В 1996 году китайские геологи обнаружили на горе Янышань окаменелые остатки сине-зеленых водорослей, которые под воздействием солнечного света приобретали светлый оттенок и росли вертикально, а после захода солнца становились темнее и росли горизонтально. Ученые рассчитали ежедневный, месячный и годовой ритмы роста водорослей. Выяснилось, что 1,3 миллиарда лет назад год на Земле был равен примерно 567 суткам, длившимся около 15,5 часов. На основе этих данных можно сделать интересный вывод: за 1,3 миллиарда лет продолжительность года на Земле не изменилась. Действительно, древний год длился 567 x 15,5 = 8788 часов, и это с точностью до 0,5 % равно продолжительности современного года: 364,25 x 24 = 8742 часов. Такая стабильность благоприятно сказалась на развитии жизни на планете.
Из приведенных данных также следует, что отношение времени оборота Земли вокруг своей оси ко времени ее обращения вокруг Солнца за последние 1,3 миллиарда лет увеличилось с 0,0273 до 0,0658. Для Венеры и Меркурия эти отношения равны 1,1 и 0,68 соответственно, что объясняется неравенством нулю момента сил, действующих на планеты, форма которых отлична от сферической. Из-за этого угловые скорости планет со временем уравняются с их вращением вокруг Солнца, и они будут обращены к нему, как Луна к Земле, всегда одной стороной. Сторона, повернутая к Солнцу, раскалится до предела, а на противоположной будет царствовать космический холод. Землянам эти катаклизмы не грозят, так как вязкое железо-никелевое ядро нашей планеты совпадает с ее осью вращения, что препятствует замедлению вращения и синхронизации ее угловой скорости со скоростью вращения вокруг Солнца.
Современная физика показала, что существование Мироздания обеспечивается превышением уровня электромагнитных сил над гравитационными в 1040 раз. Если бы это различие оказалось равно 1041, то есть если бы силы гравитации уменьшились в 10 раз, – ее давление на внутренние сферы звезд не смогло бы повысить их температуру до уровня ядерного синтеза. И наоборот, если бы это соотношение составило 1039, то есть если бы при постоянстве электромагнитных сил больше чем в 10 раз увеличились силы гравитации, – время горения звезд и нашего Солнца резко сократилось бы.
Взаимодействие указанных сил связывает протоны и нейтроны в ядре атома, благодаря чему образуются различные химические элементы, как легкие (литий, водород), так и тяжелые (золото, свинец). Уменьшение сил взаимодействия на 2 % привело бы к переходу всего вещества Вселенной в водород, и наоборот, при их увеличении на 2 % все вещество перешло бы в тяжелые металлы.
Все это свидетельствует о существовании сложной и целесообразно организованной космической материи, в которой учтены самые тонкие физические соотношения, обеспечившие возникновение и существование жизни.
Планетарные факторы
В дополнение к космогоническим факторам природно-климатические условия на Земле сложились так «удачно», что из четырех близких по свойствам гидридов: кислорода, серы, селена и теллура – только соединение Н2О в его жидком виде стало местом возникновения жизни. Вероятность подобного события оказалась в прямой зависимости от другого астрономического фактора – неизменности светимости Солнца за всю историю существования Земли. Если бы за это время (около 3 миллиардов лет) светимость Солнца изменилась хотя бы на 10–15 %, вся вода на Земле перешла бы в пар или лед, при которых органическая жизнь не смогла бы возникнуть.
С другой стороны, изучение молекулярной структуры воды помогло ученым понять, что это уникальный активный растворитель, способный образовывать связи с молекулами почти всех веществ. Ближайшие более тяжелые химические аналоги воды, упомянутые выше, при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении являются газами. «Вода» из этих элементов может существовать в жидкой фазе только в интервале температур –80–95 °C и не могла стать универсальным источником энергии для подпитки живых и неживых материальных форм.
Тепловые свойства воды оказались чрезвычайно полезны для сохранения жизни. Поскольку лед имеет структуру тетраэдра с пятой «упакованной» в центре молекулой воды, он, занимая больший объем, плавает на поверхности акватории. В противном случае водоемы промерзали бы от дна к поверхности, и биологическая жизнь в воде при понижении температуры на несколько десятков градусов ниже нуля прекратилась бы.
