Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях

Различные факторы обусловливают решающую разницу между миром органической химии и включением ее соединений в первые формы жизни. Для начала каждая живая система должна быть в состоянии самостоятельно продуцировать строительные блоки для построения клетки, используя материал окружающей среды. Далее, живая система должна быть в состоянии извлекать из окружающей среды энергию и использовать ее для жизненно важной деятельности, например для поиска источников питания. Для этого необходимо, чтобы организм мог катализировать разнообразные химические реакции с тем, чтобы в организме эти реакции протекали быстрее, чем в окружающей неживой природе. Еще одно требование: клетка должна обладать способностью с большой точностью управлять процессами обмена веществ с окружающей средой. Для этого клеточные мембраны должны быть в состоянии, с одной стороны, поглощать важные для жизни вещества, а с другой – выводить из клетки возникающие в ходе метаболизма вещества, которые в известных обстоятельствах могут стать токсичными для клетки продуктами распада клеточного материала.

Не в последнюю очередь организм должен быть способен к воспроизведению – для того чтобы передавать потомству свою генетическую информацию.

Существуют данные, указывающие на то, что такие первые формы жизни появились уже через 700 млн лет после возникновения Земли, то есть 3,8 млрд лет тому назад. После существенного изменения состава земной атмосферы организмы, обитавшие в поверхностных слоях водоемов, начали – около 3,3 млрд лет назад – использовать для получения энергии фотосинтез. В течение следующих 2 млрд лет содержание углекислого газа и водорода в атмосфере значительно снизилось, и восстанавливающий характер земной атмосферы сменился окисляющим. В этой смене заметную роль сыграли цианобактерии и другие организмы, позитивно повлиявшие за счет особенностей своего обмена веществ на повышение парциального давления кислорода в атмосфере. Повышение содержания кислорода в атмосфере происходило достаточно медленно в течение миллиарда лет; это замедление среди прочего было обусловлено тем, что высвобождавшийся в процессе фотосинтеза кислород тотчас использовался для окисления железа, содержание которого было высоким в водах океана. В результате выход кислорода в атмосферу оказался замедленным. Этот процесс привел с геологической точки зрения к возникновению богатых месторождений железной руды в Австралии, Канаде, Северной и Южной Америке – к возникновению так называемых железных поясов (iron belts). С точки зрения эволюции приблизительно на 2 млрд лет развитие жизни на Земле приостановилось. Эта удивительная остановка эволюции была, предположительно, обусловлена тем, что первые организмы по причине действия мощных приливных сил столкнулись с действием сложных физических и химических условий окружающего мира. В повестку дня вошли среди прочего значимые изменения содержания солей, температуры и интенсивности солнечного излучения.