Онтогенетический уровень организации, как мы видели, относится к отдельным живым организмам - одноклеточным и многоклеточным. Его называют также организменным уровнем, поскольку при этом речь идет о структуре и функциях отдельного организма без учета его связей и взаимодействий с другими организмами. Поскольку минимальной живой системой служит клетка, постольку на этом уровне уделяется такое большое внимание анализу структуры и функционирования различных клеточных образований.
Популяционный уровень начинается с изучения взаимосвязи и взаимодействия между совокупностями особей одного вида, которые имеют единый генофонд и занимают единую территорию. Такие совокупности, или, скорее, системы живых организмов составляют определенную популяцию. Очевидно, что популяционный уровень выходит за рамки отдельного организма, и поэтому его называют надорганизменным уровнем организации.
Приведенное общее определение популяции дает возможность отличать организменный уровень живого от надорганиз-менного. Сам термин «популяция» был введен одним из основателей генетики - Вильгельмом Иогансеном (1857-1927), который с его помощью отличал генетически неоднородную совокупность организмов от однородной, которую он называл «чистой линией».
В дальнейшем этот термин и обозначаемое им понятие приобрели более глубокий смысл. Многие современные ученые характеризуют популяцию не столько как простую совокупность отдельных организмов, сколько как целостную их систему, в которой они непрерывно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Благодаря этому они оказываются способными к трансформациям, изменению своего ареала и, самое главное, к развитию.
Популяции представляют собой первый надорганизменный уровень организации живых существ, который, хотя и тесно связан с их онтогенетическим и молекулярными уровнями, но качественно отличается от них по характеру взаимодействия составляющих элементов, ибо в этом взаимодействии они выступают как целостные общности организмов. По современным представлениям, именно популяции служат элементарными единицами эволюции. Второй надорганизменный уровень организации живого составляют различные системы популяций, которые называют биоценозами.
Они являются более обширными объединениями живых существ и в значительно большей мере зависят от небиологических, или абиотических, факторов развития.
Третий надорганизменный уровень организации содержит в качестве элементов разные биоценозы и в еще большей степени характеризуется зависимостью от многочисленных земных и абиотических условий своего существования (географических, климатических, гидрологичес-ких, атмосферных и т.п.). Для его обозначения академик В.Н. Сукачев (1880-1967) ввел термин биогеоценоз.
Четвертый надорганизменный уровень организации возникает из объединения самых разнообразных биогеоценозов и теперь обычно называется биосферой.
Таким образом, в функционировании и развитии живой природы особенно наглядно и убедительно выступают ее целостность и системность, которые проявляются в существовании различных иерархических уровней ее организации. При этом каждый новый уровень характеризуется особыми свойствами и закономерностями, не сводимыми к закономерностям прежнего, низшего уровня.
Поскольку основу надорганизменных уровней организации живого составляют популяции, целесообразно несколько подробнее остановиться на их характеристике.
Изучением популяций и биоценозов занимается интенсивно развивающаяся в последние годы отрасль биологической науки, называемая популяционной биологией. Одна из основных проблем, которую она призвана решить, заключается в установлении пространственной структуры и объемов популяций. Определить границу между популяциями чрезвычайно трудно, так как в силу подвижности компонентов популяции, т.е. составляющих ее организмов, происходит непрерывное перемешивание ее населения. Другая трудность - в наличии внутри популяций различных группировок и в существовании популяций разных рангов.
В рамках популяционной биологии исследуются также весьма важные проблемы метаболического взаимодействия между популяциями и биоценозами, которые относятся прежде всего к изучению их трофических, или пищевых связей. Именно на этой основе происходит разграничение популяций и биоценозов. Оно состоит в том, что популяции представляют собой незамкнутые, открытые метаболические системы, которые могут существовать и развиваться только при взаимодействии с другими популяциями . В отличие от них биоценозы - относительно замкнутые метаболические системы, в которых обмен и круговорот веществ могут осуществляться между входящими в биоценоз популяциями. Однако эта замкнутость имеет ограниченный и относительный характер хотя бы потому, что разные биоценозы взаимодействуют между собой. Для характеристики трофического взаимодействия популяций и биоценозов существенное значение имеет общее правило, согласно которому, чем длиннее и сложнее пищевые связи между организмами и популяциями, тем более жизнеспособной и устойчивой является живая система любого (надорганизменного) уровня. Отсюда становится ясным, что с биологической точки зрения на таком уровне решающее значение приобретает трофический характер взаимодействия между составляющими живую систему элементами. Популяции, как отмечалось выше, являются элементарными единицами микроэволюции и составляют основу надорганизменных уровней организации живых организмов, поэтому необходимо рассмотреть теории, описывающие возникновение и развитие живых организмов.
Происхождение жизни
Вопрос о происхождении жизни - один из самых трудных в современном естествознании. В первую очередь потому, что мы сегодня не можем воспроизвести процессы возникновения жизни с такой же точностью, как это было миллиарды лет назад. Ведь даже наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь моделью, приближением, безусловно, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на земле. И тем не менее наука успешно решает вопрос о происхождении живого, проводит многочисленные исследования, постоянно расширяет наши представления о зарождении жизни. Это вполне понятно - проблема жизни лежит в фундаменте всех биологических наук и, в значительной мере, всего естествознания.
Сложность и малоизученность проблемы зарождения жизни на Земле долгое время служили питательной почвой для всевозможных религиозных легенд и мифов. Как известно, еще в далекой древности религия предлагала свои варианты возникновения жизни - сотворение живого «всевышним творцом», «богом-создателем». Однако развитие науки, исследование неизвестных ранее природных явлений, открытие важных законов природы постепенно подтачивали религиозное толкование и объяснение мира. И хотя сегодня любые попытки примирить религиозные утверждения с научными данными выглядят абсурдными, богословы прилагают немало усилий, чтобы «согласовать» научные теории с идеей божественного творения.
Материалистические теории возникновения жизни располагают сейчас многими прямыми и косвенными научными доказательствами своей правоты. С помощью совершеннейших приборов и методов моделируются и изучаются отдельные этапы возникновения живого органического вещества. И можно уверенно утверждать: недалеко время, когда в лабораториях ученых появятся первые крохотные живые клетки. Тем самым будет окончательно доказан естественный характер скачка от неживого к живому.
Более 50 лет вопрос о происхождении жизни разрабатывается крупнейшими учеными, начиная с А.И. Опарина, Б.С. Холдейна. Крупный вклад в это решение внесли Дж. Оро, Г. Меллер, Дж. Бернал, В. Г. Фесенков, Понаперума и другие.
Рассматривая вопрос о происхождении жизни, нельзя оставлять в стороне космические процессы, приведшие к образованию самой Земли и других планет Солнечной системы. История жизни и история Земли неотделимы друг от друга. Именно в этих и последующих процессах развития нашей планеты закладывались условия будущего существования жизни - диапазоны температур, влажности, давлений, уровни радиации и т.п.
Как известно из предыдущих бесед, в настоящее время общепринятой гипотезой о происхождении Земли и всей Солнечной системы является предположение о том, что наша Земля и все планеты сконденсировались из космической пыли, располагавшейся в окрестностях Солнца. Скорее всего, частицы пыли состояли из железа с примесью никеля либо из силикатов (веществ, в состав которых входит широко распространенный на Земле кремний), например, силикатов магния, и каждая частица была окружена льдом. Конечно, кроме пыли везде присутствовал газ. И газ, и частицы пыли пронизывались солнечной радиацией.
При этом весьма вероятно, что на внешних участках Солнечной системы газы могли конденсироваться, образуя различные летучие органические соединения, в которых присутствует основной элемент всех живых организмов - углерод. Постепенно Солнце разогревало их, газы снова испарялись, но некоторая часть их под действием излучений превращалась в менее летучие углеводороды (соединения углерода с водородом) и соединения азота.
