Заключение по первому тому

1. В настоящее время считается, что наблюдаемая нами Вселенная образовалась в результате взрыва, который произошел 15–18 миллиардов лет назад. После взрыва началось расширение, которое продолжается и сейчас. Первоначально было только излучение с очень большой плотностью энергии (т. е. при огромной температуре). По мере расширения происходило охлаждение и сформировались элементарные частицы — электроны, протоны, нейтроны, и из них — атомы водорода и гелия. Дальнейшее расширение привело к образованию сгущений — галактик и звёзд.

Основная часть вещества сосредоточена в звёздах, которые образуют скопления — галактики, содержащие от 10 миллионов звёзд (маленькие) до 10 000 миллиардов (очень крупные галактики). Звёзды в каждой галактике удерживаются взаимным притяжением и участвуют в общем поступательном и вращательном движении галактики. Десятки, иногда сотни галактик образуют скопления; огромные пространства между скоплениями ничем не заполнены, они совершенно пусты. Наша Галактика относится к числу крупных; в ней более 100 миллиардов звёзд.

Расстояния между звёздами внутри галактик превышают размеры звёзд в сотни миллионов раз. Таким образом, галактики можно уподобить сгусткам крайне разряженного газа, в котором звёзды играют роль атомов. В межзвёздном пространстве галактик есть небольшое количество вещества — газы и пылевые частицы, всего до 10% по массе. Звёзды образуются из сгустков межзвёздного вещества, которые сжимаются под влиянием сил взаимного притяжения. При сжатии растёт давление и температура; во внутренних областях они достигают таких значений, что возникают термоядерные реакции, при которых выделяется огромная энергия и тёмный сгусток начинает светиться — образуется звезда.

Звёзды сильно различаются друг от друга по многим характеристикам: массе, размерам, температуре, энергии излучения, продолжительности жизни и др. Каждая звезда в своём развитии проходит три стадии: формирование из межзвёздного вещества, разогрев (рождение); стационарное состояние с постоянной энергией излучения (жизнь); угасание после исчерпания горючего для термоядерных реакций (смерть). Характер и продолжительность этих стадий определяется массой: чем больше масса, тем быстрее протекают все процессы. Очень массивные звёзды в конце жизни взрываются, выбрасывая в окружающее пространство некоторую часть своего вещества (новые) или почти полностью всё вещество (сверхновые).

Во время стационарного излучения в результате термоядерных реакций создаются химические элементы, расположенные в начале периодической таблицы — от лития до железа (атомный номер 26), а когда звезда взрывается как сверхновая, создаются все элементы, в том числе и с атомными номерами, большими 26. При взрывах всё это выбрасывается в космическое пространство и в дальнейшем участвует в формировании новых звёзд. Таким образом, по химическому составу звёзды делятся на первичные, состоящие только из водорода и гелия, и вторичные (а также третичные и т. д.), содержащие все химические элементы.

Солнце является сравнительно небольшой вторичной звездой. Продолжительность свечения подобных звёзд (их очень много) лежит в пределах 10–15 миллиардов лет, после чего они угасают без взрыва, но предварительно раздуваясь в огромный шар, затем сжимаются и превращаются в карликовую звезду с небольшой светимостью. Солнце сформировалось около 5 миллиардов лет назад вместе с планетами и будет светить ещё 6–7 миллиардов лет. Планеты, как и Солнце, содержат все химические элементы. Они слишком малы, чтобы превратиться в звёзды. Ближайшие к Солнцу планеты (Меркурий, Венера, Земля, Марс) на начальной стадии формирования утратили водород и гелий (кроме химически связанного водорода, входящего в другие соединения). Остальные планеты солнечной системы, более массивные и меньше нагреваемые Солнцем из-за дальности, как и Солнце, состоят из водорода и гелия с примесью всех остальных химических элементов. На одной из планет — Земле — условия оказались исключительно благоприятными для создания и развития жизни.

Ранее считалось, что чуть ли не у каждой звезды есть планеты и жизнь на них. Теперь наука пересматривает эти взгляды; многие учёные приходят к выводу, что жизнь, вероятно, крайне редкое, быть может даже уникальное явление. Слишком много маловероятных условий должно быть выполнено, чтобы жизнь смогла возникнуть и развиваться. Кроме того, даже при наличии всех благоприятных условий, начальное возникновение первых живых клеток имеет ничтожную (хотя и не нулевую) вероятность. Возникновение разумных существ тоже не является обязательным финалом развития жизни, даже если она возникла.

