Почему во времена древних водорослей не росла сосна?

В статье "Возникновение растений" мы начали с того что в некоторой субвитальной зоне (зоне пригодной для возникновения растений) появилась некоторая колония клеток. Рисунок 1.

Что это за клетки? Вот, например, сине-зеленые водоросли появились давно, и мы их целыми кладбищами видим в виде строматолитов и в современное время видим часто в воде. В древние времена они селились на камнях и возможно из-за бедности питательных свойств на камнях они не смогли расти вверх. Возможно, в их геноме были такие гены, что внешнюю оболочку строили из пептидогликана, он не столь жесткий, как целлюлоза и клетки просто растекались по поверхности камня. И на камнях вырастить многоклеточную водоросль оказалось проблематично.

Почему колония сине-зеленых водорослей или колония из каких-нибудь других клеток не смогли в те далекие времена дать рост растениям, многообразие которых существует в настоящее время? Или хотя бы плаунам или хвощам? В чем изъян схемы роста растения, представленной на рисунке 1? Нет подходящих клеток с требуемыми ДНК? Нет требуемой почвы с соответствующими ингредиентами? Неверная модель синтеза целлюлозы? Нет потоков энергии, держащих молекулы глюкозы в состоянии, готовом к синтезу целлюлозы? Или напротив присутствуют потоки, препятствующие данному синтезу? Или может быть нет требуемого количества глюкозы? Или может быть существует еще какая-то причина? Вполне возможно, что причиной большого временного интервала от начала возникновения одноклеточных организмов до возникновения многоклеточных организмов явились несколько различных факторов. Попытаемся поискать ответы на данные вопросы. Для этого попробуем узнать, что было в наличии в природе в разные времена.

Самими древними растениями являются сине-зеленые водоросли. Раз они воспроизводились и жили, то, несомненно, в тот период была ДНК. Раз она реплицировалась, то была необходима энергия для этого. Ученые полагают, что эти водоросли обладали механизмом фотосинтеза и могли синтезировать глюкозу, которая и служила источником энергии. Клетки водоросли обладали клеточной стенкой из пептидогликана.

Это значит, что почти все химические механизмы, которые действуют в нынешних растениях, были полно сформированы в начале зарождения жизни. Одновременно с пулом молекул ДНК, был сформирован и пул механизмов строительства клеток, от простейших капсидов до многослойных стенок.

Так почему же при наличии такого разнообразия возможностей химических реакций во времена сине-зеленых водорослей не могла произрастать сосна? Почему не могли строиться довольно прочные клетки из целлюлозы? В указанных статьях мы видели, что синтез целлюлозы требует меньше шагов, нежели синтез глюкозы. Не верится и в то, что шаги по синтезу целлюлозы более трудные, чем шаги по синтезу глюкозы. Не тот был геном в то время? Так ведь сине-зеленых водорослей было довольно много типов и как пишет по поводу этих водорослей “Биологическая энциклопедия”:

В клеточной оболочке хотя и содержится целлюлоза, но основную роль играют пектиновые вещества и слизевые полисахариды.

Как видите у сине-зеленых водорослей все-таки были возможности синтезировать целлюлозу, но это не привело к широкомасштабному строительству ее.

Может быть, сосна не росла по той же причине, что она не растет сейчас на болоте? Просто нет для нее опоры и, возможно, требуемых питательных веществ. Тогда почему сосна не росла в воде на прочном грунте и не растет сейчас? И вообще она почему-то растет в определенных местах, как и все другие современные растения.

Давайте посмотрим, как вообще растет сосна. Начинает она расти, как известно, с весны до осени. Что происходит в этот период. Во-первых, повышается температура окружающей среды, что провоцирует деление ДНК. Появляется запрос на строительный материал для клеток. Во-вторых, в самой сосне оттаивают токоведущие каналы, и питательный раствор начинает движение, пытаясь удовлетворить запросы делящихся клеток.

