Земля и жизнь - [24]

Энергетические процессы, происходящие внутри живого организма, идут на более высоком качественном уровне, чем явления неживой природы. Обмен веществ, являющийся источником энергии, если она не поступает извне в форме световой или тепловой, приводит к получению энергии при окислительных процессах, с превращением ее в химическую, механическую и электрическую. По мнению Н. Г. Холодного, основным источником энергии в обмене веществ служит водород. Углерод окисляется косвенно в процессе последовательной отдачи водорода, присоединения частицы воды, новой отдачи водорода и т. д. Характерно, что отнимаемый от окисляемого вещества водород соединяется с кислородом и освобождает весь свой запас химической энергии не сразу. Он проходит через систему промежуточных переносчиков, от одного соединения к другому. Отдавая электрон, водород переходит в ионную форму и, наконец, соединяясь с кислородом, образует воду.

Поскольку многие виды окислительных процессов, происходящих в природе, действительно проявляют свечение (светящиеся бактерии, светящаяся в темноте гниющая древесина), возникновение жизни в первичных сгустках - "коацерватных каплях" А. И. Опарина - действительно можно уподобить искрам света, бесчисленным огонькам, загорающимся в природе, то быстро угасающим, то постепенно разгорающимся все сильнее и сильнее.

Нельзя не отметить роли тепловой энергии, возникающей при процессах обмена. Нередко эта энергия бывает избыточной, излишней для биохимических процессов организма. Она выделяется в среду обитания, которая при этом претерпевает нагревание (окисление серных руд в штабелях, пирита и марказита в углях и в штабелях, гниение сена, "созревание" торфа в торфяниках и т. д.). Это явление ведет к обособлению деятельности так называемых "термофилов" (теплолюбивых организмов), хотя изменение обстановки может в действительности идти лишь в сторону уже чисто химических процессов во вред упомянутым организмам. Так, организмы, возникшие при соответствующем составе и особенностях среды, влияют на нее и подвергаются при этом изменениям под влиянием ими же вызванных изменений последней.

Раз появившись и приобретя способность к воспроизводству новых поколений, жизнь стала быстро завоевывать среды всех типов. Используя запасы углеродных соединений земной коры, живое вещество - новый геологический фактор - быстро поглощало их. Поэтому на Земле могла быть только одна эпоха возникновения жизни, так как это был определенный этап в развитии вещества планеты, больше никогда уже не повторявшийся.

В сферу жизнедеятельности организмов, возникших на основе минерало-органических соединений, с качественно новыми отношениями их со средой, были вовлечены элементы, которые до того были недоступными; поле деятельности организмов быстро расширилось. Расселяясь, организмы стали осваивать все новые и новые места обитания: все более глубокие зоны морей, всю поверхность суши, от низин до высот, а также и недра Земли. Таким образом, первый и главный слой жизни, несомненно, расширяясь, быстро охватил выше и ниже лежащие зоны и превратился в биосферу, размер которой по вертикали стал измеряться километрами.

Так жизнь как энергетический процесс стала на Земле неотделимой от минерального вещества, стала неотъемлемой частью природы, планетарным явлением. Подчиняясь до известного предела условиям среды своего развития, она вносила, как вносит и теперь, часто значительные изменения в состав и свойства среды. Жизнь расширила круг химических процессов на Земле, добавив к нему огромное разнообразие биохимических реакций. Жизнь с самого начала стала осуществлять разнообразную огромную и все увеличивающуюся породообразующую геологическую работу. Она стала играть все большую роль в формировании пород, ландшафтов и самой среды.

По мнению Г. Лиса, первичные организмы, обитавшие в условиях атмосферы, содержавшей углекислоту и лишенной кислорода, в средах, бедных органическими веществами, могли иметь источником жизненной энергии только свет. Поэтому этот исследователь полагал, что первыми живыми существами на Земле были фотосинтезирующие организмы, которые жили в анаэробных условиях, пока в результате того же фотосинтеза не создался в биосфере и запас кислорода и органических веществ. Следует отметить, что хлорофилл, зеленый компонент живого вещества фотосинтезирующих организмов, по своей конструкции стоит на уровне аминокислот и потому мог быть действительно одним из древнейших белковых соединений в природе.

Фотосинтезирующие бактерии имеют в своем составе красящие вещества - пигменты, близкие к хлорофиллу растений. У бактерий, выращенных в темноте, эти пигменты не образуются. Бактериальный хлорофилл представляет собой различные близкие по составу пигментирующие вещества, каждое из которых, свойственно соответствующим группам бактерий - пурпурным, серным и несерным, зеленым серобактериям и др. Схема процесса фотосинтеза у таких бактерий имеет следующий вид:

Фотосинтезирующие бактерии выделяют в составе среды не молекулярный кислород, а группы ОН. Это приводит к окислению в среде их обитания некоторых восстановительных веществ - сероводорода, серы водорода. Как мы отмечали, водородом древняя биосфера была богата.