Във въглерода, вземал някога участие във фотосинтеза, необратимо се изменя съотношението на изотопите C¹² и C¹³ и това е сигурен белег за органичния му произход. Най-стария намерен такъв въглерод е на възраст 3.85 милиарда години.

Числото е впечатляващо и само по себе си, но още по-впечатляващо е обстоятелството, че тези въглеродни отложения са в масива Исуа в Гренландия, където са и най-древните на Земята утаечни скали. По този начин, първите достоверни следи на живот се появяват на Земята едновременно с първите достоверни следи от вода. А тъй като изкопаемите могат да се съхранят изключително в седиментни скали, то може да се каже така: достоверни следи на живот на Земята са известни от момента, когато се е появила принципна възможност за тяхната фиксация. Животът на Земята съществува приблизително толкова време, колкото съществуват и самата планета. За съществуването на фотосинтезиращи организми от най-древни времена има преки доказателства (в скалите на масива Исуа, са открити остатъци от хлорофил – фитан и пристан, и даже неразложен цианобактериален пигмент фикобилин), но най- сигурен белег за фотосинтеза е нейния страничен продукт – кислород. В този масив се срещат железни руди джеспилити, редуващи се бедни и по-богати на железни оксиди слоеве. Те се формират, когато желязото, получено от вулканична активност и разтворено в морска вода, се окислява от молекулярен кислород, чието съществуване е доказателство за наличие на достатъчно количество фотосинтезиращи организми.

Изглед от масива Исуа. Снимка: © James L. Amos/Corbis

Първи организми

Едно е сигурно: първите организми са били едноклетъчни и анаеробни (не се нуждаели от кислород), достатъчни им били само въглеродния диоксид и водорода от първичната атмосфера, т.е. били метаногени.

Схема: BMC Evol Biol, преведена и обработена: bgchaos

Схема на развитието на метаболизма на прокариотите (едноклетъчните без ядра) според Battistuzzi F.U., Feijao A., Hedges S.B,2004. По подробно за метаногенезата и др. има в темата за архибактериите – екстремофили.

Най-древните следи от фотосинтезиращи, т.е. извличащи водорода от водата, са строматолитите. Те са възникнали на дъното на плитководните водоеми и имат сложна слоистост от калциев карбонат, резултат от дейността на синьозелените водорасли или цианофити.

Древни строматолити – Ханфлинт, Горно езеро, Канада – снимка: David Attenbborough

Живи строматолити от залива Шарк-бей, Австралия – снимка: David Attenbborough

Цианофитите или синьозелените водорасли са фотосинтезиращи бактерии, които с помощта на слънчевата светлина, се преобразуват CO₂ и H₂O в свободен кислород и въглехидратни съединения, служещи за храна за други микроорганизми. Цианобактериите са били доминиращи в течение на поне 2 млрд г., а някои форми все още съществуват и днес. Те произвеждат чрез фотосинтеза големи количества кислород, изиграл ключова роля в развитието на по-сложните организми и човека.

Митоза на цианобактерия от рода Nostoc – ясно се вижда липсата на ядро. Снимка: © Wim van Egmond/Visuals Unlimited/Corbis

Камбрийския “Биг Бенг”

Както подчертахме по-горе, животът на Земята възникнал почти веднага след като възникнали необходимите за това условия. Но правейки тази първа, най-важна стъпка, еволюцията неясно защо спряла за цели три милиарда години. През цялото това време тя се ограничила само с изменение и усъвършенстване на вече съществуващите видове – малки бактерии и прости водорасли. Но затова пък само преди 530 милиона години, в началото на Камбрия на Земята става уникално събитие – като че ли внезапно, бързо и почти едновремено възникнали множество нови биологични форми. В съвременната фауна има 30–35 типа многоклетъчни животни; а в Камбрия са се появили около 100! След това нови типове не възниквали, а много от старите изчезнали. Никой не знае защо едни или други групи животни са оцелели до наши дни. А победителите са:

Схема: bgchaos, по идея на Natural Word, Ruth Binney

В средата на миналия век в местността Едиакар в Австралия в докамбрийски пясъчници са открити многобройни фосили на животни, неприличащи на нито един от известните ни дотогава организми. Изследователят, който първи ги е видял, ги нарекъл халюцинация. Те са като експериментални модели, чиято конструкция не се оказала успешна. Те доказват и колко откъслечни са сведенията ни за древната фауна.

След тези чудовища ще Ви е по-лесно да приемете възможността за живот на не въглеродна основа, за което може да прочетете в следващата тема. Източник: Unicellular Organisms ПРОИСХОЖДЕНИЕ и ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ, ЗАВАРЗИН Г. А. Evolution of Micro-organisms and Plants Age of Animals A genomic timescale of prokaryote evolution: insights into the origin of methanogenesis, phototrophy, and the colonization of land, Fabia U Battistuzzi,Andreia Feijao, S Blair Hedges Life on Earth, David Attenbborough