Текст книги "Следы былых биосфер, или Рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого"

Автор книги: Андрей Лапо

Первое употребление термина «ноосфера» (как и «биосфера») принадлежит не Вернадскому – он вообще не любил придумывать новые слова. Его ввели в 1927 г. два младших современника В. И. Вернадского, слушавшие его лекции по геохимии в Сорбонне, – философ, математик, палеонтолог и антрополог Эдуард Леруа (1870—1954) и его друг, палеонтолог и антрополог Пьер Тейяр де Шарден (1881—1955). Под ноосферой французские ученые понимали ту стадию эволюции природы, когда появился человеческий разум. Развернутое обоснование эта трактовка получила в книге П. Тейяра де Шардена «Феномен человека», впервые опубликованной в 1959 г., через 14 лет после смерти В. И. Вернадского. В ней Тейяр определял ноосферу как «новый покров», «мыслящий пласт, который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается над миром растений и животных – вне биосферы и над ней» (курсив мой. – А. Л.).

Иное содержание вкладывал в этот термин В. И. Вернадский. Его статья «Несколько слов о ноосфере» появилась в суровое время – в 1944 г. – и оказалась последней прижизненной публикацией ученого. По существу, она представляет собой научное завещание Вернадского. В этой статье были сформулированы представления, к которым Владимир Иванович пришел исподволь, всей логикой своего творчества: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера»[21]21
  Вернадский В. И. Проблемы биогеохимии. – Труды БИОГЕЛ ГЕОХИ АН СССР, 1980, вып. 16, с. 218.


[Закрыть].

Ноосфера, по Вернадскому, это биосфера, разумно управляемая человеком. В поэтической форме эту идею развил Николай Заболоцкий:

 
Два мира есть у человека:
Один, который нас творил,
Другой, который мы от века
Творим по мере наших сил.
 

Человек в ноосфере преображает окружающие его ландшафты. Принято выделять две разновидности культурных ландшафтов: агросферу и техносферу. Первая включает в себя разнообразные плантации, поля, сады, оранжереи, пастбища, рощи, парки, рыбохозяйственные угодья и т. п. Техносфера же представляет собой совокупность всей материальной культуры, как бы «встроенной» человечеством в природу. Это заводы, аэродромы, стадионы, автомагистрали, архитектурные сооружения и т. д. Однако при всем величии техники движущей силой ноосферы остается человек. И если «первобытная» биосфера является биоцентричной, то ноосфера, безусловно, по своей сути антропоцентрична.

Подчеркивая гуманистическую направленность концепции ноосферы, Вернадский писал: «Вопрос о плановой, единообразной деятельности для овладения природой и правильного распределения богатства, связанный с сознанием единства и равенства всех людей, единства ноосферы, стал на очередь дня»[22]22
  Вернадский В. И. Размышления натуралиста. Кн. 2. М., Наука, 1977, с. 109.


[Закрыть]. Оптимизация условий человеческого существования – так можно выразить основную тенденцию развития ноосферы. «Стало ясным и все больше проникает в сознание человечества, что перед ним сейчас имеется полная реальная возможность не допустить недоедания и голодания, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни, продолжить до максимума длительность человеческой жизни»[23]23
  Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения, с. 271.


[Закрыть]. В письме к своему давнему другу, профессору Б. Л. Личкову (1888—1966) В. И. Вернадский сделал характерное признание: «Я мало знаю Маркса – но думаю, что ноосфера всецело будет созвучна его основным выводам»[24]24
  Переписка В. И. Вернадского с Б. Л. Личковым (1940—1944). М., Наука, 1980, с. 40.


[Закрыть].

Концепцию ноосферы В. И. Вернадский разрабатывал в последние годы своей жизни и успел опубликовать о ней только короткую статью, о которой мы уже упоминали. Более детальное рассмотрение вопроса осталось в рукописях, опубликованных много лет спустя, в 60—70‑е годы. А обсуждаться научной общественностью ноосферная концепция стала, по существу, совсем недавно – во время празднования 120‑летия со дня рождения В. И. Вернадского, в 1983 г. В эти дни в Иваново собралась первая в мире конференция, посвященная проблемам ноосферы. Она проходила под названием «Учение В. И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу, его философское и общенаучное значение». Концепция, созданная В. И. Вернадским более 40 лет назад, стала предметом пристального внимания ученых разных специальностей.

