Текст книги "Чего не знает современная наука"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 29 (всего у книги 38 страниц)

Что-то очень существенное изменилось в нашем отношении к Солнцу с наступлением новой эры и последовавших темных веков крушения древних религий. Мы перестали испытывать, глядя на его сияние, естественный трепет, почтение, благоговение и благодарность. Мы лишили его смысла нашего сакрального центра – и сакральное незаметно исчезло из нашей жизни, подвергнув опасности сами устои нашего сосуществования.

«Следует подчеркнуть, что мирское восприятие действительности мира во всей его полноте, целиком лишенный священных свойств космос – это совсем недавнее „открытие“ человеческого разума. Мы не стремимся показать, какими историческими путями, в результате каких изменений духовного мира современный человек лишил священного свой мир и принял светское существование. Достаточно лишь отметить, что эта утрата священности характеризует весь опыт нерелигиозного человека в современных обществах», – писал известный историк религий Мирча Элиаде.

Но разве возможно без священного трепета осознать грандиозность небесных космических явлений? Утратив его, человек обрек себя на безнадежное чувство одиночества, затерянности в бескрайнем просторе «космического холода» и на ощущение бессмысленности своего существования… Как могли мы потерять чувство своего единства с миром – земным и небесным, которое было нашим естественным достоянием на протяжении всей древней истории?

Мы посылаем космические корабли за пределы Солнечной системы, всматриваемся в далекие галактики, ждем сигналов от иных цивилизаций, ищем планеты, похожие на Землю, – но это не помогает нам обрести чувство, что мы кому-то нужны в этом громадном космосе, что мы не одиноки, не потеряны. Нам нужно вернуть осознание, что мы – частичка великого потока космической Жизни, наполненного смыслом и радостью единого устремления. Вновь ощутить себя детьми Солнца…

* * *

Прошла ночь. Ветер несет по небу низкие тучи, понемногу светлеет. Солнце скрыто за облаками, но я знаю, что оно поднимается над горизонтом и проливает свой свет и тепло на нашу сторону планеты. Доносятся звуки просыпающегося города… Однако тревога за всех нас не проходит. Что день грядущий нам готовит? Хочется просто и скромно попросить благословения у великих небесных существ, чьим светом, теплом и добротой мы ежеминутно пользуемся, – себе и всем живущим.

Анатолий Иванов

Зарождение жизни

Откуда взялась жизнь. Гипотезы и догадки

Среди тысячи явлений и фактов, будоражащих воображение человека, зарождение жизни на нашей планете относится к самым загадочным. Возможно, столь пристальный интерес к этому поистине переломному моменту связан с тем, что в нем мы видим связующее звено между жизнью на Земле и жизнью во Вселенной, пытаемся обрести уверенность в том, что в космосе мы не одиноки, и где-то есть и другие, возможно, отличные от нашей, формы жизни. Подобно взрослому человеку, с тоской вспоминающему свое детство, мы мысленно возвращаемся к тем временам, когда только что рожденная жизнь начала осваивать свой дом, пытаемся представить, что предшествовало этому, что побудило еще неживую материю сделать этот первый шаг по новому, неизведанному пути.

Множество предположений, от самых поэтичных до сугубо рациональных, выдвигается для объяснения этого явления. Здесь и гипотеза креационизма, связывающая факт существования множества живых организмов с божественным замыслом, и так называемая панспермия, говорящая о том, что жизнь на Землю занесена из Космоса, и представления о случайном самозарождении живой клетки, не выдерживающая, однако, никакой критики из-за крайне низкой вероятности такого события. Сегодня, опираясь на современные представления об эволюции углеродистых соединений и принципы самоорганизации сложных систем, сформулирован кажущийся вполне правдоподобным сценарий возникновения первых признаков жизни на Земле. Не стоит, однако, обольщаться и думать, что все загадки зарождения жизни уже разгаданы – несмотря на все успехи, и сейчас вопросов на эту тему гораздо больше, чем ответов.

