В прошлой части мы выдвинули гипотезу, поясняющую не только выход растений на сушу, но и Кембрийский взрыв. Для тех, кто плохо мыслит, требуются пояснения...
Чтобы растение вышло на сушу, ему требуется несколько ключевых особенностей:
1. Специализация органов растения - корни удерживают и впитывают, стебель держит, листья берегут влагу и занимаются фотосинтезом.
2. При этом и корни, и стебель и листья должны иметь избыточную (то есть нефункциональную, и биологически невозможную) для водорослей степень развития дифференцированных факторов.
3. Растение должно быть приспособлено к грунту, отличающемуся по условиям, очевидно, от дна водоема.
4. Растение должно быть приспособлено к недостатку воды.
Очевидно, что все эти факторы приспособления одновременно могли получить развитие лишь ценой очень длительного приспособительного процесса. В то же время они могли коснуться лишь одного или нескольких биологических видов. А это означает, что резкое возрастание разнообразия живых существ эволюционным методом также не просто проблематично...
А у нас как раз в Кембрии - просто вспышка новых видов какая-то...
А теперь давайте посмотрим на нашу гипотезу. Согласно нашей гипотезе, первая почва, представляющая собой симбиотический биоценоз дна водоема, построенный вокруг микроскопических водорослей, начала выходить на сушу...
Давайте мы с вами назовем первобытную почву Гея. Это и по смыслу подходит, и каждый феномен должен иметь свое терминологическое название... Итак, та самая почва, которая ПЕРВОЙ вышла на сушу - это Гея.
Основу Геи, очевидно, составляли микроскопические почвенные водоросли - фотосинтезирующие автотрофы. С ними в комплексе были азотфиксирующие водоросли, а также скрепляющие водоросли (которые создавали слизь). Слизь не позволяла биоценозу размываться, делала его устойчивой формой среды в условиях водоемов. Однако та же самая слизь - она накапливала влагу. И в условиях выхода на сушу - могла эту влагу удерживать некоторое время. И даже высыхая - слеплять, удерживать вместе контактирующие с ней организмы.
Постепенно граница дна, на котором обитала Гея, начала перемещаться все выше и выше. И понятно почему. Во-первых, чем меньше глубина - тем выше концентрация газов в воде, а значит, больше углекислоты для фотосинтеза. Во-вторых, чем ближе к поверхности - тем больше солнца.
Наконец, Гея преодолела кромку воды и начала осваивать грунт выше этой кромки.
Поскольку выше кромки воды песок испытывает высушивающее воздействие Солнца, Гее потребовалось расти вглубь, чтобы достать воду. Слизь, накапливающая воду, одновременно стала "кровеносной артерией", доставлявшей воду в верхним слоям, где происходил фотосинтез. Периодическое омывание дождями позволяло Гее приспособиться к изменяющемуся составу воды, а переход на пресную воду означал необходимость переработки минералов. Так появились минералразлагающие водоросли и гетеротрофы, поедающие мертвые участки. Поскольку речь в случае Геи идет не о едином существа, а о симбиозе простейших, то и эволюционные преобразования здесь происходили гораздо быстрее. И результаты этих эволюционных шагов распространялись по принципу естественного отбора на всю популяцию, включая подводную ее часть, по мере необходимости...
Еще раз. Каждая задача, которую нужно было решить на почве для выживания, решалась ОДНИМ видом. Один вид - одна задача. Это гораздо проще, чем сразу и корни, и стебель, и листья, и все у одного растения, пардон, пока еще водоросли...
В силу такой организации Гея имела невероятные темпы эволюции. И все далее и далее двигалась вперед, в неведомое, на сушу.
Мы видим, на данном примере, как возможны быстрые эволюционные преобразования у простейших. Впрочем, кто не видит - посмотрите на эволюцию коронавируса, на темпы образования штаммов...
А теперь мы должны вспомнить о том, что Гея не одна жила на планете, но с другими видами. И в океане жизнь к тому времени кишела. И другие организмы тоже не могли пройти мимо такого вот изменения в их среде обитания.
Многоклеточные водоросли смогли "цепляться" за Гею, получая из нее питательные вещества в концентрированном виде. Именно так появилась всасывающая функция, именно так начали формироваться корни. И когда начали формироваться корни - тогда другая часть водоросли могла уже сосредоточится на фотосинтезе. А поскольку Гея была "зафиксирована на месте" грунтом, то появились компактные (по крайней мере по глубине) области высоко питательной среды. И это обусловило появление целых массивов многоклеточных водорослей. Тоже, в свою очередь, являющихся пищей для других видов...
