Начальные этапы развития жизни

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

Появление все большего количества гетеротрофных организмов, вследствие деления клеток, приводило к постепенному истощению питательных веществ в океане. В условиях жесткой конкуренции преимущество получили организмы, приобретшие способность использовать энергию света для синтеза органических веществ из неорганических, а именно способность к хемосинтезу.

Впоследствии, с образованием пигментных комплексов, некоторые микроорганизмы получили возможность использовать энергию солнечного света для синтеза органических соединений – то есть осуществлять фотосинтез. Источниками электронов для них служил 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.

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

С тех пор в атмосфере Земли, благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов, постепенно стал накапливаться кислород.

Таким образом, переход от первичной восстановительной атмосферы к среде, содержащей кислород – важнейшее событие в эволюции живых существ. Во первых, кислород, попадающий в верхние слои атмосферы, под влиянием солнечного излучения превращался в активный озон, способный поглощать большую часть жестких коротковолновых ультрафиолетовых лучей, разрушающих сложные органические соединения. Таким образом формировался защитный экран. Во вторых, возникла возможность возникновения кислородного типа обмена веществ, то есть появления аэробных бактерий. Эти факторы привели к возникновению большого количества новых форм организмов и их широкому распространению.

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 возникали клетки эукариотных организмов.