Земля и жизнь - [21]

Микробиологией изучено огромное разнообразие бактерий, которые еще не так давно считались самыми мелкими представителями жизни на Земле. Несколько десятилетий назад были обнаружены еще более мелкие элементы, невидимые в самые лучшие микроскопы, которые были названы вирусами. Свойства и химический состав многих вирусов в настоящее время раскрыты и хорошо изучены. По-видимому, все вирусы способны развиваться только в живых клетках организмов растительных и животных или в культурах их тканей.

Еще одна группа мельчайших организмов, которая по размерам укладывается между бактериями и вирусами, а по свойствам близка к бактериям - это так называемые микоплазмы, микроорганизмы, способные жить и развиваться как в организмах, так и вне их. Способность некоторых из них жить в сточных водах и почвах на продуктах разложения растений и животных показывает, что среди них есть и сапрофиты, т. е. организмы, использующие для своей жизнедеятельности готовый углерод из органических остатков.

Вероятно, исследователям предстоит еще много поработать над современными микоплазмами. То, что известно о них теперь, указывает на сильное морфологическое непостоянство - пластичность, а также большую эластичность их клеток, лишенных ригидной клеточной оболочки. Микоплазмы оказываются "голыми", тогда как бактерии имеют хорошо развитую клеточную оболочку. Клетки микоплазм это нити и шаровидные сгустки протоплазмы, которые способны менять форму в процессе развития микоплазм. Нить может затем переходить в цепочку округлых телец. Клеточное ядро имеется. Размножение осуществляется делением, или материнская клетка распадается на массу мелких дочерних телец.

Основное питание современных микоплазм - белковые вещества кровяной сыворотки, холестерин. Сами они, оказывается, неспособны синтезировать многие органические вещества, в которых нуждаются. Но ведь микоплазмы - продукт длительной эволюции. Какими они были в геологическом прошлом? Н. Г. Холодный дал им название "пробионтов", т. е. еще "не вполне организмов" и приписывал им проявление высокой приспособляемости, "пластичности" при изменениях условий обитания. "Толчковые" изменения условий среды, уничтожая одних пробионтов, способствовали подъему на более высокий уровень эволюции других с превращением их в подлинно живые существа - "археобионты".

Жизненные проявления у клетки организма зависят от физико-химического состояния ее веществ, характеризуемых в особенности концентрацией в них свободных водородных ионов - так называемой величиной рН. От рН зависят вязкость белков, осмотическое давление, способность набухания, поверхностное натяжение и т. д. Поэтому считают, что соответствующий рН является и необходимым условием и причиной жизнедеятельности клеток. Различия в величине рН, несомненно, объясняются составом веществ клетки, так как по существу химический состав клетки или организма в целом является признаком устойчивым, признаком систематического значения. Можно сделать вывод, что осуществление жизненных процессов в первичном сгустке белкового вещества связано с рН, обусловившим возникновение процесса обмена вещества со средой, т. е. жизни.

Первичные организмы, естественно, могли не иметь оболочки, могли быть пластичными в виде сгустка протоплазмы и при размножении делиться на две или на большее число дочерних частиц. Они могли питаться рассеянным в природе органическим веществом, вследствие чего должны были быть сходными с современными микоплазмами. Именно отсутствие оболочки и пластичность тел организмов типа микоплазм могли быть основой бурной эволюции, которую прошла жизнь в ходе геологической истории Земли. От микоплазм могли произойти бактериальная клетка и одноклеточный животный или растительный организм, питанием для которых могли служить минеральноорганические среды.

Отметим, что понятия "окисление" и "восстановление" связываются с получением элементов положительного заряда (отдача отрицательного электрона) или с получением отрицательного заряда (получение отрицательного электрона). Ранее окислением называли только присоединение кислорода. Действительно, в природе веществом, которое дает положительный заряд (отнимает электрон), часто является кислород, тогда как водород - восстановитель, так как он дает отрицательный электрон. Но в современном понятии окислением является не только присоединение кислорода, но и отдача водорода, отдача электрона без участия водорода или кислорода. При этом водород, потерявший электрон, является восстановленным, получивший электрон - окисленным.

Вещественная основа жизнедеятельности организмов создается производством и воспроизводством ими различных белковых соединений, в основном представляющих собой так называемые ферменты, белковые тела, которые вызывают процессы обмена веществ, характеризующие жизнь. Необходимо постоянное образование новых запасов таких тел в организме, чтобы он мог существовать и развиваться. Изменение в составе ферментов способно изменять свойства организмов, придавать им новые признаки.

Химия белковых тел в настоящее время располагает возможностями анализа белковых тел клеток организмов, которые представляют собой смесь весьма многочисленных различно построенных белковых соединений, выполняющих определенные функции. Белковые тела, это сложные, гигантские по сравнению с молекулами, известными неорганической химии, молекулы, в образовании которых принимают участие сотни более простых органических веществ - аминокислот. Предполагается, что из 25 типов различных аминокислот в разных качественных и количественных сочетаниях друг с другом можно получать бесчисленное множество самых разнообразных белковых тел с разнообразными свойствами. Установлена последовательность, с которой образуются такие вещества.