По представлениям некоторых ученых (И. С. Шкловский), жизнь на нашей планете возникла приблизительно 4—4,5 миллиарда лет назад. В силу целого ряда особенностей развития Земли в этот период ее существования создались благоприятные условия для образования сложных органических белковоподобных и других высокомолекулярных соединений в первичной атмосфере (под влиянием электрических разрядов) и в воде, покрывавшей большую часть планеты (под действием ультрафиолетовых лучей). Эти органические вещества, состоявшие главным образом из углерода, водорода, кислорода, азота, а также многих других химических элементов, содержались в мировом океане в значительном количестве (концентрация их по некоторым расчетам достигала 1%). Их существеннейшей особенностью была способность сохранять свой химический состав и физические свойства при взаимодействии с бесчисленным множеством различных химических веществ, с которыми они соприкасались. Эта способность обеспечивалась образованием поначалу очень примитивных систем — коацерватов. «Возникновение таких систем не представляет собой чего-либо особенного», — пишет акад. А. И. Опарин. Первоначально это были просто изолировавшиеся участки «первичного бульона». Такое явление можно наблюдать при смешивании коллоидных растворов * в состав которых входят разнообразные сложные органические вещества. При этом нарушается равномерность их распределения в растворителе и «...они выделяются в форме видимых под микроскопом коацерватных капель, плавающих в окружающей их равновесной жидкости, от которой отделены хорошо выраженной поверхностью раздела» (А. И. Опарин).
Имея определенную структуру, коацерваты обладают известной устойчивостью и способностью включать в себя вещества из окружающей среды. «Взаимодействующие с внешней средой и увеличивающиеся в своем числе системы должны были все более и более попадать под действие естественного отбора, предоставлявшего широкую дорогу для дальнейшего развития только все более и более совершенным формам организации» (А. И. Опарин).
В результате длительного периода эволюции таких примитивных систем возникло живое вещество, а затем и более сложные формы жизни — организмы; их появление знаменовало собой новый, более высокий этап развития жизни: организмы обеспечивают основное свойство жизни — процесс обмена веществ — не только своим химическим строением, но и образованием специальных структур, благоприятствующих осуществлению обменного процесса и сохранению самого организма как такового и как биологического вида применительно к условиям среды его существования.
Приспособление к постоянно меняющимся условиям жизни путем усовершенствования и усложнения строения и функций организмов было движущей силой эволюции, венцом которой является современный человек.
Процесс обмена веществ у всех животных ныне организмов, начиная от самых примитивных и кончая самым сложным — человеческим организмом, является одной из главных основ жизни. Он осуществляется сложнейшими химическими соединениями, которые называются белками. Ф. Энгельс писал, что «жизнь есть форма существования белковых тел, существенным моментом которого является обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» **.
Внешние проявления обменного процесса в сложном организме состоят в доставке к клеткам и тканям питательных веществ и кислорода и в усвоении (ассимиляции) их, с одной стороны, и, с другой стороны, в образовании продуктов обмена в результате отщепления от белков определенных веществ (диссимиляции), которые должны выводиться. Итак, обменный процесс состоит из двух взаимосвязанных, но противоположных по своему значению процессов; ассимиляции и диссимиляции.
Биологическая сущность жизни состоит в осуществлении процесса обмена веществ, имеющего весьма разнообразные и чрезвычайно сложные формы. Происходящие в организме физиологические процессы сводятся, в конечном счете, к обеспечению обмена веществ и его регуляции в соответствии с потребностями организма, которые определяются условиями его жизни. Для отправления этих функций существуют многочисленные специальные органы, находящиеся в непрерывном и очень сложном взаимодействии. За последние годы многие исследователи накопили богатейший материал, показывающий, что сущность жизни немыслимо понять и без других сложных органических структур, называемых нуклеиновыми кислотами ***. Они обусловливают воспроизведение себе подобных форм жизни, т. е. определяют наследственность организма. Исходя из этого, жизнь в элементарной форме может быть понята нами как способ существования коллоидных систем, содержащих в качестве своих обязательных компонентов соединения типа белков, нуклеиновых кислот и фосфорорганических веществ. Этим системам свойственна способность к саморегулированию и развитию на основе накопления и преобразования химических веществ, энергии и информации в процессе их взаимодействия с окружающей средой.
* Коллоидный раствор — тончайшая взвесь химических веществ в жидкой среде.
** К. Маркс и Ф, Энгельс. Соч., т. 20, стр. 616.
*** Нуклеиновые кислоты открыты около ста лет тому назад Мишером в ядрах (нуклеус — ядро) клеток. Отсюда и произошло их название. Впоследствии было показано, что они распределены по всей клетке.