Жизнь на Земле возникла в результате обмена веществ внутри органических молекул и между ними, а также с внешней средой на основе использования получаемой извне энергии и генетической информации. С биологической точки зрения, жизнь – это особая форма физико-химического состояния и движения материи, характеризующаяся зеркальной асимметрией аминокислот и сахаров, обменом веществ, гомеостазом, раздражимостью, самовоспроиз-ведением, системным самоуправлением, саморазвитием, приспособ-ляемостью к среде, подвижностью, физической и функциональной дискретностью отдельных индивидов или их общественных конгломератов, а также исключительным разнообразием форм при общем физикохимическом единстве живого вещества. Закон физико-химического единства живого вещества В. И. Вернадского доказывает органическое единство всех живых существ: микроорганизмов, растений, грибов, животных. Важнейшими физико-химическими носителями жизни служат белки и нуклеиновые кислоты.

Белки – высокомолекулярные органические вещества, построенные из остатков 20 аминокислот, составляющие основу жизнедеятельности всех живых организмов. Различают:

- простые белки (протеины);

- сложные белки (протеиды, содержащие, кроме аминокислот, небелковый компонент, или простетическую группу).

Белки в живых организмах выполняют структурную и функциональную роль. В организме человека насчитывается более 106 различных белков. Необходимость их постоянного обновления лежит в основе обмена веществ. Решающая роль в биосинтезе белков принадлежит нуклеиновым кислотам. Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды) – высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновых кислот – дезоксирибоза или рибоза – различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру. Нуклеиновые кислоты присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению и передаче генетической информации, участвуют в механизмах, при помощи которых она реализуется в процессах синтеза клеточных белков. В организме нуклеиновые кислоты находятся в свободном состоянии, а также в комплексе с белками (нуклеопротеиды). Жизнь – единая глобальная система, состоящая из многих подсистем, существующая в рамках ограничений, диктуемых Солнечной системой и ее местом во Вселенной, а также развитием самой планеты Земля. Взаимосвязи внутри системы «Жизнь» являются очень тесными, так как исчезновение даже одного вида влечет за собой вымирание многих взаимосвязанных организмов. Вероятны и генетические связи многих комплексов видов, осуществляемые через вирусы, что обусловливает необходимость сохранения «генетической среды» жизни.

Формы преджизни зародились на Земле более 4,6–4,7 млрд. лет назад, а сама жизнь – не менее 4,6 млрд. лет назад. Высшей формой развития жизни является биосоциальная в лице человека (Homo Sapiens) и человечества. Возможно, что жизнь на Земле – уникальное явление или распространенное настолько редко, что контакт между цивилизациями маловероятен.

Происхождение жизни на Земле объясняют различные научные гипотезы, которые можно подразделить на две основные группы:

1) космические гипотезы (вечности жизни в Космосе);

2) гипотезы самостоятельного развития живого на Земле. Несмотря на различные исходные основания, обе группы гипотез неминуемо сталкиваются с вопросом о переходе от преджизни к жизни.

Космические гипотезы происхождения жизни строят свое объяснение на понятии «большого взрыва», в результате которого образовалась Вселенная. Однако «большой взрыв», вероятно, имевший место около 20 млрд. лет назад, не объясняет самого механизма зарождения и развития жизни на Земле. Кроме того, все космические гипотезы грешат определенной долей катастрофизма в духе Ж. Кювье.

