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

Индивид как элемент живого вещества

Но эти затруднения, связанные с таким явным проникновением независимых живых организмов одного в другой, представляются простыми, когда мы определяем живое вещество как совокупность организмов.

Затруднение связано со сложностью нашего представления об организме.

Говоря о совокупности организмов, мы должны точно знать, где кончается в природе один организм, а начинается их комплекс. Этого мы сделать очень часто не в состоянии.

Наиболее просто было бы отождествить организм с неделимым, индивидуумом, как это очень часто делают. Но при таком отождествлении, достаточном для целого ряда случаев, для многих организмов мы встречаемся с огромными непреодолимыми затруднениями.

Под индивидом — неделимым — мы можем понимать (понимаем) различные вещи. С одной стороны, индивид понимается в смысле естественного тела, т. е. обособленного и явно отличимого предмета в окружающей нас природе, с другой — в смысле автономного естественного тела, способного отстаивать свое обособление от остальной природы, всегда разнородного, т. е. составленного тесно связанными между собой не обусловливаемыми внешними причинами функциями. Организм представляет индивид в этом последнем понимании.

Первое понимание отвечает только «естественному телу». Естественными телами могут быть любые предметы в природе, обособляемые нами от окружающей среды,— минералы, почвы, горные породы, ископаемые, кристаллы и т. п. Организм тоже является естественным телом и все, что логически может быть указано для естественных тел, может быть отнесено и к нему.

Но в понятие живого вещества организм входит не только как естественное тело, но и как автономное естественное тело, как индивид.

Это понятие автономного, самодовлеющего естественного тела проникло в науку из областей философии, теологии, поэтического творчества. Оно не укладывается в рамки ясных логических определений, нередко вызывает значительные сомнения в своем содержании, но тем не менее оно, несомненно, есть реальное явление в природе, могущественным образом влияет на все наше научное мировоззрение и на научную работу.

Несмотря на это, трудно проследить сейчас исторический ход развития наших пониманий индивида, особенно, когда мы перейдем от человека к организму животному или растительному. Индивид для нас еще во многом не освободился от своего антропоцентрического содержания.

И все же это построяемое, логически несовершенное понятие индивида имело и имеет огромное значение в биологии. Оно проникает уже работу великих биологов XVIII столетия, ясно сознавалось и Линнеем и Бюффоном. Оно же резко проявилось в определении жизни, например, в господствовавшем долгие десятилетия и в живом до сих пор определении Биша, который рассматривал организм как автомат, но с внутренней организацией, отличной по отношению к внешней среде, и считал, что жизнь главным образом заключается в самозащите организма от разрушения его внешней средой.

Эта автономность организма и сейчас проникает все наше мировоззрение и вначале мало вызывала сомнений и затруднений. Усложнение получалось главным образом с 1840-х годов, когда начало проникать естествознание учение о клетке, окончательно охватившее научную мысль через одно научное поколение. В это время вошло в жизнь учение о клетке как автономной единице многоклеточных организмов. В связи с этим в науку вошло представление о сложном — сборном — организме, каким являются все многоклеточные растения и животные.

В обычных случаях, теоретически, сборный индивид — многоклеточный организм — не возбуждает, однако, никаких сомнений и не требует никаких особых указаний при изучении живого вещества. Мы берем для живого вещества многоклеточных организмов совокупность сборных неделимых, как берем в одноклеточном — совокупность клеток.

Однако, обращаясь к реальным явлениям природы, мы наблюдаем многочисленные явления, когда нет возможности точно выяснить, имеем ли мы в этом последнем случае по отношению к многочисленным организмам сборный индивид или собрание более или менее независимых индивидов. Эти затруднения являются следствием сложности самого понятия о сборном неделимом. Точно и ясно его определить нельзя, так как есть все переходы от сложного неделимого к свободному собранию неделимых. Логически правильно было бы сводить все к клетке, если бы само понятие клетки было бы так просто, как оно нам представляется в наиболее простых случаях. Но и понятие клетки, как мы знаем, есть сложное понятие, и сведение вопроса к ней, если бы оно было возможно в многоклеточных организмах, мало бы помогло нам в наших исканиях.

С каждым годом все более отходит в прошлое недавно господствовавшее — в общем очень упрощенное — представление о многоклеточном организме. Наряду с клеткой начинают искать и находить в нем другие составные части и сама клетка из простого индивида получает характер сложного тела, может быть, симбиоза.

Мы встречаемся здесь с общим явлением в естествознании, когда основные понятия не поддаются логически точному определению, ибо всякое определение естественных явлений или предметов связано с их упрощением, и при переносе его на отвечающие ему явления или тела мы неизбежно рано ли поздно ли встретимся со случаями, где неправильность упрощения скажется, возникнут противоречия между природным явлением и как будто отвечающим ему логическим понятием.

Поэтому, принимая в общем легкую возможность различения неделимых при определении однородного живого вещества, мы должны в отдельных случаях вносить произвольные ограничения в сложное явление. Особенно резко это сказывается в растительном царстве, но наблюдается также ;и среди животных организмов. Мы имеем здесь бесчисленные разнородные случаи, среди которых в виде примера остановимся на некоторых. Усложнения связаны со способностью живого вещества давать разнообразные органические смеси.

