Какими свойствами обладали коацерваты рост обмен веществ

Ïðîèñõîæäåíèå æèçíè íà Çåìëå ÿâèëîñü òðåòüèì çíà÷èòåëüíûì ýòàïîì â ðÿäó ïðîèñõîæäåíèÿ íàøåé Âñåëåííîé è ïðîèñõîæäåíèÿ Çåìëè.

Íî òîëüêî 3 ìàÿ 1924 ã. íà ñîáðàíèè Ðóññêîãî áîòàíè÷åñêîãî îáùåñòâà ó÷åíûé-áèîõèìèê À. È. Îïàðèí (1894-1980) ñ íîâîé òî÷êè çðåíèÿ ðàññìîòðåë ïðîáëåìó âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè. Åãî äîêëàä «Î âîçíèêíîâåíèè æèçíè» ñòàë èñõîäíîé òî÷êîé íîâîãî âçãëÿäà íà âå÷íóþ ïðîáëåìó íàøåãî ïîÿâëåíèÿ íà Çåìëå. Íåîáõîäèìî ïîä÷åðêíóòü, ÷òî íåçàâèñèìî îò Îïàðèíà ê òàêèì æå âûâîäàì ïðèøåë àíãëèéñêèé ó÷åíûé-ôèçèîëîã Äæîí Õîëäåéí (1860-1936).

Îáùèì âî âçãëÿäàõ Îïàðèíà è Õîëäåéíà áûëî îáúÿñíåíèå âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè â ðåçóëüòàòå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè. Îáà îíè ïîä÷åðêèâàëè îãðîìíóþ ðîëü ïåðâè÷íîãî îêåàíà êàê îãðîìíîé õèìè÷åñêîé ëàáîðàòîðèè, â êîòîðîé îáðàçîâàëñÿ «ïåðâè÷íûé áóëüîí».

Óñëîâèÿ ïîÿâëåíèå æèçíè. Çàðîæäåíèå æèçíè íå ïðîèçîøëî ñàìî ïî ñåáå, à ñîâåðøèëîñü áëàãîäàðÿ îïðåäåëåííûì âíåøíèì óñëîâèÿì, ñëîæèâøèìñÿ ê òîìó âðåìåíè.

Ãëàâíûå óñëîâèÿ âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè:

• ñîîòâåòñòâóþùàÿ ìàññà è ðàçìåðû ïëàíåòû;
• íàëè÷èå âîäû íà ïëàíåòå – ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà âîäû: íàèáîëüøàÿ òåïëîåìêîñòü, íèçêàÿ òåïëîïðîâîäíîñòü, ðàñøèðåíèå ïðè çàìåðçàíèè, õîðîøèé ðàñòâîðèòåëü è äð.;
• íàëè÷èå óãëåðîäà íà ïëàíåòå Çåìëÿ â âèäå ãðàôèòà è êàðáèäîâ — èç êàðáèäîâ ïðè èõ âçàèìîäåéñòâèè ñ âîäîé îáðàçîâûâàëèñü óãëåâîäîðîäû;
• äîñòóï âíåøíåé ýíåðãèè â ðàçíûõ ôîðìàõ: ëó÷èñòàÿ ýíåðãèÿ Ñîëíöà, â ÷àñòíîñòè óëüòðàôèîëåòîâûé ñâåò, ýëåêòðè÷åñêèå ðàçðÿäû â àòìîñôåðå è ýíåðãèÿ ïðèðîäíûõ ðàäèîàêòèâíûõ âåùåñòâ.

Îáðàçîâàíèå áèîïîëèìåðî⠖ êîàöåðâàòîâ. Íà ðàííåé ñòàäèè îáðàçîâàíèÿ îðãàíè÷åñêèé âåùåñòâ èç íåîðãàíè÷åñêèõ ïðîèçîøåë ïðåäâàðèòåëüíûé îòáîð õèìè÷åñêèé ñîåäèíåíèé ñïîñîáíûõ ê äàëüíåéøåìó óñëîæíåíèþ, ò.å. ýâîëþöèè îðãàíèçìîâ ïðåäøåñòâîâàëà ïî÷òè â ìèëëèàðä ëåò õèìè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ.  õîäå êîòîðîé äëÿ ïîñòðîåíèÿ ëþáîãî ñëîæíîãî îðãàíè÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ æèâûõ îðãàíèçìîâ áûëî îòîáðàíî âñåãî ëèøü 29 ñîñòàâíûõ áåëêî⠖ íèçêîìîëåêóëÿðíûõ ñîåäèíåíèé (ìîíîìåðîâ).  ÷èñëî èõ âõîäÿò 20 àìèíîêèñëîò, 5 àçîòèñòûõ îñíîâàíèé äëÿ îáðàçîâàíèÿ íóêëåèíîâîé êèñëîòû, ãëþêîçà – èñòî÷íèê ýíåðãèè, æèðû – íàêîïèòåëü ýíåðãèè è ìàòåðèàë äëÿ ìåìáðàí êëåòîê.

Êîãäà æå íà Çåìëå âîçíèêëè âåùåñòâà ïîäîáíûå áåëêàì, íà÷àëñÿ ïåðåõîä îò îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ê æèâûì ñóùåñòâàì. Ïåðâîíà÷àëüíî, îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà íàõîäèëèñü â ìîðÿõ è îêåàíàõ â âèäå ðàñòâîðîâ, ò.å. ñîåäèíåíèÿ íà îñíîâå óãëåðîäà îáðàçîâàëè «ïåðâè÷íûé áóëüîí» ãèäðîñôåðû.  íèõ íå áûëî êàêîãî-ëèáî ñòðîåíèÿ, êàêîé-ëèáî ñòðóêòóðû. Íî êîãäà ïîäîáíûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ ñìåøèâàëèñü ìåæäó ñîáîé, â ðàñòâîðàõ îáðàçîâûâàëèñü óïîðÿäî÷åííûå ìîëåêóëÿðíûå ñòðóêòóðû – áèîïîëèìåðû: áåëêè è íóêëåèíîâûå êèñëîòû â âèäå êàê îñîáûå ïîëóæèäêèå, ñòóäåíèñòûå îáðàçîâàíèÿ — êîàöåðâàòû. Êîàöåðâàòû – ìåëü÷àéøèå êîëëîèäíûå ÷àñòèöû – êàïëè, îáëàäàþùèå îñìîòè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè.  íèõ êîíöåíòðèðîâàëèñü âñå íàõîäÿùèåñÿ â ðàñòâîðå áåëêîâûå âåùåñòâà, è íî îíè íå îáëàäàëè âàæíåéøèì áèîëîãè÷åñêèì ñâîéñòâîì âîñïðîèçâåäåíèÿ ñåáå ïîäîáíûõ. Íî ïðåäïîñûëêàìè âîçíèêíîâåíèÿ æèâîãî â íèõ óæå ñîäåðæàëîñü, ê òîìó æå îíè îáúÿñíÿþò ïîÿâëåíèå áèîëîãè÷åñêèõ ìåìáðàí êàê ñàìîãî «òðóäíîãî» ýòàïà õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè æèçíè. Ïåðâè÷íàÿ àòìîñôåðà Çåìëè ñîäåðæàëà â îñíîâíîì ìåòàí, àììèàê, âîäÿíîé ïàð è âîäîðîä, ïîýòîìó áåñêèñëîðîäíàÿ ñðåäà ñïîñîáñòâîâàëà äëèòåëüíîìó ïðîöåññó ñèíòåçà áèîïîëèìåðîâ: êèñëîðîä, êàê ñèëüíûé îêèñëèòåëü, ðàçðóøàë áû ýòîò ïðîöåññ.

Êðîìå êîàöåðâàòîâ â «ïåðâè÷íîì áóëüîíå» íàêàïëèâàëèñü ïîëèíóêëåîòèäû, ïîëèïåïòèäû è ðàçëè÷íûå êàòàëèçàòîðû, áåç êîòîðûõ íåâîçìîæíî îáðàçîâàíèå ñïîñîáíîñòè ê ñàìîâîñïðîèçâåäåíèþ è îáìåííóþ âåùåñòâ.

