развитие жизни на земле книга
6 увлекательных книг о зарождении жизни на Земле и ее эволюции
Этим летом просветительский фонд «Эволюция» и «Книжные проекты Дмитрия Зимина» запустили совместный образовательный проект Primus. Это книжная серия, в которой талантливые ученые и популяризаторы науки, которые никогда раньше не издавались, смогут опубликовать свои работы.
Читательский интерес к научно-популярным изданиям, как переводным, так и отечественным, сильно вырос, и подобные, качественные и интересные, нередко становятся бестселлерами.
Серия Primus будет выходить в нескольких издательствах, но в едином оформлении. Первые две книги уже известны. Это работа научного журналиста Бориса Жукова «Введение в поведение. История наук о том, что движет животными и как их правильно понимать» (издательство Corpus) и книга Михаила Никитина, специалиста по эволюционной биохимии «Происхождение жизни. От туманности до клетки» («Альпина нон-фикшн»). Оба автора вошли в лонг-лист премии «Просветитель», главной российской награды в области научно-популярной литературы.
Михаил Никитин «Происхождение жизни. От туманности до клетки» Британский астроном Фред Хойл однажды сказал: «Вероятность случайного получения живой клетки примерно равна вероятности самосборки Боинга-747 от торнадо на мусорной свалке». За простой фразой «на планете зародилась жизнь» скрывается величайшая тайна. Предлагая поразмышлять над ней, Михаил Никитин пишет чрезвычайно увлекательный и абсолютно научный биоэволюционный детектив. Логично, четко, без примитивных упрощений (временами придется обращаться за помощью к Google) автор рассказывает о происхождении клетки, начиная с момента зарождения Солнечной системы. Как появился «первичный бульон» (и нужны ли там «первичная пицца» и «первичный майонез»), как начинался РНК-мир (форма жизни, не использующая белки, а использующая рибонуклеиновую кислоту), без каких химических элементов практически невозможно возникновение жизни на других планетах.
Книга Никитина напоминает вдохновенную и убедительную лекцию, где все доказательства и все примеры работают на одну тему, и в итоге у читателя остается не набор разрозненных фактов, а стройная концепция, опирающаяся на новейшие научные исследования. И, честно говоря, системность мышления и логика изложения автора в сочетании с масштабом выбранной темы просто завораживают.
По просьбе «РБК Стиль», Михаил Никитин выбрал еще пять книг, которые помогут разобраться в происхождении жизни и биологической эволюции:
К.Ю. Еськов «Удивительная палеонтология: История Земли и жизни на ней»
Эта книга написана сотрудником Палеонтологического института РАН. Она уникальна тем, что излагает целостную картину эволюции Земли и ее биосферы на протяжении миллиардов лет. Здесь вы не найдете подробностей о каких-нибудь отдельных видах динозавров или ракоскорпионов — Еськов рассказывает историю Земли с точки зрения биосферы, а не отдельных видов. Именно эта книга стала для меня основным образцом стиля в работе над «Происхождением жизни».
Е.В. Кунин «Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции»
Издательство Центрполиграф, 2014 г.
Автор этой книги — самый цитируемый ученый нашего времени, директор Национального центра биотехнологической информации США. Он рассказывает о происходящей сейчас третьей революции в эволюционной биологии. Первая революция была связана с работами Дарвина, вторая — с появлением в середине 20 века синтетической теории эволюции, в которой идеи Дарвина объединились с генетикой. Третья революция происходит благодаря лавине новых данных о последовательностях ДНК разных организмов. Если в эволюции на уровне целых организмов работает прежде всего дарвиновская связка «случайные мутации — закономерный естественный отбор», то на уровне ДНК большая роль принадлежит, похоже, чисто случайным процессам генетического дрейфа. Книга Кунина дает картину становления новой теории эволюции прямо сейчас, на наших глазах.
