Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК - [65]
Шопф испробовал другую тактику. Вместо того чтобы сравнивать форму волокон в камне с формой сине-зеленых водорослей, он нашел другой подход к анализу ранних форм жизни. Через несколько десятков лет после его открытия появились новые технологии, позволявшие ученым анализировать химический состав камней и предполагаемых окаменелостей. Химический элемент углерод существует на планете в разных формах, и одни виды атомов углерода тяжелее других. Живые существа используют углерод, причем предпочитают один из видов атомов. Учитывая эту химическую специфику, следы жизни в камнях можно найти по соотношению разных типов атомов углерода.
С помощью масс-спектрометра – аппарата размером с домашнюю посудомоечную машину – Шопф с коллегами проанализировали углеродный состав горной породы и содержавшихся в ней волокон. Углеродный состав волокон соответствовал характеристикам живых существ. Более того, в них проявлялись признаки как минимум пяти типов организмов. Какие-то имели признаки организмов, осуществлявших примитивный фотосинтез. Другие походили на микробов, которые способны в качестве источника энергии использовать метан. И если австралийский сланец открывал крохотное окошко в прошлое Земли, через него было видно, что три с половиной миллиарда лет назад жизнь на планете уже была разнообразной.
Мы знаем, что в камнях можно находить химические подтверждения жизни. Даже если окаменелость давно разрушилась, химические характеристики живого существа могут сохраняться. Если живые организмы использовали для метаболизма углерод, в горной породе останутся следы в виде измененного соотношения форм углерода. Анализируя на содержание углерода камни из Восточной Гренландии, группа ученых из Йельского университета обнаружила доказательства присутствия живых существ даже в более древних камнях, чем в Австралии. Этим камням четыре миллиарда лет: они сформировались через пятьсот миллионов лет после возникновения нашей планеты и Солнечной системы.
Все эти данные показывают, что с самых ранних этапов существования Земли до периода около двух миллиардов лет назад наша планета была населена исключительно одноклеточными организмами, жившими по отдельности или в виде колоний. Гены каждого отдельного микроба давали начало следующим поколениям: одна клетка расщеплялась с образованием дочерних клеток, дочерние клетки тоже расщеплялись, и так сменялись поколения. Изобретения касались главным образом новых типов метаболизма и химических адаптаций для более эффективной переработки энергии, топливных молекул и отходов. Одни виды получали энергию из серы или азота, другие – из солнечного света и диоксида углерода. А третьи для переработки энергии использовали кислород. Эти одноклеточные существа подготовили почву для грядущих революций.
Микробный метаболизм изменял мир. На протяжении почти двух миллиардов лет сине-зеленые водоросли были самой многочисленной формой жизни на Земле. Благодаря механизму фотосинтеза они использовали солнечный свет и диоксид углерода для производства необходимой для жизни энергии. Побочным продуктом их жизнедеятельности был кислород. Сине-зеленые водоросли живут колониями —либо в виде таких полос, которые обнаружил Шопф, либо в виде похожих на грибы образований, по размеру сопоставимых с микроволновой печкой. Примерно три с половиной миллиарда лет назад эти колонии активно расселились по всему земному шару. Выделяя кислород на протяжении миллиардов лет, они значительно изменили атмосферу. Четыре миллиарда лет назад в атмосфере было очень мало кислорода, но постепенно его уровень повысился настолько, что мог поддерживать существование разных форм жизни.
Увеличение концентрации кислорода по-разному сказалось на жизни микробов. Для одних он был ядом, тогда как другим предоставлял новые возможности. Не удивительно, что среди процветавших микроорганизмов были те, которые получали энергию с помощью кислорода.
На протяжении миллиардов лет одноклеточные существа были как бы телами без органов: у них внутри не было органелл со специализированными функциями. Признаки изменения впервые были обнаружены в окаменелостях, найденных в 1992 году на железных рудниках в Ишпеминге в штате Мичиган. Выглядят эти окаменелости как закрученные полосы клеток длиной около трех с половиной дюймов. Они содержатся в горных породах возрастом порядка двух миллиардов лет и имеют классическую структуру сложных клеток с органеллами. По их виду не скажешь, но эти закрученные полосы предвещали революцию.
