ГЛАВА ПЯТАЯ. Живое вещество и особенности его изучения в геохимии

Смотрите также:

Какое вещество считается живым

Живое вещество

Живое вещество в почве

Все живое из живого – принцип Реди

Следы былых биосфер

Абиогенное вещество внеземного происхождения

Биосфера и ее живое вещество

Биогеохимический круговорот. Биогеоценозы...

Живое вещество суши

живое вещество

Живое вещество

Биогеохимия. Живое вещество

Исследования химического состава живого вещества

Зеленое живое вещество в биосфере

Вернадский Владимир Иванович

ВЕРНАДСКИЙ. БИОСФЕРА

НООСФЕРА. ВЕРНАДСКИЙ

Сторонние организмы в элементах однородного живого вещества

Для исчисления живого вещества составляющие его неделимые должны быть очищены от всех посторонних организмов, приставших к ним, к их внешней поверхности, и ненуяшых им для жизни. Казалось бы, надо было исходить из единиц однородного живого вещества, совершенно свободных от других организмов.

Это представляет неодолимые трудности и не может быть достигнуто, так как тесная смесь неделимых разных видов является нередко характернейшим проявлением их основных жизненных свойств.

Прежде всего в целом ряде случаев мы не можем отделить некоторые стадии организмов одного и того же вида, так как яйца и зародыши в разные стадии их развития неизбежно будут находиться внутри того индивида (или колонии), совокупность которых представляет живое вещество. Это далеко не безразлично и с точки зрения состава и с точки зрения веса. Вес неделимых повышается, а химический состав яиц, зародышей и семян иногда резко отличается от состава целого индивида. Между тем в целом ряде случаев, например в развитии семян и спор в растениях, яиц в животных, мы имеем нередко дело с многими процентами веса неделимого.

Для моллюсков или рыб, например, вес яиц или молодых особей составляет несколько десятков процентов к весу организма. Так, например, по наблюдениям Пико, для окуня Женевского озера вес икринок, в нем находящихся, составляет 25% веса полукилограммового окуня. Калуга (Acipenser orientalis Pall. * на р. Уссури достигает веса до 30 пудов и содеряшт 3—4 пуда икры и т. д. Для некоторых рыб такое явление имеет огромное значение во время так называемого хода рыбы, передвижения морских рыб в реки во время нереста. Тут мы имеем дело со своеобразной формой живого вещества, отличного от обычного живого вещества.

Нельзя иногда отделять не только неразвившихся зародышей или яйца, но и вполне различных молодых неделимых, теснейшим и неразрывным образом связанных в первые периоды своей жизни с взрослой материнской особью, как, например, мы это видим  * в некоторых случаях для пауков или моллюсков.

В этих случаях нарушается простота представления о неделимом, но мы не выходим за пределы одного и того же однородного вещества.

Но совершенно также во множестве случаев мы не в состоянии выделить из данного неделимого чуждые им организмы и принуждены причислять их к данному живому веществу, ибо их нахождение является не случайным, они участвуют во всех геохимических реакциях какого-нибудь однородного живого вещества, без них часто в природе не существующего.

Совершенно свободное от других организмов однородное живое вещество в природе не существует. Оно есть абстрактное создание нашего разума. Мы вынуждены при исчислении однородного живого вещества захватывать биологически с ним связанные чуждые ему морфологические части. Явления эти чрезвычайно разнообразны, вероятно, имеют закономерное проявление в биосфере. Но эти законности нам неизвестны, и мы теперь можем касаться их лишь чисто эмпирическим путем, останавливаясь в виде примера на немногих из множества случаев.

Нередко организмы переполнены внутренними паразитами, в их шерсти и на их поверхности находятся внешние паразиты, от которых нельзя избавиться. Да к тому же очищенный от них организм не будет тем реальным телом природы, проявления которого в окружающей его среде являются объектом изучения в геохимии. На коре деревьев находятся — сотнями и тысячами — эпифиты вроде мхов и лишайников, от которых тоже нельзя избавиться. Грибы своими мицелиями проникают очень глубоко внутрь ткани растений.

В организмах всегда заключаются и такие индивиды, которые безразличны для их жизни, или может быть даже необходимы и полезны, как, например, бактерии в пищевом аппарате позвоночных животных, зеленые одноклеточные водоросли (хлорелла) в инфузориях и других организмах, инфузории в желудке жвачных и т. д. Водоросли из Shyzophyta попадают и живут в клетках высших растений, как это нашел впервые для цикадовых Рейнке (1879). С тех пор такие случаи увеличились: Nostoc и Chroococcus живут в паренхиме коры Gunnera из Gunneraceae, распространенном в Южном полушарии, Anabaena azollae в листьях Azolla caroliniana, бактерии Nostoc, Anabaena в клетках корней многих цикадовых и т. д.