Дж. Д. Макдугалл «Краткая история планеты Земля. Горы, животные, огонь и лед»
Эта книга, написанная крупным американским геологом, раскрывает головокружительную картину развития Земли: блоки земной коры с континентами двигаются в разные стороны и сталкиваются, материки прирастают с краев островными дугами, ледники, как гигантский напильник, выравнивают горы, а потоки магмы с тысячекилометровых глубин поднимают с океанского дна вулканические острова. К сожалению, большинство конкретных примеров в книге относится к Северной Америке, но читать все равно стоит, чтобы составить представление об устройстве и истории нашей планеты.
Роберт Хейзен «История Земли»
Издательство Альпина Нон-фикшн, 2015 г.
Другой рассказ об истории планеты Земля, тоже от геолога, но под другим углом зрения. Геологи насчитывают на Земле более 3000 видов минералов, большинства из которых не существует ни на Марсе, ни на Венере, ни в метеоритах. Хейзен, в отличие от Макдугалла, раскрывает роль живых организмов в появлении огромного разнообразия минералов. Книга хорошо показывает связь разных эпох в истории нашей планеты: «Черная Земля» сразу по остывании океана магмы, «Серая Земля» первых гранитных материков, «Красная Земля» первое время после кислородной революции и так далее.
Александр Марков «Рождение сложности»
В отличие от остальных книг в нашей пятерке, эта — скорее сборник мелких рассказов, чем цельный роман. Марков собрал огромное количество небольших историй из самых разных этапов развития жизни на Земле, от древнейшего мира РНК до появления человека. В том числе Марков описывает ряд примеров, когда эволюция, включая появление новых видов, происходит за считанные десятилетия прямо на наших глазах. Широчайший охват этой книги позволяет ей «цеплять» самых разных читателей, которые затем будут обращаться к другим книгам за углубленной информацией по заинтересовавшим их темам. Например, после первой главы («Происхождение жизни») можно переходить к моей книге и двигаться от туманности до клетки.
Развитие жизни на земле книга
Развитие жизни на Земле
РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
О развитии жизни на Земле написано немало книг, от институтских учебников палеонтологии, исторической геологии, зоологии и ботаники и соответствующих научных монографий до различных научно-популярных изданий. Однако за последние 10-15 лет в отечественной литературе по данной проблеме наметился некоторый пробел в области, так сказать, среднего звена: практически отсутствуют книги, в которых развитие жизни освещалось бы достаточно полно и разносторонне, но в то же время компактно и на уровне, не требующем значительных специальных знаний и доступном более широкому кругу читателей. Такая книга могла бы послужить пособием для учителей средней школы, а также для студентов тех институтов и факультетов, где эволюция организмов изучается и рамках общих курсов зоологии, ботаники или общей биологии.
Предлагаемая книга предназначена в какой-то мере восполнить указанный пробел. Ее ограниченный объем не позволяет в равной степени осветить все сложные и разнообразные аспекты развития жизни. Будучи зоологом, автор основное внимание уделил эволюции животного мира, в первую очередь позвоночных животных, поскольку эти последние в целом ряде отношений имеют особое значение: их эволюция изучена наиболее подробно; ископаемые остатки скелетов позвоночных позволяют восстанавливать внутреннее строение вымерших позвоночных более полно, чем у представителей других групп животных; общие закономерности филогенеза были сформулированы в значительной степени именно на основе изучения эволюции позвоночных; наконец, филогенез одной из групп позвоночных привел к возникновению человека.
Помимо описания общей картины развития жизни, с воссозданием облика фауны и флоры в последовательных периодах истории Земли, автором сделана попытка представить обзор филогенеза основных групп животных и рассмотреть некоторые общебиологические проблемы (происхождение эукариот, возникновение многоклеточных организмов, явления массового вымирания и др.).
Обсуждение общих вопросов эволюционной теории выходит далеко за рамки данной работы, и механизмы, формы и закономерности эволюционного процесса здесь специально не рассматривались. Однако автор счел необходимым затронуть некоторые проблемы теории эволюции, непосредственно связанные с обсуждаемым материалом (основные направления эволюционного процесса, морфофизиологический прогресс, преадаптация, инадаптивная эволюция, параллельная эволюция и некоторые другие).