Знаменитый американский ботаник Фриц В. Вент, с которым мне посчастливилось встречаться на XII Международном ботаническом конгрессе в Ленинграде, как-то подсчитал, что современное население земного шара потребляет в 1000 раз больше пищи и сырья, нежели их может дать девственная природа нашей планеты. Иными словами, человечество уже повысило продуктивность биосферы на три порядка. Но и это не предел – расчеты показывают, что она может быть увеличена еще в 7—10 раз. Теоретической основой решения этой проблемы является учение В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере, так созвучное со словами его любимого поэта – Федора Ивановича Тютчева:

 
Так связан, съединен от века
Союзом кровного родства
Разумный гений человека
С творящей силой естества…
 

Следует, однако, оговориться, что идеи В. И. Вернадского о ноосфере пока еще далеки от повсеместного и полного внедрения в жизнь. Известный американский эколог Дж. Э. Хатчинсон писал в 1970 г.: «Под ноосферой Вернадский понимал сферу разума, которая должна прийти на смену биосфере, сфере жизни. К сожалению, за четверть века, прошедшую после этих слов, мы могли убедиться в том, насколько неразумными были почти все изменения, внесенные человеком в биосферу. И все же предсказанный Вернадским переход – в его глубочайшем смысле – единственный выход для человечества, продолжающего укорачивать свою жизнь на миллионы лет».

Действительно, еще не так давно человечество чисто потребительски относилось к природе, пренебрежительно окрестив ее окружающей средой. Природа представлялась резервуаром неисчерпаемых возможностей, неким объектом «покорения». Но «как могу я, человек, покорять природу, если сам я есть не что иное, как ее разум, ее мысль? В нашем быту это выражение «покорение природы» существует лишь как рабочий термин, унаследованный из языка дикарей. Энгельс, Вернадский, Циолковский разъяснили нам подлинную суть этого явления», – взволнованно писал Николай Заболоцкий.

Сегодня человечество начинает осознавать, что «покорение природы» может привести лишь к катастрофе. В то же время человечеству, чтобы существовать, неизбежно приходится влиять на биосферу, перестраивать ее. Поэтому необходимо найти какой-то компромисс между «покорением» природы и «невмешательством» в нее.

Поискам конструктивного решения современной экологической проблемы посвящена международная программа «Человек и биосфера». В ее рамках составляются научно обоснованные прогнозы изменения биосферы и разрабатываются рекомендации, направленные на обеспечение разумной хозяйственной деятельности человека, которые будут сочетать материальное благополучие людей с нормальным функционированием биосферы. Наша страна активно участвует в разработке этой программы.

Трудным путем идет человечество к осознанию своей роли в биосфере и своей ответственности за нее. Однако этот путь неизбежен, и разум должен победить. Вспомним вещие слова Вернадского: «Цивилизация культурного человечества – поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере, – не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее геологически, сложившейся организованности биосферы»[25]25
  Вернадский В. И. Размышления натуралиста, кн. 2, с. 32—33.


[Закрыть].

Глава вторая. Живое вещество

 
Скажи, прошу тебя, на что мы созданы?
На что сотворены медведь, сова, лягушка?
На что сотворены и Ванька и Петрушка?
 

Д. И. Фонвизин. 1763

В книге «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» Вернадский поставил вопрос о типах вещества, слагающих биосферу[26]26
  Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения, с. 58—60.


[Закрыть]:

«Вещество ее (биосферы. – А. Л.) состоит из семи глубоко разнородных природных частей, геологически не случайных.

Во-первых, из совокупности живых организмов, живого вещества, рассеянного в мириадах особей…

Во-вторых, мы имеем дело с веществом, создаваемым и перерабатываемым жизнью… с биогенным веществом, источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и т. д.). Живые организмы в нем после его образования геологически малодеятельны.