В научной литературе широко обсуждался вопрос о возможности контактов с другими высокоразвитыми внеземными цивилизациями и неоднократно предпринимались серьёзные попытки обнаружить следы жизни на других планетах солнечной системы или признаки существования космических цивилизаций. Результаты этих попыток всегда оказывались отрицательными. Кроме того, даже если такие цивилизации где-нибудь есть, установить с ними контакт очень непросто. Космические расстояния и условия препятствуют столь дальним перелётам. Во всяком случае, разговоры о посещениях Земли разумными существами (всевозможные НЛО и т. п.) не имеют под собой, по мнению автора, абсолютно никаких оснований: этого никогда не было, нет и, вероятно, никогда не будет.

Человечество должно учитывать возможную уникальность жизни вообще и свою собственную в частности. Оно достигло колоссального могущества над силами Природы, но использует свои знания и возможности неразумно, разрушая окружающую среду и доводя взаимные конфликты до такой стадии, что может уничтожить не только себя, но и всё живое на Земле. Чтобы избежать такого печального финала, надо перестроить общество, с таким расчётом, чтобы обеспечить свою жизнь в течение тех 6–7 миллиардов лет, которые отпустила Природа. Это вполне возможно: никакие объективные законы природы этому не препятствуют. Дело за нами самими.

2. Земля сформировалась вместе с остальными планетами около 4,5 миллиардов лет назад. Уже на раннем этапе были утрачены свободный водород и гелий, но остальные химические элементы сохранились. Дальнейшие процессы, проходившие под влиянием гравитационного сжатия, привели к разогреву и формированию нескольких внутренних сфер: двойного ядра (твёрдого внутри и жидкого снаружи), состоящего из железа, никеля и их соединений, твёрдой но вместе с тем вязкой мантии и тонких поверхностных слоёв — коры, гидросферы (Мирового океана), атмосферы.

Радиус Земли равен 6400 км, температура в центральных областях — около 6000 градусов, давление 4 миллиона атмосфер; по мере приближения к поверхности температура и давление снижаются. В центре расположены самые плотные (тяжелые) соединения, к периферии плотность снижается, кора состоит из самых лёгких пород.

Источником внутреннего тепла является продолжающееся гравитационное сжатие (тяжелые соединения опускаются вниз, а лёгкие поднимаются вверх) и распад радиоактивных элементов (уран, торий). Но лишь небольшая часть внутреннего тепла поступает наверх: кора является очень хорошим теплоизолятором. Прямые измерения показывают, что тепловой поток из земных недр незначителен и не от него зависит температура земной поверхности. Температурный режим на поверхности Земли определяется исключительно солнечной радиацией. Только благодаря ей океаны заполнены незамерзающей водой, происходит испарение и в атмосфере есть влага, идут дожди и вообще на Земле сложились условия не только благоприятные, но даже просто приятные для жизни.

Полная мощность солнечного излучения, достигающего Земли, равна 1,8 ⋅ 1014 киловатт; часть этой энергии (около 40%) отражается, остальное (1,1 ⋅ 1014 кВт) поглощается поверхностью и идёт на нагрев. Нагретые атмосфера, поверхность океана и суши излучают эту энергию в космос, но уже в инфракрасной области спектра. Таким образом, устанавливается тепловой баланс земной поверхности.

Земля находится от центра Солнца на расстоянии 149,6 ⋅ 106 км; она вращается вокруг него по почти круговой орбите, делая один оборот в год, и одновременно вращается вокруг своей оси (один оборот за сутки), из-за чего день чередуется с ночью. Ось вращения Земли наклонена на 23,45∘ относительно плоскости орбиты, и это является причиной смены времён года.

