УЧЕНЫЕ — ШКОЛЬНИКАМ

А. И. Опарин

ЧЛЕН-КОРРЕСПОНДЕНТ АКАДЕМИИ НАУК СССР

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Вопрос о происхождении жизни, о том, как возникли первичные живые существа, занимал человеческую мысль уже со времен глубокой древности. Еще древнегреческие философы пытались на него ответить. На основании поверхностных наивных наблюдений они считали, что живые существа могут не только рождаться от себе подобных, но к непосредственно возникать, самозарождаться из морского и речного ила или из различных гниющих материалов и отбросов.

Такого же взгляда придерживались и средневековые ученые. Они еще не умели углубленно, критически изучать окружающую нас природу, а их пылкое воображение позволяло им рисовать картины возникновения лягушки из майской росы, уток из плодов деревьев или львов из желтых камней пустыни. Они мечтали даже искусственно создать человечка-гомункулуса путем смешивания и нагревания различных растворов и порошков.

Лишь во второй половине XVII века эта вера в возможность самозарождения живых существ из безжизненных материалов начинает постепенно исчезать под натиском углубленных наблюдений над природой и точно поставленного опыта. Поворотным пунктом в этом отношении явились опыты тосканского врача Франческо Реди. Реди следующим простым опытом опроверг общепринятое тогда мнение, что черви сами собой возникают в гниющем мясе. Он показал, что мясные черви могут развиваться лишь из яичек, которые откладываются на мясе мухами. Для этого он делал следующее: он помещал мясо или рыбу в большой сосуд, покрытый кисеей, преграждавшей доступ мухам к хранящимся продуктам. При этом, хотя мясо или рыба загнивали, на них никогда не появлялось червей. Исходя из этого, Реди пришел к совершенно правильному заключению, что гниющие вещества представляют собой лишь место или гнездо для развития насекомых, но для того, чтобы появились черви, необходимо, чтобы сюда были отложены яички, из которых эти черви и развиваются.

Чем дальше шло исследование природы, тем все меньше оставалось места для веры в возможность самозарождения живых существ. Да оно и понятно. Трудно себе представить, каким образом такие сложно устроенные живые существа, как насекомые или черви, обладающие рядом внешних и внутренних органов пищеварения, дыхания, нервной системы и т. д., могли возникнуть сами собой просто из грязи и отбросов. Это совершенно невозможно.

Но науке уже давно были известны более просто устроенные живые существа. В громадном большинстве случаев они настолько малы, что даже самый острый глаз не может их непосредственно рассмотреть или даже увидеть. Их можно различать только под микроскопом при большом увеличении. Эти так называемые микроорганизмы — бактерии, мельчайшие водоросли, грибки, дрожжи и т. д. — устроены, на первый взгляд, чрезвычайно просто. Они имеют вид сплошных палочек, шариков или пузырьков, и при беглом, поверхностном рассмотрении их можно принять просто за комочки живого вещества. Вполне понятно поэтому, что ученые, впервые их наблюдавшие, Читали возможным, допустить их самозарождение, их самопроизвольное образование из различного рода гниющих веществ. Это мнение подтверждалось чрезвычайно широким распространением микроорганизмов. Всюду, где только происходило гниение того или другого вещества, можно было их обнаружить. Поэтому думали, что всякое скоропортящееся вещество, загнивая, производит из себя бактерии или другие микроорганизмы. Это мнение продержалось в течение всего XVIII века, и только во второй половине XIX века оно было опровергнуто благодаря блестящим исследованиям гениального французского ученого Пастера.

Пастер прежде всего рядом опытов бесспорно доказал крайне широкое распространение микроорганизмов. Всюду — в земле, в воде и в воздухе — их можно обнаружить в громадном количестве. Далее он установил способность этих живых существ к чрезвычайно быстрому размножению. Стоит только одной единственной бактерии попасть в бесплодный до тех пор стерильный бульон, как уже через несколько часов в этом бульоне можно обнаружить тысячи ее внуков и правнуков. Наконец Пастеру удалось доказать крайнюю выносливость бактерий, в особенности их зародышей — спор — по отношению к высокой температуре.