Говорят, разум человека проявлен в том, что он создал вторую природу. Однако истинную вторую природу создала Гея. Она сама превратилась во втору среду обитания, насыщенную питательными веществами. Она сама стала экологической нишей, привлекательной для других видов. Каковые виды, получив возможность лучше кушать начали приспосабливаться к изменившимся условиям, то есть - эволюционировать...
Благодаря тому, что Гея распространялась во все стороны, она заняла огромные пространства, и на этих пространствах условия жизни были одинаковыми, стандартизированными, и определялись способностью Геи самовоспроизводиться, то есть - порождать одни и те же условия для других организмов...
Как создание глобальной банковской системы в конце 20-го века породило взрыв бизнеса, в силу единообразной высокопитательной (в смысле денег) среды, точно так же и Гея породила взрыв видообразования. С момента, когда она начала свое шествие по мелководью и прибрежным мертвым пескам, начался бурный рост биосферы, аффилированной именно к Гее, понимаете?
Вот вам и Кембрийский взрыв...
Мы с вами знаем, что живая природа не имеет резервов, не знает стабильности и порядка, что она старается пролезть везде. И еще мы знаем, что она нуждается в питании. Гея дала жизни на Земле все, все сразу и вместе. Природа живет от оборота, от цикла рождения, питания, размножения и смерти - и именно высокая питательность Геи определила высокую концентрацию, высокие темпы взаимодействия, и высокие темпы эволюции живущих на ней видов. И пока была вот эта вот высокая питательность - эти виды жили, и куда бы не пошла Гея, эти виды следовали за ней...
Ну кто ж знал, что ее понесет на сушу, а?
Не было выхода первых растений на сушу, никогда не было. Потому что на сушу первой вышла Гея - сообщество простейших водорослей и организмов. А вслед за ней, и сразу за ней, из воды полезло...
Я дверь открыл, а они как ломанулись...
Из воды вышло не одно растение. И даже не два. Все водоросли, в поисках более питательных мест, постепенно перемещались по Гее к суше. Ибо жирно не там где все кушают, а там, где лежит нетронутый хавчик. И приближаясь к суше, сперва на затопляемые участки, они сталкивались с воздухом, сухостью (сперва периодической) и гравитацией. И касалось это не только флоры, но и фауны. Постепенно приспособившись к жизни на периодически затопляемых участках, по мере своего похода за пищей, они двинулись дальше, туда, где Гея была еще не тронута...
Нет, ну не сразу так, конечно...
Однако Гея, выйдя на сушу, тоже начала приспосабливаться к ней. Кроме того, породив множество видов, она столкнулась и с изменением условия в своей родной среде обитания. Теперь фекалии и гниение растительных остатков стали более питательны для Геи, чем фотосинтез. А привлечение живых видов - более перспективным способом развития. Условно говоря, если начинала Гея с того, что сама занималась фотосинтезом, то затем, отдав фотосинтез многоклеточным водорослям, она сосредоточилась на переваривании растительных и животных останков. И в результате она стала больше похожа на ил, чем на ранние свои зеленые веселенькие формы. Более того, поскольку Гея теперь занимала огромные пространства, с очень разными условиями, то и состав Геи в конкретном месте мог сильно отличаться от другого места.
Мы помним, что Гея - не единый организм. И что Гея - это сообщество постоянно эволюционирующих простейших. И мы видим эту эволюцию, когда смотрим на РАЗНУЮ почву. Чернозем отличается от краснозема, понимаете?
Однако при всех этих изменениях Гея сохраняла тогда и ее наследница почва сохраняет сейчас одно важнейшее качество - она гораздо питательнее, чем любая голая минеральная порода, для высших растений... Попросту говоря - на почве растения живут, без почвы (в естественных условиях) умирают.
Можно предположить, что по мере распространения Геи первая линия наступления имела зеленый цвет, и представляла собой в основном фотосинтезирующий первоначальный (с поправкой на мутации, необходимые для приспособления к условиям суши) биоценоз. Чем дальше от фронтира - тем более темным становился грунт, тем больше на нем появлялось других организмов, в частности, многоклеточных водорослей, тем больше там ползало всяких созданий, рачков-паучков... И вообще, по логике развития Геи первыми на сушу должны были выползти не стоячие водоросли, а что-то вроде моха. И уже потом, на поверхности суши, начали учиться расти ввысь.