 ðåçóëüòàòå îáðàçîâàëèñü ñëîæíûå óëüòðàìîëåêóëÿðíûå ñèñòåìû – ïðîáèîíòû — âêëþ÷àþùèå â ñåáÿ ôåðìåíòû – áåëêîâûå êàòàëèçàòîðû, è ìåõàíèçì ãåíåòè÷åñêîé èíôîðìàöèè — íóêëåèíîâûå êèñëîòû êàê íîñèòåëåé ýòîé íàñëåäñòâåííîé èíôîðìàöèè – ýòî ìîæíî ñ÷èòàòü ìîìåíòîâ âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè íà Çåìëå – êàê îñîáîé ôîðìû ñóùåñòâîâàíèÿ ìàòåðèè ñ îáìåíîì ñ âíåøíåé ñðåäîé, âîñïðîèçâåäåíèå ñåáå ïîäîáíûõ, ïîñòîÿííîå äâèæåíèå è ðàçâèòèå è ò.ï.

Ïðîáèîíòû íóæäàëèñü â ðàçëè÷íûõ õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèÿõ — íóêëåîòèäàõ, àìèíîêèñëîòàõ è äð. Èç-çà íèçêîé ñòåïåíè ãåíåòè÷åñêîé èíôîðìàöèè, ïðîáèîíòû îáëàäàëè äîñòàòî÷íî îãðàíè÷åííûìè âîçìîæíîñòÿìè, ò.ê. èñïîëüçîâàëè äëÿ ñâîåãî ðîñòà ãîòîâûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, ñèíòåçèðîâàííûå â õîäå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè, è åñëè áû æèçíü íà ñâîåì ðàííåì ýòàïå ñóùåñòâîâàëà òîëüêî â ôîðìå îäíîãî âèäà îðãàíèçìîâ, òî ïåðâè÷íûé áóëüîí áûë áû äîñòàòî÷íî áûñòðî èñ÷åðïàí.

Îäíàêî áëàãîäàðÿ òåíäåíöèè ê ïðèîáðåòåíèþ áîëüøîãî ðàçíîîáðàçèÿ ñâîéñòâ, è â ïåðâóþ î÷åðåäü, ê âîçíèêíîâåíèþ ñïîñîáíîñòè ñèíòåçèðîâàòü îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà èç íåîðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ñ èñïîëüçîâàíèåì ñîëíå÷íîãî ñâåòà, ýòîãî íå ïðîèçîøëî.

Êîàöåðâàòíûå êàïåëüêè îáëàäàëè îïðåäåëåííûì âíóòðåííèì ñòðîåíèåì. ×àñòèöû âåùåñòâà â íèõ áûëè ðàñïîëîæåíû íå áåñïîðÿäî÷íî, êàê â ðàñòâîðå, à ñ îïðåäåëåííîé çàêîíîìåðíîñòüþ. Ïðè îáðàçîâàíèè êîàöåðâàòîâ âîçíèêàëè çà÷àòêè îðãàíèçàöèè, îäíàêî, åùå î÷åíü ïðèìèòèâíîé è íåóñòîé÷èâîé. Äëÿ ñàìîé êàïåëüêè ýòà îðãàíèçàöèÿ èìåëà áîëüøîå çíà÷åíèå. Ëþáàÿ êîàöåðâàòíàÿ êàïåëüêà áûëà ñïîñîáíà óëàâëèâàòü èç ðàñòâîðà, â êîòîðîì ïëàâàåò, òå èëè èíûå âåùåñòâà. Îíè õèìè÷åñêè ïðèñîåäèíÿëèñü ê âåùåñòâàì ñàìîé êàïåëüêè. Òàêèì îáðàçîì, â íåé ïðîòåêàë ïðîöåññ ñîçèäàíèÿ è ðîñòà. Íî â ëþáîé êàïåëüêå íàðÿäó ñ ñîçèäàíèåì ñóùåñòâîâàë è ðàñïàä. Òîò èëè èíîé èç ýòèõ ïðîöåññîâ, â çàâèñèìîñòè îò ñîñòàâà è âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ êàïåëüêè, íà÷èíàë ïðåîáëàäàòü.