В губках селятся разнообразнейшие животные — рачки, моллюски, черви и т. д., которых нельзя удалить из взятого для исследования организма. Нет никакой возможности в обычной работе выделить эти организмы из их хозяев, и мы вынуждены их анализировать вместе. С геохимической точки зрения это не имеет большого значения, так как если они попадали в эти организмы случайно, то их существование не скажется в общем химическом анализе или в среднем весе, ибо обладающие ими отдельные особи потонут в массе других, от них свободных. Если же они находятся во всех организмах или в большинстве их, то они — с геохимической точки зрения — представляют неизменную и важную часть данного однородного живого вещества, так как участвуют во всех химических процессах, с ним связанных. К тому же огромную часть своих химических элементов, а иногда и все целиком они получают из элементов содержащего их организма, следовательно, история химических элементов в данном однородном живом веществе пошла бы совершенно иначе, если бы их не было в содержащем их хозяине.

Но, несомненно, присутствие таких сторонних организмов не может иногда не отражаться очень резко на весе, на энергии и на составе данных организмов, так как, например, развитие паразитов нередко принимает столь большие размеры, что правильная жизнь их хозяина нарушается, и, очевидно, такие организмы не могут быть взяты как исходные для суждения о составе данной однородной материи. Так, например, нельзя брать за исходное для хлебных растений неделимые, пораженные ржавчиной, или для каких-нибудь водных моллюсков (например, Paludina) особи, зараженные паразитами, нередко составляющими более половины веса пораженного ими организма. На первый взгляд, казалось бы, что для средней пробы надо брать средние организмы, т. е. здоровые, а не больные, со средним содержанием включенных в них сторонних организмов.

Однако это далеко не всегда отвечает природному нахождению совокупности организмов — живого вещества.

Болезни — не случайные явления в природе: они не только появляются временами как нормальное явление и меняют геохимический эффект живого вещества, но в то же самое время являются чем-то ненормальным, враждебным только с точки зрения отдельного организма. Мы здесь в названии «болезнь» своеобразным образом переносим при рассмотрении природного процесса нашу антропоцентрическую точку зрения на другие организмы. С точки зрения природного процесса и всего живого вещества, взятого в целом, болезненные проявления в массовом эффекте получают совершенно иной облик, они являются одной из форм строения живого вещества. Особенно ярко это сказывается для болезней, связанных с паразитами.

Изучая живое вещество, т. е. массовую совокупность организмов, мы должны считаться с тем, что такие болезни одних организмов являются неизбежным условием жизненного существования других организмов. Они представляют неизбежное проявление сложной структуры живого вещества, и я вернусь к ним, когда буду ее касаться. Здесь же только отметим, что необходимо принимать во внимание при установке живого вещества среднюю «болезненность» организмов, т. е. среднюю порая^епность их посторонними организмами, среднее их количество, находящееся обычно в них в природных условиях.

По это среднее количество не остается неизменным в течение времени. Оно меняется во время эпидемий и, очевидно, тогда состав, масса и энергия живого вещества меняются. Мы имеем все переходы между чистым от паразитов живым веществом «хозяина» и живым веществом паразита с примешанпым к нему «хозяином», причем в этом последнем случае это живое вещество является неустойчивым и скоро умирает.

Оставляя пока в стороне эти вопросы, отметим только чрезвычайную сложность открывающегося перед нами живого вещества. Если мы возьмем какое-нибудь растение, то едва ли мы найдем один экземпляр его, свободный от паразитов или сожителей. Мы знаем, что оно меняется при этом, нередко чрезвычайным образом изменено морфологически.

Еще важнее для нас его химические изменения, и чем больше углубляемся мы в изучение живой природы, тем более ярко выявляется перед нами взаимное не морфологическое, но химическое воздействие двух соприкасающихся организмов. Для растений это сказывается в резком химическом изменении мест нахождения в нем тех или иных сторонних организмов. Вблизи этих мест идут новые своеобразные процессы, которые связаны нередко с образованием новых химических веществ в растениях, в других местах не встречающихся.

Среди таких новообразований большое значение имеют так называемые галлы («орешки»), клубеньки, которые и с биологической и с геохимической точек зрения заслуживают серьезного внимания.

Галлы сейчас вновь возбуждают столь же большое внимание, какое они возбуждали в момент зарождения новой науки, когда, с одной стороны, их смешивали с плодами растений, с другой — думали видеть в них места, где происходит самозарождение живот« ных организмов. На них обратили внимание уже древние, например Диоскорид, и их знали натуралисты XVI в.— Маттиоли, Клузиус и другие, но наибольшее внимание они вызвали в XVII столетии, когда ими занимались крупнейшие натуралисты того времени — Гарвей, потом академики Флорентийской Acade- mia della Crusca — Вивиани, Кассини, Реди, Мальниги, Гассенди и др.