Согласно данным науки, первые протоорганизмы могли появиться на Земле приблизительно 3,5 миллиарда лет назад. Полный же возраст нашей планеты оценивается в 4,6 миллиардов лет; и в моменты зарождения жизни совсем еще юная Земля представляла собой не вполне остывший шар, большая часть его поверхности была покрыта водой, а атмосфера состояла из водорода, азота, аммиака, метана и других газов, части молекул и атомы которых мы сейчас можем видеть в качестве составных частей живой материи; атмосферную толщу пронизывали космические лучи и электрические разряды.

Как оказалось, в этих условиях легко образуются основные классы органических веществ, среди которых есть те, которые входят во все без исключения живые существа на Земле. Но от органической молекулы до живого организма, хотя бы даже одноклеточного, лежит колоссальный путь. Что же отделяет живой организм от сложной органической молекулы?

Признаки живого

Что такое живой организм – набор химических веществ? Вовсе нет. Более того, для его роста и развития совершенно несущественно то, какие конкретно молекулы его составляют. «Пометив» молекулу, входящую в состав клетки (например, с помощью радиоактивности), можно обнаружить, что через некоторое время она заменится другой, непомеченной. Образно говоря, мы живем в постоянном потоке материи, точнее, являемся некой формой, структурой этого потока, и не можем существовать вне него. Как водный бурун в разные моменты времени состоит из разных частичек воды, сохраняя, тем не менее, свою форму, так и некоторые органы человека полностью обновляют свой химический состав за несколько недель. Системы, постоянно обменивающиеся с окружающей средой веществом и энергией, в физике называются открытыми.

На живые организмы можно смотреть как на неравномерности в распределении вещества по пространству, как на «сгустки» вещества, умеющие усваивать и упорядочивать поступающую к ним энергию. Мы существуем за счет равновесия между притоком вещества и энергии и их тратой. И это равновесие мы должны уметь поддерживать. В качестве «строительного материала» может использоваться далеко не все, что угодно: мы не всеядны, а усваиваем лишь те вещества, которые легко расщепляются на нужные нам «кирпичики», и с пользой для себя поглощаем энергию лишь определенного диапазона. Обмен веществ, обеспечивающий жизнь организма, называется метаболизмом.

Понятно, что такой сложный процесс неминуемо сопровождается некоторым количеством ошибок. Для того, чтобы первая же из них не стала фатальной, организм должен уметь обезвреживать, нейтрализовать их последствия. Этого можно добиться, например, элементарной блокадой, когда «ошибочная» молекула или клетка просто изолируется от всего организма, но тогда со временем груз таких ошибок неминуемо приведет к гибели. Значит, большинство ошибок надо уметь распознавать и удалять. И действительно, примеров действий такого рода мы знаем предостаточно: у нашего организма масса защитных реакций, в результате которых его внутренняя среда поддерживается в рамках «физиологической нормы» – гомеостаза – равновесия между созидательными и разрушительными тенденциями, постоянно отслеживаемого специальными сигнальными системами.

Итак, организм «знает», в чем заключается его нормальное состояние, он помнит, какой структуре составных частей оно соответствует. Кажется, остается один только шаг для того, чтобы воплотить эту память в форме своей копии. Так и есть, в определенных условиях организм умеет воспроизводить самого себя. Но насколько же сложны механизмы этой памяти и этого копирования!

«Кирпичики» протожизни

Итак, мы договорились, что жизнь возможна тогда, когда система открыта, обладает необходимым уровнем метаболизма, является гомеостатичной и может самовоспроизводиться. Вернемся к моменту рождения живых организмов на нашей планете и подумаем о том, какие элементы могут служить составными частями системы, обладающей этими свойствами.

Вещества, из которых состоят живые организмы на нашей планете, можно разбить на три основных класса. Первый составляют аминокислоты, из них образованы белки. Второй класс – так называемые жирные кислоты, составляющая часть мембран, клеточных оболочек. Наконец, третий класс – нуклеотиды, то, из чего построен наш генетический аппарат. Воспроизведя в лаборатории условия, близкие к тем, что были на Земле в первый миллиард лет ее истории, мы убеждаемся, что все эти вещества довольно легко могут возникать самостоятельно.

Нетрудно, однако, догадаться, что, помимо аминокислот и нуклеотидов, в бурной среде, бушевавшей на поверхности нашей планеты три с половиной миллиарда лет назад, могло возникнуть и еще целая гамма других веществ, не получившая столь широкого распространения. Что же позволило рожденным органическим веществам стать кирпичиками новой формы – живых организмов?