3. Поверхность Земли состоит из твёрдой коры, жидкой гидросферы и газообразной атмосферы. По сравнению с размерами Земли все три сферы очень тонкие — как плёнка на поверхности шара. Земная поверхность неоднородна во многих отношениях; об этом говорит уже деление на сушу и море. Общая площадь поверхности равна 5,1 ⋅ 108 км2, из них 3,6 ⋅ 108 км2 (70,9%) занимает гидросфера (реки, озёра и Мировой океан). Площадь суши значительно меньше — 1,5 ⋅ 108 км2 (29,1%). К побережьям примыкает узкая мелководная часть океана (шельф); далее уровень дна понижается, и основная часть океана имеет глубину 2–7 км. Дно океана неровное; помимо разных глубин там есть подводные горные системы с действующими вулканами и глубоководные впадины (до 10 км). Твёрдая кора под дном океана тонкая (от 2 до 6 км) и состоит из двух слоёв — осадочных и коренных (базальты). Кора под сушей значительно толще (до 50–70 км) и состоит из трёх слоёв: осадочных пород, гранитов и коренных базальтов. Ниже коры находится уже мощная внутренняя сфера — твёрдая, но горячая и вязкая мантия толщиной 3000 км. Крупные участки суши — материки — расположены как бы на платформах (они так и называются — материковые платформы). Они напоминают громадные айсберги, только погруженные не в воду, а в мантию. Внутри мантии всё время идут мощные энергетические процессы. Из за них в пластичной мантии возникают медленные конвективные движения; материковые платформы увлекаются этими движениями и медленно перемещаются по земной поверхности (дрейфуют) со скоростью 2–3 сантиметра в год. Отметим, что, двигаясь с такой скоростью, можно обогнуть земной шар всего за 100–200 миллионов лет. Поэтому географическая карта нашей планеты совсем не всегда выглядела так, как сейчас.

Участки земной коры под воздействием мантии совершают не только горизонтальные, но и вертикальные движения, в частности, когда сталкиваются в своём дрейфе или наоборот расходятся две платформы. Тогда возникают новые горные цепи или трещины и провалы; землетрясения и вулканические извержения, на суше и подводные, являются слабыми отголосками этих скрытых движений. Когда вещество мантии по разломам и трещинам поднимается кверху (выжимается нижележащими слоями), давление понижается, и оно переходит в расплавленное состояние. Такая, уже жидкая, магма поступает на поверхность во время извержений. Особенно сильно этот процесс идёт на океанском дне, где система разломов подводной коры образует линию (рифтовую зону) общей протяженностью 60 000 км, опоясывающую весь земной шар. Там кора особенно тонкая, и повсюду выделяется вещество мантии, образуя новые участки коры и отжимая старую кору в стороны, к краям континентальных платформ. На краях платформ (зоны субдукции) эта более тяжелая кора погружается вниз под платформы и уходит в мантию, захватывая с собой накопленные осадочные породы и краевые части платформ. Поэтому вдоль многих побережий океана образуются глубоководные впадины и возникают горные районы с вулканами и очагами землетрясений.

Отмеченная выше неоднородность земной поверхности проявляется и в другом: существуют разные климатические зоны — от покрытых льдами холодных полярных районов через средние широты с умеренной температурой до тёплых субтропиков и жарких тропических районов. Отдельные участки суши покрыты лесами, другие пустынны, есть степные и болотистые пространства.

Атмосфера, окутывающая весь земной шар, практически однородна; её основная масса (95%) сосредоточена в слое высотой 20 км. Давление и плотность воздуха очень быстро уменьшаются с высотой, и хотя следы атмосферы встречаются до высот 100–200 км и более, там воздух крайне разряжен, почти вакуум. Температура с ростом высоты изменяется несколько прихотливо. По высоте атмосфера делится на слои: внизу до 10–12 км находится самый плотный слой — тропосфера, затем следуют стратосфера (до 50 км), мезосфера (50–90 км) и термосфера (90–800 км). В тропосфере температура понижается примерно на 0,65 градуса на каждые 100 метров; здесь находятся облака и почти вся влага воздуха. В стратосфере понижение температуры прекращается, и она даже растёт. Здесь на высотах 15–50 км сосредоточен весь атмосферный озон, поглощающий ультрафиолетовое излучение Солнца. В мезосфере температура снова понижается, а в термосфере растёт, и очень сильно. Но здесь газа уже почти нет. Начиная с высот 90 км значительная часть газов ионизирована, и этот слой называется ионосферой; он отражает короткие радиоволны. Неодинаковый прогрев воздушных масс в тропосфере, обусловленный несколькими причинами, создаёт горизонтальные перепады давления и вызывает ветры, перемешивающие воздух и переносящие его со всеми примесями (пары воды, облака и любые другие) по всей земной поверхности. Но из за своеобразного температурного хода вертикальный обмен между тропосферой и стратосферой крайне затруднён, почти отсутствует.

