ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Живое и мертвое

Оставив в стороне на этих основаниях попытки определения жизни и живого, обратимся к рассмотрению второго поставленного нами вопроса. Есть или нет в составе организма вещество различного характера, с одной стороны — носитель жизни, вещество специфически живое, с другой стороны — входящее в состав живого организма, заведомо мертвое, с точки зрения явлений жизни, ею не охваченное. При этом мы будем останавливаться главным образом на тех основных свойствах вещества, которые имеют для нас значение,— на массе вещества, его составе и его энергии.

Для того чтобы разобраться в этом вопросе, лучше всего произвести мысленно анализ организма, исключить из него все те его части, которые явно не являются носителями жизни, являются столь же «неживыми», как и всякие другие сторонние организму вещества. Эти части, хотя и принадлежат к живой материи в нашем определении этого слова, являются по существу столь же мертвыми формами материи, как экскременты, выделения организмов, части почвы, газов, воды, трупы, которые мы тоже причисляем к живой материи.

Для нашей цели мы можем остановиться на обычном в биологии делении организмов на многоклеточные и одноклеточные. Признавая большое значение за все усиливающейся критикой значения клетки как элемента, строящего целиком все организмы, для решения нами поставленной задачи, выводы не изменятся, если не весь многоклеточный организм будет в конце концов состоять из клеток, ибо при всех существующих воззрениях жизненные его свойства все же связаны с клетками, в состав его входящими.

Обратимся сперва к более сложным организмам — организмам многоклеточных и колоний. В их состав входит много миллионов клеток, но кроме них мы в этих организмах находим ряд других веществ, которые мы должны принимать во внимание, раз только для нас имеет значение вес (масса), состав и энергия организма.

Прежде всего в каждый организм входит огромное количество воды. Эта вода химически не связана с организмом, находится в нем в жидком, газообразном и физически связанном состоянии. Количество воды в живом организме, особенно, если мы исключим такие состояния, как зерна или споры, огромно. Оно одинаково проникает и одноклеточные и многоклеточные организмы.

Для жизни эта вода необходима; однако мы не можем признать эту воду организма живой, как не можем признать таким вдыхаемый или выдыхаемый воздух, столь же необходимый для жизни. Принимается обычно, что количество воды в организме составляет от 2/з до 9/ю веса всего его тела. Но в действительности эти указания не дают вполне верного представления о явлении. Количество воды для некоторых организмов много превышает эти пределы, особенно для водных организмов, где оно обычно превышает 98%, а для некоторых прозрачных морских животных числа превышают 99% —доходят для Cestus или Salpa pinnata до 99,7% *. Может быть, некоторые из этих чисел не удовлетворяют тем требованиям, какие мы должны ставить химическому анализу, ибо вода определена не прямым путем *, но, в общем, эти числа ясно показывают нам, какое огромное количество находится в организме вещества, которое ни в коем случае мы не можем счесть живым.

В некоторых из них будет меньше 0,3% по весу такого вещества, по отношению к которому может быть поставлен вопрос, является ли оно живым. Но и наземные организмы чрезвычайно богаты водой; и по отношению к ним не может быть никакого сомнения, что главная по весу их составная часть не является живой. Для пресноводных водорослей указывается 75% воды и более *. Но эти исчисления явно не точны. Количество воды значительно больше. Огромное количество ксерофитов имеют разнообразные приспособления для удержания воды, в них находятся полости или ткани, переполненные водой. Здесь ее количество достигает максимальных размеров. В то же время гидрофиты выделяют колоссальные количества воды на своей поверхности *. Причем эта вода, несомненно, должна быть присоединяема к живому веществу, так как она связана с жизнью и проникнута биохимическими продуктами *.

Не менее обычна вода и в наземных животных, для которых она никогда не спускается ниже 60% по весу, а обычно ее гораздо больше.

Вода нередко собирается в жидком состоянии в организме, образуя в нем целые системы жидкостей, на 90—99% из нее состоящих. Таковы кровеносная, лимфатическая, «водная» системы (последняя у морских) животных, проникающие нередко сплошь весь организм, заполняющие его полости. Очевидно, эти жидкости не могут считаться отличными от обычных жидкостей; они не живые; в них могут быть рассеяны отдельные обладающие жизнью клетки, но по весу эти клетки являются ничтожными, а сама жидкость столь же инертна и безжизненна, как воздух, заполняющий полости тела.

Еще более, конечно, безжизненны такие жидкости, как желудочный сок животных или пасока растений, хотя количество последней, например весной, иногда достигает огромных размеров, превышает 75% от веса дерева.

89. Очевидно, столь же мало живыми являются находящиеся в организме газы.

Организмы содержат огромное количество газов — воздуха, углекислоты, нахождение которых теснейшим образом связано с жизнью организма, например в планктонных организмах та углекислота или кислород, который заполняют вакуоли и позволяют им держаться на поверхности *. Водоросли нередко переполнены пузырями кислорода, и это количество кислорода в природе так велико, что мы должны принимать его во внимание в геохимической истории этого элемента. Если исключить деятельность человека,— это — наиболее концентрированные его нахождения на земной поверхности.

Но газы наблюдаются в не меньшем количестве и в наземных растениях. Оставляя в стороне находящиеся в жидких частях организма растворенные их количества, мы наблюдаем не меньшие их массы в особых заполненных воздухом пространствах в высших растениях. Так, например, в листьях иногда по объему пространств межклеточных (занятых воздухом) больше, чем заполненных клетками. Так, в листе Pistia texensis Klotsch на такие межклеточные пространства приходится 71% объема, в листе банана — Musa sapientum — 48% и т. д. * В среднем в листе растений 21% его объема состоит из газовых пор *. Есть растения, например мангровые, содержащие специальные газовые вместилища.

Огромные количества газов проникают и все животные организмы. Внутри них есть большие полости, заполненные газами, например у рыб. Иногда кости их, например птиц, проникнуты газами. Газы в растворе в теле организма и в мельчайших выделениях — пузыри в полостях, нередко микроскопически мелкие — являются характерной чертой строения организма.

