О возникновении жизни и начале ее эволюции можно говорить с того момента, как органические молекулы самоорганизовывались в структуры, которые смогли воспроизводить самих себя

Это были одноклеточные синезеленые и многоклеточные водоросли. Свойства этих древнейших организмов определялись условиями внешней среды, в частности составом земной атмосферы. В процессе фотосинтеза, усваивая из атмосферы углекислый газ, они обогащали ее кислородом.

Увеличение содержания кислорода в водной среде и атмосфере стало ведущим

Экологическим фактором развития жизни на Земле. Именно фотосинтезирующие микроскопические водоросли предопределили образование высокоорганизованной жизни и биосферы в целом.

Примечание.

Вопрос об источниках насыщения земной атмосферы кислородом до сих пор остается дискуссионным. Многие исследователи считают, что основную роль в этом процессе сыграл в дальнейшем фотосинтез зеленых растений. Незначительная часть кислорода могла образоваться вследствие фотолиза воды под воздействием ультрафиолетовых лучей. В.И.Богатов в середине 80-х годов высказал идею (на основании многочисленных фактов и доказательств) о существовании, кроме фотосинтеза, второго, не менее мощного источника формирования кислородной атмосферы – глубинного (океанического). По его гипотезе, кислород образуется в океанических впадинах при извержении базальтов и поступает в океанические воды. Этот процесс мог иметь существенное значение для насыщения атмосферы кислородом на ранних этапах эволюции планеты. И действительно, установлено, что 3.8 млрд. лет назад в земной атмосфере имелся кислород, а в океане была уже примитивная жизнь.

Фотосинтез радикально изменил атмосферу Земли, наполнив ее кислородом, и положил начало разделению единого ствола жизни на две ветви - растения и животные. Начался процесс почвообразования на суше.

Естественный отбор развил способность организмов адаптироваться к динамичной природной среде. Так, насыщение водной среды кислородом оказалось гибельным для большинства анаэробных представителей органической жизни и только немногие виды смогли приспособиться к новым условиям.

Примечание.

Анаэробы — организмы, получающие энергию при отсутствии доступа кислорода путем субстратного фосфорилирования, конечные продукты неполного окисления субстрата при этом могут быть окислены с получением большего количества энергии в виде АТФ в присутствии конечного акцептора протонов организмами, осуществляющими окислительное фосфорилирование.

Фотосинтез (от греч. (рсохо- — свет и аЬхвгок; — синтез, совмещение, помещение вместе) — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий). В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндэргонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.

В конце архея началось размножение видов живых организмов, появился половой процесс и многоклеточность у животных организмов.

В конце мезозойской эры, примерно 200 млн. лет назад, произошло очень важное событие - появление млекопитающих.

Основной источник биохимической активности организмов - солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелёными растениями и некоторыми микроорганизмами для создания органического вещества, обеспечивающего пищей и энергией все остальные организмы.

Благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов около 2 млрд. лет назад началось накопление в атмосфере свободного кислорода, затем образовался озоновый слой, защищающий от жесткого космического излучения (Рис. 8).

Примечание.

Озоновый слой – часть стратосферы на высоте am 12 до 50 км (в тропических широтах 25 - 30 км, в умеренных 20 - 25, в полярных 15-20), в котором под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца кислород (О2) ионизируется, приобретая третий атом кислорода, и получается озон (ОЗ).

Рис. 8 Озоновый слой.

Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м³) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения. Озоновый слой - уникальная самосбалансированная система. Чем больше УФ-излучения достигает поверхности Земли, тем более интенсивно кислород превращается в озон. Чем больше озона в атмосфере - тем больше УФ излучения он поглощает. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов] и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы.

Наибольшая плотность озона встречается на высоте около 20 - 25 км, наибольшая часть в общем объём на высоте 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли толщиной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.

Открывателями озонового слоя были французские физики Шарль Фабри и Анри Буиссон. В 1913 году им удалось с помощью спектроскопических измерений ультрафиолетового излучения доказать существование озона в отдалённых от Земли слоях атмосферы.

Фотосинтез и дыхание зеленых растений поддерживают современный газовый состав атмосферы. Появление кислорода в первичной бескислородной атмосфере Земли рассматривается как важнейший этап эволюции биосферы.