4. Первоначально после формирования поверхность Земли выглядела иначе. Не было ни атмосферы, ни океанов; была только безжизненная каменная пустыня, днём прогреваемая Солнцем и охлаждающаяся ночью. Но вулканы были, и вместе с магмой из земных недр выделялись газы и пары воды. Из вулканических газов формировалась первичная атмосфера, а водяные пары конденсировались, выпадали дождями и положили начало морям, которые по мере роста сливались и превратились в Мировой океан.

Длительный процесс формирования земной поверхности (он продолжается и сейчас) принято делить на 4 крупных интервала — эоны. О первом из них (катархей), продолжавшемся 1,1 миллиарда лет (4,6–3,5 млрд. лет назад), известно немного. Но уже тогда существовала разреженная бескислородная атмосфера, выпадали осадки, текли реки, были моря с солёной водой и формировались осадочные породы.

Следующий эон — архей продолжался 0,9 миллиарда лет (3,5–2,6 млрд. лет назад). В нём шли те же процессы, расширились моря, увеличилась атмосфера. К концу архея сформировались первые материковые платформы и горные породы, обогащённые металлами — самые древние запасы полезных ископаемых. В морях возникла жизнь в форме простейших примитивных одноклеточных организмов. Вулканическая деятельность в катархее и архее была значительно интенсивнее, чем сейчас.

Самый длительный третий эон — протерозой, продолжался 2 миллиарда лет (2,6–0,57 млрд. лет назад). Росли материковые платформы, увеличившиеся моря соединились в общий океан, формировались горные породы с различными запасами полезных ископаемых. В океане шло интенсивное развитие одноклеточных организмов; у них образовалось ядро, растительные клетки освоили фотосинтез и, как следствие, в атмосфере появился кислород. К концу протерозоя появились многоклеточные морские растительные и животные организмы, но суша оставалась безжизненной.

Четвёртый эон, фанерозой (название означает «эон явной жизни»), начался 570 миллионов лет назад и продолжается поныне. К началу фанерозоя в результате деятельности морских растений атмосфера и океан настолько обогатились кислородом, что на высотах 12–30 км сформировался озонный слой, защитивший поверхность Земли от губительной ультрафиолетовой части солнечной радиации. Стал возможен выход жизни на сушу. На суше растения и животные образовали множество форм; некоторые из них тут же «включились» в геологические процессы.

В протерозое и фанерозое климатические условия на Земле неоднократно менялись; холодные ледниковые периоды сменялись межледниковыми потеплениями, росли и уменьшались полярные льды, но при этом океан никогда полностью не замерзал.

5. В результате сложного взаимодействия верхней мантии, земной коры, океана, атмосферы и живых организмов в настоящее время на поверхности Земли прочно установились циклы кругооборота многих веществ; из них наибольшее значение имеют три: кругооборот твёрдого вещества, воды и двух газов — кислорода и углекислого газа.

Кругооборот твёрдого вещества заключается в том, что участки суши, особенно горы, разрушаются под влиянием влаги, колебаний температуры, химических реакций, размываются реками, разносятся ветрами и выносятся в океан, формируя осадочные породы. Эти процессы называются общим термином — выветривание. В районах субдукции осадочные породы вместе с участками морского дна погружаются в мантию и там при высоких давлениях и температурах перерабатываются в граниты. Но одновременно идёт и обратный процесс: вещество мантии за счёт вулканической деятельности поступает наверх, формируя новые участки коры, суши и горы. Кроме того, идёт горообразование в результате движения материковых платформ. Вместе с магмой наверх поступают пары воды и газы (в частности, CO2). Источниками энергии в этом цикле являются подземное тепло и Солнце.