Благодаря такому строению организма мы получаем даже некоторые о нем представления, когда берем его вес, ибо мы взвешиваем только часть газов, в нем находящихся, только те, которые находятся в нем в растворе или замкнутом пространстве. Другие газы находятся в сообщении с воздухом и при взвешивании в воздухе, очевидно, не влияют на вес организма.

Однако, несомненно, во всех организмах живой материи количество таких газов весьма значительно, и в то же время едва ли можно отрицать, что эти газы, входящие в теснейший обмен во всех химических процессах, должны не менее воды, проникающей организм, считаться частью живой материи. И газы, и вода, хотя и часть живой материи, ничего специфически «живого» в себе не заключают.

Процесс одревеснения — старения дерева — связан с переходом камбиального, состоящего из клеток с плазмой и клеточным соком слоя, в конце концов в деревянистый слой, причем плазма и клеточный сок исчезают из органов, и на их место становятся вода и газы. Ни деревянистая часть, ни газы, ни вода ствола или ветвей не могут считаться специфически живыми. Исключив живои камбиальный слои, мы имеем всю остальную часть древесного растения, ничем не отличающуюся от обычной неживой материи, она играет ролЬ^устойчивого скелета, в котором и органическое вещество (древесина или клетчатка) *, и вода, и газы одинаково не вызывают необходимости признания за ними жизненных свойств. Если мы примем во внимание распространение этих образований в растении, например в очень бедном камбием Robinia pseudoacacia *, их нахождение в коре, стволе, ветвях, корнях, мы ясно можем представить себе огромное количество заведомо неживого вещества, сосредоточенного этим путем в живом организме. Его относительное количество должно преобладать по весу не меньше того преобладания воды в живых организмах, на которые указано выше. К сожалению, я не нашел указаний, которые позволили бы выразить это преобладание неживых частей живого дерева в числах. Если ко всему этому мы примем во внимание, что в оставшейся от древесины части количество воды не менее 70% по весу, а вероятно, более, то станет ясно, что подавляющая масса дерева ничем не отличается от обычной мертвой материи.

90. Уже принимая во внимание воду, газы, части скелета, мы видим, какое количество по весу живого организма не имеет ничего специфически жизненного, когда оно изучается с точки зрения свойственной ему массы, энергии, химического состава. Но на этом не кончается такое строение многоклеточного организма. Мы встречаем в нем еще огромные отложения запасных веществ, нередко чистых химических соединений, приготовленных организмом для постройки его тканей или для пищи вообще и ничем не отличающихся от тех же соединений, изготовленных в наших лабораториях, кроме как своим происхождением.

Достаточно с этой точки зрения рассмотреть строение любого яйца или зерна. В нем подавляющая по весу часть состоит из запасных веществ, химических соединений, не имеющих никаких признаков жизни. Это будут, без сомнения, неживые белки, крахмалы и т. д. Количество таких соединений нередко огромно. Очевидно, особенно в таких телах, как плоды, мы имеем ничтожное количество вещества (зародыши в зернах), относительно которого может быть сомнение, что оно обладает какими-нибудь особенными жизненными свойствами. Если мы возьмем какой- нибудь плод в скорлупе, заключающий один зародыш или обычное птичье яйцо, имеющее скорлупу, мы можем здесь иметь яркий пример того, что только ничтожная часть вещества плода или яйца может считаться одаренной жизнью. Остальная часть плода или яйца состоит из веществ запасных или выделений скелета. Ярко это выражается в больших яйцах и зернах, например в яйце страуса или в кокосовом орехе. В орехе есть много клеток, но они переполнены запасными веществами, в нем сосредоточена богатая сахаром и белками жидкость, толстая деревянистая скорлупа. Перед количеством этих веществ даже теряется та ничтожная — по весу — группа клеток, которая составляет зародыш. Но и в этом зародыше только небольшая часть веса клеток может возбуждать сомнение в смысле ее идентичности с обычными свойствами материи.

В не менее яркой форме видим мы эти явления в беспорядочных скоплениях одноклеточных организмов, которые так или иначе соединяются вместе в собрания, неправильно называемые колониями, например в серных или железных бактериях. Здесь вещество клеток составляет небольшую часть массы сгустка бактерий, а главная часть по весу состоит из вещества скелета (оболочек) или запасных. Так, в сгустках серных бактерий Beg- giatoa внутри клеток и между клетками наблюдается огромное количество запасного вещества в форме серы. Количество такой серы временами доходит до 95% всей массы бактерий.

В весе каждого организма эти запасные вещества всегда составляют заметную большую часть, а иногда они в виде отложения сала, жиров вообще, углеводов (крахмала), белков являются преобладающими по весу частью не только в отдельных органах организмов, но и в отдельных неделимых. В организме человека обычной толщины жир весит нередко столько же, сколько весит скелет, а у полных людей мы имеем нередко количества жира, превышающие количества других частей организма. Необходимо иметь при этом в виду, что как раз жиры очень бедны водой, и необходимая для организма вода сосредоточена при этом вне жировой части организма, так что валовой процентный состав ее дает нам неверное представление о количестве воды в «живой» части организма.

Очевидно, эти вещества ничего специфически живого собой не представляют.

К ним же относится и нахоя^дение в организме таких веществ, как сахара или некоторые минеральные вещества, как селитра, количество которых в иных случаях исчисляется многими процентами.

91. Таким образом, огромная часть многоклеточных организмов и колоний одноклеточных — в самой их элементарной форме — заведомо состоит из вещества, никаких свойств жизненности не имеющего.

Только по отношению к остающейся части живой материи, одноклеточным организмам и клеткам многоклеточных, может быть разговор о каких-нибудь особенностях в свойствах и составе их вещества, отличающего их от обычной мертвой материи.

Легко убедиться, однако, что и здесь мы в огромной части их массы встречаем обычную материю, неотделимую от безжизненной материи, раньше рассмотренной.

В составе клеток мы встречаем прежде всего те же продукты, которые мы имели и раньше. Мы имеем здесь: 1) воду и другие жидкости, лишенные жизни, 2) твердые или студенистые образования, имеющие значение скелета или опоры, 3) газы и 4) выделение запасных, нужных для организма веществ.