Ученые полагают, что в растении существует два потока: вверх и вниз по растению. Но что может двигаться вниз растения? Дезоксирибоза, рибоза, азотистые основания, аминокислоты, глюкоза или еще что-то? Чтобы разделилась клетка растения в самой высшей его точке, ей как раз и требуются все эти элементы. У этой клетки нет никаких лишних запасов. Это видно, например, по куриному яйцу. Цыпленок потребил почти все. Кое-какие отходы есть, но их не много. Такое положения во всех клетках растения. На начальном этапе клетки ничем не могут обмениваться, хотя ток сверху вниз может быть, хотя бы воды.

На этот начальный период роста растению требуется много глюкозы для деления клеток. Не может начальная клетка содержать запасы глюкозы для своих дочерних клеток, так как обычное куриное яйцо не может содержать запасов для двух цыплят. Если из яйца получаются близнецы, то такое яйцо в два раза больше обычного.

Следует предположить, что глюкоза в этот период должна поступать из почвы. Питательный раствор по капиллярам, как по кровеносным сосудам, омывает клетки. Следует напомнить, что клетка окружена мембраной, которая контролирует проход тех или иных элементов внутрь клетки. И проход осуществляется по возникающим запросам элементов клетки.

Если ДНК разделилась, открытые основания начинают излучать потоки фотонов, которые заставляют двигаться к ним комплементарные основания, не смотря на мембрану и избыточное давление в клетке. Так же митохондрия привлекает к себе глюкозу своим сетом, чтобы потом прореагировать с данной глюкозой и излучить фотон, требуемый для нужд клетки. Избыточную внешнюю глюкозу митохондрия привлекать не будет, ибо поступившая глюкоза удовлетворила те связи, которые звали глюкозу. Как только проникшая глюкоза израсходуется, связи освободятся, и снова будут звать глюкозу.

А куда девается избыточная глюкоза из камбия или заболони? Вот она и идет на строительство целлюлозы. Причем мы наблюдаем здесь интересное явление. Клетки камбия одинаковые, но находятся в несколько различных условиях. Одни находятся возле заболони, а другие возле луба. И вот оказывается, что одни клетки находятся в голографическом поле заболони, а на другие клетки камбия больше влияет голографическое поле луба. Соответственно, этим полям возбуждается (по-научному происходит экспрессия) тот или иной ген. Эти гены строят различные белки, а они в свою очередь позволяют строить различные клеточные стенки, и мы получаем заболонь или луб.

Для нас важно то, что для строительства целлюлозы потребовался некоторый избыток глюкозы в растении, помимо глюкозы, требуемой для деления клетки и строительства ЦПМ. Он может появиться только из грунта. Вот такого избытка глюкозы даже в мелком водоеме в донном грунте быть не может. Она просто растворяется в воде и разносится по всему объему. Если бы в воде не было такого перемешивания, мы бы имели в океане моря пресной воды. Дождь прошел, и вот среди океана пресное озеро, если перемешивания нет.

Но если глюкоза находится в более-менее сухом или замкнутом пространстве ее концентрация может возрастать.

Могли ли такие залежи глюкозы быть во времена древних сине-зеленых водорослей или даже во времена риниофитов? Даже если бы и появлялись в эти времена некоторые избытки глюкозы, они бы размывались и рассеивались из-за своего малого количества и частого залива суши, если таковы появлялись.

Несомненно, глюкоза синтезировалась и абиогенно, но ее было не так уж и много. Всех элементов было не бесконечно много. Тех же оснований, аминокислот, пентоз, жиров, кислот было много настолько, чтобы строить молекулы ДНК, белки, пептидогликан, лигнин, хлорофилл и многое. Но вот глюкозы катастрофически не хватало.

Дело в том, что все простые молекулы, типа оснований или аминокислот, во время жизни организма и затем его гибели, не распадались, и их не нужно было синтезировать заново, в отличие от глюкозы. Во время жизни организма глюкоза все время “выгорала”, и ее необходимо было все время восстанавливать или производить вновь. Это примерно так, как происходит с автомобилем. Отслуживший свой срок автомобиль можно разобрать, переплавить и собрать новый автомобиль. И так можно поступать множество раз. А вот бензин, который он сжег восстановить почти невозможно. И масса использованного бензина может превосходить массу самого автомобиля. Тоже происходит и с клеткой: природа монтирует и демонтирует ее с одних и тех же элементов, а глюкоза, как бензин, расходуется безвозвратно.

