Сделай Сам Свою Работу на 5

Несколько замечаний о живом веществе в механизме биосферы





§ 62. Зеленое живое вещество, несмотря на все его зна­чение, не охватывает всех основных проявлений жизни в биосфере.

Химия биосферы вся проникнута явлениями жизни, захваченной ею космической энергией и не может быть понята, даже в своих основных чертах, без выяснения ме­ста живого вещества в механизме биосферы, причем она только отчасти связана с зеленым растительным миром.

Механизм этот известен нам в далеко не достаточ­ной степени, но уже теперь можно указать некоторые его правильности, которые мы должны рассматривать как эм­пирические обобщения.

В будущем картина явления, несомненно, изменится для нас в чрезвычайной степени, но уже и теперь мы дол­жны на каждом шагу считаться с ее хотя бы несовершен­ными образами.

Я вкратце остановлюсь здесь на некоторых из них, ка­жущихся мне наиболее основными.

В истории химического состава живого вещества дав­но замечена особенность, регулирующая всю его геохими­ческую историю в биосфере, которая была отмечена глу­боким русским натуралистом К. М. Бэром. Он выразил это для углерода, позже то же было отмечено для азота и мо­жет быть целиком перенесено на всю геохимическую ис­торию элементов. Это закон бережливости в использова­нии живым веществом простых химических тел, раз во­шедших в его состав.



Бережливость в использовании живым веществом не­обходимых для жизни химических элементов проявляется различным образом. С одной стороны, она наблюдается в пределах самого организма. Раз вошедший в него элемент проходит в нем длинный ряд состояний, входит в ряд со­единений, прежде чем он выйдет из него и будет для него потерян. Организм вместе с тем вводит в свою систему только необходимые количества элементов для своей жиз­ни, избегая их излишка.

Но это одна сторона явления, на которую обратил вни­мание К. М. Бэр и которая, очевидно, связана с автоном­ностью организма и со свойственными ему системами рав­новесия, достигающими устойчивого состояния, обладаю­щего наименьшей свободной энергией.

Еще резче выражена эта особенность геохимической истории организма в их живом веществе, в их совокупно­сти. В неисчислимых биологических явлениях наблюдает­ся проявление здесь закона бережливости. Атомы, вошед­шие в какую-нибудь форму живого вещества, захваченные единичным жизненным вихрем, с трудом возвращаются, а может быть, и не возвращаются назад, в косную материю биосферы. Организмы, поедающие других, паразиты, орга­низмы симбиозов и сапрофиты немедленно вновь переводят в живую форму материи только что выделенные остатки жизни. В действительности эти остатки в значительной части живые, пропитанные микроскопическими форма­ми. Новые поколения, получаемые размножением, — все эти разнородные, неисчислимые механизмы — улавлива­ют атомы в изменяющейся среде, удерживают их в жиз­ненных вихрях, переводя их из одного в другой.



И это имеет место на протяжении всего круга жизни, сотни миллионов лет. Несомненно, часть атомов неизмен­ного покрова жизни, энергия которого все время держит­ся на уровне порядка 1018 больших калорий, никогда не выходит из жизненного круговорота. По образному выра­жению К. М. Бэра, жизнь бережлива в своих тратах захва­ченного вещества, с трудом и неохотой отдает его назад. Нормально она его назад надолго или совсем не выпускает.

§ 63. Благодаря «закону бережливости» можно гово­рить об атомах, остающихся в пределах живой материи в течение геологических периодов, все время находящихся в движении и миграции, но не выходящих назад в косную материю.

Это эмпирическое обобщение, в связи с той совер­шенно неожиданной и своеобразной картиной, какую оно нам рисует, невольно заставляет углубиться в следствия, которые из него могут быть сделаны, заставляет искать его объяснения.



Сейчас можно это делать только гипотетически. И прежде всего это обобщение выдвигает перед нами вопрос, раньше в науке не ставившийся, но подымавшийся в разной форме (в философских и теологических спекуляциях). Являются ли атомы, так удержанные живым веществом, теми же, какие мы видим в косной материи? Или же мы имеем среди них иные изотопы, особые их смеси? Это может решить только опыт, который стал этим путем на очередь дня.

§ 64. Одним из важнейших проявлений жизни, имею­щих огромное значение в биосфере (§ 42), является газо­вый обмен организмов с окружающей их газовой средой. Часть этого газового обмена была правильно понята еще А. Лавуазье как горение. Этим путем атомы углерода, водо­рода и кислорода постоянно в огромном числе выходят из жизненных вихрей и в него входят.

Очень возможно, что такое горение в организме не касается основного субстрата жизни — протоплазмы. Воз­можно, что при жизни организма атомы углерода, уходя­щие в виде углекислоты в атмосферу или воду, происходят от стороннего в него входящего вещества — пищи, а не от вещества, строящего углеродистый остов организма. В та­ком случае только в протоплазматической основе жизни и ее образованиях будут собираться удержанные в живой материи, не выходящие из нее атомы.

Необходимо сейчас пересмотреть представление о ха­рактере обмена — движения атомов — внутри организма, об устойчивости протоплазмы, воззрения, выдвинутого еще К. Бернаром и не раз подымавшегося в науке.

Может быть, существует связь между этими идеями К. Бернара, между обобщениями К. М. Бэра относительно бережливости жизни и установленным геохимией фактом — постоянство количества живого вещества в биосфере.

Возможно, что все эти идеи относятся к одному и тому же явлению, а именно — к неизменности массы протоплазматических образований в биосфере в течение геологических периодов.