Благодаря этому очень часто нельзя быть уверенным, что части организма принадлежат к одному и тому же растительному или яшвотному виду. Такие случаи мы имеем, например, среди лишайников Hepaticae *. Мы видим эти тела, рассеянными по всему земному шару, и местами они образуют большие скопления однородного яшвого вещества, покрывают сплошным покровом многие сотни и даже тысячи квадратных километров. Систематики различают более 5 ООО видов этих организмов, и конца этого исчисления еще не видно. Несомненно, в целом ряде научных работ это соединение гриба и водоросли представляет совершенно определенный индивид, по-видимому, даже весьма неизменный в своем составе, так как количество входящих в его состав веществ гриба и водоросли является весьма постоянным. С геохимической точки зрения каждый отдельно растущий лишайник есть элемент однородного живого вещества, какое бы объяснение его строения ни оказалось в конце концов верным, будет ли это чистый симбиоз или особый тип сапрофитного или паразитного строения. А между тем с морфологической точки зрения трудно счесть их за индивиды, т. е. не исключена возможность, а в некоторых случаях она даже и доказана, независимого существования составляющих вид лишайника видов водоросли и гриба или симбиоза орхидей с ризоктонами. К тому же, по-видимому, систематика лишайников может быть построена по грибам, так как нет несомненных случаев (проверить!), когда один и тот же гриб дает два лишайника.

С другой стороны, есть ряд случаев, когда в состав лишайника одновременно входит несколько водорослей, иногда принадлежащих не только к разным родам, но и к разным порядкам. Поэтому, может быть, с морфологической точки зрения правы те систематики, которые совершенно выбрасывают лишайники из рассмотрения классов растений и растворяют их в грибке или присоединяют к грибам (как фон Веттштейн) в виде особого их подкласса. Но такой взгляд на лишайники невозможен с геохимической точки зрения: лишайники имеют совершенно особую функцию в химических процессах земной коры и являются чрезвычайно своеобразной и важной составной частью в строении живой материи, резко отличаясь от грибов и водорослей. [...] Однако уже указывалось, что геохимически мы должны рассматривать такие срастания как виды и строить из них яшвые вещества. Несомненно, мы находимся здесь только на пороге наших знаний и трудно сказать, какие неожиданности для представлений об индивиде даст нам в будущем изучение такого рода сложных органических смесей.

В очень многих явлениях мы имеем дело с еще более темными и неизученными случаями. Нередко мы сталкиваемся с явлениями, когда некоторые постоянно присутствующие в организме и играющие в нем важную роль части возбуждают сомнения: являются ли они частями неделимого данного вида, или сросшимися с ним, или вросшими в него чужеродными неделимыми. Таковы, например, хлорофиллоносные клетки морских и пресноводных животных, которые сейчас начинают считаться зелеными водорослями, и так называемый ложный или придаточный желток — Pseudovitellus гистологов, различных тлей — Aphididae, также и других насекомых — из Cicadidae, Psylloidea, Aleurodo- idea, Cercopidae, Cicadellidae, которые, по-видимому, правильно Шульц (1910) объяснил как симбиоз в теле тлей различных Sac- charomycetaceae — дрожжевых грибков.

Здесь начинают перед нами вскрываться явления, может быть, во многих геохимических проявлениях, аналогичные галлам.

Может быть, явление это еще более глубокого характера, если подтвердятся дальнейшими работами указания Портье и Бьерри о распространении бактерий симбионтос в жировых тканях млекопитающих — в нервах, яичнике и т. д.

Для очень многих организмов, даже однородных, в видовом отношении мы, как уже было указано раньше, тоже не можем брать в расчет индивиды, так как организмы эти не являются в природе в виде неделимых, но всегда дают сложные колониальные образования из многих неделимых, например колонии гидроидов, некоторых инфузорий и т. д. Для таких организмов для исчисления живого вещества лучше всего брать за исходное не неделимое, а их колонии.

Колония является как бы сложным неделимым и от нее есть все переходы к простым неделимым. Поэтому и в целом ряде биологических вопросов можно приравнивать к неделимому колонию, например, гидроида, тем более это необходимо делать в геохимических явлениях, где исчезают все морфологические особенности организмов. Для таких организмов мы будем под именем живого вещества подразумевать совокупность всех колоний данного вида организмов.

В целом ряде других случаев, далеких от обычных представлений о колониях, например во мхах, растениях, обладающих корневищами, развивающихся от корней, пускаемых стеблями и т. п., чрезвычайно трудно найти границы неделимого и отличить его от пучка неделимых. Такие случаи должны решаться в каждом отдельном примере и нельзя дать для них общего правил

В частности, по отношению к корневищам можно брать, когда это возможно, или все корневище со всеми находящимися на нем цветущими или приносящими плоды (для цветковых) растениями, или принимать за неделимое каждое цветущее растение, отделив произвольно к нему небольшую часть прилежащего корневища. По отношению к мхам приходится поступать так же, произвольно выделяя легко отделяемые и случайно отделенные в природе части мха как его неделимые. При всей неудовлетворительности формального признака найти другой мы не можем. Сфагновое болото нередко фактически является производным немногих неделимых, существующих иногда сотни тысяч лет и книзу непрерывно переходящих в торф. Где здесь дать «естественную» границу неделимого? Ее нет в природе в этом случае, и надо взять границу искусственную. Это необходимо при исчислении живого вещества, при сведении его к весу, составу и энергии. На этом примере мы особенно ясно видим недостаточность принятого нами при исчислении однородного живого вещества элемента — неделимого. Однако мы не можем сейчас заменить его другим, лучшим. [...]