Все эти вещества необходимо исключить из состава клеток, если мы хотим обратить внимание только на ту часть их вещества, которая может обладать особыми свойствами. В составе воды организма мы обычно изучаем и состав воды клеток. В общем, это количество больше среднего количества воды в многоклеточных, по крайней мере наземных организмов. К сожалению, химический состав одноклеточных организмов нам известен недостаточно; анализов очень мало *. Но из того, что мы знаем, мы видим колебания в количестве воды между 68—89%. Так плас- модий Aethalium septicum дает до 80—90% воды *, лейкоциты человека — 88—51% * и т. д.

Помимо воды, мы имеем в клетках и другие жидкости, сторонние их основному составу, и хотя количественно учесть их значение мы не умеем, мы можем утверждать, что оно очень велико. Эти жидкости заполняют вакуоли, находятся в клетках в виде капель.

В растворе в веществе клеток и в форме газовых вакуолей находятся и газы, которые заполняют иногда значительную часть объема клетки. И здесь мы должны довольствоваться общим впечатлением значительности этого явления, но не можем учесть его в количественных данных.

В каждой клетке находятся студенистые или полутвердые выделения скелета. Характер их различен, иногда они состоят из тончайших нитей, иногда более сложных образований. По-видимому, и для клетки мы имеем дело с большим весом этих частей их скелета сравнительно с весом клетки, так как, очевидно, они состоят из более плотного, а может быть, и более тяжелого вещества, чем главная масса вещества клетки. Но и здесь, кроме того, что эти вещества чрезвычайно распространены и составляют заметную часть образований клетки *, никаких количественных данных мы не имеем.

Огромную часть содержимого клетки составляют запасные вещества. Иногда они составляют много больше 99%, например в таких клетках, где отлагается крахмал, в зернах или плодах, но и в обычной клетке эти запасные вещества самого различного характера — жиры, углеводы, сера и т. п.— должны играть огромную роль и составлять по весу значительную часть клетки.

Наконец, в клетке могут находиться остатки старой клетки, оставшиеся при ее делении, которые можно счесть отмершими, т. е. заведомо не обладающими жизненностью *.

92. Включив все эти вещества, как несомненно принадлежащие, с одной стороны, к организму, а с другой — ничем не отличающиеся от обычной материи, вполне характеризуемой массой, энергией и химическим составом, в наше живое вещество, в организмах останется только небольшая, иногда ничтожная, часть их веса, которая обычно называется протоплазмой или как теперь, может быть, удобнее ее называют клеточной плазмой — цитоплазмой.

Но и по отношению к этой клеточной плазме у нас нет никаких оснований видеть в этом веществе что-нибудь особенное и отличное, считать его целиком материальным носителем жизни в составе организма, хотя бы в том смысле, в каком радиоактивный химический элемент может считаться носителем радиоактивности в составе минерала.

Строение цитоплазмы очень сложное. Удобной формой его рассмотрения будет то деление ее вещества, которое дается некоторыми из новых биологов *, различающих в цитоплазме биоплазму, метаплазматические и параплазматические выделения и образования. Ясно из предыдущего, что все метаплазматические * и параплазматические * выделения и образования вполне принадлежат к рассмотренным ранее частям вещества организма и никакого сомнения в смысле принадлежности к живому веществу в употребляемом здесь смысле не вызывают. Таковы их образующие выделения гликогена, аледрона, целлюлозы, зерна пигментов и т. д. Следовательно, из общей клеточной плазмы остается сомнительной только та ее часть, которая носит название биоплазмы.

Но и сама биоплазма является чрезвычайно сложным образованием и, несомненно, большая часть ее по весу никакого отношения сама по себе к явлениям жизни не имеет. Неясно лишь значение остальной, хотя бы и небольшой по весу, ее части.

93. Но отношению к биоплазме сейчас мнения исследователей разделяются довольно резко, и существуют в науке воззрения самого противоположного характера. До известной степени это одно уже служит указанием на степень нашего незнания.

Согласно одному из главных течений мысли, все вещество биоплазмы одинакового характера и как таковое не является носителем жизни. Носителем жизни является организм как целое, в одном из наиболее простых случаев клетка, но клетка целиком, а не ее биоплазма или какое-нибудь другое вещество, в нее входящее. Жизнь прекращается не с уничтожением какого-нибудь вещества, а с разрушением определенной структуры, организации. Для нее, несомненно, нужны вещества определенных свойств и состава, но сами эти вещества не обладают жизненностью. Для нее нужна вода или кислород, или вещества, строящие биоплазму, но жизненными телами, «живыми веществами» в узком смысле этого слова эти тела не являются. Вещества биоплазмы, нужные для жизни, взятые сами по себе, столь же безжизненны, как вода, кислород, белки, жиры или углеводы. В той или иной форме к этому воззрению, одним из первых провозвестников которого был в 1860-х годах Брюкке *, начинают склоняться очень многие из современных биологов *. Существуют различные формы относящихся сюда теорий, которые имеют для нас одинаковое значение потому, что считают все вещество организма безжизненным, по существу с этой точки зрения однородным.

Несомненно, такого рода воззрения наиболее удобны для геохимического исследования живого вещества и вызывают меньше затруднений в объяснении его геологической истории.

И если бы сейчас можно было считать это воззрение научно- общепринятым, то дальнейшая работа в геохимии в значительной мере упростилась бы.

Однако это не так. Существуют и противоположные воззрения. Поэтому мы должны остановиться на них и так или иначе выяснить, почему мы, несмотря на их существование, считаем возможным в дальнейшем изложении оставить их без внимания.

94. Согласно этим воззрениям, в биоплазме есть вещество, сне-: цифически отличное от обычного в том смысле, что оно является носителем жизни.

Какое это вещество, мы не знаем. Вначале предполагали, что это все вещество биоплазмы целиком, но легко убедиться, что при анализе этого представления мы неизбежно встречаемся со всеми теми затруднениями и, можно сказать, со всеми теми случаями, какие мы встретили в цитоплазме.