Возможно, что именно пылевые частицы, окруженные оболочками из органических соединений, объединяясь, образовали сначала астероиды, а затем планеты. Известно, например, что гиганты Солнечной системы - Юпитер, Сатурн, Уран - в основном состоят из метана, водорода, аммиака и льда - веществ, служащих основой всех сложнейших органических соединений.
С другой стороны, общая поверхность пылинок была очень велика. А это значит, что на ней могли образоваться различные соединения углерода и азота - прямых предшественников жизни. Данное предположение доказывается тем, что ряд органических соединений найден в метеоритах, например, аденин - биологически очень важное азотистое основание. Он был также искусственно получен в лаборатории при условиях, которые имитировали первичную атмосферу Земли. А, скажем, органические соединения, играющие большую роль в обмене веществ живых организмов, - щавелевую, муравьиную и янтарную кислоты удалось искусственно получить при облучении водных растворов углекислоты.
Первичная атмосфера Земли , как и других планет, содержала, очевидно, метан, аммиак, водяной пар и водород. Воздействуя в лаборатории на смесь этих газов электрическими разрядами, имитирующими молнию, и ультрафиолетовым излучением, ученые получили сложные органические вещества, входящие в состав живых белков, - глицин, аланин и другие.
Таким образом, сейчас не приходится сомневаться в том, что под воздействием электрических разрядов, световой и ультрафиолетовой радиации еще до образования Земли или на самой первой стадии ее существования из неорганических соединений мог возникнуть ряд довольно сложных органических веществ. Образовавшиеся органические вещества - это уже первый шаг на пути к жизни.
Какие же элементы являются основными слагаемыми живого, его «кирпичиками»? Это в первую очередь углерод, кислород, азот и водород. В живой клетке, например, по весу содержится около 70% кислорода, 17% углерода, 10% водорода, 3% азота,
затем идут фосфор, калий, хлор, сера, кальций, натрий, магний, железо. Их количество в клетке не превышает десятых долей процента. Далее следуют медь, цинк, йод, фтор и другие элементы, присутствующие в тысячных и десятитысячных долях процента.
Особая роль в живых организмах принадлежит углероду. Говорят, что жизнь на нашей планете «углеродная», т.е. в основе всех органических соединений и веществ организмов лежит углерод.
Могли ли быть соединения, составляющие основу жизни, построены на каком-либо другом элементе, а не на углероде? Подумаем, на каком. Металлы для этой цели вряд ли подойдут: они не могут сами образовывать студневидные, насыщенные водой подвижные и разнообразные структуры. Соединяясь с кислородом, металлы дают, как правило, прочные соединения, где процессы воспроизведения невозможны. У металлов и металлических систем весьма велика электропроводность. Поток электронов в них встречает очень малое сопротивление, и для того чтобы регулировать его, разбивать на более мелкие потоки, направлять их по различным структурам, запасать энергию, понадобились бы невообразимые ухищрения. Правда, ионы металлов переменной валентности оказались практически полезными и используются в жизненных циклах для регулируемой передачи электронов.
В числе возможных кандидатов на роль основного элемента жизни мог бы оказаться кремний. Его соединения могут быть студневидными, но число их сравнительно невелико, и они либо весьма нестойки, либо активны только при очень высоких температурах.
Углеродные же соединения обладают целым рядом свойств, делающих их незаменимыми в качестве основных соединений жизни. Прежде всего, число органических соединений, образованных на основе углерода, огромно (несколько десятков миллионов), и они активны при сравнительно небольших температурах. Атомы углерода в молекулах могут образовывать длинные цепи, имеющие вид скрученных спиралей, просто извитых цепочек и т.д. Сравнительно небольшие перестройки молекул углеродных соединений значительно меняют их химическую активность, которая возрастает также при наличии разного рода катализаторов. «Длинная» молекула углеродных соединений в случае необходимости может служить проводником и регулятором потока электронов. Если же углерод соединяется с такими элементами, как водород, кислород, азот, фосфор, сера, железо, то новообразование обладает замечательными каталитическими, строительными, энергетическими, информационными и многими другими свойствами. Перечисленные и ряд иных качеств углерода делают его единственно достойным кандидатом на роль основного элемента жизни.