В-третьих, мы имеем вещество, образуемое процессами, в которых живое вещество не участвует: косное вещество, твердое, жидкое и газообразное…

Четвертая часть – это биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамические равновесные системы тех и других. Таковы вся океаническая и почти вся другая вода биосферы, нефть, почва, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль…

В-пятых, вещество, находящееся в радиоактивном распаде в форме немногих относительно прочных радиоактивных элементов… Мы здесь имеем дело с химическими элементами сложного изотопного состава, проникающими все вещество биосферы и идущими вглубь на глубину, нам неизвестную…

С другой стороны, все вещество биосферы и, по-видимому, только биосферы, проникнуто шестой формой вещества – рассеянными атомами, которые непрерывно создаются из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений…

Наконец, седьмым типом земного вещества является вещество космического происхождения…» (курсив везде Вернадского. – А. Л.).

Во второй главе книги мы рассмотрим типы вещества, распространенные в биосфере, обращая особое внимание на живое вещество.

Н. Б. Вассоевич, рассматривая классификацию типов вещества по Вернадскому, отметил, что логически она не является безупречной, так как выделенные категории вещества частично перекрывают друг друга (например, вещество космического происхождения одновременно является и косным). С другой стороны, печальный опыт человечества, приобретенный уже после смерти В. И. Вернадского, научил нас, что радиоактивные изотопы (например, стронций‑90) накапливаются живыми организмами и, следовательно, могут входить в состав как живого, так и косного вещества. Что же касается «биокосного вещества», то его нельзя рассматривать в качестве особого типа вещества, поскольку оно, по определению Вернадского, состоит из двух веществ – живого и косного. Следовательно, по своему характеру это не единое вещество, а динамическая система, что подчеркивает и сам Вернадский (этот вопрос подробнее мы рассмотрим в главе пятой).

Свою классификацию видов вещества в биосфере В. И. Вернадский строил по нескольким параметрам:

а) по характеру самого вещества (живое или косное);

б) по характеру исходного вещества (выделяются биогенное вещество и косное вещество, в образовании которого жизнь не участвует);

в) по признаку радиоактивности (выделяется вещество, находящееся в радиоактивном распаде);

г) по степени дисперсности молекулярной структуры (выделяется вещество, представленное рассеянными атомами);

д) по признаку земного или внеземного происхождения (выделяется вещество космического происхождения).

Попытаемся в матричной форме представить генетическую классификацию типов вещества биосферы. В качестве классификационных выберем три основных параметра: а) характер вещества: живое или неживое; б) градации по исходному материалу: образовавшееся из живого вещества – биогенное и образовавшееся из неживого вещества – абиогенное; в) признак земного или внеземного происхождения (табл. 1). Радиоактивность и степень дисперсности молекулярной структуры в качестве параметров классификации опускаем.

Таблица 1

Типы вещества биосферы Земли

Вещества земного происхождения представлены в биосфере как живым, так и неживым веществом. К живому веществу, по определению Вернадского, относятся все живые организмы биосферы. Современное живое вещество является биогенным, так как оно образуется исключительно путем размножения уже существующего живого вещества. Остановимся немного подробнее на истории исследования этого вопроса.

У Аристотеля (384—322 гг. до н. э.), «отца всех наук», не было никаких сомнений, что растения самопроизвольно возникают из земли, рыбы – из ила, черви – из гниющих трупов павших животных. Благодаря незыблемому авторитету Аристотеля, эти воззрения стали общепринятыми. В энциклопедии античного естествознания – поэме «О природе вещей» Лукреция Кара (I в. до н. э.) – можно прочитать, например, следующие строки о гниющих веществах:

 
…как только они загнивать начинают, от влаги
Тотчас в них черви являются, ибо материи тельца
Вследствие новых условий, меняя свой старый порядок,
Так сочетаются, что из них твари живые родятся…
 

В научных трактатах XVI в. всерьез доказывалось, что утки зарождаются из дубовых досок разбитых кораблей, а казарки – из листьев, падающих в воду. Приводились даже рисунки, иллюстрирующие различные фазы этих превращений.

