Морские сокровища

Жизнь возникла на планете более двух миллиардов лет назад в так называемой архейской эре. И первые стадии ее эволюции протекали в воде. Действительно, в организме многих представителей как животного, так и растительного мира морей и суши содержание многих макро- и микроэлементов и их соотношение в той или иной мере напоминают состав морской воды. Древние остатки белкового происхождения, найденные археологами и геологами в толще различных пород — суть морского происхождения.

О происхождении жизни написаны сотни книг. Поэтому здесь мы лишь очень кратко рассмотрим основные звенья этого процесса, чтобы яснее представить себе роль водорослей — аборигенов жизни.

Когда-то океан был насыщен различными химическими элементами и их неорганическими соединениями. В душной атмосфере, переполненной углекислым газом, аммиаком, метаном и едкими парами воды, а также в безжизненной гидросфере непрерывно протекали различного рода химические реакции. В результате многообразных явлений природы: дождей, гроз, обилия солнечной энергии постепенно создались благоприятные условия для синтеза несложных органических веществ, которые, группируясь, привели к образованию простейших протаминов. Протамины, вступая во взаимосвязь, дали начало более сложным белкам. На определенном этапе у белков появилась способность к ассимиляции и диссимиляции, т. е. начался обмен веществ. Этот обмен между белками и окружающей водой, продолжавшийся в течение многих тысячелетий, наконец, привел к образованию из бесформенных «кусков» белка первой живой клетки с присущим ей ядром и протоплазмой. Появились первые одноклеточные организмы. И вслед за этим бурно начала развиваться жизнь.

Первые живые клетки питались простыми органическими и неорганическими соединениями, которыми были богаты окружающие воды. Используя солнечные лучи, древние организмы постепенно стали меньше нуждаться в готовых питательных веществах. У них появилась способность к самостоятельному продуцированию органических веществ из углекислоты и воды. Хорошая освещенность, благоприятная температура воды, насыщенность макро- и микроэлементами дали толчок к бурному росту организмов, перешедших на автотрофное питание, т. е. на питание неорганическими продуктами. Позже возникли простейшие организмы с гетеротрофным типом питания, заключающемся в использовании органических соединений автотрофных организмов.

Белковые конгломераты, обладающие способностью активно совершать обмен веществ с окружающей средой, начали бурно размножаться. Эти конгломераты стали поглощать органические соединения гораздо быстрее, чем они синтезировались. Казалось бы, что это должно довольно быстро привести к затуханию жизни. Но природа нашла выход. Исчерпав органические вещества первые представители жизни перешли к новому, способу питания. Он родился благодаря выработке в простейших существах особого зеленого пигмента — хлорофилла. «Зерно хлорофилла — исходная точка того, что мы разумеем под словом жизнь», — писал К. А. Тимирязев.

Появились первые настоящие представители жизни — сине-зеленые водоросли. Их считают аборигенами жизни на планете. Первые живые организмы, овладевшие волшебством фотосинтеза, смогли покинуть прибрежные воды и расселились по всей поверхности Великого океана. Впервые зерна хлорофилла увидел в XVIII в. знаменитый ученый-самоучка голландец Антони Левенгук в окуляре сделанного им микроскопа. Молекулы хлорофилла обладают удивительной способностью утилизировать энергию солнечных лучей. Возникший процесс фотосинтеза привел к коренному преобразованию природы гидросферы, а позже и атмосферы. Необходимыми условиями для нормального протекания фотосинтетических реакций являются солнечные лучи и углекислый газ. В последнее время выяснилось, что активность фотосинтеза находится в зависимости от спектрального состава света. Как известно, солнечная энергия связывается молекулой хлорофилла. Один из электронов молекулы под влиянием энергии луча приходит в возбужденное состояние и испускается молекулой. Утилизация углекислого газа в этом случае уже может проходить в темноте.

Для приведения электрона молекулы хлорофилла в возбужденное состояние требуется определенная порция энергии. Не все солнечные лучи обладают необходимой для свершения фотосинтетической реакции дозой энергии. Наибольшим эффектом в этом отношении обладают лучи красного и фиолетового спектров. Но как раз эти-то лучи быстрее остальных гаснут в толще воды. Они не могут «пробить» многометровый слой воды. В связи с этим в процессе эволюции у глубоководных водорослей выработались особые пигменты, способные поглощать солнечные лучи, проникающие довольно глубоко в толщу воды. У многих представителей морской растительности появились дополнительные пигменты для усвоения лучей/ с малой энергией. Так, у бурых водорослей к хлорофиллу добавился пигмент фукоксантин, а у красных — фикоэритрин. Эти дополнительные включения способны утилизировать небольшие дозы энергии. солнечного спектра, используя их для процессов фотосинтеза.