Полезный иван-чай в Курске и с доставка по России.

Автор Тема: Загадка отсутсвия достоверных следов эволюции на Земле  (Прочитано 52 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Кан

  • Уважаемый авторитет
  • *****
  • Сообщений: 334
  • 10
    • Просмотр профиля
Почти все виды животных на Земле возникли одновременно и внезапно, или они эволюционировали многие миллионы лет, но мы просто не можем найти следы этой эволюции, — вопрос, известный как "дилемма Дарвина", актуален и в наши дни.

Ученые до сих пор затрудняются объяснить причины взрывного развития организмов, случившегося полмиллиарда лет назад в кембрийском периоде.

Окно в прошлое

Более ста лет назад на юго-западе Канады в Скалистых горах, в глинистых сланцах Берджес палеонтологи обнаружили множество окаменелых отпечатков хорошей сохранности. Оставившие их существа представляли собой нечто странное. Постепенно выяснилось, что там захоронены морские животные возрастом пятьсот миллионов лет, давшие начало современной фауне.

Сланцы Берджес — самое известное и хорошо изученное свидетельство кембрийского взрыва. Здесь отпечатки десятков тысяч мягкотелых существ, у которых можно разглядеть внешние покровы, мускулы, внутренние органы. Всего ученые описали примерно 280 видов древних животных, и каждый год палеонтологическая летопись пополняется десятками новинок.

Столь массовые захоронения древнейшей фауны в науке называют немецким термином "лагерштетт". Только они позволяют проследить, как зарождалась современная жизнь.


Один из крупнейших лагерштеттов, где запечатлен кембрийский взрыв, обнаружили в конце 1980-х на севере Гренландии, в местечке Сириус Пассет, в 800 километрах от Северного полюса.

Два мира

Согласно современным представлениям, живые организмы возникли на Земле более трех миллиардов лет назад. Они очень долго оставались одноклеточными, что позволяло им пережить страшнейшие катастрофы, не раз случавшиеся на планете. Микроорганизмы успешно приспособились сначала к бескислородной атмосфере, сильному парниковому эффекту, а потом и к кислороду, который хоть и был для них ядом, но помогал эффективнее использовать солнечную энергию.

Одноклеточные организмы пережили несколько сильнейших похолоданий, в результате которых планета, как полагают ученые, полностью превращалась в ледяной шар. Последнее оледенение закончилось примерно шестьсот миллионов лет назад и сменилось бурным расцветом морской жизни. Обитатели водоемов в то время не были похожи ни на один из ныне живущих организмов. Матрасы, носки, перья — самые подходящие сравнения для вендобионтов (так называют этих необычных существ). По-видимому, они были многоклеточные. У них уже существовали зачатки знакомых нам тканей, нервной системы, кишечника.

Древние моря буквально кишели этими "носками", жившими мирно, без каких-либо признаков хищничества. Прошло нескольких десятков миллионов лет, и внезапно весь этот странный мир вымирает, причем без признаков какой-либо глобальной катастрофы. Почти сразу опустевшие моря заполняются совершенно другой фауной — кембрийской (по названию геологического периода, который знаменует собой начало новой эры многоклеточных животных).





Оффлайн Кан

  • Уважаемый авторитет
  • *****
  • Сообщений: 334
  • 10
    • Просмотр профиля
В поисках переходных форм

Ученые до сих пор не могут найти какой-то эволюционной связи между странными вендобионтами и сменившими их более современными кембрийцами. Этот резкий переход в прошлом веке служил аргументом в пользу креационистов, требовавших предъявить доказательства плавной эволюции видов и "переходные формы". Сами они объясняли кембрийский взрыв вмешательством творца.

Благодаря работе палеонтологов и развитию точных методов исследования эволюционный взгляд окончательно возобладал. Ученые решили, что современные организмы зародились еще среди вендобионтов, постепенно эволюционировали, но из-за крошечных размеров не сохранились, или мы просто не можем их найти.

Однако британские и швейцарские ученые недавно вычислили молекулярными методами, что членистоногие — самая большая группа организмов на Земле, объединяющая восемьдесят процентов всех видов животных, — появились не ранее чем 550 миллионов лет назад. То есть все-таки кембрийский взрыв был, но растянулся на 15-20 миллионов лет, что по геологическим меркам, конечно, мгновения.

За это время из одного-двух вендобионтов произошло более полутора тысяч родов животных. Это и есть те самые переходные формы между древними многоклеточными и современной фауной. Большинство из них объединяет черты нескольких современных групп. Например, экдизозои (линяющие животные), от которых сохранилось множество шкурок. Или ксенузии, напоминающие крупные личинки с телескопическими ножками. Халкиерия — шипастый многочленный червяк в чешуе. Похожий на рачка ортрозанклус с несколькими рядами мягких шипов и чем-то вроде раковины с одного конца.

