Какой была древнейшая жизнь?

Наши знания о ранее живших организмах невелики. Ведь мил­лиарды особей, представлявших самые разные виды, исчезли, не оставив после себя никаких следов. По оценкам некоторых палеон­тологов, в ископаемом состоянии до нас дошли останки только 0, 01% всех видов живых организмов, населявших Землю. Среди них — только те организмы, которые могли сохранить структуру своих форм путем замещения или в результате сохранности отпечатков. Все прочие виды до нас просто не дошли, и о них мы не сможе^ узнать ничего и никогда.

Долгое время считалось, что возраст древнейших отпечатков
живых ор! анизмов, к которым относятся трилобиты и другие высо
коорганизованпые водные организмы, составляе! 570 млн. лет.
Позже были найдены следы намного более древних оринизмов —
минерализовавшихся нитчатых и округлых микроорганизмов при
мерно десятка различных видов, напоминающих простейших ба
терий и микрокоде рос лей. Возраст этих останков, найденных в кре
нистых пластах Западной Австралии, был оценен в 3, 2—3, 5 млрд. л
Эти организмы, видимо, имели сложную внутреннюю структуру,
них присутствовали химические элементы, соединения ко
были способны участвовать в процессе фотосинтеза. Данные
низмы бесконечно сложны по сравнению с самым сложным из из
всстных органических соединений абиогенного происхождение
Нет сомнений, что это не самые ранние формы жизни и что суще
ствовали их более древние предшественники.

Таким образом, истоки жизни на Земле уходят в тот «темный» первый миллиард лет существования нашей планеты, который не оставил следа в ее геологической летописи. Данную точку зрения подтверждает и гот факт, что известный биогеохимическнй цикл углерода, связанный с фотосинтезом, в биосфере стабилизировался более 3, 8 млрд. лет назад. Это позволяет считать, что фотоавто-трофная биосфера существовала на нашей планете не менее 4 млрд-

лет назад. Однако по данным цитологии и молекулярной биологии, фотоавтотрофные организмы были вторичными в процессе эволю­ции живого вещества. Автотрофному способу питания живых орга­низмов должен был предшествовать гетеротрофный способ как бо­лее простой. Автотрофные организмы, строящие свое тело за счет неорганических минеральных веществ, имеют более позднее проис­хождение. Об этом свидетельствуют следующие факты:

все современные организмы обладают системами, приспособ­ленными к использованию готовых органических веществ как исходного строительного материала для процессов биосинтеза; преобладающее число видов организмов в современной био­сфере Земли может существовать только при постоянном снабжении готовыми органическими веществами; у гетеротрофных организмов не встречается никаких призна­ков или рудиментарных остатков тех специфических фер-ч ментных комплексов и биохимических реакций, которые ха-••' рактерны для автотрофного способа питания.

. Таким образом, можно сделать вывод о первичности гетеро­трофного способа питания. Древнейшая жизнь, вероятно, сущест­вовала в качестве гетеротрофных бактерий, получавших пищу и энергию за счет органического материала абиогенного происхожде­ния, обраювавшегосн еще раньше, на космической стадии эволю­ции Земли. Следовательно, начало жизни как таковой отодвигается еще дальше, за пределы каменной легацией земной коры, более чем на 4 млрд. лет назад.

Говоря о древнейших организмах на Земле, также следует отме­тить, что по типу своего строения они были прокариотами, воз­никшими вскоре после появления археклетки. В отличие от эука-риотов они не имели оформленного ядра, и ДНК располагалась в клетке свободно, не отделяясь от цитоплазмы ядерной мембраной. Различия между прокариотами и эукариотами гораздо глубже, чем между высшими растениями и высшими животными: и те и другие относятся к эукариотам. Представители прокариогов живут и сего­дня. Это бактерии и сине-зеленые водоросли. Очевидно, первые организмы, жившие в очень жестких условиях первоначальной Земли, были похожи на них.