Исходя из вышеприведенных положений, Пастер пришел к заключению, что появление микроорганизмов в гниющих жидкостях всегда можно объяснить или плохим кипячением среды, или недостаточной защитой жидкостей от проникновения в них зародышей извне. Если тщательно прокипятить содержимое колбы и затем предохранить его от зародышей, которые могли попасть с притекающим в остывшую колбу воздухом, то загнивания жидкостей и появления микробов не происходит.

Таким образом, Пастер опроверг предположение о том, что гниющие настои родят микроорганизмы. Наоборот, самое гниение этих жидкостей происходит в результате жизнедеятельности этих микроорганизмов, попавших извне.

После кипячения бульона в колбе (справа) воздух поступает в колбу при ее охлаждении через раскаленную трубку, где погибают все находившиеся в нем микроорганизмы.

Кроме того, Пастеру и ряду ученых, работавших после него, удалось с несомненностью доказать, что простейшие живые существа, о которых мы говорили выше, устроены совсем не так просто, как это думали раньше. Наоборот, они представляют собой весьма сложные образования. Их главная составная часть — протоплазма — является полужидким, тягучим, студенистым веществом, пропитанным водой, но в воде нерастворимым.

В состав протоплазмы входит целый ряд исключительно сложных химических соединений (главным образом белков и их производных), которые встречаются только в организмах. Эти вещества не просто смешаны, а находятся в особом, мало еще до сего времени исследованном состоянии, благодаря которому протоплазма обладает тончайшей, плохо различимой даже в микроскоп, но чрезвычайно сложной структурой. Предполагать, что такое сложное образование с вполне определенной тонкой организацией могло самопроизвольно зародиться в течение нескольких часов из бесструктурных растворов, так же дико, как предполагать образование лягушки из майской росы или львов из камней пустыни.

Если после кипячения жидкости запаять горлышко колбы, микробы в ней никогда не появятся.

Но как же тогда объяснить появление жизни на Земле? Ведь сама Земля не вечна, она когда-то возникла, отделилась от Солнца, и, кроме того, в первые периоды своего существования она не могла быть заселена организмами потому, что ее температура была слишком высока. В поисках ответа на этот вопрос было сделана предположение, согласно которому зародыши жизни попали к нам на Землю извне, из межпланетного, межзвездного пространства в то время, когда на земной поверхности уже создались благоприятные для развития организмов условия.

В длинной изогнутой шейке колбы задерживаются все находящиеся в воздухе микробы и не могут проникнуть в жидкость. Отломим горлышко колбы — и в жидкости быстро появятся микробы.

Сложное внутреннее строение бактерий (сильно увеличено).

Почему, — спрашивали сторонники излагаемого нами взгляда, — мы должны думать, что только у нас на Земле может существовать жизнь? Ведь звезды представляют собой такие же светила, как и Солнце, но только удаленные от нас на очень большое расстояние; поэтому они кажутся нам маленькими светящимися точками. И если это так, то мы можем предполагать, что и вокруг отдаленных звезд вращаются планеты, подобные нашей Земле. Кстати сказать, в сравнительно недавнее время удалось установить, что действительно вокруг многих звезд вращаются планеты, как и вокруг нашего Солнца, но они настолько удалены от нас и настолько малы, что мы их не видим.

Бактерии, размножающиеся делением.

Но если во вселенной существуют планеты, подобные нашей Земле, то можно допустить, что живые организмы могли существовать вечно, переносясь с планеты на планету еще до появления нашей Земли. Таким образом, — говорили представители этого воззрения, — все сводится только к тому, чтобы разрешить вопрос, как эти зародыши жизни прилетели к нам на Землю из других миров. Этим вопросом были заняты умы целого ряда ученых. В частности, такую теорию заноса живых существ к нам на Землю из других миров разработал шведский ученый Аррениус.