Все элементы («кирпичики») живого принадлежат к наиболее устойчивым и распространенным во Вселенной веществам. Они легко соединяются между собой, вступают в реакции и обладают малым атомным весом.
Соединения, образованные такими «кирпичиками», должны легко растворяться в воде. Этим свойством обладают, например, соединения калия, а также натрия, которые составляют необходимый компонент жизни.
Наша планета богата водой. В то же время Земля расположена на таком расстоянии от Солнца, что необходимая для жизни вода находится в жидком, а не в твердом или газообразном состоянии, как на других планетах. Иначе говоря, наша планета - та «золотая середина» в Солнечной системе, которая наиболее подходит для зарождения жизни. Ученые считают, что на Земле имелся и имеется наилучший интервал температур, необходимый для зарождения и существования живого.
Является ли Земля тем единственным космическим телом, на котором возможна жизнь? По-видимому, нет: ведь только в нашей Галактике имеется примерно 150 миллиардов звезд. И вполне вероятно, что в ней существуют космические тела, на которых возможна жизнь.
Итак, первый шаг на пути к возникновению жизни заключался в образовании органических веществ из неорганического космического «сырья» при определенном уровне температуры, влажности, радиации, давлении и т. д. Этот процесс протекал в соответствии с законами астрофизики и химии. Без всякого вмешательства «надприродных» сил совершалось и дальнейшее усложнение органических веществ. На этой стадии, по-видимому, уже начал действовать предварительный отбор тех соединений, которые позднее явились составными частями первых организмов. Другими словами: из множества образовавшихся веществ сохранялись лишь наиболее устойчивые и способные к дальнейшему усложнению, а весь длительный путь к жизни шел под влиянием конкретных условий окружающей среды.
Для построения любого сложного органического соединения живых организмов нужен весьма небольшой набор слагающих блоков-мономеров (низкомолекулярных соединений). Например, имея всего 29 не очень сложных мономеров, можно описать биохимическое строение любого живого организма. В число их входят 20 аминокислот, из которых построены все белки, 5 азотистых, т.е. содержащих азот, оснований (из них в комбинациях с другими веществами образуются носители наследственности - нуклеиновые кислоты), а также глюкоза - важнейший источник энергии, необходимой для жизнедеятельности, жиры -структурный материал, идущий на построение в клетке мембран и запасающий энергию. Такое сравнительно небольшое число соединений - результат действия в течение почти миллиарда лет естественного отбора, выделившего их из огромного количества некогда возникших веществ и определившего их пригодность для существования при определенном уровне температуры, влажности, радиации, давлении и т.д. Этот процесс протекал в соответствии с законами астрофизики и химии. Без всякого вмешательства «надприродных» сил совершалось и дальнейшее усложнение органических веществ. На этой стадии, по-видимому, уже начал действовать предварительный отбор тех соединений, которые позднее явились составными частями первых организмов. Другими словами: из множества образовавшихся веществ сохранялись лишь наиболее устойчивые и способные к дальнейшему усложнению, а весь длительный путь к жизни шел под влиянием конкретных условий окружающей среды.
Соединения, возникшие на основе углерода, образовали «первичный бульон» гидросферы. Существует научная гипотеза, согласно которой содержащие углерод и азот вещества возникали в расплавленных глубинах Земли и выносились на поверхность при вулканической деятельности. Размываясь водой, они могли попасть в океан, где участвовали в образовании «первичного бульона».