В составе биоплазмы * приходится допустить существование всех тех тел, несомненно безжизненных, которые были нами найдены в цитоплазме. И все, что сказано было о них ранее, целиком может быть перенесено на биоплазму. Даже химические различия их не выяснены.

Химический состав биоплазмы известен чрезвычайно мало, несмотря на огромный научный интерес к его изучению. Имеющиеся химические анализы * дают о ней явно неверное представление, как о случайной смеси разнообразных веществ и, очевидно, на этих результатах нельзя основываться для сколько-нибудь серьезных выводов.

К сожалению, мы не имеем даже ни одного элементарного анализа биоплазмы (так же, как и цитоплазмы), не возбуждающего серьезных сомнений.

В этой области потрачено огромное количество труда на теории и споры, небольшая часть которого, употребленная на точный анализ, сделала бы многие из этих теорий излишними.

Во всяком случае, значительная часть вещества биоплазмы может быть безбоязненно соединена с нашим живым веществом; она ничем реальным от него не отличается. Что же остается?

95. При решении этого вопроса мы сталкиваемся с теми изменениями воззрений на клетку, какие происходят сейчас в цитологии. Сложное явление природы — клетка — далеко не отвечает тем простым построениям, какие внесены в науку теоретической мыслью. Явление, здесь наблюдаемое, гораздо более сложно, чем обычно мыслится.

Для целей этой работы нет необходимости углубляться в те новые вопросы, которые здесь сейчас возникают. Пока мы можем счесть клетку общим и окончательным предельным элементом, из которого строятся организмы, как животные, так и растительные. Для наших целей изменения взглядов в области этих явлений не будут иметь значения. Необходимо, однако, иметь в виду, что ход научной работы в этой области как будто указывает нам на сложность клетки, на то, что она не является последним элементарным морфологическим элементом организма.

Мы встречаем здесь такие образования, которые сами по себе представляют как бы независимые от всей клетки индивиды, несовершенные или редуцированные организмы, органеллы, как их некоторые авторы называют. Несомненно, некоторые из этих ор- ганелл являются важными элементами жизни и на них переносили и переносят иногда искания специфического материального субстрата жизни.

Впервые в 1831 г. Браун указал на ядро клетки, как на ее существенную составную часть, в 1870 г. впервые выдвинуто было значение других зернышек — пластид *, к которым в позднейшее время было прибавлено еще несколько других, как будто индивидуализированных морфологических образований — хондриосом, хлоропластов и т. п.

Наиболее характерным и во многом загадочным явлением необходимо признать то, что, изучая эти морфологические образования, мы встретились с их независимым от других частей клетки происхождением. Для ядра оказалось несомненным, что оно происходит делением другого ядра, подобно тому, как клетка образуется делением клетки. Подобно тому, как omne cellula е cellula, пришлось признать, что и omne nuclear е nucleo, как нет создания клетки из составных элементов, так нет и создания из них ядра. Но когда ядро не образуется какими бы то ни было процессами в клетке из ее вещества, оно имеет свое собственное, независимое от остальной клетки вещество. Ядро имеет такое же непрерывное существование во времени, как и сама клетка.

Это представление было перенесено и на другие морфологически обособленные части клетки — на хондриосомы, пластиды и т. д. Однако здесь мы стоим на более шаткой почве, и эти теории встречают многочисленные возражения. Доказанными они считаться не могут, а для некоторых из этих образований и совершенно сомнительны *.

Несомненно, однако, что своеобразная структура и независимое положение этих образований, хотя бы и одних ядер в клетке, заставляет со вниманием относиться к теориям, допускающим разнородность вещества клетки, в данном случае в биоплазме, с точки зрения его жизненных свойств.

Можно отличить здесь три разных типа теорий. Одни придают особый материальный жизненный характер организованным элементам клетки, главным образом ядрам. Другие выдвигают на первое место плазму, преимущественно ее белковые тела (живые белки). Наконец, третий тип теорий придает такой характер организованным элементам клеток в связи с примыкающей к ним плазмой, в сущности — биоплазме.

94. Среди морфологически обособленных частей плазмы огромное значение придают ядру, химически отличному от плазмы. Считают его вещество необходимым для жизни. Нельзя, однако, не отметить, что мы не можем считать доказанным нахождение ядра во всех клетках. Не удается до сих пор доказать существование ядра в некоторых бактериях и близких к ним организмах. Сторонники необходимости ядра для жизни объясняют это явление тем, что прозрачная плазма бактерий — «пластид» некоторых авторов * — сама имеет свойства вещества ядер * или заключает вещество ядер, которое, хотя химически отличное, морфологически не выделено в этих низших организмах *. Если бы это подтвердилось, пришлось бы признать, что ядро вещественно необходимо для жизни * помимо протоплазмы. Но вопрос сложнее; есть ряд организмов, которые имеют не ядро, а множество ядрышек, тождественность которых с ядром является до некоторой степени гипотетичной, ибо одинаковость их микрохимических реакций не может служить этому взгляду прочной основой.

Как бы то ни было, если бы даже этот взгляд был правилен и ядро в своем веществе явилось бы — одно или с плазмой — непременным носителем жизни, он не может быть применен ко всем организмам, и для организмов без ясного ядра пришлось бы искать иного носителя жизни.

Может быть, в связи с этим теория, видящая в ядре и окружающей его плазме (энергида Сакса) тот морфологический элемент, с которым связана жизнь, не получила очень большого распространения *.

Если бы мы, однако, допустили правильность этой теории, то подавляющее количество вещества организмов отошло бы в область живой материи, изучаемой в геохимии. Лишь ничтожная по весу их часть — вес самих ядер — могла бы вызвать сомнение в принадлежности к «оживленному веществу». Но едва ли бы мы имели здесь дело со значительными количествами — вероятнее всего, даже для большого многоклеточного организма мы имели бы дело с весом, стоящим на границе нашего измерения. К сожалению, вес ядер неизвестен.

Все же несомненно, что для всех организмов мы получили бы ничтожные количества «оживленной материи», которые во множество раз были бы меньше количества атомов радиоактивных веществ, находящихся в состоянии распада.