Гипотеза самостоятельного происхождения жизни                       А. И. Опарина – Дж. Холдейна, дополненная концепцией возникновения киральной чистоты Л. Л. Морозова, в современной науке является более обоснованной и правдоподобной. Согласно этой гипотезе, возникновение жизни – результат «биологического взрыва», длительность которого была всего лишь несколько миллионов лет. За относительно короткое геологическое время произошла стремительная химическая эволюция, приведшая к киральной чистоте молекул живого вещества. Предпосылкой такой эволюции была физико-химическая перестройка первичных органических веществ в ходе усиливающих друг друга лавинообразных процессов. Исходным материалом подобной перестройки послужили первичные углеводороды, широко распространенные в космическом пространстве. Зеркально асимметричные органические предбиологические вещества в условиях активной вулканической деятельности, высокой температуры, радиации, усиленного ультрафиолетового излучения, частых грозовых разрядов стремительно усложнялись. При полимеризации аминокислот образовались первичные белки. Вероятно, одновременно с первичными белками возникли азотистые основания – нуклеотиды. Флуктации – временные случайные отклонения от относительно равномерного распределения молекул – усилились в ходе образования коацерватных капель (коацерватов), то есть многомолекулярных структур типа комочков геля. Коацерваты имели определенную степень биологической организации. Наиболее устойчивые и способные к присоединению аналогичных структур из внешней среды, росту и распадению на столь же устойчивые части, коацерваты уже были прообразами живых организмов. Устойчивость эволюции жизни предполагала распадение в коацерватах «отработанных» крупномолекулярных структур, что в итоге привело к возникновению первичного обмена веществ. В ходе стремительного отбора, связанного с крайне жесткими условиями среды, из всех форм коацерватов преимущественно сохранились лишь те, у которых появилась способность к матричному синтезу белков. Основой для этого послужило изначальное включение в зеркально асимметричные молекулярные агрегаты полинуклеотидов – ДНК и РНК. Этим была обеспечена точность воспроизведения себе подобных структур. Объединение нуклеиновых кислот и белков привело к возникновению сложных предбиологических систем. Видимо, существующее представление о медленности первичных этапов эволюции неверно. При общем единстве живого вещества, изначальной монофилии органического мира, очевидно, что стволы развития систематических царств природы возникли на очень ранних фазах эволюции. Принципиальное значение гипотезы А. И. Опарина – Дж. Холдейна – Л. Л. Морозова для биогеографии и экологии в том, что она подтверждает единство живого вещества и генетическую близость всех организмов, предполагает неповторимость и уникальность условий возникновения жизни и относительность скоростей био-физико-химических процессов. Гипотеза ставит под сомнение надежды на сверхбольшую их инерционность и неизменность среды жизни, нарушаемой человеком. Из гипотезы вытекает необходимость крайней осторожности в отношении к живой природе.