Кругооборот воды заключается в испарении с поверхности океана и отчасти суши, переносе этих паров ветрами, конденсации и выпадении осадков. Осадки, выпадающие над сушей, частично переиспаряются снова прямо с поверхности или проходя через растения и попутно питая их, частично же выносятся в океан с речным стоком. Некоторая убыль воды в этом кругообороте восполняется (даже с избытком) выделением паров из мантии.

Углерод, входящий в углекислый газ CO2, в реакциях фотосинтеза перерабатывается растениями в биомассу. При этом в атмосферу, или в воду, если это морские растения, выделяется кислород. Это обеспечивает существование самих растений и поедающих их животных. Животные организмы потребляют кислород из атмосферы или воды при дыхании, выделяя углекислый газ. Кроме того, углекислый газ образуется из выделений животных при жизни и из их остатков после смерти. Небольшие потери в этом цикле компенсируются выделением CO2 из мантии. Источником энергии в кругооборотах воды, углекислого газа и кислорода является Солнце.

6. Земная кора (но не Земля в целом) в основном (на 75%) состоит из соединений кислорода и кремния. Остальные химические элементы представлены скромнее; из них главное место занимают различные соединения металлов. В них содержится 7,5% алюминия, 4,2% железа, далее в порядке убывания следуют кальций, натрий, калий, магний, титан. Водорода (в соединениях) всего только 1%, а углерода и того меньше — 0,35%. В земной коре присутствуют все остальные химические элементы, но их очень мало — в сумме около 1%. Химический состав коры существенно отличается от состава Земли в целом: в последней больше всего (34,7%) железа, соединения кислорода и кремния составляют 45%, много магния (12,7%), на долю остальных приходится 6%.

В морской воде, состоящей из кислорода (85,3% по массе) и водорода (11,2%) растворено 3,5% других веществ. В этих примесях содержатся хотя и не все, но очень многие элементы и их соединения, в том числе газы — азот, углекислый газ, кислород и другие. Больше всего в морской воде хлора (1,94%) и натрия (1,08%). На долю всех остальных приходится 0,5%.

Основной состав сухой атмосферы — азот (78,06%), кислород (20,97%) и инертный газ аргон (0,93%). Кроме того, в атмосфере всегда присутствуют пары воды и углекислый газ. Их относительное содержание колеблется и, в общем, невелико (например, CO2 всего только 0,03%), но они имеют колоссальное значение: благодаря им поддерживается кругооборот воды и вся жизнь на суше, а жизнь в свою очередь создаёт атмосферный кислород.

7. В ходе кругооборотов твёрдого вещества, воды и газов создаются локальные образования, в которых концентрация металлических руд, неметаллических химических элементов и соединений намного превышает их среднее содержание в земной коре или морской воде. Кроме того, некоторая часть остатков живых организмов превращается в горючие материалы, которых в земной коре нет совсем. Так возникают залежи полезных ископаемых. Эти залежи формируются в результате многочисленных, разнообразных, очень сложных физико-химических процессов. Первичные материалы доставляются из верхних слоёв мантии, а лабораторией или фабрикой по переработке является вся поверхность Земли, все её сферы: земная кора, подземные воды, особенно глубинные, горячие и насыщенные активными кислотами и другими соединениями, вода, выпадающая с дождями и стекающая в моря с речным стоком, весь Мировой океан, атмосфера с её влагой, ветрами, колебаниями температуры и, наконец, живые организмы, которые после своего появления быстро и очень активно включились в геологическую деятельность. Источником энергии, обеспечивающей работу геологической фабрики, отчасти служит внутреннее тепло Земли, но главным поставщиком является Солнце.

Вопросам формирования и значения полезных ископаемых посвящена обширная специальная литература; они рассмотрены (кратко) в разделе 3.5 данного тома и несколько подробнее и с другой точки зрения во 2-й главе следующего тома. Здесь мы только отметим, что, несмотря на гигантские размеры геологической фабрики, огромные количества перерабатываемых ею материалов и колоссальные энергетические затраты, «полезный выход» этой фабрики очень мал. Лишь незначительная часть перерабатываемых материалов откладывается в виде полезных (для человечества) ископаемых; годовой выход ни в коем случае не может удовлетворить современные потребности человечества. Природе потребовались сотни миллионов лет, чтобы накопить ресурсы, которые человечество открыло, в значительной степени использовало за каких-нибудь 150 лет и собирается прикончить в ближайшие столетия, а по некоторым важным видам — в ближайшие десятилетия. Встаёт вопрос: что потом?