Îáðàçîâàâøèåñÿ êîàöåðâàòíûå êàïåëüêè ïëàâàëè â ðàñòâîðå ðàçíîîáðàçíûõ âåùåñòâ, êàïåëüêè óëàâëèâàëè ýòè âåùåñòâà è ðîñëè çà èõ ñ÷åò. Ñêîðîñòü ðîñòà îòäåëüíûõ êàïåëåê áûëà íåîäèíàêîâà. Îíà çàâèñåëà îò âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ êàæäîé èç íèõ. Åñëè â êàïåëüêå ïðåîáëàäàëè ïðîöåññû ðàçëîæåíèÿ, òî îíà ðàñïàäàëàñü. Âåùåñòâà, åå ñîñòàâëÿþùèå, ïåðåõîäèëè â ðàñòâîð è ïîãëîùàëèñü äðóãèìè êàïåëüêàìè. Áîëåå èëè ìåíåå äëèòåëüíî ñóùåñòâîâàëè ëèøü òå êàïåëüêè, â êîòîðûõ ïðîöåññû ñîçèäàíèÿ ïðåîáëàäàëè íàä ïðîöåññàìè ðàñïàäà.

Òàêèì îáðàçîì, âñå ñëó÷àéíî âîçíèêàþùèå ôîðìû îðãàíèçàöèè ñàìè ñîáîé âûïàäàëè èç ïðîöåññà äàëüíåéøåé ýâîëþöèè ìàòåðèè.

Êàæäàÿ îòäåëüíàÿ êàïåëüêà íå ìîãëà ðàñòè áåñïðåäåëüíî êàê îäíà ñïëîøíàÿ ìàññà — îíà ðàñïàäàëàñü íà äî÷åðíèå êàïåëüêè. Íî êàæäàÿ êàïåëüêà â òî æå âðåìÿ áûëà ÷åì-òî îòëè÷íà îò äðóãèõ è, îòäåëèâøèñü, ðîñëà è èçìåíÿëàñü ñàìîñòîÿòåëüíî.  íîâîì ïîêîëåíèè âñå íåóäà÷íî îðãàíèçîâàííûå êàïåëüêè ïîãèáàëè, à íàèáîëåå ñîâåðøåííûå ó÷àñòâîâàëè â äàëüíåéøåé ýâîëþöèè ìàòåðèè — ïðîèñõîäèë åñòåñòâåííûé îòáîð êîàöåðâàòíûõ êàïåëåê. Ðîñò êîàöåðâàòîâ ïîñòåïåííî óñêîðÿëñÿ. Ïðè÷åì íàó÷íûå äàííûå ïîäòâåðæäàþò, ÷òî æèçíü âîçíèêëà íå â îòêðûòîì îêåàíå, à â øåëüôîâîé çîíå ìîðÿ èëè â ëàãóíàõ, ãäå áûëè íàèáîëåå áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ êîíöåíòðàöèè îðãàíè÷åñêèõ ìîëåêóë è îáðàçîâàíèÿ ñëîæíûõ ìàêðîìîëåêóëÿðíûõ ñèñòåì.

Íî ãëàâíàÿ ïðîáëåìà â ïðîèñõîæäåíèè æèçíè ñîñòîèò â îáúÿñíåíèè âîçíèêíîâåíèÿ ìàòðè÷íîãî ñèíòåçà áåëêîâ êàê âåëè÷àéøåãî êà÷åñòâåííîãî ñêà÷êà â ýâîëþöèè ìàòåðèè, æèçíü âîçíèêëà íå òîãäà, êîãäà îáðàçîâàëèñü ïóñòü äàæå î÷åíü ñëîæíûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, îòäåëüíûå ìîëåêóëû ÄÍÊ è äð., à òîãäà, êîãäà íà÷àë äåéñòâîâàòü ìåõàíèçì íîíâàðèàíòíîé ðåäóïëèêàöèè.  õîäå ïðåäáèîëîãè÷åñêîãî îòáîðà íàèáîëüøèå øàíñû íà ñîõðàíåíèå èìåëè òå êîàöåðâàòû, ó êîòîðûõ ñïîñîáíîñòü ê îáìåíó âåùåñòâ ñî÷åòàëàñü ñî ñïîñîáíîñòüþ ê ñàìîâîñïðîèçâåäåíèþ.