Механизм самовоспроизводства и изменчивости

Оказывается, нуклеотиды и аминокислоты легко вступают в специфические химические реакции – реакции полимеризации, образуя в результате достаточно длинные и устойчивые цепочки полимеров – так называемые полинуклеотиды – молекулы ДНК и РНК, несущие генетическую информацию, и полипептиды – белки. Важнейшей с точки зрения эволюции особенностью этих полимеров является способность уже синтезированной цепочки катализировать, то есть ускорять синтез новых полимеров. При определенных условиях это свойство приводит к колоссальной скорости роста числа полимерных цепочек. Особенно это относится к полинуклеотидам – молекулам ДНК и РНК. Попарно связываясь при помощи слабых химических связей, нуклеотиды одной цепочки определяют такую же последовательность нуклеотидов в другой, дочерней цепи.

Хотя в принципе любые типы нуклеотидов способны связываться попарно, среди них есть пары, подходящие друг к другу как ключ к замку. В результате достигается очень высокая точность копирования.

Неизбежные ошибки в процессе копирования приводят к мутациям, т. е. генерированию новой информации. «Полезность» этой информации для эволюции определяет то, насколько удачно происходит взаимодействие нового организма со средой, иными словами, насколько он жизнеспособен: насколько он способен поддерживать собственное нормальное состояние и насколько эффективно он может передавать свои признаки потомству. То есть в результате взаимодействия измененной системы с окружающей средой происходит отбор наиболее приспособленных к данным условиям.

Благодаря отбору разделились и функции ДНК и РНК. На каталитическую активность молекул сильно влияет их пространственная структура (она задается последовательностью нуклеотидов в цепочке). И хотя РНК и ДНК лишь слегка отличаются друг от друга (типом сахаристого основания), это отличие приводит к тому, что молекула РНК устойчива в виде одинарной цепочки, а молекула ДНК – в виде двойной. Но в результате именно ДНК превратилась в хранилище генетической информации, а РНК стала посредником между этим хранилищем и белками – основной компонентой жизни. Видимо, полимеры РНК каким-то образом могли направлять синтез белков, и благодаря этому в ходе эволюции сложился сложнейший механизм транскрипции – передачи генетической информации с языка полинуклеотидов на язык полипептидов. Вся наша генетическая информация на первичном уровне записывается с помощью всего четырех типов нуклеотидов, а все белки строятся из ограниченного множества типов аминокислот, их всего двадцать. «Перевод» с одного языка на другой осуществляется с помощью соответствия между «азбукой» нуклеиновых кислот, содержащей всего три «буквы», и «азбукой» пептидов, где «слово» – это одна аминокислота. Механизм такого перевода весьма непрост.

Сами же белки удивительно приспособлены для выполнения самых разных функций: они являются и строительным материалом (наши мышцы), и катализаторами всех процессов в нашем организме (ферменты), и выполняют транспортные функции (перенос веществ через мембраны).

Таким образом, мы видим, что уже система полинуклеотидов и полипептидов, взаимодействуя со средой, обеспечивает такие свойства организма, как хранение, воспроизведение и генерирование информации.

Как появилась клетка

Но даже самовоспроизводящиеся и эволюционирующие молекулы, хотя и достаточно сложные – еще не живой организм. Остается еще вопрос, есть ли в природе механизмы, благодаря действию которых возникла живая клетка, со своей структурой, обеспечивающей не эволюцию химических элементов, а эволюцию жизни, хотя грань между ними, может быть, весьма расплывчата.

Очевидно, что если взаимодействующие комплексы молекул будут как-то «держаться вместе», то синтез новых будет идти успешнее. Формирование клеточной мембраны, видимо, и было ключевым моментом для эволюции клетки. Решающую роль в этом принадлежит так называемым амфипатическим молекулам. Они обладают интересным свойством – один конец этой молекулы гидрофобный (нерастворимый в воде), а другой – гидрофильный (наоборот, растворимый в воде). Молекулы такого типа в водной среде сами по себе образуют двойной слой, где гидрофильные концы выходят в водную фазу, гидрофобные обращены друг к другу. Получаются такие пузырьки – везикулы, ограничивающие внутренний слой воды от всего внешнего объема.

