По найденным останкам биогенного происхождения известно, что 3.7 миллиардов лет назад примитивные организмы уже жили на Земле. Это было начало архейского эона. И хотя условия уже были не катархейские, все еще не располагали для жизни в нашем понимании.
В начале архея атмосфера была плотная, тяжелая, парогазовая, почти без кислорода, как говорят, восстановительного типа. Она была насыщена парами воды, отличалась высокой химической активностью. Температура была выше нашей. На Земле царил полумрак, так как солнечный свет с трудом достигал поверхности. Океаны были мелкими и кислыми. О жизни на поверхности речи не шло, так как все живое там убивал ультрафиолет. Ведь озонового слоя не было.
Чтобы жить, организмам нужна энергия. Сегодня животные получают ее окислением органических веществ, поступивших с пищей. Окисляют кислородом, который берут из воздуха. Но в те времена кислорода не было.
Поэтому сначала организмы научились аккумулировать энергию, которая выделялась в результате различных окислительно-восстановительных реакций неорганических веществ. И до сегодняшнего дня дожили некоторые бактерии, использующие неорганику и простую органику для получения энергии. Их называют хемотрофами. Однако окисляют они уже эти вещества в основном кислородом.
Позже появился гликолиз - бескислородное окисление глюкозы. Этот процесс сохранился в наших клетках и предшествует кислородному окислению, когда высвобождается основная масса энергии.
Глюкоза - это органическое вещество. Таким образом, эволюционный путь получения энергии шел от замены субстрата-неорганики на субстрат-органику и от бескислородного окисления к окислению кислородом.
Кроме энергии живым организмам нужны органические вещества для построения и обновления тела. Органику можно получить, либо синтезируя ее из неорганики, либо с пищей. В наше время первым способом пользуются растения и часть микроорганизмов, вторым - животные, грибы и остальные микроорганизмы.
Растения создают первичную органику, используя в качестве источника углерода молекулы углекислого газа. Однако во времена архея источниками углерода могли быть другие вещества, например, метан.
Бактерии и археи, которые используют углекислый газ для создания органики, а энергию для химических реакций по-прежнему получают из окислительно-восстановительных реакций, называются хемосинтетиками.
Однако растения и цианобактерии в процессе эволюции научились улавливать и использовать солнечную энергию. Это произошло позже, видимо когда Земля охладилась настолько, что туман рассеялся и солнечные лучи стали достигать морского дна.
Считается, что первичный фотосинтез был бескислородным. Он не приводил к выделению кислорода. Лишь позже в реакциях стала участвовать вода, а в качестве побочного продукта выделяться кислород. Его накопление в окружающей среде дало возможность организмам перейти на более эффективный способ дыхания - кислородный.
Поскольку большинство организмов тех времен были анаэробами и не могли жить в кислородной среде, они погибли около 2.5 миллиардов лет назад. Кислородная катастрофа ознаменовала конец архейского и начало протерозойского эона.
PS, или вывод. Кто из всей этой мути так и не понял, что ели и чем дышали первые живые организмы, поясняем. Лопали и нюхали все, что подворачивалось. Благо окружающая среда была как реактивная химическая лаборатория с разными условиями в разных местах. "Зоопарк" биохимических путей, по всей видимости, зашкаливал. Отголоски тех времен мы поныне наблюдаем у бактерий с разными метаболизмами. Однако в процессе эволюции победили (в смысле дали сложно-устроенных потомков) наиболее удачные варианты: фотосинтез с выделением кислорода и дыхание с использованием кислорода.