Характер издания, к сожалению, не позволяет привести полный список использованной литературы (включающей свыше 200 названий). Некоторые ссылки сделаны в подстрочных примечаниях, а в конце книги приведен краткий список основной использованной литературы.
В соответствии с общей направленностью книги в качестве иллюстраций использованы главным образом реконструкции внешнего облика вымерших организмов.
Автору приятно выразить искреннюю признательность профессору, доктору географических наук В. В. Добровольскому, старшему научному сотруднику, кандидату биологических наук Б. А. Трофимову и кандидату биологических наук Н. Н. Каландадзе за прочтение рукописи, доброжелательную критику и ценные советы.
Эволюционное развитие организмов исследуется целым рядом наук, рассматривающих разные аспекты этой фундаментальной проблемы естествознания.
Ископаемые остатки животных и растений, существовавших на Земле в прошедшие геологические эпохи, изучает палеонтология, которую следует поставить на первое место среди наук, непосредственно связанных с исследованием эволюции органического мира. Основоположником палеонтологии считают великого французского ученого Ж. Кювье (1769-1832), первым приступившего к систематическим исследованиям вымерших организмов. Однако при этом сам Кювье был активным противником идеи эволюции органического мира.
Создание эволюционной палеонтологии связано с деятельностью замечательного русского ученого В. О. Ковалевского (1842-1883), который заложил основы методов филогенетических исследований и установил ряд важных закономерностей макроэволюции. Существенный вклад в разработку эволюционной палеонтологии внесли труды австрийских исследователей М. Неймайра (1845-1890) и О. Абеля (1875-1940), бельгийского ученого Л. Долло (1857-1931), русских палеонтологов и геологов А. П. Карпинского (1847-1936) и А. А. Борисяка (1872-1944), американского палеонтолога Г. Осборна (1857-1935) и целого ряда других исследователей (.
Палеонтологическая летопись, представленная ископаемыми остатками вымерших организмов, имеет пробелы, иногда очень крупные, обусловленные специфичностью условий захоронения остатков организмов и крайней редкостью совпадения всех необходимых для этого факторов (подробнее см. ниже). Для воссоздания филогенеза организмов во всей полноте, для реконструкции многочисленных «недостающих звеньев» на родословном древе (графическом изображении филогенеза) чисто палеонтологические данные и методы оказываются во многих случаях недостаточными. Здесь приходит на помощь так называемый метод тройного параллелизма, введенный в науку известным немецким ученым Э. Геккелем (1834-1919) и основанный на сопоставлении палеонтологических, сравнительно-анатомических и эмбриологических данных. Геккель исходил из сформулированного им «основного биогенетического закона», гласящего, что онтогенез (индивидуальное развитие организма) есть сжатое и сокращенное повторение филогенеза. Следовательно, изучение индивидуального развития современных организмов позволяет в какой-то мере судить о ходе эволюционных преобразований их далеких предков, в том числе и не сохранившихся в палеонтологической летописи.
Развитие жизни на Земле
Иорданский Н Н Развитие жизни на Земле
РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
О развитии жизни на Земле написано немало книг, от институтских учебников палеонтологии, исторической геологии, зоологии и ботаники и соответствующих научных монографий до различных научно-популярных изданий. Однако за последние 10-15 лет в отечественной литературе по данной проблеме наметился некоторый пробел в области, так сказать, среднего звена: практически отсутствуют книги, в которых развитие жизни освещалось бы достаточно полно и разносторонне, но в то же время компактно и на уровне, не требующем значительных специальных знаний и доступном более широкому кругу читателей. Такая книга могла бы послужить пособием для учителей средней школы, а также для студентов тех институтов и факультетов, где эволюция организмов изучается и рамках общих курсов зоологии, ботаники или общей биологии.
