — обыкновенному современному человеку. Кости были покрыты двухромокислым ка­лием, чтобы придать им древний облик, а коронки зубов аккуратно подпилены, для сходства с человеческими. Несмотря на все попытки скрыть разоблачения, в ноябре 1953 г. лондонские газеты пестрили сенсационными заголовками: "Величайшая мистификация в истории науки".

История жизни на Земле скрывает много тайн. Будут ли они ког­да-нибудь раскрыты покажет будущее развитие науки. Но для непре­дубежденного человека палеонтологическая летопись ископаемых ос­татков свидетельствует не в пользу биохимической эволюции (табл.3).

Таблица 3.  Сравнение теории биохимической эволюции и теории креационизма

 

Согласно теории эволюции	Согласно теории креационизма
Постепенное появление простейших форм жизни Постепенное преобразование простых форм в более сложные Множество промежуточных звеньев между видами	Внезапное появление сложных форм жизни Размножение сложных форм жизни "по роду их", не исключающее вариаций Отсутствие промежуточных звеньев между видами

Вопросы

1. Каким образом определяется возраст горных пород и ископаемых остатков? Каким временем датируются первые признаки жизни на Зем­ле? Чему соответствует временные границы геологических периодов?

2. Что такое жизнь согласно теории креационизма? Поясните антроп-ный принцип.

3. Гипотеза панспермии. На чем основывают свои взгляды ее сто­ронники?

4. Теория биохимической эволюции и концепция биогенеза.

5. Что представляет собой механизм видообразования в теории био­химической эволюции и как он соотносится с данными палеонтологичес­кой летописи?

6. Проведите сравнительный анализ теорий биохимической эволю­ции и креационизма.

7. Как люди, исповедующие ту или иную религию, относятся к тео­риям происхождения жизни?

 

8. Каким образом определяется возраст горных пород и ископаемых остатков? Каким временем датируются первые признаки жизни на Зем­ле? Чему соответствует временные границы геологических периодов?

9. Что такое жизнь согласно теории креационизма? Поясните антроп-ный принцип.

10.Гипотеза панспермии. На чем основывают свои взгляды ее сто­ронники?

11.Теория биохимической эволюции и концепция биогенеза.

12.Что представляет собой механизм видообразования в теории био­химической эволюции и как он соотносится с данными палеонтологичес­кой летописи?

13.Проведите сравнительный анализ теорий биохимической эволю­ции и креационизма.

14.Как люди, исповедующие ту или иную религию, относятся к тео­риям происхождения жизни?