Готовый перевод Terry Pratchett The Science of Discworld I / Терри Пратчетт Наука Плоского Мира I: TWENTY-FOUR DESPITE WHICH ...

ЭТА СИНЕВА В МОРЕ КРУГЛОГО МИРА не была химической, ну в привычном нам простом химическом смысле слова.

Это масса бактерий, называемых цианобактериями.

Другое их имя "сине-зелёные водоросли" может чудесным образом запутать.

Так называемые современные сине-зелёные водоросли обычно красные или бурые, хотя древние возможно и были сине-зелёными.

И сине-зелёные водоросли это действительно бактерии, тогда как большинство других водорослей имеют клетки с ядром, так что бактериями не являются.

Сине-зелёный свет образуется из-за хлорофилла ( правда отличающийся от хлорофилла растений) и желто оранжевыми соединениями называемые каротиноидами.

Бактерии появились на Земле по крайней мере 3,

5 миллиона лет назад, лишь спустя сотни миллионов лет, после того как Земля остыла до той температуры при которой могут существовать живые организмы.

Мы знаем это из-за странной слоистой структуры обнаруженной в осадочной породе.

Слои могут быть плоскими и бугристыми, они могут образовывать огромные разветвлённые столбы, или они могут круто закрученными как листья в капусте.

Некоторые отложения могут быть в полмили толщиной и простираться на сотни миль в ширину.

Большинство из них датируется двумя миллионами лет, но в Варахуне, Автсралия, есть и в возрасте 3,

5 миллионов лет.

Для начала скажем, что никто не знал чем были эти отложения, пока в 1950-ых и 1960-ых не выяснили что они являются следами сообщества бактерий, точнее цианобактерий.

Цианобактерии собираются вместе на мелководье, чтобы образовать большую, плавающую массу вроде войлока.

Они выделяют липкий гель для защиты от ультрафиолетового света, однако к нему прилипают частички осадочных пород.

Когда слои отложений становится таким толстым, что не пропускает свет, бактерии образуют новый слой и так далее.

Когда слои окаменевают, они превращаются в строматолиты, который похожи на большие подушки.

Волшебники не ожидали присутствие жизни.

Круглый Мир устроен по правилам, но не жизнь - так они думают.

Волшебники видят большую разницу между живым и не живым.

Эта проблема состоит в том, что мы ожидаем увидеть в превращении какие-либо границы - или воображать их чтобы легче было относить объекты к одной из двух категорий : "живое" или "мёртвое".

Но это не возможно, даже без учёта течения времени, с которым "живое" становится "мёртвым" - и наоборот.

"Мёртвый" лист больше не является частью живого дерева, но несколько его клеток могут быть живыми.

Митохондрия, часть клетки, что вырабатывает химическую энергия, однажды была самостоятельным организмом.

А живой ли вирус? Без бактериального хозяина они не могут размножаться, но ни одна ДНК не скопируется без химического механизма клетки.

Нам случалось создавать "простые" химические модели живых процессов, в надежде, что достаточно сложная химическая сеть может "запуститься", - станет самореферентной, самокопирующей. Это и было понятием "первичного бульона", множества химических элементов растворённых в океане, случайно натыкающихся друг на друга, и просто случайно образовавшее нечто более сложное.

Оказывается, это совсем не так.

Вам не потребуется много труда чтобы сложные химические элементы: так уж устроено.

Создать сложное вещество - просто.

В мире их полно.

Проблема в том чтобы сохранить эту сложность организованной.

Что считать живым? Каждому биологу приходиться заучить целый список свойств: способность к размножению, чувствительность ко внешней среде, использование энергии и прочие.

Мы двинемся дальше.

"Аутопоэзис" или способность к созданию химических веществ и соединений относящихся к процессу собственного размножения - не плохое определение, за исключением того, что современные живые существа развились куда дальше этих ранних потребностей.