Çíàíèå óñëîâèé, êîòîðûå ñïîñîáñòâîâàëè âîçíèêíîâåíèþ æèçíè íà Çåìëå, ïîçâîëÿþò ïîíÿòü, ïî÷åìó â íàøå âðåìÿ íåâîçìîæíî ïîÿâëåíèå æèâûõ ñóùåñòâ èç íåîðãàíè÷åñêîãî ìèðà. Òåïåðü æèâûå ñóùåñòâà ïîÿâëÿþòñÿ òîëüêî âñëåäñòâèå ðàçìíîæåíèÿ.

Âîçíèêíîâåíèå íà Çåìëå ïðîñòåéøèõ æèâûõ ñóùåñòâ: ïðîêàðèîòîâ — ýóêàðèîòî⠖ îäíîêëåòî÷íûõ. Äëèòåëüíàÿ ýâîëþöèÿ ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ êîàöåðâàòîâ ïðèâåëà ê íîâîé ôîðìå ñóùåñòâîâàíèÿ ìàòåðèè — ê âîçíèêíîâåíèþ íà Çåìëå ïðîñòåéøèõ æèâûõ ñóùåñòâ, ýòî ïðîèçîøëî ê êîíöó áèîõèìè÷åñêîé ñòàäèè ðàçâèòèÿ æèçíè – ñ ïîÿâëåíèåì ñòðóêòóðíûõ îáðàçîâàíèé – ìåìáðàí, ñûãðàâøèõ âàæíóþ ðîëü â ïîñòðîåíèè êëåòîê. Ñòðîåíèå ïåðâûõ æèâûõ îðãàíèçìîâ áûëî ñîâåðøåííåå, ÷åì ó êîàöåðâàòíûõ êàïåëåê, íî îíî áûëî íåñðàâíåííî ïðîùå íûíåøíèõ æèâûõ ñóùåñòâ.

Áèîëîãè÷åñêèå ìåìáðàíû-îðãàíåëëû, îòâåòñòâåííû çà ôîðìó, ñòðóêòóðó è àêòèâíîñòü êëåòêè. Áèîëîãè÷åñêèå ìåìáðàíû ïîñòðîåíû èç àãðåãàòîâ áåëêîâ è ëèïèäîâ, ñïîñîáíûõ îòãðàíè÷èòü îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî îò ñðåäû è ñëóæèòü çàùèòíîé ìîëåêóëÿðíîé îáîëî÷êîé. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî îáðàçîâàíèå ìåìáðàí ìîãëî íà÷àòüñÿ åùå â ïðîöåññå ôîðìèðîâàíèÿ êîàöåðâàòîâ. Íî äëÿ ïåðåõîäà îò êîàöåðâàòîâ ê æèâîé ìàòåðèè áûëè íåîáõîäèìû íå òîëüêî ìåìáðàíû, íî è êàòàëèçàòîðû õèìè÷åñêèõ ïðîöåññî⠗ ôåðìåíòû èëè ýíçèìû. Îòáîð êîàöåðâàòîâ óñèëèâàë íàêîïëåíèå áåëêîâî-ïîäîáíûõ ïîëèìåðîâ, îòâåòñòâåííûõ çà óñêîðåíèå õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé. Ðåçóëüòàòû îòáîðà ôèêñèðîâàëèñü â ñòðîåíèè íóêëåèíîâûõ êèñëîò. Ñèñòåìà óñïåøíî ðàáîòàþùèõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé íóêëåîòèäîâ â ÄÍÊ óñîâåðøåíñòâîâàëàñü èìåííî ïóòåì îòáîðà. Âîçíèêíîâåíèå ñàìîîðãàíèçàöèè çàâèñåëî êàê îò èñõîäíûõ õèìè÷åñêèõ ïðåäïîñûëîê, òàê è îò êîíêðåòíûõ óñëîâèé çåìíîé ñðåäû. Ñàìîîðãàíèçàöèÿ âîçíèêëà êàê ðåàêöèÿ íà îïðåäåëåííûå óñëîâèÿ. Ïðè ñàìîîðãàíèçàöèè îòñåèâàëîñü ìíîæåñòâî ðàçëè÷íûõ íåóäà÷íûõ âàðèàíòîâ, äî òåõ ïîð, ïîêà îñíîâíûå ÷åðòû ñòðîåíèÿ íóêëåèíîâûõ êèñëîò è áåëêîâ íå äîñòèãëè îïòèìàëüíîãî ñîîòíîøåíèÿ ñ òî÷êè çðåíèÿ åñòåñòâåííîãî îòáîðà.

