Глава XIX. ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО БИОСФЕРЫ ЗЕМЛИ КАК ПЛАНЕТНОЕ ЯВЛЕНИЕ

Смотрите также:

БИОСФЕРА. Следы былых биосфер

Вернадский Владимир Иванович

Вернадский. Ноосфера Вернадского. Биосфера планеты Земля

Владимир Иванович Вернадский. Основанные Вернадским ...

Биосфера. Вернадский. Дж. Мерей. Зюсс. Ламарк

ВЕРНАДСКИЙ. БИОСФЕРА. Представитель космизма ...

НООСФЕРА. ВЕРНАДСКИЙ

Вернадский. Какое вещество считается живым. Термин «живое ...

ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ ВЕРНАДСКИЙ. Биография и книги ...

ВЕРНАДСКИЙ. Биография и труды Вернадского. Вершиной его ...

Ноосфера. Вернадский. Пьер Тейяр де Шарден

Разнородный с тонки зрения энергетического эффекта химический элементарный состав вещества биосферы: живое, косное и биокосное вещество. Различия внутри живого вещества. Автотрофное, миксотрофное и гетеротрофное живое вещество

Как уже указано, в биосфере мы имеем дело с разными формами биосферного вещества: косного инертного малоактивного вещества, живого дисперсного, чрезвычайно химически и геологически активного, и биокосного вещества, являющегося закономерной структурой из живого и косного вещества. Впервые Пастер ясно сознавал резкое отличие живого вещества от косного.

Он считал, что образование живого вещества из косного, т.е. абиогенез возможен только в особых условиях пространства, если он вообще возможен, связал его с пространством. Он думал, что для этого достаточно энергетических проявлений, например, в материально пустых пространствах, озаренных эллиптическим или круговым поляризованным светом одного из двух возможных направлений. До сих пор эта идея Пастера не может считаться выясненной и нет точных доказательств ее невозможности. Разъяснить это - одна из очередных задач биогеохимии. Но правизна-левизна проявляется в живом веществе, в материальной среде, в распределении в пространстве-времени атомов (см. гл. XVI). Очевидно, в такой простой форме мысль Пастера не охватывает всего вопроса, но в общих чертах она правильна и требует внимательного к себе отношения и углубленной экспериментальной проверки [10].

Каждый организм является центром огромной свободной энергии. В своей совокупности, в конце концов, живое вещество перестраивает совершенно область жизни - биосферу. Но это одна сторона, общая для всего живого вещества. Есть еще другая, которая имеет особое значение.

В результате огромной работы химиков, микробиологов, биологов и физиологов в середине XIX столетия выяснилось, что живое вещество более или менее резко распадается на две, может быть, на три различные части. В 1880-х годах немецкий физиолог Пфеффер подвел итоги почти столетней работы [11] и указал, что часть живого вещества не зависит в своем питании, т.е. в построении своих тканей, своего вещества, от других организмов и может существовать и развиваться на земной поверхности или в океане в отсутствие каких бы то ни было других организмов. Это организмы самодовлеющие, автотрофные, по его терминологии.

Все животные, человек в том числе, и бесхлорофилльные растения не могут существовать в отсутствие зеленых растений. Пфеффер назвал их гетеротрофными. Поглощая газы дыханием и питаясь корнями, зеленые растения создают хлорофилл - белковое тело, содержащее металл магний в своем строении [12]. Благодаря этому они с помощью хлорофилла используют солнечную энергию определенной части спектра и могут синтезировать все те органические соединения, в том числе и белки, которые строят их тело. Механизм этого процесса до сих пор окончательно не выяснен, существуют различные теории и гипотезы, которые я для своей цели могу здесь оставить в стороне.

Чрезвычайно характерно, что хлорофилл концентрируется в клетках в определенных организованных тельцах - пластидах. А пластиды, подобно самой клетке, размножаются делением. В связи с этим некоторые ботаники (в том числе А. Фаминцын) пытались рассматривать это основное явление как симбиоз, подобно лишайникам, которые являются симбиозом зеленой водоросли и гриба.