Если бы мы даже приняли их в наше исчисление как обычную «живую материю» и стали к ней прилагать наши обычные представления о массе, энергии и составе, ошибка от этого была бы ничтожная, целиком попала в пределы наших исчислений, и, очевидно, могла в нашей научной работе быть оставлена без внимания.

К тому же, несомненно, что и это число было бы слишком велико. Судя по всему тому, что мы точно знаем о составе ядра, и в нем значительная часть вещества, физически его проникающая, например вода, ни в коем случае никак от остального вещества организма не может быть отделена.

Таким образом, если бы этот взгляд был правилен, то оказалось бы, что на всей поверхности земного шара находилась ничтожная по весу пленка «оживленной материи», которая производила бы все бесконечное по разнообразию и могуществу проявление жизни, порождала все организмы и создавала те грандиозные геохимические процессы, которые подлежат в дальнейшем нашему изучению.

Несомненно, очень возможно такое строение земной поверхности. Мы сейчас не только в геологии, но и во всем мироздании научаемся оценивать значение ничтожных количеств кажущейся таковой или действительной материальной среды. Для нас и здесь величайшие эффекты производятся исчезающе малыми телами. Еще недавно мысль человека получила в этом отношении новый урок. Я говорю о радиоактивности. Ничтожное количество по весу радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, должно производить на ней — и несомненно производит — такие эффекты, которые мы обычно привыкли относить к большим массам материи. Не имеем ли мы чего-нибудь подобного и по отношению к веществу, охваченному жизнью?

С точки зрения наших обычных физических представлений эта «оживленная материя» имела бы свойство и характер не только материи (т. е. вещества), но и энергии. Она частью вошла бы в категорию тех «невесомых жидкостей», из которых у нас создалось представление о формах энергии. Ядра — ничтож

на я часть материн,— которые являются носителями жизни, имели бы в ней характер центров энергии, вроде ионов в газах или распадающихся атомов и радиоактивных элементов. Не только вес этих проявлений материи ничтожен, но связанная с ними энергия огромна, и, как мы знаем, в этих случаях изменение обычных свойств материи столь значительно, что мы видим перед собой новое явление. Несомненно, это область темная, требующая исследования, но важно отметить то, что мы, говоря об оживленном материальном субстрате, приходим к аналогии не с обычной материей, входящей в состав живого вещества, а с ничтожными, резко измененными в своих свойствах ее следами.

Еще в большей степени все это относится к тем случаям, когда вместо клеточных ядер мы будем считать проявлением жизни другие самостоятельные выделения биоплазмы — пластиды или ниже указываемые биобласты.

95. Гораздо меньше данных может быть приведено для обоснования другого представления: идеи о специфическом живом бесструктурном веществе — плазме — как носителе жизни.

Это представление, имеющее корни в натурфилософских идеях прежних времен, не раз проявлялось в естествознании даже в чистом виде, без принятия во внимание ядра. Оно живо до сих пор у натуралистов, мировоззрение которых по существу является не научным, а философским, хотя и облеченным в научную форму, например в представлениях Э. Геккеля о монадах. Бесструктурную «первобытную материю», Ur Materie натурфилософов, дифференциацией которой выработалась наблюдаемая нами живая материя, пытались даже искать в природе, и одно время ее думали видеть на дне океана *. К ней так или иначе сводятся философия представления вроде космологической материи Фехнера и те воззрения, которые служат основой современным искателям самозарождения живых организмов.

Насколько можно разобраться в не очень ясных представлениях этого рода, никогда не считается оживленной сама по себе вся плазма. Из нее берется только одна ее составная часть, очень сложная по составу — белки. Принимается — без достаточных оснований,— что белки составляют видную часть плазмы по весу и что эти белки плазмы образуют живые белки, одаренные жизнью. Нельзя не отметить, однако, что белки плазмы резко отличны от изучаемых нами более простых белковых тел *, огромное количество которых играет роль запасных веществ организма. Вещества, дающие реакции белков, составляют неред

ко ничтожную часть плазмы, например в лейкоцитах всего 1,6% *. Для некоторых инфузорий совсем не удалось доказать присутствие белков, или они находились в ничтожном количестве "*. [...] Важны не эти отдельные случаи, а важно то, что иногда белков, химически определимых, почти не находят, когда подходят с научным изучением к цитоплазме, ее жидкой или полужидкой составной части.

На этом основании мы должны заключить, что то, что называют живым белком, является не белком, а каким-то другим, нам неизвестным телом, количество которого в плазме не установлено и может быть очень невелико 56.

Само существование этих тел в плазме есть гипотеза, а свойства их нам неизвестны, ибо свойства, которые прежде считали характерными для живой плазмы, являются не чем иным, как свойством коллоидов и никакого отношения к жизни не имеют. Во всяком случае, они не могут рассматриваться как проявление чего-нибудь специфически живого.

Поэтому при современном состоянии наших знаний более благоразумно оставить в стороне эту гипотезу о живых белках и признать вместе с другими исследователями, что у нас нет никаких оснований считать «белки» более живыми, легче «активируемыми», охватываемыми жизненностью, чем другие составные части плазмы 10°*.

А так как подавляющая часть вещества плазмы ничем не отличается от обычного вещества, мы должны признать, что выделение из нее какой-нибудь части, в этом смысле отличающейся от остальной плазмы, есть гипотеза, еще ждущая подтверждения фактами

Даже если бы выделение их когда-нибудь было сочтено правильным, можно считать несомненным, что оно захватит ничтожную по весу часть биоплазмы, ничтожную с точки зрения геохимических процессов.

Мы увидим в дальнейшем изложении то огромное геохимическое значение, какое имеет обмен веществ — вхождение и вы- хождение элементов в состав организма — в связи с процессами питания и дыхания. Для плазмы это выражается в жадности к кислороду; за счет поглощаемого кислорода идут процессы сгорания вещества плазмы. Когда-то считали это проявлением жизни. Исследования Пфлюгера, подтвержденные и расширенные в дальнейшем *, показали, что зти процессы идут исключительно за счет сторонних, запасных, не оживленных веществ, приносимых в плазму. Сама биоплазма в составе тех ее частей, которым можно придавать жизненное значение, при этом не меняется, т. е. стоит вне того великого по своему значению непрерывного в течение жизни прохождения вещества через организмы, в котором Кювье — в форме жизненного вихря — видел основной признак жизни и которое одно имеет значение в геохимии. Только благодаря этому процессу можно говорить о влиянии живого вещества на геохимические явления и, очевидно, та его материальная часть, которая не входит в этот процесс, не может иметь большого значения в геохимии.

