big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Живое вещество в земной коре

Жизнь проявляется в земной коре еще иначе, чем в явлениях, изучаемых биологами. Здесь выступают перед нами две новые черты ее строения. Мы видим, что жизнь действует, во-первых, только энергией, количеством и составом свойственной ей материи и что, во-вторых, отдельные организмы, организмы как таковые, отступают перед величием изучаемых явлений. Мы замечаем лишь общий совокупный эффект их действия.

Геохимические проявления жизни дают нам картину, совершенно обратную той, которую рисуют себе биологи и которая ярко выражена в определении жизни у Кювье более 100 лет назад. Форма организмов в миграциях элементов земной коры почти совершенно стушевывается, но вещество организмов, движение его молекул, его энергия проявляются во всех наблюдаемых явлениях. Такое проявление жизни столь же реально, как реальны богатство и сложность морфологических и физиологических процессов, столь исключительно изучавшихся биологом.

Прилагая новую мерку изучения жизни, совершенно отличную от обычной, мы подходим к явлениям и перспективам, до сих пор невиданным.

Сложный эффект мельчайших явлений, не привлекавших до сих пор внимания в биологических науках, принимает неожиданные размеры.

В геохимии жизнь проявляется совместным действием миллиардов отдельных организмов, их совокупностью; в ней изучаются статистические законы и обобщения, связанные с жизнью. И при этом мысль останавливается лишь на некоторых определенных свойствах этих совокупностей. Для того чтобы иметь возможность изучать жизнь в геохимии, необходимо представить ее в таких же выражениях, с теми же логическими параметрами, как другие формы нахождения химических элементов, с которыми мы ее здесь сравниваем, — минералы и горные породы, магмы, водные растворы, рассеяния. Другими словами, необходимо выражать совокупность организмов исключительно с точки зрения их веса, их химического состава, их энергии, их объема и характера отвечающего им пространства.

Выражая совокупность живых организмов в этих параметрах, необходимо ввести новые понятия, новые термины в обозначения жизни. Я буду называть живым веществом совокупность живых организмов, выраженную в весе, в химическом составе, в мерах энергии и в характере пространства.

При таком выражении жизни всецело сохраняются и получают точное определение все совокупности различных организмов — виды, подвиды, роды и т. п., которые установлены биологами на основании изучения их морфологии или физиологических функций.

Средний вес, химический состав, геохимическая энергия, характер пространства (например, правизна — левизна) оказываются для них столь же различными, характерными и постоянными признаками, как и те, на основе которых их подразделяли биологи. Необходимо отличать в геохимии в связи с этим однородные живые вещества, образованные из совокупностей организмов одного и того же вида, рода, расы и т. п., и разнородное живое вещество, элементы совокупностей которого — организмы — принадлежат к разным видам, родам, расам и т. п.

Совокупность всех живых организмов нашей планеты образует живую природу. Она состоит из разнородного живого вещества, которое дифференцируется на поверхности континентов и островов, в соленых и в пресных водах, в более или менее ясно ограниченных друг от друга массах, образуемых как из однородных, так и из разнородных живых веществ. Живое вещество, выраженное в весе, в химических элементах, в энергии, в характере пространства, может быть изучаемо в геохимии так же, как горные породы и минералы, и точно сравниваемо с ними в своих проявлениях. Тут ясно существует реальная аналогия в геохимическом проявлении. Однородное живое вещество соответствует минералам или простым горным породам. Разнородное же живое вещество можно рассматривать как образованное из совокупностей однородного живого вещества (resp. минералов); оно соответствует горным породам.

Леса наших широт, поля злаков и других растений, части степей или полей, леса водорослей, устричные и другие мели, где господствует почти исключительно один определенный вид организмов, движущиеся стада животных одной и той же породы представляют примеры однородного живого вещества. С другой стороны, большие тропические леса, стада животных разных пород, мощные скопления жизни больших рек, как Амазонка, Ориноко или Обь, бесконечно разнообразные биоценозы флоры и фауны дают нам бесчисленные примеры скоплений разнородных живых веществ, являются как бы живыми горными породами.

Существует очевидное морфологическое различие между живым веществом и горной породой, если даже они выражены в одних и тех же параметрах. Элементы живого вещества — организмы — всегда более или менее свободны, часто раздельны и разбросаны, элементы же горных пород, минералы, почти всегда неразрывно между собой связаны. Правда, в песках или в обломочных горных породах элементы целого разделены, но эти элементы лежат близко друг к другу, они соприкасаются.

