Перші кроки життя

– Ви впевнені, що ніколи тварину не приймете за рослину? – Запитав біолог.
– Наївне запитання, – образився небіолог. – Хто сплутає метелика з кульбабою? Тварини рухаються, рослини ні. Самого лінивого лінивця ніхто не прийме за гриб або я не знаю ще там за що. Біолог посміхнувся:
– Ви повторюєте помилки дитячого періоду природознавства. Раніше теж вважали: «що рухається – тварина, а все інше – рослини». І відносили до рослин губки тільки тому, що ті нерухомо прикріплені до дна.
– Ну, вже не такий я профан, дещо пам’ятаю зі шкільного курсу, про дещо читав, – обурився небіолог. – Звичайно, я неточно провів межу між рослинами і тваринами. Головне – спосіб харчування. Рослини не харчуються готовими органічними продуктами, вони самі їх створюють. З вуглекислого газу, повітря, води, мінеральних солей ґрунту. Тварини в порівнянні з ними дармоїди. Так, так, жеруть готовеньке: траву, листя, один одного…

– Якби все було так просто, – заперечив біолог. – Найважливішу ознаку відмінності ви намацали правильно. Але… Куди ви віднесете, наприклад, фрагеллят-хрізамеб? У тілі цих одноклітинних організмів виявлений жовто-зелений пігмент, властивий тільки рослинам. Але, втративши єдиний джгутик, ця «рослина», випускає псевдоподобну, зовсім як амеба . Харчується фрагеллят-хрізамеба теж як тварина. Воно заковтує їжу.

Або як бути з росянкою? На перший погляд стовідсоткове рослина. Харчується ж не тільки водою, вуглекислим газом і мінеральними солями, а й комахами. Захоплюючи їх, виділяє ферменти і спокійно перетравлює їжу.
– Дивуюся, – заперечив небіолог. – Зрештою, чи не все одно, тварина росянка або рослина? Небіолог зневажливо махає рукою і не слухає заперечень біолога. І дарма. Той каже ось про що.

… Ви хочете дихати свіжим повітрям, ви хочете, щоб у вас на столі завжди було вдосталь хліба, молока, м’яса. Все це, та багато іншого, якщо хочете, продукція «зеленої машини» нашої планети – її лісів, луків, полів, тварин, – так, тварин, птахів, комах, бактерій. Для своїх потреб ми вирубали вже масу лісів і виростили ліси в степах. Луги ми зробили ріллею. Ми винищуємо одні види тварин, рослин, комах і сприяємо розмноженню інших. Інакше кажучи, ми розбудовуємо механізм «зеленої машини» нашої планети. І будемо перебудовувати з ще більшим розмахом. А чи достатньо добре ми знаємо те, у що так рішуче втручаємося? Ні. Ви порівняли рослини з тваринами і останніх охрестили «дармоїдами». По-вашому виходить, рослини можуть існувати без тварин. Чи так це? Щоб розібратися в цьому, треба познайомитися з тим, як харчувалися перші представники життя на Землі – подібно рослинам, тваринам або вони поєднували в собі ознаки тих і інших?

І чому життя на нашій планеті взагалі дало дві течії, відокремивши тварин від рослин? Чому виникли клітини? Чому потім природа почала будувати організми з дедалі більшої кількості клітин замість збільшення розмірів і ускладнення однієї єдиної клітини? І, нарешті, навіщо природі знадобилося розділити багатоклітинні організми на дві статі? Науці ці чотири «акти творення природи» ще недавно малювалися вкрай смутно. Але зараз туман невідомості значною мірою розсіявся.

«ПИРІГ» ІСНУЄ ТОМУ, ЩО ЙОГО ЇДЯТЬ

У первинній протоплазмі, по всій видимості, були молекули, які могли вловлювати сонячне світло і використовувати отриману енергію для розкладання води та побудови складних органічних сполук. Англійський вчений К. Гранік припустив, наприклад, що речовиною, яка уловлює світло, були мінерали, подібні окисленим залізним рудам. На поверхні таких мінералів міг виникати живильний «бульйон» для первинних організмів.