Основные этапы развития органического мира: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Согласно современным научным представлениям, органический мир Земли возник в архее, то есть около 4,6–4,7 млрд. лет назад. В архейскую эру жизнь была представлена прокариотами, то есть бактериями и сине-зелеными водорослями. В верхнем протерозое (рифей), длившемся от 1 250 до 550 млн. лет назад, широкое распространение получили различные водоросли; появились первые животные: губки, радиолярии, членистоногие. В кембрийском периоде палеозойской эры, закончившемся 430 млн. лет назад, существовали примитивные споровые растения и представители древнейшей фауны – археоциаты, беззамковые, плеченогие и трилобиты. В ордовикском периоде, закончившемся 350 млн. лет назад, были распространены коралловые полипы, мшанки, трилобиты, граптолиты, примитивные споровые растения; появились первые наземные животные. В силурийском периоде процветала разнообразная морская фауна, в том числе коралловые полипы, граптолиты, плеченогие; появились рыбы и гигантские ракоскорпионы. В девонском периоде (350–275 млн. лет назад) в морях процветали коралловые полипы и плеченогие, наземные растения завоевали сушу, появились насекомые и земноводные. В морях процветали коралловые полипы и плеченогие. Каменноугольный период, закончившийся 420 млн. лет назад, характеризовался расцветом на суше плаунов и папоротникообразных, в морях – фораминифер (фузулинид), плеченогих и четырех лучевых кораллов. В пермском периоде появились первые голосеменные растения, обильными стали земноводные и пресмыкающиеся. В конце периода произошло массовое вымирание многих палеозойских групп растений и животных. Триасовый период мезозойской эры (185–150 млн. лет назад) характеризовался широким распространением голосеменных растений, аммонитов и наземных пресмыкающихся. В юрском периоде наблюдался расцвет голосеменных растений, аммонитов, белемнитов и гигантских пресмыкающихся. В меловом периоде появились и широко распространились покрытосеменные растения, из животных – аммониты, белемниты и гигантские пресмыкающиеся. В палеогене кайнозойской эры наблюдался расцвет примитивных млекопитающих и голосеменных растений. В морях были широко распространены крупные фораминиферы, нуммулиты, пластинчатожаберные и брюхоногие моллюски. В неогене состав млекопитающих пополнился современными семействами копытных, хоботных, хищных. Растения и беспозвоночные стали близкими к современным. В четвертичном периоде мир растений и животных приобрел современный вид и состав. В этом периоде появился человек современного типа – Homo Sapiens. В процессе развития органического мира существовало несколько узловых моментов, первым из которых стало развитие жизни в Мировом океане. Древнейшими обитателями Мирового океана были прокариоты – бактерии и сине-зеленые водоросли. Видимо, вначале возникли гетеротрофные организмы – бактерии, так как в водах океана имелись значительные запасы органических веществ, которыми они могли питаться. Жизнь существовала уже в архее (около 4,7 млрд. лет назад). Постепенно запасы органического вещества в водах океана уменьшились за счет поедания его гетеротрофами. Автотрофные организмы появились несколько позже. Вероятно, первыми из автотрофов были хемотрофы – бактерии, использующие для синтеза органических веществ энергию химических реакций окисления. Вслед за ними появились фотосинтезирующие формы, в первую очередь сине-зеленые водоросли, для которых источником энергии был солнечный свет, падающий на Землю. Продолжительность существования на Земле некоторых прокариотов составляла более       1 млрд. лет. Тезис о том, что жизнь возникла в океане подтверждается разнообразием типов строения океанических животных при значительно меньшем, чем на суше, числе видов. Первыми обитателями на Земле были анаэробы, которые постепенно обогащали атмосферу и воды кислородом, что сделало возможным существование аэробных организмов. В конце архея – в начале протерозоя атмосфера уже содержала количество кислорода, достаточное для осуществления окислительных процессов. Наличие свободного кислорода в водах и атмосфере стало условием для развития первых представителей эукариот. Вслед за ними в верхнем протерозое появились и более сложные формы жизни. После развития фотосинтезирующих автотрофных растений появись и вторичные гетеротрофные виды – животные, использующие в процессе питания автотрофов. Вторым существенным событием в развитии органического мира Земли стал выход организмов на сушу. В этот период состав атмосферы резко отличался от современного. Содержание кислорода было незначительным, но углекислоты было сравнительно много. Большая концентрация углекислоты препятствовала проникновению к земной поверхности ультрафиолетовых лучей, доля которых в солнечном спектре была в ту эпоху значительно меньшей по сравнению с современной. Вопрос о времени появления жизни на суше в современной науке решается по-разному. Обычно его относят к кембрийскому периоду, то есть около 430–450 млн. лет назад. Некоторые авторы считают, что прокариоты могли перейти на сушу в конце протерозоя, то есть около 1 млрд. лет назад. Позже, с развитием озонового экрана, препятствующего проникновению на Землю губительных для жизни космических лучей, вышли на сушу многочисленные эукариоты. На границе триасового и юрского периодов смена высших споровых и голосеменных растений покрытосеменными (цветковыми) привела к быстрому развитию насекомых, которые были тесно связаны с покрытосеменными растениями, участвуя в переносе их семян и в опылении их цветков. Несколько позже, то есть в меловом периоде, гигантские рептилии, возникшие в конце палеозоя, уступили место гомойотермным животным, что, несомненно, было связано с дифференциацией климатов и появлением холодного периода года. Возраст современных систематических групп различен. Некоторые крупные систематические категории существуют на Земле с верхнего протерозоя; другие – образовались гораздо позднее. Рыбы, например, появились в силуре, насекомые – девоне, голосеменные растения – пермском, покрытосеменные растения – в меловом периоде. В настоящее время преуспевают покрытосеменные растения, млекопитающие и птицы из позвоночных, насекомые из наземных беспозвоночных, брюхоногие моллюски из водных беспозвоночных [1].