Ранні етапи еволюції біосфери

У курсі загальної біології вивчаються основні етапи еволюції життя на Землі і наводяться форми життя, найбільш характерні для окремих періодів всіх геохронологічних ер. Екологічний, системний погляд на еволюцію життя на нашій планеті дозволяє виділити в цьому процесі інші аспекти. Зокрема, навіть самий поверхневий погляд на картину, подану палеонтологічними даними, дозволяє укласти, що повільне і важке вдосконалення будови і, очевидно, пристосованості рослин і тварин минулих епох йшло одночасно з ускладненням екосистем і в їх складі. Оскільки між різними екосистемами немає абсолютно непроникних кордонів, і всі вони так чи інакше пов’язані в єдину гігантську екосистему планети – біосферу, то зміна типів екосистем означало одночасно зміна типу біосфери.

Життя з’явилася на Землі не менше 3,5 мільярдів років тому як результат хімічної еволюції органічної речовини абіогенного, не пов’язаного з діяльністю живої речовини, походження. Хоча якась груба модель природного відбору діяла, мабуть, і на хімічному етапі виникнення життя, залишаючи з незліченної безлічі перекомбінація уламків органічних молекул найбільш стійкі, власне еволюція могла початися тільки з того періоду, коли стало можливо і відбулося об’єднання попередників білків, володіли каталітичними властивостями, і первинних нуклеїнових кислот. Ці первинні нуклеїнові кислоти з якихось невідомих сучасній науці молекулярним механізмам «воліли» одні первинні білки іншим і утворювали з ними відносно стійкі комплекси, здатні використовувати зовнішні джерела речовини і закладеною у ньому енергії для відтворення таких же комплексів. Так, мабуть, багато разів і в різних місцях в первинному океані виникала молекулярна база спадковості і мінливості.
Напевно, багато мільйонів років знадобилося для того, щоб склався і був відібраний з безлічі випадково виникали варіантів той принцип генетичного коду і синтезу білка, який став єдиним для всього живого на Землі. Ця первинна біосфера розвивалася в умовах відновлювальних властивостей середовища і ще дуже мало на неї впливала. Величезні запаси вуглекислого газу атмосфери не були ще залучені в біогенний круговорот, однак розчинені у водах океану органічні речовини поступово концентрувалися, входячи до складу живої речовини первинних організмів.

Мабуть, первинні організми використовували як джерела енергії для синтезу власних речовин енергії, що звільняється при гідролізі інших органічних речовин. Це вело до поступового вичерпання ресурсів первинного органічної речовини і було загрожує загибеллю недавно зародилася на Землі життя. Напевно, це був перший в історії нашої планети екологічна криза глобального масштабу. Ми не можемо за відсутністю даних судити про те, якою мірою напруженості він досяг, перш ніж з’явилися і почали швидко вдосконалюватися біофізичні та біохімічні механізми і відповідні структури, здатні використовувати зовнішні джерела енергії – енергію хімічних реакцій і світла – для синтезу складних органічних речовин на основі вуглекислого газу і води.

І якщо хемосинтез залишився надбанням обмеженого числа груп мікроорганізмів, то поява фотосинтезу стало найбільшою подією в долі біосфери. Він відкрив можливість використання практично невичерпного джерела енергії – Сонця і можливість залучення в біогенний круговорот речовини величезних запасів вуглецю, що містився в атмосферному вуглекислому газі. Це сталося десь у другій половині найдавнішої, архейської ери, не менше 2 мільярдів років тому. З тих пір в атмосферу почав надходити вільний кисень, що виникає як продукт розкладання води фотосинтезирующими організмами, яким необхідний водень для відновлення вуглецю з його двоокису і для побудови органічних молекул.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Зона тундри