В живом веществе эти элементы могут быть совершенно отделены друг от друга, рассеяны на больших пространствах и вместе с тем будут все же с геохимической точки зрения составлять одно единое тело, ибо вес, химический состав, энергия и характер пространства их совокупностей могут быть отличаемы как таковые в окружающей природе.

Выраженные как неоднородные живые вещества, организмы очень мало изучены и сейчас редко могут быть точно и определенно друг от друга различены.

Но ясно, что порядок необходимых явлений один и тот же в живом веществе и в горных породах. Я вернусь позже к сравнению их элементарного химического состава, но и без специальных изысканий очевидно, что с химической точки зрения разные живые вещества не менее отличаются друг от друга, чем горные породы, что, например, различие между ^средним составом планктона, богатого диатомовыми водорослями, составом живых коралловых построек или составом подводных зарослей известковых водорослей не менее велико, чем между мрамором и кварцитом.

То же самое относится и к массам, образованным из живого вещества; их можно сравнивать с массами горных пород поверхностных слоев земной коры. Мы часто забываем эти реальные факты, так как мы не привыкли смотреть на организмы как на неотъемлемую и неотделимую часть механизма земной коры. Поясню примером мою мысль. В конце прошлого века, в 1889 r.f английский натуралист доктор Карутерс наблюдал над Красным морем довольно обычное явление, повторяющееся в грандиозном размере каждый год, — переселение саранчи с берегов Северной Африки в Аравию. Он определил количество этих прямокрылых в одной из туч, проносившихся над ним в течение целого дня 25 ноября. Пространство, занятое такой тучей, равнялось 5967,3 км2 (2304 кв. миль); между тем это не была даже одна из самых больших туч, Карутерс наблюдал гораздо большие. Вес этой тучи отвечал 4,40•107 т. Чтобы иметь представление об этом числе, можно его выразить иначе. Оно того же порядка, как все количество меди, цинка и свинца, изготовленных человечеством в течение целого столетия (4,47∙107 т). А между тем известные энтомологи, как Д. Шарп и Н. Я. Кузнецов, обсуждавшие результаты наблюдения Карутерса, не нашли в них ничего необыкновенного, даже принимая цифру ошибочно даваемого Карутерсом веса тучи в 4,35•1010 т, в тысячу раз превышающую ту величину, которая вытекает из его наблюдений.

Эта туча саранчи, выраженная в химических элементах и в метрических тоннах, может считаться аналогичной горной породе или, вернее, движущейся горной породе, одаренной свободной энергией. Перед лицом разнообразия и чрезвычайного величия живой природы туча саранчи — незначительный и мимолетный факт. Существуют явления, бесконечно более грандиозные и мощные. Постройки кораллов и известковых водорослей, непрерывные на тысячах квадратных километров, живые пленки планктона океана, плавающие водоросли Саргассова моря, тайга Западной Сибири или гилея тропической Африки представляют такие примеры. Это все единичные факты среди множества других явлений такого же порядка. Подобные массы живой материи вполне могут быть приравнены многим горным породам. Конечно, не всем. Большие батолиты или огромные слои кристаллических сланцев образуют выделения в земной коре, несравненно большие по весу, чем какие бы то ни было скопления живого вещества, большие даже, чем вся живая природа в целом, но эти огромные глыбы горных пород находятся вне области живой природы. В этой области, в биосфере, выделения горных пород и скопления живого вещества дают массы одного и того же порядка.

Также в биосфере с горными породами, строящими ее твердую часть, с массой жидких вод и с тропосферой могут быть сравниваемы скопления живой природы не по их массе, а по характеру занятого этой массой объема. Хотя объем и масса живых организмов во всемирном океане— в гидросфере — очень незначительны по сравнению с объемом составляющей ее косной материи, все же при непрерывном движении, свойственном живым организмам, значение живых концентраций и отдельных их рассеяний увеличивается до чрезвычайности. Разница между живым веществом и косной материей здесь становится еще более значительной, чем в твердой коре выветривания. В меньшей степени это имеет место для тропосферы, где только прилегающая к уровню геоида часть ее населена жизнью.

Пространство, охваченное жизнью, т. е. объемы живой природы, живые тела, обладает резкой особенностью по сравнению со всей окружающей жизнью косной материи. Эта особенность была названа Л. Пастером, с гениальной прозорливостью впервые в 1838—1848 гг. ее открывшим, диссимметрией пространства жизни. Она проявляется в нашей обыденной жизни на каждом шагу, в левизне и правизне — в ярком преобладании в определенных случаях правых или левых проявлений, строений, движений внутри живых тел и в выявлениях живых организмов в окружающей их среде жизни. Я не могу здесь останавливаться на этом глубоком отличии в проявлении живого и неживого на нашей планете, так мало до сих пор, к сожалению, обращавшем на себя внимание натуралистов и мыслителей. Недавно мне несколько раз приходилось выдвигать значение этого явления. Мне важно лишь здесь отметить, что в полном соответствии с характером масс живой природы в биосфере области диссимметрии в ней — живая природа — и области, ее лишенные, — косная природа — соизмеримы. Биосфера — область жизни — с точки зрения характера ее пространства является мозаичной: она составлена из участков разного пространства. Долгое время, геологически длительно, после прекращения жизни ее остатки — некоторые органогенные минералы и горные породы — сохраняют проявления диссимметрии. Только они одни. Диссимметрия вне влияния живого на нашей планете неизвестна.

С первых шагов геохимического изучения живой природы два явления огромной важности сразу привлекают наше внимание; они отличают ее, не менее чем диссимметрия, от инертной природы. Прежде всего это ее необыкновенное разнообразие. Каждый вид животных и растений отвечает особому однородному живому веществу. В общем число описанных видов организмов превышает 1000 000. В 1929 г. Р. Гессе насчитывал для животных 1 013 773 описанных вида, в 1918 г. М. Константен, исправляя указания П. Ван-Тигема, исчислял их 175 300 для растений. Эти числа каждый год увеличиваются на несколько тысяч; они далеки еще до окончательного подсчета. Одни насекомые дадут миллионы различных видов. Надо допустить, что в природе в настоящий момент существует несколько миллионов различных однородных живых веществ, из которых нам научно известна только меньшая часть. В этих веществах содержатся миллионы особых различных молекулярных структур, различных химических соединений, еще менее нам известных. От этой живой материи земной коры с ее поразительным разнообразием резко отличается косная материя. Нам неизвестно в ней и 2500 видов минералов, и это количество увеличивается ежегодно лишь на какие-нибудь десятки видов.

Мы стоим перед явлением огромного значения, бросающимся в глаза и чрезвычайно ярко выраженным.

Оно доказывает огромное химическое отличие живого от косного вещества в их проявлении в химической организованности земной коры. В косном веществе лишь исключительные явления, как, например, лавы или газы вулканов, могут по своей изменчивости быть сравниваемы с разнородным живым веществом. Горные породы, химически инертные, с ним несравнимы.

Эта химическая сложность и изменчивость являются ярким выражением химической активности живого вещества. Всякое живое вещество, даже однородное, представляет совокупность интенсивных «молекулярных вихрей», по счастливому выражению Г. Кювье. Всякий организм совокупности (т. е. живого вещества) постоянно, неудержимо захватывает прямо или косвенно лучистую энергию Солнца и превращает ее в свободную, т. е. способную производить работу, химическую энергию. Значительная часть лучистой энергии Солнца, достигающей земной поверхности, таким образом захватывается и превращается в новую форму. Особенно геохимически важен такой захват зелеными растениями. Геохимически последствия такого строения земной поверхности грандиозны.

Эти последствия приобретают еще большее значение благодаря совершенно особому распределению этого вещества, находящегося в активном состоянии на поверхности нашей планеты, — распределению, как мы увидим, давно известному, но значение которого нами часто не понимается. Живое вещество более или менее непрерывно распределено на земной поверхности, оно образует на ней тонкий, но сплошной покров, в котором концентрирована свободная химическая энергия, выработанная им из энергии Солнца.

Этот слой есть земная оболочка, которую знаменитый австрийский геолог Э. Зюсс почти 60 лет назад назвал биосферой и которая представляет одну из самых характерных черт организованности нашей планеты.

Только в ней сосредоточена та особая форма нахождения химических элементов, которую мы назвали живым веществом.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.