Аррениус рассуждал следующим образом: каждый из нас знает, что при сильном ветре с поверхности земли поднимается пыль. Вместе с частичками Пыли поднимаются в воздух и зародыши (споры) микробов. Сильными вихрями эти споры, как и другие частицы пыли, могут быть занесены на огромную высоту. Отсюда они могут быть выброшены в межпланетное пространство под влиянием своих электрических зарядов. Попав в межпланетное пространство, зародыши жизни, согласно расчетам Аррениуса, должны двигаться с очень большой скоростью. Это движение обусловлено давлением света. Свет, как это показал наш знаменитый физик Лебедев, оказывает определенное давление на те предметы, на которые он падает. Правда, это давление очень небольшое, так что мы его не ощущаем непосредственно, но для таких мельчайших частичек, находящихся в безвоздушном пространстве, уже этого давления достаточно, чтобы заставить их двигаться с громадной скоростью.

Эти мельчайшие зародыши. уносясь с нашей Земли, по расчетам Аррениуса уже через четырнадцать месяцев должны покинуть пределы нашей солнечной системы, а затем, двигаясь дальше, они рано или поздно достигнут и других миров. Правда, эти другие миры — звезды и планеты — настолько удалены от нас, что даже с такой скоростью? с которой движутся в мировом пространстве частички материи, можно было бы достигнуть ближайшей звезды не меньше чем через девять тысяч лет. Но все-таки Аррениус считал возможным перенос частичек материи с одного небесного тела на другое. Однако вопрос сводится не только к тому, чтобы эти пылинки совершили такое путешествие с одной планеты на другую, из одного звездного мира в другой. Надо еще доказать, что эти зародыши жизни во время своего межпланетного путешествия не погибнут.

Может ли спора бактерии вынести те условия, которые существуют в межзвездном и межпланетном пространстве? Ведь там царит страшный холод −200° ниже нуля. Там полностью отсутствует какая-либо влага, отсутствует кислород. Может ли спора бактерии вынести все эти испытания и перелететь к нам на Землю, сохранив свою жизнеспособность? Этот вопрос был подвергнут особому изучению. С первого взгляда казалось, что действительно, перенос такого рода возможен, потому что опыты над зародышами — спорами бактерий — показывают их исключительную стойкость к различного рода внешним воздействиям.

Эти зародыши-споры выносят мороз в −210°. При этой температуре они сохранялись довольно длительное время в жизнеспособном состоянии. Их можно также высушить до совершенно полной потери влаги; в таком высушенном состоянии они могут сохраняться, не теряя жизнеспособности, неограниченно долгое время. Стоило их только поместить во влажную среду, как они прорастали, вновь размножались и служили» источником новой жизни.

Есть указания, что в сибирской вечномерзлой земле, так называемой «вечной мерзлоте», и в глубоких торфяных отложениях были найдены зародыши бактерий, которые пролежали там многие тысячелетия, сохранив жизнеспособность. Все это показывает, что как будто межпланетный перенос бактерий возможен. Однако в последние годы пришлось целиком отказаться от этого предположения. Было доказано, что межзвездное и межпланетное пространство пронизано невидимыми, так называемыми коротковолновыми ультрафиолетовыми лучами. Эти лучи не достигают до поверхности нашей Земли. Они поглощаются верхним слоем нашей атмосферы. Примерно в 30 километрах от поверхности Земли — находится слой газа озона, который целиком поглощает эти лучи.

Мы можем искусственно, при помощи специальных электрических ламп, воспроизвести эти лучи. Правда, они действуют на очень коротком расстоянии, потому что поглощаются нашим воздухом. При воздействии этих лучей на организмы они погибают. В частности, погибают, и зародыши бактерий. Те бактерии, которые выдерживают и страшный холод и полное отсутствие кислорода и влаги, не выдерживают действия этих лучей уже в течение нескольких минут, а иногда нескольких секунд.

Межзвездное пространство пронизано этими «лучами смерти». Поэтому ничем не защищенные зародыши жизни в межзвездном пространстве безусловно должны погибнуть под влиянием этих лучей, как только они вылетят за пределы защищающей их атмосферы. Таким образом, в настоящее время пришлось полностью отказаться от тех представлений, которые были развиты Аррениусом и рядом других ученых.