В учении о белках или плазме как носителях жизни можно обратить внимание на другую сторону явления — на бесструктурность предполагаемого субстрата жизни. На эту сторону обратил в свое время внимание Гальтон *, желая избежать возражений, построенных на ничтожности размеров мельчайших носителей наследственности (в теории пангенезиса) и их соизмеримости с величиной молекул, что вело к неразрешимым противоречиям. Гальтон предположил мельчайшие ожизненные части бесструктурными, подобно монадам Геккеля. Но по этому поводу совершенно верным и неопровержимым является замечание одного из величайших и глубочайших физиков нашего времени Максвелла *, что такие бесструктурные мельчайшие зернышки не могут обладать свойствами чисто материальной системы.

92. Необходимо остановиться еще на одном представлении о существовании вещества, специфически живого, оживленного, которое стоит в стороне от только что рассмотренных форм проявления жизни, так как связано с элементами, более мелкими, чем клетка и ее морфологические выделения.

Эти представления необходимо отделить от только что рассмотренных потому, что мы здесь оставляем прочную область фактов и переходим в мир гипотетических построений. Однако эти построения основаны на допущении в клетках и в организме вообще материальных образований, отличных от других ее составных частей своей жизненностью и, в общем, допускающих научную проверку. Мы видели уже раньше, что и данные наблюдения заставляют признавать самостоятельные образования в клетке, и некоторым из них, как ядрам, придается особое значение в жизненном процессе. Цитологи открывают в самом ядре более мелкие элементы, особую структуру.

Но это все-таки видные глазом морфологические элементы. Для объяснения жизненных проявлений биологи, однако, уже давно начали искать существования невидимых морфологических элементов клеток, более мелких, чем все видимые в микроскоп, и более крупных, чем самые большие молекулы. Впервые, кажется, Ч. Дарвин, для объяснения наследственности возобновил старинные представления XVIII столетия, и, хотя его идеи о «почечках» не были приняты, они открыли путь10Г)* для целого ряда аналогичных представлений. Мы имеем в области этих воззрений многочисленные искания, которые до сих пор не привели к очень положительным результатам, но которые заслуживают самого серьезного внимания, так как они заставляют нас критически относиться к господствующим биологическим воззрениям и указывают на существование целой области явлений за пределами еще недавно считавшейся мельчайшей формы живой организации — клетки

Воззрения этого рода довольно разнородны *. С одной стороны, мы имеем здесь строгие наблюдения морфологов, указывающих на существование в клетке более мелких элементов, обладающих признаками жизни, и в то же время до известной степени независимых в своем существовании от клетки. Очень ярко это проявляется в том представлении о самостоятельности ядер или пластид в своем генезисе, которого мне приходилось касаться раньше. Ядра и пластиды не являются предельными формами, находимыми в клетке морфологами. Мельчайшие тельца — гранулы, найденные Альтманом в биоплазме, еще мельче, и к ним могут быть отнесены признаки жизненности биоплазмы *. Очевидно, приняв вместо реальных и изученных ядер за материальную основу жизни, хотя и видимые, но глазом не разложимые гранулы, мы придем к тем выводам, к каким пришли раньше, разве еще с большим уменьшением количества той материи, которая может быть рассматриваема как специфическая носительница жизни.

К этим представлениям примыкают другие, в которых носителями жизни, специфически живой материей являются гипотетические мельчайшие выделения оживленной материи, в той или иной форме играющие роль живых молекул или комплексов молекул 58. Таковы представления Негели о мицеллиях и пробиях, Дарвина о почечках (gemmulae), Де Фриза о пангенах *, Вид- лера о пласомах и т. д. Очевидно, признание нахождения в клетке—в плазме и ядре — таких мельчайших живых материальных частиц еще более уменьшает с точки зрения геохимических явлений область оживленной материи, ибо мицеллии Не гели или пангены Де Фриза по весу будут ничтожной частью отдельного организма и, очевидно, составленной из организмов живой материи. До сих пор, однако, эти представления о жизни, очень напоминающие взгляды Бюффона, не смогли привести к каким- нибудь реальным результатам.

93. Отдельно от этих представлений, так или иначе связанных с клеткой, должны быть поставлены представления о существовании независимых от клеток мельчайших телец, которые являются более низкой первичной формой живой материи. Гем- мулы, пангены, пласомы, пробии являются как бы элементами клетки — отдельно они в природе не существуют. Иной характер носят микрозимы Бэшана *, индивидуумы, независимые от клеток, их проникающие, переходящие в разные организмы. Они еще ближе к органическим молекулам Бюффона. Оставшиеся в стороне от широкого русла научной работы сторонники самопроизвольного зарождения направили сюда свое внимание: задачей явилось не создание клетки, а самостоятельно от нее существующего более мелкого неделимого. Бэшан пытался доказать и реальное существование микрозим в природе, их широкое в ней распространение, даже дать их анализ *. Во многом эти работы основаны на ошибках и недоразумениях, но Бэшан был точный, прекрасный экспериментатор, нельзя утверждать, что в его наблюдениях все ложно, и мы видим непрерывную -нить исследователей, идущих по тому же пути, может быть, не вполне безнадежному. Пока ни Бэшану, ни Бастиану, ни их сторонникам не удалось убедить противников в морфологической особенности наблюдаемых ими образований, а некоторых даже и в их принадлежности к живым организмамin*. Если бы в дальнейшем ходе научного движения удалось доказать, что в каких-нибудь аналогичных мельчайших морфологических образованиях, которые могут быть искусственно получаемы в пределах живой материи и которые проникают организмы, мы должны видеть формы оживленной материи, то все же, несомненно, оказалось, что по весу они составляют еще меньшую часть, чем, например, ядро. Ясно, что даже, если этих тел очень много в ядре, клетке, пластиде или в любом морфологическом образовании организма, их вес всех вместе взятых составит часть этих образований. Очевидно, с тем большей степенью все, что сказано нами по отношению к ядрам, остается верным и по отношению ко всем этим еще более мелким образованиям, реально наблюдаемым, теоретически вполне допустимым, как пангены и мицелии, или полуреальным, как микрозимы.