Не ясно, в какой момент эволюции предбиологических систем сформировались первые клетки. Можно предположить, что клетки образовались из тех везикул, внутрь которых попадали смеси полипептидов и полинуклеотидов. И теперь нуклеотидная последовательность влияла на признаки целой клетки. Эволюция самих полинуклеотидов шла не только на основе их собственной структуры, но и опосредованно, через синтезированные на их основе белки. Судьба клетки сильно стала зависеть от функциональной активности белков. Они стали проявлением признаков, закодированных полинуклеотидами. Таким образом сформировалась единая, взаимосвязанная система, где появилась обратная связь со средой, и начался новый этап эволюции – эволюции живых организмов.

Лада Тёрлова

По каким законам живут джунгли?

«Ну да, – скажет скептик, – научишься у природы, как же! «Каждый сам за себя», «Зуб за зуб», «Выживает сильнейший» – известны нам эти законы джунглей… И вообще, в дикой природе жизнь сводится только к еде и продолжению рода!»

А так ли верно мы понимаем «законы джунглей»?

Как-то, готовясь к семинару, мы с коллегами искали видеоматериал, который бы ярко иллюстрировал борьбу за существование. Воображение рисовало кровавые сцены: особи одного вида в «последнем и решительном бою» отвоевывают себе место под солнцем. Просмотрев множество фильмов, мы остались весьма недовольны результатом: несмотря на ярость драк, ни одной жертвы мы не нашли – побежденные тигры и леопарды покидают поле битвы недовольно щурясь, но без видимых повреждений; попинав друг друга копытами, мустанги, живые и здоровые, мирно пасутся рядом друг с другом. Все эти схватки животных больше напоминают искусную имитацию, чем бой «не на жизнь, а на смерть». Служат они, как правило, выяснению своего места в иерархии стаи и по смыслу скорее соответствуют армрестлингу, чем бандитским разборкам со стрельбой.

Внимательный читатель может возразить против такого описания природы и понимания законов, по которым она живет, – против ее очеловечивания. Мы как будто бы приписываем природным объектам качества, свойственные нам самим: эмоциональность, разумность поведения, стремление к тем или иным целям. Действительно, наука предостерегает от такого необъективного отношения к объектам исследования. Но мы задались вопросом, ответ на который, возможно, лежит за пределами научного подхода: нас интересуют не законы зоологии или ботаники, а уроки нравственности, которые мы могли бы извлекать из наблюдений за природой. А это вопрос, скорее, философский. В «Книге Золотых правил», известной на Востоке и переведенной на европейские языки благодаря Е. П. Блаватской, дан совет, как можно найти ответ на него: «Помогай Природе и работай заодно с ней; и тогда Природа признает в тебе одного из своих творцов и станет покорна тебе. И откроет перед тобой широко вход в свои сокровенные недра».

Давайте посмотрим на природу глазами философа. Первый, поверхностный взгляд на какой-либо отдельно взятый живой организм может убедить нас в том, что он игрушка в руках слепой судьбы: множество враждебных сил окружает его, и все, чего он может достичь в лучшем случае, если ему повезет, – дать потомство. И предрешено ему пасть жертвой борьбы за существование. Но даже в науке интерес к отдельному организму в основном удовлетворен. Сейчас идет поиск описания целых систем взаимодействующих между собой организмов. В естествознании возникают новые философские концепции, которые основное направление эволюции видят в установлении все большего и большего количества связей между природными объектами. Например, авторы теории автопоэза чилийские нейробиологи У. Матурана и Ф. Варела уровень разумности мира связывают с количеством и качеством взаимосвязей.

Изучение природы показывает, что наиболее приспособлены к жизни системы с самым широким видовым разнообразием. Говоря научным языком, в таком сообществе все экологические ниши заполнены, то есть все, что предназначено природой, уже существует. В древнегреческой традиции подобное состояние называлось развитым космосом, в нем полностью проявлены все законы существования.

Интересно, что устойчивость таких «развитых космосов» в природе не имеет ничего общего с неподвижностью – эти системы существуют за счет взаимного влияния множества уравновешивающих друг друга факторов и тенденций. Научное название этого состояния – динамическое равновесие, то есть равновесие в потоке времени, материи, энергии, информации и т. д. Система, выведенная тем или иным катаклизмом из этого состояния, стремится вернуться либо в него, либо в другое состояние динамического равновесия. (Единственной альтернативой подобного поведения является равновесие не динамическое, а статическое, то есть полная неподвижность – смерть всего живого на Земле.) Элементы уравновешенного взаимодействия, вырванные из контекста, кажутся нам проявлениями жестокости жизни, действием естественного отбора, законов джунглей. Но чем глубже мы познаем законы взаимосвязей, тем яснее становится, что стратегия выживания, основанная на взаимовыгодном сотрудничестве со своими соседями, нередко оказывается чрезвычайно успешной для видов-участников, приносит им стабильность и процветание. Кооперация и конкуренция естественным образом дополняют и уравновешивают друг друга, пронизывая все уровни организации живой материи.

Чтобы не быть голословными, давайте обратимся к природным сообществам и рассмотрим несколько примеров.

Лесное братство

Гуляя по лесу и видя деревья, кусты, траву, мы даже не подозреваем, насколько тесно зависят эти «отдельно стоящие особи» друг от друга: это не просто растительное сообщество, а единый организм!

Мы привыкли к тому, что у каждого дерева есть свой ствол, ветви, корни. Видя маленькие елочки, растущие под покровом ветвей больших елей, мы часто жалеем их, приговаривая: «Вот она, борьба за существование! Кто раньше успел – тот и наверху!» Мы бы еще больше укрепились в своем мнении, узнав, что не всегда эти елочки – молодь: иногда их возраст лишь немного уступает возрасту соседних гигантов. Однако такое соседство служит важнейшей идее жизни, а не борьбы. Эти маленькие деревца – резерв, они пойдут в рост, если большие деревья по каким-то причинам погибнут.

Более того, оказывается, в лесу корни разных растений срастаются, образуя единую систему, и благодаря этому растение с менее развитым корнем получает дополнительное питание от своего более сильного соседа.

Срастание корней деревьев одного вида повышает их устойчивость к ветрам: такие деревья труднее повалить. Если растение погибает, то оставшиеся используют его корневую систему. А повреждение дерева, которое повлекло бы неминуемую гибель, не будь оно окружено собратьями, оказывается не столь страшным в их обществе.

Примером природной взаимовыручки является восстановление лесов после пожаров. На почве, лишенной выгоревших органических веществ, могут вырасти лишь очень неприхотливые растения: крапива, иван-чай, подорожник, мать-и-мачеха. Мы считаем их «сорняками», а они, довольно быстро наращивая биомассу, становятся удобрением, в буквальном смысле готовят почву для следующих за ними – кустов малины, ежевики, ивняка. Это поколение растений восстанавливает баланс воды в почве, преобразованной растениями-пионерами. Затем приходят березы, а в их тени вырастают маленькие ели, не выносящие палящих солнечных лучей. Так каждое поколение растений создает условия, менее пригодные для них самих, чем для растений, идущих им на смену. И постепенно лес обретает былое разнообразие. Смена видов растений не борьба «за место под солнцем», а процесс, в котором каждое звено является элементом единой цепи жизни.

Грибной андеграунд

Со школьной скамьи мы знаем, что все живые организмы делятся на два больших царства – растительное и животное. А к какому царству отнести грибы? Ясно, что не к животным, ведь гриб – это «шляпка на ножке», у него нет ни лап, ни глаз, ни ушей… Однако среди простейших животных тоже есть такие, которых с первого взгляда лучше бы отнести к растениям, а по составу ДНК грибы наиболее близки к животным. Поэтому парадоксально, но факт: грибы, как и животные, – наши ближайшие родственники.

В то же время, если ножку гриба считать стеблем, а шляпку… а вот к чему отнести шляпку? Оказывается, наши привычные представления о грибе имеют мало общего с тем, что в биологии называют организмом гриба. Тела грибов – это густой пучок волокон, который образует грибницу, или мицелий. Грибники же собирают в лесу «плоды» гриба – привычные нам «ножки со шляпками» так и называются: «плодовые тела», наподобие яблок или груш, и, так же как плоды этих деревьев, служат грибам для размножения. Грибницы самых известных нам грибов тянутся под землей на десятки метров и по своему внешнему виду мало напоминают обычные растения.

Отличаются грибы от растений и по химическому составу, развитию и образу жизни. И хотя у них есть ряд признаков, сближающих их с растениями (жесткие клеточные оболочки, размножение и расселение спорами, неподвижный или, точнее, «прикрепленный» образ жизни), большинство ученых относят эти организмы к совершенно самостоятельному царству – грибам.

Действительно, растения питаются солнечным светом и простыми неорганическими веществами, создают в процессе фотосинтеза органические вещества и строят из них свои тела: корни, стебли, листья. Грибы же не содержат хлорофилла и не могут питаться минеральными веществами.

Питание они получают из органических веществ, приготовленных растениями или животными. В лесу, например, грибы используют для этого опавшую листву, стволы отмерших деревьев и т. д. Благодаря грибам органические остатки отмерших растений и животных включаются в круговорот веществ. Причем никакие другие организмы, кроме грибов, не могут полностью разлагать, например, древесину. Вместе с бактериями грибы разлагают и все другие органические вещества на самые простейшие элементы, которые потом могут усваивать растения и животные, – без этого жизнь на Земле остановилась бы из-за нехватки элементов, образующих живую материю.

Кроме лесов, лугов, полей, парков и садов, грибы растут и на свалках, в шахтах, в пресной и морской воде, а также в наших домах и квартирах. Они, по-видимому, самые благодатные соседи для многих растений: все деревья и кустарники существуют в теснейшем контакте с грибами. Нежные волокна грибницы оплетают тонкие корешки деревьев и трав или проникают внутрь и высасывают некоторые вещества, необходимые для поддержания своей жизни. В свою очередь, через грибницу грибы дают зеленым растениям вещества, необходимые им для роста. Переплетение корней растений с волокнами грибницы образует так называемую микоризу, то есть «грибокорень». Микориза позволяет высшему растению значительно увеличить всасывающую поверхность корней и получать из почвы воду и элементы минерального питания в нужном количестве, даже если их в ней очень мало. Гриб же получает от высшего растения готовые углеводы.

Не так давно было обнаружено, что гриб играет роль «почтальона»: образуя микоризу, он связывает между собой отдельные растения различных видов. При этом часть органических веществ, синтезированных в одном растении, может перейти в другое. Деревья, выращенные в стерильных условиях в питательном растворе и затем пересаженные в почву, достаточно богатую питательными веществами, долго болеют и даже погибают от недостатка пищи. Однако, если внести в почву вокруг корней сеянцев совсем немного, всего 0,1 % по объему, лесной почвы, содержащей грибы, рост деревьев нормализуется: так «работает» микориза. Это свойство грибов получило практическое применение: в ряде хозяйств их используют вместо химических удобрений, ведь в почве достаточно нужных веществ, но не в том виде, в котором их может сразу усвоить растение. А грибы перерабатывают эти вещества в нужную форму.

Не лишние лишайники

Классическим примером того, как сотрудничество приносит всем его участникам стабильность и процветание, являются лишайники. Это очень интересная группа организмов, которые представляют собой союз гриба и водоросли. «Единство непохожих» позволяет им жить там, где никакой другой организм выжить не может: на раскаленных песках пустыни, на обледенелых скалах, даже на стекле и металле.

Основную часть лишайника составляют переплетенные между собой гифы гриба. Ими лишайник прикрепляется к поверхности, на которой ему суждено поселиться. Поверхность самого лишайника – это тоже гифы. А нежные водоросли прячутся в глубине его тела и располагаются либо в виде отдельных слоев – и тогда на срезе лишайник похож на слоеный пирог, – либо разбросаны в беспорядке.

Водоросль, представительница растительного царства, под действием солнечного света вырабатывает органические вещества и подкармливает ими гриб. Гриб же поставляет водорослям воду с растворенными в ней минеральными веществами. Ее он всасывает всей поверхностью своего тела, причем не только из дождевых капель или росы, но и просто из влажного воздуха. А минеральные вещества добывает из пыли, постоянно висящей в воздухе. В выгоде и гриб, и водоросль!

Поэтому лишайники удивительно неприхотливы: их можно встретить даже в горах Антарктиды, всего в нескольких сотнях километров от Южного полюса, где ветры дуют со скоростью до 150 км/ч, а температура зимой опускается до –60 °C. Есть сведения, что лишайники Гималаев продолжают расти при –24 °C.

Выживать в столь трудных условиях лишайникам позволяет их способность очень быстро высыхать: их влажность часто составляет от 2 до 10 % сухой массы. В таком почти обезвоженном состоянии фотосинтез останавливается, и водоросли лишайника перестают вырабатывать органические вещества. Находясь в подобном «анабиозе» (описанном фантастами в романах о дальних космических путешествиях), лишайники могут переждать и сильное солнечное облучение, и жару, и холод, невыносимые для других. Эффект приостановки жизни в значительной мере объясняется тем, что сухая кора лишайника становится непрозрачной и преграждает путь солнечной энергии. Влажный же лишайник, в отличие от сухого, разрушается ярким светом, жарой или холодом. Под дождем лишайник очень быстро поглощает воду, становясь мягким и гибким. Количество впитанной воды может превышать массу его тела в 35 раз!

Лишайники могут выходить из анабиоза лишь на несколько часов в сутки, и тогда они растут очень медленно, увеличивая радиус на 0,1–10 мм в год. Основываясь на этом, возраст некоторых лишайников может быть оценен в 4500 и более лет.

Большую часть элементов, необходимых для жизни и роста, лишайники улавливают из воздуха и дождевой воды. Они очень чувствительны к ядовитым веществам, так как не могут выделять в среду впитанные элементы. Поэтому состояние здоровья и химический состав лишайников может рассказать о «качестве» места их обитания.

Многие лишайниковые грибы и водоросли не могут существовать друг без друга. Например, зеленая водоросль Trebouxia, входящая в состав почти половины известных видов лишайников, обнаруживается только в симбиозе с грибами. Другие спокойно существуют по отдельности, но только в тесной взаимосвязи получают необычайные способности к выживанию.

Завтрак шмеля

Можно привести множество примеров жизненно необходимых взаимосвязей растительного и животного мира, но самым ярким, видимо, является всем известная связь между растениями и насекомыми: цветы дают насекомым еду – сладкий нектар или пыльцу, а насекомые переносят пыльцу, обеспечивая плодоношение. Соцветия растений, опыляемых бабочками, пчелами, жуками, мухами, как правило, широко открыты, как будто приглашают насекомых к накрытому столу.

Есть пары «насекомые – растения», очень тонко настроенные друг на друга. Например, шмель точно вписывается в цветок глухой крапивы (яснотка белая). Формой своих внутренних плоскостей цветок подражает шмелю. Шмель цепляется лапками за нижнюю губу цветка (на лепестках есть специальные углубления для его лапок, благодаря чему тельце насекомого занимает наиболее удачное положение для опыления) и опускает свой толстый хоботок в цветочную трубку со сладким нектаром. Шмель тянется за ним, и его спинка попадает во вздутую верхнюю губу цветка, где находятся тычинки и рыльце пестика. Пыльца попадает на тельце насекомого и затем переносится на другое растение.

Длинные и узкие трубки цветов душистой жимолости как будто специально созданы для длинных хоботков ночных бабочек. Если в паре «растение – насекомое» один партнер погибает, неизбежно погибает и другой, причем такая цепочка может оказаться довольно длинной. И не вовремя скошенный луг с цветущими травами может привести к исчезновению целого лесного массива…

* * *

Оказывается, помимо борьбы за существование в природе есть еще и взаимовыручка и внутри одного вида, и между разными видами. И не всегда она объясняется выгодой. Какая, например, польза конкретному дереву от того, что часть своих питательных веществ оно отдаст соседнему? Или какой резон грибу быть «мостом» для этого переноса продуктов питания? Ответ не лежит на поверхности, но вся картина природных взаимосвязей поражает своей целостностью и гармоничностью.

Алексей Чуличков, д-р физ. – мат. наук, МГУ