Противоположный тезис – «Все живое из живого» – Вернадский называл «принципом Реди». Франческо Реди (1626—1697) – натуралист, врач и поэт, который работал во Флоренции и в 1668 г. поставил знаменитый эксперимент, вошедший в историю науки. Он поместил в восемь сосудов по куску свежего сырого мяса, причем четыре сосуда запечатал, а четыре оставил открытыми. Мухи могли садиться на мясо только в открытых сосудах, и именно там появились «черви» (личинки мух). Затем Реди повторил эксперимент, не запечатывая сосуды, а только накрыв их марлей от мух. И при свободном доступе воздуха в сосудах, закрытых марлей, личинки не появлялись. Реди сделал справедливое заключение, что личинки возникают не сами по себе, а развиваются из яичек, которые ранее отложили туда мухи. За свои взгляды Реди в 1674 г. был обвинен в ереси – ведь его вывод вступал в противоречие не только с Аристотелем, но и с самим «Священным писанием», где есть упоминание о самозарождении пчелиного роя в туше издохшего льва. Франческо Реди, однако, от своих взглядов не отступился – мужества вообще ему было не занимать. Рассказывают, например, что однажды, чтобы доказать безвредность слюны и желчи гадюки, он выпил их в присутствии свидетелей (в числе которых находился герцог Тосканы).

Реди опередил свое время на столетия: гипотеза самозарождения, несмотря на явную свою нелепость, еще долго имела своих приверженцев. В нее верил Ж.‑Б. Ламарк, который в своей «Философии зоологии» (1803) посвятил абиогенезу особую главу. «Природа всегда творит», – писал он. А в середине XIX в. ученые были уверены, что они нашли, наконец, первичный белок, появляющийся путем самозарождения. Его «установили» в пробах глубоководных океанских илов, больше десяти лет хранившихся в крепком растворе спирта, и назвали «батибиусом». Однако экспедиция на «Челенджере», продолжавшаяся в течение трех с половиной лет начиная с 1872 г., безуспешно искала батибиус в океанских глубинах. Отрезвление наступило, когда сделали химический анализ батибиуса. Он оказался… гипсом, образовавшимся при длительном взаимодействии илов со спиртом.

Окончательное экспериментальное доказательство невозможности самозарождения жизни на примере бактерий было получено лишь через 200 лет после Реди великим французским ученым Луи Пастером (1822—1895) в серии классических опытов 1860—1861 гг.

«Принцип Реди» Вернадский не считал абсолютным. В статье «Об условиях появления жизни на Земле» Вернадский писал: «Принцип Реди не отрицает абиогенеза, он только указывает пределы, в которых абиогенез отсутствует. Возможны такие условия в земной истории, когда не было биосферы и существовали на земной коре физико-химические явления или состояния, которые в ней сейчас отсутствуют и которые необходимы для абиогенеза»[27]27
  Вернадский В. И. Проблемы биогеохимии. – Труды БИОГЕЛ ГЕОХИ АН СССР, вып. 16, с. 279.


[Закрыть].

Присутствующее в биосфере неживое вещество может быть как биогенным, так и абиогенным. Биогенное вещество создано в результате жизнедеятельности организмов. Сюда относятся остатки отмерших организмов, продукты их линьки и опада: хитиновые покровы членистоногих, выпавшие волосы и зубы млекопитающих, сброшенные рога оленей, теряемые по тем или иным причинам перья птиц, опадающие листья (а в некоторых случаях – и кора) деревьев, созревшие и отделившиеся от растения плоды, их пыльца и т. д. Масса их может быть очень значительна: например, речной рак за 20 лет своей жизни сбрасывает 50 панцирей; у древесных растений доля мертвого органического вещества (опада) к концу жизни превышает вес живого вещества в 3—4 раза.

Биогенным веществом являются также экскременты животных и продукты внешнего метаболизма живых организмов (недавние исследования показали, что в водных экосистемах от 10 до 40% первичной продукции планктонных водорослей, видимо, выделяется в среду и может служить источником углерода и энергии для других водных организмов). Очень велика роль продуктов внешнего метаболизма у бактерий. Высшие растения также выделяют в окружающую среду летучие вещества, которые называют фитонцидами. Своеобразными биогенными веществами, не нуждающимися в пояснениях, являются столь разнородные образования, как почечные и желчные камни, скорлупа яиц, жемчуг, живица (смола), нектар, молоко, мед, воск, натуральный шелк, паутина и т. д.

Биогенные вещества разбиваются на две категории:

а) необиогенное вещество, образованное живым веществом, существующим в данную геологическую эпоху;

б) палеобиогенное вещество, образованное живым веществом прошедших геологических эпох и сохранившееся в составе горных пород; это «жизнь, превращенная в камень» (А. П. Быстров).