Второй важнейший шаг в образовании живых организмов заключался в том, что из множества различных отдельных молекул органических веществ, существовавших в первичном океане Земли, возникли упорядоченные сложные веществабиополиме-ры - белки и нуклеиновые кислоты. Они уже обладали важнейшим биологическим свойством - вполне воспроизводить аналогичные себе молекулы.
Каким же образом осуществлялось формирование биополимеров? В рассматриваемый период все органические соединения находились в первичном океане Земли. Для того чтобы между соединениями могли произойти реакции, ведущие к образованию сложных биологически важных молекул, концентрация органических соединений должна была быть сравнительно высокой. Такая концентрация веществ могла образоваться в результате осаждения соединений на различных минеральных частицах, например, на частичках глины или гидроокиси железа, образующих ил прогреваемого солнцем мелководья. Кроме того, органические вещества могли образовать на поверхности океана тонкую пленку, которую ветер и волны гнали к берегу. Здесь она собиралась в толстые слои, в результате чего концентрация органических веществ повышалась в тысячи раз.
Возможно также, что концентрация веществ происходила на органических частицах, обособившихся от «первичного бульона» океана. Этот процесс известен в химии: в разбавленных растворах родственные молекулы объединяются друг с другом. Такое объединение молекул помогает им перейти в более устойчивое энергетическое состояние.
Итак, отдельные похожие и сравнительно несложные органические соединения начали объединяться в крупные биологические молекулы. Образовались ферменты - белковые вещества-катализаторы, которые способствуют возникновению или распаду молекул. В результате деятельности первичных ферментов возникли одни из важнейших органических соединений - нуклеиновые кислоты, сложные полимерные (т.е. состоящие из многих блоков-мономеров) вещества. Мономеры в нуклеиновых кислотах расположены таким образом, что несут определенную информацию, код, заключающийся в том, что каждой аминокислоте, входящей в белок, соответствует определенный набор из трех мономеров, так называемый триплет нуклеиновой кислоты. Таким образом, на основе «планов» нуклеиновых кислот строятся белки и происходит обмен с внешней средой веществом и энергией. Затем возникают и другие сложные органические соединения.
Эта стадия была ключевой, переломной в возникновении жизни на Земле. Молекулы нуклеиновых кислот приобрели свойство самовоспроизведения себе подобных; заключенная в кислотах информация вела к строгой упорядоченности отдельных составляющих их мономеров. Молекулы нуклеиновых кислот стали управлять всем процессом образования белковых веществ.
Таким образом, в первичном океане Земли возникли химические соединения, которые, черпая энергию из внешней среды, могли поддерживать свое существование и воспроизводить себе подобных. Можно считать, что с этого момента на Земле возникла жизнь. Зарождение живого, очевидно, происходило в наиболее благоприятных участках океана.
Что же такое жизнь, какое ее определение будет наиболее полным и точным? Жизнь - это особая форма существования материи, особая форма ее движения. Она невозможна без существования и функционирования белков и нуклеиновых кислот; жизнь - производное водной оболочки Земли, ее гидросферы; она - часть нескончаемого движения Вселенной. Характерные особенности жизни - обмен с внешней средой, воспроизведение себе подобных, постоянное развитие.
Химическая эволюция возникших на Земле органических соединений неизбежно вела к последовательному усложнению этих соединений и процессов их образования. В результате приспособления органических соединений к внешней среде оставались лишь те из них, которые могли дать еще более сложные образования. Последовательность объединения простых соединений в сложные вначале была случайной; однако в процессе эволюции отбирались только участки, если можно так сказать, с наиболее удачной упорядоченностью. Постепенно возникли высокомолекулярные соединения с высокой степенью упорядоченности и способностью воспроизводить себе подобных.
Но можно ли говорить, что именно на этом этапе возникла жизнь? Ведь организмов, с их обменом веществ, раздражимостью, способностью приспособления к изменяющимся внешним условиям, к росту и размножению, еще не существовало.
С точки зрения современной науки, да, можно.