Представление Пфеффера меняется, когда мы вступаем в область микроскопической жизни. Микроскопическая жизнь в значительной части своих форм автотрофна, и больше того, ее сосуществование с зелеными растительными организмами играет большую роль в истории азота.

Впервые в 1888 г. знаменитый русский микробиолог С.Н. Виноградский один из 10 иностранных почетных членов Парижской Академии , работавший в последние года в Институте Пастера во Франции, доказал для железобактерий (1888-1922) их автотрофность и их независимость от зеленых растений [13]. Они берут нужную для жизни энергию химическим путем, окисляя закись железа в окись, и развиваются, строят свои тела вне зависимости от других организмов. Этот вывод должен быть распространен не только на организмы, богатые железом, но еще более на организмы, богатые марганцем, который всегда заключается и в железобактериях и который дает в условиях биосферы бблыпую гамму кислородных соединений, чем железо.

По-видимому, очень большая часть микроскопической подземной жизни, главным образом микробов, грибов и водорослей, не зависит от высших зеленых организмов прямо или косвенно и должна быть, с этой точки зрения, аналогична железо- и марганцо-бактериям и грибам (автотрофной).

Тот же самый С.Н. Виноградский в 1893 г. разъяснил существование в почвах особых бактерий (анаэробы) Clostridium Pasterianum, которые образуют из азота атмосферы аммиак.

В 1901 г. Бейеринк выделил из садовой земли еще более распространенную бактерию Azotobacter, которая фиксирует азот воздуха при наличии безазотистых органических веществ. Акад. В. Омелянский думает, что механизм фиксации тот же, что и для Clostridium. Эти бактерии не связаны с определенными зелеными организмами, но есть бактерии, которые играют огромную роль в природном плодосмене или в настоящее время в агрономической культуре. Это бактерии, которые связаны с бобовыми растениями и создают на корнях их особые клубеньки, которые долго считались органами растений. По работам Гель- ригеля и Вильфрота, немецких агрономов, в клубеньках оказались особые бактерии, которые усваивают азот воздуха, давая белки, и называются теперь азот- фиксирующими бактериями. Обычные микробы этой способности не имеют. Бобовые могут жить и развиваться и в их отсутствие, но в таком случае почва не обогащается легко усвояемым для других зеленых растений азотом [14]. Вековой опыт показал, что введение в плодосмен бобовых улучшает почву для других растений.

С.Н. Виноградский поднял общий вопрос, который не получил своего завершения и который представляет почти незатронутую с этой точки зрения область больших проявлений живого вещества. Человек, как известно, является гетеротрофным организмом и не может сейчас существовать без растительной и животной пищи. Сейчас, с XIX в., поставлен вопрос, который рано или поздно но будет разрешен - о синтезе пищи для человека вне зависимости от окружающей живой природы. И когда человек эту задачу разрешит умственным процессом, в чем едва ли можно сомневаться, он превратится в автотрофный организм с социальным трудом [15]. М. Бертело в последние года жизни работал над этой проблемой, и, вероятно, есть и сейчас лаборатории, где идет эта работа (А. Бекетов).

Сейчас все более становится ясным, что деления Пфеффера на авто- трофные и гетеротрофные организмы недостаточно. И все больше и больше выясняется существование промежуточной группы - миксотрофных организмов, которые используют для пищи готовые соединения хлорофилльных растений или с ними неразрывно связанных животных и в то же самое время обладают способностью синтезировать независимо от зеленой растительности сложные органические соединения.

С этим тем более надо считаться, что биологи не учитывают всюду присутствующий источник энергии во всех организмах, для каждого из них характерный по величине, продукт, который не принимается биологами во внимание. Это радиоактивная энергия, характерная для каждого организма, как показали работы Биогеохимической лаборатории. А между тем в геологии эта форма энергии в настоящее время играет основную роль на нашей планете. Дело ближайшего будущего выяснить значение для организмов этой формы энергии. Какое ее проявление? В физиологии животных и растений эта энергия не учитывается и все эксперименты поставлены в такие условия, что она всегда присутствует и, очевидно, проявляется. Как - мы не знаем. Эту поправку нужно вносить во все опыты физиологов.

К содержанию книги: Академик Владимир Иванович Вернадский - Химическое строение биосферы Земли и ее окружения