В летний период благодаря необычайно большой теплоте испарения в пар переходит незначительное количество воды, предохраняя нижние слои акваторий от чрезмерного нагревания. Слой воды в 1 см поглощает 94 % падающей на ее поверхность солнечной энергии, при этом суточные изменения температуры над поверхностью океана не превышают 1 °C, а годовые 10 °C.
Вода – это единственное вещество (кроме ртути), обладающее в жидком состоянии минимумом теплоемкости при +4 °C и максимумом теплоемкости при температуре +36,6 °C (знакомая цифра?).
Принято считать, что белковая жизнь на Земле возникла потому, что для первичных организмов, случайно возникших в аминокислотном бульоне Мирового океана, сложившиеся на планете природные условия оказались благоприятны. Но можно рассуждать иначе: белковые организмы возникали в жидкой среде и погибали, пока не сложились природные условия, позволившие закрепиться тем из них, которые выработали механизм поглощения внешней энергии в количествах, достаточных для сохранения вида. Это предполагает существование некой граничной материи, переходной от неживой формы к живой.
Трудно охватить бесчисленное множество мест, где впервые могла образоваться живая структура, ставшая, может быть, прародительницей жизни на Земле. Можно лишь предположить, что это произошло там, где слились воедино многие природно-климатические факторы: специфический химический состав воды, состояние береговой полосы с отмелями, обилие размывов древних отложений, близость геотермального источника, наличие теневой и освещенной зон, колебания уровня воды при отливах и приливах, частота гидродинамических ударов при землетрясениях.
Немаловажным, но редко замечаемым фактором необходимо считать тот громадный временной ресурс, который неживая природа использовала для созидания на Земле бесконечного разнообразия естественных форм. Среди их бессчетного множества выделилась группа азотсодержащих органических веществ, обладавших двойственными – кислотными и основными – свойствами. К этой же группе принадлежат аминокислоты, которые уникальны тем, что в составе их структур есть звенья, открытые для присоединения других групп элементов и самих аминокислот. Благодаря этому свойству аминокислоты могут соединяться друг с другом, выделяя воду и образуя бесконечно протяженные цепочки – биополимеры, макромолекулы, содержащие до сотен тысяч аминокислот.
Эти и другие, еще не известные современной науке факторы среды сложили в комплексе тот экологический зонтик, под которым возникали и распадались первые граничные клетки, еще не доказавшие своего права на существование.
Очень трудно представить себе одномоментное появление среди нагромождений неживой материи клеточных структур с содержащимися в них сложными нуклеиновыми кислотами. Математические методы оценивают такое событие как невозможное. И поневоле задумаешься, случайно ли такое совпадение космогонических и планетарных факторов. А может, это промысел Высшего Разума?
Александр Мартыненко
Эволюция с точки зрения естествознания
О движении вообще
Проблема движения для человека многогранна и остра. Мы ежедневно перемещаем свое тело хотя бы с дивана до стола, часто – от дома до работы, а иногда – в другие города и даже страны. И понимаем, насколько это нелегкое дело – механическое перемещение, оно требует затрат сил и денег.
Есть и другое движение, оно связано с качественными изменениями. Закипающий чайник «движет» воду от жидкости к пару, а холодильник – «в другую сторону», от жидкости ко льду. Заметить это движение можно по изменениям свойств, параметров воды; иногда оно плавное и непрерывное (изменение температуры), а иногда происходит скачком – как при закипании или замерзании воды.
Античные мыслители досократовской поры выделяли еще один вид движения и называли его «существенным». Это изменение обязательно содержало проход через смерть и возрождение. Древняя натурфилософия считала, что это основной вид движения: именно так, через постоянное чередование умирания и возрождения, существует весь мир. Отсюда и представление о спирали – древнем символе времени, и мифы о вечном возвращении, и божества, символизирующие цикличность развития природы, – Осирис в Египте, Персефона, Дионис в Древней Греции, финикийский Адонис и другие.
А что думает о движении наука? Движется ли мир куда-нибудь или вечно пребывает в циклической повторяемости, а то и в неподвижности?
