Архейска ("начална") ера в развитието на живота
Най-древните останки от организми и веществата, създадени с тяхно участие, са достигнали до нас от архейските отлагания на земната кора.
Тези отлагания са изключително мощни (дебели): ясно е, че са минали стотици милиони години, докато са се натрупали. Най-древните, по-ниски отлагания, притиснати от огромната тежест на горните слоеве, са се променили значително: от слоести те са се превърнали в кристални. В допълнение към налягането, това беше подпомогнато и от действието на вътрешната топлина на земното кълбо. Останките от организми, които биха могли да бъдат в тях, също се променят до неузнаваемост. Дори не бихме знаели дали тогава е имало живот или не, ако не бяха някои вещества, натрупани в архейските слоеве; тези вещества, както добре знаем, могат да се образуват в земната кора само чрез действието на организмите. Те наистина са се образували от останките на древни растения и животни. Но ние не откриваме самите тези останки в кристалните скали от архейския период.
Ситуацията е по-добра с онези архейски отлагания, които са достигнали до нас под формата на слоести скали, които все още не са имали време да рекристализират. Това са по-младите слоеве. Те открили останки от бактерии, които приличали на микроскопично малки топчета. Запазени са останките на други бактерии, така наречените железни бактерии, чиито роднини все още живеят на Земята. Желязните бактерии извършват огромна химическа работа, участвайки в създаването на железни руди. Те живеят в тези води, които съдържат соли (азот) на желязото и са заобиколени от най-тънките нишковидни тръби, които са възникнали от слузта, която отделят; те извличат соли (азот) на желязото от вода, преработват ги в своето мъничко тяло и импрегнират тръби с тях (превръщайки ги в оксидни соли). Тези бактерии живеят в колонии. Когато тръбите са напълно наситени с желязо, бактериите ги напускат и се поглъщат.изграждане на нови тръби. В резултат на тяхната дейност се натрупват железни съединения, които след стотици хиляди и милиони години се превръщат в мощни находища на железни руди.
От появата на първичните (колоидни) организми на Земята до появата на истинските бактерии е минало много време. Бактериите вероятно са били тези стабилни форми на живи тела, които са завоювали доминираща позиция на Земята в началния период от историята на живота. Те може да са съществували преди появата на истинските растения и животни. Сред бактериите има голяма група от тези, които могат да живеят благодарение на асимилацията на неорганични химични съединения в почвата и водата, като познатите ни железни бактерии. Очевидно такива са били най-малките бактерии-топки, чийто живот е свързан със създаването на най-древните варовити слоеве. По-късно, когато светът на растенията и животните се разраства, разнообразието от бактерии се увеличава значително. Възникват нови форми, които са се приспособили да живеят от растителни или животински организми или от техните трупове. Така се появиха многобройни бактерии на гниене, ферментация, безброй бактерии-паразити, причиняващи различни заболявания на растенията и животните. Еволюцията на бактериите е тясно свързана с еволюцията на растителния и животински свят, тъй като бактериите се адаптират към новопоявилите се растения и животни. Най-скоро се появяват тези бактерии, които паразитират по хората и домашните животни.
Бактериите играят огромна роля в живота на Земята. Дори Пастьор не го схвана напълно. Бактериите печелят за себе си все повече и повече нови източници на храна; те изпълниха почвата, водата и въздуха. Един грам горска почва съдържа около 3 милиарда бактерии; дори в грам песъчлива почва има около 1 милиард от тях.
Обитават моретата в големи количества. В дълбочинаЧерно море съдържа огромни натрупвания на сероводород, което прави живота невъзможен за растенията и животните. Този сероводород обаче не прониква през повърхностните слоеве на водата и следователно животът процъфтява в тези морета до дълбочина от 200 метра. Къде отива сероводородът? Оказва се, че той се улавя от серни бактерии, които живеят на дълбочина 200 метра и го преработват в съединения на сярната киселина. Приблизително същата картина се наблюдава и в Каспийско море. Колко бактерии работят в такава гигантска химическа лаборатория? Броят им е невъобразим.