Мы не будем применять к живому веществу те приемы изучения, которые мы применяем к мертвой материи, когда мы исходим из любого определения ее веса или объема. Если бы мы пошли другим путем, мы не выиграли бы многого. Получив известные удобства в одном отношении, мы одновременно создали бы себе новые большие затруднения в другом.

Раздробленность живой материи на мелкие части — неделимые, колонии и т. п.— яъляется самой характерной ее особенностью. В этом отношении мы не имеем ничего похожего среди горных пород, с которыми нам при геохимическом изучении надо ее сравнивать. Отдаленную аналогию представляют минералы, но для минералов этот признак в геохимических проблемах не играет такой роли, как для живой материи, и может быть оставлен в стороне. Во-первых, мы изучаем геохимический эффект не минералов, а их ассоциаций — горных пород, реже — минеральных тел, а во-вторых, минерал является в общем химически однородным телом. Для анализа и изучения можно взять любую часть минерала, чтобы получить представление о химических свойствах как целого минерала, так и его комплексов. Благодаря однородности минерала для него нет минимального предела того его количества, которое можно брать для изучения, чтобы получить о нем правильное представление. Для горной породы мы имеем уже минимальный предел, но этот предел довольно нроизволен и велик. Он тем больше, чем крупнее зерна горной породы и вызывается ее неоднородностью. Для правильного суждения о составе всей горной породы мы должны даже брать ее средние пробы, искусственно составлять необходимые для изучения смеси.

В живой материи, в неделимых ее составляющих, мы имеем естественный минимум возмояшого для исследования вещества, необходимого для того, чтобы получить знание состава и энергии живого вещества. Меньше неделимого нельзя взять для анализа, так как состав неделимых неоднороден и его части химически различны. В то я^е время каждое неделимое автономно и действует в природе всюду, в том числе и в геохимических процессах, независимо от других его неделимых. В живом веществе мы изучаем лишь сумму эффектов этих неделимых. Живая материя всегда раздроблена. Поэтому, очевидно, из-за некоторых затруднений, иногда встречающихся при определении и нахождении неделимого, нам нет ни малейшей возможности терять естественное основание изучения живого вещества, составляющее его неделимое. Для каждого живого вещества есть свой минимум вещества, к которому должны сводиться его состав, и его вес, и его энергия, составляющие его неделимое или его аналог.

Во всех этих случаях, как для сборных неделимых, так и для колоний и симбиоза, мы имеем дело с формами органических смесей. И при углублении в эти явления мы можем ясно убедиться, что, входя в органическую смесь, неделимое не остается неизменным, а, в общем, явно меняется в своих свойствах.

Здесь мы видим резкое отличие их от механических смесей живого вещества, для которых мы не имеем никаких оснований допускать такое изменение неделимых. Эти изменения, весьма вероятно, сказываются и в химическом составе, хотя до сих пор с этой точки зрения вопрос не был изучен. Но ход изменения очень резко сказывается морфологически. [...]

В симбиозах, к сожалению, это изменение прослежено в недостаточной степени, но оно резко бросается в глаза в случаях паразитизма, где изменение хозяина, например для Euphorbia при заражении грибом, или в многочисленных случаях болезней, изучаемых в патологии, мы наблюдаем на каждом шагу.

Впрочем, при тех неуловимых переходах, которые наблюдаются между паразитизмом и симбиозом, мы доляшы допустить их и для симбиозов. Микоризы, клубеньки клевера и т. п. являются яркими примерами таких изменений.

Чрезвычайно важно изучение этих явлений с химической точки зрения в различных случаях паразитизма, так как мы знаем, что благодаря разному химическому составу паразит вытягивает из хозяина определенные вещества и тем самым резко влияет на его химические свойства, а следовательно, так или иначе и на геохимические явления. Так, мы имеем концентрацию Мп и Р у разных ржавчинных грибов, например у Claviceps purpurea (до 53,88% Р205 и 3,30% МпО по Рандору, 1857). К сожалению, малое количество наблюдений не позволяет здесь делать выводов, но не могу не отметить, что имеет огромное значение изучение этих явлений с точки зрения приложения этих знаний к борьбе с паразитами.

Благодаря такому характеру элементов органических смесей видовых однородных живых веществ наши суя^дения о них еще больше зависят от меняющихся условий их существования и требуют для своего понимания еще большего количества эмпирических данных, чем наши суждения о механических смесях.

Здесь валовые анализы смеси приобретают особое значение.

К содержанию книги: Владимир Иванович Вернадский: Живое вещество