Коли та які живі організми вперше вийшли на сушу

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

Коли земне життя вийшло на сушу

Перші «сухопутні» мікроби могли з'явитися Землі пізніше 3,2 млрд років тому.

Як ми всі добре знаємо, життя зародилося в океані, і, провівши в ньому якийсь час, це життя вийшло на сушу. Але як і коли саме перші живі організми зважилися вибратися з води? Зазвичай, коли ми говоримо про освоєння суші, то на думку спадають членистоногі, рослини, риби – проте очевидно, що першими живими організмами на земній суші були якісь мікроби.

На давній Землі життя вибиралося з моря на вулканічні острови. (Фото: Dan Durda / Southwest Research Institute.)

Зразок осадової породи з сухопутним бактеріальним матом (позначений стрілкою). (Фото: Martin Homann, European Institute for Marine Studies)

Хоча мікроби не мають скелета, від їхніх колоній все ж таки залишаються сліди, що зберігаються в осадових породах – саме такі сліди шукають дослідники, які займаються походженням життя. Поки найбільш надійними знахідками тут залишаються зразки віком 3,5 млрд років, знайдені в Західній Австралії ще в 1992 році - вони вважаються найдавнішими слідами життя на Землі. (Варто зауважити, що іноді виникають роботи, в яких описуються ще більш ранні копалини ознаки життя.)

Але ці сліди здебільшого вказують на морське життя.З земним життям все складніше: по-перше, поверхня планети на той час взагалі була здебільшого покрита океанами, серед яких то тут, то там виникали вулканічні острови; по-друге, у морі у слідів життя було більше шансів зберегтися в осадових породах неушкодженими, ніж на суші; по-третє, для «сухопутних» зразків такої давнини важче визначити вік і важче описати те оточення, в якому вони існували, і тому їх легко сплутати з тими, що були в морі.

Досі найдавнішими наземними слідами життя вважалися зразки віком 2,7 млрд років, відкриті у формації Тумбіана в Австралії та в зеленокам'яному поясі Барбертон у Південній Африці (зеленокам'яними поясами називають особливий комплекс порід віком 2,5–3,5 млрд років). Однак у новій статті, опублікованій у Nature Geosciences, дослідники з Європейського інституту моря разом із колегами з інших наукових центрів Франції, Німеччини та Австралії пишуть, що їм вдалося знайти ще давніші ознаки «сухопутного» життя – віком 3,2 млрд років.

Автори роботи вивчали стародавні осадові породи з того ж зеленокам'яного поясу Барбертон у Південній Африці, в яких виявились сліди бактеріальних матів – складних симбіотичних угруповань бактерій та архей, в яких мікроби формують шари, що перемежуються. Судячи з оточення мікробних матів (точніше, слідів мікробних матів), вони виникли саме тут, причому тут колись була річкова дельта.

На користь того, що мікроби жили не в морі, а на суші, нехай і в річковій дельті, говорить і вміст ізотопів вуглецю та азоту, властивих органічних речовин.За ізотопами «сухопутні» бактеріальні мати відрізняються від морських, тому що ті та інші сформовані мікробами з різним обміном речовин. Ті бактерії, які залишили сліди віком 3,2 млрд років, жили явно не в морі, тож, очевидно, життя вийшло на сушу раніше, ніж усі думали раніше.

Автор: Кирило Стасевич

Як життя завойовувала сушу?

Еволюції знадобилося не менш як мільярд років, щоб живі організми вперше змогли вибратися з океанських вод на сушу. Якими новими фізіологічними особливостями їм довелося придбати, щоб це стало можливим? Коли і як життя почало виходити з морських глибин? Як виглядали перші мешканці суші? Про це у своїй лекції розповідає палеонтолог, випускник кафедри палеонтології геологічного факультету МДУ ім. М.В. Ломоносова, науковий співробітник Державного Дарвінівського музею Ярослав Попов.

Бактерії, гриби, а можливо, і одноклітинні водорості могли існувати на суші задовго до появи там будь-яких інших організмів, що прийшли з води. Якщо ж говорити про безпосередній вихід з океану, то піонерами підкорення суші були рослини, потім членистоногі тварини; а першими хребетними тваринами, які освоїли суходіл, були риби.

Докладніше — у нашій лекції.

● Кирило Єськов. Книга "Дивовижна палеонтологія. Історія Землі та життя на ній"

● Фільм "Внутрішня риба" (три частини)

● Ніл Шубін. Книга "Внутрішня риба. Історія людського тіла з найдавніших часів до наших днів"

● Garwood RJ, Edgecombe GD. Early Terrestrial Animals, Evolution, and Uncertainty // Evolution: Education and Outreach volume 4, pages 489–501(2011) J. de Vries and J.M. Archibald. Plant evolution: landmarks on the path to terrestrial life // New Phytologist (2018) 217: 1428–1434

Інформаційні слайди-фотографії: Ярослав Попов, Findlers University, журнал Nature, https://www.yaklass.ru, http://biologia8.adu.by

геологічний факультет мг державний дарвінський музей завоювання суші кафедра палеонтології геологічного факультету мг кембрійський вибух латимерії мг ім ломоносова палеонтолог ярослав попов тиктаалик

Вихід рослин та тварин на сушу [організмів]

Мешканці суші витрачають масу зусиль і часу на добування води та захист організму від висихання. Також на них діє смертоносне сонячне проміння. Звісно, ​​сонячне світло — основа життя Землі. Але до його складу входять і невидимі ультрафіолетові промені. Вони також потрібні для життя, але у великій кількості дуже небезпечні. Тільки при великому вмісті кисню в атмосфері утворюється спеціальний озоновий шар, що пом'якшує це згубне випромінювання.

Життя наземної істоти тяжке у буквальному значенні слова, оскільки нею діє сила тяжкості. У воді її врівноважує сила, що виштовхує, і тіло ніби «нічого не важить».

Тому довгий час живі істоти мешкали лише у морській воді, що захищала їхню відмінність від усіх цих напастей. Так тривало половину часу існування біосфери — 2 мільярди років із майже чотирьох. Весь цей час континенти були зовсім неживі і були первинною пустелею.

Прісна вода

Раніше вчені думали, що прісні води були для першопоселенців суші чимось на кшталт пересадочної станції. Однак зараз встановлено, що справжня прісноводна фауна з'явилася помітно пізніше, ніж ґрунтова фауна, — у середині палеозою. Більше того, є серйозні підстави вважати, що в ті часи на Землі не було не тільки прісноводної фауни, а й самих прісних вод.

Вихід на сушу

До кінця палеозою і тварини, і рослини вже освоїлися на повітрі, але ніяк не могли надовго розлучитися з водним середовищем. Адже вона була їм потрібна для розмноження. Зародок нового організму, поки він слабкий і малий, — і суперечка папороті, що проростає, і ікринка земноводного, і дитинча, — всі вони залишалися, як і раніше, беззахисні на повітрі. Але, зрештою, з появою насіння та яєць, вони «вийшли на сушу».