Мхи встречаются на всех континентах, в том числе в Антарктиде, нередко в экстремальных условиях обитания.
Обычно мхи образуют плотные скопления в затенённых местах, нередко в непосредственной близости от воды, хотя могут встречаться и на относительно открытых, сухих участках. Среди моховидных есть виды, живущие в пресноводных водоёмах. Морских обитателей нет, хотя некоторые виды поселяются на скалах в полосе прибоя.
Мох не только растет на болотах, но и создает условия для их возникновения[5].
Некоторые мхи достигают полуметра в высоту и могут образовывать подобие травяного покрова[6].
Конечно, это касается современных мхов. Однако, присмотревшись к особенностям, мы начинаем думать, что они обладают самыми оптимальными, самые приспособленными к сухопутной Гее качествами. Исключительно пресноводные (питаемы дождями), любят тень (защита от пересыхания), могут встречаться на сухих участках (способность к выживанию), не только живут в среде, но и создают условия для ее возникновения (обмениваются питательными веществами с почвой, производя фотосинтез).
Короче - вот такая вот у нас картинка нарисовывается, понимаете?
Не "маленький шаг одного человека", а сразу всем кагалом, с шуточками, прибауточками, матерком и огоньком...
Теперь мы сосредотачиваемся на эволюции Геи.
Будучи изначально (в силу относительной простоты изначальной биосферы) достаточно самостоятельным комплексом простейших организмов, приспособленным к первичным условиям обитания (мелкие пресноводные устья рек) и распространявшимся, благодаря своей неприхотливости, на необитаемых минеральных участках, Гея эволюционировала по мере изменения условия своего существования. Чем больше на ней селилось организмов, тем больше изменялись и ее условия жизни. Многоклеточные фотосинтезирующие растения (водоросли) постепенно стали основным источником биомассы, возникла потребность в переваривании отмерших организмов (гниении), усвоении результатов гниения, то есть - появились и стали преобладать гетеротрофные почвенные водоросли. Некоторые водоросли и растения научились выделять в почву вещества, стимулирующие конкретные части почвенного биоценоза, и так далее. Первоначальная Гея должна была эволюционировать и эволюционировала в направлении симбиоза с живущими на ней видами.
С одной стороны - приспособление к минеральному царству грунта, с другой - симбиоз с живущими не ней организмами превратили Гею в то, что мы сейчас называем почвой.
Ну то есть если мы бросим комок чернозема в Сахаре - Сахара не станет плодородной, понимаете? Но с другой стороны, по нынешним меркам и для нынешних растений Гея вряд ли показалась бы хорошим местом для обитания...
Взаимное приспособление почвы и живущих на ней существ - вот эволюция жизни на суше. Почва является одним из наименее изученных факторов биологических систем, хотя по времени - она была их основой и прародительницей, и является их основой сейчас...
Понимание взаимной приспособленности почвы и остальной биосферы является КЛЮЧЕВЫМ. Я уже описывал свой лес - там где дождевые черви исчезли (практически), где нет воробьев и где почву уже набрать в горшок для домашнего фикуса нельзя - не годится. Так вот.
Человечество является САМЫМ БЫСТРОРАЗВИВАЮЩИМСЯ фактором в современной биосфере. Условия жизни почвы меняются СВЕРХБЫСТРЫМИ ТЕМПАМИ. Это чудовищный по биологическим меркам фактор изменения условий окружающей среды. Даже там, где вроде бы места дикие - там обнаруживали следы ДДТ и пестицидов, понимаете? Сокращение ареалов обитания животных привело к миграции, а также к сокращению числа видов - бизонов, например, вообще всех поубивали - отчего изменились находящиеся в симбиозе с почвой популяции, и следовательно почва испытывает невероятный стресс. И исходя из этого, вопрос изучения почв сегодня является, наверное, самым актуальным разделом экологии и биологии...
Гея, породив жизнь, растворилась в ней, у нас больше нет такой "волшебной" почвы, понимаете?
А теперь, под занавес, подумаем вот о чем.
