Первозданная земля была с сегодняшней точки зрения враждебным местом. В архаический период, как называют период четыре-два с половиной миллиарда лет назад, атмосфера была полна вонючих серных газов и метана, а также токсичного аммиака, а также углекислого газа и азота. Кислород был получен случайно. Только к концу архаики особый вид микроорганизмов открыл начало новой эры.
Терраформирование зелеными карликами
Сине-зеленые водоросли развивались из исконной глубины морей. Устаревшее обозначение вводит в заблуждение. Поскольку микроорганизмы не являются водорослями, именно поэтому они известны сегодня под более подходящим термином цианобактерии. Их сине-зеленый цвет обусловлен синим фикоцианином и более известным зеленым хлорофиллом. С помощью этих пигментов Cyanos использовал энергию солнечного света для получения сахара из углекислого газа и воды. Они сегодня считаются «первооткрывателями» фотосинтеза.
Cyanos не только стал первопроходцем в аккумулировании световой энергии в виде химической энергии. Они также, вероятно, были крупнейшими "загрязнителями воздуха" на планете. Выделение кислорода "выхлопными газами" в процессе фотосинтеза привело к устойчивому изменению состояния океанов и атмосферы Земли. Они были первыми существами, которые успешно терраформировались. Многие виды бактерий того времени стали жертвами этих глобальных изменений. Но когда вид умирает, открываются новые возможности для эволюции..
Завет на вечность
В новом кислородном мире были созданы первые эукариотические клетки, которые, в отличие от прокариотических бактерий, имели клеточное ядро. Они питались другими одноклеточными, просто надев на них клеточную стенку. Цианобактерии также не были защищены от новых микроохотников.
Но затем произошло нечто необычное. Вместо того, чтобы переваривать свою добычу, некоторые одноклеточные организмы задерживают проглоченные цианобактерии внутри клетки. Они установили прочную связь со своей едой и теперь воспользовались способностью Cyanos для фотосинтеза для себя, так что родились первые настоящие водоросли. По крайней мере, такова общая доктрина, созданная Андреасом Францем в 1883 году как Эндосимбиотическая теория.
Завоевание материка
Но водорослям потребуется несколько миллиардов лет, чтобы сделать шаг на сушу. Лишь около 500 миллионов лет назад потомки зеленых водорослей покорили землю и создали основу для растительности, какой мы ее знаем. Таким образом, зеленые листья, на которых сегодня сохранились почти все растения, содержат остатки оригинальных цианобактерий.
Растения как кормилец планеты
Сегодня мы все еще называем Землю «голубой планетой», но без зелени растений жизнь, как мы знаем, вероятно, была бы невозможна. Их способность к фотосинтезу составляет основу сложной пищевой цепи.
Потому что растения способны связывать световую энергию солнца в форме химической энергии. Они, так сказать, «едят» солнечный свет и превращают его в полезную биомассу: в сахар. Поэтому растения называются автотрофными, что означает «самопитающиеся».
Те, кто не может вырабатывать свою энергию из солнечного света, как растения, или из неорганических соединений, как некоторые микроорганизмы, зависят от поглощения биомассы. Или проще говоря: он должен есть. Такие организмы называются гетеротрофными, т.е. они "питаются другими". Это относится как к животным, грибам и большинству бактерий, так и к нам, людям.
Гетеротрофические организмы получают энергию через клеточное дыхание. Это происходит в митохондриях, «силовых установках» клеток. Мы знаем этот процесс как "сжигание калорий": митохондрии также нуждаются в кислороде, чтобы использовать биомассу для производства энергии. И вся биомасса, в конечном счете, связана с продуктами фотосинтеза растений.
Цикл жизни
При клеточном дыхании митохондрии, используя кислород, расщепляют молекулы сахара, которые мы принимаем с пищей. Выделяя энергию, мы поддерживаем температуру нашего тела и запускаем различные биохимические процессы в организме. В качестве продукта разложения СО 2 образуется и удаляется через дыхательные пути.
Углекислый газ, который мы выдыхаем, затем поглощается растениями. Используя энергию, то есть используя солнечный свет, они превращают ее обратно в глюкозу и кислород. Это замыкает цикл, движимый силой солнца.
Пересмена
В темноте растения также преобразуют свою активность в клеточное дыхание. Поскольку фотосинтез не работает без солнечного света, они возвращаются к накопленным запасам сахара за ночь и "дышат" кислородом и CO2, как мы.
Однако они потребляют гораздо меньше кислорода, чем вырабатывают в дневное время. Не стоит опасаться, что за ночь растения заберут весь кислород. Они вырабатывают кислорода достаточно, чтобы снабжать им не только себя, но и всю планету.