Отличительной чертой необиогенного вещества является его крайняя неустойчивость в биосфере – обусловленная главным образом тем, что его энергично перерабатывают живые организмы; особенно это характерно для органических соединений. Лишь незначительная часть необиогенного вещества в особых условиях переходит в ископаемое состояние и превращается таким образом в палеобиогенное вещество.

Случаются, однако, и курьезы. Найдена, например, паутина, сотканная десятки миллионов лет назад! Сохранилась она благодаря счастливому случаю: на эту паутинку, как только она была соткана восьминогим предком наших пауков, каким-то образом попала смола; смола затвердела и была занесена осадками, а через миллионы лет нашли янтарь с заключенной в нем паутиной.

Изучением живого вещества занимаются науки биологического цикла; биогенное же вещество, по существу, не изучает специально ни одна из естественных наук. Поэтому, как сказано в решении одного из совещаний, «основное внимание геологов должно быть обращено на вещественные продукты жизнедеятельности организмов… В этом заключается одна из важных специфических особенностей подхода геологов к жизнедеятельности организма, о которой необходимо постоянно помнить»[28]28
  Материалы к дискуссии и совещанию по осадочным породам. М., Изд-во АН СССР, 1951, с. 50.


[Закрыть]. С этим нельзя не согласиться.

Наконец, последним типом вещества земного происхождения является неживое абиогенное вещество; примеры такого рода вещества – продукты вулканизма и газы, выделяющиеся из недр Земли. По современным оценкам ежегодный приход абиогенного вещества в биосферу составляет около 3 млрд. т в год.

Среди вещества внеземного происхождения ни живое, ни биогенное вещества научно не установлены. «Пришельцы» фигурируют пока лишь в фильмах и на страницах фантастических романов. Правда, в 1961 г. в международном журнале «Nature» появилась статья Г. Клауса и Б. Наги, в которой были описаны необычные микроскопические образования, встречающиеся в метеоритах. Авторы назвали их «организованными элементами» и определили как остатки внеземных микроорганизмов. Впоследствии такого же рода микроскопические образования были найдены и в других метеоритах, иногда в значительных количествах, однако биогенная природа «организованных элементов» не подтвердилась. Согласно заключению космохимика Г. П. Вдовыкина, «организованные элементы» оказались силикатами, окруженными оболочкой из абиогенного углеродистого вещества.

Итак, несмотря на энергичные поиски, никаких следов живого и биогенного вещества внеземного происхождения пока не обнаружено. Что же касается абиогенного вещества внеземного происхождения, то это вещь вполне реальная. О метеоритах знают, конечно, все, но это довольно редкое природное явление. С XV в. до наших дней на земном шаре в момент падения наблюдалось и было подобрано всего лишь несколько сотен метеоритов.

Попаданий в человека было только 5 – по одному за век, убитых – 1. Последнее попадание произошло, видимо, 30 ноября 1954 г. Четырехкилограммовый метеорит пробил крышу дома и потолок, отскочил от радиоприемника и ударил по ноге хозяйку дома, отдыхавшую после ленча. Так вошла в историю человечества миссис Ходжес из Силакоги, штат Алабама, США…

Метеориты являются наиболее известной, но далеко не самой распространенной формой абиогенного вещества внеземного происхождения. В его составе преобладает метеорная пыль с диаметром частиц в десятки микронов и еще более мелкие частицы с размерами, приближающимися к молекулярным. Эти частицы легче всего распознаются в осадках, резко отличающихся от них по составу: в глубоководных океанических илах и в ледниках. Именно по этим объектам и производится обычно исследование внеземного вещества. Общее его количество, попадающее ежегодно из космоса в биосферу Земли, по разным оценкам колеблется в значительных пределах. Большинство авторов, однако, склонно определять приход космического вещества цифрами 10⁴—10⁶ т/год. Это, конечно, немного, однако за 4,5 млрд. лет существования Земли на ней накопился слой вещества внеземного происхождения мощностью несколько сотен метров – нигде, впрочем, не представленный в чистом виде. По существу, земная кора – это сложная композиция веществ земного и внеземного происхождения.

Живое вещество по своей массе представляет собой еще более ничтожную часть биосферы. Если живое вещество равномерно распределить по поверхности нашей планеты, то оно покроет ее слоем толщиной только в 2 см. Между тем именно живому веществу принадлежит, по мнению Вернадского, главная роль в формировании земной коры.