Предлагаемая книга предназначена в какой-то мере восполнить указанный пробел. Ее ограниченный объем не позволяет в равной степени осветить все сложные и разнообразные аспекты развития жизни. Будучи зоологом, автор основное внимание уделил эволюции животного мира, в первую очередь позвоночных животных, поскольку эти последние в целом ряде отношений имеют особое значение: их эволюция изучена наиболее подробно; ископаемые остатки скелетов позвоночных позволяют восстанавливать внутреннее строение вымерших позвоночных более полно, чем у представителей других групп животных; общие закономерности филогенеза были сформулированы в значительной степени именно на основе изучения эволюции позвоночных; наконец, филогенез одной из групп позвоночных привел к возникновению человека.
Помимо описания общей картины развития жизни, с воссозданием облика фауны и флоры в последовательных периодах истории Земли, автором сделана попытка представить обзор филогенеза основных групп животных и рассмотреть некоторые общебиологические проблемы (происхождение эукариот, возникновение многоклеточных организмов, явления массового вымирания и др.).
Обсуждение общих вопросов эволюционной теории выходит далеко за рамки данной работы, и механизмы, формы и закономерности эволюционного процесса здесь специально не рассматривались. Однако автор счел необходимым затронуть некоторые проблемы теории эволюции, непосредственно связанные с обсуждаемым материалом (основные направления эволюционного процесса, морфофизиологический прогресс, преадаптация, инадаптивная эволюция, параллельная эволюция и некоторые другие).
Характер издания, к сожалению, не позволяет привести полный список использованной литературы (включающей свыше 200 названий). Некоторые ссылки сделаны в подстрочных примечаниях, а в конце книги приведен краткий список основной использованной литературы.
В соответствии с общей направленностью книги в качестве иллюстраций использованы главным образом реконструкции внешнего облика вымерших организмов.
Автору приятно выразить искреннюю признательность профессору, доктору географических наук В. В. Добровольскому, старшему научному сотруднику, кандидату биологических наук Б. А. Трофимову и кандидату биологических наук Н. Н. Каландадзе за прочтение рукописи, доброжелательную критику и ценные советы.
Эволюционное развитие организмов исследуется целым рядом наук, рассматривающих разные аспекты этой фундаментальной проблемы естествознания.
Ископаемые остатки животных и растений, существовавших на Земле в прошедшие геологические эпохи, изучает палеонтология, которую следует поставить на первое место среди наук, непосредственно связанных с исследованием эволюции органического мира. Основоположником палеонтологии считают великого французского ученого Ж. Кювье (1769-1832), первым приступившего к систематическим исследованиям вымерших организмов. Однако при этом сам Кювье был активным противником идеи эволюции органического мира.
Создание эволюционной палеонтологии связано с деятельностью замечательного русского ученого В. О. Ковалевского (1842-1883), который заложил основы методов филогенетических исследований и установил ряд важных закономерностей макроэволюции. Существенный вклад в разработку эволюционной палеонтологии внесли труды австрийских исследователей М. Неймайра (1845-1890) и О. Абеля (1875-1940), бельгийского ученого Л. Долло (1857-1931), русских палеонтологов и геологов А. П. Карпинского (1847-1936) и А. А. Борисяка (1872-1944), американского палеонтолога Г. Осборна (1857-1935) и целого ряда других исследователей (.
Палеонтологическая летопись, представленная ископаемыми остатками вымерших организмов, имеет пробелы, иногда очень крупные, обусловленные специфичностью условий захоронения остатков организмов и крайней редкостью совпадения всех необходимых для этого факторов (подробнее см. ниже). Для воссоздания филогенеза организмов во всей полноте, для реконструкции многочисленных «недостающих звеньев» на родословном древе (графическом изображении филогенеза) чисто палеонтологические данные и методы оказываются во многих случаях недостаточными. Здесь приходит на помощь так называемый метод тройного параллелизма, введенный в науку известным немецким ученым Э. Геккелем (1834-1919) и основанный на сопоставлении палеонтологических, сравнительно-анатомических и эмбриологических данных. Геккель исходил из сформулированного им «основного биогенетического закона», гласящего, что онтогенез (индивидуальное развитие организма) есть сжатое и сокращенное повторение филогенеза. Следовательно, изучение индивидуального развития современных организмов позволяет в какой-то мере судить о ходе эволюционных преобразований их далеких предков, в том числе и не сохранившихся в палеонтологической летописи.
Развитие жизни на Земле
РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
О развитии жизни на Земле написано немало книг, от институтских учебников палеонтологии, исторической геологии, зоологии и ботаники и соответствующих научных монографий до различных научно-популярных изданий. Однако за последние 10-15 лет в отечественной литературе по данной проблеме наметился некоторый пробел в области, так сказать, среднего звена: практически отсутствуют книги, в которых развитие жизни освещалось бы достаточно полно и разносторонне, но в то же время компактно и на уровне, не требующем значительных специальных знаний и доступном более широкому кругу читателей. Такая книга могла бы послужить пособием для учителей средней школы, а также для студентов тех институтов и факультетов, где эволюция организмов изучается и рамках общих курсов зоологии, ботаники или общей биологии.
Предлагаемая книга предназначена в какой-то мере восполнить указанный пробел. Ее ограниченный объем не позволяет в равной степени осветить все сложные и разнообразные аспекты развития жизни. Будучи зоологом, автор основное внимание уделил эволюции животного мира, в первую очередь позвоночных животных, поскольку эти последние в целом ряде отношений имеют особое значение: их эволюция изучена наиболее подробно; ископаемые остатки скелетов позвоночных позволяют восстанавливать внутреннее строение вымерших позвоночных более полно, чем у представителей других групп животных; общие закономерности филогенеза были сформулированы в значительной степени именно на основе изучения эволюции позвоночных; наконец, филогенез одной из групп позвоночных привел к возникновению человека.
Помимо описания общей картины развития жизни, с воссозданием облика фауны и флоры в последовательных периодах истории Земли, автором сделана попытка представить обзор филогенеза основных групп животных и рассмотреть некоторые общебиологические проблемы (происхождение эукариот, возникновение многоклеточных организмов, явления массового вымирания и др.).
Обсуждение общих вопросов эволюционной теории выходит далеко за рамки данной работы, и механизмы, формы и закономерности эволюционного процесса здесь специально не рассматривались. Однако автор счел необходимым затронуть некоторые проблемы теории эволюции, непосредственно связанные с обсуждаемым материалом (основные направления эволюционного процесса, морфофизиологический прогресс, преадаптация, инадаптивная эволюция, параллельная эволюция и некоторые другие).
Характер издания, к сожалению, не позволяет привести полный список использованной литературы (включающей свыше 200 названий). Некоторые ссылки сделаны в подстрочных примечаниях, а в конце книги приведен краткий список основной использованной литературы.
В соответствии с общей направленностью книги в качестве иллюстраций использованы главным образом реконструкции внешнего облика вымерших организмов.
Автору приятно выразить искреннюю признательность профессору, доктору географических наук В. В. Добровольскому, старшему научному сотруднику, кандидату биологических наук Б. А. Трофимову и кандидату биологических наук Н. Н. Каландадзе за прочтение рукописи, доброжелательную критику и ценные советы.
Эволюционное развитие организмов исследуется целым рядом наук, рассматривающих разные аспекты этой фундаментальной проблемы естествознания.
Ископаемые остатки животных и растений, существовавших на Земле в прошедшие геологические эпохи, изучает палеонтология, которую следует поставить на первое место среди наук, непосредственно связанных с исследованием эволюции органического мира. Основоположником палеонтологии считают великого французского ученого Ж. Кювье (1769-1832), первым приступившего к систематическим исследованиям вымерших организмов. Однако при этом сам Кювье был активным противником идеи эволюции органического мира.
