Сами ископаемые организмы обычно встречаются в форме окаменелостей. Именно по ним в основном и была составлена летопись земной жизни, совершившей поступательную прогрессивную эволюцию от простейших микроорганизмов до человека. Жизнь в историю Земли вошла незаметно. Это событие, случившееся около 3,5 млрд, лет назад, не оставило никаких следов. Скорее всего жизнь зародилась не в одном каком-либо районе Земли, а почти одновременно во многих местах планеты[23]. Но «пионеры» жизни, эти первичные и, несомненно, простейшие микроорганизмы, погибли бесследно, так как первоначально их было мало. Однако за короткий срок (и в этом одно из характерных свойств жизни) они дали многочисленное потомство, которое заметно проявило себя уже в масштабе всей планеты.
Родившись из неживого, жизнь первоначально как бы сохранила в себе отблеск молекулярной множественности. В этом была и слабость, и сила древнейших форм жизни. Слабость — в примитивизме организмов, сила — в их великом множестве.
Как уже отмечалось, пока не существует единой общепризнанной геохронологической шкалы. Различна и терминология. Так, в последнее время весь ранний период эволюции Земли, предшествовавший кембрийскому периоду, называют докембрием и определяют (правда, очень неуверенно) его продолжительность примерно в 3 млрд. лет. Что касается палеозоя, мезозоя и кайнозоя, то эти три эры иногда объединяют под общим названием фанерозой. Так как наша задача состоит в том, чтобы представить себе в самых общих чертах эволюцию биосферы, мы будем в дальнейшем придерживаться терминологии устоявшейся и вошедшей в учебники.
Уже в древнейшую, архейскую эру, длившуюся около 1 млрд, лет, существовали бактерии, одноклеточные сине-зеленые и многоклеточные водоросли. Свойства этих древнейших организмов определялись условиями внешней среды, в частности составом земной атмосферы. Есть основания полагать, что первичная атмосфера Земли, кроме водорода, метана, аммиака и водяных паров, содержала в изобилии инертные газы, прежде всего гелий и неон. Но они диссипировали, т. е. улетучились в мировое пространство, и к моменту появления жизни «вторичная» атмосфера Земли содержала, кроме того, углекислый газ и сероводород, выделившиеся из земных недр. Первичные микроорганизмы постепенно сокращали исходные запасы водорода, аммиака, метана, сероводорода. Так, серные бактерии окислили сероводород вулканического происхождения, а водородные бактерии — молекулярный атмосферный водород. Пурпурные и зеленые бактерии, а затем сине-зеленые водоросли, усваивая из атмосферы углекислый газ, обогащали ее выделяемым ими кислородом.
В слоях земной коры архейского возраста находят породы органического происхождения — известняки, мрамор, углекислые вещества. Они образовались в ходе жизнедеятельности древнейших обитателей Земли. Таково же происхождение древнейших залежей серы и железных руд.
В конце архея начались размножение живых организмов и фотосинтез. Новый способ образования потомства был закреплен естественным отбором и ныне стал господствующим в органическом мире. Что же касается фотосинтеза, то он не только радикально изменил атмосферу Земли, наполнив ее кислородом, но и положил начало разделению единого ствола жизни на две ветви — растения и животные.
Как известно, процесс фотосинтеза выражается уравнением 6СO2+6Н2O = С6Н12O6+6O2. Он стимулируется солнечной энергией, которая преобразуется в энергию химических связей. Благодаря фотосинтезу бедные энергией вещества (СO2 и Н2O) переходят в углеводы — сложные и весьма богатые энергией органические вещества.
Первые живые организмы Земли были автотрофными, т. е. поддерживали свою жизнедеятельность ресурсами внешней неорганической среды. Позже появились организмы гетеротрофные, питающиеся в основном живым или жившим, т. е. другими организмами или их остатками. Связь с неорганической природой, естественно, сохранилась: подавляющая часть растений автотрофны. Но для животных, этих гетеротрофов, такая связь опосредствована — они не могут жить, не употребляя в пищу живое или жившее.
Палеонтологические исследования «корней» земной жизни показывают, что уже в архейскую эру появились многоклеточные организмы. Это в дальнейшем привело к дифференциации тканей, органов и их функций. Родоначальниками простейших растений и животных считаются жгутиковые — древнейшие одноклеточные организмы. Однако уже в архее существовали организмы типа медуз или гидроидных полипов.