Любовь приходит и уходит, а кушать хочется всегда. Представим себе почву, в которую постоянно поступает немного питательных веществ. У почвы от всего этого сранья насекомых, птиц и животных, получается может и не самый обильный, но по крайней мере постоянный рацион.
И объем этого рациона позволяет поддерживать определенную численность почвенной биоты.
А теперь представим другую картину. У нас нет животных. Зато у нас есть опавшая листва, которая осенью опадает... Опала листва у нас осенью, и что? Правильно, почва у нас голодная, но по причине голода в ней численность организмов, способных начать кушать листву - маленькая. А у нас еще и зима на носу. И получается, что "понюхав" листву, почва уходит в зимнюю спячку, так и не нарастив популяцию. А потом весна, и вроде бы - все хорошо, лето впереди. Но - почвенная популяция маленькая, кушает неторопливо, и добро бы кушала и жирела - так ведь весной растения в рост идут, из почвы все выбирают, выжирают...
Отбирают у нищего последнюю корку хлеба.
В отсутствии постоянной подпитки, которую дают насекомые, черви и прочие звери с птичками, находящаяся в единой пищевой цепочке с растущими на ней растениями почва "худеет", попросту - ВЫМИРАЕТ. И чем больше почва худеет - тем хуже растут на ней деревья, и тем меньше у нас годовой прирост массы. И значит - тем меньше углерода усваивается из атмосферы...
В своей работе Фил Джонс обнаружил, что после 1960-го года темпы роста древесины перестали соответствовать нормальной картине увеличения прироста в связи с температурой. Это может означать только одно.
Истощение почвы.
Период после Второй Мировой и до 1960-го года - это как раз время активного внедрения "современных методов ведения сельского хозяйства", то есть - ДДТ, пестициды, осушение болот, оказавшие катастрофическое воздействие на популяцию насекомых, и следовательно - сильно сократившие популяцию птиц. Плюс уничтожение гнездовий...
Птица - она не только дает самый лучший для роста растений гумус. Она еще и невероятно прожорлива. Птицы - единственные из живых существ, которые в сутки потребляют (многие виды) равный собственному или превышающий вес. И все это - все это в виде птичьего гумуса падает на почву, подпитывая ее. Птицы - второй после динозавров доминирующий класс на земле. Длительное время - самый многочисленный, и даже сегодня, если сравнить популяцию птиц дикого леса с популяциями животных - наверное, самый многочисленный.
Приспосабливаясь к живущим на ней организмам, почва не могла не приспосабливаться к птицам, понимаете? Почва тысячелетиями получала этот вид питания, а сегодня с популяциями птиц большие проблемы...
Если бы разговор шел о каком-то растении, то это было бы просто. Растение влияет только на непосредственно рядом находящуюся территорию. Но птицы - они не знают границ. И падение популяции птиц здесь означает падение популяции птиц на километры вокруг. И исчезновение птиц, налетевших на посевы, означает исчезновение птиц, удобряющих почву диких лесов...
Обнаруженная Филом Джонсом аномалия роста древесной массы, естественным образом приводящая к мысли об истощении почв (что уже само по себе КРАЙНЕ серьезно) приводит нас к мысли о птицах и их роли в жизни дикой природы.
Нам их нечем заменить, ребята, птица - уникальное существо, и наилучшим образом эволюционно приспособленная к почве.
Вот так вот мы из времен Кембрия оказались в нашем времени, и увидели что чудо, которое дало жизнь всем нам, и которое совершенно естественным образом приспособилось к длительное время доминирующему фактору (еще раз - после динозавров птицы были главными, а затем наиболее многочисленными), в последнее время, оказалось без одного из источников своего существования - по крайне мере в необходимых объемах. Возможно, в тропических лесах, где нет зимы, и потому почва может нормально питаться из долгопериодических источников органики, и не такая драматическая ситуация. Однако в средних широтах постоянная подпитка почвы - единственная возможность увеличить популяцию почвенных организмов, и как раз эта возможность, из-за снижения численности диких животных, и особенно птиц - очень сильно страдает...
Не знаю насчет глобального потепления - тут есть огромные разночтения - но в смысле экологической катастрофы Фил Джонс, несомненно, совершил открытие века, а может и тысячелетия. Правда, он прошел мимо, отбросил непонятный результат...
Ничего, я подберу, я не гордый...
.
Journal information