Современные биологи предпочитают обходить этот вопрос и определяют жизнь как свойство молекулы ДНК, но на это напрашивается глубокий вопрос о жизни как процессе общего типа.

Возможно что сейчас мы даём определение жизни, как и научной фантастике - это то, что мы сами так называем.

[34]
Идея того, что жизнь каким-то образом могла создать саму себя, для большинства людей по прежнему остаётся спорной.

Однако, оказалось, что обнаружить правдоподобный путь возникновения жизни возможно.

По крайней мере, их должно быть не меньше тридцати.

Трудно решить какой их них был в действительности, потому как более поздние формы жизни уничтожили все доказательства.

Это может быть и не важным: если бы жизнь пошла не по этому пути, она с лёгкостью выбрала бы любой другой, или один из сотни, о которых мы ещё не помыслили.

Один из возможных путей от неорганического мира к живому, предложенный Грехемом Кэймсом-Смитом - это глина.

Глина может образовывать сложные микроскопические структуры, и часто "копирует" существующие структуры добавляя к ним дополнительный слой, который позже отваливается, становясь исходной точкой для новой структуры.

Соединения углерода могут приклеиваться к поверхности глины, где могут действовать как катализаторы образования сложных молекул, которые мы можем видеть в составе живых существ - белки, даже сама ДНК.

Так что современные организмы могли оседлать глину и отправился на ней в эволюционную поездку.

Альтернативой является предположение Гюнтера Вехтерсхойзера о том, что пирит, соединение железы и серы, мог стать источником энергии подходящим для бактерий.

Даже сегодня мы можем обнаружить бактерии на глубине нескольких миль под землей и около жерл подводных вулканов, которые питают себя реакциями с участием железа и серы.

Они и являются источником "восходящего потока ядовитых минералов", замеченного Ринсвиндом.

Вполне возможно, что жизнь началась в похожих условиях.

Возможная проблема с вулканическими жерлами состояла в том, что очень часто они могли закрыться, и прорваться где-нибудь ещё.

Как могли бы живые организмы перебраться через холодные воды? В 1998 году Кевин Спир понял, что вращение Земли служит причиной того, что поднимающиеся шлейфы горячей воды образуют воронку в центре вращения, образуя таким образом что-то вроде горячего подводного торнадо, проходящего через океанские глубины.

Организмы могли бы в них попасть.

Некоторые могли бы попасть в другие кратеры.

А некоторые нет, но это не важно - всё что требуется это достаточное количество выживших.

Интересно заметить, что во времена Мелового периода, когда океаны были гораздо горячее, эти водяные вихри поднимались даже над поверхностью океана, где они могли вызывать "гипер-ганы" - тоже что ураганы, но со скоростью ветра близкой к скорости звука.

Они могли вызвать большие климатические изменения на планете, которая, как мы ещё увидим, не настолько умиротворённое и мирное место, как мы считали.

Бактерии принадлежать к классу живых организмов известных как прокариоты.

Их часто называют "одноклеточными", но большинство одноклеточных созданий более сложны и довольно сильно отличаются от бактерий.

Бактерия не является полноценной клеткой, а нечто более упрощенное, они не имею клеточной стенки и ядра.

Настоящие клетки, и существа называемые одноклеточными и многоклеточными, появляются позже, и называются эукариотами.

Они возможно возникли когда несколько прокариотов объединили свои силы для своей взаимной выгоды - хитрость, известная как симбиоз.

Первые ископаемые эукариоты были одноклеточными, как амёбы, и возникли около 2 миллионов лет назад.

Первые ископаемые многоклеточные существа как морские водоросли - 1 миллиард лет назад.

.

.

возможно даже датируются 1,

8 миллиард лет.

Это была история в представления учёных до 1998 года: животные как членистоногие и другие сложные звери появились на свет только 600 миллионов лет назад, и примерно 540 миллионов лет назад единственные создания были в самом деле очень странные - совсем не похожие большинство из тех, что окружают нас сейчас.

Эти создания известны как создания эдиакарского периода, после того как впервые были обнаружена в Австралии.