С геохимической точки зрения безразлично, примем или не примем мы в состав живой материи эти мельчайшие части. Во-первых, это безразлично потому, что они по весу составляют ничтожную надбавку к живой материи, а во-вторых, потому, что они при умирании всегда целиком в нее переходят.

94. Во всех этих научных исканиях и теоретических построениях мы видим проявление одного и того же стремления — так или иначе связать жизненность с материальным субстратом. Считается в науке, что жизнь всегда связана с материальным субстратом * и что без материи мы ее проявлений наблюдать не в состоянии *. Огромные создания религиозного, поэтического и философского творчества, касающиеся областей человеческого ведения, где проявления жизни независимы от материи, остаются в стороне от научных исканий. Лишь отдельные ученые определенно идут против общего течения, считая иногда, как Лодж, что на их стороне будущее.

Но оставаясь на почве связи жизни с материальным субстратом, мы видим, что научный анализ этого субстрата приводит к выводам, несогласным с обычным представлением.

Он приводит, с одной стороны, к тому, что материя, одаренная жизнью, может быть связана с материальным субстратом, составляющим небольшую, по-видимому, ничтожную часть организма по весу, и в связи с этим этот оживленный материальный субстрат совсем не похож на ту материю, какую мы обычно себе представляем.

Научный анализ приводит к заключению, что если жизнь связана с материальным субстратом, то получающееся явление не входит в рамки исходных грубо материалистических (механистических.— Ред.) представлений. Мы здесь имеем дело с качественно новым явлением.

При анализе материального субстрата жизни мы в конце концов все время приходим к одному и тому же выводу, что во всех организмах без исключения лишь небольшая часть их вещества по весу может быть связана с жизненностью, а подавляющая по весу часть вещества является ничем не отличимой от обычной безжизненной материи даже тогда, когда она находится внутри живого организма. А когда она выходит из организма, она всегда и целиком однотипна с живым веществом (в нашем обычном понимании.— Ред.) 59.

К сожалению, мы не имеем сейчас возможности выразить этот наш вывод количественно, ибо, как мы увидим дальше, во всем дальнейшем изложении эти вопросы не охвачены еще числом в той степени, как это необходимо в современной науке.

Но вывод несомненен: то вещество, которое может, хотя бы с маленькой долей вероятности, считаться «оживленным», является небольшой — вероятно, ничтожной — дробью по весу живой материи. Возможно, однако, что такого вещества и совсем нет.

Изучая историю этого вопроса, мы ясно видим, как все уменьшается и уменьшается количество вещества, которое может считаться охваченным жизнью.

Вначале им считался весь организм, потом отдельные большие его органы. «Жизнь» совмещали то с сердцем, то с мозгом. Улучшились методы исследования и «жизнь» стали связывать с клетками. В многоклеточном организме это были многие проценты по весу *. Но клетки оказались слишком сложными, только части их стали приниматься оживленными, и вес их исчисляться небольшой дробью всего вещества организма.

Появилось даже сомнение в том, что и эта дробь существует, т. е. явилось сомнение в существовании материального субстрата яшзни.

Такой ход истории ясно указывает, что само представление о существовании особого вещества, одаренного жизнью, не вытекало из научного наблюдения, а проникало в науку извне — создано философскими спекуляциями И5* и постепенно научным исследованием вытеснялось из научного признания.

95. Еще ярче это выступает перед нами, когда мы перейдем к тем свойствам материального субстрата, одаренного жизнью, который можно допускать существующим, не противореча научным фактам.

В стремлении неразрывно связать с веществом жизненные явления, мы в биологии имеем дело в значительной мере не только с отголосками чуждых современной науке философских воззрений *, но с отголосками проявлений научного миросозерцания, стоящего в противоречии с наукой нашего времени. Наше научное миросозерцание никогда не бывает цельным и единым, оно всегда мозаично, составлено из отдельных частей, отвечающих разным пройденным периодам развития науки. Мозаично и научное миросозерцание биологов. Между их представлениями о веществе и его свойствах и представлениями современных физиков лежит резкое противоречие. Биологи не продумали и не перенесли в область своей научной работы те совершенно новые физические представления о материи, которые в XX столетии революционизировали эту отрасль знания. Это и понятно, что они теснейшим образом связаны с историческим ходом научного мышления, с необходимой экономией научной исследовательской работы.

Но хотя это и понятно и неизбежно с точки зрения наблюдателя, историка науки, тем не менее мы не можем не считаться с этим фактом при оценке добытых биологами результатов в тех случаях, когда нам надо применять их к другой области знаний — к геохимии.

Биологи стоят сейчас на том представлении о материи, которое было правильно в XVII—XIX столетиях, когда явления протяженности или представления о молекулах, отражающих свойства видимой и ощущаемой материи, считались незыблемыми. С тех пор в воззрениях науки произошел переворот, все более и более усложняющий наши представления о материи (веществе) 60. Наряду с материей выступили свойства той среды, в которой находятся материальные образования. Эти материальные образования составляют ничтожную часть среды по занимаемому ими пространству. Они сами претерпели изменение и оказались сложными системами. Учение об электронах, о распадении атомов вещества, о квантах и т. д. вносит все большее и большее изменение в представление о материи, и все больше и больше теряется та твердая почва, какую занимает биолог, когда он из наблюдаемых фактов делает вывод о связи жизненности с «материей».

Какие у него есть основания связывать ее с «материей» физиков, а не с другими построениями, одновременно с «материей» проявляющимися в изучаемом нами субстрате, представляющем обычную «материю» обыденной жизни, здравого смысла? Эта материя не есть «материя» современной науки, последняя представляет ее часть, количественно все отходящую на второй план60а [...]

