Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
Роль микроорганизмов в ранний период эволюции жизни, конечно, превосходила современную. Ее можно было бы назвать первостепенной: ведь именно микроорганизмы составили основу для дальнейшего развития жизни, для появления высших организмов. Поэтому давайте кратко ознакомимся с миром микроорганизмов.
С таксономической точки зрения микроорганизмы составляют часть большой группы, называемой Protista (протисты). Эту группу обычно выделяют как особое, третье царство организмов. Трудно провести резкую грань между протистами и растениями или животными. Все же, как правило, протисты обладают более простой организацией, они не имеют дифференцированных тканей. В табл. 10 дана классификация трех царств живого мира.
Таблица 10
Группы, входящие в состав трех царств живого мира
Растения Животные
Многоклеточные; Семенные растения Позвоночные
имеют дифференци Папоротники Беспозвоночные
рованные ткани Мхи и печеночники с т ы
Одноклеточные, мно П р о т и
гоядерные или мно Водоросли
гоклеточные; не Простейшие
имеют дифференци Грибы
рованных тканей Бактерии
Обычная палеонтология не может помочь нам в поисках остатков ранней жизни. Палеонтологов интересуют главным образом хорошо сохраняющиеся твердые части высших организмов, которые можно прекрасно классифицировать и затем строить на их основе эволюционные схемы. Нам же нужны остатки древнейших микроорганизмов и других форм жизни, стоящих на низкой ступени морфологической организации. Только на основании этих крайне скудных остатков можно попытаться восстановить раннюю историю
возникновения и развития жизни на Земле. Именно из-за скудости палеонтологаческой летописи мы и вынуждены излагать эту историю в самих общих чертах.
5. ПЕРЕХОД ОТ БРОЖЕНИЯ К ДЫХАНИЮ; ТОЧКА ПАСТЕРА
Но вернемсх к вопросу об аэробном и анаэробном, кислородном и бескислородном образе жизни. Как мы уже знаем, микроорганизмы используют гораздо больше способов получения энергии, чем высшие организмы. Прежде всего рассмотрим фотосинтез и дыхание. Оба эти процесса являются аэробными в прямом смысле слова: они возможны лишь в контакте с атмосферой. Но фотосинтез может быть и бескислородным, и кислородным, тогда как дыхание — обязательно кислородный процесс.
Однако микроорганизмам известны и другие способы извлечения энергии из среды. Самый известный из этих способов — брожение. Разнообразие вариантов брожения поразительно, но итог всегда одинаков: электрон постепенно переносится организмом от донора к акцептору электронов. Энергия, выделяющаяся при этом переносе, используется организмом в процессах жизнедеятельности *.
Согласно Саанье и сотр. [13], можно выделить следующие основные типы микробного метаболизма:
1) с использованием лучистой энергии (солнечного света) — органический фотосинтез;
2) с использованием окислительно-восстановительных реакций, дающих энергию (так называемые «темновые» реакции): а) дыхание (конечный акцептор электрона — свободный кислород); б) анаэробное дыхание (конечный акцептор электрона — другое неорганическое вещество); в) брожение (конечный акцептор электрона — органическое вещество).
Это свойственное микроорганизмам разнообразие метаболических процессов приводит к «размазанности» зоны перехода между кислордной и бескислородной жизнью. Вместо двух четко разграниченных групп организмов — неспособных жить без кислорода (так называемые облигатные аэробы) и неспособных жить в присутствии кислорода (облигатные анаэробы) — среди микроорганиз-
1 При этом вещество, у которого отнимается электрон, окисляется, а вещество, принимающее электрон, восстанавливается. Поэтому такие реакции называются «экзергоническими окислительно-восстановительными реакциями». Поскольку в них не используется лучистая энергия солнечного света, их еще называют «темновыми». При дыхании конечным акцептором электрона служит свободный кислород, который восстанавливается, принимая электрон, и образует о водородом воду. Но микроорганизмы могут использовать в качестве конечного акцептора электронов множество других соединений, как органических, так и неорганических.
мов мы находим множество форм, способных жить и в кислородной, п в бескислородной среде. Их называют факультативными анаэробами. О подобных формах ранпей жизни лучше было бы сказать, что они обладали способностью к факультативному дыханию.
К факультативным анаэробам принадлежат дрожжи и огромное большинство бактерий. При падении содержания кислорода ниже определенного уровня они переходят на брожение, выше этого уровня существуют за счет дыхания. Точка перехода называется точкой Пастера.
Этот переход у факультативных анаэробов выражен достаточно четко. Точка Пастера соответствует содержанию кислорода около
0,01 его содержания в современной атмосфере (по личному сообщению Л. Беркнера и JI. Маршалла, 1966)