Кембрийский взрыв породил почти все биологические типы, существующие на планете сейчас, включая хордовых, к которым принадлежит человек.


О кембрийском взрыве выдвинуто множество гипотез, но ни одна не объясняет этот феномен исчерпывающе. Чаще всего ссылаются на увеличение содержания кислорода в атмосфере. Научившись эффективно извлекать энергию, организм смог стать многоклеточным. Возможно, какую-то роль сыграло и наступление океана, начавшееся из-за раздвижения суперконтинента Гондваны и небольшой Лаврентии (современный осколок от нее — Северная Америка).

Но почему разнообразие животных было так велико? Одна из возможных причин — конкуренция видов, спровоцировавшая возникновение хищников.





Оффлайн Кан

  • Уважаемый авторитет
  • *****
  • Сообщений: 334
  • 10
    • Просмотр профиля
Многие хотя бы раз слышали термин «Кембрийский взрыв» и смутно знают, что это древнейший период в истории Земли, когда внезапно, словно ниоткуда на нашей планете появилась жизнь. Как же все происходило на самом деле?

О последних данных, известных об этом далеком периоде, в своей книге «Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы» писал известный биолог и популяризатор науки Александр Марков. На самом деле о кембрийском периоде науке сегодня известно очень мало, ведь события, о которых мы будем говорить происходили 542 млн лет назад. О более ранних временах (архейский и протерозойский эоны) науке и вовсе — до недавнего времени было почти ничего неизвестно.

 Это и понятно, ведь докембрийские толщи, действительно, кажутся практически мертвыми, в них почти не угадывались следы какой-нибудь жизни. А вот Кембрийский взрыв как раз и характеризуется резким возникновением разнообразнейших форм жизни, которые возникли как будто из ничего. Дарвин в свое время назвал этот период тем фактом, который не укладывается в его теорию постепенных эволюционных изменений.
 
Дарвин тогда не знал, что в период Кембрийского взрыва многие формы живых организмов просто резко начали обзаводиться твердым минерализованным скелетом. Однако, жизнь в докембрии (криптозое) все-таки была, поэтому его называют периодом «скрытой жизни». Науке сегодня известно — многие из групп животных, которые находят в кембрийских толщах, жили и в криптозое. Просто в большинстве своем это были мягкотелые существа, не имеющие твердого панциря или скелета. Но загадка Кембрийского взрыва все равно осталась, просто теперь разговор идет не о том, что сложные формы жизни появились из неоткуда, а о том, почему очень многие из них вдруг обзавелись минеральным скелетом.

«Это могло быть связано с изменениями условий среды. Например, к такому эффекту могло бы привести резкое уменьшение кислотности воды, в результате чего карбонат кальция — самый распространенный у животных скелетообразующий материал — стал хуже растворяться в морской воде и легче выпадать в осадок», — пишет Александр Марков. Но существует и множество других гипотез.

Марков рассказывает о сравнительно недавнем исследовании, которое относится как к событиям, происходившим во времена Кембрийского взрыва, так и к сравнительной геномике, и к ранней эволюции животных.
 
Для того, чтобы у животных появились карбонатные скелеты, недостаточно только того, чтобы среда стала благоприятной. Необходимо иметь и специальные гены и ферменты, с помощью которых живые организмы сумели бы контролировать процесс образования и роста кристаллов карбоната кальция в определенных частях своего тела и в необходимом количестве. Очень важную роль в формировании таких скелетов имеют ферменты карбоангидразы, они ускоряют реакцию превращения растворенного в воде углекислого газа в гидрокарбонат приблизительно в миллион раз. Карбоангидразы вообще очень распространены в животном царстве. Помимо того, что они способствуют формированию скелета, они выполняют и множество других функций.

 До недавнего времени было неизвестно, когда же именно и в какой последовательности живые организмы обзавелись карбоангидразами. Однако, не так давно австралийские и немецкие специалисты изучили скелетообразующие ферменты у примитивной архаичной губки, живого ископаемого, которое проживает на нашей планете уже больше 200 млн лет — Astrosclera willeyana. На основе этого исследования ученым удалось определить, что все многочисленные и разнообразные карбоангидразы животных происходят от одного белка, который имел последний общий предок всех животных.

««Последний общий предок всех животных», вне всяких сомнений, жил задолго до кембрийской скелетной революции. Получается, что животные изначально были хорошо подготовлены (преадаптированы) к развитию минерального скелета — у них с самого начала были ферменты, способные резко ускорить образование карбоната кальция», — пишет Марков.

 Вероятно, такие ферменты докембрийские животные с мягким телом использовали не для образования скелета, а для других целей (о том, что карбоангидразы выполняют в организме и другие функции упоминалось выше). Когда же среда стала благоприятствовать биоминерализации, разные животные независимо друг от друга извлекли из этого пользу для себя, формируя с помощью этих ферментов свои скелеты и панцири.