Ниже представлен цикл Кребса — основной энергетический цикл клеток. Этот цикл обеспечивает клетку энергией, в его ходе синтезируется АТФ.

Как могла возникнуть такая сложная система? Есть некоторые ученые, считающие, что жизнь на Землю была занесена из Космоса. Эта концепция называется теорией панспермии. Они считают, что на Земле было слишком мало времени, чтобы возникла такая сложная система, как живая клетка. И в качестве иллюстрации абсурдности подобных предположений проводят следующее сравнение. Дескать, у обезьяны, усаженной за пишущую машинку, больше шансов отпечатать сонет Шекспира, чем у жизни возникнуть на Земле из аминокислот, нуклеотидов и других веществ, из которых состоит клетка. Но у данного сравнения есть слабое место. Рассуждая по аналогии, приведем следующий пример. Шекспир, в отличие от обезьяны, складывал свои сонеты не из отдельных букв. В его распоряжении были готовые сюжеты, которые он заимствовал из других произведений, он пользовался английской грамматикой, знал правила драматургии. То есть он творил не из отдельных элементов, а из готовых блоков.

Концепция блочной эволюции как раз и утверждает, что эволюция происходит не из отдельных молекул, каждый раз создавая что-то новое практически с нуля, а из уже готовых блоков. Как же могла возникнуть жизнь? На самом деле, метаболические циклы возникли тоже не сразу. Можно выделить несколько уровней реакций. И вот самые простые циклы сопрягались с другими, и получались системы биохимических реакций, циклов. Существует интересная теория, описывающая возможный процесс возникновения самого первого такого цикла, ставящая под сомнение необходимость занесения готовых процессов из Космоса. Когда Земля еще только остывала, и не было еще никаких бактерий, но Земля вращалась вокруг своей оси, и на нее светило Солнце. Существовали уже ночь и день (возможно, также зима и лето). И «ночью» происходили процессы конденсации, а «днем» — возгонки и конвекции. Возможно, эти процессы, были не чисто физическими, но также и химическими. То есть происходили следующие процессы: на свету, «днем», синтезировались вещества, которые в тени, «ночью», распадались на более простые. И такие циклические реакции могли происходить в масштабах всей планеты. Если процесс днем "успевал" запасти столько энергии, что за ночь не "умирал", то есть преобразуемые в нем вещества не распадались за ночь, на следующий день этот же процесс мог восстановиться. Такие процессы могли представлять собой первые метаболические циклы. Согласно этой концепции жизнь (самовоспроизводящиеся процессы) возникла до появления живых организмов. Это только гипотеза, она не является общепринятым мнением. Существует журнал «Молекулярная эволюция», который в том числе рассматривает вопросы происхождения жизни. Наибольшее внимание в нем уделено происхождению объектов, вопросам о том, какая молекула из какой возникла. Вопросам возникновения процессов посвящена лишь маленькая толика всех исследований. Однако эволюция процессов не менее, а может, и более интересна, чем эволюция объектов. Возможно, не всегда нужно рассматривать какую-то конкретную молекулу, а более полезно разобраться в каких процессах она участвует. Это напоминают историю про курицу и яйцо (что было раньше: курица или яйцо?): понятно, что это процесс, а в отдельности курица и отдельно яйцо — это два разных состояния этого процесса, как бы две промежуточные стадии бесконечного процесса. Мы с вами будем говорить о таких процессах, о процессах эволюции, о процессах функционирования отдельных организмов, о жизненных циклах.

Например, жизненный цикл человека вы знаете из школьного курса биологии. У человека диплоидный набор хромосом (23 пары), в гаплоидной стадии образуются половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки), в которых только 23 хромосомы, эта стадия проходит недолго, после оплодотворения получается опять диплоидный организм.

А вот многие водоросли, папоротники и мхи большую часть своей жизни проводят в гаплоидной стадии, и лишь ненадолго переходят в диплоидную.

Есть организмы, проводящие часть своей жизни как одноклеточные, а часть — как многоклеточные. Примером может послужить почвенная амеба диктиостелиум.

В процессе эволюции меняется не только строение организмов, но и их жизненные циклы, и мы будем изучать, как это происходит.

Мы познакомимся также с многообразием форм живых существ — от бактерий и вирусов до человека.

Рассмотрим представителя прокариот — кишечную палочку.

У каждого из нас в кишечнике живет миллиарды кишечных палочек. Мечников утверждал, что микрофлора человека — такой же орган, как печень и сердце. Кишечная палочка — наш симбионт. Существует множество бактерий, наших симбионтов. В их отсутствие нарушаются функции кишечника. Размер кишечной палочки: 2 микрона в длину и полмикрона в ширину. Кроме того, естественно, в нашем организме могут оказаться и болезнетворные бактерии. У самих бактерий тоже могут быть паразиты — вирусы бактерий, они называются бактериофагами (то есть "пожирателями бактерий").

Ниже представлена фотография «нападение бактериофагов на кишечную палочку». Бактериофаг впрыскивает внутрь кишечной палочки свою ДНК, вследствие чего в бактерии синтезируются белки бактериофага и происходит сборка фаговых частиц. Сама бактерия при этом погибает.

В последнее время идет много дискуссий о том, являются ли вирусы живыми, поскольку они проявляют свойства живых организмов только внутри клетки, в свободном же виде вирусы могут быть кристаллизованы и при этом могут выглядеть как кристаллик соли. В качестве примера вируса человека можно привести вирус герпеса, который вызывает "лихорадку" на губах.

Мы будем изучать жизнь на уровне ДНК, строение организма, структуру клеток. В качестве примера разнообразия живого мира приведен вольвокс (колониальная водоросль) и амеба (см. рис.).

Мы будем говорить о процессе антропогенеза. Мы по большому счету будем заниматься тем же самым, что показано на рисунке с обезьяной.

Как показано на фотографии, обезьяна учит своего детеныша искусству разбивания орехов. У шимпанзе хорошо развита система обучения. Если раньше проводили четкую грань между человеком и животными в том, что у человека есть культура, а у обезьян нет, то на данном примере можно увидеть, что эта система обучения является как бы пракультурой.

Мы будем говорить о происхождении человека. Человек отделился от шимпанзе 5,4 миллиона лет назад, эти цифры установлены на основе данных палеонтологии и молекулярной генетики на основе сходства ДНК обезьяны и человека. Шимпанзе есть два вида: обыкновенный и бонобо, он же карликовый шимпанзе (карликовый не потому что маленького роста, а потому что он живет среди пигмеев). Последний, по поведению, очень похож на человека.