Таким образом, органическая жизнь базируется на химических элементах и соединениях, являющихся общими и для нее и для окружающей "мертвой природы". Отсюда возникает один из важнейших законов биологии - "единство среды и жизни", прежде всего в вещественном понимании.
Основной признак каждого живого существа - способность усвоения соответствующих элементов и веществ природы - способность к ассимиляции. Ф. Энгельс считал ассимиляцию существенной функцией жизни.
Элементарное вещество, обусловливающее жизнь,- белок, или комплекс белковых соединений. По Ф. Энгельсу, белок - совершенно бесструктурное вещество, обнаруживает все основные свойства жизни, осуществляемой путем ассимиляции: пищеварение, выделение, сокращение (раздражимость, реакцию на раздражение), размножение. Великий мыслитель считал, что должны были пройти тысячелетия, пока не создались условия, необходимые для следующего шага вперед, когда из этого бесформенного белка благодаря образованию ядра и оболочки возникла клетка. Он полагал, что сначала возникли бесконечные количества бесскелетных бесклеточных и клеточных протистов (простейших), о которых говорит наука палеонтология и которые преобразовались постепенно в первые растения, в первых животных. В настоящее время на первом месте в этом перечне мы ставим микроорганизмы - бактерии и близкие к ним формы жизни.
Сущность связи организма со средой состоит в энергетике. Всем организмам свойственно постоянное извлечение из среды энергии, которая затем используется организмом в его многообразных функциях, прежде всего на построение его тела, на движение. Питание в общем смысле и есть тот путь, который позволяет организму постоянно и непрерывно пополнять запас энергии, и как только приток энергии по каким-либо причинам прекращается - организм погибает. В древнейших водных бассейнах или во влаге древнейших почв на суше, где возникали и развивались наидревнейшие формы жизни, она могла развиться путем усвоения в основном неорганических веществ, которые оказывались способными к окислению их несвободным или свободным кислородом. Это могли быть углекислота, метан, соли, растворенные в воде, которые, попав в организм, способны были окисляться, причем выделялась свободная энергия (тепловая и химическая), а продукты окисления или шли на построение тела и его оболочки, или извергались обратно в состав среды, где они чаще шли в осадок, на дно. Накопление органических веществ, развитие органической жизни обусловило и другой путь извлечения свободной энергии - окисление органических веществ, относительно более эффективное в энергетическом отношении, чем окисление неорганических соединений.
Как известно, академик А. И. Опарин создал гипотезу происхождения жизни на Земле именно на основе представлений о первоначальном уплотнении органических соединений на Земле, возникших химическим путем, до образования белка. Белок сгустился в капли - коацерваты, которые, усваивая тоже белковые соединения среды, стали первыми живыми клетками. Не исключается, что жизнь, массово и беспорядочно, удачно и неудачно, возникавшая и отмиравшая, шла и тем и другим путем, а также и промежуточным, т. е. с одновременным использованием и неорганической и органической пищи (миксотрофы).
Растение, получая энергию солнечных лучей извне, использует ее на разложение воды, на ассимиляцию углекислоты из атмосферы, на построение из синтетически создаваемых углеродных соединений нужных веществ в процессе своего роста и размножения. Клетка железобактерии, ассимилируя из среды растворенные в ней закисные соединения железа или марганца, окисляет их в окисные соединения, выделяющиеся в твердом виде или в состав среды, или на поверхности клетки в виде чехла. Ржавая железистая вода есть результат растворения и окисления железа бактериями "ржавчины" (в технике это называется коррозией металлов). Такие организмы, использующие неорганические соединения для своего существования, называются автотрофами. Организмы, питающиеся органическими соединениями, как, например, гнилостные бактерии, а также животные называются гетеротрофами.
В. И. Вернадский выделял также промежуточный тип существ - миксотрофы - организмы, способные питаться за счет неорганических и органических соединений. Можно полагать, что морской моллюск - устрица, способная при весе тела около 40-50 г накапливать за несколько лет оболочку из углекислого кальция (раковину) весом до 3 кг, принадлежит именно к миксотрофам. У всех организмов важная роль принадлежит оболочке. Сквозь оболочку внутрь организма проникают вещества из среды, если они внутри него отсутствуют. Из организма выводятся через оболочку вещества, содержание которых в среде более низкое.