Около галлов велся оживленный научный спор, перенесшийся в XVIII столетие, когда ими занимался Реомюр. По мере того, как выяснилось, что галлы не являются местом создания животного организма из растительного и не являются органом растений, большой интерес к ним замер, но к середине XIX в., в связи с увеличением интереса к общим вопросам биологии, мы наблюдаем новое пробуждение этих исследований, создание особой науки — цецидологии. Едва ли можно сомневаться, что ход научной работы приведет здесь ко многим для нас неожиданным открытиям и что в галлах мы имеем оригинальную и важную черту структуры живого вещества, с которой мы должны считаться в геохимии.

Для геохимических процессов галлы имеют большое значение, во-первых, по своей распространенности, во-вторых, по своеобразию связанных с ними биологических явлений. Количество их едва еще охвачено наукой, хотя число их быстро растет: в 1858 г. Гаймгоффен исчислял число тех галлов, которые вызываются животными, в 300—350, в 1908 г., через 50 лет, по Гауру, число известных зооцецидов доходит до 6000 и, очевидно, мы еще очень далеки от охвата всего явления в его целом.

Галлы в некоторые периоды времени захватывают огромное количество и неделимых и видов растений и составляют заметную часть по весу организма. Для галлов, как и для других форм живой материи, можно различить галлы рассеянные и галлы, наблюдаемые массами. Условия появления тех и других связаны с биологическими условиями жизни организмов, вызывающих галлы. Так, например, для хермесов типичны рассеянные галлы.

Особый случай мы имеем для мигрирующих видов, которые образуют крылатые особи. При их передвижении, перелете на другое растение множество их гибнет, и только относительно немногие особи дают галлы, встречаемые вследствие этого в рассеянии. Виды, не дающие мигрирующих генераций, например галлы Chermes lapponicus Cholodk.  *, Cherrnes abietlis Kalf. «очень часто встречаются десятками и сотнями на одной ветви и соответственно этому губят множество побегов» (Холодковский) и образуются при нахождении в растениях некоторых насекомых, бактерий и грибов. Для некоторых из этих организмов нахождение их в галлах или клубнях является нормальной частью их существования. Оно характерно для определенных генераций одной из стадий их живого вещества.

Хотя галлы производятся главным образом растениями, но приноровлены они, например в галлах, вызываемых насекомыми (тлями, осами и т. д.), к потребностям живущих в них животных, и нет сомнений, что сторонние организмы действуют не только механически, но и химически, ибо они вводят в растение посторонние вещества (например, грибы, щавелевую кислоту). В веществе орешков одновременно участвуют, таким образом, оба организма, вместе живущие, и мы должны его относить к живому веществу того и другого. Очевидно, в этом случае нельзя анализировать растение, отбрасывая, например, у бобовых клубеньки, содеря^ащие бактерии и до известной степени и материально с ними связанные, ибо такие бобовые не были бы теми бобовыми, которые производят определенный геохимический эффект в природе. В то же самое время и анализ этих бактерий без сопровождающих их клубеньков бобовых не отвечал бы условиям их действия в природе. С геохимической точки зрения важнее анализ их смеси и причисление галлов и клубеньков к живым веществам обоих организмов в том случае, когда их надо по тем или иным соображениям изучать отдельно. В галлах и клубеньках мы имеем случай оригинальной сложной органической смеси однородных лшвых веществ. Сложность этой органической смеси чрезвычайно повышается в тех случаях, когда, как, например, на Rosa canina, образуется сложный галл, где в одном более или менее связанном мея^ду собой образовании поселяется несколько разных видов насекомых, например ос.

Мы подходим этим путем к тем сложным формам смесей, которые являются нам в виде симбиозов.

Между болезнями и симбиозами есть все переходы, например между симбиозом орхидей с ризохтонами и заболеваемостью других растений от других грибков. Границу между таким симбиозом и болезнью мы проводим очень произвольно.

Мы подходим здесь сразу к тем затруднениям в определении чистоты изучаемого однородного живого вещества, с которым мы встречаемся всюду, на каждом шагу, в течение нашей работы, и которые делают область исследования этих явлений гораздо более сложной, чем область такого же изучения тел мертвой природы. Между больным и здоровым организмом существуют все переходы и нельзя дать ясного логически неопровержимого определения понятия «здоровый» и «больной» организм; приходится идти произвольным путем, отбрасывая, по возможности, крайности — те случаи, когда «болезнью» поражены многие организмы яри отсутствии «эпидемии», и принимая их во внимание, когда мы имеем дело с эпидемической «болезнью».

К содержанию книги: Владимир Иванович Вернадский: Живое вещество