Появление фотосинтеза PDF Печать E-mail

Живые организмы на Земле нуждались в таком источнике энергии, который бы непрерывно пополнялся. Солнечный свет, несущий на Землю через миллионы километров космического пространства энергию процессов, происходящих на поверхности Солнца, полностью отвечал этому требованию. По-видимому, еще до того как все источники пищи на Земле истощились, у некоторых организмов возникла способность использовать энергию солнечного света для превращения обычных неорганических соединений в пищу.

Именно так возник фотосинтез, т. е. процесс образования органических веществ с использованием энергии света. Фотосинтез, представляющий собой форму автотрофного питания, появился в результате генных мутаций, приведших к синтезу хлорофилла. Хлорофилл — зеленый пигмент растений — действует как катализатор процесса соединения воды и углекислого газа, протекающего с использованием солнечной энергии; в результате этого процесса в растении образуются питательные вещества. Вода и до сих пор наиболее распространенное соединение на Земле, а углекислый газ постоянно выделялся в процессах жизнедеятельности организмов, использовавших для питания вещества, растворенные в океане.

Благодаря появлению фотосинтеза оказалась возможной дальнейшая эволюция жизни. В период возникновения жизни на Земле ни в атмосфере, ни в воде не было свободного кислорода; поэтому первоначально примитивные живые организмы получали энергию из пищи при посредстве процесса брожения, или иначе анаэробного дыхания.

Такой путь получения энергии мало эффективен: при этом освобождается лишь очень небольшая часть энергии, заключенной в химических соединениях; кроме того, при брожении образуются ядовитые продукты обмена. С развитием фотосинтеза и появлением в атмосфере свободного кислорода возник новый путь освобождения энергии из пищи, а именно аэробное дыхание; сущность аэробного дыхания состоит в том, что питательные вещества соединяются с кислородом воздуха, превращаясь в углекислый газ и воду, и при этом выделяется энергия.

Эффективность такого процесса, оцениваемая по количеству освобождающейся энергии, примерно в 20 раз выше, чем эффективность анаэробного дыхания. Кроме того, при аэробном дыхании непрерывно пополняются запасы углекислого газа и воды, т. е. тех веществ, которые служат исходными продуктами для фотосинтеза, протекающего в зеленых растениях. Постепенно между организмами, осуществляющими фотосинтез, и гетеротрофными организмами. т. е. организмами, неспособными самостоятельно синтезировать питательные вещества, установилось равновесие. В настоящее время большая часть гетеротрофных организмов получает энергию путем аэробного дыхания.

Интересные статьи по биологии:

1) Пути обмена других питательных веществ

2) История открытия мутационной изменчивости