§ 65. Изучение явлений жизни в масштабе биосферы дает нам и более определенные указания на теснейшую связь между ней и биосферой, указывает, что явления жизни должны быть рассматриваемы как части механизма биосферы и что те функции, какие живое вещество ис­полняет в этом сложном, но вполне упорядоченном меха­низме — биосфере, основным глубочайшим образом отра­жаются на характере и строении живых существ.

Среди этих явлений на первом месте должен быть по­ставлен газовый обмен организмов их дыхание. Едва ли может быть сомнение в его тесной связи с газовым обме­ном планеты, одну из важнейших, если не важнейшую часть которого он составляет.

В 1844 г. в замечательной лекции в Париже Ж. Дюма и Ж. Буссенго указали, что живое вещество может быть рас­сматриваемо как придаток атмосферы. Оно в своей жизни строит из газов атмосферы — кислорода, углекислоты, воды, соединений азота и серы — тело организма; оно переводит эти газы в горючие тела, жидкие и твердые, собирает в виде них космическую энергию Солнца. После своей смерти и во время процесса жизни, при газовом обмене, оно отдает назад в атмосферу те же газообразные части.

Несомненно, это представление отвечает действитель­ности. Генетическая связь жизни с газами биосферы чрез­вычайно велика. Она даже глубже, чем это с первого взгляда кажется. Газы биосферы всегда генетически связаны с живым веществом, и земная атмосфера им определяется в своем основном химическом составе.

Я уже указывал на это явление, когда говорил о значе­нии газового обмена в создании и определении размноже­ния организмов, т. е. проявления их геохимической энер­гии (§ 42).

Все количество газов, таких, как свободный кислород и углекислота, которые находятся в атмосфере, состоит в динамическом равновесии, в вечном обмене с живым ве­ществом.

Потерянные живым веществом газы немедленно в него возвращаются, и их вход и выход из организма нередко совершается почти мгновенно. Газовый ток биосферы тес­нейшим образом связан, таким образом, с фотосинтезом, с космическим источником энергии.

§ 66. Все же возвращается сейчас же назад в живое ве­щество после его разрушения большая часть атомов, в нем бывших. Меньшая их часть — ничтожный их весовой про­цент — выходит на долгое время из жизненного процесса.

Этот небольшой процент вещества не является слу­чайностью. Он, по-видимому, постоянен и неизменен для каждого элемента.

Он возвращается назад в живое вещество иным путем, тысячелетия, миллионы лет спустя. В это промежуточное время выделившееся из живой материи вещество играет огромную роль в истории биосферы и даже земной коры вообще, так как значительная часть этих атомов выходит на долгое время из пределов биосферы.

Мы имеем здесь дело с новым процессом — с медлен­ным проникновением внутрь планеты лучистой энергии Сол­нца, достигшей поверхности.

Этим путем живое вещество меняет биосферу и земную кору. Оно непрерывно оставляет в ней часть прошедших через него химических элементов, создавая огромные толщи неве­домых помимо него вадозных минералов или пронизывая тончайшею пылью своих остатков косную материю биосфе­ры. Оно, с другой стороны, своей космической энергией нарушает формы тех соединений, которые образовались по­мимо непосредственного его влияния (§ 140 и след.).

Вся земная кора целиком, на всю доступную нашему наблюдению глубину, изменена этим путем. Все глубже и глубже в течение геологического времени благодаря этому воздействию живого вещества проникает внутрь планеты измененная, лучистая космическая энергия. Вадозные минералы, изменяясь в фреатические формы молекуляр­ных систем, являются орудием этого переноса.

Косное вещество биосферы есть, в значительной мере, создание жизни, и в этом отношении были более по суще­ству правы в своем представлении о ее геологическом зна­чении натуралисты-философы начала XIX века — Л. Окен, Ж. Стеффенс, Ж. Ламарк, чем геологи позднейших поко­лений.

Характерно, что такое влияние на все вещество био­сферы, особенно создание толщ вадозных минералов, свя­зано с деятельностью водных организмов. Постоянно иду­щее перемещение водных вместилищ в геологическое время распространяет получаемые этим путем скопления свобод­ной химической энергии космического происхождения на всю планету.

По-видимому, все эти явления имеют характер уста­новившихся равновесий, и участвующие в них массы ве­щества так же мало меняются, как мало меняется опреде­ляющая их, достигающая нашей Земли энергия Солнца.

§67. В конце концов в наружной оболочке— в био­сфере — значительная масса ее вещества захватывается и собирается в живых организмах, является измененной под влиянием космической энергии Солнца. Вес биосферы дол­жен быть порядка 1024 г. Но само активное живое веще­ство, носитель солнечной энергии, составляет в среднем не более 1 % веса этой наружной земной оболочки, — вероят­но, даже доли процента. Тем не менее местами оно господ­ствует над косной материей и в тонком слое, например в почве, может составлять значительно больше 25 % по весу.

Итак, появление и образование в нашей планете жи­вой материи есть явным образом явление космического характера, и это чрезвычайно ярко проявляется в отсут­ствии абиогенеза, т. е. в том, что в течение всей геологи­ческой истории живой организм происходит из живого же организма, все организмы генетически связаны и нигде мы не видим, чтобы солнечный луч мог захватываться и солнечная энергия превращаться в химическую вне ранее существовавшего живого организма.

Как мог образоваться этот своеобразный механизм зем­ной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующий в течение сотен мил­лионов лет геологического времени, мы не знаем. Это яв­ляется загадкой, так же как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь.

ОЧЕРК ВТОРОЙ

ОБЛАСТЬ ЖИЗНИ

... В лучах огневицы развил он свой мир,

Земля зеленела, светился эфир.

Ф. Тютчев. 1831.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.