[35] Они могли вырастать до высоты в полметра и больше, но насколько можно сказать по окаменелостям, кажется не имели каких-либо внутренних органов или внешних отверстий как ротовое или анальное (они выживали, переваривая в себе симбиотических бактерий, или благодаря каким-либо другим процесса, о которых мы можем только догадываться ).

Некоторые были сплющенными и собирались вместе в "лоскутки".

Мы не представляем, были ли создания Эдиакарского периода нашими далёкими предками, и почему они были тупиковой ветвью, чей образ жизни был обречён на провал.

Не важно: тогда они были повсюду, и насколько каждый знает, они были единственными существами.

Есть, правда, подсказки окаменелостей, переработанной червями, и некоторые из последних окаменелостей похожи на..

.

.

но мы забегаем вперёд истории.

Основной смысл в том, что почти все создания эдиакарского периода не имею видимой связи с появившимися позже.

Около 540 миллионов лет назад докембрийский существ эдиакарского периода обошли существа кембрийского периода.

Для первых десяти миллионов лет, эти существа были такими же странными, оставив за собой фрагменты колючек и шипов, которые предположительно являются останками прото-скелета, который ещё не был собран воедино.

В этот момент, природа внезапно научилась соединять скелет, и даже больше: это время известно как Кембрийский взрыв.

Двадцать миллионов лет спустя уже существовали все известные варианты строения тела: все последующие были лишь слегка изменены.

Но действительной инновацией Кембрийского взрыва бы нечто менее очевидное чем цельные скелеты, бивни, раковины или конечности.

Это был новый вид строения тела.

Диблобласты были вытеснены трилобластами.

.

.

Простите, Аркканцлер.

Мы имели ввиду, что создания начали образовывать новый слой между собой и вселенной.

Эдиакарии и современные медузы являются диблобластами - двухслойными существами.

Они имеют внешний и внутренний слой, как толстый бумажный пакет.

Трёхслойные организмы, как мы и практически всё что нас окружает, называются трилобластами.

Мы имеем внутренний слой, наружный и промежуточный.

Промежуточный слой был большим скачком вперёд, ну или скольжением.

Внутри вы можете расположить то, что нуждается в защите, как например, внутренние органы.

В этом смысле, вы больше не часть окружающей среды - это и есть вы.

И теперь, как и всякий обладатель собственности, вы можете приступить к её улучшению.

Это сказка для детей, но относительно хорошая.

Трилобласты играют ключевую роль в эволюции именно потому, что обладают внутренними органами, и в частности могли поглощать пищу и выводить её.

Их выделения стали основными ресурсами для других существ; для действительно сложного мира жизненно необходимо чтобы и такое случалось.

Но откуда взялись все эти трилобласты? Были ли они ответвлением от существ Эдиакарского периода? Или они возникли от каких-либо ещё существ, которые не оставили окаменелостей? Трудно представить, что они могли произойти от существ Эдиакарского периода.

Да, мог появится дополнительный слои мягких тканей, но так же как и этот слой вам необходима более сложная организация, чтобы его использовать.

Эта организация не возникла бы из ниоткуда.

Более того, существуют провокационные слеты того, что могло бы быть докембрийскими трилобластами - окаменелости не самих застрявших червей, а скорее того, что могло бы быть их тропами в мокрой грязи.

Хотя, опять же, могло и не быть.

Выяснили мы в феврале 1998 года.

Открытие зависело от того, где, а в этом случае и каким образом, вы будете искать ископаемые.

Одним из способов образования окаменелостей является петрификация.

Существует самый не исследованный тип петрификации, который может происходить очень быстро - в течении нескольких дней.

Мягкие ткани живых организмов замещаются фосфатом кальция.

К несчастью палеонтологов, этот процесс действенен для организмов размером около десятой части дюйма (2 мм)

Однако, и эти крошки кое-чем интересны.

