§ 59. Эволюционные изменения других общебиологических показателей.

Кроме биомассы и разнообразия видов имеется много других общебиологических показателей, которые претерпевают эволюционные изменения.

1. Эволюция размеров животных и растений. Средние размеры (соответственно и масса) животных и растений в ходе эволюции сначала постепенно возрастали, потом постепенно понижались. В эпоху возникновения растений и животных (2000 – 3000 миллионов лет назад) средние размеры растений достигали 3 метра, а животных – 0,3 метра. Постепенно размеры представителей флоры и фауны возрастали и после 300 миллионов лет назад возникла эпоха гигантизма: папоротники достигали высоты 100 метров (диаметр ствола 5 - 10 м), животные класса пресмыкающихся (динозавры) имели несколько десятков метров в длину. Обилие сочной пищи и благодатный климат на всей Земле способствовали буйному расцвету морских и сухопутных животных. В последние 10 - 30 миллионов лет наблюдается тенденция к неуклонному снижению размеров растительно-животного мира. Пещерный медведь или олень миллионы лет назад были в 2 - 5 раз крупнее современных медведей и оленей. Мастодонт (8 миллионов лет) был крупнее мамонта (1 миллионов лет назад), а мамонт ─ крупнее современного слона. Современные растения (деревья) имеют средние размеры 15 метров в высоту, сухопутные дикие животные имеют средние размеры в длину 1,6 метров. При расчётах сельскохозяйственные животные и растения не учитываются.

Принимая во внимание тенденцию к эволюционному вымиранию крупных диких растений и животных, можно сделать следующие прогнозы: через 10 миллионов лет (по причине ухудшения условий во всех средах обитания на поверхности Земли и в океане) погибнут все виды крупных растений и животных, поэтому их «средние размеры» будут равны 1 сантиметру. На Земле будут существовать только мхи и травы, а из животного мира - мелкие насекомые. Более 90% поверхности Земли будут иметь ландшафт холодных песчаных пустынь. Через 30 миллионов лет все виды растений и животных на Земле вымрут, более 90% поверхности Земли будут иметь ландшафт снежно-ледяных пустынь! В то время на нашей планете будут обитать только почвенные микроорганизмы.

2. Масса планет влияет на размеры растений и животных. Чем больше масса планеты, тем сильнее гравитационное притяжение, действующее на растение и животное, тем меньше по размерам будут деревья, животные и разумные существа. Например, если на Земле береза может вырасти до высоты 15 м, то на Луне ее высота могла бы составлять около 100 м, так как масса Луны в 81 раз меньше земной и поэтому она имеет слабее гравитационное притяжение в 6 раз. На Юпитере, масса которого больше земной в 318 раз, а гравитационное притяжение в 2,5 раза больше, максимальная высота березы была бы не более 6 м. Причина кроется в том, что сила гравитационного притяжения всегда направлена на уменьшение размеров растений и животных. Если средний рост взрослого человека на Земле – 1,6 м, то марсианин был бы более 4 метров (масса Марса в 10 раз меньше земной), а Разумное Существо Юпитера, гравитационное притяжение которого в 2,5 раза больше земного, будет иметь рост не более 0,65 метра.