96. Любопытным образом к тому же самому приводит нас и научный анализ того остатка живого организма, который на основании данных современной биологии может почитаться материей, охваченной жизнью, оживленной материей, отличной от обычной безжизненной материи. Это будут мельчайшие частицы, предел колебания которых невелик: ядро клетки, живые белки ее плазмы, мельчайшие морфологические элементы в клетке или вне клетки. Несомненно, биологи, принимающие оживленность материи в них, вынуждены придавать этой «оживленной» материи свойства, в сильной степени отличные от обычной материи. Во всех этих представлениях, несмотря на их, как мы видели, различные происхождения, есть резко схожие черты. Очевидно, эти схожие черты не являются случайностью. Они вызваны необходимостью, созданы реальным явлением, той частью живого .вещества, для которой мыслимо сохранить представление об оживленной материи, отличной от мертвой.

Общие признаки следующие: 1) размеры всех этих частей материи всегда микроскопически мелкие и они все уменьшаются по мере того, как мы лучше их изучаем и отделяем от них материю, заведомо не оживленную, обычную по свойствам. Они все более приближаются по размерам к величине молекул; 2) это ничтожное по весу количество — крупинка — оживленной материи связано в единое целое, охватываемое исходящими из оживленной ничтожной крупинки силами, с веществом мертвым, количество которого, захваченное крупинками, превышает вес крупинок во многие тысячи, может быть десятки и сотни тысяч раз; 3) химический состав этих крупинок чрезвычайно сложен, и если он связан с жизненностью, он отвечает составу живой материи, т. е. всегда содержит десятки химических элементов; 4) никогда эти крупинки не могут слиться в один большой комок оживленной материи, но многие десятки миллионов крупинок могут соединиться вместе, сохраняя свою индивидуальность неизменной, и составить большой комок живого вещества, в котором опять таки оживленные крупинки материи будут по весу ничтожной частью; 5) эти крупинки состоят в теснейшем обмене с окружающей мертвой средой, вызывая в ней чрезвычайные изменения, являясь для всех, происходящих в этой среде процессов, могучим источником энергии, который сохраняется на неизменном уровне, пока крупинка вещества остается живой; 6) при всех этих изменениях свойства крупинки неизменны, и путем размножения они могут давать начало таким же крупинкам, и, наконец, крупинки всегда состоят из смеси веществ, отвечающих разным физическим состояниям материи.

Если мы попытаемся свести эти свойства оживленных крупинок на свойства материи, изучаемые в физике и химии, мы неизбежно придем к заключению, что эти свойства не отвечают обычной привычной материи и содержат элементы, которые отвечают не веществу, а энергии.

Подобно ионам ионизированного воздуха, катодным лучам и т. п. распадающимся радиоактивным атомам, они одновременно дают нам впечатления как материи, так и энергии. Но они еще более сложны, чем эти простые и очень отдаленные их аналоги.

Поэтому, если бы оказалось когда-нибудь, что эти представления верны и что мы действительно имеем в организме дело с материей, находящейся вследствие жизни в особом состоянии, то эта материя оказалась бы обладающей особыми свойствами, резко отличающими ее от обычной материи и сближающей с некоторыми проявлениями энергии в представлении физиков и натуралистов, энтелехии у философов. Одним из наиболее характерных и важных их признаков являются всегда ничтожные размеры этих комочков охваченной жизнью материи. Мы имеем здесь дело как бы с проявлением активированной материи, с которой обычная материя может сравниваться — если только она может — с большой осторояшостью.116а*

Но эти ничтояшые размеры оживленной материи приводят нас, как мы увидим, и другим путем к тому же выводу, что свойства живого не могут определяться вещественным субстратом и что весь материальный субстрат организма целиком входит в состав живого вещества, геохимическое значение которого подлежит нашему изучению.

97. Для выяснения этого явления необходимо останавливаться на анализе размеров организмов.

Мы так свыклись с ничтожностью этих размеров в некоторых случаях, что забываем или не замечаем, насколько много в этом удивительного и необычного и какие своеобразные явления производятся благодаря этому живым веществом в земной коре.

Необходимо отметить, и мы еще встретимся с этим позже, что живая материя является тем агентом, который создает на земной поверхности такие частички, пылинки, которые являются мельчайшими возможными на ней дроблениями твердой материи. Мы не знаем сейчас на Земле другой силы, которая производила бы такое же дробление, сравнимое с ее работой. При этом живая материя действует в этом смысле безостановочно. Значение такого дробления в геохимических процессах огромно, особенно в0 всех позднейших, отредактированных автором работах, он подчеркивает единство материи и энергии в объективной реальности. В данном случае В. И. Вернадский подходит к понятию организованности, как новому свойству материи, которое было раскрыто и углублено в понятиях кибернетики.

если мы обратим внимание на то, что живое вещество чрезвычайно сложно по своему составу и содержит нередко десятки химических элементов. Оно производит работу не только дробления, но и чрезвычайного смешения химических элементов. Нет ни одного химического или физического агента на земной поверхности, который производил бы на ней что-нибудь подобное. Одно нахождение на земной поверхности огромного количества твердой материи в раздробленном состоянии, в наиболее мелких — возможных для материи — размерах и в наиболее сложном составе придает всем земным химическим реакциям особый оттенок большей интенсивности, быстроты и полноты.

Но эта работа живого вещества имеет не только земное, но и космическое значение. Это дробление материи, превращение ее в тончайшую пыль, может быть не безразлично и для того процесса, связанного с пылевым обменом между планетами, которого мне уже пришлось раньше касаться и к которому я вернусь позже.

К содержанию книги: Владимир Иванович Вернадский: Живое вещество

Последние добавления:

Вернадский - химическое строение биосферы

Тайны ледниковых эпох

ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ В ГОЛОЦЕНЕ

Тимофеев-Ресовский. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

Ковда. Биогеохимия почвенного покрова

Глазовская. Почвоведение и география почв

Сукачёв: Фитоценология - геоботаника

Академик Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Живое и мертвое

Живая часть в организме