Ян Схюттен - Загадка жизни и грязные носки Йоса Гротьеса из Дрила
Кто живет в суровейших условиях на Земле?
Существуют и подогретые озерца, и лужицы. Иногда вполне приятные, где зимой очень хорошо купаться. Но бывают и вонючие грязевые озерца, настолько насыщенные кислотами, что все скукоживается, настолько горячие, что в них можно сварить яйцо, и настолько ядовитые, что, едва вдохнув их испарения, почувствуешь себя дурно. Вот это идеальные места для возникновения жизни!
Хо-хо, подумаешь ты, да может ли там что-то жить? Ладно, давай поглядим. Найдены микробы (это собирательное название всех существ, которые настолько малы, что невооруженным глазом их не увидишь), прекрасно себя чувствующие при температуре ни много ни мало 85 градусов и уровне кислотности, при котором можно растворить велосипед. Стойкие ребята, а?
В такой горячей грязевой лужице удовлетворяются два условия из трех: там жарко и там есть вода. Правда, в этот неглубокий водоемчик проникает солнце. Но беда невелика. Подобные водоемчики всегда располагаются поблизости от вулканов. А мы знаем, что вулканы в ту пору прямо-таки неистовствовали. Все вместе они наверняка быстренько обеспечили основательное количество дыма и сажи. И таким образом могли успешно задерживать яркий солнечный свет. И пожалуйста, все три условия выполнены!
Какие существа на земле самые большие?
Исследователи выловили в таких грязевых лужицах различные виды бактерий, относящихся, вероятно, к числу древнейших видов на Земле. Нашли даже совершенно новую форму жизни, какую в других местах никогда не находили, — архей. И если говорить о стойкости, то кому-кому, а археям ее не занимать! Они встречаются в самых горячих источниках; некоторые выдерживают даже температуру в 121 градус. Другие археи живут в экстремальном холоде. Третьи — в убийственно кислой или просто ядовитой среде.
Археи во многом схожи с бактериями: они тоже одноклеточные и такие же микроскопические. У некоторых архей даже есть жгутик. Но действует он совершенно особенным образом. Археи устроены совершенно не так, как бактерии. То есть эволюция может разными способами обеспечить видовое сходство. Дальше в этой книге ты найдешь яркие тому примеры.
В общем, такие горячие лужицы вполне могли стать источником всей жизни на Земле.
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.
Бессмертные бактерии?
Но это еще пустяки по сравнению с другими бактериями, живущими в пространстве без кислорода, без пищи, среди ядовитых газов. Настоящие чемпионы по выживанию. Ведь они находятся там миллионы лет. Как же они умудряются выжить? Притворяются мертвыми. Почти не едят, почти не двигаются и почти не размножаются. Лишь изредка потребляют молекулу серы или железа. И очень-очень-очень редко — чуточку кислорода. Ага! Значит, все-таки кислород! Ну… и да и нет. Кислород, но в настолько ничтожном количестве, что даже с помощью самой чувствительной аппаратуры на свете пока невозможно измерить, сколько кислорода все эти бактерии, вместе взятые, потребляют за тысячу лет.
Эти бактерии происходят из той эпохи, когда еще жили динозавры. То есть они действительно немыслимо древние. Может, и не вечные, но, во всяком случае, живут невероятно долго. Каков же возраст самой старой из таких бактерий? Пожалуй, миллион лет. Они достигают такого возраста, потому что очень мало едят. Человек за два месяца съедает столько же пищи, сколько весит сам, а такой бактерии нужна для этого минимум тысяча лет.
Итак, существуют три возможных места, где на Земле могла возникнуть жизнь.
А дальше что?
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…
Как бактерия стала китом?
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.