Ученые также не сомневаются в том, что древнейшие организ­мы, населявшие Землю, были анаэробами, получавшими необходи­мую им энергию за счет дрожжевого брожения. Большая часть со­временных организмов являются аэробными и используют кисло­родное дыхание (окислительные процессы) как способ получения энергии.

Таким образом, прав был В.И. Вернадский, предположивший, нь сразу возникла в виде примитивной биосферы. Только

видов живых организмов могло обеспечить выполне­ние всех функций живого вещества в биосфере. Ведь жизнь являет­ся мощнейшей геологической силой, вполне сравнимой как по энергетическим затратам, так и по внешним эффектам с такими геологическими процессами, как горообразование, извержение вул­канов, землетрясения и т.д. Жизнь не просто существует в окру­жающей ее среде, но активно эту среду формирует, преобразуя ее «под себя». Не следует забывать, что весь лик современной Земли, все ее ландшафты, осадочные и метаморфические породы (граниты, гнейсы, образовавшиеся из осадочных пород), запасы полезных ис­копаемых, современная атмосфера являются результатом действия живого вещества.

Эти данные позволили Вернадскому утверждать, что с самого начала существования биосферы входящая в нее жизнь должна бы­ла быть уже сложным телом, а не однородным веществом, так как биогеохимические функции жизни в силу своего разнообразия и сложности не могут быть связаны только с какой-то одной формой жизни. Таким образом, первичная биосфера изначально была пред­ставлена богатым функциональным разнообразием. Поскольку ор­ганизмы проявляются не единично, а в массовом эффекте, то пер­вое появление жизни должно было произойти не в виде какого-то одного вида организмов, а в их совокупности. Иными словами, сра­зу должны были появиться первичные биоценозы. Состояли они из простейших одноклеточных организмов, так как все без исклю­чения функции живого вещества в биосфере могут быть выполне­ны ими.

И, наконец, следует сказать, что первичные организмы и био­сфера могли существовать только в воде. Выше мы уже говорили, что все организмы нашей планеты теснейшим образом связаны с водой. Именно связанная вода, не теряющая своих основных свойств, является их важнейшим составным компонентом и состав­ляет 60—99, 7% веса.

Именно в водах первичного океана образовался «первичный
бульон». Ведь морская вода сама по себе представляет естественный
раствор, содержащий все известные химические элементы. В ней
образовались вначале простые, а затем и сложные органические
соединения, среди которых были аминокислоты и нуклеотиды. В
этом «первичном бульоне» и произошел скачок, давший начало
жизни на Земле. Немаловажное значение для появления и даль­
нейшего развития жизни имела радиоактивность воды, которая то­
гда была в 20—30 раз большей, чем сейчас. Хотя первичные орга­
низмы были намного устойчивее к радиации, чем современные,
мутации в те времена происходили намного чаще, поэтому естест
венный отбор шел интенсивнее, чем в наши дни.

Кроме того, не следует забывать о том, что первичная атмосфе­ра Земли не содержала свободного кислорода, поэтому в ней отсут­ствовал озоновый экран, защищающий нашу планету от ультрафио­летовой радиации Солнца и жесткого космического излучения. В силу этих причин на суше жизнь просто не могла возникнуть, жизнь возникла в первичном океане, воды которого служили доста­точным препятствием для этих лучей.

Итак, подводя итоги, следует отметить, что первичные организ­мы, возникшие на Земле более 4 млрд. лет назад, обладали сле­дующими свойствами:

• они были гетеротрофными организмами, т.е. питались гото­выми органическими соединениями, накопленными на этапе космической эволюции Земли;

они были прокариотами — организмами, лишенными оформ-'| ленного ядра;

• они были анаэробными организмами, использующими в каче-: •> стве источника энергии дрожжевое брожение;

• они появились в виде первичной биосферы, состоящей из

• биоценозов, включающих различные виды одноклеточных ор­ганизмов;

они появились и долгое время существовали только в водах первичного океана.