Живые бактерии под действием коротковолновых ультрафиолетовых лучей погибают и слипаются в безжизненный комок.

Подведем итоги всему сказанному. На первый взгляд, эти итоги получаются очень неутешительными для решения поставленной нами задачи. Живые существа в настоящее время родятся только от себе подобных. В настоящее время они на Земле не возникают из неживой природы. Они не могли и быть занесенными к нам на Землю с других небесных тел. Получается какой-то безвыходный тупик, как будто неразрешимая задача. Однако современная наука нашла выход из этого тупика. Решить эту задачу, над которой бились выдающиеся умы в течение многих веков, удалось только на основе диалектического материализма.

С точки зрения диалектического материализма, жизнь не является вечной. Жизнь — это особая форма существования материи, которая могла возникнуть только в процессе развития этой материи; иначе говоря, живые организмы возникли все же из неживой материи. Для того чтобы понять, как возникла жизнь из неживой материи, мы должны проследить историю тех превращений, которые претерпевала материя еще задолго до возникновения жизни. И только на этом пути мы сможем понять и правильно решить вопрос о происхождении жизни на Земле.

В основном нас будут интересовать те вещества, из которых построены все живые существа — от простейших до позвоночных млекопитающих. Тела всех животных, растений и наипростейших существ — бактерий — построены из органических веществ. Чем отличаются эти вещества от неорганических? Они отличаются прежде всего тем, что в основе всех этих веществ, входящих в состав тела животных и растений, лежит элемент углерод. В этом очень легко убедиться — стоит только материалы растительного или животного происхождения подвергнуть сильному нагреванию, которое вызовет их разложение: при отсутствии воздуха они будут обугливаться. Возьмем ли мы дерево, бумагу, шерсть, кожу, жир, крахмал, мясо — все это будет обугливаться при нагревании до высоких температур, свидетельствуя, что в остове этих материалов лежит углерод.

Но если мы возьмем неорганические материалы — металлы, стекло, любой камень, — то сколько бы мы их ни нагревали, обугливаться они не будут. Таким образом, в основе того материала, из которого построена живая плоть, в основе органических веществ лежит элемент углерод. Поэтому для того, чтобы понять происхождение жизни, нам нужно проследить историю этого элемента. Нужно сказать, что углерод присутствует не только у нас на Земле и даже не только на нашем Солнце. При помощи особого прибора, разлагающего свет, так называемого спектроскопа, мы можем обнаружить присутствие этого элемента на любой звезде.

Таким образом, можно при помощи спектроскопа анализировать состав звезд почти так же, как если бы они были у нас в лаборатории. Но поверхность звезд имеет чрезвычайно высокую температуру, которая достигает у некоторых величины в 27 000°. Совершенно ясно, что при таких температурах не могут существовать не только никакие живые существа, но вообще какие-либо химические соединения. Вся материя при этих условиях находится в виде мельчайших раздробленных частичек, в виде беспорядочно носящихся атомов. Частички углерода тоже не могут при такой исключительно высокой температуре соединяться с другими какими-нибудь частичками. Они все разрознены и находятся в беспорядочном движении. В таком состоянии находится углерод в атмосфере наиболее горячих звезд. Но, изучая пути постепенного развития (эволюции) звезд, мы находим такие светила, температура поверхности которых равна 12 000°.

На таких звездах мы уже можем обнаружить первые химические соединения. В частности, здесь присутствуют соединения углерода с водородом — с тем элементом, который входит в состав воды. Наше Солнце является звездой, температура поверхности которой равна в среднем 6000°, то есть оно по сравнению с наиболее горячими звездами является уже Несколько остывшим светилом. В атмосфере нашего Солнца мы можем установить присутствие целого ряда соединений углерода. Углерод уже начинает вступать в соединение с другими элементами: с водородом, азотом, а кроме того, в атмосфере Солнца мы обнаруживаем и такого рода соединения, где отдельные атомы углерода начинают соединяться между собой.

Наша Земля возникла когда-то из той материи, из которой состоит и атмосфера нашего Солнца. Примерно три, а может быть, даже пять миллиардов лет назад от поверхности Солнца стали отрываться газовые сгустки, из которых в дальнейшем сформировались планеты нашей солнечной системы.

Тот сгусток, из которого образовалась наша планета, Земля, был сравнительно мелким образованием в мире звезд. По вычислениям американского астронома Ресселя, остывание этого газового сгустка происходило сравнительно быстро (конечно, на астрономический масштаб) — в течение каких-нибудь десятков «тысячелетий. Что при этом происходило с тем углеродом, который ранее находился в атмосфере Солнца и затем попал в газовый сгусток, из которого образовалась наша Земля?

Уже на Солнце при температуре в 6000° мельчайшие газовые частички — атомы углерода — стали соединяться между собой, образуя частички более крупные, так называемые молекулы. Эта способность углерода соединяться в более крупные частички даже при очень высоких температурах является чрезвычайно существенной его особенностью. Именно благодаря этой способности углерод является самым тугоплавким веществом, которое мы только знаем. В присутствии кислорода, а следовательно, и воздуха углерод окисляется, горит, но если мы будем нагревать его в отсутствии воздуха, то мы можем поднять его температуру до очень большой высоты, до нескольких тысяч градусов, и углерод при этом не будет плавиться.

При остывании того газового сгустка, из которого формировалась Земля, углерод первым должен был сгуститься и из состояния газа перейти в жидкое, а потом в твердое состояние. В таком виде он должен был опуститься к центру тяжести газового сгустка, войти в состав начального, первичного ядра формирующейся Земли. Точно так же туда должны были вскоре войти и некоторые наиболее тугоплавкие элементы — металлы, в частности железо, которым так изобилует атмосфера нашего Солнца. Углерод и другие тугоплавкие вещества сгустились первыми и вошли в состав центрального ядра нашей планеты.

В дальнейшем это ядро стало одеваться оболочкой, на его поверхности благодаря дальнейшему остыванию Земли стали образовываться другие оболочки из горных пород, которые одели это ядро, образовав так называемые геосферы. В конечном итоге в состоянии газа осталась только атмосфера, одевающая весь наш земной шар.

Хотя это центральное ядро недоступно непосредственному наблюдению человека, тем не менее наука при помощи ряда косвенных приемов установила, что оно лежит примерно на глубине 2500 километров и имеет радиус, равный примерно 3500 километров. Сверху оно одето рудными и каменными оболочками. Химический состав этого ядра в настоящее время так же при помощи косвенных приемов довольно точно определен. В основном, оно состоит из железа, никеля, кобальта, хрома и некоторых других элементов. В частности, в нем находится и значительное количество интересующего нас элемента — углерода.

Схема строения земного шара.

Но в то время, когда формировалась наша планета, эта оболочка была еще не такой мощной. Она сравнительно легко разрывалась, и через эти трещины и разрывы вещества центрального ядра изливались и извергались на земную поверхность. Здесь они приходили в соприкосновение с тогдашней земной атмосферой. Атмосфера Земли того времени существенно отличалась от той, которую мы наблюдаем сейчас. Сейчас наша атмосфера состоит в основном из газообразного кислорода и азота. Тогда же ни свободного кислорода, ни свободного азота в нашей атмосфере быть не могло. В основном она состояла на перегретого водяного пара, вода современных океанов и морей еще входила в состав этой атмосферы, которая одевала наш земной шар.

С этими водяными парами и пришли во взаимодействие извергнутые на земную поверхность вещества, в частности та смесь углерода и железа, которая главным образом и составляет ядро нашей Земли. Нужно сказать, что углерод, находясь в смеси с раскаленным расплавленным металлом, образует соединение, которое в химии носит название «карбид». Образцом карбида является чугун, который как раз представляет соединение углерода и железа. Карбид — соединение углерода с железом, — извергнутый на земную поверхность, пришел во взаимодействие с перегретым водяным паром тогдашней земной атмосферы.

Что при этом случилось? Еще наш великий химик Дмитрий Иванович Менделеев показал, что при взаимодействии карбида-железа с водяным паром происходит образование углеводородов — соединений, состоящих из углерода и водорода. Это то же соединение, о котором я упоминал, когда говорил о первичных соединениях углерода в атмосфере звезд. Подобные соединения углерода и водорода должны были возникнуть и на поверхности нашей Земли. Образование углеводородов в начальный период существования нашей планеты сейчас может считаться вполне доказанным благодаря обнаружению их в атмосфере больших планет — Юпитера и Сатурна.

Изучение атмосферы этих планет является делом очень сложным, очень трудным, и долгое время мы не имели никаких представлений о составе атмосферы больших планет. Но лет десять назад этот вопрос удалось решить, и оказалось, что атмосфера Юпитера и Сатурна содержит значительную часть углеводородов. Они образовались в атмосфере Юпитера и Сатурна так же, как я это описал сейчас в отношении Земли, но на больших планетах вследствие значительной удаленности от Солнца царит очень низкая температура. Так, например, температура поверхности Юпитера равна −135°. При такой температуре не могут происходить никакие химические реакции, и поэтому возникшие здесь углеводороды остались в атмосфере Юпитера и Сатурна и сохранились до наших дней.

У нас на Земле дело пошло несколько иначе вследствие того, что Земля значительно ближе к Солнцу и температура на ее поверхности выше, чем на Юпитере или на Сатурне. Поэтому у нас углеводороды, возникнув на земной поверхности, стали подвергаться дальнейшим химическим изменениям и превращениям. В первую очередь они вошли в соединение с тем водяным паром, который находится в атмосфере Земли. При таком взаимодействии получились соединения — химические вещества, в состав частиц (молекул) которых входили углерод и водород и заимствованный из воды кислород. Свободного кислорода, как я сказал, тогда в атмосфере Земли еще не было. И вот при взаимодействии с водой получились соединения, которые в химии носят название третичных соединений, потому что они состоят из трех, элементов: углерода, водорода и кислорода.

К этим элементам присоединился еще четвертый элемент — азот, который тогда находился в атмосфере Земли в виде аммиака (соединение азота и водорода), точно так же, как он сейчас находится в атмосфере больших планет. Эти соединения, составленные из углерода, водорода, кислорода и азота, представляют собой простейшие органические вещества. В основном они были подобны некоторым из тех веществ, которые и сейчас входят в состав всех животных и растений.

Когда Земля остыла настолько, что явилась возможность для образования жидкой воды, на поверхность нашего земного шара из атмосферы хлынули ливни, которые затопили эту поверхность и образовали первородный сильно нагретый океан. В водах этого океана растворились те соединения углерода, водорода, кислорода и азота, которые, как я сказал, являлись простейшими органическими веществами.

Что же при этом произошло? На основании работ в наших лабораториях мы можем дать на этот вопрос определенный ответ. При этом простейшие органические вещества, находящиеся в водном растворе, усложнялись: их отдельные частички соединялись между собой и образовывали более сложные соединения. Для пояснения этого приведу такой пример: если мы возьмем водный раствор формалина, добавим туда немного извести или мела и оставим такой раствор стоять, то через некоторое время, как это доказал наш знаменитый химик Бутлеров, в этом растворе из формалина образуется сахар. Получается так, что шесть частичек формалина соединяются между собой и образуют одну крупную частицу — сахар.

Другой пример. Старейший член нашей Академии наук Алексей Николаевич Бах в свое время оставлял стоять раствор формалина вместе с раствором цианистого калия. Через некоторое время в этом растворе образуются белковоподобные вещества — не те самые белки, которые можно сейчас выделить из растений или животных, но подобные им вещества. В частности, если эти вещества выделить и очистить, то на них можно разводить гнилостные бактерии, которые обычно могут питаться только белковыми веществами; полученные Бахом вещества заменяли белки при питании бактерий.

Таких примеров можно привести сотни. Они показывают, что и в водах первородного океана находящиеся там сравнительно простые органические вещества должны были постепенно превращаться в более сложные, более громоздкие молекулы. Именно таким путем в первородной водяной оболочке Земли должны были образовываться все те органические вещества, из которых построены тела животных и растений. Однако это был лишь тот строительный материал, то вещество, из которого построены живые существа, но это еще не были сами живые существа. Это был тот камень и цемент, из которого можно построить здание. Но это не было еще само здание, а только его материал. Для того чтобы стать живым существом, организмом, ему нехватало определенного строения, организации.

Посмотрим теперь, как же возникла эта свойственная живым существам организация. Первоначально органические вещества находились в водах тогдашних морей и океанов просто в виде растворов. Их частицы были рассеяны, равномерно распределены в растворителе, полностью слиты с окружающей средой. Но сравнительно недавно удалось показать, что при смешивании водных растворов сложных органических веществ, например белков, эти последние могут выделяться в виде мелких, видимых под микроскопом капелек, так называемых коацерватов.

Мы можем получить коацерваты искусственным путем. Если мы, например, смешаем растворы яичного белка или желатина с гуммиарабиком, у нас растворы замутятся, и из них выделятся капельки коацерватов. Изучая эти капельки, мы увидим, что внутри них частицы органического вещества располагаются уже не беспорядочно, не как-нибудь, а определенным образом по отношению друг к другу. Следовательно, здесь уже появляются зачатки некоторого строения, организации. Конечно, эта организация еще очень простая и неустойчивая.

Коацерватные капельки под микроскопом.

Но благодаря ей капельки-коацерваты обладают удивительной способностью улавливать из окружающего их раствора различные вещества. При этом происходит не простое механическое присоединение, а химическое взаимодействие между веществами коацервата и веществами, притекающими к нему извне. Вследствие этого коацерватная капелька может увеличиваться в объеме и весе, то есть расти.

Описанные нами коацерватные капельки должны были возникнуть и в водах первородного океана. Ведь они образуются при простом смешивании растворов органических веществ.

Посмотрим теперь, что же произошло дальше с этими образовавшимися в первородном океане Земли коацерватными капельками. Так как они плавали не просто в воде, а в растворе разнообразных веществ и при этом обладали способностью улавливать их и присоединять к своему телу, они, естественно, начинали увеличиваться в объеме и весе. Понятно, что те из них росли скорее, строение которых было более к этому приспособлено, более совершенно.

Но чем дальше росли капельки, тем заметнее делалось различие в их строении, которое изменялось вместе с их ростом. Ведь к капелькам из внешнего мира все время притекали и к ним присоединялись все новые и новые вещества. Эти изменения в строении коацерватных капелек могли способствовать дальнейшему быстрому их росту, но могли, наоборот, и задерживать его. Таким образом, одни из капелек росли все скорее, другие задерживались в своем росте, отставали и даже совсем погибали, растворялись в окружающей среде.

Понятно, что каждая отдельная капелька не могла все время расти, как одна целая масса. Вскоре она под влиянием внутренних сил распадалась на дочерние капельки, которые, в свою очередь, начинали расти дальше. По своему внутреннему строению эти дочерние капельки были вполне сходны с каплей, их породившей — ведь все они представляли собой части этой капли. Но, отделившись, каждая из дочерних капелек стала самостоятельно расти и изменяться дальше. И опять повторилась прежняя история. Одни из сестер-капелек стали обгонять другие в своем росте и развитии. И это зависело от того, что их внутреннее строение было более совершенно, более приспособлено к быстрому улавливанию и усвоению растворенных в окружающей воде веществ. Все менее совершенно устроенные капельки отставали в своем развитии и погибали. То же происходило и с капельками, попавшими в неблагоприятную среду. Право на дальнейшее существование и разрастание получали только те коацерватные капельки, строение которых изменялось к лучшему. Таким путем происходил своеобразный «естественный отбор» капелек. Все «неудачники» погибали, а заключенные в них органические вещества переходили в окружающий раствор и поглощались более совершенными по своему строению капельками. Таким образом, не только количество организованного вещества, но и качество самой организации все время улучшалось, совершенствовалось.