С 1975 года учёные обнаружили отлично сохранившиеся образцы древних крошечных членистоногих, созданий вроде многоножек с множеством сегментов.

В 1994 году они обнаружили клеточные эмбрионов - то есть ранние стадии развития организма - и считается, что они принадлежали эмбрионам трилобластам.

Однако, все эти создания возникли после Эдиакарского периода.

Но в 1998 году Шуай Сяо, Юн Чжан и Эндрю Нолл обнаружили ископаемые зародыши в горных породах Китая возрастом в 570 миллионов лет - почти середина Эдиакарского периода.

Все эти зародыши были трилобластами.

За четыре миллиона лет до Кембрийского взрыва на Земле существовали трилобласты, существуя бок о бок с этими загадочными существами Эдиакарского периода.

Мы трилобласты.

Где-то в докембрийском периоде, окруженные безротыми, не имеющими органов эдиакариями, мы вступили в свои права.

Обычно считается что жизнь это нечто хрупкое и очень необычное явление: трудно создать и легко разрушить.

Но всюду на Земле мы находим живые создания, часто в условиях, которые мы бы скорее назвали враждебными.

Становится похоже, что жизнь очень устойчивое явление, способная возникнуть почти везде, даже в отдалённо подходящих условиях.

Что же делает жизнь такой стойкой? Ранее мы говорили о двух способах покинуть Землю - ракете и космическом лифте.

Рокета - это нечто что используется и заканчивается, а космический лифт это продолжающийся процесс.

Космический лифт требует значительных вложений вначале, но когда он готов, подниматься и опускаться можно,в сущности, бесплатно.

Функционирующий космический лифт кажется противоречит всем обычным правилам экономики, которые рассматривают отдельные операции и стараются установится разумную цену, вместо того чтобы задуматься о том, чтобы вовсе исключить понятие цены.

Кроме того, он противоречит закону сохранения энергии, способ сказать на языке физиков о том, что из ниоткуда ничего не возникает.

Но, как мы это уже видим, это возможно за счёт использования новых ресурсов, которые становятся доступны, когда космических лифт будет запущен.

Это аналогия между космическим лифтом и жизнью.

Жизнь противоречит обычным правилам химии и физики, особенно правилу известному как второй закон термодинамики, который гласит, что ничего не может самопроизвольно стать более сложным.

Жизнь делает это, потому как космический лифт поднимает себя на новый уровень действия, где может получить доступ к вещам и процессам о которых прежде не могло быть и речи.

Размножение, в частности, чудесный метод обойти сложности создавая действительно нечто сложное.

Просто создать одну, которая воспроизведет больше своих копий.

Первое может быть невероятно трудным, зато всё остальное получится без дополнительных усилий.

Так что же является лифтом для жизни? Давайте попробуем обобщить, и посмотрим на общие особенности различных теорий возникновения жизни.

Кажется главной их них является прохождение новых химических процессов в небо в небольших объемах к активной поверхности.

Это долгий путь даже до сегодняшних сложных организмов, это долгий путь даже для современных бактерий, которые заметно сложнее чем их древние предшественники.

Им приходится такими быть чтобы выжить в более сложном мире.

Этими активными поверхностями могли быть жерла подводных вулканов.

Или горячие камни в глубинах земли.

Или это могли быть побережья.

Представьте себе слои сложной (потому что это просто), но неорганизованной молекурярной грязи на камнях, омываемой водой и облучаемой Солнцем.

Всё случившееся, что способно стать даже крошечным "космическим лифтом" устанавливает новое направление для дальнейших изменений.

Например, фотосинтез в этом смысле тоже космический лифт.

Однажды один кусочек грязи освоил его, и мог использовать энергию солнца вместо своей собственной, штампуя сахар непрерывным потоком.

Так что возможно происхождение жизни было целой серией маленьких космических лифтов, которые шаг за шагом привели к упорядоченным, но даже более сложным химических процессам.

.

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/26716/89162

Переводчики: Krevedko_boo