Биосинтез жирных кислот и углеводов
Фотосинтезирующие первичные автотрофы казалось бы располагают всем необходимым для достижения предельного (пока лишь биохимического) совершенства. Каков же биологический смысл возникновения гетеротрофов, зачем они появились? И не просто возникли, а еще достигли столь высокого совершенства. В сущности и автотрофы—химеры; их вполне можно (мысленно, а иногда и в действительности) разделить на две части — фото-синтезирующую и потребляющую. Потребляющая часть автотрофа и есть гетеротроф, еще неотделенный от автотрофа. (Зеленую эвглену можно заставить разделиться так, что хлоропласт останется лишь в одной дочерней клетке. Другая, бесхлоропластная клетка — это гетеротроф, нуждающийся в органической пище).
Итак, что же позволяет гетеротрофной части первичного автотрофа отделиться и перейти к самостоятельному, хотя и зависимому от автотрофа существованию?
Я думаю главное здесь — возможность завоевания ареалов, недоступных автотрофам. В самом деле, фотосинтезирующие автотрофы могут расселяться по лику планеты в местах с достаточно интенсивным потоком солнечного света. Гетеротрофы способны существовать всюду, куда поступают тем или иным способом питательные продукты жизнедеятельности автотрофов. Возможность почти неограниченного расселения гетеротрофов особенно широко реализуется при возникновении в ходе эволюции аппаратов перемещения в пространстве, о чем мы специально будем говорить в следующих главах. Разделение живых существ на две группы — автотрофов и гетеротрофов — обусловливает разветвление дальнейшего пути эволюционного совершенствования биохимических процессов — на одном пути происходит биохимическое совершенствование автотрофов, на втором — биохимическое совершенствование гетеротрофов (сначала гетеротрофной части холотрофа — первичного автотрофа).
При достижении предельного совершенства и автотрофов и гетеротрофов устанавливается замкнутый цикл преобразования веществ и энергии в масштабах биосферы планеты. Автотрофы за счет энергии поглощаемого ими света разлагают воду на водород и кислород. Водород соединяется с какими-либо акцепторами — в основном с С02 с образованием, сохраняющих энергию молекул пищи (фотосинтез). Кислород уходит в атмосферу. Гетеротрофы осуществляют обратный процесс — образуют воду, освобождая законсервированную ранее энергию при соединении кислорода с водородом органических молекул (дыхание). Прохождение этого термодинамического цикла, естественно сопровождается деградацией энергии — «высококачественное» видимое и ультрафиолетовое излучение ?, в конце концов превращается в «низкокачественное» тепловое излучение, т. е. в относительно низкотемпературный белый шум. При осуществлении такого цикла, реализующегося сопряженно с процессами деградации солнечной энергии, совершаются все процессы жизнедеятельности, вызванные к жизни (в буквальном смысле этого словосочетания) биологической эволюцией. Сведение всех весьма сложных биохимических процессов превращения энергии к разложению и образованию воды— вероятно, одно из самых сильных научных обобщений нашего века.