Первичный белковый комочек мог стать живым организмом лишь во взаимодействии с энергией, поступавшей извне или образовывавшейся внутри него. Первое имеет место у зеленых автотрофов - всех растений Земли, второе - у других организмов. Существование первичных сгустков только из белковых соединений, ставших организмами, в мировом древнейшем океане или в древнейших почвах на суше маловероятно. Несомненно, имелась, как и теперь, переходная - вирусоподобная, "ультрамикробная" стадия с весьма менявшимися свойствами, сходная то с организмами, то с мертвой материей. Ведь известны вирусы кристаллизующиеся, способные переносить и крайне низкие и высокие температуры и т. д. Для белка же 60°С - предел, при котором он свертывается и ни к какой жизнедеятельности уже не способен. Веществом первичных "вирусов" - пробионтов, зародышей первичной жизни в геологическом прошлом, могли быть различные металлоорганические соединения, каких в природе существует бесчисленное разнообразие. Как известно, они образованы при участии ряда металлов из группы "биофильных". При этом роль атомов металлов в сложных металлоорганических соединениях - служить мостиками, связями между частицами органических соединений, вследствие чего молекулы металлоорганических соединений могут быть весьма сложными и обладать разнообразными свойствами.
Известно, что бактерии, в частности "железные", способны к жизнедеятельности в определенном температурном диапазоне, в котором они действительно процветают, интенсивно размножаются. Следовательно, температура среды в какой-то момент "поджигает" жизненный процесс. Вещества, извне поступающие в клетку, развязывают внутренние силы, как бы служа для них запалом, стимулятором. Так, бактерия может из недеятельного состояния перейти в деятельное. Так могли возникать и многообразные первичные организмы. Удачно создавшиеся - существовали, неудачные - исчезали в средах далекого прошлого Земли, способствуя накоплению органического и минерального вещества в водных бассейнах и в осадках. Наладившийся обмен веществ означал жизнь, нарушившийся - гибель.
Естественный отбор организмов, приспособленных к среде и условиям обитания в ней, далее уже моделировал первичный сгусток жизни - живого вещества, обусловливая дальнейшую эволюцию жизни. Возьмем пример хотя бы из истории техники. Создателям бензинового мотора далеко не сразу, конечно, удалось наладить режим его работы, чтобы превращать внутреннюю химическую энергию горючей смеси (пары бензина + воздух) в тепловую, способную производить работу. Но когда мотор, засасывая регулярно "питание", ритмично заработал, он как бы "ожил". Подобно этому возникла и жизнь.
Живое и минеральное (косное) вещества находятся в природных условиях во взаимосвязи и взаимодействии в процессах жизнедеятельности автотрофных, полуавтотрофных, миксотрофных и гетеротрофных организмов. В. И. Вернадский, который был первым исследователем, обратившим серьезное внимание на геологическое значение явлений жизни, предложил понятие о живом веществе, о биосфере - области развития этого вещества с соответствующими энергетическими процессами, сопровождающими его превращения. Поверхностную оболочку Земли он предложил рассматривать не только как область распространения вещества биосферы, но и как область энергии, причем он учитывал влияние на развитие живого вещества геологических и геохимических процессов, солнечных и космических излучений. В. И. Вернадский говорил о роли лучистой солнечной энергии для существования жизни и для геологических явлений - движения воздушных масс, морских водных масс (течения), морской волны, берегового прибоя; отмечал теплорегулирующую способность водных масс морей и океанов, играющую огромную роль в явлениях погоды и климата и связанных с ними процессах жизни и выветривания; в живом веществе, совокупности живых организмов Земли, видел преобразователя лучистой энергии Солнца в химическую энергию биосферы, где в реакциях фотосинтеза создается бесконечное число новых химических соединений.
