СУЩНОСТЬ, СУЩЕСТВОВАНИЕ И ОБЩАЯ СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ

Жизнь - это уникальное, неразгаданное явление Вселенной. Выдающийся русский ученый В.И. Вернадский полагал, что движущее начало эволюции жизни выходит за пределы земных явлений и реализуется в русле глобального космического механизма движения материи. Предполагается, что в Галактике существует порядка 1052 клеток и живое вещество космоса взаимодействует с живым веществом Земли. Геологический возраст последней оценивается примерно в 4,6 млрд лет.

Существуют различные точки зрения на возраст живой материи. В одних источниках угверждаегся, что она является почти ровесницей планеты - следы ее существования «моложе» Земли всего лишь на 400 млн. Согласно другим источниками возраста живой материи составляет порядка 1,5 млн лет.

В 1926 году В.И. Вернадский в своей книге «Биосфера» представил биосферу как единую динамическую систему, управляемую жизнью. Позже ученый развил представления о более емком понятии - Ноосфере как о биосфере, управляемой разумом.

Интегральная сумма живого вещества и биогенных веществ (т.е. продуктов жизнедеятельности живого) составляет по массе порядка К)20 т. Если бы не жизнедеятельность живой материи (совокупности всех живых организмов), то на Земле преобладали такие же ландшафты, как на Луне и Марсе.

Многочисленные ископаемые и минералы земной суши и донных отложений Мирового океана (нефть, газ, уголь, карбонатные и кремнеземные породы и др.) являются биогенными продуктами.

В биосфере наблюдается экспансия живого существа, заполняющего все возможное пространство. Так, в Гималаях на высоте 8800 м обнаружено 9 видов бактерий. В Марианской впадине Тихого океана («11000 м) при температуре 2,4°С и давлении 1100 атмосфер живут рыбы, ракообразные и бактерии. Анаэробная микрофлор в Сибири существует на глубине 3 км, а микроорганизмы в анабиозном состоянии (при этом прекращен обмен с окружающей средой) обнаружены в атмосфере на высоте 77 км.

В настоящее время учение о биосфере развивается как синтез наук о живой и неживой материи. Биосфера Земли представляет собой глобальную открытую систему со своим «входом» и «выходом». Ее «вход» - это поток солнечной энергии, поступающей из космоса. «Выход» же - это тс образованные в процессе жизнедеятельности организмов вещества, которые выпадают из биотического круговорота, уходя, образно говоря, в «геологию».

Весь материл, накопленный исследователями, показывает непрерывность развития органического мира Земли в течение всей геологической истории и свидетельствует о правильности вывода В.И. Вернадского об отсутствии в земной коре отложений, не связанных с жизнью.

Ученые представляют биосферу как саморегулирующуюся кибернетическую систему, в функционировании которой доминирующую роль играют живые организмы. Одним из примеров саморегулирования является неизменяющийся во времени солевой состав океанической воды. Реки ежегодно вносят в Мировой океан 1,5 млн т карбоната кальция. Однако живые организмы используют карбонаты (Са и Mg) для построения своих скелетов, а после их отмирания карбонаты осаждаются на дно.

К теме возникновения жизни на Земле мы обратимся после рассмотрения закономерностей биохимического поведения ее главных носителей. Отметим лишь некоторые исключительно важные особенности этого удивительного феномена.

Во-первых, все живое имеет клеточное строение. Живая клетка - это не просто упорядоченная система (по аналогии, например, с кристаллом неорганического вещества), а высокоорганизованная многоуровневая система, управляемая необъяснимым с точки зрения современной науки биофизическим фактором.

Принципиальное отличие биохимических процессов от химических заключается в том, что они протекают в условиях ферментативного катализа, обеспечивающего чрезвычайно высокие скорости (мол/сек.), исключительную субстратную избирательность и стереоселективность. Причем, биохимические процессы анаболизма (биосинтеза) и катаболизма (распада) развиваются на матрице массивных (по меркам микромира) полимерных биомолскул (белков, нуклеиновых кислот, углеводов и др.), то есть энтропийных систем, а контролируются они сигналами (импульсами) бионо- левой (квантовой) природы, относящихся к разряду безэнтропийных систем. Поэтому тезис Шредингера о том, что жизнь - это борьба за негативную энтропию, представляется метафорой, не вполне адекватно отражающей сущность реальных процессов.

Во-вторых, в химическом отношении жизнь имеет единые основании - у низших и высших живых организмах протекают сходные биохимические процессы. Гармоничная общность этих процессов проявляется в том, что они базируются на подобных биомолскулах: нуклеотидах и аминокислотах, углеводах и липидах, ферментах и кофер- ментах. Сходство материальных носителей и механизмов метаболических процессов свидетельствует об общей первооснове происхождения всех биологических видов, генетически связанных в единую биосферную систему. Может быть, как замечает известный французский философ Дж. Бернал, сначала была жизнь в веществах, а не существах? Может быть находящиеся в динамическом равновесии циклы реакций создавали первоначально некую живую среду, живой океан (Солярис на Земле), хотя еще ни одного живого организма не существовало?

Основные химические циклы и метаболические системы, ответственные за получение, хранение и трансформацию энергии, а также биосинтез «строительного» (тканевого) материала проявляют удивительную стабильность в процессе эволюции и позволяют выделить четыре царства биоты: дробянки, грибов, растений и животных.

Растения продуцируют исходные органические вещества для роста и регенерации тканей в основном на основе воды и оксида углерода(1У) (ССЬ) в ходе фотосинтеза, получая энергию непосредственно от солнца. Животные же используют энергию, накопленную в химических связях углеводов растений, которые подвергаются анаэробному, а затем и аэробному окислению с образованием в заключительной стадии воды и диоксида углерода, выбрасываемых в окружающую среду:

Учение о биосфере и ноосфере является теоретической основой для решения глобальной проблемы выживания человечества. Уже сейчас население земного шара потребляет в 1000 раз больше пищи и сырья, нежели их может дать девственная природа биосферы. И это не предел - продуктивность природы может быть увеличена еще в 7-10 раз.

Успешному решению этих проблем мешает глубокое неравенство в социально-экономической развитии отдельных государств и целых континентов, эгоизм наций и отдельных социальных групп, национальная и религиозная нетерпимость в человеческом обществе.

Вопросы для самоконтроля

  • 1. Как Вы понимаете феномен жизни и его истоки?
  • 2. Дайте трактовку понятия «биосфера» как его понимал выдающийся российский ученый В.И. Вернадский?
  • 3. В чем заключается принципиальное отличие биохимических процессов от химических?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >