и собственным набором катализаторов. Первичная клеточная жизнь существовала только потому, что скорость химических реакций внутри живых клеток превышала естественную скорость химических реакций вне клетки. Дисбаланс между живой клеткой и окружающей средой в скорости химических реакций (как и другие градиенты физических и химических величин тоже) и есть фундаментальный фактор отличающий живую материю от неживой. Подобные хемотрофные биоценозы (построенные на готовом химическом «топливе») сейчас наблюдаются у черных курильщиков на океаническом дне, и они не нуждаются в солнечном свете.
Клеточная эволюция на нашей планете продолжалась не менее двух миллиардов лет и шла по пути совершенствования клеток с точки зрения эффективности энергетики. Основным двигателем биологического прогресса, вероятно, следует считать симбиоз (придававший клеткам фундаментально новые свойства, чего трудно ожидать от обычных мутаций), когда большие клетки поглощали в качестве симбионтов малые, а те в свою очередь эволюционировали в направлении оптимальном для клетки-носителя, иногда до полной, так сказать, потери индивидуальности. Судя по всему, благодаря этому механизму (симбиозу) клетки сейчас имеют очень сложные ядра и специфические образования вроде хлоропластов и митохондрий, которые имеют свою собственную наследственность, отличную от наследственности клетки-носителя. Тут следует сказать, что такой плотный симбиоз обеспечивает наиболее полное использование молекулярных продуктов симбионтов, поскольку они не рассеиваются в окружающей среде. Т. е. в некотором смысле, с точки зрения клетки-носителя, продуктивность внутриклеточных симбионтов близка к 100%.
С давних пор энергетической основой существования жизни является солнечная энергия. Жизнь довольно непродуктивно использует падающий свет. Растения поглощают около 2% энергии падающего на них солнечного излучения. Коэффициент полезного действия (КПД) фотосинтеза, если его считать по поглощенным хлорофиллом квантам света, составляет около 30%. Однако далеко не весь спектр солнечного излучения может участвовать в фотохимических реакциях в клетках растений, да и сам полезный участок солнечного спектра тоже отчасти рассеивается и отражается. На рисунке 1 видно, что растения мало используют зеленую и желтую зоны спектра и почти совсем не используют красную часть, с длиной волны больше, чем 700 нанометров.
Рисунок 1. Использование растениями солнечного спектра
По некоторым современным данным КПД продукции культурных растений, относительно всего падающего солнечного излучения, составляет около 1–0,5%, КПД всей растительности планеты в целом (по некоторым оценкам) составляет 0,2%, то есть приблизительно такая доля солнечной энергии запасается в органическом веществе, синтезируемом растениями, которое затем поступает в биотический круговорот вещества. Это означает, что растения, а значит и живое в целом, крайне низкоэффективно используют солнечный свет как источник энергии. В связи с этим выводом