8. Зародившись первоначально в морской среде, жизнь распространилась по всей планете, освоив все океаны с их глубинами и все уголки суши, приспособившись к громадному разнообразию условий, которые встречаются на этой обширной территории. Иногда пишут, что жизнь распространилась и на атмосферу, но это не совсем так. Конечно, в воздухе летают птицы и крылатые насекомые, встречаются микроорганизмы, но они там не живут, а только бывают. Для отдыха, размножения, для питания (не все, но большинство) они возвращаются на поверхность Земли. Человек тоже летает на самолётах и даже забирается в космос, но дом его на Земле. Зато здесь заселено всё: глубоководные впадины и вообще вся толща океанов, где вода холодна (+2–3 ∘C) и царит полная темнота, горячие источники с температурой воды до 100 ∘C, высокие горы и холодные полярные районы, жаркие и безводные пустыни, тёмные пещеры, почва до глубин в несколько десятков метров, вообще всё, в том числе и самые, казалось бы, неподходящие для жизни места. А в благоприятных местах (прибрежный шельф в океанах, влажные тропические леса) жизнь не просто процветает — буйствует. Для того, чтобы приспособиться к такому разнообразию условий, живые организмы выработали множество форм и удивительные приспособления.

9. Однако при громадном разнообразии форм все организмы полностью унифицированы в самом главном своём существе. Каждый организм рождается, живёт и умирает. Для того, чтобы при этом жизнь продолжалась, необходимо оставить потомство и воспроизвести в нём все особенности данного организма, сформировавшиеся в результате длительного эволюционного развития. Это обеспечивает наследственный аппарат живых клеток — ДНК. Он представляет собой очень сложную многомолекулярную структуру, составленную всего из 6 простых органических молекул: остаток одного из видов сахаров (обозначается С), остаток фосфата (P) и четыре основания — тимин (T), цитозин (Ц), аденин (А), гуанин (Г). Во всех, кроме фосфата, присутствует углерод, способный образовывать длинные (бесконечные) цепочки соединений. Молекулы С и Р не несут никакой информации; они соединены в цепочку и служат перилами, скрепляющими всю конструкцию. Четыре основания образуют пары: Т-А, А-Т, Г-Ц, Ц-Г. Это и есть буквы, которыми написана книга жизни. Пары прикреплены к длинной цепочке из С и Р, и в их последовательности закодирована вся генетическая информация, определяющая все особенности организма, его структуру и поведение на протяжении всей жизни от зарождения до смерти. Аналогия с книгами полезна, ибо она простирается и дальше. Буквы соединены в трёхбуквенные сочетания (кодоны) — это слова; их всего 64. Из слов составлены фразы и параграфы — это гены, а гены заключены в хромосому — это уже книга. Каждый организм при зарождении получает несколько таких книг, скопированных с книг родителей — свою личную библиотечку, и строго руководствуется ею на протяжении всей жизни.

Аппарат ДНК, заключённый в ядре каждой клетки, не только передаёт наследственную информацию, но и руководит развитием клетки и её «специализацией» — превращением в мышечную, кожную, нервную, костную и т. д., обеспечивая таким образом создание многоклеточного организма; управляет синтезом белков, ферментов и других необходимых организму химических соединений и выполняет ряд других важнейших функций.

При копировании родительских ДНК иногда возникают ошибки (мутации); такое случается и при копировании книг тоже. Тогда инструкции, записанные в ДНК, искажаются, структура и характер поведения организма несколько меняются, причём изменения могут передаваться следующим поколениям. Большая часть мутаций бывает незначительной. Кроме того, мутации могут быть вредными (в большинстве случаев) или полезными (гораздо реже). Вредные мутации отсеиваются естественным отбором: такой организм либо вообще не рождается, либо оказывается не приспособленным и быстро погибает, либо не даёт потомства. Зато организмы с полезными изменениями обладают преимуществом, они оказываются более жизнеспособными, лучше приспосабливаются к изменению окружающих условий и поэтому не только выживают, но и дают больше потомства. Постепенно полезные изменения распространяются на множество особей и закрепляются в генетическом коде. Благодаря этому происходят изменения уже не отдельных организмов, а целых групп — популяций; в конце концов может сформироваться совершенно новый вид. Таким образом, ДНК обеспечивает не только хранение и передачу наследственной информации, но и её изменение, развитие всего живого мира.