Создание эволюционной палеонтологии связано с деятельностью замечательного русского ученого В. О. Ковалевского (1842-1883), который заложил основы методов филогенетических исследований и установил ряд важных закономерностей макроэволюции. Существенный вклад в разработку эволюционной палеонтологии внесли труды австрийских исследователей М. Неймайра (1845-1890) и О. Абеля (1875-1940), бельгийского ученого Л. Долло (1857-1931), русских палеонтологов и геологов А. П. Карпинского (1847-1936) и А. А. Борисяка (1872-1944), американского палеонтолога Г. Осборна (1857-1935) и целого ряда других исследователей (.
Возникновение и развитие жизни на Земле
Для читателей, интересующихся науками о Земле.
Современная биосфера Земли и ее население 1
Древность жизни на Земле 4
Органические соединения в космосе 7
Космическая история углеродных молекул 9
Возникновение биосферы и главные черты ее развития 12
Эволюция приматов и человека 27
Г. В. Войткевич
Возникновение и развитие жизни на Земле
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
Серия «Планета Земля и Вселенная» (Основана в 1977 году)
Ответственный редактор доктор геолого-минералогических наук А. И. ПЕРЕЛЬМАН
доктор геолого-минералогических наук Г. И. НЕМКОВ
доктор геолого-минералогических наук И. Н. САФРОНОВ
Предисловие
Проблема происхождения жизни актуальна в современном естествознании. По ней ведутся интенсивные исследования в различных научных центрах нашей страны и за рубежом. Огромное количество разрозненных эмпирических данных требует новых подходов, новых принципов обобщения. Проблема происхождения жизни является комплексной, и ее решение становится не под силу одному человеку. В процессе подготовки и написания этой книги автор хорошо усвоил слова выдающегося английского физика и натуралиста Дж. Бернала (1901-1971) о том, что любое решение проблемы происхождения жизни, предложенное отдельным человеком, каким бы образованным и талантливым он ни был, неизбежно будет пристрастным и уязвимым для критики, потому что оно будет основываться на идеях или предполагаемых фактах, относящихся частично к тем областям науки, с которыми он непосредственно незнаком.
Несмотря на то что над проблемой происхождения жизни работают преимущественно биохимики и специалисты в области молекулярной биологии, решение ее не может быть достигнуто без участия исследователей, которые заняты изучением среды возникновения и развития жизни, т.е. геологов, палеонтологов, геохимиков и др. Крайне необходимым является также привлечение данных современной космохимии.
В 1976 г. автор данной книги писал: «Основные предпосылки появления жизни на Земле были созданы в конце остывания первичной газовой туманности. На последних этапах остывания в результате каталитических реакций биофильных элементов образовались многочисленные органические соединения, обусловившие появление генетического кода и саморазвивающихся молекулярных систем.»
Успехи науки, появление новых эмпирических данных в геохимии, космохимии, экспериментальной биохимии вполне подтверждают это положение. Развитию Жизни на Земле посвящено много книг, в том числе и научно-популярных. Тем не менее последние открытия в области микропалеонтологии и геохимии изотопов позволяют заново описать увлекательную историю развития жизни на Земле. Это и воодушевило автора к написанию настоящей книги, в которой с новых позиций рассматривается проблема происхождения жизни.
Современная биосфера Земли и ее население
Представление о биосфере впервые было освещено в трудах знаменитого французского натуралиста Ж. Б. Ламарка (1744-1829). В геологические науки биосфера была включена по инициативе австрийского геолога Э. Зюсса (1834-1914). Однако глубокое учение о биосфере как качественно особой в энергетическом и геохимическом отношении оболочке Земли было развито в нашей стране выдающимся натуралистом В. И. Вернадским (1863-1945). В дальнейшем это учение пополнилось новыми идеями, разработанными А. П. Виноградовым, В. В. Ковальским, А. А. Полыновым, А. И. Перельманом и другими, главным образом советскими, учеными.
Большинство организмов современной биосферы относятся к аэробным, живущим в присутствии свободного кислорода атмосферы Земли; значительно меньшая часть, куда входят микроорганизмы,- к анаэробным, обитающим вне кислородной среды.