Удивительное зарождение Земли. Путешествие по скрытым чудесам, которые дали жизнь нашей планете

На начальных этапах насыщения Земли кислородом, возможно, в период между 2 и 1,8 миллиардами лет назад, произошел ряд уникальных биологических симбиозов, навсегда изменивших эволюцию жизни на нашей планете. Сначала, согласно одной из ведущих теорий, крупный океанический микроб поглотил более мелкую бактерию, дышащую кислородом. По неизвестной причине, вместо того чтобы перевариться, как обычно, бактерия выжила. Каждый микроб извлекал выгоду из этого симбиоза: меньший получал кров и пищу, а больший – способность дышать кислородом, когда это было необходимо. По мере того как микробы поддерживали свой симбиоз на протяжении многих поколений, меньший все больше жертвовал собственной автономией и в конце концов превратился в постоянную клеточную структуру: первую митохондрию, так называемый «энергетический центр» клетки. Сегодня бобовидные митохондрии, вырабатывающие энергию, есть в клетках всех сложных многоклеточных существ.

Согласно этой теории, в какой-то момент после появления клеток с митохондриями некоторые из них ассимилировали цианобактерии, которые постепенно превратились в хлоропласты – крошечные зеленые органеллы, осуществляющие фотосинтез в клетках растений и водорослей. Все животные, растения и грибы в конечном итоге произошли от этих древних слияний микроскопических существ. Линн Маргулис была одним из первых ученых, официально разработавших теорию о том, что митохондрии и хлоропласты когда-то были самостоятельными микробами, возникшими на ранних этапах эволюции многоклеточной жизни. Поначалу ее идеи вызывали много споров и даже насмешек, но в итоге их подтвердили многочисленные генетические и микробиологические доказательства.

Ученые продолжают спорить о том, было ли повышение уровня кислорода в океане и атмосфере предпосылкой для возникновения сложной жизни, катализатором или какой-то другой формой влияния. Но многие согласны с тем, что отсутствие свободного кислорода, вероятно, сдерживало эволюцию сложных клеток и крупных тел и что повышение или колебание уровня кислорода, по всей видимости, способствовало резкому увеличению разнообразия форм животных, например кембрийскому взрыву в промежутке между 540 и 500 миллионами лет назад. К тому времени кислород мог составлять до 10,5 % атмосферы, что примерно вдвое меньше, чем сегодня.

Исторически сложилось так, что эволюция изображается линейно в виде ветвящегося дерева или сетчато, в виде паутины. Хотя эти метафоры точно отражают многие эволюционные процессы, другие гораздо более извилисты, даже цикличны. Снова и снова жизнь и окружающая среда меняют друг друга. Своим поведением и продуктами жизнедеятельности живые существа вносят долгосрочные изменения в окружающую среду, которые отчасти определяют судьбу их потомков и других видов. Микробы могут засеять облака. Леса на одном континенте могут вызвать дождь на другом. Дыхание может менять планету.

Перед тем как забраться на высокую башню в обсерватории, я так долго представлял себе путешествие на вершину, что не смог предвидеть трудности на обратном пути. После нескольких часов, проведенных на башне, мы с моими спутниками были измотаны и обезвожены. Когда мы начали спускаться, мои ноги непроизвольно дрожали от пронизывающей усталости, знакомой по долгим горным походам. Приходилось двигаться еще осторожнее, чем при подъеме, напрягаясь при каждом шаге.

Над нами на утреннем небе висело плотное белое одеяло. По иронии судьбы то самое явление, ради изучения которого многие ученые посещают башню, часто мешает их работе. В сильный ливень, а особенно во время грозы башня становится еще более непредсказуемой, чем обычно. Меня предупредили, что если во время подъема начнется дождь, то нам, скорее всего, придется повернуть назад, так и не добравшись до вершины. Этого не произошло, и теперь я надеялся избежать опасностей, связанных с перемещением по скользкой лестнице. Гравитация и чувство долга помогали мне идти, и я наконец достиг основания башни, весь обливаясь потом и испытывая огромное облегчение от того, что снова ощутил под ногами землю.

Прошло лишь 20 минут с тех пор, как мы пришли в лагерь, чтобы восстановить силы, и тут температура резко снизилась, сильный ветер начал гнуть деревья, а в небе сверкнули молнии, пошел сильный дождь. Хотя это был не первый ливень за время моего путешествия, он был самым сильным. Все стало влажно-размытым из-за беспорядочных частиц – жидкий белый шум. Вода лилась с крыш, струилась и стекала по песчаной почве. Звук физически стремился подавить все вокруг, как будто он пытался поглотить земную плоскость, как будто дождь вспомнил, что когда-то он был океаном и все еще способен затопить мир.