Начальные этапы развития жизни

Первые живые организмы жили без доступа кислорода (то есть имели анаэробный тип обмена), в качестве источника пищи и энергии использовали органические соединения, растворенные в водах первичного океана (гетеротрофные организмы). По строению они напоминали современные бактерии.

Появление все большего количества гетеротрофных организмов (вследствие деления клеток) приводило к постепенному истощению питательных веществ в океане, все меньше оставалось органических веществ, которые можно было бы использовать в пищу.

1. В условиях жесткой конкуренции преимущество получили организмы, приобретшие способность использовать энергию света для синтеза органических веществ из неорганических (а именно СО₂ и N₂ атмосферы), а именно способность к фотосинтезу. Но СО₂ и N₂ находятся в инертном, окисленном состоянии, для участия в химических реакциях их нужно восстановить, т.е. передать им энергию от других соединений. Эту функцию выполняет пигментный комплекс. Источниками электронов был сероводород или другие соединения, в том числе органические.

Таким образом, фотосинтез у анаэробных организмов развился на очень раннем этапе истории жизни (такие анаэробные фотосинтезирующие организмы сохранились до наших дней. Это серные пурпурные бактерии)

2. Следующим этапом эволюции было приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать воду в качестве источника водорода. В процессе их фотосинтеза, путем усвоения СО₂ и расщепления Н₂О выделялся свободный кислород.

С тех пор в атмосфере Земли, благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов, постепенно стал накапливаться кислород. Первыми фотосинтезирующими организмами, выделяющими кислород были цианобактерии.

Таким образом, переход от первичной восстановительной атмосферы к среде, содержащей кислород – важнейшее событие в эволюции живых существ:

· Кислород, выделявшийся в атмосферу, в верхних слоях под влиянием УФ излучения Солнца превращался в активный озон, способный поглощать большую часть жестких коротковолновых УФ лучей, разрушающих сложные органические соединения (защитный экран)

· Возникла возможность возникновения кислородного типа обмена веществ, т.е. появлению аэробных бактерий (дышащих кислородом)

Эти факторы привели к возникновению большого количества новых форм организмов и их широкому распространению.

3. Накопление молекулярного кислорода поставило в невыгодное положение анаэробные микроорганизмы: одни из них вымерли, другие вынуждены были искать бескислородные места обитания или вступать в симбиоз с аэробными клетками. Так возникли эукариотические клетки: Более сложно устроенные клетки вышхихорганизмов, имеющие сложные внутриклеточные структуры.