Но у природы появился фотосинтез. Ученые пытаются на автомобиле сделать нечто подобное фотосинтезу в виде солнечных батарей, к сожалению, это пока не рентабельно. Скажу так наугад: на одно основание или аминокислоту требовалась тысяча, а может быть и миллионы, молекул глюкозы. Если предположить, что абиогенно все элементы синтезировались примерно в среднем равномерно, то ясно, что дефицит глюкозы был большой. А митохондрии все запрашивали и запрашивали глюкозу. И так уж случилось, что одна из комбинаций запросов (их было множество, и они все время были выставлены в виде потоков фотонов) смогла осуществить синтез хлорофилла, который и сумел при помощи определенного потока солнечных фотонов производить синтез глюкозы из воды и углекислого газа. Теперь энергии значительно прибавилось, и поэтому произошел количественный скачек роста сине-зеленых водорослей. Это мы видим по строматолитам.

Неизвестно, как чувствовали себя в это время водоросли: голодали ли, или производство глюкозы и потребление было сбалансированно, или были излишки глюкозы. В любом случае какое-то количество глюкозы во внешнюю среду попадало. Можно предположить, что если водоросль умирала, то часть глюкозы из клетки она оставляла не разложенной. Но эта глюкоза попадала обычно в воду и разносилась по всему миру и, в конце концов, где-то погибала. Такая тягомотина с глюкозой длилась миллиарды лет с архея (3500 миллионов лет) до силура (435 миллионов лет).

На поставленный вопрос: почему во времена сине-зеленых водорослей или даже риниофитов не было механически прочных растений, мне удалось ответить так. Не было целлюлозы. А целлюлозы не было потому, что был дефицит глюкозы. Глюкоза оказалась не восполняемым веществом в течение многих поколений. Ее надо было синтезировать каждому поколению. Если и были какие-то остатки глюкозы, произведенной одним растением, то ее было очень мало. Понадобились миллионы лет, чтобы глюкозы накопилось много. Это эволюционный процесс.

Но теперь мы вправе задать вопрос: Почему во время сине-зеленых водорослей не росли риниофиты или псилофиты? Ведь для их роста не требовалось много глюкозы. Они массово не синтезировали целлюлозу.

Для роста этих и многих других растений глюкоза требовалась только как энергия. Как мы знаем, в те времена уже был фотосинтез, так что дефицит глюкозы на рост риниофитов не влиял. Для их питания глюкозы хватало, а клеточные стенки они строили из пептидогликана. Элементы пептидогликана могли передаваться следующим поколениям, они не расходовались, так как глюкоза. Вроде все было, но почему риниофиты не появились в архее или протерозое, а появились в ордовике? Почему потребовалось более миллиарда лет на эволюцию простейшего наземного растения? Что, не было подходящих болот? Не было какого-то микроэлемента? Или не было соответствующей ДНК? В чем причина позднего появления риниофитов и псилофитов?

Представить, что в те времена не было болото образующих водоемов, довольно сложно. Конечно, как я писал выше, это было болото не такое как сейчас. Возможно, в нем существовали только сине-зеленые водоросли, их нитчатые объединения и что-нибудь подобное. Такие болота образовывались в результате подъема и опускания земной коры, и они могли существовать миллионы лет. Кроме того, существовало множество заливных территорий с приливами и отливами. Ученые такие территории называют литораль. А мы видим, что на таких территориях может произрастать много разных растений (мангровые леса).

Вполне возможно, что в те времена рост многоклеточных растений сильно тормозило отсутствие кислорода. Это тоже расходный материал. Он необходим для выработки энергии (дыхания) и он производился растением при фотосинтезе. Но он быстро улетучивался и не мог накапливаться в больших количествах в растении. Его растениям приходилось вылавливать из атмосферы с большим трудом. Например, в воде мало кислорода, и там расти большим растениям сложно. Конечно в современном мире кислород попадает в растения и через корни, и через листья, и через кору. А в то время кислорода было мало в атмосфере и тем более в почве. Поэтому по сосудам попадало мало кислорода для верхних клеток уровня l на рисунке 1 А₁. Этот фактор тормозил скорость развития предшественников риниофитов, псилофитов, куксоний и других таких растений. К сожалению, мы не знаем, что это были за предшественники. Но именно они шаг за шагом подготовили атмосферу для бурного роста риниофитов и других таких растений. А последние, разрастаясь, привели к увеличению количества глюкозы и в следствии этого к массовому строительству целлюлозы, и как результат возникновению высших растений.

Вывод можно сделать такой: риниофиты и псолофиты не росли во время сине-зеленых водорослей, потому что не хватало кислорода, сосна не могла расти из-за отсутствия глюкозы.

Но по другим параметрам природа не дремала. Появились нитчатые растения в виде колоний одиночных клеток, связанных водородными, а может быть и ковалентными, через некоторые атомы. К нитчатым растениям пристыковывались другие клетки или группы клеток и в результате появились жгутиковые растения. Естественно, что за миллиард лет всевозможных таких соединений было много и некоторые из них оказывались более-менее устойчивыми. Что значит устойчивыми? Это значит, что именно данный геном смог сформировать именно данный организм и, что важно, данный организм сумел, вернее так получилось автоматически, сохранить и возможно частично модифицировать свой геном. Как получается модификация описано в статье "Виток спирали жизненного цикла".

Кроме того, за это время наша планета обогатилась на кислород. Важным явилось то, что за это время природа научилась синтезировать лигнин из первичных элементов. Для его синтеза не требовалась глюкоза в виде составляющей, а только в виде энергии. А лигнин нужен для механического укрепления растений. В результате появились растения, примерно таким способом, как описано рисунком 1. Это были псилофиты и риниофиты.

Такой рисунок (Рис. 8) с риниофитами я нашел в Интернет. До этого периода растения плавали в воде, а потом начали произрастать на болотистых местах. Вот как описывает это явление Биологический энциклопедический словарь:

Риниофиты первые наземные растения. Существовали в силуре – верхнем девоне. Примитивные сосудистые растения выс. 20—70 см, иногда до 3 м, без корней и листьев, с протостелическим (единый центральный проводящий пучок ксилемы, окружённый кольцом флоэмы) стеблем, преимущественно с дихотомическим вильчатым ветвлением и спорангиями на концах побегов, реже – вдоль побегов.

Вот этот пучок ксилемы и состоит из клеток 2 (Рис. 1 в начале статьи), а флоэму составляют внешние клетки 1 А между клетками получились проходы 4 для раствора. Сначала в болотистых местах для такого роста не требовалось даже грунта, как мы понимаем его сейчас. И болото в то время было несколько другим. Не таким, каким его изобразил Куинджи на своих картинах. Это были какие-то мелководья с торчащими камнями и лавой, облепленными первичными водорослями различных типов. Вокруг плавали нитчатые и жгутиковые образования, цепляющиеся за камни и островки почвы. Если в воде было какое-то медленное течение, то образовывались длинные космы, дающие начало корневищам. Получались некоторые колонии клеток в виде некой подстилки и на ней в некоторых местах начинали клетки расти вверх благодаря преимущественному освещению.

Какая клетка быстрее разделилась, та и потребила больше питательных элементов, а остальные остались без питания. Первая клетка (или ее дочка) выдвинулась вперед, получила еще больше света и начала расти более интенсивно. Это случайный процесс. Растущие клетки все время светятся и создают непрерывно изменяющееся голографическое поле. И это поле непрерывно добавляется во все окружающие клетки.

Благодаря этой добавочной энергии в виде голографического поля нижние клетки растения на данной подстилке тоже делятся, но у них нет солнечного потока энергии, и у них возбуждаются другие гены, которые строят клетки отличные от клеток верхней части растения. Появляются предшественники корней. Рисунок 9.

Примерно так видятся процессы развития растительного мира с квантовых позиций в те далекие времена.