Быстро растущие капельки приобретают очень сложное строение.

И чем дальше шел указанный процесс, чем меньше в окружающей капельки воде первородного океана оставалось свободных питательных веществ, тем строже и строже становился «отбор». Между капельками возникла прямая борьба за эти питательные вещества. Менее приспособленные к этой борьбе капельки быстро исчезали, а росли и развивались только те, которые в результате последовательных превращений приобрели очень сложное и очень совершенное внутреннее строение. Но это уже не были просто капельки органического вещества, это были живые существа — организмы. Так возникли те первичные простейшие существа, которые явились родоначальниками всей нашей земной жизни.

Строение этих первичных простейших организмов было уже значительно совершеннее коацерватных капелек, но все же оно было несравненно проще даже самых простых из известных нам в настоящее время живых существ. Естественный отбор, о котором мы говорили выше, продолжался и с появлением жизни. Проходили годы, века, тысячелетия, и строение живых существ все более и более улучшалось и приспособлялось к тем условиям существования, в которых им приходилось жить. Они делались все более и более организованными.

Вначале питанием для них служили только органические вещества. Но с течением времени количество этих веществ все уменьшалось, а потому первичные организмы должны были или погибнуть, или выработать в себе в процессе развития какой-то способ строить органические вещества из материалов неорганической природы — из углекислоты и воды. И вот мы видим, что некоторым живым существам это действительно удалось. В процессе последовательного развития они выработали в себе способность поглощать энергию солнечного луча, за счет этой энергии разлагать углекислоту и из ее углерода строить в своем теле органические вещества. Таким образом и возникли простейшие растения — сине-зеленые водоросли, остатки которых можно обнаружить в древнейших отложениях земной коры.

Другие живые существа сохранили прежний способ питания, но для того, чтобы не погибнуть, они стали поедать водоросли, используя те органические вещества, которые в них образовывались. Так возник в своем первоначальном виде мир животных. га

«На заре жизни», в начале так называемой эозойской эры, и растения и животные представляли собой мельчайшие одноклеточные живые существа. Большим событием в истории последовательного развития природы было возникновение многоклеточных организмов, объединение отдельных клеток в сообщества. Живые организмы стали делаться все сложнее и разнообразнее. В течение эозойской эры, которая насчитывает многие и многие миллионы лет, население Земли изменилось до неузнаваемости. Мощные водоросли заселили воды морей и океанов, в их зарослях появились многочисленные медузы, моллюски, иглокожие и морские черви. Жизнь вступила в новую, палеозойскую эру, которая длилась более 300 миллионов лет.

В начале этой эры единственной ареной жизни было еще только море, где развивались разнообразные водоросли и многочисленные морские животные, в частности рыбы. Однако во второй половине палеозоя растения и животные начинают быстро заселять сушу. В болотистых лесах каменноугольного периода вырастают гигантские хвощи, древовидные папоротники и плауны. Несколько позднее появляются хвойные деревья и цикадовые пальмы. Вместе с тем все многочисленнее и разнообразнее делается и животный мир суши. Появляются земноводные, а затем и пресмыкающиеся.

Последующая за палеозоем так называемая мезозойская эра, длившаяся также многие миллионы лет, явилась периодом расцвета пресмыкающихся. Гигантские динозавры и игуанодонты владели сушей. В морях плавали плезиозавры и ихтиозавры, а в воздухе летали безобразные птеродактили.

К концу мезозойской эры путем последовательного развития пресмыкающихся возникли птицы и млекопитающие. Их царством явилась последняя, кайнозойская эра, которая продолжается и сейчас. Лишь в последнем, четвертичном периоде этой эры на Земле появился человек и сформировался весь мир живых существ, который мы наблюдаем сейчас.

________

Content

УЧЕНЫЕ — ШКОЛЬНИКАМ
А. И. Опарин
ЧЛЕН-КОРРЕСПОНДЕНТ АКАДЕМИИ НАУК СССР
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