Головна
Реферати » Реферати з біології » Кембрійський парадокс

Кембрійський парадокс

Кембрійський парадокс

Рафаїл Нудельман

Приблизно 530 мільйонів років тому, на початку кембрійської епохи , на Землі відбулося унікальна подія - раптово, швидко і майже одночасно виникло безліч нових біологічних форм, які стали попередниками найважливіших типів сучасних організмів аж до людини. Багатьом біологам до цих пір важко примиритися з думкою про реальність цього кембрійського вибуху. В одному із стандартних підручників біології для американських університетів можна, наприклад, і зараз прочитати твердження, що "форми, що жили в той (кембрійський) період, напевно повинні були відбутися від предків, що існували принаймні за сотні мільйонів, а то й мільярди років до того ". Але в тому-то й загадка кембрійського вибуху, що ніякі перехідні, проміжні форми не з'єднували що з'явилися тоді нові типи організмів з бактеріями і найпростішими водоростями, які населяли земні океани до них. І це відсутність звичного "містка" ставить перед біологами найважче завдання - пояснити, яким чином міг статися такий загадковий еволюційний стрибок.

Кембрійська епоха була унікальною поворотною точкою в історії еволюції. Це означає, що і причини, що викликали цей неповторний біологічний вибух, теж повинні були бути унікальними. Але що це за причини? Одна чи багато? Якого роду - чисто біологічного? А може, фізико-хімічного або геологічного? Або того, і іншого, і третього разом?

А чи був "вибух"?

Надзвичайне увагу недавно привернула стаття професора Каліфорнійського технологічного інституту Кіршвінка і його співробітників Ріппердана і Еванса, в якій висувалося сенсаційне твердження, ніби близько півмільярда років тому наша планета зазнала справжній перекид в космічному просторі. За даними авторів, у ході цього катаклізму наша планета повернулась на цілих 90 градусів щодо своєї осі, в результаті чого основні материки Землі змінили своє колишнє місце розташування - біля полюсів - на нинішній.

Зрозуміло, наукові та науково-популярні журнали світу негайно сповістили своїх читачів про нову сенсаційної гіпотези. Але що дивно - всі повідомлення про неї йшли під заголовками типу: "Повертається Земля пояснює кембрійських загадку", або "перекид планети - причини кембрійського вибуху". Дійсно, на завершення своєї статті автори безпосередньо пов'язували результати своїх досліджень з тим великим еволюційним стрибком, який стався на Землі ті ж півмільярда років тому. Вони писали, що виявлений ними стародавній планетарний катаклізм цілком міг стати вихідним поштовхом, що спричинило за собою цей загадковий стрибок.

Нагадаю та іншу публікацію, присвячену кембрійського "біологічному Біг Бенг": статтю трьох інших американських вчених, на цей раз біологів - Валентина, Яблонського і Ервіна. І хоча стаття була названа суворо науково: "Походження тілесної планування багатоклітинних організмів", підзаголовок не залишав сумнівів у тому, що і ця робота має пряме відношення до кембрійської загадки. "Нещодавно виявлені скам'янілості і нове розуміння процесу розвитку організму, - писали автори, - відкривають несподівані можливості для пояснення загадки вибухоподібного виникнення нових видів на початку кембрійської епохи".

Які ж причини породжують ці невпинно відновляються спроби пояснення пересічного, здавалося б, еволюційного стрибка, яким уявляється кембрійський вибух непосвяченому людині? Адже історія еволюції знає й інші, не менш катастрофічні і не менш загадкові події - наприклад, поголовне і майже одночасне зникнення динозаврів, яке сталося 65 мільйонів років тому, або так звана Велика Смерть ("Пермська катастрофа", як її ще називають) - масове і стрімке вимирання живих організмів в земних океанах в Пермському епоху, 245 мільйонів років тому, коли "разом" загинули близько 95 відсотків всієї тодішньої морської фауни. Чому вони не залучають такого напруженого і невпинного уваги? Чому саме кембрійський вибух викликає найгостріші та незгасаюча суперечки ось вже понад сто п'ятдесят років, майже з самого моменту його відкриття?

Відповідь полягає в тому, що серед всіх численних загадок біологічного минулого Землі кембрійський вибух займає особливе місце. На відміну від всіх інших катастроф, незмінно пов'язаних з вимиранням тих чи інших живих видів, цей вибух призвів до стрімкої появи безлічі нових біологічних форм.

Це народження нових форм було абсолютно раптовим. Немає жодних свідчень, ніби йому передувало тривале накопичення поступових змін і ускладнень.

Далі, це незрозуміле поява нових форм не розтягнулося на всю кембрійських епоху або хоча б значну її частину, а сталося майже одночасно, протягом яких-небудь трьох-п'яти мільйонів років. У геологічних масштабах часу це зовсім незначний термін - він становить всього одну тисячну від загальної тривалості еволюції, що і змушує назвати цей еволюційний стрибок "біологічним вибухом". Наслідки цього вибуху мали унікальне значення для еволюції життя на нашій планеті - вони розділили історію цієї еволюції на дві нерівні частини. Якщо до-кембрійських епоха була часом одноосібного панування одноклітинних організмів, то після-кембрійських стала епохою багатоклітинних форм. У ході кембрійського вибуху вперше в історії еволюції виникли багатоклітинні організми сучасного типу, склалися всі основні характеристики тих тілесних "планів", за якими ці організми будуються досі, були закладені передумови майбутнього виходу цих організмів з морів на сушу і завоювання ними всій поверхні Землі .