Структура ДНК у всех живых организмов одинакова не только по составу, но и во многих других отношениях, хотя у Природы была возможность выбора многих вариантов. По небольшому отрезку нити ДНК совершенно невозможно определить, какому организму она принадлежит, нельзя даже различить простейшие одноклеточные организмы от самых сложных. Но для того, чтобы обеспечить выполнение всех необходимых функций, сама ДНК должна быть чрезвычайно сложной — состоять из очень большого числа элементов, расположенных в определённом порядке. Как возникла такая структура первоначально, хотя бы в одном экземпляре, остаётся пока неясным. Возможно, в результате соединений различных простых элементов, многократных проб и ошибок, которыми Природа занималась на безграничных океанских просторах в течение сотен миллионов лет, однажды случайно возникла крайне маловероятная комбинация, способная к делению и передаче своей структуры потомкам. Она и послужила началом всего живого, и все её потомки унаследовали главные особенности структуры своей прародительницы.

Генетическая информация всех живых организмов составляет общий генофонд Природы, и его не только не следует уничтожать, а надо хранить так же свято, как мы храним книги в центральной библиотеке государства. Тем более, что библиотеки требуют расходов и заботы, а здесь — никаких затрат, надо только оставить животных в покое и предоставить их самим себе — они отлично обойдутся без нас.

10. Первые живые клетки возникли в архее, около 3,5 миллиардов лет назад. Тогда уже существовал океан, а в нём множество разнообразных органических молекул, которые образовались естественным путём из неорганических веществ без участия живых организмов — была строительная площадка и подвезены материалы. В этой среде каким-то образом возникли живые клетки, возможно, сперва всего одна. Но они были способны к размножению и положили начало длительной эволюции жизни на Земле.

Очень долго — в течение значительной части архея и всего протерозоя, т. е. по крайней мере 3 миллиарда лет, этот процесс шел только в океане. Этот длительный срок был потрачен на совершенствование одноклеточных организмов: появилось ядро, оболочка и другие органы, сформировались растительные организмы, освоившие фотосинтез и жившие уже не за счёт плавающих вокруг органических соединений, а перерабатывавшие углекислоту, используя энергию солнечных лучей; в океан, а из него в атмосферу стал выделяться кислород. Появились животные организмы, которые фотосинтезом не занимались, а питались отходами других организмов или живыми клетками, в первую очередь растительными. С появлением в воде кислорода животные клетки перешли на кислородное дыхание: они поглощают кислород, используя его для окисления органических веществ, поступающих с пищей (вместо процессов химического брожения) и выделяют углекислоту. Произошло много других изменений; организмы стали гораздо совершеннее, разнообразнее (увеличилось количество видов), а к концу протерозоя уже существовали многоклеточные растительные и животные организмы. В осадочных породах тех времён сохранилось много отпечатков растительных и животных организмов, живших в воде. К началу фанерозоя содержание кислорода в атмосфере достигло 1% от современного уровня и начал формироваться озонный слой.

В начальные периоды фанерозоя — в кембрии, ордовике, частично в силуре (580–420 млн. лет назад) жизнь развивалась бурно, но только в море. Появились кишечно-полостные, губки, кораллы, моллюски, членистоногие — трилобиты и ракоскорпионы, имевшие конечности для передвижения, органы дыхания, глаза. Содержание кислорода достигло 10% от современного уровня; соответственно усилился озонный слой и перекрыл ультрафиолетовое излучение Солнца. Стал возможен выход живых организмов на сушу; сперва двигались растения, за ними последовали животные.

