Мир океана. Море живет - Страница 2

Если биохимики способны в условиях опыта синтезировать сложные органические соединения, то нет ничего удивительного в том, что при соответствующих условиях подобные вещества могли возникнуть и в природе. Предпосылок для этого было вполне достаточно.

В воде океана находились в растворенном состоянии неорганические соли, которые могли свободно взаимодействовать между собой. Энергия для химических реакций поступала от грозовых разрядов, а также в результате воздействия коротких ультрафиолетовых лучей. В настоящее время эти лучи не достигают поверхности Земли, их задерживает слой озона (изомера кислорода), но до появления жизни земная атмосфера была бескислородной.

Вначале из воды и минеральных солей образовались простые органические соединения. В современном океане такие вещества немедленно поглощаются или разлагаются живыми организмами, но древний океан был еще лишен жизни, и существованию органических соединений ничто не угрожало. Они даже не подвергались опасности окисления, так как свободный кислород не был растворен в морской воде той отдаленной эпохи.

В процессе усложнения органических соединений наступил момент, когда их дальнейшая судьба стала подчиняться закону естественного отбора. В этот период в океанской воде содержались вещества столь сложные, что по многим свойствам они не отличались от тех, которые входят в состав тела живых существ. Из огромного набора органических соединений преимущество стали получать такие, молекулы которых обладали свойством удваиваться за счет извлечения подходящего материала из окружающей среды.

От этих сложных молекул до простейших организмов остался один шаг. Теория происхождения жизни, не умозрительная предположительная гипотеза, а именно научно обоснованная теория, каждое звено которой подкреплено фактическими данными космогонии, астрономии, исторической геологии, минералогии, энергетики, физики, химии, в том числе биологической химии, и многих других наук, разработана лишь в последние десятилетия. Наибольший вклад в эту теорию внес советский ученый академик А. Опарин, к трудам которого и следует обращаться всем, кто интересуется проблемой возникновения жизни. Здесь же наиболее важно окончательно убедиться в том, что колыбелью жизни на нашей планете был океан.

Первые организмы питались за счет органических веществ, содержавшихся в океане. Но этот источник пищи не был неисчерпаемым. Быстро размножившиеся древнейшие существа оказались на грани голодной смерти. Сохранить жизнь могли лишь те, кто обладал способностью строить свое тело непосредственно из неорганических соединений. Вода, углекислота, а также соли азота и фосфора служили главным исходным материалом, энергию для химических реакций давал свет солнца. Этот сложнейший процесс, который происходит в некоторых организмах и приводит к образованию органических соединений, получил название фотосинтеза. Как побочный продукт при фотосинтезе образуется свободный кислород, который тут же растворяется в воде или улетучивается в атмосферу.

Вся предшествующая история развития органической жизни на нашей планете происходила в бескислородной (анаэробной) среде. К ней очень хорошо приспособились первые обитатели моря. Поэтому появление в воде кислорода, приводившее к быстрому окислению органики, было для них равносильно катастрофическому загрязнению среды. Процесс обогащения морской воды кислородом привел к гибели анаэробных организмов; на смену им пришли те, которые сумели перестроить свою физиологию и приспособиться к новым условиям. Времени для этого было достаточно, и прошло много миллионов лет, прежде чем количество свободного кислорода достигло современного уровня.

Кислород, растворенный в морской воде, хотя и стал причиной гибели анаэробных организмов, но дал новый и весьма ощутимый толчок прогрессивной эволюции органического мира. На первом этапе жизни в аэробной (кислородной) среде в соответствии со способом питания произошло разделение организмов на аутотрофов и гетеротрофов. Аутотрофам для существования достаточно наличия воды, двуокиси углерода, неорганических солей и источника энергии. Гетеротрофы же не способны к синтезу органических веществ, и потому они питаются за счет аутотрофов, других гетеротрофов или же их разлагающихся остатков.

Первые аутотрофы стали предками современных растений, а также тех бактерий, которые используют для синтеза энергию, образующуюся в результате окисления неорганических соединений (таковы азотобактерии, железобактерии). В результате эволюции древнейших гетеротрофов возникли все животные, грибы и большинство бактерий. Все огромное разнообразие форм современной органической жизни относится к миру аэробов. В бескислородной среде теперь могут жить лишь некоторые бактерии да паразитические организмы.

Жизнь, зародившись в океане, в течение многих десятков миллионов лет не покидала своей колыбели. За это время в процессе эволюции морские растения и животные достигли довольно высокой степени сложности.

Сначала на сушу «выбрались» зеленые растения. Такая очередность совершенно понятна. Условия освещенности в воде значительно хуже, чем в воздушной среде, а растения для успешного фотосинтеза нуждаются в обилии солнечного света. Можно представить себе два основных пути, по которым зеленые растения проникали из моря на сушу. Один путь им открывали реки. Через речные устья, еще не покидая водную среду, растения постепенно поднялись до заболоченных участков. Другой путь связан с завоеванием растениями береговой полосы. На земле они обрели все необходимые условия для успешного развития и потому большинство групп высших растений (мхи, плавуны, лишайники, хвощи, папоротники, голосемянные и цветковые), а также часть низших (например, грибы и лишайники) — это типичные наземные организмы. В море живут только низшие, наиболее древние представители растений — бактерии и различные группы водорослей.