Áëàãîäàðÿ ïðåäáèîëîãè÷åñêîìó îòáîðó ñàìèõ ñèñòåì, à íå òîëüêî îòäåëüíûõ ìîëåêóë, ñèñòåìû ïðèîáðåëè ñïîñîáíîñòü ñîâåðøåíñòâîâàòü ñâîþ îðãàíèçàöèþ. Ýòî áûë óæå ñëåäóþùèé óðîâåíü áèîõèìè÷åñêîé ýâîëþöèè, êîòîðûé îáåñïå÷èâàë âîçðàñòàíèå èõ èíôîðìàöèîííûõ âîçìîæíîñòåé. Íà ïîñëåäíåì ýòàïå ýâîëþöèè îáîñîáëåííûõ îðãàíè÷åñêèõ ñèñòåì ñôîðìèðîâàëñÿ ãåíåòè÷åñêèé êîä. Ïîñëå îáðàçîâàíèÿ ãåíåòè÷åñêîãî êîäà ýâîëþöèÿ ðàçâèâàåòñÿ âàðèàöèÿìè. ×åì äàëüøå îíà ïðîäâèãàåòñÿ âî âðåìåíè, òåì ìíîãî÷èñëåííåå è ñëîæíåå âàðèàöèè.

Ïåðâûå îðãàíèçìû íà Çåìëå áûëè îäíîêëåòî÷íûå – ïðîêàðèîòû. Ïðîøëè ñîòíè ìèëëèîíîâ ëåò ñàìîîðãàíèçàöèè ïðîêàðèîò, êîãäà èç íèõ îáðàçîâàëèñü ýóêàðèîòû, ò.å. â êëåòêå ñôîðìèðîâàëîñü ÿäðî ñ âåùåñòâîì, ñîäåðæàùèì êîä ñèíòåçà áåëêà, ÿäðûøêî, íàõîäÿùååñÿ â ÿäðå è äðóãèå ñòðóêòóðíûå ýëåìåíòû.

Ñ ïîÿâëåíèåì ýóêàðèîò íàìåòèëñÿ âûáîð ðàñòèòåëüíîãî èëè æèâîòíîãî îáðàçà æèçíè, ðàçëè÷èå ìåæäó êîòîðûìè çàêëþ÷àåòñÿ â ñïîñîáå ïèòàíèÿ è ñâÿçàíî ñ âàæíåéøèì äëÿ âñåãî æèâîãî ïðîöåññîì – ôîòîñèíòåçîì. Ò.å. ðàñòåíèÿ è æèâîòíûå áûëè ìåëü÷àéøèìè îäíîêëåòî÷íûìè ñóùåñòâàìè, ïîäîáíûìè æèâóùèì â íàøå âðåìÿ áàêòåðèÿì, ñèíå-çåëåíûì âîäîðîñëÿì, àìåáàì.

Âíà÷àëå ïèùåé äëÿ æèâûõ ñóùåñòâ áûëè òîëüêî îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà, âîçíèêøèå èç ïåðâè÷íûõ óãëåâîäîðîäîâ. Íî ñ òå÷åíèåì âðåìåíè êîëè÷åñòâî òàêèõ âåùåñòâ óìåíüøèëîñü.  ýòèõ óñëîâèÿõ ïåðâè÷íûå æèâûå îðãàíèçìû âûðàáîòàëè â ñåáå ñïîñîáíîñòü ñòðîèòü îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà èç ýëåìåíòîâ íåîðãàíè÷åñêîé ïðèðîäû — èç óãëåêèñëîòû è âîäû.  ïðîöåññå ïîñëåäîâàòåëüíîãî ðàçâèòèÿ ó íèõ ïîÿâèëàñü ñïîñîáíîñòü ïîãëîùàòü ýíåðãèþ ñîëíå÷íîãî ëó÷à, ðàçëàãàòü çà ñ÷åò ýòîé ýíåðãèè óãëåêèñëîòó è ñòðîèòü â ñâîåì òåëå èç åå óãëåðîäà è âîäû îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà. Òàê âîçíèêëè ïðîñòåéøèå ðàñòåíèÿ — ñèíå-çåëåíûå âîäîðîñëè. Îñòàòêè ñèíå-çåëåíûõ âîäîðîñëåé îáíàðóæèâàþòñÿ â äðåâíåéøèõ îòëîæåíèÿõ çåìíîé êîðû.