11. С этого момента жизнь развивалась на всей поверхности планеты во всё ускоряющемся темпе. Появлялось множество новых типов, классов, семейств, не говоря уж о видах как в растительном, так и в животном царствах. Они развивались, прежние формы уступали место новым, более совершенным. В конце силура в морях уже плавали первые рыбы. На суше среди растений чередой прошли плауны, хвощи, папоротники, хвойные. Среди них были мелкие и крупные формы; поверхность суши покрылась лесами. Сухопутные животные были представлены насекомыми (появились 370 млн. лет назад), рептилиями (320 млн. лет), птицами (190 млн. лет). В юрском периоде (130 млн. лет назад) появились современные формы растений — покрытосемянные, а в меловом периоде — млекопитающие животные (65 млн. лет). В самом конце фанерозоя, 3,5 млн. лет назад, появился человек.

12. Человек отличался от всех животных умением изготовлять орудия, добывать огонь и пользоваться им, и разумом, способным к развитию и познанию Природы. За сравнительно короткий срок человек прошел несколько стадий биологического развития: австралопитек, питекантроп, неандерталец, кроманьонец — человек современного типа, появившийся 50–70 тысяч лет назад.

В становлении человека можно выделить три главные линии, которые развивались параллельно: материальная культура, социально-общественные отношения и духовная культура. Эти три линии тесно связаны и взаимно влияют друг на друга, но определяющей является первая из них.

В сфере материальной культуры можно выделить следующие стадии: каменная эпоха, когда орудия изготавливались из камня, дерева, костей и рогов животных (3,5 млн.-6 тыс. лет назад); эпоха металла (медь, бронза, железо, потом и другие, началась 6 тыс. лет назад); промышленная революция (1600–1850 годы н. э.); период НТР (после 1850 г.). К этой же сфере относится периодизация по способу добывания пищи: использование готовых даров Природы — охота и собирательство (3,5 млн.-6 тыс. лет назад); сельскохозяйственное производство (начиная с 8 тыс. лет назад).

В общественно-социальном развитии выделяют три стадии: дикости (человеческие стаи или стада), варварства (рода и племена), цивилизации (парная семья, классовое общество); эти стадии имеют свои подразделы.

Период цивилизации по времени совпадает с сельскохозяйственным производством; иногда считается, что с цивилизацией начинается собственно история человеческого общества. Если историю понимать в таком суженном смысле, то она делится на древние века, когда в передовых странах сильное распространение получили рабовладельческие отношения (4 тыс. лет до н. э. – 400 лет н. э.), средние века с преимущественно феодальными отношениями (400–1600 лет н. э.), новая и новейшая история с капиталистическими отношениями (после 1600 года). В конце периода новой истории в ряде стран возник социализм. Период цивилизации в целом характеризуется классовой структурой общества, когда большинство людей утратило свободу, которой оно располагало прежде, и попало в личную или экономическую зависимость от другой части, составляющей меньшинство населения.

Духовная сфера включает очень многое: устную и письменную речь, социальные и морально-этические взгляды, религию, искусство, науку. Одновременно с материальной культурой и социальными отношениями развивался духовный мир человечества. Не останавливаясь на этом подробно (рассмотрено в разделе 5.5), отметим только следующее:

13. Развитие человечества в эпоху цивилизации шло по пути громадных успехов, сопровождаемых потоками крови. Постоянно шли большие и малые войны, повсюду господствовала жестокая эксплуатация, всё время вспыхивали и подавлялись восстания. Человечество оказалось разделённым на конфликтующие между собой части большими (и многими) барьерами. Дальнейшее развитие должно идти по пути ликвидации барьеров и объединению человечества.

14. Развитие человечества идёт во всё ускоряющемся темпе (см. приложение 1, стр. 492): из 3,5 миллионов лет существования человека только последние 50 тысяч лет существует человек современного вида, из них только последние 10 тыс. лет относятся к эпохе цивилизации; лишь 400 лет прошло с начала промышленной революции и 150 лет длится эпоха НТР. Всё это происходило стихийно. Но так не может продолжаться слишком долго: либо должна наступить стабилизация, либо последует распад, уничтожение, в лучшем случае — возврат к первобытному состоянию. Человек обладает разумом, способным к познанию и предвидению и должен взять дальнейшее развитие в свои собственные руки.

15. Самый общий итог из всего материала 1-го тома состоит в том, что весь мир, все его части, начиная от Вселенной, представляют собой не застывшую картину, а находятся в непрерывном движении и развитии.