 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
206
кризисом»: «органический бульон» был исчерпан и следовало выработать способы формирования
крупных молекул биохимическим путем, внутри клеток, с помощью ферментов. В этой ситуации
преимущество было у тех клеток, которые могли получать большую часть необходимой им энергии
непосредственно из солнечного излучения.
Такой переход вполне возможен, так как некоторые простые соединения обладают способностью
поглощать свет, если они включают в свой состав атом магния (как в хлорофилле). Уловленная таким
образом световая энергия может быть использована для усиления реакций обмена, в частности, для
образования органических соединений, которые могут сначала накапливаться, а затем расщепляться с
высвобождением энергии. На этом пути и шел процесс образования хлорофилла и фотосинтеза.
Фотосинтез обеспечивает организму получение необходимой энергии от Солнца и вместе с тем
независимость от внешних питательных веществ. Такие организмы называются автотрофными. Это
значит, что их питание осуществляется внутренним путем благодаря световой энергии. При этом,
разумеется, поглощаются из внешней среды и некоторые вещества — вода, углекислый газ,
минеральные соединения. Первыми фотосинтетиками на нашей планете были, видимо, цианеи, а затем
зеленые водоросли. Остатки их находят в породах архейского возраста (около 3 млрд лет назад). В
протерозое в морях обитало много разных представителей зеленых и золотистых водорослей. В это же
время, видимо, появились первые прикрепленные ко дну водоросли.
Переход к фотосинтезу и автотрофному питанию был великим революционным переворотом в
эволюции живого. Значительно увеличилась биомасса Земли. В результате фотосинтеза кислород уже
в значительных количествах стал выделяться в атмосферу. Первичная атмосфера Земли не содержала
свободного кислорода, и для анаэробных организмов он был ядом. Потому многие одноклеточные
анаэробные организмы погибли в «кислородной катастрофе»; другие укрылись в болотах, где не было
свободного кислорода, и, питаясь, выделяли не кислород, а метан. Третьи приспособились к
кислороду, получив огромное преимущество в способности запасать энергию (аэробные клетки
выделяют энергии в 10 раз больше, чем анаэробные). Благодаря фотосинтезу в органическом веществе
Земли накапливалось все больше и больше энергии солнечного света, что способствовало ускорению
биологического круговорота веществ и ускорению эволюции в целом.
Переход к фотосинтезу потребовал много времени. Он завершился примерно 1,8 млрд лет назад и
привел к важным преобразованиям на Земле: первичная атмосфера земли сменилась вторичной,
кислородной; возник озоновый слой, который сократил воздействие ультрафиолетовых лучей, а
значит, и прекратил производство нового «органического бульона»; изменился состав морской воды,
он стал менее кислотным. Таким образом, современные условия на Земле в значительной мере были
созданы жизнедеятельностью организмов.
С «кислородной революцией» связан и переход от прокариотов к эукариотам. Первые организмы
были прокариотами. Это были такие клетки, у которых не было ядра, деление клетки не включало в
себя точной дупликации генетического материала (ДНК), через оболочку клетки поступали только
отдельные молекулы. Прокариоты — это простые, выносливые организмы, обладавшие высокой
вариабельностью, способностью к быстрому размножению, легко, приспосабливающиеся к
изменяющимся условиям природной среды. Но новая кислородная среда стабилизировалась;
первичная атмосфера была заменена новой. Понадобились организмы, которые пусть были бы и не
вариабельны, но зато лучше приспособлены к новым условиям. Нужна была не генетическая гибкость,
а генетическая стабильность. Ответом на эту потребность и явилось формирование эукариотов
примерно 1,8 млрд лет назад.
У эукариотов ДНК уже собрана в хромосомы, а хромосомы сосредоточены в ядре клетки. Такая
клетка воспроизводится без каких-либо существенных изменений. Это значит, что в неизменной
природной среде «дочерние» клетки имеют столько же шансов на выживание, сколько их имела
клетка «материнская».
13.3.3. Образование царства растений и царства животных
Дальнейшая эволюция эукариотов была связана с разделением на растительные и животные клетки.
Это разделение произошло еще в протерозое, когда мир был заселен одноклеточными организмами.
Растительные клетки покрыты жесткой целлюлозной оболочкой, которая их защищает. Но
одновременно такая оболочка не дает им возможности свободно перемещаться и получать пищу в
процессе передвижения. Вместо этого растительные клетки совершенствуются в направлении