Термин «живое вещество» мы уже употребляли, но не приводили развернутого определения этого понятия. Оно давалось Владимиром Ивановичем неоднократно в несколько различных формулировках, однако суть этого определения не менялась: «Живое вещество биосферы есть совокупность ее живых организмов»[29]29
  Вернадский В. И. Проблемы биогеохимии. – Труды БИОГЕЛ ГЕОХИ АН СССР, вып. 16, с. 56.


[Закрыть].

Представления о живом веществе бытовали в естествознании и философии XIX в., но В. И. Вернадский применил это понятие в совершенно новом для науки значении. Может на первый взгляд показаться, что понятие живого вещества не вносит ничего нового и попросту не нужно (есть же термины «жизнь», «органический мир»). Как бы предвосхищая эти возражения, Владимир Иванович подчеркивал, что слово «жизнь» имеет множество значений и оттенков. Мы привыкли к тому, что слово «жизнь» всегда выходит за понятие вещества и уводит мысль в область философии, фольклора, художественного творчества (вспомним хотя бы название романов, поэтических сборников, журналов, кинофильмов). Понятие же «живое вещество», введенное Вернадским, однозначно и требует количественных характеристик.

«Я буду называть совокупность организмов, сведенных к их весу, химическому составу и энергии, живым веществом», – писал В. И. Вернадский. Иначе говоря, это вся сумма материи, заключенной в живых организмах Земли. В таком понимании важно, что жизнь действует только своей энергией, количеством и составом свойственной ей материи, и при этом отдельные организмы отступают перед величием изучаемых явлений. Неотъемлемым атрибутом живого вещества являются круговорот вещества и накопление свободной энергии в биосфере, обеспечивающей ее эволюцию и повышение организованности.

Характерно, что Вернадский, обычно чрезвычайно скромный в самооценках и не склонный к патетике, считал создание учения о живом веществе своим призванием в самом высоком смысле этого слова. В 1920 г., едва оправившись от тяжелой болезни, которая чуть было не унесла его в могилу, он записал в своем дневнике: «Я ясно стал сознавать, что мне суждено сказать человечеству новое в том учении о живом веществе, которое я создаю, и что это есть мое призвание, моя обязанность, наложенная на меня, которую я должен проводить в жизнь, – как пророк, чувствующий внутри себя голос, призывающий его к деятельности». Как созвучно это признание чеканным строкам пушкинского «Пророка»:

 
И внял я неба содроганье,
И горний ангелов полет,
И гад морских подводный ход,
И дольной лозы прозябанье…
 

Свою высокую миссию Вернадский выполнил с честью. «Развитие науки во второй половине XX столетия и особенно нужды практики показали, что, создав понятие о живом веществе… В. И. Вернадский сделал гениальное открытие, имеющее огромное значение для естествознания», – пишет профессор А. И. Перельман.

Вернадский считал живое вещество «формой активированной материи», подчеркивал, что «эта энергия тем больше, чем больше масса живого вещества». Время от времени его энергия резко повышается. Образующиеся при этом колоссальные скопления организмов описаны как в научной, так и в художественной литературе. Помните, у В. А. Жуковского – о мышах:

 
Слышно, как лезут с роптаньем и писком.
Слышно, как стену их лапки скребут.
Слышно, как камень их зубы грызут.
Вдруг ворвались неизбежные звери;
Сыплются градом сквозь окна, сквозь двери,
Спереди, сзади, с боков, с высоты…
 

Свою мысль о временных скоплениях живого вещества Вернадский иллюстрировал данными английского натуралиста Дж. Карутерса, который наблюдал ежегодный перелет саранчи над Красным морем. Пролет стаи насекомых занимал целый день. Пространство, занятое стаей, было равно 6 тыс. км³, вес – 44 млн. т, что отвечает количеству меди, свинца и цинка, взятых вместе, которые были добыты человечеством в течение всего прошлого века.

«Что же представляет собой туча саранчи с биогеохимической точки зрения? – заключает свои рассуждения В. И. Вернадский. – Это как бы дисперсная горная порода, чрезвычайно химически активная, находящаяся в движении»[30]30
  Вернадский В. И. Соч., т. 4, кн. 1, с. 92.


[Закрыть]. До Вернадского никто из исследователей не подходил к живому веществу с такой точки зрения. Живые организмы проходили по «биологическому ведомству», и никому не приходило в голову считать живое вещество горной породой. Видимо, потому, что эта горная порода – особого рода.

Рассмотрим вкратце, в чем заключается специфика свойств живого вещества.

1. Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией. В неорганическом мире по количеству свободной энергии с живым веществом могут быть сопоставлены только незастывшие лавовые потоки. Они, может быть, еще более богаты энергией, но очень недолговечны.

2. Резкое различие между живым и неживым веществом наблюдается в скорости протекания химических реакций: в живом веществе реакции идут в тысячи, а иногда и в миллионы раз быстрее (в первой главе мы уже говорили, что это объясняется действием ферментов).

Президент Лондонского Королевского общества, лауреат Нобелевской премии и Золотой медали имени Ломоносова АН СССР за 1978 г. Александр Тодд пишет: «Одна из особенностей живого вещества – в том, что оно выполняет химические реакции с замечательной точностью и упорядоченностью и в гораздо менее жестких условиях, чем при производстве веществ чисто химическими методами». Для жизненных процессов характерно, что получение небольших масс или порций энергии вызывает передачу и переработку гораздо бо́льших энергий и масс. Так, вес насекомых, съедаемых синицей за один день, равен ее собственному весу, а некоторые гусеницы потребляют и перерабатывают в сутки в 200 раз больше пищи, чем весят сами.

3. Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения – белки, ферменты и пр. – устойчивы только в живых организмах (в меньшей мере это характерно и для минеральных соединений, входящих в состав живого вещества). Как писал Фридрих Энгельс, «смерть есть… разложение органического тела, ничего не оставляющего после себя, кроме химических составных частей, образовавших его субстанцию»[31]31
  Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 20, с. 610.


[Закрыть].

Для сохранения наружного скелета иногда приходится «изворачиваться». Так, моллюски, живущие в кислых водах, в которых вещество их известковой раковины может легко раствориться, покрывают ее снаружи хитином. «Нам известно только одно состояние минерального вещества, совершенно защищенного от растворения в воде, – это состояние живого органического вещества», – подчеркивал академик В. Р. Вильямс.

4. «Произвольное движение, в значительной степени саморегулируемое, является общим признаком всякого живого естественного тела в биосфере»[32]32
  Вернадский В. И. Проблемы биогеохимии. – Труды БИОГЕЛ ГЕОХИ АН СССР, вып. 16, с. 72.


[Закрыть]. Вернадский выделяет две специфические формы движения живого вещества: а) пассивную, которая создается ростом организмов и их размножением и присуща всем живым организмам независимо от их систематического положения; б) активную, которая осуществляется за счет направленного перемещения организмов (она характерна для животных, в меньшей степени – для растений).

Пассивную форму движения живого вещества удачно сформулировал Н. В. Тимофеев-Ресовский: «Одно из главных проявлений жизни состоит не в том, что нарастает масса живого, а в том, что множится число элементарных индивидов, особей. При этом некое элементарное существо строит себе подобное и отталкивает его от себя, давая начало новому индивиду». Расселение индивидов или их зачатков (например, спор, семян) в этом случае производится силами неживой природы (ветер, течение воды) или другими активно двигающимися организмами.

Живое вещество стремится заполнить собой все возможное пространство (в пределе это – земной шар, а что касается человека, то он идет и дальше). Стремление к максимальной экспансии присуще живому веществу так же, как свойственно теплоте переходить от нагретых тел к менее нагретым, растворяемому веществу рассеиваться в растворе, а газу – распыляться в пространстве.

Вернадский называл этот процесс давлением жизни и рассчитывал его скорость по специальным формулам. Из существующих на Земле организмов наибольшей интенсивностью, размножения отличается, видимо, гриб дождевик гигантский, каждый экземпляр его дает по 7,5 млрд. спор. Если все споры пойдут в дело, то уже во втором поколении объем дождевиков в 800 раз превысит размеры нашей планеты.

Скорость размножения организмов, как правило, обратно пропорциональна их размерам. Причина этого своеобразно разъяснена в сказке народа балуба, в которой слон жалуется Сыну неба: