Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
У высших организмов все просто: здесь существуют две четко выраженные группы. Это автографы, питающиеся неорганическими соединениями, и гетеротрофы, которые потребляют в пищу только органические соединения. Растения, за немногими исключениями, автотрофы, а все животные — гетеротрофы.
Но в мире микроорганизмов возможны и иные варианты. Вслед за Станье и сотр. [13], мы можем принять следующую классификацию по типам энергии и пищи, используемых в метаболизме. Прежде всего микроорганизмы делятся на фототрофные (или фотосинтезирующие), которые используют лучистую энергию, и хемо-трофные, использующие энергию темновых окислительно-восстано-вительных реакций (об этом делении уже говорилось в гл. VIII, разд. 5). Обе группы далее делятся в зависимости от используемых доноров электронов. Организмы, использующие неорганически© доноры электронов, называются литотрофными, а органические — органотрофными.
Всего получается четыре группы:
Фотолитотрофные организмы используют лучистую энергию и неорганические доноры электронов. Сюда относятся не только зеленые растения, но и сине-зеленые водоросли, а также некоторые бактерии.
Фотоорганотрофные организмы используют лучистую энергию и органические доноры электронов. К этой группе микроорганизмов, которых раньше называли «фотосинтезирующими гетеротро-фами», принадлежат некоторые серобактерии, а также некоторые
несерные бактерии, особенно Athiorhodacea (см. гл. XIV, разд. 10, а также [6]).
Хемолитотрофные организмы используют для получения энергии окислительно-восстановительные реакции и неорганические доноры электронов. Все представители этой группы — бактерии.
Хемоорганотрофные организмы используют окислительно-восстановительные реакции и органические доноры электронов. Это гетеротрофы, по старому определению. Но в эту группу входят не только животные, но и большинство бактерий.
Эта новая классификация гораздо точнее; в частности, в старой классификации гетеротрофность вольно или невольно приписывалась только животным, а гораздо более широкий спектр микробных типов обмена как-то не учитывался.
На первобытной Земле могли существовать две другие группы: фото«органо»трофные и хемо«органа»трофные организмы. Кавычки означают, что такие примитивные организмы могли использовать в качестве доноров электронов «органические» молекулы («органическими» мы уже условились называть те молекулы, которые образовывались за счет неорганического фотосинтеза).
Древнейшая жизнь, видимо, была хемо«органо»трофной и хе-молитотрофной. Затем появились фототрофные организмы, которые осуществляют фотосинтез. В наше время фотолитотрофные организмы полностью преобладают над фотоорганотрофами. Но на заре развития жизни фотолитотрофность могла быть не такой выгодной. Ведь в то время, в условиях первичной бескислородной атмосферы, жизнь укрывалась от прямого солнечного света. Сейчас фотоорганотрофные бактерии обладают большим разнообразием путей и способов метаболизма, чем фотолитотрофные организмы. Им не требуется прямого солнечного света, они могут расти даже в темноте. Вполне вероятно, что на первобытной Земле доминировали фото«органо»трофные микроорганизмы, и лишь затем их потеснили фотолитотрофы.
В связи с этим важно еще раз напомнить, что, хотя при органическом фотосинтезе высвобождается кислород, сам процесс фотосинтеза не является кислородным. Чтобы он действовал, нужны лишь атмосферная двуокись углерода и молекулы хлорофилла или подобных ему соединений, способных разлагать двуокись углерода и высвобождать кислород
8. ПРОКАРИОТИЧЕСКИЕ И ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ КЛЕТКИ
Другая важная особенность мира микроорганизмов — простое устройство их клеток; такие клетки носят название прокариотических.
1 См. примечание на стр. 139. — Прим. ред.
Еще световой микроскоп позволил выявить, что большинство клеток имеет сложное внутреннее строение. Клетки состоят обычно из более мелких отдельных структур. Но иногда никаких структур в клетке разглядеть не удавалось, и было непонятно, в чем тут дело — в их необычно малых размерах и недостаточной разрешающей способности микроскопа или в том, что их в самом деле нет в клетке. С появлением электронного микроскопа, обладающего значительно большим разрешением, мы убедились, что действительно есть клетки, в которых отсутствуют более мелкие морфологические структуры. Более того, оказалось, что эти два типа клеток никогда не встречаются вместе в одном организме или группе организмов. Всегда мы находим либо простые прокариотические, либо сложно устроенные эукариотические клетки.
Эти два типа клеток различаются и строением наружной мембраны. Мембрана1 прокариотических клеток построена одной-единственной молекулой сложного полимера, не встречающегося ни в мембранах эукариотических клеток, ни у вирусов. Это соединение называется мукопептидом или мукокомплексом, и состоит оно не менее чем из 3—4 аминокислот, 2 углеводов (один из которых ацетилмурамовая кислота) и довольно большого количества липидов [12—14]. Единственная молекула этого соединения, как мешок, обволакивает всю клетку, растягиваясь при ее росте.