Тъй като бактериите могат да се адаптират към най-различни условия на живот, те биха могли да дадат началото на други групи организми. От тях наистина са произлезли някои водорасли. Преходът от бактерии към водорасли беше голяма крачка напред в еволюцията. Наистина, водораслите в по-голямата си част все още принадлежат към света на микроскопично малките същества, но те имат по-определена организация и принадлежат към по-сложни същества, наред с най-простите животински организми. Подобно на бактериите, едноклетъчните растения и животни гъмжат навсякъде по земята и за първи път са открити от Льовенхук в застояла вода. В едноклетъчните тела на тези същества намираме разделение на протоплазма и ядро; в допълнение, те често имат защитна обвивка или вид скелет, понякога поразителен в финес и елегантност на структурата.
В тялото на водораслите, освен ядрото, има още едно важно образувание, което вече е характерно за всички типични растения. Това е така наречениятпигмент, оцветяващо вещество, концентрирано в специални зърна (понякога в повърхностните слоеве на протоплазмата). Не всички водорасли имат еднакъв пигмент. Според цвета се разграничават няколко групи водорасли: синьо-зелени, зелени, пурпурни,кафяво.
Специална група сред водораслите са флагелите. Това са едноклетъчни организми, оборудвани с подвижен флагел, благодарение на който се движат във водата. Те стоят на границата на растителния и животински свят. Някои от тях имат пигментно петно и се класифицират като водорасли, други са лишени от пигмент и могат да улавят храната, която усвояват. Това са най-простите животни.
Зеленият пигмент, характерен за растителната клетка, така нареченият хлорофил, е специално вещество, което улавя енергията на слънчевата светлина и я използва за химическа дейност. Тази дейност се състои, първо, в разделянето на въглеродния диоксид във въздуха на неговите съставни части - въглерод и кислород, и второ, в извършване на творческа работа: в изграждането на органични съединения от освободения въглерод и вода - захар, нишесте, други въглехидрати, мазнини и протеинови тела. Всички тези сложни химикали възникват в растителната клетка от неорганични вещества поради активността на хлорофила. Друг отделен компонент на въглеродния диоксид - кислородът - се връща във въздуха в чист вид. По този начин въздухът непрекъснато се обогатява с кислород.
Спомнете си, че животните ядат само готови сложни органични съединения - въглехидрати, мазнини и протеини. Животните не могат да приготвят тези съединения за себе си. Получават ги от растителния свят. Без растения животните биха умрели от глад. Следователно животните биха могли да се появят на Земята едва след появата на растенията. Растенията са подготвили запас от хранителни вещества за тях. Освен това те създадоха още едно условие, необходимо за живота на животните. Животните се нуждаят не само от храна, но и от дишане. И за това те се нуждаят от кислород. В момента вВъздухът, както знаем, съдържа около 21% кислород. Количеството му е постоянно и това постоянство се поддържа от дейността на растенията, които непрекъснато обогатяват въздуха с кислород. Не е така в архейската ера.
Съставът на атмосферата в ранните дни на живота на Земята, както вече посочихме по-рано, очевидно се е различавал рязко от сегашния. Първо, във въздуха почти нямаше кислород; второ, тогава въздухът съдържаше много въглероден диоксид. Този газ направи въздуха непроницаем за слънчева светлина; следователно нагряването от слънцето не е твърде силно. Но наличието на този газ и водни пари във въздуха значително забавяше охлаждането на въздуха през нощта. Земята беше, така да се каже, обвита в черупка, която беше трудно пропусклива за топлина, която задържаше собствената си земна топлина и повишаваше средната температура на земята. Един учен изчисли, че ако сега количеството въглероден диоксид във въздуха се утрои, средната температура на Земята ще се повиши с почти 10 градуса. Това покачване би било повече от достатъчно, за да разтопи ледовете в полярните региони и да премахне снега от високите планински върхове. Климатът на Земята ще трябва да се промени драстично: продължителни студове ще се случват само от време на време, зимите ще бъдат съкратени, летата ще станат по-дълги и по-горещи; като цяло, на нашите места климатът би бил същият, какъвто намираме сега, например, в нашето Закавказие. А в далечния север, където сега се простира районът на вечната замръзналост, ще се установи доста мек умерен климат.
