Александр Вологдин - Земля и жизнь

Таким образом, биохимическое выделение самородной серы или образование сероводорода в геологическом прошлом то проявлялось, то исчезало в зависимости от условий, причем восстановительная обстановка, преобладавшая в ранней биосфере Земли, для этого, несомненно, не служила препятствием.

В биосфере существуют факторы, регулирующие состав атмосферы,- это водная оболочка Земли и живое вещество природы.

Вода растворяет газы воздуха. Огромное их количество находится в растворе во всех типах природных вод: морских, солоноватых и пресных. Поскольку кислород растворяется лучше, то воды содержат его в относительно больших количествах по сравнению с азотом, что делает водные среды в химическом и биологическом отношениях более активными. Этим путем газы доходят до самых больших глубин морей и океанов, делая их доступными для организмов. Море то выделяет кислород в атмосферу, то поглощает его вновь.

Как отмечал В. И. Вернадский, в природе известны тысячи реакций, связанных с поглощением, связыванием кислорода. Между тем свободный кислород в истории Земли мог быть образован только при жизненных процессах, при выделении его зелеными хлорофильными организмами под влиянием энергии света. Поэтому процесс выделения кислорода приурочен исключительно к так называемой кислородной поверхности - земной коре, суше и водам. С глубиной выделение кислорода прекращается и там уже господствует восстановительная обстановка, В. И. Вернадский не допускал мысли, что в природе мог существовать какой-либо иной источник свободного кислорода, кроме биологического, биохимического, что это Является основной чертой истории кислорода Земли. Таким образом, весь кислород атмосферы проходит через живое вещество. При этом подсчитывалось его количество (1,2*1015 т), что указывает на масштаб проявлений жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов в ходе геологической истории Земли.

Естественно, возникает вопрос о форме существования кислорода в догеологический период истории Земли. Ответом на него может служить, по-видимому, мнение В. И. Вернадского, что кислород был тогда полностью в связанном виде в многообразных соединениях типа окислов.

Бесчисленные виды растений, животных и микроорганизмов, обитающие ныне на Земле в различных условиях, поражают разнообразием своего строения и жизнедеятельности. Организмы обитают на поверхности суши, в почвах, в пресных и соленых водных бассейнах, в глубинах земной коры и под дном морей и океанов. Они прослежены до глубин, которых достигают буровые инструменты (до 7 км). Организмы можно обнаружить в воздухе, который переносит их на значительные расстояния, иногда на высоте в несколько километров. Споры и пыльца растений, огромное разнообразие микроорганизмов, переносимые вместе с земной и космической пылью, захватывают не только тропические, теплые и умеренные пояса, но и области высоких широт, вплоть до полярных. Эти зародыши жизни, микроорганизмы и их споры проявляют жизнедеятельность всюду, где они только находят для этого благоприятную обстановку.

С тех пор, как наука решительно победила веками бытовавшие представления о "чудесном" происхождении всего мира, мысль человека постоянно обращается к вопросу: как возникло это огромное разнообразие организмов на нашей планете?

Микробиологи, ботаники и зоологи часто рассматривают современные организмы с точки зрения уровня эволюционного развития, располагая их в системы и ряды от наиболее простых к сложным по жизненным функциям и строению. Точно так же биогеохимическая наука создала и разрабатывает убедительную историческую картину связи организмов с минеральным веществом Земли. Чем ниже уровень организации живого существа, тем большую роль играют в его жизнедеятельности (например, бактерии - геологические деятели) элементы мертвой природы. Поэтому даже в современном живом населении Земли можно подобрать такой ряд организмов, который как бы отражает ход общей эволюции жизни.

Развитие организмов на Земле (по Суиннертону)

Однако все современные организмы являются продуктом длительного хода эволюции жизни на Земле. Они приобрели через бесчисленные смены поколений разнообразные особенности и свойства, которых, несомненно, не имели их далекие предки, поэтому палеонтологическая наука, изучающая остатки прежде живших организмов, способна внести в данную проблему верные решения. Идеи Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина - стройное учение о естественном отборе форм и происхождении видов - дарвинизм,- успешно дополняемое данными мичуринского учения о связях между организмом и средой, о неразрывности этой связи, вскрывают общее направление эволюции жизни на Земле. Этапы развития определенных комплексов организмов геологического прошлого признаны этапами геологического развития самой планеты, разделенного на эры, периоды и геологические века. При этом, чем древнее подразделение осадочных пород с остатками организмов, тем примитивнее по построению и часто мельче по размерам оказываются представленные там организмы, а чем позднее образовался слой породы, тем остатки организмов в нем оказываются более сложно устроенными и более разнообразными.

Обращая внимание на уровень организации ископаемых форм жизни и основываясь на еще относительно скудных палеонтологических материалах того времени, Ф. Энгельс признавал эволюцию жизни как движение материи, как переходы от простого к сложному, как процессы обмена белковых соединений со средой, с основной ролью в них белков как носителей жизни. Ф. Энгельс писал, что остается добиться еще только одного: объяснить возникновение жизни из неорганической природы.

Белковые тела представляют собой цепи связанных между собой аминокислот (полипептидные цепи), уложенные в молекулах таким образом, что в точках соприкосновения между частями этих цепей возникают более или менее прочные химические связи. Процесс образования белковых молекул требует поэтому затраты энергии. Кроме того, в белковых телах могут самопроизвольно образовываться вторичные связи, требующие меньшей затраты энергии. Особенностью живой ткани организма, условием его существования является образование новых аминокислот и распад части старых.

Практика лабораторной работы по синтезу более сложных соединений из более простых при помощи соответствующих энергетических воздействий добилась больших успехов. Обычно для этого применяются высокие давления, поскольку при синтезе объем получаемого вещества меньше, чем сумма объемов исходных веществ.