Возникновению первых организмов, как мы говорили, предшествовала необходимая биохимическая стадия возникновения жизни. На этой стадии в удобных, например, мелководных, заиленных, участках океана образовались сложные биологические молекулы-биополимеры, о которых мы уже упоминали. Вначале их существование поддерживалось чисто химическими процессами. А к концу биохимической стадии появились первичные структурные образования - так называемые мембраны. Они отграничили смеси органических веществ от внешней среды.
Впоследствии мембраны сыграли главную роль в построении всех живых клеток.
 |
Рис. 4.2. Обобщенная схема клетки животного организма
Клетки как основные структурные элементы живого стали объектом научного исследования более 300 лет назад. Их впервые обнаружил английский ученый Р. Гук. В XIX в. немецкие биологи Шлейден и Шванн сформулировали клеточную теорию, которая лежит в основе современной биологической науки. В нескольких словах ее суть можно определить так: тела всех растений и животных состоят из основных единиц жизни - клеток. Живое содержимое клетки получило название протоплазмы (в настоящее время чаще называется цитоплазмой). Виды клеток животного и растительного организма приведены на рис. 4.2 и 4.3.
Ученые считают, что первые организмы на Земле были одноклеточными прокариотами. По своему строению они напоминали, например, существующие ныне бактерии или сине-зеленые водоросли. Для «сборки» одноклеточных организмов «использовались» сложные самовоспроизводящиеся молекулы нуклеиновых кислот, белковые вещества, мембраны.
 |
Рис. 4.3. Обобщенная растительная клетка.
Первые клетки - прокариоты (рис.4.1)- представляли собой «живые» молекулы, окруженные мембраной. Постепенно прокариоты усложнялись, присоединяя к себе другие «живые» молекулы или их комплексы.
Итак, каким же требованиям должны отвечать зарождающиеся клетки живого?
Во-первых, соединения жизни, т.е. разнообразные и многочисленные соединения углерода, должны быть активны при сравнительно невысоких температурах поверхности Земли. При этом скорость протекания жизненных процессов должна значительно меняться при сравнительно небольших изменениях температуры.
В результате многочисленных исследований ученые пришли к выводу, что скорость и последовательность жизненных реакций клеток определяется характером надмолекулярных структур, т. е. закономерностью расположения больших молекул в углеродных соединениях.
Во-вторых, для жизни абсолютно необходим приток энергии извне, из окружающей среды. Энергию клетка получает с пищей. Для жизни важным является, однако, не только получение энергии, но и способность запасать и хранить ее. В противном случае организм мог бы существовать, лишь непрерывно поглощая пищу.
В-третьих, поскольку живой организм неразрывно связан с окружающей средой, он должен реагировать на ее изменения определенными комплексами реакций, ослабляющих или устраняющих нежелательные воздействия внешних условий. Иными словами, клетка должна располагать определенным «запасом прочности», авторегулироваться.
В-четвертых, все живое должно постоянно и с большой точностью воспроизводить себя. Значит, целый ряд внутриклеточных процессов должен обеспечивать размножение клетки. За хранение наследственной информации и ее реализацию в клетке отвечают прежде всего нуклеиновые кислоты: они служат своеобразными матрицами, с которых делается множество копий живого. Благодаря тем данным, которые заключены в структурах нуклеиновых кислот, осуществляется жизненно необходимый синтез белка, самих нуклеиновых кислот и т.п.
В-пятых, так как в каждой клетке ежеминутно протекает множество химических реакций под контролем ферментов-катализаторов, то эти катализаторы должны быть достаточно универсальны и должны воспроизводиться на тех же матрицах, что и другие вещества, состоять из блоков синтезируемых и распространенных в клетке веществ. В своей работе ферменты-катализаторы избирательно ускоряют то одни, то другие реакции, обеспечивая тем самым жизнедеятельность клетки.
С образованием первых клеток был сделан величайший шаг в зарождении жизни на нашей планете. У читателя может возникнуть вполне законный вопрос: а может ли жизнь возникать в наше время? Ученые считают, что возникновение живого принципиально осуществимо и сегодня. Но сможет ли оно существовать и развиваться? Нет, отвечает наука, не сможет: имеющиеся на Земле организмы мгновенно бы уничтожили новообразование.
Предметом длительных споров являлся вопрос о том, возник ли на земле сначала какой-то один вид организма, от которого пошли все остальные, или появилось сразу множество разнообразных? Скорее всего, по данным современных наук, из большого количества высокомолекулярных органических соединений первичного океана более или менее одновременно возникло великое множество первых комочков живой протоплазмы. Они гибли в морских прибоях, в горячих водоворотах, высыхали при отливах, замерзали в холодных глубинных слоях океана. Но огонек жизни уже загорелся, и ему суждено было гореть вечно.
Многие из появившихся организмов стали хищниками: они строили вещество своих клеток за счет других организмов. Другие успешно развивались в содружестве с окружающими.
Проходили сотни миллионов, даже миллиарды лет. За это долгое время из первых прокариотов возникли эукариоты. Прокариотам, таким образом, пришлось существенно потесниться, многие их виды, по-видимому, исчезли. У эукариотов в клетке существует уже оформленное ядро с веществами, содержащими код синтеза белка, и ядрышко, находящееся в ядре.
Приблизительно в это же время у эукариотов намечается «выбор» растительного или животного образа жизни. Основное различие этих двух образов жизни заключается в способе питания и связано с возникновением такого важного для всего живого на Земле процесса, как фотосинтез.
Фотосинтез заключается в создании органического вещества, например сахаров, из углекислоты и воды при использовании энергии солнечного света. Фотосинтез складывается из быстрых, зависящих от света «световых реакций» и более медленных, способных протекать в темноте, «темновых реакций». Такой процесс зеленые растения могут осуществлять благодаря особым свойствам содержащегося в них вещества - хлорофилла, зеленого пигмента. Ежегодно растения Земли создают при помощи фотосинтеза около 200 миллиардов тонн органического вещества, причем 90% этого количества вырабатывают водоросли и только 10% - наземные растения.
С возникновением фотосинтеза в атмосферу Земли начал поступать кислород. Подсчитано, что благодаря фотосинтезу вся углекислота планеты - и в атмосфере, и растворенная в воде -обновляется примерно за 300 лет, а весь кислород - за 2 тысячи лет. Теперешнее содержание кислорода в атмосфере (21%) было достигнуто около 250 миллионов лет назад в результате интенсивного развития наземных растений.
Итак, мы видим, что в результате фотосинтеза образовалась так называемая вторичная атмосфера Земли с высоким содержанием кислорода. Первичная была наполнена ядовитыми газами, в частности, углекислым. В дальнейшем развитие жизни шло по пути совершенствования кислородного обмена, ибо кислород - очень активный газ. Он быстро окисляет многие вещества, а значит, и ускоряет биохимические реакции, происходящие в живых организмах.
Возникшие одноклеточные организмы продолжали совершенствоваться. Некоторые из них, объединяясь, стали жить колониями. Объединение давало возможность успешно осуществлять различные жизненные функции. В колонии как прообразе многоклеточного организма клетки начинают специализироваться: одни реагируют на свет, другие отвечают за процессы размножения.
Первые многоклеточные организмы возникли путем объединения одноклеточных. Это был следующий великий этап в развитии жизни. Многоклеточные морские организмы развивались и совершенствовались дальше. Одни из них осели на дно и прикрепились к нему (первые водоросли и кораллы). Другие построили себе домик-раковину, которую стали всюду таскать за собой для защиты от врагов. Третьи стали совершенствоваться в плавании, ползании по дну (первые медузы)... Жизнь бурно развивалась и совершенствовалась. Далее начинается ее палеонтологическая летопись, многие каменные страницы которой уже прочтены учеными.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему