Вода - среда жизни

Такая удивительная физико-химическая особенность воды, как аномально высокая растворяющая способность, имела важное значение для зарождения и развития жизни на Земле.

Вода обладает неоценимым для живых существ свойством: она инертный растворитель, т. е. растворитель, химически не изменяющийся под воздействием тех веществ, которые растворяет. Благодаря этому ее свойству вещества, необходимые для живых тканей, попадают в организм в сравнительно мало измененном виде, а сама вода как растворитель может быть использована организмом многократно.

Местом возникновения жизни на Земле могли быть мелководные прибрежные зоны морей, а также первичные мелкие водоемы или влажные почвы, вернее, влажные рыхлые грунты (для образования почвы необходимо воздействие на грунт живых организмов).

По Опарину, появлению жизни на Земле и эволюции биологической предшествовал длительный этап эволюции химической, этап образования из простейших химических элементов сложных органических (углеродных) соединений, сделавших возможным возникновение живого вещества.

В 1953 г. американский физик С. Миллер синтезировал ряд аминокислот, пропуская электрический разряд через смесь газов (молекулярного водорода Н₂, метана СН₄, аммиака NH₃ и паров воды), предположительно составлявших первичную атмосферу Земли. И таким образом экспериментально доказал возможность возникновения сложных органических соединений в условиях, близких к условиям, господствовавшим на Земле до появления на ней жизни.

Попав в какой-то водоем, эти соединения были защищены от жесткой солнечной радиации слоем воды. Далее следовал процесс постепенного усложнения углеродистых соединений.

Еще осталось много неясного в гипотезах возникновения жизни, но в принципе вопрос о первичном абиогенном образовании водного раствора органических веществ на еще безжизненной Земле можно считать решенным.

Вода - единственный источник кислорода, входящего в состав атмосферного воздуха. Растения (в том числе водоросли) выделяют его в процессе фотосинтеза - одного из величайших биохимических процессов на Земле.

Фотосинтез, как известно, состоит в том, что при помощи энергии солнечного света растения (в зернах хлорофилла - зеленого вещества листьев) преодолевают, с одной стороны, силы, связывающие атомы кислорода и водорода в молекулах воды, которую они впитывают из почвы, а с другой - силы, связывающие атомы кислорода и углерода в молекулах углекислого газа (СО₂), который они получают из воздуха. Кислород растения выделяют в воздух, а углерод и водород удерживают, используя их для построения тканей, для своего роста.

Главная роль в наполнении атмосферы кислородом принадлежит не высшим наземным растениям, а мельчайшим водорослям - фитопланктону, которым буквально кишат поверхностные слои океана. Общее количество кислорода, посылаемого растениями в атмосферу, составляет около 150 млрд. т в год.

К середине протерозойской эры (менее миллиарда лет назад) водоросли благодаря фотосинтезу изменили состав атмосферы Земли, очистили ее от углекислого газа, обогатили кислородом и способствовали появлению в атмосфере слоя озона, защитившего Землю от губительной коротковолновой ультрафиолетовой радиации. Они создали грандиозную массу органического вещества, из остатков которого, накопившихся на дне первозданных морей и озер, в результате химических процессов образовались месторождения нефти и горючего газа.