Як виникло життя на Землі

Що таке життя? Які живі мешканці біосфери? Сьогодні у світі існує безліч різноманітних видів живих організмів, і різних їх форм життя.
Відомо до 500 000, видів рослин і близько 1,5 млн. Видів тварин. Багато живе також в біосфері бактерій, грибів. Однак, незважаючи на їх велику різноманітність, є у всіх живих організмів і спільне. Так, всі вони (і одноклітинні і багатоклітинні) складаються з клітин, харчуються, дихають, ростуть і розмножуються. Між зовнішнім середовищем і організмами постійно відбуваються обмін речовинами і перетворення енергії.
Всі організми складаються з неорганічних і органічних речовин. Неорганічні речовини (вода і мінеральні солі) є в складі і неживої природи, а органічні – тільки в організмах, тобто представниках живої природи. Але яким же чином виникли перші органічні речовини і перші живі організми? У 20-ті роки ХХ ст. російська біохімік академік Олександр Іванович Опарін висунув гіпотезу про походження життя на Землі. Суть його гіпотези полягала в тому, що при потужних електричних розрядах в атмосфері Землі, яка 4-4,5 млрд. Років тому складалася з аміаку, метану, вуглекислого газу і водяної пари, могли виникнути найпростіші органічні сполуки, необхідні для виникнення життя. Передбачення А. І.Опаріна виправдалося. У 1955 р американський дослідник С. Міллер, пропускаючи електричні розряди напругою до 60000 Вт через суміш перерахованих вище газів і парів води під тиском на кілька паскалів при температурі 80 ° С, отримав найпростіші жирні кислоти, сечовину, оцтову і мурашину кислоти, а також кілька амінокислот, зокрема гліцин і аланін. А амінокислоти – це ті <цеглинки>, з яких побудовані молекули білків. Це підтвердило гіпотезу про те, що першим кроком на
шляху виникнення життя на Землі був синтез (освіта) органічних речовин з неорганічних. Потім стало відбуватися поступове ускладнення хімічної структури та морфологічного
образу попередників життя (пробіонтов) на шляху до живим організмам. Середовищем виникнення життя були прибережні райони морів і океанів. Тут, на стику океанів, суші і повітря, створювали сприятливі умови для утворення складних органічних сполук. У концентрованих розчинах білків, нуклеїнових кислот могли утворитися згустки – коацервати. Вони були здатні адсорбувати (поглинати) різні речовини з розчину, перетворювати їх, а в результаті реакції виділяти в середу інші речовини. Коацервати ще не були живими організмами, але вони вже володіли такими властивостями, як ріст, обмін речовин із середовищем. Ці коацервати в процесі еволюції зазнали багато змін і тривалий відбір на стійкість структури. Завдяки появі складних комплексів білків і нуклеїнових кислот став здійснюватися процес створення собі подібних і наслідування їх властивостей в наступних поколіннях. Однак без надходження ззовні енергії життя існувати не може. Зі способів споживання енергії всі організми діляться на дві великі групи: автотрофні і гетеротрофні. Автотрофні організми прямо використовують сонячну енергію (з її допомогою і неорганічних речовин створюють органічна речовина). Гетеротрофні використовують ту енергію, яка виділяється при розпаді органічних речовин. Ймовірно, перші організми були гетеротрофних, які отримували енергію шляхом безкисневого розщеплення органічних сполук. На зорі життя в атмосфері Землі не було вільного кисню. Тому виникнення атмосфери з сучасним хімічним складом найтіснішим чином пов’язане з розвитком життя на Землі. Поява автотрофніорганізмів, здатних до фотосинтезу, тобто створенню на світлі органічних речовин, призвело до виділення кисню в атмосферу і гідросферу. У присутності кисню кисневе розщеплення органічних речовин. При цьому стало виходити енергії у багато разів більше, ніж у безкисневих процесах. Слід пам’ятати, що процес виникнення живих організмів з простих органічних сполук був тривалим – він йшов багато мільйонів років. В даний час живе походить тільки від живого Повторність виникнення знову життя на Землі виключена.
Поява на Землі перших організмів у архейськую еру (2700 млн. Років тому), здатних фотосинтезировать, – важливий етап в еволюції життя.
Одні з найбільш ранніх фотосінтезіруюшіх організмів, знайдених у викопному вигляді, – строматоліти. Вони складалися з безлічі вапнякових кілець, розділених тонкими органічними прошарками. На розрізі викопного строматолітам добре видно шари вапняку і синьо-зелених водоростей, або ціанобактерій. Подібні структури були широко поширені по всій земній кулі, про що свідчать викопні рештки в гірських породах віку 3 млрд. Років. Мабуть, стародавні строматоліти викликали воістину революційні зміни на Землі, збагативши її атмосферу киснем шляхом фотосинтезу. В даний час представники цих древніх організмів мешкають в затоці Шарк біля узбережжя Австралії. Там на мілководді ростуть дивні шаруваті горбки висотою до 1,5 м, що оголюються під час відливу води в океані. Це продукти життєдіяльності синьо-зелених водоростей, чиї переплетені волокна утримують осадовий матеріал і якимось чином виділяють з води вапно. Строматоліти складаються з шарів водоростей і цементуючою їх осадової породи.

Посилання на основну публікацію