Происхождение жизни: маленький теплый водоем - Фолсом К.
Скачать (прямая ссылка):
для того чтобы обнаружить ископаемые клетки, необходимо просмотреть многие и многие образцы. Сбор и установление возраста древних пород сами ntf себе являются нелегкой задачей. Еще труднее решить, какие критерии биогенности применить к наблюдаемым ископаемым образованиям органического происхождения.
Бартоломью и Лоис Нагп и их сотрудники в Аризонском университете дали описание древнейших из известных органических микроструктур, имеющих возраст 3769±70 млн. лет, которые были найдены в слюдистом метакварците из Исуа (Гренландия). Их примеры представлены на рис. 7.3. Эти микроструктуры идентичны микроструктурам, образующимся при искровом разряде над поверхностью воды.
Более древние осадочные породы не обнаруживаются, поскольку устойчивая система океанов образовалась не ранее 4000 млн. лет назад. Вполне вероятно, что те структуры, о которых сообщали Наги, являются протоклетками, по крайней мере по своей морфологии они их напоминают. Структуры из Исуа очень похожи на органические микроструктуры, полученные из южноафриканских оса-
дочных пород формаций Онвервахт (3400 млн. лет) и Фиг-'Гри (3000 млн. лет).
Итак, находки микроископаемых свидетельствуют о том, что остатки протоклеток можно обнаружить в осадках, имеющих возраст 3000 млн. лет и более и что начиная с 3000 млн. лет назад и по настоящее время сложность микроструктур изменяется.
Древнейшие из известных микроископаемых, несомненно биологического происхождения, были найдены Луи-
Рис. 7.4. Окаменевшие остатки сине-зеленых водорослей, найденные JI. Наги в строматолите Трансвааля возрастом 2200 млн. лет. (С любезного разрешения д-ра JI. Наги.)
Рис. 7.5. Строматолиты. Эти пластинчатые отложения карбонатов характеризуются волнистой слоистостью. Они являются результатом осадкообразующей деятельности сине-зеленых водорослей и некоторых бактерий. Хотя в породах этого типа микроископаемые сохраняются редко, само наличие такого биологически индуцированного породообразования — существенное свидетельство в пользу ранней биологической деятельности. Этот образец представляет собой часть древнейшего известного строматолита из системы Булавайо (Южная Родезия), возраст которого 3100—2700 млн. лет. (С любезного разрешения НАСА.)
сом Наги в строматолитах Трансвааля (возраст 2200 млн. лет). Они настолько сходны с современными сине-зелеными водорослями, что их можно отнести к определенным таксономическим группам (рис. 7.4). Баргхоорн и Шопф сообщили о напоминающих бактерии палочковидных объектах, выделенных из осадочных пород формации Фиг-Три в Южной Африке, насчитывающих 3000 млн. лет. Эти палочковидные ископаемые могут быть остатками протоклеток или бактерий.
Строматолиты представляют собой рельефные и слоистые отложения карбонатов в осадочных породах. Они возникли в результате осадкообразующей деятельности фотосинтезирующих сине-зеленых водорослей (рис. 7.5). Эти
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ ВРЕНЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЛН. ЛЕТ НЛЩ
Образование Земли Атмосфера пербой стадии Пежие пруды
Образование ядра Земли
то \
Ранняя } химическая эволюция
то
I
3800------Микроструктуры Исуа
Стабильная океаническая система-
Лтмосфера второй стадии
3500 S
¦3000
2700
2200
Ископаемые остатки протокле/пок
Строматолиты (,первые сине-шеньш •
Биологическая продукция кислорода
Содержание -------------------
кислорода превышает 3%
Образование современных континентов после раскола Пангеи
I
|
то
I
-г
¦ воо I I
i
I
I
о
Эукариотические
микроископаемые
Первые ископаемые остатки ~ многоклеточны*
Продолжающаяся > биологическая эволюция
Рис. 7.6. Геологические и биологические события на одной и той же временной шкале.
единственные в своем роде структуры дают наилучшее в настоящее время однозначное доказательство существования таких форм жизни, как водоросли. Древнейшие из известных строматолитов встречаются в системе Булавайо (Южная Родезия), их возраст от 3100 до 2700 млн. лет.
Эти данные приводят нас к убеждению, что эволюция протоклеток продолжалась в течение огромного периода времени, начиная от первых протоклеток около 4500 млн. лет назад и достигая наивысшей точки примерно через 1500 млн. лет, когда появились бактерии и сине-зеленые водоросли. В эту раннюю эпоху у протоклеток появились и эволюционировали генетический и белоксинтезирующий аппараты, а также обусловленный этими двумя аппаратами наследуемый обмен веществ.
Для того чтобы представить во времени главные события, имеющие как биологическое, так и геологическое значение, мы нанесли их на временпую шкалу (рис. 7.6). В упомянутый выше период в течение 1500 млн. лет протоклетки подвергались разнообразным испытаниям, результатом которых было возникновение истинно биологических форм.
глава 8 Органические автоматы
Д Фотолиз метана под действием ультрафиоле-
та. Показанная здесь реакционная камера изготовлена из нержавеющей стали и покрыта золотом для того, чтобы ее поверхность была как можно менее реакционноспособной. Через систему кранов из камеры откачивается воздух, и вводится туда метан или другие газы. Пучок ультрафиолетового света попадает внутрь камеры через окно из фторида магния, пропускающего все излучение с длиной волны выше 170 нм. Источник ультрафиолетового излучения (не показан) — гигантская дуговая аргоновая лампа в Исследовательском центре НАСА в Эймсе. Поскольку многие продукты этой реакции нелетучи, они стремятся сконденсироваться на поверхности окна из фторида магния. Поэтому для поддержания этих продуктов в газообразном состояниии окно подогревается нагревательной лентой. [С любезного разрешения д-ра Дуайера (Пенсильванский университет).]