3. Эволюция микроорганизмов на Земле. Одноклеточные живые существа, невидимые глазом человека, называются микроорганизмами, или микробами. Микроорганизмы - это вирусы, кокки, спирохеты, палочки и спорообразующие бактерии, лучистые грибки, плазмодии, амебы и так далее. Преимущество мелкого одноклеточного организма перед массивным многоклеточным растением или животным состоит в том, что для его жизнедеятельности достаточно маленькой массы питательного вещества. Микроорганизмы очень быстро размножаются (за сутки появляется 4 - 5 поколений), а в неблагоприятных условиях могут превращаться в споры с целью «консервации своей жизнедеятельности» на сотни и тысячи лет. Эти свойства микробы приобретали на протяжении миллионов лет борьбы за существование. Микробные клетки не сразу приобрели очень маленькие размеры. Возникновение всех форм жизни на Земле произошло из первородной капли-клетки (осумкованной клетки «белкового бульона») размером около сантиметра. Дальнейшая эволюция жизни на планете протекала в сторону как увеличения размеров многоклеточных растений и животных, так и постепенного уменьшения микробной клетки. Процесс «миниатюризации» микроорганизмов происходил миллиарды лет. Уменьшение размеров живого организма – это тоже эволюция, это тоже биологический прогресс, совершенствование и усложнение молекулярного состава. Вирусы являются самыми маленькими представителями живого мира на Земле, и их размеры равны миллионным долям сантиметра. Вирусы меньше бактерий (например, кишечной палочки) в 1000 раз. Вирусы – это самый концентрированный вид жизни на Земле, это предельная миниатюризация жизненных функций. Вирусы надо классифицировать как самый совершенный вид микроорганизма, а человека – как самый совершенный вид животного организма. Самым сложным и совершенным видом растений являются деревья.

Весь микробный мир Земли можно подразделить на три крупные группы: минералотрофы, органотрофы и витатрофы.

1) Минералотрофы – это микроорганизмы, которые используют для своего питания (трофии) минеральные вещества. Например, железистые бактерии «поедают» соединения железа. Существуют азотистые, серные и другие бактерии, которые распространены в двух средах обитания: морских и пресных водах и в коре Земли. В морских и пресных водах растворено большое количество солей, которые микроорганизмы используют для своего питания. Вода просачивается в недра планеты на десятки километров, и находящиеся в воде минералотрофы используют как питательную среду многие полезные ископаемые, а также диффузно распыленные в коре Земли химические соединения. Минералотрофы являются первыми микроорганизмами на Земле. Они возникли примерно 3,5 миллиардов лет назад. Если возраст Земли 5 миллиардов лет, то на протяжении 1,5 миллиардов лет наша планета существовала без микроорганизмов, в абсолютно стерильных условиях. Современная масса минералотрофов оценивается в 6·10¹¹ кг. По-видимому, их масса постепенно увеличивается, так как недра планеты остывают, и вода с микробами просачивается все глубже, «заражая» все новые объемы минеральных пород.

2) Органотрофы (почвенные микроорганизмы) – это микроорганизмы, которые питаются органическими соединениями. Органотрофы имеют три среды обитания: почву (чернозем, перегной), придонный ил (дно океанов, морей, озер, рек, болот), и «заселяют» все водоемы, в водах которых растворено огромное количество органических веществ (воды океанов, морей, озер, рек, болот). В вышеназванные среды органические вещества непрерывно поступают в виде погибших растений и животных. Органотрофы сначала разлагают растительно-животные останки на простейшие органические вещества, а потом разлагают органические вещества до уровня минеральных веществ (молекул воды, углекислого газа, сероводорода, окиси фосфора и другие). Интересна проблема времени возникновения почвенных микроорганизмов. Дело в том, что существование органотрофов в очень далеком прошлом не дало бы возможности образоваться полезным ископаемым в виде угля и нефти. Гноеродные микроорганизмы полностью разлагают мягкие ткани животных и растений на воду и газы. А для образования угля и нефти необходимы условия сохранения древесины и животных тканей на протяжении миллионов лет до момента «самообугливания». Механизм образования нефти и газа из останков живых организмов можно объяснить только отсутствием гноеродных микроорганизмов (в то время). Так как залежи полезных ископаемых в виде угля и нефти образовались 300 - 3000 миллионов лет назад, то можно утверждать, что органотрофы появились на Земле не раньше, чем 300 миллионов лет назад. Уже в меловом периоде (130 миллионов лет) из погибших растений и животных образовались не уголь и нефть, а мел, который представляет собой скопление костно-хитиновой ткани. Это говорит о том, что мягкие ткани живых организмов были уничтожены (разложены на воду и газы) почвенными микробами, а кости и панцири животных, не поддающиеся бактериальному разложению, стали единственными компонентами осадочных пород мелового периода. В настоящее время общая масса почвенных бактерий составляет около 3·10¹¹ кг. Можно утверждать, что биомасса органотрофов стремительно снижается. На Земле самая большая биомасса органотрофов в количестве 10¹³ кг была в период от 70 до 300 миллионов лет назад. В то время континенты покрывал очень толстый слой почвы, черноземы существовали в Антарктиде, Гренландии, на Аляске, а, кроме того, более богатый растительно-животный мир планеты «удобрял» почву и дно морей значительно большей массой погибших растений и животных, чем сейчас.