Има всички основания да се мисли, че в архейската ера климатът е бил дори много по-топъл, както поради високото съдържание на въглероден диоксид във въздуха, така и поради факта, че Земята все още не е пропиляла първоначалната си топлина, и накрая, поради факта, че самото Слънце блестеше с ослепителна бяла светлина иизпрати по-горещи лъчи към Земята. В топлите води на тогавашните морета и океани кипял живот. Създадени са нови форми на растителния свят и в резултат на работата на растенията земната атмосфера започва постепенно да се почиства от въглероден диоксид и да се обогатява с кислород. В морето се появи и кислород в разтворена форма. Това създава условията, при които животът на животните става възможен. Възникна след растението.
Ние обаче знаем още по-малко за животните от архейската ера, отколкото за растенията. На места са запазени черупки на едноклетъчни животни, т. нар. коренчета. Очевидно животните в онези дни все още са играли малка роля в живота на Земята. По-голям интерес представляват други форми на живот, възникнали през архейската ера, а може би дори и по-рано.
Съвременната наука се интересува повече от най-малките организми, отколкото от големите. Не слоновете или китовете са във фокуса на учените, а най-малките, едва видими или напълно невидими живи частици. Практическият живот изисква най-детайлно изследване именно на тези най-малки организми. Откриването и изучаването им може да послужи за обяснение на мистериозната природа на много болести: в края на краищата много болести се основават на нападение върху човек от микроскопични или ултрамикроскопични организми. В селското стопанство свойствата на тези същества са свързани с проблемите на увеличаване на производителността и увеличаване на плодородието на почвата. Науката е заета с изучаването на тези незначително малки същества и с надеждата да се доближи до решението на въпроса за първите етапи на еволюцията и началото на живота.
На ръба на познанието ни са организми, които са толкова малки, че най-добрите съвременни ултрамикроскопи са безсилни да ги направят видими. Те преминават (филтрират) през най-фините филтри и не могат да бъдат уловени и отделени от други вещества, за да ги направят повечена разположение за проучване. Естествено е да се запитаме как е възможно да знаем за тяхното съществуване, ако убягват на нашите най-модерни инструменти? Въпреки че самите те са невидими, ние можем както да видим, така и да изучаваме техните действия. Най-малките от „филтриращите създания“ се наричат бактериофаги. Ние осъзнаваме тяхното присъствие, защото те поглъщат или унищожават живи бактерии. Науката все още не е установила окончателна представа за природата на тези бактериофаги. Много учени ги смятат за най-простите от всички живи организми. Други са по-склонни да ги разглеждат не като организми, а като химикали. Но каквато и да е природата им, ясно е, че тук имаме работа с частици, които стоят на границата между живия и неживия свят.
Малко по-големи от бактериофагите са ултрамикроскопичните същества, наречени вируси (думата "вирус" е латинска и на български означава "отрова").
Тези вируси причиняват редица тежки заболявания при хора, животни и растения. Копитата по говедата и свинете, чумата по кучетата, едра шарка, тиф, жълта треска, бяс, морбили и грип по хората, редица болести по картофите, тютюна и други растения се причиняват от наличието на вируси. Въпреки че са по-големи от бактериофагите, те все още са толкова малки, че свободно преминават през филтри, за което са получили името си "филтрируеми вируси".
Възможно е бактериофагите и вирусите да са останки от древни организми. Те също се променят в историята на Земята, адаптирайки се към съществуването в нови условия. Бактериофагите развиха способността да се борят с бактериите, вирусите започнаха да унищожават растения и животни. Но въпреки всичко това те дори не са се издигнали до същото ниво на организация като бактериите. Следователно в тях могат да се видят останки от първични организми, съществували в архейската ера.