Гетеротрофное питание осуществлялось за счет расщепления с помощью ферментов органических веществ и усвоения продуктов этого расщепления. Грибы, некоторые растения, животные и человек являются гетеротрофными организмами. Следующим шагом эволюции живого стало появление автотрофных организмов, Которые способны синтезировать питательные вещества из неорганических соединений: живой мир перестал зависеть только от органических веществ, которые в целом медленнее образовывались на Земле по сравнению с неорганическими, и Земля Могла дать возможность существовать гораздо большему числу живых существ. Автотрофы — это первичная биотическая основа. Автотрофные растения и организмы являются пищей для гетеротрофов — животных, грибов, бактерий, т.е. таких живых организмов, которые непосредственно не могут усваивать энергию извне.

Другим важным моментом в эволюции жизни стало появление аэробных организмов, в основном эукариотов, обладавших

297

кислородным дыханием и возникших в окислительной среде. Аэробные клетки, активно питавшиеся кислородом, усваивали энергию в 10 раз большую, чем анаэробные, и поэтому эукариоты в десятки раз более эффективно использовали энергию Солнца. Первоначальной формой были (живые) прокариотические, анаэробные организмы, возникшие и существующие в некислородной первородной атмосфере Земли и не потребляющие кислорода.

Примитивная атмосфера Земли, состоящая из водорода Н2, метана СН4, аммиака NH3, воды Н2O, была восстановительной, и автотрофы должны были возникнуть именно в таких условиях, т.е. анаэробно. И если бы клетки живого организма не достигли своей высокой организованности и защищенного состояния (оболочка), то кислород (O2) не дал бы возможности развиваться жизни, окисляя химические соединения, из которых должны были образовываться биологически функциональные молекулы.

Само существование и развитие жизни подтверждает биогенное происхождение современной окислительной атмосферы Земли. По геологическим данным следы прокариотов анаэробов были обнаружены в осадочных породах в Австралии, возраст которых составляет около 3,9 млрд лет. Этим же возрастом можно датировать возникновение анаэробной жизни и прокариотической биосферы. Прокариоты освоили реакцию фотосинтеза и произвели смертельный для них кислород. Постепенное накопление кислорода в атмосфере и океане препятствовало эволюции прокариотов, вело к их гибели и появлению эукариотов с их кислородным питанием. Дальнейший рост концентрации кислорода привел к образованию озонового слоя в атмосфере и позволил жизни выйти из океана на сушу, что значительно ускорило процесс эволюции живого.

Первичной биотической основой жизни следует считать автотрофов. Автотрофные растения и животные являются пищей для гетеротрофов — таких живых организмов, которые не могут усвоить энергию непосредственно извне. Поэтому автотрофы, прежде всего растения, осуществляющие процесс фотосинтеза, имеют для гетеротрофной жизни на Земле космическое значение. Фиксируя в продуктах фотосинтеза солнечную энергию, они выполняют для нас роль как бы космического очага. Ежегодно растения образуют до 150 млрд тонн органических ве-

298

ществ и запасают до 1016 кДж энергии Солнца. При этом они усваивают из атмосферы до 300 млрд тонн углекислого газа и разлагают до 130 млрд тонн воды, выделяя около 130 млрд тонн кислорода. Практически жизнь на Земле целиком зависит от фотосинтеза автотрофов. В настоящее время анаэробы существуют лишь там, где недостаточно кислорода для поддержания аэробной жизни.

Описанные процессы перехода к фотосинтезу и автотрофному питанию можно рассматривать как очередную бифуркацию в эволюции живого. Взаимодействие гетеротрофов и автотрофов в процессе их жизнедеятельности приводило к изменению внешних условий для живых организмов, которое вынудило эти организмы приспосабливаться к новой среде и еще больше изменить ее. Поэтому в ходе эволюции жизни на Земле среда формировала организмы, а живые организмы формировали среду.

Современное естествознание в целом исходит из абиогенного происхождения жизни по модели Опарина.

12.2. Химические процессы и молекулярная самоорганизация

Быть может, эти электроны –

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.