Як розвивалося життя в архейську еру? Перші рештки живих організмів знайдено у австралійських та південноафриканських осадочних породах віком приблизно в 3,5 млрд років, які, на думку вчених, сформувались в архейську еру (почалась приблизно 4,5, а закінчилась - 2,5 млрд років тому). Це були прокаріоти, представлені залишками карбонатних оболонок колоній ціанобактерій та клітинними стінками бактерій різної форми (кулясті, паличкоподібні та ниткоподібні) (мал. 188, 189). На відміну від еукаріотів, еволюція яких відбувалась у більш-менш стабільних геохімічних умовах, первинні бактеріальні екосистеми докорінно змінили ці умови протягом архейської ери та самі пристосувались до них, у свою чергу, змінившись.

Мал. 188. Ціанобактерії

Перші осадочні породи мають вік близько 3,8 млрд років; вони переважно є наслідком життєдіяльності залізобактерій (поклади залізної руди), зелених і пурпурних бактерій (поклади сірки), можливо, нафти та природного газу. У результаті фотосинтезуючої діяльності ціанобактерій в атмосфері поступово накопичилась значна кількість кисню та утворився озоновий шар. Це спричинило появу енергетично вигіднішого кисневого дихання і, відповідно, аеробних прокаріотів.

На кінець архейської ери бактерії в морях та океанах повністю здійснювали всі ті біогенні геохімічні процеси, що й нині - біогенну міграцію різних хімічних елементів та перетворення енергії в ланцюгах живлення.

Які особливості еволюції прокаріотів? Еволюційних змін у будові прокаріотів майже не відбувалось: усі їхні викопні форми не відрізняються від сучасних. Це пояснюють насамперед тим, що серед них немає багатоклітинних організмів, тобто прокаріоти нездатні до диференціації клітин та ускладнення організації. Внаслідок простої будови геному (єдина кільцева молекула ДНК) у них легко відбувається горизонтальний (між різними видами) транспорт спадкової інформації за допомогою переносу фрагментів ДНК вірусами-бактеріофагами з однієї бактеріальної клітини в іншу. Крім того, спадкові властивості бактеріальних клітин можуть значно змінюватися під впливом плазмід.

Плазміди, або позаклітинні фактори спадковості, - ланцюжки з кількох нуклеотидів. Вони часто перебувають поза організмами і за певних умов можуть потрапляти всередину прокаріотних клітин і вбудовуватися в їхні ДНК. Тому у прокаріотів відбувається здебільшого біохімічна, або функціональна, еволюція. Вони здатні опановувати різні адаптаційні зони, виробляючи нові ферменти для засвоєння тих чи інших поживних речовин.

В еукаріотів подібні форми зміни спадковості через складність геному та взаємодію генів призводять до загибелі клітини і тому не можуть бути факторами еволюції.

Мал. 189. Бактерії

У прокаріотних екосистемах відсутні ланцюги виїдання через нездатність бактерій до фагоцитозу. Тому ланцюги живлення прокаріотних біогеоценозів мало розгалужені, а їхня видова різноманітність незначна. Отже, прокаріотні екосистеми мають невисоку здатність до саморегуляції.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Які залишки живих істот відомі з архейської ери? 2. У чому полягають особливості еволюції прокаріотів? 3. Чому прокаріотні екосистеми мають обмежену здатність до саморегуляції?

ПОМІРКУЙТЕ

Який тип ланцюгів живлення можливий у прокаріотних екосистемах?