Когда перерабатывающая кислород бактерия слилась с другим микроорганизмом, на планете возник новый тип существ. Как показала Маргулис, в данном случае один плюс один равнялось не двум, а скорее четыремстам. Хозяйская клетка уже имела ядро и механизм для производства разного рода белков. Включив в себя потребляющую кислород бактерию и превратив ее в собственную электростанцию, новая комбинированная клетка приобрела способность создавать еще более сложные белки и смогла изменить свой образ жизни.
А одноклеточная бактерия потеряла возможность жить независимым образом и стала частью нового, более сложного организма, состоящего из нескольких частей. Бывшая сво-бодноживущая бактерия не могла больше воспроизводиться по своему желанию, ее функции были подчинены нуждам хозяйской клетки. А новая комбинированная клетка, получившая энергию для более активного образа жизни и механизм для создания новых типов белков, стала отправной точкой для еще более значительных изменений в истории жизни.
Почему мы выглядим так, как выглядим? Что общего между человеческими руками и, допустим, крылышками бабочки? И как связаны между собой волосы, молочные железы и сложное устройство нашего уха? Эти вопросы только кажутся праздными — на деле ответы на них позволят нам лучше понять строение человеческого организма, а значит, найти причину его слабостей и болезней. Нил Шубин, профессор анатомии, известный палеонтолог и один из первооткрывателей легендарного тиктаалика (промежуточного звена между рыбами и наземными животными), предлагает читателю совершить увлекательное путешествие к истокам эволюции и посмотреть, как на протяжении трех с половиной миллиардов лет формировалось и совершенствовалось наше тело.
«…Возвратишься в землю, из которой ты взят, ибо прах ты и в прах возвратишься», — напоминает Библия. «Так и есть», — соглашается автор бестселлера «Внутренняя рыба» (2008; рус. пер. 2010), профессор биологии Чикагского университета и член Национальной академии наук США Нил Шубин. И уточняет: человек состоит в кровном родстве не только со всеми живыми организмами, но и с землей, с водой и воздухом, с нашей планетой, с Галактикой и всей Вселенной. Наши тела сотканы за миллиарды лет эволюции из «звездной пыли».
Предлагаем вашему вниманию адаптированную на современный язык уникальную монографию российского историка Сергея Григорьевича Сватикова. Книга посвящена донскому казачеству и является интересным исследованием гражданской и социально-политической истории Дона. В работе было использовано издание 1924 года, выпущенное Донской Исторической комиссией. Сватиков изучил колоссальное количество монографий, общих трудов, статей и различных материалов, которые до него в отношении Дона не были проработаны. История казачества представляет громадный интерес как ценный опыт разрешения самим народом вековых задач построения жизни на началах свободы и равенства.
Монография доктора исторических наук Андрея Юрьевича Митрофанова рассматривает военно-политическую обстановку, сложившуюся вокруг византийской империи накануне захвата власти Алексеем Комнином в 1081 году, и исследует основные военные кампании этого императора, тактику и вооружение его армии. выводы относительно характера военно-политической стратегии Алексея Комнина автор делает, опираясь на известный памятник византийской исторической литературы – «Алексиаду» Анны Комниной, а также «Анналы» Иоанна Зонары, «Стратегикон» Катакалона Кекавмена, латинские и сельджукские исторические сочинения. В работе приводятся новые доказательства монгольского происхождения династии великих Сельджукидов и новые аргументы в пользу радикального изменения тактики варяжской гвардии в эпоху Алексея Комнина, рассматриваются процессы вестернизации византийской армии накануне Первого Крестового похода.
Виктор Пронин пишет о героях, которые решают острые нравственные проблемы. В конфликтных ситуациях им приходится делать выбор между добром и злом, отстаивать свои убеждения или изменять им — тогда человек неизбежно теряет многое.
«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.