Äðóãèå æèâûå ñóùåñòâà ñîõðàíèëè ïðåæíèé ñïîñîá ïèòàíèÿ, íî ïèùåé èì ñòàëè ñëóæèòü ïåðâè÷íûå ðàñòåíèÿ. Òàê âîçíèêëè â ñâîåì ïåðâîíà÷àëüíîì âèäå æèâîòíûå.

Íî èñêëþ÷èòåëüíîå ðàçíîîáðàçèå æèçíè îñóùåñòâëÿëîñü íà åäèíîîáðàçíîé áèîõèìè÷åñêîé îñíîâå: íóêëåèíîâûå êèñëîòû, áåëêè, óãëåâîäû, æèðû è íåñêîëüêî áîëåå ðåäêèõ ñîåäèíåíèé òèïà ôîñôàòîâ.

Îñíîâíûå õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû, èç êîòîðûõ ïîñòðîåíà æèçíü, — ýòî óãëåðîä, âîäîðîä, êèñëîðîä, àçîò, ñåðà è ôîñôîð. Î÷åâèäíî, îðãàíèçìû èñïîëüçóþò äëÿ ñâîåãî ñòðîåíèÿ ïðîñòåéøèå è íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûå âî Âñåëåííîé ýëåìåíòû, ÷òî îáóñëîâëåíî ñàìîé ïðèðîäîé ýòèõ ýëåìåíòîâ. Íàïðèìåð, àòîìû âîäîðîäà, óãëåðîäà, êèñëîðîäà è àçîòà (îðãàíîãåíû) èìåþò íåáîëüøèå ðàçìåðû è îáðàçîâûâàþò óñòîé÷èâûå ñîåäèíåíèÿ ñ äâóõ è òðåõêðàòíûìè ñâÿçÿìè, ÷òî ïîâûøàåò èõ ðåàêöèîííóþ ñïîñîáíîñòü. À îáðàçîâàíèå ñëîæíûõ ïîëèìåðîâ, áåç êîòîðûõ âîçíèêíîâåíèå è ðàçâèòèå æèçíè âîîáùå íåâîçìîæíû, ñâÿçàíî ñî ñïåöèôè÷åñêèìè õèìè÷åñêèìè îñîáåííîñòÿìè óãëåðîäà.

Ñåðà è ôîñôîð ïðèñóòñòâóþò â îòíîñèòåëüíî ìàëûõ êîëè÷åñòâàõ (äåñÿòûå äîëè ïðîöåíòîâ), íî èõ ðîëü äëÿ æèçíè îñîáåííî âàæíà. Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ýòèõ ýëåìåíòîâ äàþò âîçìîæíîñòü îáðàçîâàíèÿ êðàòíûõ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé. Ñåðà âõîäèò â ñîñòàâ áåëêîâ, à ôîñôîð — ñîñòàâíàÿ ÷àñòü íóêëåèíîâûõ êèñëîò.

Âîçíèêíîâåíèå íà Çåìëå ìíîãîêëåòî÷íûõ æèâûõ ñóùåñòâ. Âîçíèêíóâ, æèçíü ñòàëà ðàçâèâàòüñÿ áûñòðûìè òåìïàìè ïîêàçûâàÿ óñêîðåíèå ýâîëþöèè âî âðåìåíè. Åñëè ðàçâèòèå îò ïåðâè÷íûõ ïðîáèîíòîâ äî àýðîáíûõ ôîðì ïîòðåáîâàëî îêîëî 3 ìëðä. ëåò, òî ñ ìîìåíòà âîçíèêíîâåíèÿ íàçåìíûõ ðàñòåíèé è æèâîòíûõ ïðîøëî îêîëî 500 ìëí. ëåò. Ïòèöû è ìëåêîïèòàþùèå ðàçâèëèñü îò ïåðâûõ íàçåìíûõ ïîçâîíî÷íûõ çà 100 ìëí. ëåò, ïðèìàòû âûäåëèëèñü çà 12-15 ìëí. ëåò, äëÿ ñòàíîâëåíèÿ ÷åëîâåêà ïîòðåáîâàëîñü îêîëî 3 ìëí. ëåò.

Áîëüøèì ñîáûòèåì â èñòîðèè ïîñëåäîâàòåëüíîãî ðàçâèòèÿ æèâîé ïðèðîäû ñòàëî âîçíèêíîâåíèå ìíîãîêëåòî÷íûõ îðãàíèçìîâ, ò. å. æèâûõ ñóùåñòâ, ñîñòîÿùèõ èç ìíîãèõ êëåòîê, îáúåäèíåííûõ â îäèí îðãàíèçì. Ïîñòåïåííî, íî çíà÷èòåëüíî áûñòðåå, ÷åì ðàíüøå, æèâûå îðãàíèçìû ñòàíîâèëèñü âñå ñëîæíåå è ðàçíîîáðàçíåå.

Ôîòîñèíòåç ñ ïîÿâëåíèåì íà Çåìëå ïðîñòåéøèõ ðàñòåíèé ñîïðîâîæäàëñÿ ïîñòóïëåíèåì â àòìîñôåðó êèñëîðîäà. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî íûíåøíåå ñîäåðæàíèå êèñëîðîäà â àòìîñôåðå (21%) áûëî äîñòèãíóòî 250 ìëí. ëåò íàçàä â ðåçóëüòàòå èíòåíñèâíîãî ðàçâèòèÿ ðàñòåíèé.

Èñòèííàÿ îñíîâà æèçíè îáðàçîâàëàñü â ðåçóëüòàòå ïîÿâëåíèÿ êëåòêè, â êîòîðîé áèîëîãè÷åñêèå ìåìáðàíû îáúåäèíèëè îòäåëüíûå îðãàíåëëû â åäèíîå öåëîå.

Ïåðâûå êëåòêè áûëè ïðèìèòèâíû è íå èìåëè ÿäðà. Íî òàêèå êëåòêè ñóùåñòâóþò è â íàñòîÿùåå âðåìÿ. Óäèâèòåëüíî, âåäü îíè ïîÿâèëèñü áîëåå 3 ìëðä. ëåò íàçàä.

Ïåðâûå êëåòêè áûëè ïðîîáðàçîì âñåõ æèâûõ îðãàíèçìîâ: ðàñòåíèé, æèâîòíûõ, áàêòåðèé. Ïîçæå, â ïðîöåññå ýâîëþöèè, ïîä âîçäåéñòâèåì äàðâèíîâñêèõ çàêîíîâ åñòåñòâåííîãî îòáîðà êëåòêè ñîâåðøåíñòâîâàëèñü è ïîÿâèëèñü ñïåöèàëèçèðîâàííûå êëåòêè âûñøèõ ìíîãîêëåòî÷íûõ, ðàñòåíèé è æèâîòíûõ — ìåòàôèòîâ è ìåòàçîà.

 êà÷åñòâå îáúåäèíÿþùåé çàâèñèìîñòè ìåæäó õèìè÷åñêîé ýâîëþöèåé ïåðåõîäÿùåé çàòåì â áèîõèìè÷åñêóþ è áèîëîãè÷åñêóþ ýâîëþöèþ ìîæíî ïðèâåñòè ñëåäóþùóþ:

• àòîìû
• ïðîñòûå ìîëåêóëû
• ñëîæíûå ìàêðîìîëåêóëû è óëüòðà ìîëåêóëÿðíûå ñèñòåìû (ïðîáèîíòû)
• îäíîêëåòî÷íûå îðãàíèçìû.

Èòàê, æèâîé ìèð ñîòâîðåí. Íà ýòî ïîòðåáîâàëîñü áîëåå 3 ìèëëèàðäîâ ëåò, è ýòî áûëî ñàìûì òðóäíûì. Íå ïîääàåòñÿ ïåðå÷èñëåíèþ îãðîìíîå êîëè÷åñòâî âàðèàíòîâ ðàçâèòèÿ èñõîäíûõ óãëåðîäíûõ ñîåäèíåíèé. Îäíàêî ñàìûì âàæíûì áûë ðåçóëüòàò – âîçíèêíîâåíèå æèçíè íà Çåìëå.