Ось як це виглядало, виходячи з нинішніх наукових уявлень. Земля, згідно з сучасними оцінками, утворилася близько чотирьох з половиною мільярдів років тому. Перші одноклітинні організми в її океанах з'явилися близько трьох з половиною - чотирьох мільярдів років тому. Іншими словами, життя на Землі виникла майже відразу ж після того, як виникли необхідні для цього умови - охолодження планети, освіта земної кори і океанів. Проте, зробивши цей перший, найважливіший крок, еволюція чомусь загальмувалася на цілих три мільярди років. Перед нею наче б стояв якийсь невидимий бар'єр, якого вона не могла подолати. Весь цей час вона обмежувалася лише зміною та вдосконаленням вже існуючих видів - мікроскопічних бактерій і найпростіших водоростей.

А потім за найкоротший час, нагадаю - за три-п'ять мільйонів років, виникає "нове життя": прообраз і предтеча сучасної.

Так що ж трапилося тоді - 530 - 540 мільйонів років тому?

Унікальність і загадковість особливостей Кембрійського вибуху - ось що привертає до нього неослабну увагу біологів протягом останніх ста п'ятдесяти років.

Складність проблеми полягає, однак, не тільки в цій загадковості кембрійського "біологічного Біг Бенга" і причин, його породили. Не менш важливим поштовхом до гострих і безперервним суперечкам навколо нього служить той факт, що проблема Кембрійського вибуху має ще й пряме відношення до дарвінівської теорії еволюції. Точніше кажучи, попросту їй суперечить. Першим, хто це усвідомив, був сам Дарвін. Він же був першим, хто запропонував можливий вихід з цього протиріччя. Однак запропонована Дарвіном гіпотеза не задовольнила багатьох його послідовників, і в результаті біологи-еволюціоністи розділилися на два ворогуючі табори, спір між якими триває ось уже півтора століття. Спробуємо розібратися в цій суперечці.

Першовідкривачем Кембрійського вибуху був Роберт Мерчісон - англійський аристократ, який під впливом своєї честолюбної дружини вирішив зайнятися наукою. Вивчаючи скам'янілості давніх епох, виявлені у відповідних відкладеннях, він виявив, що шари цих відкладень розділені різкою кордоном. Нижче цієї межі вони вкрай бідні біологічними останками і демонструють повсюдне поширення одних лише найпростіших одноклітинних організмів - бактерій і водоростей, а потім, починаючи з кембрійської епохи, близько 550 мільйонів років тому, раптово обзаводяться небаченим багатством нових біологічних форм. Будучи людиною віруючою і розділяючи переконання великого Ліннея, що "існує рівно стільки видів, скільки їх спочатку створив Творець", Мерчісон розцінив відкрите ним явище як пряме свідчення втручання Божої руки в розвиток життя. Зрозуміло, що таке креаціоністського (від слова creation - створення) пояснення було несумісне з поданням про природної еволюції біологічних форм.

Мерчісон опублікував результати своїх досліджень у тридцяті роки минулого століття. Кілька десятиліть потому вийшла в світ знаменита робота Дарвіна "Походження видів", в якій вперше послідовно викладалася і докладно аргументувалася теорія розвитку життя на Землі, заснована на уявленнях про наслідуваних зміни і природному відборі. Зрозуміло, Дарвін не брав креаціонізму. Але він відразу ж угледів, що Кембрійські вибух є каменем спотикання для його теорії в іншому - не менше важливому - аспекті.

Справа в тому, що, за Дарвіном, еволюція повинна була відбуватися поступово, плавно і безперервно, тобто, як сьогодні говорять, градуально. У своїй книзі він дуже недвозначно писав: "Природний добір щодня і щогодини піддає найсуворішому прискіпливому обстеженню все що відбуваються в світі зміни, навіть самі найменші, відкидаючи те, що погано, зберігаючи і поліпшуючи те, що добре ... Ми не помічаємо цих повільних змін в їх поступовому становленні і помічаємо їх лише тоді, коли хід часу відміряє величезні проміжки цілих історичних епох ".

Зрозуміло, що дарвінівський градуалізм був несумісний з наявністю такого різкого, короткочасного і стрімкого явища, як Кембрійські вибух. Градуалізм спочиває на переконанні, прекрасно сформульованому знаменитим популяризатором дарвінізму Т.Х.Хакслі: "Природа не терпить стрибків". Протиріччя з даними Мерчісона настільки хвилювало Дарвіна, що в передмові до останнього видання своєї книги він спеціально відзначив "В даний час це явище (Кембрійські вибух. - Р.М.) залишається незрозумілим, і воно воістину може бути розглядатися як переконливий

Сторінки: 1 2 3 4 5