3) Витатрофы (микробы-паразиты, гноеродные или патогенные микроорганизмы) – это микроорганизмы, которые используют для питания живые ткани растений и животных. Средой обитания патогенных микроорганизмов является растительно-животный мир. Микробы-паразиты, несомненно, возникли из какой-то более агрессивной формы микробов - органотрофов. Очень сложно определить точное время их возникновения и период наиболее широкого распространения. О распространенности инфекционных болезней у животных, существовавших десятки миллионов лет назад, можно судить только по результатам исследования их костной системы. Изучая скелеты динозавров и других крупных животных, погибших 70 – 150 миллионов лет назад, палеонтологи находили кости, пораженные при жизни животного остеомиелитом (микробное разрушение кости после открытой травмы или перелома). Следовательно, патогенные стрептококки и стафилококки, вызывающие остеомиелит костей у животных, существовали на Земле уже 100 – 150 миллионов лет назад. О воздействии патогенных микроорганизмов на растения миллионы лет назад никакого фактического материала нет. Общая биомасса витатрофов, находящихся в неактивном состоянии во внешней среде или паразитирующих на растениях и животных в настоящее время, составляет примерно 10¹¹ кг. Количество видов патогенных микроорганизмов с каждым годом возрастает. Новые патогенные микроорганизмы образовались из непатогенных почвенных бактерий совсем недавно. Чума и холера возникли в 1000 году до нашей эры, вирус гриппа впервые проявил себя в начале 19 века, вирус СПИДа возник два десятилетия назад, вирус птичьего гриппа и атипичная пневмония образовались (мутировали из каких-то непатогенных видов вирусов) после 2000 года.

Краткий вывод: минералотрофы образовались на Земле 3500 миллионов лет назад, органотрофы - 200 миллионов, витатрофы - 100 миллионов лет назад. Общая масса микроорганизмов всех видов на Земле на сегодняшний день - 10¹² кг, что составляет 10 ^{– 5}% массы биосферы.

4. Перечисление других общебиологических показателей. Стремясь к сокращению объема книги, я опускаю описание законов эволюционных изменений других общебиологических показателей и только перечисляю их.

• Сравнительная биомасса морской и континентальной жизни. Сейчас соотношение в пользу континентальной биомассы как 1 : 750. Сейчас растений по массе больше на континентах в 1000 раз, а животных – в 175 раз. В протерозойскую эру жизнь существовала только в морях и океанах (1000:0).

• Сравнительная биомасса и разнообразие видов в северном и южном полушариях Земли.

• Сравнительная биомасса полярных, средних и экваториальных широт. Сейчас соотношение соответственно 1:3:9. В мезозойскую эру таких различий не существовало (1:1:1).

• Соотношение биомассы животных и растений. Сейчас соответственно 0,25 : 99,75%. В юрский период процент животных (по отношению к массе растений) был в 4 раза выше (1:99).

• Соотношение биомассы следующих видов животных: травоядных, хищников, всеядных.

• Сравнительная биомасса растений и животных в пустынях, степях и тропических лесах.

• Соотношение биомассы диких и сельскохозяйственных растений. Сейчас соответственно 2000 :1.

• Соотношение массы диких и сельскохозяйственных животных и биомассы человечества.

• Эволюция биомассы человечества (проблема увеличения населения планеты).