18.3 Гетеротрофы и автотрофы
В
Рис. 18.1. Сине-зеленая
водоросль (спирулина)
течение длительного времени
организмы былигетеротрофными,
т.е.
питающимися органическими молекулами
из окружающего бульона или другими
организмами. 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.
В результате
развития первичного живого вещества в
Земной атмосфере произошли изменения,
и появился свободный кислород. Таким
живым веществом были примитивные
анаэробные прокариоты – микроскопические
сине-зеленые водоросли (рис. 18.1), которые
появились в мелководных водоемах, хорошо
прогретых солнцем. Выносливые одноклеточные
быстро размножающиеся организмы, клетки
которых не содержат ядер.
а)
б)
Рис. 18.2. Прокариоты
(а) и эукариоты (б).
Они легко приспосабливались к
изменениям условий окружающей среды,
умели уже осуществлять реакцию фотосинтеза
и производить свободный кислород. Так
появились необходимые условия для
начала окислительных процессов на
земной поверхности и в океане. Около
1,2 млрд. лет назад содержание кислорода
в земной атмосфере составляло около
одной тысячной от современного уровня.
Этого оказалось достаточно для появления
первых эукариотов (рис. 18.2) – чье дыхание
было основано на потреблении кислорода.
Они уже обладали клеточным ядром,
содержащим хромосомы. 600 млн. лет назад
была достигнута точка Пастера, и
содержание кислорода в атмосфере
превысила 0,2 % после чего преимущественно
развивались организмы с кислородным
дыханием. Произошел биологический
взрыв, в результате которого в океане
появились новые многоклеточные эукариоты
и новые типы животных. Около 400 млн. лет
назад концентрация О2
достигла 2 %, возник
озоновый слой, предохраняющий все живое
от жесткого излучения. Жизнь смогла,
выйти на сушу. Резко возросла реакция
фотосинтеза и поступление кислорода в
атмосферу. Современный уровень
концентрации кислорода был достигнут
200 млн. лет тому назад. После чего в
системе наступило состояние динамического
равновесия. На суше генерируется 100 –
150 млрд. тонн кислорода в год и он
практически полностью расходуется на
дыхание животных и окисления продуктов
вулканизма и горных пород.
Такая гипотеза о
происхождении жизни на Земле наиболее
признана в научном мире. Однако полноценной
теории пока не существует и поэтому
величайшая тайна происхождения живого
пока остается до конца не выясненной.
