Все сложнее и многообразнее становились химические реакции в веществах неорганической природы. Простейшие органические вещества присоединяли азот в форме аммиака. В результате появился новый тип органических веществ — аминовые кислоты, в состав которых входит, кроме углерода, водорода и кислорода, также азот.
Появление аминовых кислот сыграло исключительно важную роль в возникновении жизни. Учёные установили, что живой белок в телах животных и растений построен из отдельных звеньев — из различных аминокислот. Аминокислоты — это как бы кирпичики, из которых построено сложное здание молекулы белка. Огромная белковая молекула состоит из тысяч или десятков тысяч молекул аминокислот. Эти кислоты хорошо изучены в лабораториях. Они даже получены искусственно — из аммиака, воды, водорода и газа метана. На первобытной Земле в природных условиях тоже должны были образовываться различные аминокислоты.
Если в лаборатории приготовить раствор аминокислот и подвергнуть его сильному давлению, то можно получить белковоподобные соединения.
Высокие давления распространены в природе — например, в недрах земли, в глубине морей и океанов. Следовательно, в первобытных морях имелись условия, при которых мог происходить синтез (соединение) аминокислот в молекулы белкового вещества.
В белках проявляются свойства, резко отличающие их от всей неорганической природы. В живом белке непрерывно происходят процессы восстановления и распада; они сочетаются между собой в определенном порядке и все направлены к единой цели: к постоянному самосохранению, к постоянному самовоспроизведению организма.
Белки — носители жизни. Ф. Энгельс говорит: «Когда химия порождает белок, химический процесс выходит за свои собственные рамки… он вступает в некоторую более богатую область — область органической жизни».
Как же возникли в материи признаки жизни, каким образом белковое вещество стало живым существом?
Ответить на этот вопрос помогают лабораторные опыты с коацерватными каплями.
Смешаем растворы органических веществ, например желатина, с гуммиарабиком. До смешивания растворы этих веществ были прозрачны После смешивания они замутятся. Посмотрим на капельку помутневшего раствора в микроскоп. Мы увидим маленькие плавающие в жидкости, резко очерченные капельки. Учёные называют их коацерватами. Это название происходит от латинского слова, означающего «собираться в кучу, в рой».
Оказывается, что почти все находившиеся в растворе органические вещества собрались, сконцентрировались в этих каплях.
В коацерватах есть зачатки некоторой организации: они обладают способностью улавливать различные вещества из окружающего раствора, увеличиваться за их счёт. Если, например, добавить к жидкости, в которой плавают коацерваты, какую-нибудь краску, то можно наблюдать, как частицы краски быстро перейдут из жидкости в коацерватные капли.
Как показывают исследования, в коацерватных каплях идет и обратный процесс — процесс распада, разложения вещества. Если поглощение частиц из раствора, их объединение идет в капле быстрее, чем распад, то такая капля будет устойчивой, станет увеличиваться в объеме. Достигнув определенной величины, она делится.
Подобные коацерватные капли могли возникать в древних водоемах, где имелись растворы органических веществ.
Судьба капелек была различна. Одни росли сравнительно быстро, другие — медленнее, третьи, просуществовав короткое время, растворялись, исчезали. Причина этого ясна. На развитие капель влияли местные условия окружающей среды. Условия же эти были различны: в одном месте было больше тепла, в другом — меньше; одни капельки находились на ярком свету, другие — в темноте. Разными были также давление, количество растворенных в воде веществ. В зависимости от различных внешних условий каждая капля развивалась по своему собственному пути, и это привело к очень важным результатам.
Вот как рисует академик А. И. Опарин дальнейший путь развития первобытных коацерватных капелек, стоящих на грани живого и неживого:
«Если явления, происходившие в капле, ускоряли процесс распада или замедляли процессы синтеза (соединения), то такого рода формы коацерватных капель исчезали, а право на дальнейшее существование получали такие формы капель, которые были динамически устойчивыми и в которых эта динамическая устойчивость все более и более нарастала. Так возникла новая закономерность, являющаяся уже закономерностью биологического порядка; в неорганическом мире её нет. Это закономерность, которую мы можем обозначить как естественный отбор капель. Дальнейший прирост коацерватных капель шел под строгим контролем этого естественного отбора.
Постепенно менялось и качество организации коацерватных капель. Причем эти изменения совершались в определенном направлении все большей согласованности процессов распада и синтеза, что приводило к все более гармоничной организации коацерватных капель. Именно этот процесс и привел в конечном итоге к возникновению таких систем, которые можно смело назвать белковыми телами, наделенными обменом веществ, то есть к возникновению простейших организмов».
…И вот мы с вами снова на берегу древнего моря. Снова видим мы мрачные скалы первобытной Земли, катящиеся из мрака волны, тяжелую пелену низких туч. Но этот пустынный, сумрачный пейзаж уже не гнетет нас: мы знаем, что заря жизни занимается над нашей планетой.
Пока эта жизнь таится в водоемах — скудная, незаметная жизнь одноклеточных существ, похожих на современных амеб и бактерий. Эти существа во множестве живут в теплых водах мелких бассейнов, покрывают уступы скал слизистыми пленками своих колоний. Живут уже многие десятки тысячелетий…
Но ведь ничто в окружающем нас мире не находится в застое, вся материя, её любые формы находятся в непрерывном изменении и развитии.
Как же будет развиваться дальше жизнь? По какому пути пойдет её дальнейшее совершенствование?
Природа нашла поистине замечательный путь. В результате развития колоний одноклеточных появились многоклеточные существа, состоящие уже не из одной, а из многих клеток, объединенных в один организм.
В истории жизни на Земле было несколько особо важных событий, как бы поворотных пунктов в её развитии. Первым таким особо важным событием и было появление многоклеточных организмов.
Клетка-бактерия сама осуществляла все жизненные процессы и продолжала оставаться все тем же одноклеточным, сравнительно просто устроенным существом. В клеточных же сообществах жизненные процессы разделились между отдельными клетками. Одни клетки приспособились для обнаружения пищи, другие — для её поглощения, третьи — для её переваривания и так далее. Иными словами, у многоклеточных организмов постепенно появились щупальцы, рот, желудок и другие органы.
Каждая клетка в сообществе утрачивала былую универсальность, но зато свою узкую задачу стала выполнять гораздо лучше.
Многоклеточные существа стали активно охотиться за добычей, защищаться или прятаться от врагов-хищников. Они быстрее и лучше стали приспосабливаться к условиям окружающей среды.
Как появились растения и животные
Уже на заре жизни произошло разделение живой природы на мир растений и мир животных.
Основное различие между растительными и животными организмами заключается в способе питания.
Первичные микроорганизмы питались только теми органическими веществами минерального происхождения, которые были растворены в первобытных водоемах.