Ще більше значення могли мати молекули сполук фосфорної кислоти, які теж містяться у протоплазмі. Вони здатні поглинати світло в безкисневій атмосфері, а саме така атмосфера, що складається в основному з азоту, вуглекислого газу та аміаку, і огортала тоді Землю.

Отже, перші грудочки «живої» речовини харчувалися подібно рослинам. Але сонце щедро обсипало сушу і море своїми дарами. Земля отримувала більше енергії, ніж зараз, тому що не було «озонового екрану», який, як губка, вбирає велику частку згубної для всього живого ультрафіолетової радіації. А озонового екрану не було, бо не було або майже не було кисню в атмосфері. Надлишок енергії був для протоплазми і щастям і нещастям. Щастям, бо їй легше діставалася енергія. Нещастям – адже перші організми не могли «носа висунути» з води.

І все ж «сонячні батареї» цих першоорганізмів були занадто малопотужні. Білкові грудочки знаходилися в положенні людини з таким мікроскопічним ротом, що навіть водоспад не міг би допомогти їй втамувати спрагу. Організми боролися за більш високий к. п. д. поглинання сонячного світла сотні мільйонів років, поки, нарешті, їм не вдалося синтезувати у своїх клітинних майстернях хлорофіл.

Молекули хлорофілу називають «електронними насосами». Вони відбирають водень у молекул води і передають його молекулам вуглекислого газу. З цього починається створення рослинами складних органічних речовин свого тіла – цукру, жирів, білків, вітамінів. Енергію для цієї роботи вони за допомогою хлорофілу беруть у світлових променів і діють з разюче високим коефіцієнтом корисної дії.

Створення хлорофілу було одним з найбільших тріумфів життя. Земля «до» хлорофілу і «після» – дві різні планети. У земну атмосферу стали надходити значні кількості кисню, вивільнені рослинами при розкладанні молекул води. Виник озоновий екран, рослини змогли заселити сушу, почати вільно плавати по поверхні води. Кисень атмосфери підхльоснув окислювальні процеси. Ледве жевріюче в енергетичному відношенні первинне життя буквально розцвіло.

– Але дозвольте! – Міг би тут втрутитися небіолог. – Яке це має відношення до поділу живої природи на світ тварин і світ рослин?

Саме безпосереднє. Рослини – це «пиріг», начинений енергією сонця. Тварини не можуть існувати без рослин, це ясно. Але якщо рослини можуть існувати без тварин, то чому останні таки з’явилися? Ми начебто переконалися, що на початку всіх початків організми воліли рослинний спосіб харчування і магістральною лінією розвитку життя на Землі був, без сумніву, процес вдосконалення саме цього способу харчування.

Дійсно, рослини в надлишку забезпечені енергією сонця. Однак фотосинтез обмежений кількістю вуглекислоти. Зараз в атмосфері міститься всього три сотих відсотка цього газу. У минулі геологічні періоди його було більше. Куди ж він подівся? Нині у вугіллі, торфі, що виникли із залишків тварин організмів, міститься вуглекислого газу вже в двісті разів більше, ніж в атмосфері. Всього ж рослини зв’язують у органічні сполуки щорічно приблизно двісті мільярдів тонн вуглекислого газу. Якби цей процес посилився, життя могло б прийти до катастрофи: рослинам нічим було б харчуватися! До речі, саме в силу цього природа не подбала збільшити коефіцієнт поглинання хлорофілом сонячного світла, хоча останній і мізерно малий – не вище двох відсотків.

А тварини обмежують термін «консервації» газу в тілі рослин. Саме тому, завдяки диханню і розкладанню загиблих тварин, кругообіг вуглекислого газу в наш час залишається загально незмінним. Виходить парадокс: рослини – це той «пиріг», який існує тільки тому, що його їдять! Ось чому поділ первинних живих організмів на рослини і тварин був неминучою закономірністю.

Далі буде.

Автори: А. Еммі, Д. Біленкін.